專利名稱：特別是用于機動車的雷達系統的制作方法
現有技術本發明涉及一種雷達系統，特別是應用于機動車中。它具有一個天線裝置，該裝置由至少一個天線饋源和至少一個聚焦裝置組成。類似的雷達系統在WO 97/02496中公開。那里，一個單一靜態(monostatisch)的FMCW-雷達傳感器被用來為汽車進行物體的探測。其中至少有一個天線饋源，與一個介電透鏡相連接，用來發射并接收相應的回波信號。一個實施例中介紹的雷達系統，具有三組天線饋源，用來發射及接收。通過這樣的裝置，能夠確定所探測到的雷達目標的角度方位。不過，其中的困難在于各單一的天線饋源能夠測量的天線方位圖，會出現過強的副波瓣。特別是當探測的雷達目標的角度方位根據接收信號的幅值比較由單一的天線饋源來確定時會出現這種情況。
DE 44 12 770 A1給出了一個同類型的雷達系統。其中，天線透鏡邊的殼壁上覆蓋了一層微波衰減涂層，以避免壁反射。這樣，避免了殼體內的干擾性反射。不過，對副波瓣的形成及其抑制的影響很小。
本發明的任務、解決方案及優點綜上所述，本發明的目的為，給出一種上述類型的雷達系統，其中，天線方位圖中的副波瓣能用簡單、廉價的方法予以減小。
這個任務，在本發明中采用的解決方案是雷達系統的天線裝置，至少裝備一個微波衰減裝置，其外形和/或安裝方式，應使其至少部分地進入到發射或接收的雷達波的波束路徑中。這里，微波衰減裝置的概念是各種物體或裝置，其主要特性或至少是重要的特性為能夠衰減或吸收遇到的微波。特別適用于此目的的材料是含有碳粒或金屬顆粒的塑料或發泡材料。
根據本發明優選的實施例，在此，微波衰減裝置被這樣安置，它僅僅進入到發射或接收的雷達波束路徑的邊緣區內。特別有利的是將微波衰減裝置置于聚焦裝置上或其內部。當然，也可以將其置于至少一個天線饋源與聚焦裝置之間的區域。按照本發明特別優選的一個結構，微波衰減裝置就被環狀地置于聚焦裝置朝向至少一個天線饋源的一側上。
本發明的基本構想是，借助于微波衰減裝置，對在發射和/或接收雷達波時在聚焦裝置上的能量密度分布施加影響，使得至少一個天線饋源的天線方位圖有盡量小的副波瓣。此外，向聚焦裝置邊緣方向的能量密度必須低于其中心區域處。特別地，微波衰減裝置被構造為能使在發射和接收雷達波時，在聚焦裝置上的能量密度分布為一個函數，它對應于數字信號處理中的窗函數。在這里例如漢寧(Hanning)窗函數、漢明(Hamming)窗函數、余弦窗函數、布萊克曼(Blackman)窗函數、以及凱則(Kaiser)窗函數。這些函數至少在數字信號處理中、尤其利用快速傅立葉變換中，普遍被公知和定義。其有關介紹可參見S.A.Azizi編著的“數字過濾器的設計與實現”(Entwurf undRealisierung digitaler Filter)一書，第241至256頁。該書由奧登堡出版社(Oldenbourg Verlag)1988年出版。這些函數的共性是它們的曲線呈對稱性，始于一個最小值，上升到一個最大值后又降至最初值。各函數上升和下降過程的斜率對應于傅立葉變換的已知規則決定了天線方位圖中副波瓣的強度及形成。除了上述函數外，其它的函數也適合于本發明中微波衰減裝置的尺寸確定，如高斯函數，它也具有上述曲線特征。
為了在聚焦裝置上達到上述能量密度分布，微波衰減裝置對雷達波能量的吸收能力，往聚焦裝置的邊緣區、或者說雷達波束路徑的邊緣區域方向，是逐漸增大的。與之相對應，本發明優選實施例中，往聚焦裝置的邊緣區或波束的邊緣區，微波衰減裝置的厚度增加。同時，微波衰減裝置應盡量少吸收發射或接收的雷達波的能量，并且，整體上應盡量薄。這里，針對各具體應用情況，合理地選取微波衰減裝置的形狀及尺寸、以便達到最佳綜合效果的任務，留給有關的專業人員自己去解決。在很多情況下，并不需要徹底地消除副波瓣，而只要能使其減弱就足夠了。
本發明的雷達系統的優點是，天線方位圖中的副波瓣，特別是單一天線饋源的，能夠被強烈地、可調節地衰減。在此，此目的被技術方法非常簡單、造價低廉地實現。在抑制副波瓣方面，特別有利的是，按照本發明使用了微波衰減裝置，并與聚焦裝置和天線饋源的幾何尺寸的優化結合起來。這樣，本發明在雷達系統天線裝置確定尺寸時提供了額外的自由度。
在上述應用中，作為聚焦裝置優選使用介電天線透鏡。天線饋源則優選實施為插接天線。另外，本發明的雷達系統也可擁有位于波導管內的天線反射器和/或天線饋源。
實施例說明以下借助于附圖例對本發明的一個實施例加以說明。其中
圖1所示為本發明雷達系統的橫截面圖。
圖2為同類型的雷達系統沒有裝備微波衰減裝置時的天線方位圖。
圖3為本發明的雷達系統的天線方位圖，該雷達系統裝備有微波衰減裝置。
圖1所示為本發明的雷達系統，其電路元器件被安置于殼體10內的一塊基板8上。罩殼10在向前的輻射方向上被一個介電透鏡9封閉。后者同時還是聚焦裝置，優先選用塑料或陶瓷材料制成。基板8上，安置著微帶線配置1，該微帶線配置另外還有天線饋源2、3、4。這三個天線饋源2、3、4的每個上方都安裝著一個介電的棒狀輻射器S。用5標明的是一個振蕩器，特別是一個波導管裝置內的耿式振蕩器。其能量通過一個公知的分級變壓器6耦合到微帶線配置1上。用7標明一個穩定線路，它按希望的調制方式，控制振蕩器5的頻率并能使之穩定。三條V形線L、M、R表示出了三個天線饋源2、3、4發射的雷達波束路徑的邊緣區。11代表基板8下面的空間，其中可安置其它的電路元器件。在天線透鏡9的殼體內側，在其邊緣區域安置著本發明的微波衰減裝置12。具體地講，它是由含石墨的扁平狀吸收物質制成的環，其外徑與天線透鏡的外徑相同。如我們看到的那樣，微波衰減裝置12向天線透鏡9的邊緣區橫截面的尺寸增大，即，往天線透鏡9的邊緣區厚度增大。
圖2是同類型的雷達系統的天線方位圖，該系統中未裝備本發明的微波衰減裝置12。曲線21為左側天線饋源2的天線方位圖，曲線22為中間天線饋源3的天線方位圖，曲線23是右側天線饋源4的天線方位圖。顯而易見，三個方位圖中的每一個上都有副波瓣211、221、222、231及232。圖3所示是一個對比的雷達系統的天線方位圖曲線。該系統如圖1所示，在天線透鏡上裝備有微波衰減裝置。這里曲線31、32和33分別是三個天線饋源2、3、4的天線方位圖。與圖2所示的天線方位圖相比較，副波瓣明顯地減弱了。
權利要求
1.雷達系統，特別適用于機動車，具有一個天線裝置，該裝置由至少一個天線饋源(2，3，4)和至少一個聚焦裝置(9)組成，其特征為，該天線裝置具有至少一個微波衰減裝置(12)，它被這樣成形和/或配置，使得它至少部分地進入發射或接收的雷達波的波束路徑(L，M，R)中。
2.按照權利要求1的雷達系統，其特征為，微波衰減裝置被這樣安置，使它進入到發射或接收的雷達波波束路徑的邊緣區域中。
3.按照權利要求1或2的雷達系統，其特征為，微波衰減裝置被置于聚焦裝置上面、或在其內。
4.按照權利要求1、2或3的雷達系統，其特征是，微波衰減裝置呈環狀安置在聚焦裝置的一側上。
5.按照權利要求4的雷達系統，其特征為，微波衰減裝置位于聚焦裝置朝向至少一個天線饋源的一側上。
6.按照上述權利要求之一的雷達系統，其特征為，微波衰減裝置往聚焦裝置的邊緣方向上逐漸變厚。
7.按照上述權利要求之一的雷達系統，其特征為，在雷達波發射時，在聚焦裝置上能量密度的分布可測，并且它在聚焦裝置的中心區域最大，而往其邊緣區對稱地減小。
8.按照上述權利要求之一的雷達系統，其特征為，微波衰減裝置為含碳或金屬的泡沫材料或塑料。
9.按照上述權利要求之一的雷達系統，其特征為，雷達系統為帶有多個饋電元件和一個共同的聚焦裝置的多射束雷達系統。
10.按照上述權利要求之一的雷達系統，其特征為，至少一個饋電元件被構造為插接天線元件；聚焦裝置為一個介電透鏡。
全文摘要
提出一種雷達系統,特別適用于機動車中,它具有一個天線裝置,該裝置由至少一個天線饋源(2,3,4)和至少一個聚焦裝置(9)組成,天線裝置具有至少一個微波衰減裝置(12),其形狀和/或配置,應保證至少能部分地進入發射或接收的雷達波的波束路徑(L,M,R)中。適當地選擇好微波衰減裝置的形狀尺寸,能夠在聚焦裝置上獲得一種已知窗函數形式的能量密度分布,這樣,可以減弱天線裝置天線方位圖中的副波瓣。
文檔編號H01Q1/32GK1251657SQ98803812
公開日2000年4月26日 申請日期1998年2月18日 優先權日1997年4月9日
發明者約阿希姆·豪克 申請人:羅伯特·博施有限公司