用于车辆的雷达和操作该雷达的方法
【专利摘要】用于车辆的雷达和操作该雷达的方法。这里公开了一种车载雷达。该雷达可以包括：用于中距离的Tx天线；用于短距离的Tx天线；用于中距离的Rx天线列，其每个被构造成具有垂直的长形并且被水平地布置；用于短距离的Rx天线列，其每个被构造成具有垂直地长形并且被布置在一些用于中距离的Rx天线列之间；以及控制单元，其被构造成处理在由用于中距离的Tx天线辐射无线电波之后从特定对象反射并且由用于中距离的Rx天线列接收的无线电波的信号或者在由用于短距离的Tx天线辐射无线电波之后从特定对象反射并且由用于短距离的Rx天线列接收的无线电波的信号。
【专利说明】用于车辆的雷达和操作该雷达的方法

【技术领域】
[0001] 本发明的示例性实施方式涉及雷达装置，并且更具体地，涉及能够支持短距离功 能以及中和长距离雷达（LRR)功能的全部功能的雷达装置，该装置被构造成通过单个装置 或系统构造来支持所有短距离、中距离以及LRR功能并且在单个芯片上实现该雷达装置的 大部分元件，从而能够达到小型化、高密度的集成化和低功率。

【背景技术】
[0002] 最近，根据对短距离和高分辨率雷达的需求的增长，对毫米和亚毫米波段中的短 距离和高分辨率雷达进行了持续的研究。能够确定或分辨相邻对象之间的距离的高分辨率 雷达系统以各种方式用于工业和军事目的。车载雷达系统主要用于现实生活中。该车载雷 达系统是用于实施智能交通系统的主要技术，该智能交通系统可以被称为针对车辆的安全 驾驶系统，其已经被开发出来以通过检测在大约250m或更小的半径内运动或停止的另一 车辆或对象的移动来避免由于恶劣的天气条件或驾驶员的疏忽而发生的事故。
[0003] 为了获得小视场内的高的空间分辨率，传统的高分辨率雷达系统通过使用精密的 机械装置扫描对象以在各种方向检测对象。在这样的雷达系统中，要使用能够进行电子扫 描的多波束天线以及数字波束成形技术，因为如果天线的数目增加，则相应的机械装置也 增加以增加空间分辨率。由于这个原因，传统的高分辨率雷达系统主要应用于针对车辆的 小型雷达。
[0004] 车载雷达技术可以被划分为能够检测大约250m或更小以内的对象的长距离雷达 以及能够检测60m或更小以内的对象的短距离雷达。77GHz频段的频率主要用在该LRR中， 并且24GHz频段的频率主要用在短距离雷达（SRR)中。
[0005] 例如，如图1所示，被构造成执行自适应巡航控制（ACC)功能和停止和前进 (Stop&Go)功能这两者并且被应用于针对正面碰撞预警和防止的应用程序（如自动紧急制 动（AEB))的现存的车载雷达具有如下构造，在该构造中用于短距离的雷达传感器和用于 中/长距离的雷达传感器被分离和安装。在这种ACC和AEB结合的系统中，针对ACC的该 中距离和LRR通过检测沿着被驾驶车辆行进的0-200m区间前方的交通线路来执行碰撞预 警和防止功能，并且针对AEB的SRR通过检测侵入沿着被驾驶车辆行进的0-60m区间前方 的交通线路的车辆来执行碰撞预警和防止功能。
[0006] 最近提出了一种用于短距离和中/长距离的集成雷达，其中，如上所述被分离的 用于短距离的雷达传感器和用于中/长距离的雷达传感器如图2所示被集成。
[0007] 在传统的车载雷达装置中，然而，依赖于它们的使用是仅应用在单个装置或系统 中，LRR模式的特点是相对远的检测范围和相对窄的视场，并且SRR模式的特点是短的检测 范围和宽的视场。
[0008] 相关技术文件
[0009] 专利文献
[0010](专利文献1)韩国专利申请公开No. 2009-0067990


【发明内容】

[0011] 本发明的第一目的是提供一种针对短距离和中/长距离的集成车载雷达，其能够 减小实施区域。
[0012] 本发明的第二目的是提供一种针对短距离和中/长距离的集成车载雷达，其具有 高的接收灵敏度。
[0013] 根据用于实现本发明目的的本发明的一方面，用于车辆的雷达可以包括用于中距 离的Tx天线，用于短距离的Tx天线，用于中距离的Rx天线列，其每个所述用于中距离的Rx 天线列被构造成具有垂直的长形并且被水平地布置，用于短距离的Rx天线列，其每个所述 用于短距离的Rx天线列被构造成具有垂直地长形并且被布置在用于中距离的Rx天线列中 的一些之间，以及控制单元，其被构造成处理在由用于中距离的Tx天线辐射无线电波之后 从特定对象反射并且由用于该中距离的Rx天线列接收的无线电波的信号，或者处理在由 用于短距离的Tx天线辐射无线电波之后从特定对象反射并且由用于该短距离的Rx天线列 接收的无线电波的信号。
[0014] 在这种情况，将包含在用于中距离的Rx天线列的每个中的Rx天线和包含在用于 短距离的Rx天线列的每个中的Rx天线垂直地排列。
[0015] 该用于车辆的雷达还可以包括：发送电路，其被构造成响应于来自该控制单元的 指令向该用于中距离的Tx天线或者用于短距离的Tx天线提供用于发送Tx无线电波的电 力，以及Tx切换单元，其被构造成响应于来自该控制单元的指令选择性地将所述用于中距 离的Tx天线或者所述用于短距离的Tx天线和所述发送电路连接。
[0016] 该用于车辆的雷达还可以包括接收电路，其被构造成解调由用于中距离的RX天 线接收的信号或者由用于短距离的Rx天线接收的信号并且将已解调的信号传递给该控制 单元，以及Rx切换单元，其被构造成响应于来自该控制单元的指令选择性地将所述用于中 距离的Rx天线或者所述用于短距离的Rx天线和所述接收电路连接。
[0017] 在这种情况，可以将不与用于短距离的Rx天线列交叠的用于长距离的Rx天线列 每隔两个或两个以上进行分组，可以将已分组的Rx天线列连接到单个接收线，并且可以将 与用于短距离的Rx天线列交叠的用于长距离的Rx天线列连接到各自的接收线。
[0018] 在这种情况，该控制单元可以被构造成控制用于中距离的Tx天线使得该用于中 距离的Tx天线以第一时间间隔辐射Tx无线电波，并且控制用于短距离的Tx天线使得该用 于短距离的Tx天线以第二时间间隔辐射Tx无线电波。
[0019] 在这种情况，该控制单元被构造成将由与用于短距离的Rx天线列交叠的用于长 距离的Rx天线列接收的信号的每两个或更多个进行分组，在用于中距离的Tx无线电波被 辐射的间隔中处理该已分组的信号，并且在用于短距离的Tx无线电波被辐射的间隔中处 理由用于短距离的Rx天线列接收的信号的每个。
[0020] 根据用于实现本发明目的的本发明的另一方面，一种用于车辆的雷达的操作方 法，该雷达包括用于中距离的Tx天线，用于短距离的Tx天线，用于中距离的Rx天线列，每 个被构造成具有垂直的长形并且被水平地布置，用于短距离的Rx天线列，每个被构造成具 有垂直的长形并且被水平地布置。该方法可以包括将用于中距离的Tx天线连接到发送线， 基于在由用于中距离的Tx天线辐射无线电波之后从特定对象反射并且已经由用于中距离 的Rx天线列接收的无线电波的信号来跟踪中距离对象，将用于短距离的Tx天线连接到输 出线，并且基于在由用于短距离的Tx天线辐射无线电波之后从特定对象反射并且已经由 用于短距离的Rx天线列接收的无线电波的信号来跟踪短距离对象。
[0021] 在这种情况，跟踪该中距离对象可以包括执行自适应巡航控制（ACC)。
[0022] 在这种情况，跟踪短距离对象可以包括执行用于防止短距离碰撞的停止和行进 (Stop&Go)功能。
[0023] 在这种情况，跟踪中距离对象可以包括将由与用于短距离的Rx天线列交叠的用 于长距离的Rx天线列接收的信号的每两个信号进行分组，并且处理已分组的信号，并且跟 踪中距离对象可以包括处理由用于短距离的Rx天线列所接收的信号的每个信号。
[0024] 在这种情况，Rx天线可以被垂直地排列在用于中距离的Rx天线列的每个中以及 用于短距离的Rx天线列的每个中。

【专利附图】

【附图说明】
[0025] 从以下详细说明结合附图，本发明的上述和其它目的、特征和其它优点将被更清 楚地理解，其中：
[0026] 图IA和图IB是例示了用于车辆的SRR和中距离雷达的安装结构和操作原理的概 念图；
[0027] 图2是例示了集成雷达的天线模块的平面图，其中用于中距离雷达的Tx和Rx天 线和用于SRR的Tx和Rx天线被简单地集合在单个基板中；
[0028] 图3A到图3C是例示了当Rx天线距离是0. 5X时根据天线通道的数目的角分辨 率变化的曲线图；
[0029] 图4是例示了根据本发明的实施方式的用于车辆的集成的中距离和SRR的框图；
[0030] 图5A和图5B是例示了在图4的车载雷达中包含的天线模块的实施方式的框图；
[0031] 图6是例示了包含在图4的车载雷达中的天线模块的实施方式的框图；
[0032] 图7是例示了操作图4的车载雷达的方法的实施方式的流程图；
[0033] 图8是例示了如果中距离雷达的功能和SRR的功能交替执行时，时间间隔被分割 的Tx信号的输出部分的曲线图。

【具体实施方式】
[0034] 下面将参照附图来详细地描述本发明的一些典型实施方式。
[0035] 图IA和图IB是例示了用于车辆的SRR和中距离雷达的安装结构和操作原理的概 念图。
[0036] 图IA中例示了在车辆中独立地安装单个中距离雷达和两个SRR。对于ACC所必须 的用于跟踪在前方驾驶的车辆的任务，可以使用在该车辆前部的中心所安装的中距离雷达 来执行，并且对于AEB所必须的用于跟踪相邻车辆的任务，可以使用在该车辆前部的两端 所安装的SRR来执行。
[0037] 图IB例示了在该车辆的前部安装将中距离雷达和SRR集成的雷达。
[0038] 图2是例示了集成雷达的天线模块的平面图，其中用于中距离雷达的Tx和Rx天 线和用于SRR的Tx和Rx天线被简单地集合在单个基板中。
[0039] 图2中例示的集成的雷达的天线模块被划分成布置用于中距离的Tx和Rx天线的 区域以及布置用于短距离的Tx和Rx天线的区域。用于中间和短距离的Tx和Rx天线的每 个使用阵列天线来实施，在阵列天线中天线元件以阵列形式来布置。图2中例示的集成的 雷达的天线结构不具有归因于天线的集成的显著的面积减小的效果，并且其缺点是如果角 分辨率或通道的数目增加则天线面积增加。
[0040] 图2的天线形成阵列结构，其中天线列被水平地排列，天线列中的各个天线元件 被垂直地布置。
[0041] 在单个天线列中，被垂直地布置的天线元件通过单根线耦合，并且在外部接收电 路或发送电路中它们看起来像单个天线元件。
[0042] 如果提供了单个Tx通道和多个Rx通道并且天线列之间的距离是恒定的，例如， 0. 5A，Rx天线的通道数目、Rx天线的通道之间的距离以及角分辨率之间的关系有一种趋 势，诸如公式1以及图3A到图3C的曲线图。图3A到图3C是例示了当Rx天线距离是0.5入 时根据天线通道的数目的角分辨率变化的曲线图。从图3A-图3C中可以看出根据Rx通道 的数目增加天线视场变窄并且角分辨率增加。
[0043]

【权利要求】
1. 一种用于车辆的雷达，该雷达包括： 用于中距离的Tx天线； 用于短距离的Tx天线； 用于中距离的Rx天线列，每个所述用于中距离的Rx天线列被构造成具有垂直的长形 并且被水平地布置； 用于短距离的Rx天线列，每个所述用于短距离的Rx天线列被构造成具有垂直的长形 并且被布置在所述用于中距离的Rx天线列中的一些之间；W及 控制单元，其被构造成处理在由用于中距离的Tx天线福射无线电波之后从特定对象 反射并且由用于中距离的Rx天线列接收的无线电波的信号或者在由用于短距离的Tx天 线福射无线电波之后从特定对象反射并且由用于短距离的Rx天线列接收的无线电波的信 号。
2. 根据权利要求1所述的雷达，其中，将包含在用于中距离的Rx天线列的每个中的Rx 天线和用于短距离的Rx天线列的每个中的Rx天线垂直地排列。
3. 根据权利要求1所述的雷达，所述雷达还包括： 发送电路，其被构造成响应于来自所述控制单元的指令向所述用于中距离的Tx天线 或者所述用于短距离的Tx天线提供用于发送Tx无线电波的电力；W及 Tx切换单元，其被构造成响应于来自所述控制单元的指令选择性地将所述用于中距离 的Tx天线或者所述用于短距离的Tx天线和所述发送电路连接。
4. 根据权利要求1所述的雷达，所述雷达还包括： 接收电路，其被构造成解调由所述用于中距离的Rx天线接收到的信号或者由所述用 于短距离的Rx天线接收到的信号并且将已解调的信号传递给所述控制单元；W及 Rx切换单元，其被构造成响应于来自所述控制单元的指令选择性地将所述用于中距离 的Rx天线或者所述用于短距离的Rx天线和所述接收电路连接。
5. 根据权利要求1所述的雷达，其中， 将不与所述用于短距离的Rx天线列交叠的所述用于长距离的Rx天线列W每两个或更 多个进行分组，并且将已分组的Rx天线列连接到单个接收线，并且 将与所述用于短距离的Rx天线列交叠的所述用于长距离的Rx天线列连接到各自的接 收线。
6. 根据权利要求5所述的雷达，其中，所述控制单元被构造成控制所述用于中距离的 Tx天线使得所述用于中距离的Tx天线W第一时间间隔福射Tx无线电波，并且控制所述用 于短距离的Tx天线使得所述用于短距离的Tx天线W第二时间间隔福射Tx无线电波。
7. 根据权利要求6所述的雷达，其中所述控制单元被构造成： 将由与所述用于短距离的Rx天线列交叠的所述用于长距离的Rx天线列接收到的信号 W每两个或更多个信号分组并且在所述用于中距离的Tx无线电波被福射的间隔中处理已 分组的信号，并且 在所述用于短距离的Tx无线电波被福射的间隔中处理由所述用于短距离的Rx天线列 接收的信号的每个信号。
8. -种用于车辆的雷达的操作方法，该雷达包括；用于中距离的Tx天线；用于短距离 的Tx天线；用于中距离的Rx天线列，每个所述用于中距离的Rx天线列被构造成具有垂直 的长形并且被水平地布置；用于短距离的Rx天线列，每个所述用于短距离的Rx天线列被构 造成具有垂直的长形并且被水平地布置，所述方法包括： 将所述用于中距离的Tx天线连接到发送线； 基于在由所述用于中距离的Tx天线福射无线电波之后从特定对象反射并且由所述用 于中距离的Rx天线列接收的无线电波的信号来跟踪中距离对象； 将所述用于短距离的Tx天线连接到输出线；并且 基于在由所述用于短距离的Tx天线福射无线电波之后从特定对象反射并且由所述用 于短距离的Rx天线列接收的无线电波的信号来跟踪短距离对象。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，跟踪所述中距离对象包括执行自适应巡航控制 ACC。
10. 根据权利要求8所述的方法，其中，跟踪短距离对象包括执行用于防止短距离碰撞 的停止和行进功能。
11. 根据权利要求8所述的方法，其中 跟踪所述中距离对象包括将由与所述用于短距离的Rx天线列交叠的所述用于长距离 的Rx天线列接收到的信号W每两个信号进行分组并且处理已分组的信号；并且 跟踪所述中距离对象包括处理由所述用于短距离的Rx天线阵列接收到的信号中的每 个信号。
12. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述Rx天线垂直地排列在所述用于中距离的 Rx天线列的每个中和所述用于短距离的Rx天线列的每个中。
【文档编号】G01S13/93GK104345311SQ201410389332
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】郑圣熹, 李在殷 申请人:株式会社万都