车辆用雷达校准系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种车辆用雷达校准系统。所述车辆用雷达校准系统包括一目标模拟器，所述模拟器通过一接收天线接收一雷达信号，通过一延迟线延迟所接收的信号，并通过一发射天线发射所延迟的信号；以及，一雷达装置，所述雷达装置通过一发射天线向所述目标模拟器发射所述雷达信号，通过数个接收天线接收从所述目标模拟器处接收所延迟的信号，计算由所述数个接收天线接收的被延迟的信号间的相位差，以及，生成并储存所述数个接收天线的接收通道的相位校正值，以校正所算得的相位差。
【专利说明】车辆用雷达校准系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆用雷达校准系统，提供一包含数个接收天线的接收天线阵列。
【背景技术】
[0002]通常，雷达装置是感应到一物体距离并通过向所述物体发射一型号和接收由物体反射的信号感应物体的方位和高度的装置。
[0003]这种雷达装置被应用于各种需要物体感应的领域。特别地，在汽车工业中，雷达装置被安装在车辆中，并且，在车辆控制中，由通过与各种使用物体感应结果的车辆控制系统的相互配合来控制。
[0004]为了取得高角度分辨率，具有包含数个接收天线的天线阵列的雷达装置可以计算接收天线间的相位差，并因此提取一目标角度。然而，在这种雷达装置中，天线元件的物理特性会因制造过程中的误差被改变。为了实现所有模块由相同的性能，需要最小化这种物理误差。
[0005]在传统的车辆用雷达校准方法中，使用在一有限空间或一消音室内由一短程目标反射的信号的相位信息来计算并校正雷达安装误差。
[0006]然而，因为由所述短程目标反射的信号对周围环境的噪音及系统自身噪音的敏感，各个接收通道很难精确提取由所述短程目标反射的信号的相位值，因此，不能精确实施计算并储存用于相位值校正的相位校正值的雷达校准。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的一方面是提供一种车辆用雷达校准系统，使用位于短程内却由于信号延迟而充当一远程目标的目标模拟器来执行车辆用雷达装置的校准，以便提高雷达校准性能。
[0008]本发明的附加方面将在下列说明中部分陈述，并且，部分在所述说明中是显而易见或通过实施本发明而习得。
[0009]根据本发明的一方面，一车辆用雷达校准系统包括一目标模拟器，所述目标模拟器通过一接收天线接收雷达信号、通过一延迟线延迟所接收的信号，并通过一发射天线发射所延迟的信号；以及，一雷达装置，所述雷达装置通过一发射天线向所述目标模拟器发射雷达信号、通过数个接收天线从所述目标模拟器处接收所延迟的信号、计算由所述数个接收天线接收的所延迟的信号间的相位差，并生成和储存所述数个接收天线的接收通道的相位校正值，以校正所算得的相位差。
[0010]所述目标模拟器可以包括所述发射天线、所述接收天线、一延迟线单元，所述延迟线单元使所接收的信号通过一具有预设长度的延迟通道，以延迟通过所述接收天线接收所述信号，以及，一发射控制器，所述发射控制器通过所述发射天线向所述雷达装置发射业已通过所述延迟线单元的信号。
[0011]所述延迟线单元可以包括一光缆1(^1 (^)316)。
[0012]所述雷达装置可以通过所述发射天线向所述目标模拟器发射所述雷达信号；通过包含数个接收天线的接收天线阵列从所述目标模拟器接收所述延迟信号；探测由所述数个接收天线的接收通道所接收的信号的相位；计算相位校正值，所述相位校正值使其他接收通道的相位与选自所述接收通道中的一接收通道的相位一致；以及，将所算得的相位校正值储存在所述雷达装置的一储存器中。
[0013]根据本发明的另一方面，一车辆用雷达校准系统包括一目标模拟器，所述目标模拟器包含一发射天线、一接收天线、一延迟线单元，所示延迟线单元使通过所述接收天线接收的信号通过一具有预设长度的延迟通道以延迟所接收的信号；以及，一发射控制器，所述发射控制器通过所述发射天线向所述雷达装置发射业已通过所述延迟线单元的信号；一雷达装置，包含一发射天线和一包含数个接收天线的接收天线阵列，所述雷达装置通过所述发射天线向所述目标模拟器发射一雷达信号，通过所述数个接收天线接收由所述目标模拟器发射的信号，探测由所述数个接收天线的接收通道所接收的信号的相位，计算相位校正值，所述相位校正值使其他接收通道的相位与选自所述接收通道中的一接收通道的相位一致；以及，将所算得的相位校正值储存在所述雷达装置的一储存器中。
[0014]所述延迟线单元可以包括一光缆(0讨1(^1 0^16) 0
[0015]可以排列所述目标模拟器和所述雷达装置，使由所述目标模拟器的发射天线所发射的信号以0度角的方向向所述雷达装置发射而不管由所述雷达装置发射的信号的基准点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]通过以下的详细描述和所附附图，本发明的上述及其他方面将是显而易见且容易理解的，其中:
图1是根据本发明一实施例的车辆用雷达校准系统的控制框图；
图2是显示根据本发明一实施例的车辆用雷达校准系统中一目标模拟器配置的框图；图3是显示由一短程目标反射的信号与周围环境噪音之间的关系的图表，如果在根据本发明一实施例的所述车辆用雷达校准系统中使用所述短程目标来替换所述目标模拟器；
图4是显示由根据本发明一实施例的车辆用雷达校准系统中的目标模拟器发射的信号与周围环境噪音之间的关系的图表；以及，
图5是显示根据本发明一实施例的雷达校准系统中一雷达装置的配置的视图。
【具体实施方式】
[0017]将对本发明的实施例进行详细引用，实施例的举例阐明在附图中，其中，相同标号始终用于表示相同元件。在本发明的以下描述中，当会造成本发明的主旨不清楚时，将省略对于包含于本文中已知功能和配置的详细描述。在附图中，为了便于说明，元件的宽度、长度、厚度等可能被夸大。此外，在附图中，即使是显示在不同附图中的相同或相似元件将被标以相同的标号。
[0018]图1是根据本发明一实施例的车辆用雷达校准系统的控制框图。
[0019]请参见图1，一车辆用雷达校准系统包括一雷达装置100和一目标模拟器200。
[0020]所述雷达装置100是一种通过向一物体发射一信号并接收由所述物体反射的信号来感应到物体的距离和所述物体的方位及高度的装置。通过与在车辆控制中使用物体感应结果的各种车辆控制系统相互配合，来控制所述雷达装置100。
[0021]所述雷达装置100向所述目标模拟器200发射一雷达信号，并接收一由所述目标模拟器200发射的信号。
[0022]所述目标模拟器200位于相对于所述雷达装置100的短距离内，但充当一长距离目标。所述目标模拟器200延迟由所述雷达装置100发射的所述雷达信号，并再向所述雷达装置100发射被延迟的信号。
[0023]所述雷达装置100向所述目标模拟器200发射一雷达信号，通过数个通道从所述目标模拟器200处接收被延迟的信号，计算各个通道间的相位差，并生成和储存各个通道的相位校正值，以校正所算得的相位差。
[0024]就是说，所述雷达装置100可以通过所述各个接收天线来接收一被所述目模拟器200延迟并因而易与周围环境噪音区分的信号，并生成和储存所述接收天线的各个通道的相位校正值，以校正所述各个通道间的相位差，进而校正随后的水平角。就是说，通过借由穿过所述目标模拟器200的一延迟线并随后向所述雷达装置100发射被延迟的信号来延迟由所述雷达装置100向所述目标模拟器200发射的信号，所述雷达装置100可以获得与向一远程目标发射一信号并随后接收由所述远程目标反射的信号相同的效果。
[0025]因此，相比短程目标，所述雷达装置100可以接收一与周围环境信号可靠地区分开的信号，并因此在具有与所述短程目标相同的距离的同时避免周围环境噪音的影响，所述短程目标位于一有限空间内并因一高接收信号而发生多重反射，同时，更精确地计算所述接收信号的相位值。
[0026]所述校正值储存在所述雷达装置100或车辆的一储存器中，在驾驶过程中，探测到一物体并接收和分析由所述物体反射的信号时，所储存的值将用于感应物体的距离和物体的方位及高度。
[0027]就是说，所述雷达装置100需要校准所述各个接收天线的相位，以使由所述各个接收天线的接收通道探测到的同一目标的方位是完全相同的。通常，通过在一信号处理阶段提供所述各个接收天线的接收通道的相位校正值，以实现这种雷达校准。
[0028]由于所述接收通道的相位校正值是一已制成的雷达装置所固有的，需要通过个别测量来确定所述校正值。例如，在所述目标模拟器200被设置在所述雷达装置100的前表面上的条件下运行所述雷达装置100，在由所述接收通道探测的目标方位是0度时，算得所述各个接收天线的接收通道的相位校正值。这些通道的相位校正值被储存在所述雷达装置100的储存器中，并且，如果所述雷达装置100安装于一车辆中并处理一雷达信号，通过向所述各个接收通道应用各自相位校正值，所述接收通道的相位是相互保持一致的。此外，可以将一接收通道的相位值设置为一参考相位值，并可以计算和储存用于使其他接收通道的相位值与所述参考相位值保持一致的其他接收通道的相位校正值。
[0029]图2是显示根据本发明一实施例的车辆用雷达校准系统中所述目标模拟器200的配置框图。
[0030]请参见图2，所述目标模拟器200包括一接收天线201，一延迟线单元202，一发射控制器203和一发射天线204。
[0031]所述目标模拟器200位于所述雷达装置100的短距离内，却充当一远程目标。为了这个目的，所述目标模拟器200通过所述接收天线201从所述雷达装置100处接收一雷达信号，并通过所述延迟线单元202 (例如，一光缆)延迟所接收的信号。进一步地，所述目标模拟器200的发射控制器203通过所述发射天线204再向所述雷达装置100发射所述被延迟的信号。
[0032]由于排列所述目标模拟器200和雷达装置100以便使由所述目标模拟器200的发射天线204发射的信号可以始终以O度的方向向所述雷达装置100发射，提高了基准点的设置精确度，并因此改善了由所述雷达装置100的各个接收天线的接收通道所提取的相位值的精确度。
[0033]图3是显示由一短程目标反射的信号与周围环境噪音之间的关系的图表，如果在根据本发明一实施例的所述车辆用雷达校准系统中使用所述短程目标来替换所述目标模拟器，以及，图4是显示由根据本发明一实施例的车辆用雷达校准系统中的目标模拟器发射的信号与周围环境噪音之间的关系的图表。
[0034]请参见图3，如所述雷达装置200以与常规雷达装置相同的方式接收由一短程目标发射的信号，所述短程目标信号会受到周围环境噪音的影像，并因此难以单独提取所述短程信号。因此，这种噪音可能影响所述目标信号的相位值提取，并提取校正相位值。
[0035]另一方面，请参见图4，如果所述雷达装置100接收由所述模拟模拟器200发射的信号，这种信号是一目标模拟器目标信号，即一具有比所述短程目标信号长的频率的远程目标信号，并因此不受频率范围在O至50的所述目标模拟器200的周围环境噪音的影响。进一步地，在所述目标模拟器目标信号的波峰周围没有噪音，并因此，可以容易地单独提取所述目标信号。因此，可以更可靠和精确地执行目标信号的相位值提取。
[0036]图5是显示根据本发明一实施例的所述车辆用雷达校准系统中所述雷达装置的配置的视图。
[0037]请参见图5，所述雷达装置100可以包括一包含接收天线RX(I)?RX(N)的接收天线阵列101，低噪音放大器(LNA) 102，混频器103，IF放大器104，滤波器105，A/D转换器106, —信号处理器107, —振荡器108, —放大器109,以及一发射天线110。
[0038]由所述振荡器108输出的信号经所述放大器109放大并通过所述发射天线110向所述目标模拟器200发射。此处，所述信号处理器107控制所述振荡器108的输出(例如，振幅、频率、传输时间等)。
[0039]所述接收天线阵列101的各个接收天线RX(I)?RX(N)接收从所述目标模拟器200发射的信号，并且，由所述接收天线RX(I)?RX(N)接收的信号经装备在各个接收天线RX⑴?RX(N)的接收通道内的所述低噪音放大器(LNA) 102放大，并向所述混频器103输入。所述混频器103将所接收的信号与所发射的信号混合，并因此将所接收的信号向下转换为基带信号。因此，所述基带信号经由所述IF放大器104和滤波器105向所述A/D转换器106输入。向所述A/D转换器106输入的信号被转换为数字信号，然后，向所述信号处理器107发射所述数字信号。
[0040]所述信号处理器107通过从由各个接收天线RX(I)?RX(N)接收的信号中探测各个接收天线的相位及计算各个接收通道的相位校正值来执行雷达校准，这样，从所述各个接收通道中选取的一接收通道的相位，例如位于中心的接收天线的接收通道，被设置为一参考相位，并且，其他接收通道的相位与所述参考相位保持一致，以及，将算得的相位校正值储存在所述雷达装置100的一储存器中。
[0041]尽管，为了便于说明，上述实施例描述了发射天线和接收天线是分开的，也可以使用一发射/接收天线。
[0042]从上述描述中可以明显地看出，根据本发明一实施例的车辆用雷达校准系统可以使用一目标模拟器来更精确和可靠地提取各个接收通道的相位值，所述目标模拟器位于相对于所述雷达装置的短距离内，但充当一长距离目标，并生成和储存相位校正值一校正所提取的相位值，因此在具有与位于一有限空间内并因一高接收信号而发生多重反射的所述短程目标相同的距离的同时，避免周围环境噪音的影响，并从所述远程目标取得的信号中提取更可靠的各个接收通道的相位值。
[0043]尽管已经显示和描述了本发明的一些实施例，本领域技术人员可以理解的是，在不脱离本发明的原则和精神下，可以对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物定义。
【权利要求】
1.一种车辆用雷达校准系统，包括: 一目标模拟器，所述目标模拟器通过一接收天线接收一雷达信号，通过一延迟线延迟所接收的信号，并通过一发射天线发射所延迟的信号；以及， 一雷达装置，所述雷达装置通过一发射天线向所述目标模拟器发射所述雷达信号，通过数个接收天线从所述目标模拟器处接收所延迟的信号，计算由所述数个接收天线接收的所延迟的信号间的相位差，以及，生成并储存所述数个接收天线的接收通道的相位校正值，以校正所计算的相位差。
2.如权利要求1所述的车辆用雷达校准系统，其特征在于，所述目标模拟器包括所述发射天线、所述接收天线、一延迟钱单元，所述延迟线单元使所接收的信号通过一具有预设长度的延迟通道，以延迟由所述接收天线接收的所述信号，以及，一发射控制器，所述发射控制器通过所述发射天线向所述雷达装置发射业已通过所述延迟线单元的信号。
3.如权利要求2所述的车辆用雷达校准系统，其特征在于，所述延迟线单元可以包括一光缆。
4.如权利要求1所述的车辆用雷达校准系统，其特征在于，所述雷达装置通过所述发射天线向所述目标模拟器发射所述雷达信号；通过包含数个接收天线的接收天线阵列从所述目标模拟器接收所延迟的信号；探测由所述数个接收天线的接收通道所接收的信号的相位；计算相位校正值，所述相位校正值使其他接收通道的相位与选自所述接收通道中的一接收通道的相位一致；以及，将所算得的相位校正值储存在所述雷达装置的一储存器中。
5.一种车辆用雷达校准系统，包括: 一目标模拟器，所述目标模拟器包含一发射天线、一接收天线、一延迟线单元，所示延迟线单元使由所述接收天线接收的信号通过一具有预设长度的延迟通道以延迟所接收的信号；以及，一发射控制器，所述发射控制器通过所述发射天线向所述雷达装置发射业已通过所述延迟线单元的信号；以及 一雷达装置，所述雷达装置包含一发射天线和一包含数个接收天线的接收天线阵列，所述雷达装置通过所述发射天线向所述目标模拟器发射一雷达信号，通过所述数个接收天线接收由所述目标模拟器发射的信号，探测由所述数个接收天线的接收通道所接收的信号的相位，计算相位校正值，所述相位校正值使其他接收通道的相位与选自所述接收通道中的一接收通道的相位一致；以及，将所算得的相位校正值储存在所述雷达装置的一储存器中。
6.如权利要求5所述的车辆用雷达校准系统，其特征在于，所述延迟线单元包括一电缆。
7.如权利要求5所述的车辆用雷达校准系统，其特征在于，排列所述目标模拟器和所述雷达装置，使由所述目标模拟器的发射天线所发射的信号以O度角的方向向所述雷达装置发射而不管由所述雷达装置发射的信号的基准点。
【文档编号】G01S7/40GK104345303SQ201410267921
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】赵芝焄 申请人:株式会社万都