CN108205131A - 雷达及探测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雷达及探测装置。其中，该雷达包括：至少一个发射天线，用于发送探测信号以探测目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，回波信号为目标物在接收到发射天线发射的探测信号后反馈回来的，回波信号中携带有目标物的信息，其中，至少一个发射天线和/或至少一个接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，以探测目标物的高度信息。本发明解决了适用民用交通工具场景下的雷达不具备测试目标物俯仰高度的能力的技术问题。

Description

雷达及探测装置
技术领域
本发明涉及信号处理领域，具体而言，涉及一种雷达及探测装置。
背景技术
目前，具有方位和俯仰向探测能力的雷达一般为二维阵列雷达，二维阵列雷达能够实现方位和俯仰向的探测，但是由于是二维阵列，发射接收通道太多，成本较高，通常用于军用；在汽车等民用交通工具场景下，一般为一维阵列雷达，只具备一维方位向的分辨能力，不能判断目标的高度信息，也即不具备测试目标俯仰高度的能力。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种雷达及探测装置，以至少解决适用民用交通工具场景下的雷达不具备测试目标物俯仰高度的能力的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种雷达，包括：至少一个发射天线，用于发送探测信号以探测目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，上述回波信号为上述目标物在接收到上述发射天线发射的上述探测信号后反馈回来的，上述回波信号中携带有上述目标物的信息，其中，至少一个上述发射天线和/或至少一个上述接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，以探测上述目标物的高度信息。
进一步地，至少一个上述发射天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，将至少一个上述发射天线发送的信号与上述其他天线发送的信号进行对比，以探测上述目标物的高度信息；和/或至少一个上述接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，将至少一个上述接收天线发送的信号与上述其他天线接收的信号进行对比，以探测上述目标物的高度信息。
进一步地，上述预设高度为至少一个上述发射天线所发射的信号的波长的一半，或至少一个上述接收天线所接收的信号的波长的一半。
进一步地，每一个上述发射天线分别连接一个发射通道；和/或每一个上述接收天线分别连接一个接收通道。
进一步地，所有的上述发射天线通过各自的发射通道同时或分时工作；和/或所有的上述接收天线通过各自的接收通道同时或分时工作。
进一步地，上述雷达还包括：处理装置，用于处理上述目标物的信息，以得到雷达探测结果；射频装置，用于将上述信息传输给上述处理装置。
进一步地，至少一个上述发射天线为第一宽带天线；至少一个上述接收天线为第二宽带天线。
进一步地，上述第一宽带天线包括：至少一个第一宽带天线单元，用于发射信号；宽带馈电网络，与上述至少一个第一宽带天线单元相连，用于对上述至少一个第一宽带天线单元实现口面加权，和/或，上述第二宽带天线包括：至少一个第二宽带天线单元，用于接收信号；宽带馈电网络，与上述至少一个第二宽带天线单元相连，用于对上述至少一个第二宽带天线单元实现口面加权。
进一步地，上述宽带馈电网络为并联馈电网络。
进一步地，上述至少一个发射天线和上述至少一个接收天线根据与上述探测目标物之间的探测角度和探测距离同时工作或分时工作。
根据本发明的另一方面，还提供了一种探测装置，包括：交通工具；上述的雷达，其中，上述雷达设置在上述交通工具上。
在本发明实施例中，采用一种雷达，包括：至少一个发射天线，用于发送探测信号以探测目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，上述回波信号为上述目标物在接收到上述发射天线发射的上述探测信号后反馈回来的，上述回波信号中携带有上述目标物的信息，其中，至少一个上述发射天线和/或至少一个上述接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，以探测上述目标物的高度信息，达到了适用民用交通工具场景下的雷达能测试目标物俯仰高度的目的，从而实现了一维方位向远距窄角度或近距宽角度高分辨率探测的同时，对目标的俯仰高度进行探测，获取目标的高度信息技术效果，进而解决了适用民用交通工具场景下的雷达不具备测试目标物俯仰高度的能力的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的雷达的示意图；
图2是根据本发明实施例的另一种可选的雷达的示意图；
图3是根据本发明实施例的另一种可选的天线的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种雷达实施例，图1是根据本发明实施例的一种可选的雷达的示意图；如图1所示，该雷达包括：至少一个发射天线，用于发送探测信号以探测目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，回波信号为目标物在接收到发射天线发射的探测信号后反馈回来的，回波信号中携带有目标物的信息，其中，至少一个发射天线和/或至少一个接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，以探测目标物的高度信息。
也即，将雷达的一个或多个发射天线在俯仰方向上设置，使得一个或多个发射天线不在同一水平线上，但需要保持其中至少一个发射天线与其他发射天线的高度不同，进而达到探测目标物的高度信息；或者将雷达的一个或多个接收天线在俯仰方向上设置，使得一个或多个接收天线不在同一水平线上，但需要保持其中至少一个接收天线与其他接收天线的高度不同，进而达到探测目标物的高度信息；当然，也可以同时将至少一个发射天线和至少一个接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，以探测目标物的高度信息。
在本发明实施例中，采用一种雷达，包括：至少一个发射天线，用于发送探测信号以探测目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，上述回波信号为上述目标物在接收到上述发射天线发射的上述探测信号后反馈回来的，上述回波信号中携带有上述目标物的信息，其中，至少一个上述发射天线和/或至少一个上述接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，以探测上述目标物的高度信息，达到了适用民用交通工具场景下的雷达能测试目标物俯仰高度的目的，从而实现了一维方位向远距窄角度或近距宽角度高分辨率探测的同时，对目标的俯仰高度进行探测，获取目标的高度信息技术效果，进而解决了适用民用交通工具场景下的雷达不具备测试目标物俯仰高度的能力的技术问题。
可选地，至少一个发射天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，将至少一个发射天线发送的信号与其他天线发送的信号进行对比，以探测目标物的高度信息；和/或至少一个接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，将至少一个接收天线发送的信号与其他天线接收的信号进行对比，以探测目标物的高度信息。
也即，为了实现对目标物的高度信息进行探测，可以将一个或多个发射天线发送的信号与其他高度位置的其他天线发送的信号进行比较，可以是相位和/或幅度的比较，还可以包括波的其他信息比较。或将一个或多个接收天线发送的信号与其他高度位置的其他天线接收的信号进行比较。
可选地，预设高度为至少一个发射天线所发射的信号的波长的一半，或至少一个接收天线所接收的信号的波长的一半。需要说明的是，其中一个或多个发射和/或接收天线在俯仰方向向上和/或向下偏离其他天线一定的距离，通常俯仰偏移量为二分之一的波长，以避免出现俯仰角度探测模糊的问题，当然也可以是其他预设距离，可根据实际情况确定。一个或多个发射和/或接收天线也可设计为在俯仰方向不同的的波束指向，以满足对不同高度物体的探测。
可选地，每一个发射天线分别连接一个发射通道；和/或每一个接收天线分别连接一个接收通道。也即，雷达包括至少一个发射天线和至少一个接收天线，每个发射天线连接一个发射通道进行发射信号，每个接收天线连接一个接收通道进行接收信号，发射天线或接收天线可以是俯仰窄波束，方位宽波束天线等。
可选地，所有的发射天线通过各自的发射通道同时或分时工作；和/或所有的接收天线通过各自的接收通道同时或分时工作。即根据探测角度和探测距离，一个或多个发射天线和一个或多个接收天线同时或分时工作，可以充分利用天线口径，通过多发送多接收天线和数字波束合成等技术实现一维方位向中距窄角度或近距宽角度高分辨率探测
图2是根据本发明实施例的另一种可选的雷达的示意图；如图2所示，可选地，雷达还包括：处理装置，用于处理目标物的信息，以得到雷达探测结果；射频装置，用于将信息传输给处理装置。
由于宽带天线能够提高雷达的分辨率，使得雷达能够分辨行人等小物体的能力，具备行人识别功能。可选地，至少一个发射天线为第一宽带天线；至少一个接收天线为第二宽带天线。
天线的组成可以是多种的，图3是根据本发明实施例的一种可选的天线的示意图，如图3所示，天线包括多个天线单元和馈电网络。可选地，第一宽带天线包括：至少一个第一宽带天线单元，用于发射信号；宽带馈电网络，与至少一个第一宽带天线单元相连，用于对至少一个第一宽带天线单元实现口面加权，和/或，第二宽带天线包括：至少一个第二宽带天线单元，用于接收信号；宽带馈电网络，与至少一个第二宽带天线单元相连，用于对至少一个第二宽带天线单元实现口面加权。可选地，宽带馈电网络为并联馈电网络。
也即，每个接收天线和/或发射天线由若干宽带天线单元和宽带馈电网络组成(通常为并联馈电网络，宽带馈电网络可以对天线实现口面加权，达到低副瓣、波束赋形等特性；为了结构紧凑，通常为微带形式)，达到大于5％的相对带宽，即在77GHz频段有大于4G的工作带宽，达到3.75cm的高分辨率；在大于100GHz频段，能够达到大于6G的工作带宽，达到2.5cm的高分辨率，以达到分辨行人等小物体的能力，具备行人识别功能。
可选地，至少一个发射天线和至少一个接收天线根据与探测目标物之间的探测角度和探测距离同时工作或分时工作。
也即，根据与探测目标物之间的探测角度和探测距离，一个或多个发射天线，以及一个或多个接收天线可以同时工作或分时工作。这样，可以充分利用天线口径，通过MIMO、DBF等技术实现了一维方位向远距窄角度或近距宽角度高分辨率探测(如距离、位置、速度)。
实施例2
根据本发明的另一方面，还提供了一种探测装置，包括：交通工具；雷达，其中，上述雷达设置在上述交通工具上。该雷达包括：至少一个发射天线，用于发送探测信号以探测目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，回波信号为目标物在接收到发射天线发射的探测信号后反馈回来的，回波信号中携带有目标物的信息，其中，至少一个发射天线和/或至少一个接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，以探测目标物的高度信息。可选地，至少一个发射天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，将至少一个发射天线发送的信号与其他天线发送的信号进行对比，以探测目标物的高度信息；和/或至少一个接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，将至少一个接收天线发送的信号与其他天线接收的信号进行对比，以探测目标物的高度信息。可选地，预设高度为至少一个发射天线所发射的信号的波长的一半，或至少一个接收天线所接收的信号的波长的一半。可选地，每一个发射天线分别连接一个发射通道；和/或每一个接收天线分别连接一个接收通道。可选地，所有的发射天线通过各自的发射通道同时或分时工作；和/或所有的接收天线通过各自的接收通道同时或分时工作。可选地，雷达还包括：处理装置，用于处理目标物的信息，以得到雷达探测结果；射频装置，用于将信息传输给处理装置。可选地，至少一个发射天线为第一宽带天线；至少一个接收天线为第二宽带天线。可选地，第一宽带天线包括：至少一个第一宽带天线单元，用于发射信号；宽带馈电网络，与至少一个第一宽带天线单元相连，用于对至少一个第一宽带天线单元实现口面加权，和/或，第二宽带天线包括：至少一个第二宽带天线单元，用于接收信号；宽带馈电网络，与至少一个第二宽带天线单元相连，用于对至少一个第二宽带天线单元实现口面加权。可选地，宽带馈电网络为并联馈电网络。可选地，至少一个发射天线和至少一个接收天线根据与探测目标物之间的探测角度和探测距离同时工作或分时工作。
其中，交通工具可以是汽车，如新能源汽车，也可以是摩托车或轮船等交通工具，在此不再限定。雷达可以设置在交通工具的外表面，或者其他便于安装的地方，如安装在汽车的车灯内，或者汽车的车顶上，安装的位置在此不再限定。
在本发明实施例中，达到了提高雷达的距离分辨率目的，从而实现了雷达近距离高分辨率分辨行人等小物体的能力，具备行人识别功能的技术效果，进而解决了适用民用交通工具场景下的雷达不具备测试目标物俯仰高度的能力的技术问题。
需要说明的是，实施例2中的雷达与实施例1中雷达是相同或相类似的，在此不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种雷达，其特征在于，包括：
至少一个发射天线，用于发送探测信号以探测目标物；
至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，所述回波信号为所述目标物在接收到所述发射天线发射的所述探测信号后反馈回来的，所述回波信号中携带有所述目标物的信息，
其中，至少一个所述发射天线和/或至少一个所述接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，以探测所述目标物的高度信息。
2.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，
至少一个所述发射天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，将至少一个所述发射天线发送的信号与所述其他天线发送的信号进行对比，以探测所述目标物的高度信息；和/或
至少一个所述接收天线在俯仰方向上与其他天线按不同的预设高度设置，将至少一个所述接收天线发送的信号与所述其他天线接收的信号进行对比，以探测所述目标物的高度信息。
3.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，所述预设高度为至少一个所述发射天线所发射的信号的波长的一半，或至少一个所述接收天线所接收的信号的波长的一半。
4.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，
每一个所述发射天线分别连接一个发射通道；和/或
每一个所述接收天线分别连接一个接收通道。
5.根据权利要求4所述的雷达，其特征在于，
所有的所述发射天线通过各自的发射通道同时或分时工作；和/或
所有的所述接收天线通过各自的接收通道同时或分时工作。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的雷达，其特征在于，所述雷达还包括：
处理装置，用于处理所述目标物的信息，以得到雷达探测结果；
射频装置，用于将所述信息传输给所述处理装置。
7.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，
至少一个所述发射天线为第一宽带天线；
至少一个所述接收天线为第二宽带天线。
8.根据权利要求7所述的雷达，其特征在于，
所述第一宽带天线包括：
至少一个第一宽带天线单元，用于发射信号；
宽带馈电网络，与所述至少一个第一宽带天线单元相连，用于对所述至少一个第一宽带天线单元实现口面加权，
和/或，
所述第二宽带天线包括：
至少一个第二宽带天线单元，用于接收信号；
宽带馈电网络，与所述至少一个第二宽带天线单元相连，用于对所述至少一个第二宽带天线单元实现口面加权。
9.根据权利要求8所述的雷达，其特征在于，所述宽带馈电网络为并联馈电网络。
10.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，所述至少一个发射天线和所述至少一个接收天线根据与所述探测目标物之间的探测角度和探测距离同时工作或分时工作。
11.一种探测装置，其特征在于，包括：
交通工具；
权利要求1至10中任一项所述的雷达，其中，所述雷达设置在所述交通工具上。
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