用于改进汽车雷达系统的操作的多种发射方法

用于改进汽车雷达系统的操作的多种发射方法
【专利摘要】本发明涉及用于改进汽车雷达系统的操作的多种发射方法。提供利用N×M尺寸设计的雷达阵列分清雷达捕捉物的位置的方法。在水平平面内，所述方法包括：沿一方向发射第一雷达能量图案；收集来自捕捉物的第一雷达能量图案的反射能量；沿所述方向发射第二雷达能量图案；以及收集来自捕捉物的第二雷达能量图案的反射能量。所述方法进一步包括：对比第一雷达能量图案的收集能量和第二雷达能量图案的收集能量；以及基于对比结果来确定捕捉物位于第一雷达能量图案和第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。在竖直平面内，可使用其它类似的实施例来确定雷达天线是否被障碍物阻挡。
【专利说明】用于改进汽车雷达系统的操作的多种发射方法

【技术领域】
[0001]【技术领域】总体涉及汽车雷达系统，更具体地，涉及提高这种系统的功能性以分清近距离雷达捕捉物的位置的方法。

【背景技术】
[0002]随着汽车制造商竞相通过向它们的产品中添加特征和技术能力来在市场中区分自己，汽车的复杂性和能力呈指数地增长。随着某些技术部件的成本、大小和功耗的降低，这些部件成为汽车系统的可行附加物。对于允许加入新功能的传感器来说尤其如此。
[0003]日益流行的一种这样的传感器是汽车中使用的雷达。尽管雷达在第二次世界大战之前就已经存在，但是所述传感器的各种部件的大小和功耗以及发送/接收天线的旋转性质使得仅在科幻小说中的汽车素材进行这种使用。然而，随着美国海军在25年前就采用了SPY-1相控阵雷达系统，供汽车使用的完全固态的、不可旋转天线的雷达系统成为可能。
[0004]与传统的旋转雷达天线不同，相控阵雷达天线是由多个收发器元件构成的复合天线，通过移相器来控制每个天线。通过调整从每个元件发出的信号的相位来形成和引导雷达波束，从而产生相长或相消干涉图案，所述相长或相消干涉图案能够在元件之间增加相移的方向上被“转向”，而不需要物理地改变复合天线的任何元件的方向。相长图案转向波束，而相消图案提高波束的清晰度/分辨率。适于汽车用途的一些示例性相控阵系统包括由瑞典斯德哥尔摩市的Autoliv，Inc.出售的25GHz多模式雷达系统以及来自密西根州特洛伊市的Delphi Automotive PLC和德国斯图加特市的Bosch Group两者的76GHz雷达系统。
[0005]作为简单的例子，相控阵雷达可具有辐射/接收元件的线性阵列或辐射元件的平面阵列。线性阵列雷达的特征是成X-Y矩阵的多排辐射/接收元件，其中每排由共用的移相器控制。线性阵列仅可沿一个方向转向合成雷达波束。平面阵列的特征是成X-Y矩阵的辐射元件，其中每个辐射/接收元件具有其自身的移相器并因此可经计算机协调以沿两个维度“转向”合成雷达波束。移相器可操作以“转向”由天线阵列发射的波束并“转向”天线阵列的灵敏度以沿特定方向寻找被接收的返回信号。
[0006]与所有雷达类似，相控阵雷达天线不发射单个整齐的、单个的雷达波瓣。由于相长/相消图案，在主波瓣两旁存在较小的波瓣(旁波瓣)。在许多情形中，旁波瓣是不期望的，并且作出努力以抑制旁波瓣的大小和功率，因为旁波瓣是在精确定位近距离雷达捕捉物方面的模糊来源。但是将始终存在旁波瓣。
[0007]阵列的许多参数会影响其整体福射图案,所述参数包括元件数量、元件之间的间距、和用于结合来自各个单独元件的能量的数字加权。任何或所有这些参数可用于实现主波瓣功率与旁波瓣功率的比率的改变。
[0008]天线阵列的主波束的总宽度最直接地由其电气尺寸决定。天线越大，主波束越窄。通过物理地改变阵列中的元件数量和/或物理地改变元件之间的间距可改变此电气尺寸。
[0009]天线的旁波瓣结构最直接地由组成阵列的元件的数量和所述元件之间的电子间距决定，因此对于给定的元件间距，当元件数量改变时，旁波瓣的数量将与它们的位置一起改变。当辐射/接收元件的数量减少时，相控阵雷达的主波瓣变宽并且旁波瓣的数量减少。例如，如果在矩阵中仅存在两个辐射/接收元件，则在波束图案中将存在两个无效空间(null),因此产生主波瓣和两个旁波瓣。辐射元件的数量越少，旁波瓣越明显并且主波瓣越不明显。
[0010]此外，用于结合来自每个元件的能量的幅值加权也可用于改变主波束与旁波瓣电平比率。一致的元件加权将获得最窄的主波束。然而，通过减小外部元件相对于内部阵列元件的加权，将得到较高的峰值旁波瓣-主波瓣比率和较宽的主波束。
[0011]图1A-1C描绘示例性的元件11的8X8相控阵矩阵的布置的解释性图表(A-C)。8X8阵列10 (见图1A)将产生相对强、窄、良好限定的主波瓣100以及在主波瓣旁边沿仰角和方位角以相对于主波瓣逐渐变宽的角度辐射的八个小的旁波瓣150 (见图2和3)。在图1A中，通过中断来自除8X2子组矩阵20之外的所有辐射元件11的辐射，主波瓣100’相对于之前的情况100变弱并且更多的能量由旁波瓣150’沿仰角和Y方向辐射(见图2)。在图1B中，通过中断来自除2 X 8子组矩阵30之外的所有辐射元件11的辐射，主波瓣100’相对于之前的情况100变弱并且更多的能量仅由两个旁波瓣150’沿方位角或X方向辐射(见图3)。类似地，在例子C中，中断来自除2X2子组矩阵40之外的所有辐射元件11的辐射，主波瓣100’相对于其初始情况100进一步变弱并且更多的能量由旁波瓣沿方位角和仰角辐射。
[0012]通过重新配置矩阵中的子阵列可改变元件的矩阵。例如，在可重新配置的子阵列的方法中，如果天线矩阵具有9X9个元件，则有源矩阵可由3X3子阵列构成。替代性地，如果数字波束形成是一种选择，则系统设计者可聚集各个元件以构造有源矩阵。
[0013]可用于汽车用途的其它雷达天线类型包括常规的抛物面天线和数字波束形成天线。数字波束形成是来自一组小的无定向天线的无线电信号的组合，以模拟大的定向天线。模拟的天线可电气地指向而不需使用移相器。在波束形成时，控制每个天线元件的幅值和相位。与仅单独地通过相位控制所实现的相比，结合的幅值和相位控制可用于更好地调节旁波瓣电平以及转向无效空间。
[0014]汽车的尺寸相对小，因此汽车与地面的接近以及汽车与障碍物(诸如其它汽车)的接近通常导致汽车的主波瓣被阻挡。然而，难以电子地分清雷达波束被障碍物阻挡的情形和未探测到障碍物的情形。此外，旁波瓣150可探测到附近的相邻车辆，由此导致错误地指示车辆处于主波瓣100中。因而，期望最小化旁波瓣的不良影响并有利地利用旁波瓣的存在，其中所述旁波瓣确实存在以改进汽车对障碍物的探测。
[0015]此外，通过以下的详细描述和所附的权利要求连同附图和以上【技术领域】和【背景技术】，其它期望特征和特点将变得显而易见。


【发明内容】

[0016]提供一种用于分清雷达捕捉物(contact)的位置的方法。所述方法包括:沿向前方向发射第一雷达能量图案；收集来自捕捉物的第一雷达能量图案的反射能量；沿向前方向发射第二雷达能量图案；以及收集来自捕捉物的第二雷达能量图案的反射能量。所述方法进一步包括:对比第一雷达能量图案的收集能量和第二雷达能量图案的收集能量；以及基于对比结果确定捕捉物位于第一雷达能量图案和第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。
[0017]提供一种用于操作具有NXM尺寸设计的雷达元件阵列的雷达以分清雷达捕捉物的位置的方法。所述方法包括:启用NXM元件阵列中的每个雷达元件；利用NXM元件阵列沿指定方向发射第一雷达能量图案；以及收集来自捕捉物的第一雷达能量图案的反射能量。所述方法进一步包括:仅启用NXM元件阵列中的部分；仅利用NXM元件阵列的所述部分沿指定方向发射第二雷达能量图案；收集来自捕捉物的第二雷达能量图案的反射能量。所述方法还包括:对比第一雷达能量图案的收集能量和第二雷达能量图案的收集能量；以及基于对比结果确定捕捉物位于第一雷达能量图案和第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。
[0018]提供一种分清雷达捕捉物的位置的方法。所述方法包括:利用天线沿一方向发射具有第一主波瓣-旁波瓣功率比率的第一雷达能量图案；收集来自雷达捕捉物的第一雷达能量图案的反射能量；以及改变天线的电气尺寸以产生第二主波瓣-旁波瓣功率比率。所述方法进一步包括:利用所述天线沿所述方向发射具有第二主波瓣-旁波瓣功率比率的第二雷达能量图案；收集来自雷达捕捉物的第二雷达能量图案的反射能量；以及对比第一雷达能量图案的收集反射能量和第二雷达能量图案的收集能量。在对比之后，基于对比结果确定雷达捕捉物位于第一雷达能量图案和第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。
[0019]本发明还可包括下列方案。
[0020]1.一种用于分清雷达捕捉物的位置的方法，包括:
沿指定方向发射第一雷达能量图案；
收集来自所述雷达捕捉物的所述第一雷达能量图案的反射能量；
沿所述指定方向发射第二雷达能量图案；
收集来自所述雷达捕捉物的所述第二雷达能量图案的反射能量；
对比所述第一雷达能量图案的收集反射能量和所述第二雷达能量图案的收集反射能量；以及
基于对比结果来确定所述雷达捕捉物位于所述第一雷达能量图案和所述第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。
[0021]2.根据方案I所述的方法，其中，天线元件的第一矩阵用于收集所述第一雷达能量图案的反射能量，并且天线元件的第二矩阵用于收集所述第二雷达能量图案的反射能量，所述第一矩阵与所述第二矩阵具有不同的尺寸。
[0022]3.根据方案2所述的方法，其中，所述第一矩阵的水平尺寸大于所述第二矩阵的水平尺寸。
[0023]4.根据方案3所述的方法，其中，当所述第一雷达能量图案的收集反射能量大于所述第二雷达能量图案的收集反射能量时，确定所述雷达捕捉物位于所述主波瓣中。
[0024]5.根据方案3所述的方法，其中，当所述第一雷达能量图案的收集反射能量小于所述第二雷达能量图案的收集反射能量时，确定所述雷达捕捉物位于所述旁波瓣中。
[0025]6.根据方案I所述的方法，其中，天线元件的第一矩阵用于发射所述第一雷达能量图案，并且天线元件的第二矩阵用于发射所述第二雷达能量图案，所述第一矩阵与所述第二矩阵具有不同的尺寸。
[0026]7.根据方案6所述的方法，其中，所述第一矩阵的水平尺寸大于第二矩阵的水平尺寸。
[0027]8.根据方案7所述的方法，其中，当所述第一雷达能量图案的收集反射能量大于所述第二雷达能量图案的收集反射能量时，确定所述雷达捕捉物位于所述主波瓣中。
[0028]9.根据方案7所述的方法，其中，当所述第一雷达能量图案的收集反射能量小于所述第二雷达能量图案的收集反射能量时，确定所述雷达捕捉物位于所述旁波瓣中。
[0029]10.根据方案2所述的方法，其中，所述第一矩阵的竖直尺寸大于所述第二矩阵的竖直尺寸。
[0030]11.根据方案10所述的方法，其中，当所述第二雷达能量图案的收集反射能量大于所述第一雷达能量图案的收集反射能量并且所述第二雷达能量图案的收集反射能量大于预定阈值时，确定所述第一矩阵未被阻挡。
[0031]12.根据方案10所述的方法，其中，当所述第二雷达能量图案的收集反射能量不大于所述第一雷达能量图案的收集反射能量并且所述第二雷达能量图案的收集反射能量小于预定阈值时，确定第一矩阵被阻挡。
[0032]13.根据方案6所述的方法，其中，当所述第二雷达能量图案的收集反射能量大于所述第一雷达能量图案的收集反射能量并且所述第二雷达能量图案的收集反射能量大于预定阈值时，确定所述第一矩阵未被阻挡。
[0033]14.根据方案6所述的方法，其中，当所述第二雷达能量图案的收集反射能量不大于所述第一雷达能量图案的收集反射能量并且所述第二雷达能量图案的收集反射能量小于预定阈值时，确定第一矩阵被阻挡。
[0034]15.一种用于操作NXM尺寸设计的雷达元件阵列以分清雷达捕捉物的位置的方法，所述方法包括:
启用所述NXM元件阵列中的每个雷达元件；
利用所述NXM元件阵列沿一个方向发射第一雷达能量图案；
收集来自所述雷达捕捉物的所述第一雷达能量图案的反射能量；
仅启用所述NXM元件阵列中的部分；
仅利用所述NXM元件阵列的所述部分沿所述方向发射第二雷达能量图案；
收集来自所述雷达捕捉物的所述第二雷达能量图案的反射能量；
对比所述第一雷达能量图案的收集反射能量和所述第二雷达能量图案的收集反射能量；以及
基于对比结果来确定所述雷达捕捉物位于所述第一雷达能量图案和所述第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。
[0035]16.根据方案15所述的方法，其中，当所述第一雷达能量图案的收集反射能量大于所述第二雷达能量图案的收集反射能量时，确定所述雷达捕捉物位于所述主波瓣中。
[0036]17.根据方案15所述的方法，其中，当所述第二雷达能量图案的收集反射能量不大于所述第一雷达能量图案的收集反射能量并且所述第二雷达能量图案的收集反射能量小于预定阈值时，确定所述NXM元件阵列被阻挡。
[0037]18.一种分清雷达捕捉物的位置的方法，包括:
利用天线基于电子尺寸沿一个方向发射具有第一主波瓣-旁波瓣功率比率的第一雷达能量图案；
收集来自所述雷达捕捉物的所述第一雷达能量图案的反射能量；
改变所述天线的电子尺寸以产生第二主波瓣-旁波瓣功率比率；
利用所述天线沿所述方向发射具有所述第二主波瓣-旁波瓣功率比率的第二雷达能量图案；
收集来自所述雷达捕捉物的所述第二雷达能量图案的反射能量；
对比所述第一雷达能量图案的收集反射能量和所述第二雷达能量图案的收集反射能量；以及
基于对比结果来确定所述雷达捕捉物位于所述第一雷达能量图案和所述第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。
[0038]19.根据方案18所述的方法，其中，改变所述天线的电子尺寸包括:改变所述天线的第一元件和所述天线的第二元件之间的间距。

【专利附图】

【附图说明】
[0039]下文将结合以下附图来描述实施例，其中，相似的附图标记表示相似的元件，在附图中:
图1A-1C包括阵列天线的示例性矩阵布置的图表；
图2是由图1A中的示例性矩阵布置产生的示例性辐射图案；
图3是由图1B中的矩阵布置产生的示例性辐射图案；
图4是车辆中的雷达系统的简化框图；
图5是用以分清位于旁波瓣中的捕捉物的方法的简化逻辑流程图；
图6是支持图5的方法的情景图示；
图7是支持图8的方法的情景图示；以及图8是用以确定雷达天线是否被阻挡的方法的简化逻辑流程图。

【具体实施方式】
[0040]以下详细描述在本质上仅是示例性的，而并非意在限制应用和用途。此外，不意图受在之前的【技术领域】、【背景技术】、
【发明内容】
或以下【具体实施方式】中呈现的任何明示或暗示的理论约束。本文使用的主波瓣和旁波瓣波束的任何图表仅说明性地概括相对强度和位置。并未试图将确切的波束和旁波瓣的数量或形状与特定的天线尺寸或形状相关联。这种信息在本领域是众所周知的并且为了简洁和清楚起见已被省略。
[0041]本领域技术人员应该明白，结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实现为电子硬件、在处理器上运行的计算机软件、固件或每者的组合。在本文根据功能和/或逻辑块部件(模块)和各种处理步骤来描述一些实施例和实施方式。然而，应该明白，这类块部件(或模块)可由被配置用以执行特定功能的任何数量的硬件、在处理器上运行的软件、和/或固件部件实现。为了清楚地示出硬件和软件的这种可互换性，在上文主要在其功能方面描述了各种说明性部件、块、模块、电路和步骤。这种功能性实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整个系统上的设计约束。对于每个具体应用，技术人员可用不同方法来实现所描述的功能，但是这类实现决定不应该被理解为导致脱离本发明的范围。例如，系统或部件的实施例可采用各种集成电路部件，例如，储存器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，它们可在一个或多个微处理器或其它控制装置的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员应该明白，本文描述的实施例仅是示例性的实施方式。
[0042]可利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或被设计用于执行本文描述的功能的上述任意结合，来实现或执行结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但在替代性方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实现为多个计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器连同DSP内核、或任何其它这种配置。词语“示例性”在本文中被排他地用于表示“用作例子、示例或实例”。本文被描述为“示例性”的任何实施例不必被认为相比其它实施例来说是优选或有利的。
[0043]结合本文公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接具体化在硬件中、在由处理器运行的软件模块中、或在这两者的组合中。软件模块可驻留在RAM储存器、闪存、ROM储存器、EPROM储存器、EEPROM储存器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质联接到处理器，由此处理器可从存储介质读取信息以及将信息写入存储介质。在替代性方案中，存储介质可集成到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代性方案中，处理器和存储介质可作为离散部件驻留在用户终端中。
[0044]在此文件中，关系术语(诸如第一和第二等)可仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开来，而未必需要或暗示这类实体或动作之间存在任何实际的这种关系或顺序。序数(诸如“第一”、“第二”、“第三”等)仅表示多个中的不同个体，而非暗示任何顺序或序列，除非用权利要求语言明确地限定。任何权利要求中的文本序列并非暗示:过程步骤必须按根据这种序列的时间或逻辑顺序执行，除非用权利要求的语言明确限定。在不脱离本发明的范围的情况下，过程步骤可互换为任何顺序，只要这种互换不与权利要求语言矛盾并且合乎逻辑即可。
[0045]此外，根据上下文，用于描述不同元件之间的关系的词语(诸如“联接”)并非暗示必须在这些元件之间建立直接的物理连接。例如，两个元件可通过一个或多个中间元件来物理地、电子地、逻辑地或以任何其它方式联接到彼此。
[0046]不同类型的雷达天线可符合汽车用途并且可被用于完成本文下面论述的新颖特征。这类天线包括抛物面天线、模拟和数字波束形成天线和相控阵天线。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，其它现有天线和将来可能研制出的一些天线也可用于以下描述的实施例中。为了简洁和清楚，将仅具体论述相控阵雷达天线，但是调频连续波(FMCW)雷达也是适用的。
[0047]参照图4，示出车辆，其总体由200表示。车辆包括相控阵雷达天线210，相控阵雷达天线210进一步包括元件215的矩阵。每个元件215连接到位于一系列移相器220中的移相器221。每个移相器221控制至少一个元件215的相位。由雷达控制器230来控制移相器221和元件215。具体地，控制器230是运行软件的计算装置，其控制雷达能量图案的发射并根据雷达能量图案返回来探测捕捉物，并控制元件215辐射的图案和所述元件经由一系列移相器220进行辐射所处的相位。
[0048]本领域普通技术人员应该理解，元件215可以是可转向辐射天线元件、可转向接收天线元件或两者，这取决于所使用的设备和对于特定目的的设计要求。如果元件215是无源可转向雷达接收元件，则元件215探测通过有源雷达发射机240发射的被目标反射的雷达能量返回。有源雷达发射机240也由控制器控制，所述控制器可以是控制器230或与控制器230可操作地通信的另一控制器。如果元件215是辐射元件，则元件215发射辐射能量图案，其返回随后被诸如接收器241的接收器接收。如果元件215是收发元件，则元件215用作发射机以及接收天线元件两者。
[0049]图5是由单个相控阵雷达收发器250 (见图4)使用两个或更多个能量接收图案的序列的示例性方法300。两个或更多个能量接收图案的特征是主波瓣能量与旁波瓣能量的比率不同。在此例子中，用于发射能量图案的实际装置并不特别重要，为了便于讨论假设其是雷达发射机240。发射能量图案的天线可以是抛物面天线、数字波束形成天线或本领域已知的其它类型天线。
[0050]在过程310，雷达发射机240发射第一能量图案。在一些实施例中，主波瓣的发射方向直接沿车辆200的行进线260，但是发射方向可转向至一侧或另一侧，如可通过所使用的雷达收发器的特定构造和型号所调节的。这种转向例如可用于沿道路的弯道方向发射。
[0051]在过程320，来自第一能量图案的被捕捉物反射的任何反射能量(RE1)由阵列天线210中的元件215的第一子组收集，其具有以主波瓣能量灵敏度与旁波瓣能量敏感度的第一比率来表征的第一接收图案(400/450)。在此例子中，第一子组矩阵是全部元件215，但是在其它实施例中，第一子组可以少于全部元件215。
[0052]在过程330，雷达发射机240发射第二能量图案。在一些实施例中，第二能量图案在功率、持续时间和频率方面与第一能量图案相等。但是，在其它实施例中，第二能量图案在功率、持续时间和/或频率方面与第一能量图案可以相差已知量。
[0053]在过程340，来自第二能量图案的任何反射能量(RE2)由阵列天线210中元件215的较小的第二子组矩阵收集，其具有以主波瓣能量灵敏度与旁波瓣能量敏感度的不同比率表征的第二接收图案(400’ /450’)，其中第二子组矩阵的宽度X2小于阵列天线210的完整宽度X，并且第二子组阵列的高度Y与第一子组相同。在此例子中，较小的第二子组矩阵可以是示例性的子组矩阵30 (见图1)。
[0054]在过程350，比较收集能量RE1和收集能量RE2。如果收集能量RE1大于收集能量RE2,则在过程360确定捕捉物定位在主波瓣(400/400’)方向上。但是，如果收集能量RE1小于收集能量RE2,则在过程370确定捕捉物定位在旁波瓣(450/450’)之一中。因此，在此示例性实施例中，发射雷达能量图案并改变元件矩阵10的方向灵敏度(即，电子尺寸)，以分清捕捉物的实际位置。在图6中，捕捉物480位于旁波瓣(450/450’)的区域中，其中，RE1小于 RE2。
[0055]如上所述，在其它等价实施例中，也可使用方法300，其中，阵列天线210是发射天线并且接收器241用于收集反射雷达能量图案。在这些实施例中，利用元件215的第一子组阵列发射第一能量图案，并且利用元件215的第二子组阵列发射第二能量图案。所发射的图案的特征在于，所述图案的主波瓣功率与其旁波瓣功率的比率不同。收集的雷达能量(RE1和RE2)被同一接收器241收集并经比较以分清捕捉物480的位置。
[0056]图8是利用由单个阵列雷达收发器250 (见图4)接收到的两个或更多个发射能量图案的序列来确定雷达是否被障碍物阻挡的示例性方法415。两个或更多个发射能量图案的特征在于，它们的主波瓣能量与旁波瓣能量的比率不同。在此例子中，用于发射能量图案的实际装置并不特别重要，为了便于讨论假设其是雷达发射机240。发射天线可以是抛物面天线、数字形成天线或本领域已知的其它天线。
[0057]在过程410，雷达发射机240发射第一能量图案。在一些实施例中，主波瓣的发射方向直接沿车辆200的行进线260，但是发射方向可转向至一侧或另一侧，如可通过所使用的雷达收发器的具体构造和型号所调节的。这种转向可用于例如沿道路的弯道方向发射。在过程420，来自第一能量图案的由捕捉物或地面反射的任何反射能量(RE1)被阵列天线210中的第一子组元件215收集，其具有第一接收图案(400/450)(见图7)。在此例子中，第一子组矩阵是全部元件215，但是在其它实施例中，第一子组可以少于全部元件215。
[0058]在过程430，雷达发射机240发射第二能量图案。在一些实施例中，第二能量图案在功率、持续时间和频率方面与第一能量图案相等。但是，在其它实施例中，第二能量图案在功率、持续时间和/或频率方面可以与第一能量图案不同。
[0059]在过程440，来自第二能量图案的任何反射能量(RE2)被阵列天线210中元件215的较小的第二子组矩阵收集，其具有不同的接收图案(400V450’)(见图7)，其中第二子组矩阵的高度Y2小于阵列天线210的完整高度Y，并且第二子组阵列的宽度X与第一子组相同。在此例子中，较小的第二子组矩阵可以是示例性的子组矩阵20 (见图1)。
[0060]在过程455，比较收集能量RE1和收集能量RE2。如果收集能量RE2大于收集能量RE1并且RE2大于预定的阈值，则阵列天线210未被障碍物阻挡。但是，如果收集能量RE1大于或等于收集能量RE2并且RE2小于预定的阈值，则雷达天线不能看到地面并因此被障碍物阻挡。因此，在此示例性实施例中，发射雷达能量图案并改变元件矩阵20的方向灵敏度，以确定雷达天线210是否被障碍物阻挡。
[0061]如上所述，在其它等价实施例中，也可使用过程415，其中，阵列天线210是发射天线并且接收器241用于收集反射雷达能量图案。在这些实施例中，利用元件215的第一子组阵列发射第一能量图案，并且利用元件215的第二子组阵列发射第二能量图案。收集的雷达能量(RE1和RE2)被同一接收器241收集并将其与自身以及与预定阈值相比较以确定雷达天线210是否被障碍物阻挡。
[0062]尽管已经在以上详细描述中描绘了至少一个示例性实施例，但是应该明白，存在大量变型。还应该明白，示例性实施例仅是例子，并非意在以任何方式限定本公开的范围、应用或配置。而是，以上详细描述将为本领域技术人员提供实现示例性实施例的便捷路线图。应该理解，在不脱离如所附权利要求及其法律等价物中所述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
【权利要求】
1.一种用于分清雷达捕捉物的位置的方法，包括: 沿指定方向发射第一雷达能量图案； 收集来自所述雷达捕捉物的所述第一雷达能量图案的反射能量； 沿所述指定方向发射第二雷达能量图案； 收集来自所述雷达捕捉物的所述第二雷达能量图案的反射能量； 对比所述第一雷达能量图案的收集反射能量和所述第二雷达能量图案的收集反射能量；以及 基于对比结果来确定所述雷达捕捉物位于所述第一雷达能量图案和所述第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，天线元件的第一矩阵用于收集所述第一雷达能量图案的反射能量，并且天线元件的第二矩阵用于收集所述第二雷达能量图案的反射能量，所述第一矩阵与所述第二矩阵具有不同的尺寸。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一矩阵的水平尺寸大于所述第二矩阵的水平尺寸。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，当所述第一雷达能量图案的收集反射能量大于所述第二雷达能量图案的收集反射能量时，确定所述雷达捕捉物位于所述主波瓣中。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，当所述第一雷达能量图案的收集反射能量小于所述第二雷达能量图案的收集反射能量时，确定所述雷达捕捉物位于所述旁波瓣中。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，天线元件的第一矩阵用于发射所述第一雷达能量图案，并且天线元件的第二矩阵用于发射所述第二雷达能量图案，所述第一矩阵与所述第二矩阵具有不同的尺寸。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一矩阵的水平尺寸大于第二矩阵的水平尺寸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述第一雷达能量图案的收集反射能量大于所述第二雷达能量图案的收集反射能量时，确定所述雷达捕捉物位于所述主波瓣中。
9.一种用于操作NXM尺寸设计的雷达元件阵列以分清雷达捕捉物的位置的方法，所述方法包括: 启用所述NXM元件阵列中的每个雷达元件； 利用所述NXM元件阵列沿一个方向发射第一雷达能量图案； 收集来自所述雷达捕捉物的所述第一雷达能量图案的反射能量； 仅启用所述NXM元件阵列中的部分； 仅利用所述NXM元件阵列的所述部分沿所述方向发射第二雷达能量图案； 收集来自所述雷达捕捉物的所述第二雷达能量图案的反射能量； 对比所述第一雷达能量图案的收集反射能量和所述第二雷达能量图案的收集反射能量；以及 基于对比结果来确定所述雷达捕捉物位于所述第一雷达能量图案和所述第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。
10.一种分清雷达捕捉物的位置的方法，包括: 利用天线基于电子尺寸沿一个方向发射具有第一主波瓣-旁波瓣功率比率的第一雷达能量图案； 收集来自所述雷达捕捉物的所述第一雷达能量图案的反射能量； 改变所述天线的电子尺寸以产生第二主波瓣-旁波瓣功率比率； 利用所述天线沿所述方向发射具有所述第二主波瓣-旁波瓣功率比率的第二雷达能量图案； 收集来自所述雷达捕捉物的所述第二雷达能量图案的反射能量； 对比所述第一雷达能量图案的收集反射能量和所述第二雷达能量图案的收集反射能量；以及 基于对比结果来确定所述雷达捕捉物位于所述第一雷达能量图案和所述第二雷达能量图案的旁波瓣中还是主波瓣中。
【文档编号】G01S13/06GK104251987SQ201410295324
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】M.穆拉德, J.S.科尔伯恩 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司