用于虚拟天线信号的雷达系统及方法_2

文档序号:9707179阅读:来源:国知局
{!)。S卩,因为“η”的值未知,惯例是贝塔相位差42被表达为eie。然而,如果贝塔相位差42除以二而且“η”未知,那么第一虚拟相位差具有符号不确定性,所以被更适当地表达为+/-eie/2。为了完全实现基于贝塔相位差42而非基于更易受噪声影响的阿尔法相位级数方法确定第一虚拟相位差44的益处,解决此符号不确定性是有利的。
[0020]图2示出此符号不确定性的示例的图200以及怎样能解决该不确定性。相量52、54表示基于贝塔相位差42除以二(例如+eli!/2和-eli!/2,其中对于此示例β的值为零)的第一虚拟相位差44。相量56表示使用阿尔法相位差的级数(例如el3°)确定的第一虚拟元件46的相位差。通过确定贝塔相位差42除以两个相量(相量52、54)中的哪个更接近阿尔法相位差级数(el3°)即具有小于η/2的相位误差50,能解决符号不确定性。S卩,系统10,或更具体地,控制器30,被有利地配置为通过对贝塔相位差42除以二(+/-eie/2)应用符号校正来确定第一虚拟相位差44,其中该符号校正基于贝塔相位差除以二(+eliV2和-e ιβ/2)与阿尔法相位差乘以第一虚拟元件46从参考元件20被隔开的半波长的数量的比较(例如计算相位误差50),对于图1所示的示例天线,该半波长的数量为三个半波长(el3°)。
[0021]由于基于阿尔法相位差40 (例如相量56)的虚拟相位差已知是有噪声的,在图2的相量图上指定保护带58可能是有利的,该保护带58指出相对于相量52、54的区域,在该区域中相量56的出现将导致符号校正的确定是不确定的并且因此受阻。应该理解到,保护带58的位置相对于相量52、54是相对恒定的。例如,如果因为β的值不为零而相量52、54旋转到一些其他方向,那么保护带58将旋转大约相同的数量。
[0022]正如使用贝塔相位差42来确定或估计第一虚拟相位差44降低了噪声,与确定其他虚拟元件(例如Z4、Z2、Z1)的虚拟相位差相联系的噪声也可通过使用贝塔相位差42来确定其他虚拟元件的虚拟相位差而不是仅依赖阿尔法相位级数被降低。
[0023]因此,控制器30可进一步被配置为确定第二虚拟相位差60 (Z4),该第二虚拟相位差60(Z4)对应于期望由与参考元件隔开了反射信号12的两个半波长的第二虚拟元件所检测的反射信号。通过计算或确定阿尔法相位差40与第一虚拟相位差44之间的差异可确定该第二虚拟相位差,例如Z4 = Z3/eia。尽管阿尔法相位差40被用于确定第一虚拟相位差44,当与使用阿尔法相位级数(el2a)来确定第二虚拟相位差60的替代相比较时,噪声效应被降低。
[0024]控制器30也可进一步被配置为确定第三虚拟相位差62 (Z2),该第三虚拟相位差62 (Z2)对应于期望由与参考元件隔开了反射信号12的四个半波长的第三虚拟元件所检测的反射信号。通过计算或确定阿尔法相位差40与第一虚拟相位差44之和可确定该第三虚拟相位差62,例如Z2 = Z3*eia。
[0025]控制器30也可进一步被配置为确定第四虚拟相位差64 (Z1),该第四虚拟相位差64(Z1)对应于期望由与参考元件隔开了反射信号12的五个半波长的第四虚拟元件所检测的反射信号。通过计算或确定阿尔法相位差40与贝塔相位差42之间的差异可确定该第四虚拟相位差64,例如Z1 = eli!/eiao
[0026]图3示出处理由雷达天线(天线14)所检测的反射信号12的方法300,所述方法包括:
[0027]步骤310,“提供天线”,可包括使用公知的光刻技术制造天线14以定义参考元件
20、与参考元件20隔开了反射信号12的一个半波长的阿尔法元件22以及与参考元件20隔开了反射信号12的偶数个半波长的贝塔元件24。步骤310还可包括将天线14安装在外壳(未示出)中和/或在车辆(未示出)上。
[0028]步骤315,“提供控制器”,可包括将多种公知的电子元件安装在电路板上,如将被本领域技术人员认识到。控制器30可包括处理器,诸如微处理器或其它控制电路,该其它控制电路诸如包括用于处理数据的专用集成电路(ASIC)的模拟和/或数字控制电路,如对本领域技术人员而言应当是显而易见的。控制器30可包括用于存储一个或多个例程、阈值和捕获的数据的存储器,包括非易失性存储器,诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPR0M)。一个或多个例程可被处理器执行以执行本文所述的确定朝着目标16的角38的步骤。
[0029]步骤320,“接收检测信号”,可包括从天线14接收检测信号32的控制器30。
[0030]步骤325,“确定阿尔法相位差”,可包括确定来自参考元件与阿尔法元件的检测信号之间的阿尔法相位差。
[0031 ] 步骤330,“确定贝塔相位差”,可包括确定来自参考元件与贝塔元件的检测信号之间的贝塔相位差的控制器30。
[0032]步骤335-345合作以确定第一虚拟相位差44 (Z3),该第一虚拟相位差44 (Z3)对应于期望由位于参考元件20与贝塔元件24中间的第一虚拟元件46所检测的反射信号。该第一虚拟相位差44等于贝塔相位差42除以二,例如Z3 = eie/2。
[0033]步骤335,“除以二”,可包括在控制器30中执行将贝塔相位差42的值除为一半的必要步骤的微处理器。
[0034]步骤340,“应用符号校正”,可包括对贝塔相位差除以二(eli!/2)应用符号校正的控制器30。符号校正基于贝塔相位差除以二(eie/2)与阿尔法相位差乘以第一虚拟元件与参考元件隔开的半波长的数量的比较,对于图1所示的天线14就是el3a。
[0035]步骤345,“确定第一虚拟相位差”,可在执行步骤335和340之后,选择性地包括确定相量56(图2)是否位于保护带58之内。如果为真,那么存在基于阿尔法相位级数的相量56具有太多噪声以致于不能可靠地用于确定符号校正的指示。
[0036]步骤350,“确定第二虚拟相位差”,可包括确定第二虚拟相位差60 (Z4)的控制器30,该第二虚拟相位差60 (Z4)对应于期望由与参考元件20隔开了反射信号12的两个半波长的第二虚拟元件所检测的反射信号。在此示例中,第二虚拟相位差60等于阿尔法相位差40与第一虚拟相位差44之间的差异,例如Z4 = Z3/eia。
[0037]步骤355,“确定第三虚拟相位差”,可包括确定第三虚拟相位差62 (Z2)的控制器30,该第三虚拟相位差62 (Z2)对应于期望由与参考元件20隔开了反射信号12的四个半波长的第三虚拟元件所检测的反射信号。在此示例中,第三虚拟相位差62等于阿尔法相位差40与第一虚拟相位差44之和,例如Z2 = Z3*eia。
[0038]步骤360,“确定第四虚拟相位差”,可包括确定第四虚拟相位差64(Z1)的控制器30,该第四虚拟相位差64 (Z1)对应于期望由与参考元件20隔开了反射信号12的五个半波长的第四虚拟元件所检测的反射信号。在此示例中,第四虚拟相位差64等于阿尔法相位差40与贝塔相位差42之间的差异,例如Zl = eli!/eiao
[0039]步骤365,“指示向着目标的角度”,可包括组合或处理多种相位差(40、42、44、60、62,64)以确定角38并且对车辆上另一个系统或设备输出该值(Θ )的控制器30。
[0040]尽管已针对其优选实施例对本发明进行了描述,然而本发明不旨在如此限制,而是仅受后面权利要求书中给出的范围限制。
【主权项】
1.一种雷达系统(10),被配置为处理由雷达天线(14)所检测的反射信号(12),所述系统(10)包括: 雷达天线(14),其中,所述天线(14)包括参考元件(20)、与所述参考元件(20)隔开了所述反射信号(12)的一个半波长的阿尔法元件(22)以及与所述参考元件(20)隔开了所述反射信号(12)的偶数个半波长的贝塔元件(24);以及 控制器(30),被配置为: 从所述参考元件(20)、所述阿尔法元件(22)和所述贝塔元件(24)接收检测信号(32), 确定来自所述参考元件(20)与所述阿尔法元件(22)的所述检测信号(32)之间的阿尔法相位差(40), 确定来自所述参考元件(20)与所述贝塔元件(24)的所述检测信号(32)之间的贝塔相位差(42),以及 确定第一虚拟相位差(44),所述第一虚拟相
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