收发机组件及车辆的制作方法

本公开涉及多输入多输出(MIMO)雷达的领域。

背景技术：

MIMO雷达系统是一种相控阵雷达系统，具有发射天线的相控阵和接收天线的相控阵，通过发射天线的相控阵发射多个探测信号。多个传输的探测信号可以彼此相关或不相关。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供收发机组件及车辆。

在具有多个收发器电路的典型的汽车MIMO雷达系统中，收发器电路和它们各自相关联的发射和接收天线可以并排布置，并且与收发器电路相关联的所有发射和接收天线可以与其各自的收发器电路一起分组在一个区域中，从而不存在与不同收发器电路相关联的发射和接收天线的混合。例如，在典型的双收发器汽车雷达系统中，包括收发器电路和它们各自的天线的两个收发器组件可以并排布置。在这些典型的汽车MIMO雷达系统中，虚拟孔径的可能最大跨度由发射(TX)和接收(RX)天线之间的空间卷积来定义，例如通过两个最远外部发射(TX)天线之间的距离以及与收发器电路相关联的两个最远外接收(RX)天线之间的距离。另外，雷达系统的感知和成像的角分辨率由虚拟孔径大小来定义。虚拟孔径的大小也受到具有收发器和相关联的发射和接收天线的各个区域的可用空间有多少的限制。

在如本文所讨论的MIMO雷达系统的各种实施例中，多个收发器电路及其各自相关联的发射和接收天线被布置成将多个收发器中的不同收发器的发射和/或接收天线共同混合例如，通过在与多个收发器中的不同收发器相关联的两个发射和/或接收天线之间交织与多个收发器电路中的一个收发器相关联的发射或接收天线，电路秒。可以使用各个收发器电路及其各自的发射和接收天线的各种布置来实现混合和交织。作为说明性示例，在收发器和天线组件的平面中，这样的交织可以通过将包括收发器电路的一个收发器组件和各个TX和RX天线定向为使得一个收发器组件的TX和RX天线交织具有第二收发器组件的TX和RX天线。例如，在组件平面中，一个收发器组件的TX和RX天线可指向朝向第二收发器组件的向下方向，而第二收发器组件的TX和RX天线可指向朝上的方向第二收发器组件。“向下”和“向上”的使用是指组件平面中天线的相对方向。

通过将多个收发器电路中的不同收发器电路的发射和/或接收天线共同混合在一个公共区域内，多个发射或接收天线的不同天线之间的物理距离与单个与典型的汽车MIMO雷达系统相比，可以增加多个收发器电路中的一个，而不增加包含多个收发器电路的总面积。与典型的机动车MIMO雷达系统相比，实施例的这种增加的物理距离有利于提高角分辨率性能。实施例的增加的角分辨率性能可以是典型的汽车MIMO雷达系统的角分辨率性能的几乎两倍，而不需要天线和收发器组件的表面尺寸的相应的加倍。作为增加的角分辨率性能的折衷，与典型的机动车MIMO雷达系统相比，可以减少实施例的目标角度检测模糊度，而不增加收发器组件的物理尺寸。

根据实施方案，收发器组件包括多个收发器电路区域和多个天线。所述多个天线包括：耦合所述多个收发器电路区域中的第一收发器电路区域的第一发射天线；耦合所述第一收发器电路区域的第一接收天线；耦合所述多个收发器电路区域中的第二收发器电路区域的第二发射天线；和耦合所述第二收发器电路区域的第二接收天线。所述第二发射天线和所述第二接收天线中的至少一个交织在所述第一发射天线和所述第一接收天线之间。

优选地，第一收发器电路区域和述第二收发器电路区域沿着第一轴分离，并且多个天线沿着与所述第一轴不同的第二轴分离。

优选地，多个天线中的至少一个包括彼此耦合的多个天线元件。

优选地，第一发射天线与第二接收天线之间的第一距离小于第二接收天线与第二发射天线之间的第二距离。

优选地，第一发射天线比多发天线的任一个更接近收发器组件的一侧，并且第二发射天线比多个天线的任一个更接近收发器组件的相对侧。

优选地，第一发射天线和第二接收天线彼此相邻并且比多发天线的任一个更接近收发器组件的一侧，以及第二发射天线和第一接收天线彼此相邻并且比多个天线的任一个更接近收发器组件的相对侧。

优选地，第一发射天线包括在包括多个发射天线的第一发射天线组中；第二接收天线包括在包括多个接收天线的第二接收天线组中；和包括在第一发射天线组中的相邻发射天线之间的第三距离大于包括在第二接收天线组中的相邻接收天线之间的第四距离。

优选地，收发器组件还包括：第一发射天线馈电网络耦合在第一收发器电路区域和第一发射天线之间；第二发射天线馈电网络耦合在第二收发器电路区域和第二发射天线之间；第一接收天线馈电网络耦合在第一收发器电路区域和第一接收天线之间；和第二接收天线馈电网络耦合在第二收发器电路区域和第二接收天线之间。

优选地，第一发射天线馈电网络、第二发射天线馈电网络、第一接收天线馈电网络和第二接收天线馈电网络中的每一个都包括基板，基板包括用于相同基板层上的多个天线的每个分别耦合的天线的导电路径。

优选地，第一发射天线包括在第一发射天线组中，第一发射天线组包括第一多个发射天线，第一多个发射天线耦合第一发射天线馈电网络；第二发射天线包括在第二发射天线组中，第二发射天线组包括第二多个发射天线，第二多个发射天线耦合第二发射天线馈电网络；第一接收天线包括在第一接收天线组中，第一接收天线组包括第一多个接收天线，第一多个接收天线耦合第一接收天线馈电网络；第二接收天线包括在第二接收天线组中，第二接收天线组包括第二多个接收天线，第二多个接收天线耦合第二接收天线馈电网络；和第一和第二接收天线馈电网络沿着和第一和第二发射天线馈电网络不同轴分离。

优选地，多个天线中的至少一个包括彼此耦合的多个天线元件。

优选地，第一发射天线馈电网络和第一接收天线馈电网络沿着与第一收发器电路区域和第二收发器电路区域分开的第一轴线不同的第二轴线，与第一收发器电路区域的相对侧上的第一收发器电路区域耦合。

优选地，收发器组件还包括与多收发器电路区域的收发器电路耦合的多输入多输出(MIMO)机动车雷达设备。

优选地，多个收发器电路区域的收发器电路和多个天线被配置为在3MHz和300GHz之间的频率范围内发射和接收无线电频率。

根据实施方案，一种多输入多输出(MIMO)雷达传输的方法，包括：由耦合第一收发器电路区域的第一发射天线发射第一雷达信号；由耦合第二收发器电路区域的第二发射天线发射第二雷达信号；由耦合第一收发器电路区域的第一接收天线接收返回雷达信号；和由耦合第二收发器电路区域的第二接收天线接收返回雷达信号。所述第二发射天线从在所述第一发射天线和所述第一接收天线之间交织的第一位置发射第二雷达信号，和/或所述第二接收天线从在所述第一发射天线和所述第一接收天线之间交织的第二位置接收返回雷达信号。

根据实施方案，车辆包括MIMO雷达系统，包括收发器组件和控制电路。收发器组件包括多个收发器电路区域和多个天线。所述多个天线包括：耦合所述多个收发器电路区域中的第一收发器电路区域的第一发射天线；耦合所述第一收发器电路区域的第二接收天线；和耦合所述多个收发器电路区域中的第二收发器电路区域的第三天线。所述第三天线交织在所述第一天线和所述第二天线之间。控制电路被配置为使用所述多个天线发射和接收的信号信息来确定至少一个测量值，包括车辆与目标之间的范围、车辆与目标之间的速度差异、以及目标相对于车辆的方位信息。

一个实施例已经解决了本实用新型的至少一个技术问题和相应的有益效果。

本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。这并不是为了提供对本实用新型的排他或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。

附图说明

图1是示出根据实施例的包括与相应的发射(TX)和接收(RX)天线阵列耦合的一对收发器电路的MIMO雷达系统的图。

图2是示出根据一个实施例的包括与相应的TX和RX天线阵列耦合的一对收发器电路的MIMO雷达系统的图。

图3A和3B是图示根据一个实施例(图3A)的双收发器MIMO雷达系统相对于典型的双收发器MIMO雷达系统(图3B)的虚拟孔径尺寸的虚拟孔径尺寸的图。

图4是示出根据一个实施例的包括具有收发器组件和控制电路的多收发器MIMO雷达系统的车辆的图。

图5是示出根据一个实施例的MIMO雷达传输的方法的流程图。

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以代表相似组件的不同实例。作为示例，附图通常以非限制的方式说明本文中讨论的各种实施例。

具体实施方式

这里描述的任何实施例的任何特征可以可选地与任何其他实施例组合使用。而且，这里描述的任何实施例可以可选地包括在此讨论的组件或特征的任何子集。

图1是示出根据一个实施例的包括与对应的TX和RX天线阵列131、141、151、161耦合的多个收发器电路110、120的MIMO雷达系统100的图。MIMO雷达系统100可以包括相控阵雷达系统。收发器电路110、120可以与控制器的计算处理器可通信地耦合，控制器控制收发器电路110、120根据发送数据发送雷达信号并从收发器电路110、120接收的雷达信号获得接收数据。控制器可以是MIMO机动车雷达设备的一部分。MIMO机动车雷达设备可以控制收发器电路110、120发射和接收在指定频率范围内(例如在约3MHz和300GHz之间)的射频的雷达信号。收发器电路110、120可以与从本地振荡器170输出的本地振荡器信号同步。在各种实施例中，本地振荡器170可以与收发器电路110、120两者分离，以将本地振荡器信号发送到收发器电路110、120以保持彼此的时序同步。在各种实施例中，本地振荡器170可以被包括在收发器电路110、120中的一个中，以从收发器电路110、120中的一个输出本地振荡器信号到收发器电路110、120中的另一个，以保持彼此的时序同步。因此，收发器电路110、120中的一个可以被设置为输出本地振荡器信号，而收发器电路110、120中的另一个可以被设置为输入本地振荡器信号，并且收发器电路110、120都可以被设置为保持与本地振荡器信号的定时同步。

多个收发器电路110、120中的每一个收发器电路110、120可以设置在单独的收发器电路区域中，并且对应于收发器电路110、120的单独的收发器电路区域可以沿着与彼此布置并间隔开的TX和RX天线阵列131、141、151、161所沿的第二轴线不同的第一轴线彼此分开。在各种实施例中，第一轴线和第二轴线可以彼此垂直。TX和RX天线阵列131、141可分别通过TX天线馈电网络130和RX天线馈电网络140耦合到收发器电路110。TX天线馈电网络130和RX天线馈电网络140可以通过设置在它们之间的收发器电路110相对应的收发器电路区域彼此分开。TX和RX天线阵列151、161可分别通过TX天线馈电网络150和RX天线馈电网络160耦合到收发器电路120。

TX天线馈电网络150和RX天线馈电网络160可以通过设置在它们之间的收发器电路120相对应的收发器电路区域彼此分开。收发器电路110、TX天线馈电网络130、RX天线馈电网络140及其相应的TX和RX天线可以与收发器电路120、TX天线馈电网络150、RX天线馈电网络160、以及它们对应的TX和RX天线的的耦合装置匹配。因此，收发器电路110，TX天线馈电网络130，RX天线馈电网络140及其相应的TX和RX天线可以共同为单个收发器组件190的第一实例，而收发器电路120、TX天线馈电网络150、RX天线馈电网络160以及它们对应的TX和RX天线可以统一为单个收发器组件190的第二实例。

与单收发器组件190的第一实例的方向相比，单收发器组件190的第二实例可以被旋转180度。单收发器组件190的第一和第二实例可以以其各自的TX和RX天线指向彼此的方式来布置，并且它们各自的收发器电路区域沿着大致垂直于设置有TX和RX天线的轴线的轴线彼此大致对齐。在这种布置中，单个收发器组件190的第一个实例的TX天线馈电网络130和单个收发器组件190的第二个实例的TX天线馈电网络150沿着与将单收发器组件190的第一实例的RX天线馈电网络140与单收发器组件190的第二实例的RX天线馈电网络160分开的轴不同的轴分开。沿分开的MIMO雷达系统100的两个RX天线馈电网络的轴线、沿分开的MIMO雷达系统100的两个TX天线馈电网络的轴线、沿分开的MIMO雷达系统100的两个收发器电路区域的轴线、沿布置的MIMO雷达系统100的TX和RX天线的轴线，这些轴线可以全部彼此不同，并且可以形成叠加(+)和十字(×)形状(例如，8点星爆形状)。。

TX和RX天线馈电网络130、140、150、160均可包括基板，该基板具有用于在相同基板层上与TX和RX天线馈电网130、140、150、160耦合的每个相应天线的电导电路径。TX和RX天线馈电网130、140、150、160的基板可以包括用于天线可以与TX和RX天线馈电网130、140、150、160耦合的多个位置中的每一个的电导电路径，尽管在任何特定情况下可以耦合更少的天线。因此，通过改变单个天线馈电网络设计或部分和与每个相应的TX和RX天线馈电网络130、140、150、160相关联的天线和收发器电路之间的连接，单天线馈电网络设计或单个部件的不同实例可用于TX和RX中的每一个天线馈电网络130、140、150、160。收发器电路110、120、TX和RX天线馈电网130、140、150、160以及TX和RX天线阵列131、141、151、161可以设置在一个或多个印刷电路板(PCB)、聚合物厚膜柔性电路、低温共烧陶瓷基板或收发器组件的其它基板。尽管TX和RX天线馈电网络130、140、150、160的图示实施例可以包括无源电传输线，但是这不应被解释为限制，如在各种实施例中那样，TX和RX天线馈电网络130、140、150、160可以包括有源部件，例如电信号放大器电路，以放大要在相应的TX和RX天线上发送的信号。在各种实施例中，TX和RX天线馈电网络130、140、150、160可以包括不同的传输线技术，例如微带传输线、共面波导、带状线或其他导电技术。

TX天线阵列131可以包括多个TX天线，例如，两个TX天线132和134。收发器电路110和TX天线馈电网络130之间对于TX天线阵列131中的多个TX天线中的每一个天线可以存在一个接线连接。在各种实施例中，多个TX天线中的每一个可以被布置在沿着TX天线馈电网130的长度的多个预设位置中的一个位置中，以在TX天线阵列131中的多个TX天线中的每一个天线之间建立预设间隔。在图1所示的实施例中，TX天线132被设置在最接近收发器电路110的TX天线馈电网络130的一端，并且TX天线134设置在距收发器电路110最远的TX天线馈电网络130的相对端。TX天线馈电网络130对于收发器电路110与TX天线阵列131中的多个TX天线中相应的一个天线之间的每个连接可以具有匹配的导线长度，使得由TX天线馈电网络130引入的传输时间延迟对于与TX天线馈电网络130耦合的多个TX天线中的不同天线而言是相同的。因此，由TX天线馈电网络130引入的传输时延可以在TX天线阵列131中的多个TX天线上是均匀的，而不管它们沿着TX天线馈电网130的长度或它们与收发器电路110的物理距离的相应位置。TX天线132、134中的每一个可以在TX天线馈电网络130的同一侧上彼此平行地布置，TX天线132、134中的每一个可以包括多个天线元件180，这些天线元件180沿着从TX天线馈电网络130朝向RX天线馈电网络160追踪的导电线彼此间隔开并且彼此耦合，但是不与RX天线馈电网络160耦合。多个天线元件180中的每一个天线元件的尺寸可以不同于多个天线元件180中的其他天线元件的尺寸。例如，在所图示的实施例中，靠近单个TX天线的中心的天线元件180大于靠近单独的TX天线的端部的天线元件180。天线元件180可以沿TX天线均匀隔开。天线元件180沿着单个TX天线的尺寸和间隔可以帮助优化MIMO雷达系统100的波束成形性能。

RX天线阵列141可以包括多个RX天线，例如，四个RX天线142、143、144和145。收发器电路110和RX天线馈电网络140之间对于RX天线阵列141中的多个RX天线中的每一个天线可以存在一个接线连接。在各种实施例中，可以将多个RX天线中的每一个布置在沿着RX天线馈电网络140的长度的多个预设位置中的一个位置中，以在RX天线阵列141中的多个RX天线中的每一个之间建立预设间距。在图1所示的实施例中，RX天线142、143、144、145设置在RX收发器电路110最远的RX天线馈电网络140的一端，在彼此之间以均匀的间隔。RX天线馈电网络140对于收发器电路110和RX天线阵列141中的多个RX天线中相应的一个之间的每个连接可以具有匹配的导线长度，使得由RX天线馈电网络140引入的传输时间延迟对于与RX天线馈电网络140耦合的多个RX天线中的不同天线而言是相同的。因此，由RX天线馈电网络140引入的传输时延可以在RX天线阵列141中的多个RX天线上是均匀的，而不管它们沿着RX天线馈电网络140的长度的各自位置或它们与收发器电路110的物理距离。RX天线142、143、144、145中的每一个可以在RX天线馈电网络140的相同侧上彼此平行地布置，并且每个RX天线142、143、144、145可以包括多个天线元件180，这些天线元件180沿着从RX天线馈电网络140向TX天线馈电网络150追踪的导电线彼此间隔开并且彼此耦合，但不与TX天线馈电网络150耦合。多个天线元件180中的每一个天线元件的尺寸可以不同于多个天线元件180中的其他天线元件的尺寸。例如，在所示实施例中，靠近单个RX天线的中心的天线元件180大于靠近单个RX天线的端部的天线元件180。天线元件180沿着单个RX天线的尺寸和间隔可以有助于优化MIMO雷达系统100的波束形成性能。

收发器电路120可以与TX天线馈电网络150和RX天线馈电网络160耦合。TX天线馈电网络150可以与TX天线阵列151耦合。RX天线馈电网络160可以与RX天线阵列161耦合。

TX天线阵列151可以包括多个TX天线，例如两个TX天线152和154。收发器电路120和TX天线馈电网络150之间对于TX天线阵列151中的多个TX天线中的每一个天线可以存在一个接线连接。在各种实施例中，多个TX天线中的每一个可以被布置在沿着TX天线馈电网150的长度的多个预设位置中的一个位置中，以在TX天线阵列151中的多个TX天线中的每一个天线之间建立预设间隔。在图1所示的实施例中，TX天线152被设置在最靠近收发器电路120的TX天线馈电网络150的一端，并且TX天线154设置在距收发器电路120最远的TX天线馈电网络150的相对端。TX天线馈电网络150对于收发器电路120与TX天线阵列151中的多个TX天线中相应的一个天线之间的每个连接可具有匹配的导线长度，使得由TX天线馈电网络150对于与TX天线馈电网络150耦合的多个TX天线中的不同天线而言是相同的。因此，由TX天线馈电网络150引入的传输时延可以在TX天线阵列151中的多个TX天线之间是均匀的，而不管它们各自沿着TX天线馈电网150的长度的位置或它们与收发器电路120的物理距离。每个TX天线152、154可以彼此平行地布置在相同的并且每个TX天线152、154可以包括多个天线元件180，该多个天线元件180间隔开并且沿着从TX天线馈电网络150向RX天线馈电网络140追踪的导电线耦合在一起，但不与RX天线馈电网络140耦合。多个天线元件180中的每一个天线元件的尺寸可以与多个天线元件180中的其它天线不同。例如，在所示实施例中，靠近单个TX天线的中心的天线元件180大于靠近单独的TX天线的端部的天线元件180。天线元件180可以沿TX天线均匀隔开。天线元件180沿着单个TX天线的尺寸和间隔可以帮助优化MIMO雷达系统100的波束成形性能。

RX天线阵列161可以包括多个RX天线，例如四个RX天线162、163、164和165。收发器电路120和RX天线馈电网络160之间对于RX天线阵列161中的多个RX天线中的每一个可以存在一个接线连接。在各种实施例中，多个RX天线中的每一个可以被布置在沿着RX天线馈电网络160的长度的多个预设位置中的一个预设位置中以在RX天线阵列161中的多个RX天线中的每一个之间建立预设间距。在图1所示的实施例中，RX天线162、163、164、165被设置在RX收发器电路120最远的RX天线馈电电网160的一端，并且在彼此之间以均匀的间隔。RX天线馈电网络160对于收发器电路120与RX天线阵列161中的多个RX天线中相应的一个之间的每个连接可以具有匹配的导线长度，使得由RX天线馈电网络160引入的传输时间延迟对于与RX天线馈电网络160耦合的多个RX天线中的不同天线而言是相同的。因此，由RX天线馈电网络160引入的传输时延可以在RX天线阵列161中的多个RX天线上是均匀的，而不管它们沿着RX天线馈电网络160的长度的各自位置或它们与收发器电路120的物理距离。RX天线162、163、164、165中的每一个可以在RX天线馈电网络160的相同侧上彼此平行地布置，并且RX天线162、163、164、165中的每一个可以包括间隔开的多个天线元件180并且沿着从RX天线馈电网络160向TX天线馈电网络130追踪的导电线耦合在一起，但不与TX天线馈电网络130耦合。多个天线元件180中的每一个天线元件的尺寸可以不同于多个天线元件180中的其他天线元件的尺寸。例如，在所示实施例中，靠近单独RX天线的中心的天线元件180大于靠近单独RX天线的端部的天线元件180。天线元件180可以沿着RX天线均匀地隔开。天线元件180沿着单个RX天线的尺寸和间隔可以有助于优化MIMO雷达系统100的波束形成性能。

MIMO雷达系统100的多个TX天线和RX天线可以彼此平行地布置，并且可以布置成一排，使得垂直于MIMO雷达系统100的多个TX天线和RX天线的虚拟线可以与MIMO雷达系统100的所有多个TX天线和RX天线相交。与收发器电路110耦合的天线和与收发器电路120耦合的天线可以彼此交错。收发器电路120的多个TX和RX天线中的一个或多个可以交织在收发器电路110的两个或更多个TX和RX天线之间。同样地，收发器电路110的多个TX和RX天线中的一个或多个可以交织在收发器电路120的两个或更多个TX和RX天线之间。RX天线阵列161的RX天线可以设置在TX天线阵列131的TX天线之间或交织在TX天线之间。RX天线阵列141的RX天线可以设置在TX天线阵列151的TX天线之间或者交织在TX天线之间。TX天线阵列131的TX天线132和TX天线阵列151的TX天线152可以设置在RX天线阵列141的RX天线与RX天线阵列141的RX天线之间或交织在其之间。与收发器电路110可以设置在TX天线152和与收发器电路120耦合的RX天线阵列161之间或者交织在其之间。与收发器电路120耦合的TX天线152可以设置在TX天线13之间或者交织在TX天线132和与收发器电路110耦合的RX天线阵列141。与收发器电路120耦合的TX天线152可以设置在TX天线132和与收发器电路110耦合的RX天线阵列141之间或交织在其之间。

与收发器电路110耦合的TX天线阵列131的多个TX天线中的一个TX天线和与收发器电路120耦合的RX天线阵列161的多个RX天线中的一个RX天线之间的距离可以小于与收发器电路120耦合的RX天线阵列161的多个RX天线中的一个RX天线和与收发器电路120耦合的TX天线阵列151的多个TX天线中的一个TX天线之间的距离。类似地，与收发器电路120耦合的TX天线阵列151的多个TX天线中的一个TX天线和与收发器电路110耦合的RX天线阵列141的多个RX天线中的一个RX天线之间的距离可以小于与收发器电路110耦合的RX天线阵列141的多个RX天线中的一个RX天线和与收发器电路110耦合的TX天线阵列131的多个TX天线中的一个TX天线之间的距离。

与收发器电路110耦合的TX天线阵列131的多个TX天线中的一个TX天线可以布置得比MIMO雷达系统的所述多个天线中的任何其他天线更靠近MIMO雷达系统100的组件的一端100，而与收发器电路120耦合的TX天线阵列151的多个TX天线中的一个TX天线可以布置得比MIMO雷达系统100的所述多个天线中的任何其他天线更靠近MIMO雷达系统100的组件的相对端。

TX天线阵列131的相邻TX天线之间的距离可以大于RX天线阵列141的相邻RX天线之间的距离。类似地，TX天线阵列151的相邻TX天线之间的距离可以大于RX天线阵列161的相邻RX天线之间的距离。此外，TX天线阵列151的相邻TX天线之间的距离可以大于RX天线阵列141的相邻RX天线之间的距离，并且TX天线阵列131的相邻TX天线之间的距离可以大于RX天线阵列161的相邻RX天线之间的距离。

虽然耦合到收发器电路110、120中的每一个的两个TX天线和四个RX天线在图1的MIMO雷达系统100中以特定布置示出，但是这不应被解释为限制。在各种实施例中，TX和RX天线的任何数量和布置可以耦合到多个同步收发器电路中的每一个，以促进MIMO雷达系统的各种波束形成特性。尽管图1的MIMO雷达系统100图示了四个TX和RX天线阵列，但是这也不应被解释为限制，如在各种实施例中，MIMO雷达系统可以包括任意数量的TX和RX天线阵列，例如三个、四个或八个TX和RX天线阵列。另外，每个天线可以具有任意数量的天线元件。

图2是示出根据一个实施例的包括与相应的TX和RX天线阵列231、241、251、261耦合的一对收发器电路210、220的MIMO雷达系统200的图。MIMO雷达系统200可以是MIMO雷达系统100的一个实施例，在TX和RX天线阵列231、241、251、261中具有不同的TX和RX天线的布置。MIMO雷达系统200可以包括具有类似于MIMO雷达系统100的设计和性能特征的相控阵雷达系统。收发器电路210、220可以是收发器电路110、120的实施例，并且可以与从一个收发器电路110输出到另一个收发器电路120的本地振荡器270同步，以保持彼此的时序同步。本地振荡器270可以是本地振荡器170的一个实施例。TX和RX天线阵列231、241可以分别通过TX天线馈电网络230和RX天线馈电网络240连接到收发器电路210。TX和RX天线阵列251、261可以分别通过TX天线馈电网络250和RX天线馈电网络260耦合到收发器电路220。TX天线馈电网络230和250可以是TX天线馈电网络130和150的实施例。RX天线馈电网络240和260可以是RX天线馈电网络140和160的实施例。收发器电路210、TX天线馈电网络230、RX天线馈电网络240及其相应的TX和RX天线可以统一为单个收发器组件290的第一实例，而收发器电路220、TX天线馈电网络250、RX天线馈电网络260及其相应的TX和RX天线可以共同为单个收发器组件290的第二实例。单个收发器组件290可以是单个收发器组件190的一个实施例。

TX天线阵列231可以包括作为TX天线132、134的实施例的TX天线232、234。另外，TX天线阵列231可以包括设置在与TX天线馈电网络230的端部耦合的TX天线232、234之间的第三TX天线236。类似地，TX天线阵列251可以包括TX天线252、254，它们是TX天线152、154的实施例。另外，TX天线阵列251可以包括设置在与TX天线馈电网250的端部耦合的TX天线252、254之间的第三TX天线256。TX天线236可以设置在TX天线232、234之间的中点，而TX天线256可以设置在TX天线252、254之间的中点处。在各种实施例中，TX天线232、234、236、252、254、256可以从MIMO雷达系统200的组件的一端到另一端以规则的间隔布置，并且因此相邻TX天线232、234、236、252、254、256之间的物理距离可以是相同的。

RX天线阵列241可以包括作为RX天线142、143、144、145的实施例的RX天线242、243、244、245。另外，RX天线阵列241可以包括设置在RX天线242、243、244、245和最接近收发器电路210的RX天线馈电网络240的末端之间的附加RX天线246、247。同样，RX天线阵列261可以包括RX天线262、263、264、265，它们是RX天线162、163、164、165的实施例。另外，RX天线阵列261可以包括设置在RX天线262、263、264、265和最接近收发器电路220的RX天线馈电网络260的末端之间的附加RX天线266、267。RX天线246、247可以布置在TX天线252、256之间，而RX天线266、267可以布置在TX天线232、236之间。在各个实施例中，RX天线246、247之间的物理距离可以与该组RX天线242、243、244、245的相邻RX天线之间的物理距离相同，并且RX天线245和RX天线246之间的距离可以是RX天线246、247之间的距离的倍数。类似地，RX天线266、267之间的物理距离可以与RX天线组262、263、264、265的相邻RX天线之间的物理距离相同，并且RX天线265和RX天线266之间的距离可以是RX天线266、267之间的距离的倍数。

TX和RX天线阵列231、241、251、261的天线可以包括彼此间隔开并且沿着它们各自的天线的导电线彼此耦合的多个天线元件280。多个天线元件280可以是天线元件180的实施例。

图3A和3B是图示根据图1的实施例(图3A)的双收发器MIMO雷达系统相对于典型的双收发器MIMO雷达系统的虚拟孔径尺寸(图3B)的虚拟孔径尺寸的图。图3A和图3B的x轴对应于相同的任意虚拟孔径单位。虚拟孔径由TX和RX天线的布置决定。标号CH1A、CH1B、CH2A和CH2B表示与通过与第一和第二收发器电路中的每一个相关联的TX天线和RX天线的不同双向信道对应的虚孔径的部分，其中CH1A和CH2A对应于靠近它们各自的收发器电路区(例如，TX天线132、152)的TX天线，并且CH1B和CH2B对应于远离它们各自的收发器电路区的TX天线(例如，TX天线134、154)。如图所示，在图3A和3B中，与典型的双收发器MIMO雷达系统相比，本文讨论的双收发器MIMO雷达系统的实施例具有增加的虚拟孔径尺寸。

例如，指定为CH1A的信道可以对应于图1中TX-RX天线对132-142、132-143、132-144、132-145、132-162、132-163、132-164和132-165之间的信道。类似地，指定为CH1B的信道可对应于TX-RX天线对134-142、134-143、134-144、134-145、134-162、134-163、134-164和134-165之间的信道。相应地，指定为CH2A的信道可以对应于TX-RX天线对152-142、152-143、152-144、152-145、152-162、152-163、152-164和152-165之间的信道，并且指定为CH2B的信道可对应于TX-RX天线对154-142、154-143、154-144、154-145、154-162、154-163、154-164和154-165之间的信道。

TX天线-RX天线对之间的物理位置和间隔决定了它们在虚拟孔径图中的相应信道的位置。例如，图3A中示出的虚拟孔径的最左边的信道CH2B对应于TX-RX天线对154-142，并且最右边的信道CH1B对应于TX-RX天线对134-162。这可以通过首先确定每个单独的天线与图1的组合的TX和RX天线阵列的最左侧之间的距离来确定，然后通过将与图3A所示的每个信道相关联的一对TX和RX天线的两个天线的距离值相加来确定信道位置值，然后根据其确定的信道位置值将信道放置在虚拟孔径图上。可以以单位距离d来测量距离，其中一个单位距离d对应于两个最接近的相邻天线(例如，RX天线142和143)之间的距离。因此，分配给图1中所示的每个TX和RX天线的距离如下，每个天线另外被称为相应的速记名称：

TX2B(TX天线154):0d

RX1A(RX天线142):2d

RX1B(RX天线143):3d

RX1C(RX天线144):4d

RX1D(RX天线145):5d

TX2A(TX天线152):12d

TX1A(TX天线132):17d

RX2D(RX天线165):24d

RX2C(RX天线164):25d

RX2B(RX天线163):26d

RX2A(RX天线162):27d

TX1B(TX天线134):29d

按照这种方法，按照每对天线的距离值的总和，按照图3A从左到右的顺序将每个TX-RX天线对对应的信道放置在图3A上，如下：

TX2B-RX1A(0d+2d＝2d)

TX2B-RX1B(0d+3d＝3d)

TX2B-RX1C(0d+4d＝4d)

TX2B-RX1D(0d+5d＝5d)

TX2A-RX1A(12d+2d＝14d)

TX2A-RX1B(12d+3d＝15d)

TX2A-RX1C(12d+4d＝16d)

TX2A-RX1D(12d+5d＝17d)

TX1A-RX1A(17d+2d＝19d)

TX1A-RX1B(17d+3d＝20d)

TX1A-RX1C(17d+4d＝21d)

TX1A-RX1D(17d+5d＝22d)

TX2B-RX2D(0d+24d＝24d)

TX2B-RX2C(0d+25d＝25d)

TX2B-RX2B(0d+26d＝26d)

TX2B-RX2A(0d+27d＝27d)

TX1B-RX1A(29d+2d＝31d)

TX1B-RX1B(29d+3d＝32d)

TX1B-RX1C(29d+4d＝33d)

TX1B-RX1D(29d+5d＝34d)

TX2A-RX2D(12d+24d＝36d)

TX2A-RX2C(12d+25d＝37d)

TX2A-RX2B(12d+26d＝38d)

TX2A-RX2A(12d+27d＝39d)

TX1A-RX2D(17d+24d＝41d)

TX1A-RX2C(17d+25d＝42d)

TX1A-RX2B(17d+26d＝43d)

TX1A-RX2A(17d+27d＝44d)

TX1B-RX2D(29d+24d＝53d)

TX1B-RX2C(29d+25d＝54d)

TX1B-RX2B(29d+26d＝55d)

TX1B-RX2A(29d+27d＝56d)

因此，图3A所示的虚拟孔径的整个虚拟孔径跨度是56d-2d＝54d。图3B可以基于典型的常规天线布置通过与图3A相同的方法来确定，导致35d的虚拟孔径跨度。

例如根据图1的实施例的双收发器MIMO雷达系统的角分辨率可以基于其对应的虚拟孔径来确定。角度分辨率可以通过MIMO雷达系统的3dB带宽检测模式来指定，在大多数情况下，可以表示为1.22λ/D(弧度)，其中λ是MIMO雷达系统工作频率的波长，D是虚拟天线孔径大小。

图4是示出根据实施例的包括具有收发器组件420和控制电路430的多收发器MIMO雷达系统410的车辆400的图。在各种实施例中，收发器组件420可以包括MIMO雷达系统100或MIMO雷达系统200的实施例。

如图4所示，车辆400可以是汽车，但是这不应被解释为限制，如在各种实施例中，车辆400可以是机动车辆或非机动车辆，例如摩托车、自行车、卡丁车、全地形车辆(ATV)、船、飞机、滑翔机、宇宙飞船等。车辆也可以更普遍地是雷达系统410的载体，例如携带雷达系统410的移动物体。雷达系统410可以设置在车辆400的本体440内或后面。例如，收发器组件420可以设置在车辆400的格栅450的后面，也可以设置在车辆400的标志、图标或装饰板460后面。控制电路430可以设置在车辆400的发动机舱罩470下面。例如，控制电路430可以与车辆400的发动机计算机一起设置。

控制电路430可以被配置为使用由雷达系统410发送和接收的雷达信号来确定至少一个测量值，例如使用由收发器组件420的所述多个天线发送和接收的信号的信息。测量值的示例包括车辆400与另一物体480、490之间的范围或距离。尽管物体480被示为人并且物体490被示为骑三轮车的小孩，但是这不应被解释为限制，如在各种实施例中那样，物体可以包括另一辆车辆、建筑物、树木、桥梁、护栏、标志、护堤或车辆400在运动中可能遇到的任何其他障碍物。测量值的另一示例包括车辆400与另一物体480、490之间的速度差。另外，测量值的示例包括另一物体480、490相对于车辆400的方位信息。

图5是图示根据一个实施例的MIMO雷达传输的方法500的流程图。可以使用MIMO雷达系统100、MIMO雷达系统200或雷达系统410的实施例来执行方法500，包括具有多个收发器电路、第一发射天线、第二发射天线、第一接收天线、第二接收天线的收发器组件。第一发射天线可以是收发器组件的多个发射天线的任一个。第二发射天线可以是收发器组件的多个发射天线的任一个。第一接收天线可以是收发器组件的多个接收天线的任一个。第二接收天线可以是收发器组件的多个接收天线的任一个。方法500可以根据由控制器的处理器执行的计算指令来执行。

在操作510中，由耦合到第一收发器电路区域的第一发射天线发射第一雷达信号。第一收发器电路区域可以包括第一收发器电路。第一发射天线可以从距第二接收天线一定距离的位置发射第一雷达信号，该距离小于第二接收天线与第二发射天线之间的距离。

在操作520中，第二雷达信号由耦合到第二收发器电路区域的第二发射天线传输。第二收发器电路区域可以包括与第一收发器电路分离的第二收发器电路。第二收发器电路可根据共同的本振信号与第一收发器电路同步。第二发射天线可以交织在第一发射天线和第一接收天线之间的位置。第二发射天线可以交织在第一发射天线和第二接收天线之间的位置上。在各种实施例中，为了波束形成的目的，第二雷达信号的传输时间可相对于第一雷达信号的传输时间延迟。操作510和操作520可以同时执行。操作510和操作520也可以顺序地执行。

第一发射天线可以从比收发器组件靠近一侧的位置传送第一雷达信号，而不是与多个收发器电路耦合的多个天线中的任何一个，并且第二发射天线可以从比所述多个天线的任何其他天线更接近收发器组件的相反侧的位置发送第二雷达信号。

第一发射天线可以从与第二接收天线相邻且靠近收发器组件一侧的位置传送第一雷达信号，而不是耦合到多个收发器电路的多天线中的任何一个，并且第二发射天线可以从与第一接收天线相邻的位置传输第二雷达信号，并且比所述多个天线的任何其他天线更接近收发器组件的相对侧。

在操作530中，返回雷达信号由耦合到第一收发器电路区域的第一接收天线接收。返回雷达信号可以由一个或多个物体形成，第一和第二发射的雷达信号在该物体上反弹离开。

在操作540中，返回雷达信号由耦合到第二收发器电路区域的第二接收天线接收。第二接收天线可以接收来自第一发射天线与第一接收天线之间的交织位置的返回雷达信号。第一接收天线接收返回雷达信号与第二接收天线接收返回雷达信号之间的相对时间可用于确定关于所述第一发射雷达信号和所述第二发射雷达信号反弹以形成所述返回雷达信号的所述一个或多个物体的信息。操作530和操作540同时执行。

各种注释和例子

这里描述的每个非限制性示例可以独立存在，或者可以以各种排列或与一个或多个其他示例组合。

以上详细描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参考。附图通过说明的方式示出了可以实施本实用新型的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除示出或描述的那些之外的元件。然而，本发明人还考虑了仅提供所示或所述的那些元件的例子。此外，本发明人还考虑使用所示出或描述的那些元件(或其一个或多个方面)的任何组合或置换的示例，或者关于特定示例(或者其一个或多个方面)，或者关于在此示出或描述的其他示例(或者其一个或多个方面)。

例如，尽管阻抗元件和开关在附图中的输入端子与求和节点之间以一个顺序示出，但是这不应该被解释为限制，因为在各种实施例中，根据本领域普通技术人员根据本文的教导的理解，阻抗元件和开关可以以不同的顺序布置，同时保持相同的功能性能。另外，根据本领域普通技术人员根据本文的教导的理解，图中的单个阻抗元件可以被多个不同的阻抗元件替代，同时保持相同的功能性能，并且图中的单个开关可以被多个不同的开关替换，同时保持相同的功能性能。

如果本文档与通过引用并入的任何文档之间的用法不一致，则以本文档中的用法为准。

在本文件中，如在专利文献中常见的那样，使用术语“一”或“一个”来包括一个或多于一个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在本文中，术语“或”用于指非排他性的或者，例如“A或B”包括“A而不是B”、“B但不是A”、“A和B”，除非另有说明。在本文件中，术语“包括”和“其中”被用作相应术语“包含”和“其中”的等同词。而且，在下面的权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即包括除权利要求中的这样的术语之后列出的那些要素之外的要素的系统、装置、物品、组合物、配方或过程仍然被认为落入该权利要求的范围内。此外，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。

这里描述的方法示例可以是至少部分机器或计算机实现的。一些示例可以包括用指令编码的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令可操作用于配置电子设备以执行如以上示例中所述的方法。这样的方法的实现可以包括代码、诸如微码、汇编语言代码、更高级别的语言代码等。这种代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的一部分。此外，在一个示例中，代码可以有形地存储在一个或多个易失性、非暂时性或非易失性有形计算机可读介质上，诸如在执行期间或在其他时间。这些有形计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如、压缩盘和数字视频盘)、磁带盒、存储卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

应该理解的是，本实用新型的一个实施例涉及一种多输入多输出(MIMO)雷达传输的方法，方法包括：由耦合第一收发器电路区域的第一发射天线发射第一雷达信号；由耦合第二收发器电路区域的第二发射天线发射第二雷达信号；由耦合第一收发器电路区域的第一接收天线接收返回雷达信号；和由耦合第二收发器电路区域的第二接收天线接收返回雷达信号；其中第二发射天线从在第一发射天线和第一接收天线之间交织的第一位置发射第二雷达信号，和/或第二接收天线从在第一发射天线和第一接收天线之间交织的第二位置接收返回雷达信号。

根据以上方法的优选实施例，第一发射天线从第二接收天线以小于第二接收天线和第二发射天线之间的第二距离的第一距离从第三位置发射第一雷达信号。

根据以上方法的优选实施例，第一发射天线从比与第一收发器电路区域或第二收发器电路区域耦合的多个天线中的任何一个靠近收发器组件的一侧的第三位置发射第一雷达信号，并且第二发射天线从比多个天线中的任何一个靠近收发器组件的相对侧的第四位置发射第二雷达信号。

根据以上方法的优选实施例，第一发射天线从接近第二接收天线和比与第一收发器电路区域或第二收发器电路区域耦合的多个天线中的任何一个靠近收发器组件的一侧的第三位置发射第一雷达信号，并且第二发射天线从接近第一接收天线和比多个天线中的任何一个靠近收发器组件的相对侧的第四位置发射第二雷达信号。

根据以上方法的优选实施例，方法还包括确定第一和第二接收天线之间的第三距离以及反映第一和第二雷达信号以产生返回雷达信号的目标。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。本领域普通技术人员在查看以上描述时可以使用其他实施例。摘要提供符合37 C.F.R.§1.72(b)，使读者能够迅速确定技术披露的性质。提交时的理解是，它不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。而且，在上面的详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应该被解释为意图是一个无人认领的披露功能是任何要求必不可少的。相反，本实用新型的主题可以在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求由此作为示例或实施例被并入到具体实施方式中，其中每个权利要求独立作为单独的实施例，并且可以预期的是，这样的实施例可以以各种组合或置换相互组合。本实用新型的范围应该参照所附权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定。