本發明涉及毫米波雷達,特別是涉及一種4d毫米波雷達天線陣列以及一種4d毫米波雷達。
背景技術:
1、隨著經濟的發展和科學技術的進步,汽車日益普及起來,成為社會不可或缺的交通工具。盡管汽車的普及給人們的生產生活帶來極大的便利,但是也導致了交通事故更加頻繁發生,無可避免的帶來巨大經濟損失和人員傷亡。在此背景下,全球各大汽車廠商紛紛投入到車載輔助駕駛、自動駕駛的研發熱潮中。毫米波雷達作為輔助駕駛、自動駕駛汽車環境感知單元中的重要一員,發揮著非常重要的作用,特別是一些涉及安全性的功能,比如aeb(autonomous?emergency?braking)自動緊急制動系統、bsd(blind?spot?detection)盲區檢測系統和elk(emergency?lane-keeping?system)緊急車道保持系統等。
2、目前主流的毫米波雷達仍存在無法測高、水平角分辨率低,不能檢測靜止物體等局限,所以如何提供一種在水平和豎直方向均具有較高角分辨率的4d毫米波雷達天線陣列是本領域技術人員急需解決的問題。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種4d毫米波雷達天線陣列,在水平和豎直方向均具有較高的角分辨率;本發明的另一目的在于提供一種4d毫米波雷達,在水平和豎直方向均具有較高的角分辨率。
2、為解決上述技術問題,本發明提供一種4d毫米波雷達天線陣列,包括發射天線陣列和接收天線陣列,所述發射天線陣列包括多個發射陣元,所述接收天線陣列包括多個接收陣元;
3、所述發射天線陣列包括沿水平方向分布的水平發射天線子陣列和沿垂直方向分布的垂直發射天線子陣列,所述接收天線陣列包括沿水平方向分布的水平接收天線子陣列和沿垂直方向分布的垂直接收天線子陣列,通過mimo技術形成虛擬陣元,所述虛擬陣元形成沿水平方向分布的水平線陣,以及沿垂直方向分布的垂直線陣。
4、可選的,所述發射天線陣列設置有一條所述水平發射天線子陣列和一條所述垂直發射天線子陣列,所述接收天線陣列設置有一條所述水平接收天線子陣列和一條所述垂直接收天線子陣列。
5、可選的,所述發射天線陣列呈l型或t型,所述接收天線陣列呈l型或t型。
6、可選的,所述水平發射天線子陣列與所述垂直發射天線子陣列具有共用的發射陣元,所述水平接收天線子陣列與所述垂直接收天線子陣列具有共用的接收陣元。
7、可選的,所述發射天線陣列包括12個發射陣元,所述發射陣元包括位于第一行的1個發射陣元和位于第二行的11個發射陣元,位于第一行的發射陣元與位于第二行的第7個發射陣元按列對齊。
8、可選的,位于第一行的發射陣元與位于第二行的第7個發射陣元間隔4.5個波長;位于第二行的發射陣元中,沿預設方向第一個發射陣元與第二個發射陣元間隔0.5個波長,第二個發射陣元與第三個發射陣元間隔1個波長,第三發射陣元個與第四個發射陣元間隔1.5個波長,第四個發射陣元到第八個發射陣元相鄰之間等間距間隔3.5個波長,第八個發射陣元與第九個發射陣元間隔2個波長、第九個發射陣元與第十個發射陣元間隔2個波長,第十個發射陣元與第十一個發射陣元間隔0.5個波長。
9、可選的,所述接收天線陣列包括16個接收陣元,所述接收陣元包括沿水平方向分布的8個接收陣元,和沿垂直方向分布的8個接收陣元,沿水平方向排布的第8個接收陣元與沿垂直方向排布的第8個接收陣元按列對齊。
10、可選的,沿垂直方向分布的相鄰接收陣元之間,以及沿水平方向排布的第8個接收陣元與沿垂直方向排布的第8個接收陣元之間等間距間隔3個波長;
11、沿水平方向排布的接收陣元中,沿預設方向的第一個接收陣元與第二個接收陣元間隔4.5個波長,第二個接收陣元與第三個接收陣元間隔5.5個波長,第三個接收陣元與第四個接收陣元間隔1.5個波長,第四個接收陣元與第五個接收陣元間隔6.5個波長,第五個接收陣元與第六個接收陣元間隔1.5個波長,第六個接收陣元與第七個接收陣元間隔1.5個波長,第七個接收陣元到第八個接收陣元間隔11個波長。
12、可選的,所述發射陣元為微帶天線或波導天線,所述接收陣元為微帶天線或波導天線。
13、可選的,所述發射陣元的起始工作頻率為76ghz,最大帶寬為5ghz,可使用頻率范圍為76ghz—81ghz;所述接收陣元的起始工作頻率為76ghz,最大帶寬為5ghz,可使用頻率范圍為76ghz—81ghz。
14、可選的,所述發射陣元與所述接收陣元的工作模式均為時分復用、或頻分復用、或多普勒分復用或碼分復用。
15、本發明還提供了一種4d毫米波雷達,包括如上述任一項所述的4d毫米波雷達天線陣列。
16、本發明所提供的一種4d毫米波雷達天線陣列,包括發射天線陣列和接收天線陣列,發射天線陣列包括多個發射陣元,接收天線陣列包括多個接收陣元;發射天線陣列包括沿水平方向分布的水平發射天線子陣列和沿垂直方向分布的垂直發射天線子陣列,接收天線陣列包括沿水平方向分布的水平接收天線子陣列和沿垂直方向分布的垂直接收天線子陣列,通過mimo技術形成虛擬陣元,虛擬陣元形成沿水平方向分布的水平線陣,以及沿垂直方向分布的垂直線陣。
17、基于多發多收模式下的虛擬孔徑技術形成虛擬陣元,將發射天線陣列與接收天線陣列均設置呈沿水平和垂直兩個方向延伸的陣列,可以在虛擬陣元中形成沿水平方向分布的水平線陣,以及沿垂直方向分布的垂直線陣,從而保證在水平方向和垂直方向均形成具有較多虛擬陣元的線陣,使得4d毫米波雷達天線陣列在水平和豎直方向均具有較高的角分辨率。
18、本發明還提供了一種4d毫米波雷達,同樣具有上述有益效果,在此不再進行贅述。
1.一種4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,包括發射天線陣列(1)和接收天線陣列(2),所述發射天線陣列(1)包括多個發射陣元,所述接收天線陣列(2)包括多個接收陣元;
2.根據權利要求1所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,所述發射天線陣列(1)設置有一條所述水平發射天線子陣列(11)和一條所述垂直發射天線子陣列(12),所述接收天線陣列(2)設置有一條所述水平接收天線子陣列(21)和一條所述垂直接收天線子陣列(22)。
3.根據權利要求2所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,所述發射天線陣列(1)呈l型或t型,所述接收天線陣列(2)呈l型或t型。
4.根據權利要求1至3任一項所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,所述水平發射天線子陣列(11)與所述垂直發射天線子陣列(12)具有共用的發射陣元,所述水平接收天線子陣列(21)與所述垂直接收天線子陣列(22)具有共用的接收陣元。
5.根據權利要求4所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,所述發射天線陣列(1)包括12個發射陣元,所述發射陣元包括位于第一行的1個發射陣元和位于第二行的11個發射陣元,位于第一行的發射陣元與位于第二行的第7個發射陣元按列對齊。
6.根據權利要求5所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,位于第一行的發射陣元與位于第二行的第7個發射陣元間隔4.5個波長;位于第二行的發射陣元中,沿預設方向第一個發射陣元與第二個發射陣元間隔0.5個波長,第二個發射陣元與第三個發射陣元間隔1個波長,第三發射陣元個與第四個發射陣元間隔1.5個波長,第四個發射陣元到第八個發射陣元相鄰之間等間距間隔3.5個波長,第八個發射陣元與第九個發射陣元間隔2個波長、第九個發射陣元與第十個發射陣元間隔2個波長,第十個發射陣元與第十一個發射陣元間隔0.5個波長。
7.根據權利要求4所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,所述接收天線陣列(2)包括16個接收陣元,所述接收陣元包括沿水平方向分布的8個接收陣元,和沿垂直方向分布的8個接收陣元,沿水平方向排布的第8個接收陣元與沿垂直方向排布的第8個接收陣元按列對齊。
8.根據權利要求7所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,沿垂直方向分布的相鄰接收陣元之間,以及沿水平方向排布的第8個接收陣元與沿垂直方向排布的第8個接收陣元之間等間距間隔3個波長;
9.根據權利要求1所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,所述發射陣元為微帶天線或波導天線,所述接收陣元為微帶天線或波導天線。
10.根據權利要求1所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,所述發射陣元的起始工作頻率為76ghz,最大帶寬為5ghz,可使用頻率范圍為76ghz—81ghz;所述接收陣元的起始工作頻率為76ghz,最大帶寬為5ghz,可使用頻率范圍為76ghz—81ghz。
11.根據權利要求1所述的4d毫米波雷達天線陣列,其特征在于,所述發射陣元與所述接收陣元的工作模式均為時分復用、或頻分復用、或多普勒分復用或碼分復用。
12.一種4d毫米波雷達,其特征在于,包括如權利要求1至11任一項權利要求所述的4d毫米波雷達天線陣列。