雷达天线组件的利记博彩app_4

文档序号:9378661阅读:来源:国知局
04输出发射信号330和相位控制信号322。可配置移相器308和混合親合器306以 使第一发射信号310以相对于被递送至第二端口 316的第二发射信号314不同的振幅和相 位被递送至第一端口 312。由此,第一特性包括第一发射信号310的第一振幅和第一相位, 并且第二特性包括第二发射信号314的第二振幅和第二相位。它遵循着第一振幅和第一相 位与第二振幅和第二相位之间的差异对应于优选角度206。如果操作频率是76. 5GHz,则可 用I. 07mm正方形的贴片尺寸324和2. 98mm的贴片尺寸326在0· 38毫米(mm)厚的PTFE 衬底上构造天线302。给定混合耦合器的功能,可通过由移相器308所引入的相移的量来控 制第一振幅和相位与第二振幅和相位之间的差异、以及藉此的发射极化320。更具体地,可 通过对分(halve)由移相器所施加的相移来确定发射极化320。例如,如果相移是零,则发 射极化320约为零度(0° ),因此雷达信号208的极化可被表征为垂直。类似地,如果相移 是180°,则发射极化320约为九十度(90° ),因此雷达信号208的极化可被表征为水平。 它遵循着如果相移是90°,则发射极化320约为四十五度(45° )且雷达信号208的极化 可被表征为对角。
[0062] 本领域技术人员将了解到天线202和天线302通常被表征为全向天线,并且在下 文中一般被称为天线48。要了解的是,所示的天线被更准确地描述为在水平或方位面上为 全向,并且在垂直面上为定向。还要了解的是,具有仅单个贴片的天线将更为一般地被表征 为全向。还要了解的是,以水平阵列布置的多个垂直布置的贴片可被用于发射具有窄波束 的雷达信号。然后,众所周知的扫描技术可被用于以特定方向转向或瞄准波束。然而,如将 在接下来的描述中变得清楚地,由窗口 12所反射远离物体16的或通过窗口 12传播朝向物 体16的由天线48所射出的雷达信号208的量随着发射极化220、320而变化。由此,可通 过改变发射极化220、320来改变照射物体16的雷达信号208的强度。例如,当使用具有定 向波束的天线时,可通过改变发射极化220、320,可对于窗口 12处的入射角改变或优化在 波束指向的方向中传播的雷达信号208的强度。
[0063] 图16示出了曲线图400的非限制性示例,该曲线图400示出了对于各种发射极 化,撞击在具有65°的倾角的窗口(风挡)上的雷达信号的双向反射损失。双向反射损失 考虑了当来自天线48的雷达信号208通过窗口 12时的信号损失加上当来自物体16的反 射信号230往回通过窗口 12到天线48时的信号损失。例如,如果发射极化220、320是零 度(0° ),则由曲线402示出双向反射损失(由窗口 12所反射的由天线48所发射的雷达 信号208的量加上由物体16所反射的信号的量)。如果方位角(例如,优选角度206)是零 度(0° ),即,沿着瞄准线位于车辆10的正前方,则双向损失是零分贝(OdB)。然而,如果方 位角(例如,优选角度206)是六十度(60° ),而发射极化220、320仍然是零度(0° );则 反射损失减少信号的强度达约15dB。反之,如果发射极化220、320被设置成90°,则曲线 404示出了沿着瞄准线的雷达信号208的发射极化220、320被减少达20dB,但对于60°的 方位角仅被减少达小于5dB。由此,应当显而易见的是,即使天线48通常是全向型天线,可 通过改变发射极化220、320来改变撞击在区域18中的任何物体上的能量的量。换言之,虽 然在天线48和窗口 12之间的雷达信号能量分布可以是相对均匀的,但在通过窗口 12后, 该分布并不均匀。进一步,当使用具有定向波束的天线时,可通过改变发射极化220、320来 改变或优化在波束指向的方向中传播的雷达信号能量。以这种方式的信号能量的优化可被 用于,例如,增强在一定范围的波束指向角上的物体检测。
[0064] 曲线图400还示出了曲线406,该曲线406表示用于特定方位角的最佳发射极化 以最小化沿着特定方位角的反射损失(即,-最大化穿过窗口的能量的量)。曲线图400还 可用于对于给定范围的方位角选择折衷发射极化,即,选择固定发射极化的方式。虽然仅示 出了正的方位角,但应要了解的是,曲线图400可关于y轴镜像映射(mirrored)以提供示 出了对于正的和负的方位角两者的双向损失的曲线图。对于负的方位角,对于每一曲线所 标记的极化角也应当被求负(negated)。例如,参见曲线图400,对于45度的极化角的双向 损失在15度的方位角处约为2dB,而对于-45的极化角,在-15度的方位角处,双向损失是 2dB〇
[0065] 图17示出了曲线图500的非限制性示例,该曲线图500示出了用于检测位于特定 方位角处的物体的最佳极化(发射极化220、320)。虽然仅示出了正的方位角,但应要了解 的是,对于相应的负的方位角,在曲线图500中所示的最佳极化角应当被求负。例如,参见 曲线图500,在40度的方位角处,最佳极化角约为42度,而在-40度的方位角处,最佳极化 角将为-42度。
[0066] 虽然以上描述已一般针对以特定发射极化220、320发射雷达信号208通过窗口 12 的天线48 (202、302),但要了解的是,天线48可被用于以特定极化(例如,反射极化232 (图 14)或反射极化332 (图15))优选地检测反射信号230 (图1)。因此,天线202还可被配置 成响应于通过窗口 12并撞击在天线202上的来自区域18的反射信号230而输出第一检测 信号234和第二检测信号236。如将由本领域人员所了解的,控制器204可被配置成处理 第一检测信号234和第二检测信号236以使得当反射信号230由反射极化232的特定值所 表征时优选地检测反射信号230。期望的是,反射信号230将呈现对应于生成反射信号230 的雷达信号208的发射极化220的反射极化232。即,物体16可使得作为雷达信号208的 反射的反射信号230呈现可与发射极化220相比的反射极化232。换言之,反射信号230可 被部分地随机化,但可能没有被完全地或均匀地随机化。无论如何,可调节由天线48所检 测的反射信号230的优选极化以优化反射信号在窗口 12上的入射角。
[0067] 雷达系统通常被配置成以相同的极化发射和接收。例外包括具有极化多样性以用 于目标分类或将目标与杂七杂八的东西分开的雷达。为了增强由在窗口 12后面操作的模 块20进行的目标检测,通常优选针对发射和接收两者最大化通过窗口 12的传播。鉴于本 文中所呈现的窗口入射角对极化角的传播效应,因此根据曲线图500中所示的示例性最佳 极化针对每一优选角度或波束指向方向使用相同的极化进行发射和接收通常是有利的。
[0068] 由于可改变发射极化220来以优选角度206优选地照射物体16,并且天线202可 被用于以反射极化232的特定值来优选地检测反射信号230,因而遵循着控制器204可被配 置成基于第一检测信号234、第二检测信号236以及雷达信号208的发射极化220来确定物 体方向角(对应于优选角度206)。以示例的方式而非限制,控制器204可被配置成以一方 式改变第一发射信号210和第二发射信号214从而有效地扫描(sweep)或阶跃递增(step) 发射极化220的值,并且随后使用曲线图400(图16)中所示的双向发射损失特性来补偿反 射信号230的幅度,可基于当反射信号230呈现最大振幅时所使用的发射极化220来确定 物体方向角(对应于优选角度206)。
[0069] 图18示出了雷达天线组件(下文称为组件600)的非限制性示例。通常,组件600 适合放置于车辆10的窗口 12(图1)的后面以通过窗口 12并在车辆10附近区域18中检 测物体16。然而,要了解的是,组件600以及先前描述的其它天线和模块在其中期望具有改 变发射极化或优选地检测具有特定反射极化的信号的能力的非汽车应用中是有用的。即, 不应推断出本文中所呈现的教导限于汽车应用。
[0070] 组件600包括微带贴片602。可构想的是,组件600可包括如图14和15中所示 的多个微带贴片,并且此实例中的单个贴片的图示仅是为了简化图示的目的。虽然微带贴 片602被图示为正方形的,但可构想的是,可使用其它形状,诸如圆形或由两个垂直取向的 领结形状形成的交叉或由椭圆形成的交叉。通常,微带贴片602被配置成发射雷达信号,例 如雷达信号208 (图1),通过窗口 12并进入区域18中。然而,如先前所指出的,组件600的 有用性不限于汽车应用。如已描述的以及将更详细地描述的,由组件600所发射的雷达信 号由雷达信号的发射极化604所表征。类似地,可操作组件600以优选地检测具有反射极 化606的反射信号。
[0071] 通常,发射极化604受到在微带贴片602的第一端口 612处所接收的第一发射信 号610和在微带贴片602的第二端口 616处所接收的第二发射信号614所影响或者由其所 确定。如先前所描述的,在第一发射信号610和第二发射信号614之间的相对相位差和/ 或振幅差一般地确定或影响由微带贴片602所发射的雷达信号的发射极化604。
[0072] 组件600包括混合耦合器620,配置成正交地组合第一输入信号622和第二输入信 号624以输出第一发射信号
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