申请/专利权人：IEE国际电子工程股份公司

申请日：2017-12-21

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN110100188B

主分类号：G01S7/40(20060101)

分类号：G01S7/40(20060101);G01S7/02(20060101);G01S13/00(20060101);G01S13/32(20060101);G01S13/34(20060101);G01S13/87(20060101);G01S13/931(20200101);H01Q3/26(20060101)

优先权：["20161223 LU 93395","20170220 LU 100106"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2019.09.24#实质审查的生效;2019.08.06#公开

摘要：汽车扩展MIMO配置的雷达系统10包括用于发送相互正交的雷达波的多个收发器天线单元TRxk以及针对每个收发器天线单元TRxk的多个范围门12，该多个范围门12用于指示由收发器天线单元TRxk检测的范围。至少一个特定的收发器天线单元TRx1被配置为与雷达波同步地发送参考信号22，该参考信号22将由至少一个收发器天线单元TRx2直接地接收，该至少一个收发器天线单元TRx2与特定的收发器天线单元TRx1间隔先验已知距离d，该距离d实质上大于雷达载波波长λc。评估和控制单元24被配置用于：读出针对接收到参考信号22的收发器天线单元TRx2的多个范围门12，并且基于指示接收到的参考信号22的所读出范围门12以及基于先验已知距离d，对特定的收发器天线单元TRx1与接收到参考信号22的收发器天线单元TRx2进行同步和或校正测量的多普勒频移。

主权项：1.一种汽车扩展多输入多输出配置的雷达系统10，包括：-被配置为发送相互正交的雷达波的多个收发器天线单元TRxk，-针对所述多个收发器天线单元TRxk中的每个收发器天线单元TRxk的多个范围门12，所述多个范围门12被配置为指示由所述收发器天线单元TRxk检测的范围，-其中所述多个收发器天线单元TRxk中的至少一个特定的收发器天线单元TRx1被配置为与所述雷达波同步地发送参考信号22，所述参考信号22将由至少一个收发器天线单元TRx2直接地接收，所述至少一个收发器天线单元TRx2与所述特定的收发器天线单元TRx1间隔先验已知距离d，并且其中所述距离d实质上大于雷达载波波长λc，-评估和控制单元24，其被配置用于：-读出针对接收到所述参考信号22的所述收发器天线单元TRx2的所述多个范围门12，-基于所述多个范围门中的指示接收到的参考信号22的所读出的范围门12，并且基于所述先验已知距离d，对所述特定的收发器天线单元TRx1与接收到所述参考信号22的所述收发器天线单元TRx2进行同步。

全文数据：针对扩展雷达系统的时间和频率同步技术领域本发明涉及汽车扩展多输入多输出配置的雷达系统，该系统用于检测目标和或用于测量被检测到的目标的相对速度和或用于测量由目标反射的雷达信号的到达角度，本发明涉及操作这种汽车扩展多输入多输出配置的雷达系统的方法，以及涉及用于控制这种方法的步骤的自动执行的软件模块。背景技术在本领域中已知在诸如驾驶员辅助系统之类的外部汽车应用中采用雷达技术特别是在75GHz与81GHz之间的毫米波范围内，用于通过利用适当的警告来促进车辆驾驶员的优化反应或者甚至通过自动地接管对车辆的控制例如，在防碰撞系统中来提供改进的安全性。还已知采用多输入多输出MIMO雷达配置用于增加到达角度测量的精度。在MIMO雷达配置中，虚拟阵列由发射天线和接收天线形成。通过示例的方式，专利申请EP3021132A1描述了一种用于汽车应用的MIMO雷达系统。MIMO雷达系统用于：检测其视野中的反射物体，不模糊地测量到被检测到的物体中的每一个的距离，不模糊地测量被检测到的物体中的每一个的相对径向速度，以及以高分辨率测量被检测到的物体中的每一个的反射雷达信号的到达角度。文件EP3021132A1中描述的MIMO雷达系统涉及一种使用雷达系统检测物体的方法，该雷达系统具有M个发射天线、N个接收天线以及处理器，该方法包括：通过处理器接收N×M个数字信号，其中N个接收机接收M个接收信号，该M个接收信号对应于已编码的发送信号的M个序列，从而产生N×M个数字信号；处理N×M个数字信号以产生N×M个第一范围相对速度矩阵；对N×M-1个第一范围相对速度矩阵施加相位补偿以补偿N×M-1个第一范围相对速度矩阵与第M个范围速度矩阵之间的范围的差异；使用发送编码的逆来解码N个接收机的M个相位补偿的范围相对速度矩阵，以产生N个接收机的M个已解码的相位范围相对速度矩阵；使用N个接收机的M个范围相对速度矩阵来检测物体以产生检测向量。M个发射天线与N个接收天线之间的相互距离在雷达载波频率处是波长的量级。天线位移多个波长导致角度重建中的模糊。因此，为了使用所描述的到达角度估计方法，必须在雷达载波频率的周期规模上确保天线的同步，这在100GHz的示例性雷达载波频率的情况下表示在皮秒10-12s规模上的同步。欧洲专利申请EP2916140A2描述了一种用于汽车应用的雷达系统的多输入多输出MIMO天线，其具有改进的天线的光栅波瓣性能。MIMO天线包括第一发射天线，第二发射天线和接收天线。第一发射天线被配置为朝向目标发射第一雷达信号。第一发射天线由辐射器元件的第一垂直阵列组成。第二发射天线被配置为朝向目标发射第二雷达信号。第二发射天线由与第一垂直阵列不同的、辐射器元件的第二垂直阵列组成。接收天线被配置为检测由目标朝向接收天线反射的雷达信号。接收天线由探测器元件的多个成对的垂直阵列组成。MIMO天线包括多个发射天线和接收天线在水平维度上的间隔，其同时为较高增益天线提供虚拟合成阵列的半个波长的间隔以避免光栅波瓣。为了避免光栅波瓣，典型地要求形成TX天线和RX天线的垂直阵列间隔半个波长。为了完全消除光栅波瓣，在方位角中的数字波束成形之前校正子阵列的虚拟相位中心之间的相位偏移。再次强调，为了使用所描述的MIMO雷达，必须在雷达载波频率的周期规模上确保天线的同步。然而，未来的需求针对遍布在车辆上安装的多个小型天线以用于提供多功能性与图1比较。在这样的系统中，多个天线遍布在汽车的表面上，其中天线之间的距离与雷达载波波长相比更大，因为1980年代的标准CAN总线能够确保高优先级消息的延迟最高仅为120μs，所以在雷达载波频率的周期规模上的天线的同步代表了一种问题。发明内容发明目的因此，本发明的目的是提供一种方法以及一种雷达系统，其在不需要在雷达载波频率的规模上确保天线的同步的情况下能够完成以下各项中的至少一项：-检测其视野中的反射目标，-不模糊地测量到被检测到的目标中的每一个的距离，-不模糊地测量被检测到的目标中的每一个的相对径向速度，以及-测量被检测到的目标中的每一个的反射雷达信号的到达角度。发明的总体描述在本发明的一个方面，其目的通过汽车扩展多输入多输出MIMO配置的雷达系统来实现。MIMO雷达系统包括多个收发器天线单元，该收发器天线单元被配置为发送相互正交的雷达波信号。对于多个收发器天线单元中的每个收发器天线单元，MIMO雷达系统包括多个范围门rangegate，该范围门被配置为指示由收发器天线单元检测的范围。多个收发器天线单元中的至少一个特定的收发器天线单元被配置为与雷达波同步地发送参考信号，该参考信号将由至少一个收发器天线单元直接地接收，该至少一个收发器天线单元与特定的收发器天线单元间隔先验已知距离。该先验已知距离实质上大于雷达载波波长。此外，MIMO雷达系统包括评估和控制单元，该评估和控制单元被配置用于读出针对接收到参考信号的收发器天线单元的多个范围门。然后，基于多个范围门中的指示接收到的参考信号的所读出的范围门并且基于先验已知距离，评估和控制单元被配置用于对特定的收发器天线单元与接收到参考信号的收发器天线单元进行同步。如在本申请中所使用的术语“汽车”应该特别地理解为包含针对车辆例如但不限于客车、卡车和公共汽车的应用。如在本申请中所使用的短语“MIMO配置的雷达系统”应该特别地理解为这样的雷达系统：其中每个收发器天线单元被理解为能够以表示相互正交码的独立方式发送雷达波。可以经由调制斜坡长度、带宽、相位中心运动或时移来在频率调制连续波FMCW雷达中实现正交性。在相位调制连续波PMCW雷达中，编码经由二进制符号的序列或者更一般地经由N相或多相符号来适配。每个收发器天线单元还被理解为能够接收已经由其自身和其他收发器天线单元中的任一个发送的雷达波，该雷达波在没有任何串扰干扰的情况下已经被目标反射。例如，FMCW和PMCW雷达系统的优点和缺点在Levanon,N.和B.Getz的“ComparisonbetweenlinearFMandphase-codedCWradars线性FM和相位编码CW雷达之间的比较”IEEProceedings-Radar,SonarandNavigation141.41994,230-240中讨论。如本领域所公知的，MIMO配置的雷达系统的益处涉及虚拟孔径的放大的尺寸、改进的空间分辨率和对干扰信号的较低灵敏度。如在本领域已知的，雷达系统的范围分辨力通常由所谓的范围门调节。这表示在给定的时隙处对接收到的回波信号进行采样，并且这些时间点中的每一个在距离上与范围门相对应。如在本申请中所使用的术语“实质上更大”应该特别地理解为至少大五倍，更优选的是至少大十倍，并且最优选的是至少大20倍。如在本申请中所使用的短语“被配置为”应该特别地理解为被具体地编程、布局、提供或布置。本发明基于这样的了解：从特定的收发器天线单元直接地接收的参考信号可以用于同步，并且该参考信号可以基于从发送收发器天线单元到接收收发器天线单元的直接路径来识别。因为收发器天线单元之间的距离是先验已知的，所以出于同步的目的，测量并校正时移是可能的。经由目标的所发送的参考信号的任何绕行将导致更大的时移，这将在随后的范围门中发生并且因此可以被排除。应该强调的是，从接收到的参考信号获得的信息是仅基于范围的，而不是基于相位的，因此不要求在雷达载波频率的规模上进行任何同步。优选地，参考信号可以由发送收发器天线单元的旁波瓣发送。这特别地适用于其中多个收发器天线单元在收发器天线单元之间布置有横向偏移的布置。以这种方式，由收发器天线单元的主波瓣提供的视野不受其他收发器天线单元中的任何一个的影响。在汽车扩展雷达系统的优选实施例中，多个收发器天线单元中的至少一个特定的收发器天线单元被配置为相对于所发送的雷达波以预定的时间延迟发送参考信号，其中预定的时间延迟大于零。以这种方式，可以在更大的时间范围内避免模糊，模糊是由于所发送的参考信号被过早地发出以至于无法在接收收发器天线单元的第一范围门中的一个中被检测到而引起的，因此使得时间同步更加鲁棒。可以取决于雷达系统的预期应用来选择预定的时间延迟的适当的值。在优选实施例中，汽车扩展雷达系统包括用于根据接收到参考信号的收发器天线单元的信号来确定特定的收发器天线单元的载波频率的模块，并且评估和控制单元被配置用于基于所确定的载波频率来校正由特定的收发器天线单元在目标处测量的多普勒频移。这基于这样的了解：特定的收发器天线单元的雷达载波频率与接收到参考信号的收发器天线单元的雷达载波频率之间的差异例如，其可以由收发器天线单元的本地振荡器之间的频率差表示导致测量的多普勒频移。通过确保参考信号如上面所描述地从特定的收发器天线单元直接地发送到接收收发器天线单元，由反射目标导致的多普勒频移可以被排除。可以通过与预期的多普勒频移进行比较来校正测量的频率差，预期的多普勒频移在特定的收发器天线单元和接收收发器天线单元处于相对静止状态的情况下将为零。然而，测量的频率差可以不同于零，例如，在车辆的特定驾驶条件期间。在汽车扩展雷达系统的优选实施例中，多个收发器天线单元中的收发器天线单元位于在车辆周围的先验已知位置处，例如，在车辆的前部区域或者在车辆的侧面或者甚至在车辆的后部。以这种方式，汽车扩展雷达系统可以有利地用于提供可以在驾驶员辅助系统例如，碰撞警告系统和车道变换辅助系统中使用的信息。优选地，评估和控制单元包括处理器单元以及处理器单元对其具有数据访问权的数字数据存储器单元。以这种方式，可以在汽车扩展雷达系统内执行时间同步和对测量的频率差的校正，以确保快速且不受干扰的信号处理和评估。在优选实施例中，汽车扩展雷达系统还包括调制模块，该调制模块用于以相位调制连续波PMCW模式操作多个收发器天线单元。使用PMCW作为调制技术可以通过使得能够使用二进制符号或者更一般地使用N相或多相符号来促进向收发器天线单元的发射天线提供正交波形。在本发明的另一方面，提供了一种操作汽车扩展多输入多输出MIMO配置的雷达系统的方法，其中MIMO配置的雷达系统包括多个收发器天线单元，该多个收发器天线单元被配置为发送相互正交的雷达信号，并且MIMO配置的雷达系统还包括针对多个收发器天线单元中的每个收发器天线单元的多个范围门，该多个范围门用于指示由收发器天线单元检测的范围。该方法包括以下步骤：-由多个收发器天线单元以连续波方式发送调制的、相互正交的雷达波，-由多个收发器天线单元中的至少一个特定的收发器天线单元，将与由至少一个特定的收发器天线单元发送的雷达波同步的参考信号直接地发送到至少一个收发器天线单元，该至少一个收发器天线单元与特定的收发器天线单元间隔先验已知距离，-读出针对接收到参考信号的至少一个收发器天线单元的多个范围门，以及-基于多个范围门中的指示接收到的参考信号的所读出的范围门和先验已知距离，对特定的收发器天线单元与接收到参考信号的收发器天线单元进行同步。如在汽车扩展MIMO雷达系统的上下文中所公开的，参考信号可以用于同步，该参考信号是从特定的收发器天线单元直接地接收的并且该参考信号可以基于从发送收发器天线单元到接收收发器天线单元的直接路径来识别。因为收发器天线单元之间的距离是先验已知的，所以出于同步的目的，测量并校正时移是可能的。经由目标的所发送的参考信号的任何绕行将导致更大的时移，这将在随后的范围门中发生并且因此可以被排除。在该方法的优选实施例中，直接地发送与雷达波同步的参考信号的步骤包括相对于所发送的雷达波以预定的时间延迟发送参考信号，其中预定的时间延迟大于零。以这种方式，可以在更大的时间范围内避免模糊，模糊是由于所发送的参考信号被过早地发出以至于无法在接收收发器天线单元的第一范围门中的一个中被检测到而引起的，因此使得时间同步更加鲁棒。可以取决于雷达系统的预期应用来选择预定的时间延迟的适当的值。在一些优选实施例中，该方法还包括以下步骤：-根据接收到参考信号的收发器天线单元的信号来确定特定的收发器天线单元的载波频率，以及-基于所确定的载波频率来校正由特定的收发器天线单元在目标处测量的多普勒频移。通过确保参考信号如上面所描述地从特定的收发器天线单元直接地发送到接收收发器天线单元，由反射目标导致的多普勒频移可以被排除，并且可以通过与预期的多普勒频移进行比较来校正测量的频率差，预期的多普勒频移在特定的收发器天线单元和接收收发器天线单元处于相对静止状态的情况下将为零。优选地，针对多个收发器天线单元中的收发器天线单元的对重复该方法的步骤，使得每个收发器天线单元已经将参考信号直接地发送到至少一个其他收发器天线单元，并且已经直接地接收到来自至少一个其他收发器天线单元的参考信号。以这种方式，可以实现出于同步的目的对多个收发器天线单元之间的相互时移进行测量和校正和或校正由特定的收发器天线单元中的任一个测量的多普勒频移。在本发明的又一方面，提供了一种用于控制本文所公开的方法的实施例的步骤的自动执行的软件模块。将要执行的方法步骤转换为软件模块的程序代码，其中程序代码可以在汽车扩展雷达系统的数字存储器单元中实现，并且可以由汽车扩展雷达系统的处理器单元执行。优选地，数字存储器单元和或处理器单元可以是汽车扩展雷达系统的评估单元的数字存储器单元和或处理单元。可替代或补充地，处理器单元可以是被特别地指定要执行方法步骤中的至少一些的另一处理器单元。软件模块可以实现方法的稳健且可靠的执行，并且在适当情况下可以允许对方法步骤进行快速修改。应该指出的是，在前面的描述中单独详述的特征和措施可以以任何技术上有意义的方式彼此组合，并且示出了本发明的进一步的实施例。该描述特别地结合附图来表征并指定本发明。参考下文所描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并且得以阐明。附图说明在附图中：图1示出了根据本发明的处于安装在车辆中的状态的汽车扩展雷达系统的可能的实施例，图2示意性地示出了根据图1的汽车扩展雷达系统的多个收发器天线单元以及接收参考信号的收发器天线单元的多个范围门的内容的示例，图3示出了接收参考信号的收发器天线单元的多个范围门的内容的另一示例，图4示出了用于操作根据图2的收发器天线单元的相位调制连续波，图5示出了由Hadamard矩阵编码的要由收发器天线单元发送的序列，以及图6是汽车扩展雷达系统的信号处理单元的示意性布局。具体实施方式图1示出了根据本发明的汽车扩展雷达系统10的可能的实施例。汽车扩展雷达系统10被配置用于：检测其视野中的反射目标16，不模糊地测量到被检测到的目标16中的每一个的范围和被检测到的目标16中的每一个的相对径向速度，以及测量被检测到的目标16中的每一个的反射雷达信号的到达角度α。根据在已经由雷达系统的视野中的目标16反射之后接收到的雷达信号确定上面提及的量的手段和方法在本领域中例如，在本文所引用的现有技术中是公知的，并且因此在本文中不再详细描述。汽车扩展雷达系统10安装在由客车形成的车辆14中，以提供要用作车辆14的防碰撞系统的输入的信息。汽车扩展雷达系统10包括多个四个收发器天线单元TRxkk＝1-4，该四收发器天线单元布置在车辆14的前部区域的先验已知位置处。图2示意性地示出了根据图1的汽车扩展雷达系统10的多个四个收发器天线单元TRxkk＝1-4中的两个收发器天线单元TRx1、TRx2。在图2中，收发器天线单元TRx1、TRx2被示出为布置在先验已知位置以形成一维线性阵列，其中收发器天线单元TRxk均匀地间隔距离d，d在这个具体的实施例中为0.5m。出于简化后续考虑的原因，该布置不同于图1中所示的布置。然而，本领域技术人员将认识到类似的几何考虑是适用的。在这个具体的实施例中，收发器天线单元TRxk被相同地设计。每个收发器天线单元TRxk包括多个n≥3个贴片。在其他实施例中，对于收发器天线单元TRxk中的一些或全部，贴片的数量可以是不同的。由收发器天线单元TRxk发送的雷达波的载波频率f约为80GHz，表示波长λc为37.5mm。因此，相邻收发器天线单元TRxk、TRxk+1之间的距离d实质上大于雷达载波波长λc，即，大10倍。多个收发器天线单元TRxk被配置为以多输入和多输出MIMO配置工作。个体收发器天线单元TRxk发送相互正交的雷达波，即，每个收发器天线单元TRxk可以在没有串扰干扰的情况下解码其自己的回波和由其他收发器天线单元TRxk生成的回波。为此，汽车扩展雷达系统10包括以相位调制连续波PMCW模式操作多个收发器天线单元TRxk的调制模块。在这个实施例中，PMCW基于双相调制，这表示对于发射信号或可以恰当地选择要发出的相位编码例如，取决于要求作为几乎完全自相关序列APAS或者最大长度序列m序列。可以经由下式对相位进行建模：其中Tc为啁啾持续时间以及Lc为编码序列长度。图4中示出了相位调制雷达波形的潜在实施例。对于PMCW汽车扩展雷达系统10，可以经由Hadamard编码实现MIMO概念以提供正交信号。这种本身已知的技术例如，来自Bell,D.A.的“WalshfunctionsandHadamardmatrixesWalsh函数与Hadamard矩阵”Electronicsletters9.21966,340-341被称为外码MIMO概念。出于此目的，矩阵可以取自Walsh-Hadamard族对于以2的倍数范围从4到664的所有长度存在，其中所有的行都是正交的。所需要的外码的长度等于收发器天线单元TRxk的数量。对于具有四个收发器天线单元TRxk的这个具体的实施例，由下式给出一个Hadamard矩阵：然后，发出的序列S将被如图5所示的这样的Hadamard矩阵编码相乘。每个收发器天线单元TRxk被配置为发送并接收雷达波。在图2中，针对收发器天线单元TRx1、TRx2示出了主波瓣18和两个旁波瓣20。在下文中，将描述根据本发明的操作汽车扩展MIMO雷达系统10的方法的实施例。每个收发器天线单元TRxk发送与所发送的雷达波同步的参考信号22。参考信号22由发送收发器天线单元TRx1的旁波瓣20发送的雷达波形成。以这种方式，由收发器天线单元TRxk的主波瓣18提供的视野不受其他收发器天线单元TRxjj≠k中的任一个的影响。每个收发器天线单元TRxk的参考信号22由多个收发器天线单元中的另一收发器天线单元TRxjj≠k直接接收。在图2中，这针对发送参考信号22的收发器天线单元TRx1和直接接收参考信号22的收发器天线单元TRx2示出。如图2中所示，对于多个收发器天线单元TRxk中的每个特定的收发器天线单元TRxk，汽车扩展雷达系统10包括多个范围门12，多个范围门12被配置为指示目标16由特定的收发器天线单元TRxk检测到的范围。图2示出了收发器天线单元TRx2的范围门12。由收发器天线单元TRx1发送的包含具有外Hadamard编码的序列的参考信号22由收发器天线单元TRx2接收。然后，通过读出收发器天线单元TRx2的多个范围门12，对接收到的参考信号22进行解码并且相关化以确定收发器天线单元TRx1、TRx2之间的距离r。如果两个收发器天线单元TRx1、TRx2完全同步，则测量的距离将对应于先验已知的几何距离d，即，d＝r。如果收发器天线单元TRx1、TRx2具有正的或负的相对时间延迟τ，则接收到的参考信号22将在与rτ＝d+c·τc：光速对应的移位后的范围门12中被识别。如果rτ≥0，则时间延迟识别是唯一的，因为来自发送收发器天线单元TRx1的参考信号22总是在第一范围门12中的在接收收发器天线单元TRx2处被激活的一个第一范围门12中在目标上的每次绕行将提供更大的时移并且将在随后的范围门中发生。在这种情况下的时间延迟τ可以通过下式计算：出于说明目的，考虑以下场景。PMCW雷达序列从收发器天线单元TRx1以啁啾持续时间Tc＝0.5ns发送，并且在收发器天线单元TRx2处以先验已知距离d＝0.5m被接收。这种配置的范围分辨率Rres由给出。在完全同步时，参考信号22花费从收发器天线单元TRx1到达收发器天线单元TRx2。这表示τ≥-1.67ns的时间延迟可以被校正，这对应于的范围门。在下一步骤中，基于多个范围门中的指示接收到的参考信号22的读出的范围门12和先验已知距离d，收发器天线单元TRx1和接收参考信号22的收发器天线单元TRx2是同步的。距离d越大并且范围分辨率Rres越精细，不模糊的范围就越大。如果收发器天线单元TRx1过早地发送参考信号22即，，则收发器天线单元TRx2处的激活的范围门12将跳到范围门列表的末尾。因此，参考信号22将表现为遥远的目标，并且参考信号22不再能够经由所描述的先入的唯一性被识别。在更大的时间范围内避免由于所发送的参考信号22被过早地发出以至于无法在接收收发器天线单元TRx2的第一范围门12中的一个中被检测到而引起的不模糊的范围，并且通过这样的步骤使得时间同步更加鲁棒：在该步骤中收发器天线单元TRx1相对于所发送的雷达波以预定的时间延迟σ发送参考信号22。以这种方式，发送收发器天线单元TRx1用作主收发器天线单元，并且接收收发器天线单元TRx2用作从收发器天线单元。预定的时间延迟σ大于零，即，σ＝10ns。在收发器天线单元TRx1和TRx2之间完全同步的情况下，参考信号22然后由从收发器天线单元TRx2在与相对应的范围门中接收。在非零相对时间延迟的τ的情况下，接收到的信号将位于与下式相对应的范围门12中：这表示唯一性的范围已经移位到这反过来表示如果下式成立则相对时移τ可以被不模糊地检测到：主收发器天线单元TRx1的预定的时间延迟σ导致从主收发器天线单元TRx1到从收发器天线单元TRx2的不模糊的范围减小：其中Lc表示序列长度，Tc表示啁啾持续时间以及Rc是啁啾速率。应该注意，这种减小仅影响接收收发器天线单元的串扰。延迟不会导致主收发器天线单元TRx1的减小。因此，主收发器天线单元TRx1的10ns的预定的时间延迟σ导致与23范围门相对应的τ≥-11.67ns的唯一校正时间延迟。在不模糊的范围为Rmax＝75m的情况下，预定的时间延迟σ导致从主收发器天线单元TRx1到从收发器天线单元TRx2的不模糊的范围中的附加损耗：即，不模糊的范围中的损耗为ΔRσ＝1.5mLc＝1000并且。因此，不模糊的距离减少到36.75m。在该方法的另一步骤中，主收发器天线单元TRx1的载波频率f是根据在接收到参考信号22时生成的从收发器天线单元TRx2的信号确定的。该方法依赖于这样的了解：雷达载波频率中的差异导致可测量的多普勒频移。不失一般性，在收发器天线单元TRx1处的本地振荡器具有雷达载波频率f，并且收发器天线单元TRx2的本地振荡器具有雷达载波频率f+fε，其中fε＜＜f。从由收发器天线单元TRx2接收的参考信号22来看，收发器天线单元TRx1表现为具有多普勒频移fD，该多普勒频移fD不同于预期的多普勒频移fexp，该预期的多普勒频移fexp在车辆14向前直线行驶的情况下为零。利用上面描述的方法步骤，可以唯一地识别由收发器天线单元TRx1发送参考信号22的直接路径。例如，PMCW雷达系统10的多普勒频率分辨率由下式给出：其中Td＝Tc·Lc·M·N为驻留时间，M为累加的次数以及N为提取多普勒信息的FFT点的数量，如本领域本身已知的。最大不模糊多普勒频率的范围fmax可以计算为：这表明FFT点的数量对最大不模糊多普勒频率的范围fmax没有影响，并且啁啾持续时间Tc、序列长度Lc或累加次数M越小，可以检测到的频移越大。在收发器天线单元TRx1的本地振荡器载波频率f为f＝80GHz并且收发器天线单元TRx2的本地振荡器载波频率f'具有频率f+fε的情况下，多普勒频率分辨率为：其中Td＝Tc·Lc·M·N＝9.6ms是对于M＝150、N＝128、Tc＝0.5ns以及序列长度Lc＝1000的驻留时间。可以解决并校正的最大不模糊多普勒频率的范围是：参考图1，汽车扩展雷达系统10包括评估和控制单元24，该评估和控制单元24被配置用于：-读出针对接收到参考信号22的所有收发器天线单元TRxk的多个范围门12，以及-基于多个范围门中的指示接收到的参考信号22的读出的范围门12，并且基于参考信号发送收发器天线单元TRxk与参考信号接收收发器天线单元TRxjj≠k之间的先验已知距离d，对发出参考信号22的收发器天线单元TRxk与接收到参考信号22的收发器天线单元TRxjj≠k进行同步。评估和控制单元24可以位于车辆14内的在本领域技术人员看来合适的任何地方。为了能够执行所公开的步骤，评估和控制单元24配备有处理器单元和处理器单元对其具有数据访问权的数字数据存储器单元，以及信号处理单元26图6，该信号处理单元26的功能将稍后描述。评估和控制单元24提供有用于控制方法步骤的自动执行的软件模块。要执行的方法步骤被转换为软件模块的程序代码。程序代码在评估和控制单元的数字数据存储器单元中实现，并且可以由评估和控制单元的处理器单元执行。由收发器天线单元TRxk接收的信号由形成汽车扩展雷达系统10的一部分的信号处理单元26处理。信号处理单元26是本身已知的并且为了完整起见在本文中描述。信号处理单元26的布局在图6中示出。相关器28将执行测距，类似于根据全球定位系统GPS已知的。并行相关器28的数量等于序列长度Lc以在一个步骤中提供范围处理。相干累加器30将经由M次累加增加信噪比SNR，并且将至少执行一次快速傅立叶变换FFT以提取多普勒信息。在接收机侧，需要将信号v与Hadamard矩阵H·i的每一行相乘以在每个发射机之间进行区分在相关化之后，参见下面的草图。尽管已经在附图和前面的说明书中详细地说明并描述了本发明，但是这样的说明和描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容以及所附权利要求书，本领域技术人员在实践要求保护的发明时可以理解并实现要公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一a”或者“一个an”不排除意味着表述至少两个的量的复数。在相互不同的从属权利要求中引述某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。权利要求书中的任何附图标记不应被解释为限制范围。附图标记表10：汽车扩展雷达系统12：范围门14：车辆16：目标TRxk：收发器天线单元18：主波瓣20：旁波瓣22：参考信号24：评估和控制单元26：信号处理单元28：相关器30：累加器d：距离f、f'：载波频率Lc：序列长度Rc：啁啾速率Rmax：不模糊的范围Rres：范围分辨率Tc：啁啾持续时间α：到达角度λc：波长σ：预定的时间延迟τ：相对时间延迟

权利要求：1.一种汽车扩展多输入多输出配置的雷达系统10，包括：-被配置为发送相互正交的雷达波的多个收发器天线单元TRxk，-针对所述多个收发器天线单元TRxk中的每个收发器天线单元TRxk的多个范围门12，所述多个范围门12被配置为指示由所述收发器天线单元TRxk检测的范围，-其中所述多个收发器天线单元TRxk中的至少一个特定的收发器天线单元TRx1被配置为与所述雷达波同步地发送参考信号22，所述参考信号22将由至少一个收发器天线单元TRx2直接地接收，所述至少一个收发器天线单元TRx2与所述特定的收发器天线单元TRx1间隔先验已知距离d，并且其中所述距离d实质上大于雷达载波波长λc，-评估和控制单元24，其被配置用于：-读出针对接收到所述参考信号22的所述收发器天线单元TRx2的所述多个范围门12，-基于所述多个范围门中的指示接收到的参考信号22的所读出的范围门12，并且基于所述先验已知距离d，对所述特定的收发器天线单元TRx1与接收到所述参考信号22的所述收发器天线单元TRx2进行同步。2.如权利要求1所述的汽车扩展雷达系统10，其中所述多个收发器天线单元TRxk中的所述至少一个特定的收发器天线单元TRx1被配置为相对于所发送的雷达波以预定的时间延迟σ发送所述参考信号22，其中所述预定的时间延迟σ大于零。3.如权利要求1或2所述的汽车扩展雷达系统10，还包括用于根据接收到所述参考信号22的所述收发器天线单元TRx2的信号来确定所述特定的收发器天线单元TRx1的载波频率f的模块，其中所述评估和控制单元24被配置用于基于所确定的载波频率f来校正由所述特定的收发器天线单元TRx1在目标16处测量的多普勒频移。4.如前述权利要求中任一项所述的汽车扩展雷达系统10，其中所述多个收发器天线单元中的所述收发器天线单元TRxk位于在车辆14周围的先验已知位置处。5.如前述权利要求中任一项所述的汽车扩展雷达系统10，其中所述评估和控制单元24包括处理器单元以及所述处理器单元对其具有数据访问权的数字数据存储器单元。6.如前述权利要求中任一项所述的汽车扩展雷达系统10，还包括用于以相位调制连续波模式操作所述多个收发器天线单元TRxk的调制模块。7.一种操作汽车扩展多输入多输出配置的雷达系统10的方法，所述汽车扩展多输入多输出配置的雷达系统10包括：被配置为发送相互正交的雷达信号的多个收发器天线单元TRxk，以及针对所述多个收发器天线单元TRxk中的每个收发器天线单元TRxk的多个范围门12，所述多个范围门12用于指示由所述收发器天线单元TRxk检测的范围，所述方法包括以下步骤：-由所述多个收发器天线单元TRxk以连续波方式发送调制的、相互正交的雷达波，-由所述多个收发器天线单元TRxk中的至少一个特定的收发器天线单元TRx1，将与由所述至少一个特定的收发器天线单元TRx1发送的所述雷达波同步的参考信号22直接地发送到至少一个收发器天线单元TRx2，所述至少一个收发器天线单元TRx2与所述特定的收发器天线单元TRx1间隔先验已知距离d，-读出针对接收到所述参考信号22的所述至少一个收发器天线单元TRx2的所述多个范围门12，以及-基于所述多个范围门中的指示接收到的参考信号22的所读出的范围门12以及所述先验已知距离d，对所述特定的收发器天线单元TRx1与接收到所述参考信号22的所述收发器天线单元TRx2进行同步。8.如权利要求7所述的方法，其中直接地发送与所述雷达波同步的参考信号22的步骤包括：相对于所发送的雷达波以预定的时间延迟σ发送所述参考信号22，其中所述预定的时间延迟σ大于零。9.如权利要求7或8所述的方法，还包括以下步骤：-根据接收到所述参考信号22的所述收发器天线单元TRx2的信号来确定所述特定的收发器天线单元TRx1的载波频率f，以及-基于所确定的载波频率f来校正由所述特定的收发器天线单元TRx1在目标16处测量的多普勒频移。10.如权利要求7至9中任一项所述的方法，其中针对所述多个收发器天线单元TRxk中的收发器天线单元的对TRx1、TRx2重复所述步骤，使得每个收发器天线单元TRxk已经将参考信号22直接地发送到至少一个其他收发器天线单元，并且已经直接地接收到来自至少一个其他收发器天线单元的参考信号22。11.一种用于控制如权利要求7至10中任一项所述的方法的步骤的自动执行的软件模块，其中要执行的方法步骤被转换为所述软件模块的程序代码，其中所述程序代码能够在所述汽车扩展雷达系统10的数字数据存储器单元或者单独的控制单元中实现，并且能够由所述汽车扩展雷达系统10的处理器单元或者单独的控制单元执行。

百度查询： IEE国际电子工程股份公司 针对扩展雷达系统的时间和频率同步

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