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WO2021115989A1 - Radarsystem und verfahren zum betreiben eines radarsystems - Google Patents

Radarsystem und verfahren zum betreiben eines radarsystems Download PDF

Info

Publication number
WO2021115989A1
WO2021115989A1 PCT/EP2020/084810 EP2020084810W WO2021115989A1 WO 2021115989 A1 WO2021115989 A1 WO 2021115989A1 EP 2020084810 W EP2020084810 W EP 2020084810W WO 2021115989 A1 WO2021115989 A1 WO 2021115989A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
receiving
antennas
antenna group
receiving antenna
antenna
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/084810
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Sturm
Yoke Leen SIT
Original Assignee
Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh filed Critical Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
Publication of WO2021115989A1 publication Critical patent/WO2021115989A1/de

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    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna

Definitions

  • the invention relates to a radar system with
  • At least one antenna electronics unit with which the transmitting antennas and the receiving antennas are connected for signaling via antenna leads.
  • the invention also relates to a method for operating a radar system in which
  • - Radar signals are sent into a surveillance area of the radar system with a plurality of transmitting antennas
  • a radar device which comprises a monolithically integrated circuit with a transmitter section and a receiver section.
  • the transmitting section comprises a plurality of transmitting devices, while the receiving section comprises a plurality of receiving devices.
  • a control device is designed to control the transmitting devices and receiver devices.
  • the radar device also has an evaluation device which evaluates radar signals output by the receiver devices, for example in order to detect objects.
  • the invention is based on the object of designing a radar system and a method of the type mentioned above, with which the performance of the radar system can be improved, in particular with regard to the range and / or the resolution. Disclosure of the invention
  • the object is achieved in the radar system in that at least some of the antennas are arranged in antenna groups,
  • At least some of the receiving antennas, whose respective receiving phase centers lie on the same receiving antenna orientation axis, is net angeord in a central receiving antenna group with at least two receiving antennas.
  • a plurality of receiving antennas are arranged in a certain way in groups to be extended over an area.
  • directions of objects can be determined in several spatial directions, in particular as azimuth and elevation.
  • a regular virtual array can be realized with which a reduction in the side lobe level, that is to say the side lobe level, of the radar signals is achieved.
  • At least some of the transmission antennas whose respective phase centers lie on the same transmission antenna orientation axis, can be arranged in several transmission antenna groups, each with at least two transmission antennas.
  • a transmission phase center distance between at least two of the phase centers of the transmission antennae within a transmission antenna group can advantageously be smaller than a transmission group distance between transmission group centers of adjacent transmission antenna groups.
  • the transmission antennas are arranged in transmission antenna groups.
  • the transmission antenna groups are arranged at a correspondingly larger distance from one another than the transmission antennas of a transmission antenna group with one another. In this way, the lengths of the antenna feed lines required can be reduced overall. In this way, the overall performance of the radar system can be improved.
  • the angular resolution of the radar system is due to the geometric extent of the Distribution of antennas determined.
  • the length of the antenna feed lines affects the performance of the radar system. The shorter the antenna feed lines, the lower the line losses, which improves the performance of the radar system.
  • the antennas can be arranged distributed over a correspondingly large area without the length of the antenna feed lines having to be significantly increased.
  • a high-resolution radar system a so-called HD radar system
  • a so-called HD radar system with a large number of transmission and reception channels, in particular with 12 transmission antennas and 16 reception antennas or more
  • objects can be detected within a large detection area, both in terms of direction and range.
  • the transmission power of the transmission antennas can be increased so that the maximum achievable detection range can be increased.
  • the invention made possible an efficient design of the antennas, which has a direct positive effect on the performance of the radar system in terms of the achievable detection range.
  • the radar system in particular the HD radar system, can advantageously be operated according to a MIMO method. In this way, high angular resolutions can be achieved.
  • a large number of virtual channels can be achieved by geometrically folding the positions of transmitting antennas and receiving antennas, in particular of their phase centers.
  • the distances between transmitting antennas and receiving antennas are divided so that the shortest possible antenna leads between the at least one antenna electronics unit and the transmitting antennas and between the at least one antenna electronics unit and the receiving antennas can be implemented. In this way, the losses in the antenna feed lines can be reduced.
  • all transmission antennas that are assigned to a common antenna electronics unit can be arranged in a transmission antenna group with smaller distances, in particular a transmission phase center distance, from one another than the transmission antenna group from one another. In this way, a large-area antenna array with greater distances between the antenna electronics units can be realized with relatively short antenna feed lines.
  • the transmission phase center distance can also be referred to as the “base distance”.
  • Each transmission antenna group can advantageously be assigned to its own antenna electronics unit. In this way, several antenna electronics units can be arranged in a distributed manner. The respective antenna feed lines can be kept short accordingly.
  • Some of the receiving antennas can be arranged in at least one central receiving antenna group.
  • the distance between the reception phase centers of the reception antennas of the central reception antenna group can be a corresponding multiple of the transmission phase center distance.
  • the central receiving antenna group can be arranged linearly. In this way, it can be used to determine a first direction angle, in particular an azimuth.
  • further receiving antennas especially in outer antenna groups, can be arranged flat.
  • a second directional angle, in particular the elevation, can be determined with the aid of the outer receiving antenna group.
  • the radar system can be used to determine the azimuth.
  • the reception antennas of the central reception antenna group are used.
  • the radar signals can be generated with the at least one antenna electronics unit, which signals can be transmitted with the transmitting antennas.
  • the echo signals can advantageously be processed at least in part with the at least one antenna electronics unit. That way you can the signal processing takes place relatively close to the corresponding transmitting antennas and receiving antennas.
  • the antenna feed lines can be kept short accordingly, whereby the line losses are correspondingly reduced.
  • the at least one antenna electronics unit can advantageously be connected to a particular electronic control and evaluation device of the radar system.
  • a particular electronic control and evaluation device of the radar system With the control and evaluation device, corresponding object information, in particular distances, directions and / or speeds of detected target objects relative to the radar system, can be determined from the transmitted signals and the received signals.
  • antenna electronics units and the control and evaluation device can be combined.
  • the antenna electronics units and / or the control and evaluation device can be implemented using software and / or hardware.
  • the phase centers of antennas can advantageously define the spatial position of the antennas.
  • the phase centers are usually spatially in the center of an antenna array, in particular a linear array.
  • An antenna array comprises several individual elements, in particular individual radiators or individual receiving elements.
  • the transmission group center of an antenna group can advantageously define the spatial position of this antenna group.
  • the transmission group centers are usually spatially in the center of a group of several antennas, in particular antenna arrays.
  • the transmission group centers can advantageously be spatially in the center of an arrangement of phase centers of several antennas.
  • the invention can be used in a radar system of a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the invention can advantageously be used in a land vehicle, in particular a passenger car, a truck, a bus, a motorcycle or the like, an aircraft and / or a watercraft.
  • the invention can also be used in vehicles that can be operated autonomously or at least partially autonomously.
  • the invention is but not limited to vehicles. It can also be used with radar systems in stationary operation.
  • the radar system can advantageously be connected to or part of at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and / or chassis control and / or a driver information device and / or a parking assistance system and / or gesture recognition or the like. In this way, the vehicle can be operated autonomously or partially autonomously.
  • the radar system can be used to detect stationary or moving objects, in particular vehicles, people, animals, plants, obstacles, road bumps, in particular potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, in particular special parking spaces, precipitation or the like.
  • At least a further part of the receiving antennas can be arranged in at least one outer receiving antenna group with at least two receiving antennas.
  • so-called “virtual sparse arrays” can be implemented with which the elevation can be determined.
  • At least one further part of the receiving antennas be arranged in at least two outer receiving antenna groups with at least two receiving antennas,
  • -at least one transmitting antenna be constructed as a linear array with a plurality of individual radiators, which are arranged along a transmitting antenna axis of the transmitting antenna,
  • - And / or at least one receiving antenna can be constructed as a linear array with a multitude of individual receiving elements that run along a receiving antenna nenachse of the receiving antenna are arranged. In this way, the directional effect of the antennas can be improved.
  • At least some of the transmitting antenna axes and / or at least some of the receiving antenna axes can run parallel to one another and / or perpendicular to at least one antenna orientation axis. In this way, a uniform polarization can be achieved.
  • At least two, in particular all, transmitting antennas can be constructed identically and / or at least two, in particular all, receiving antennas can be constructed identically.
  • homogeneous radiation characteristics can be achieved for the transmitting antennas.
  • homogeneous reception characteristics can be achieved for the reception antennas.
  • the radar system can have several antenna electronics units and each of the antenna electronics units can be connected to at least one transmitting antenna and at least one receiving antenna via corresponding antenna feed lines.
  • an antenna electronics unit, at least one transmitting antenna and at least one receiving antenna can be implemented as a unit. In this way, correspondingly short antenna leads can be made possible.
  • a central receiving antenna group and at least one outer receiving antenna group can advantageously not be connected to the same antenna electronics unit.
  • the respective antenna electronics units can be arranged spatially closer to the corresponding receiving antenna groups. In this way, the corresponding lengths of connecting lines can be further reduced.
  • the transmitting antennas in particular special transmitting antenna groups
  • the receiving antennas in particular receiving antenna groups
  • the antenna electronics units can in particular be arranged equidistantly along an antenna electronics orientation axis.
  • the antenna electronics units can be arranged in a uniformly distributed manner.
  • the transmitting antennas and the receiving antennas can be arranged on opposite sides of the antenna electronics orientation axis. In this way, mutual interference between the transmitting and receiving antennas can be reduced while at the same time reducing the length of the antenna feed lines.
  • At least two, in particular all, transmission antenna groups can have the same number of transmission antennas.
  • the transmitter side of the radar system can be set up more homogeneously. In this way, a more homogeneous emission of radar signals can also be made possible.
  • the radar system can have fewer transmitting antennas than receiving antennas. In this way, power consumption can be reduced.
  • the ratio of the number of transmitting antennas to receiving antennas can advantageously be 3 to 4. It has been shown that this ratio has a favorable effect on the performance of the radar system.
  • - And / or a transmission phase center distance between adjacent phase centers of transmission antennas within a transmission antenna group can be half the wavelength of the radar signals
  • - And / or a broadcast group distance between broadcast group centers of at least two, in particular of all, adjacent transmitting antenna groups can be the product of the number of transmitting antennas per transmitting antenna group, the number of receiving antennas of a central receiving antenna group and half the wavelength of the radar signals.
  • Regular virtual arrays have the advantage that they realize a correspondingly low side lobe level for the Ra darsignalen.
  • the transmission phase center distances between adjacent transmission antennas can be identical to at least one, in particular all, transmission antenna groups. In this way, the transmission side of the radar system can be structured more homogeneously.
  • - and / or receiving phase center distances between two receiving phase centers of adjacent receiving antennas of a central receiving antenna group can be the product of the number of transmitting antennas per transmitting antenna group and half the wavelength of the radar signals.
  • At least two outer receivers can Interception antenna groups, in particular two outer receiving antenna groups arranged on opposite sides of the zentra len receiving antenna group, with respect to the arrangement of their receiving antennas, in particular their receiving phase centers, be identical relative to one another. In this way, the Winkelauf solution of the radar system can be further improved.
  • At least one receiving phase center of at least one outer receiving antenna group cannot be arranged on the receiving antenna orientation axis of the central receiving antenna group
  • At least one outer receiving antenna group can be arranged on opposite sides of the receiving antenna orientation axis of the central receiving antenna group
  • At least one outer receiving antenna group can be arranged at the same distance from the receiving antenna orientation axis of the central receiving antenna group.
  • the area along which the corresponding receiving antennas are distributed can be enlarged and / or filled more evenly with receiving antennas.
  • the angular resolution can thus be further improved.
  • several receiving phase centers of at least one outer receiving antenna group can be arranged alternately on opposite sides of an imaginary axis which runs parallel to the receiving antenna orientation axis. In this way, the area on which the reception phase centers are located can be filled more evenly.
  • At least one receiving phase center of at least one outer receiving antenna group can be arranged at a distance from the receiving antenna orientation axis of the central receiving antenna group that is twice as large as a distance from at least one other receiving phase center of at least one outer receiving antenna group to the receiving antenna orientation axis of the central receiving antenna group.
  • At least two, in particular all, adjacent receiving phase centers at least one outer receiving antenna group be arranged at the same distance in the direction of the receiving antenna orientation axis of the central receiving antenna group to the respectively neighboring receiving phase center
  • At least one outer receiving antenna group can be arranged at a distance in the direction of the receiving antenna orientation axis of the central receiving antenna group to the respective neighboring receiving phase centers, which is the product of the number of transmitting antennas per transmitting antenna group and is a transmit phase center distance,
  • At least one outer receiving antenna group can be arranged at a distance in the direction of the receiving antenna orientation axis of the central receiving antenna group to the respective neighboring receiving phase centers, which is the product of the number of transmitting antennas per transmitting antenna group and half the wave length of the radar signals.
  • the receiving antennas of the at least one outer receiving antenna group can be arranged more evenly distributed when viewed in the direction of the receiving antenna orientation axis. In this way, the reception characteristics can be further improved.
  • a distance in the direction of the receiving antenna orientation axis of a receiving phase center of at least one outer receiving antenna group, which is closest to the central receiving antenna group, to a receiving phase center of the central receiving antenna group, which is closest to the at least one outer receiving antenna group, in the direction of reception - antenna orientation axis must be smaller than a distance in the direction of the reception antenna orientation axis of a receiving phase center of at least one other outer receiving antenna group, which is closest on the opposite side of the central receiving antenna group, to a receiving phase center of the central receiving antenna group, which is closest to the at least one other outer receiving antenna group,
  • - and / or a distance in the direction of the receiving antenna orientation axis of a receiving phase center of at least one outer receiving antenna group, which is closest to the central receiving antenna group, to a receiving phase center of the central receiving antenna group, which is closest to the at least one outer receiving antenna group, can be the product of the number of transmitting antennas per transmitting antenna group, the number of receiving antennas of the central receiving antenna group and a transmitting phase center distance
  • - and / or a distance in the direction of the receiving antenna orientation axis of a receiving phase center of at least one outer receiving antenna group, which is closest to the central receiving antenna group, to a receiving phase center of the central receiving antenna group, which is closest to the at least one outer receiving antenna group, can be the product of the number of transmitting antennas per transmitting antenna group, the number of receiving antennas of the central receiving antenna group and half the wavelength of the Ra darsignale
  • - and / or a distance in the direction of the receiving antenna orientation axis of a receiving phase center of at least one outer receiving antenna group, which is closest to the central receiving antenna group, to a receiving phase center of the central receiving antenna group, which is closest to the at least one outer receiving antenna group, can be the product of the number of transmitting antennas per transmitting antenna group, the number of receiving antennas of the central receiving antenna group and a transmitting phase center distance plus the product of the number of transmitting antennas per transmitting antenna group with a transmitting phase center distance
  • the radar signals are sent out by transmitting antennas, which are arranged in transmitting antenna groups, and the echoes are received with receiving antennas who are arranged in receiving antenna groups,
  • a virtual array can be realized from at least one geometric folding of the positions of the transmitting antennas and the receiving antennas,
  • a low side lobe level can be implemented in the Ra darsignalen.
  • the positions of the transmitting antennas can advantageously be specified by corresponding transmitting phase centers and / or the positions of the receiving antennas by corresponding receiving phase centers. In this way, the positions of two-dimensional antennas, in particular antenna arrays, can be better defined.
  • the radar signals can be emitted using a beamforming method and / or a beam steering method. In this way, the transmission power and / or the detection range of the radar system can be improved.
  • two or more transmitting antennas can emit phase-coherent radar signals.
  • the transmitting antennas can be controlled in a phase-coherent manner in a beamforming mode. This results in a four-fold increase in the transmission power in the main maximum of the Ra darsignale even with the combination of two transmitting antennas.
  • the transmission power is made up of twice the transmission power plus a gain from the reference height.
  • the field strength is added. A doubling of the field strength corresponds to the multiplication of the transmission power.
  • the gain corresponds to the square of the number of transmit antennas used.
  • the combination of three transmission antennas in particular increases the profit by a factor of 9.
  • a switchover between a beamforming mode with an increased range and a classic MIMO operation with an increased angular resolution can advantageously be carried out.
  • the range can be increased or, alternatively, the resolution improved as required.
  • Figure 1 is a front view of a motor vehicle with a driver assistance system and a Ml MO radar system for monitoring a monitoring area in the direction of travel in front of the motor vehicle;
  • FIG. 2 shows a side view of the motor vehicle from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a plan view of the motor vehicle from FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 4 shows a front view of the antennas and the antenna electronics units of the radar system from FIGS. 1 to 3 viewed from the monitoring area;
  • FIG. 5 shows an arrangement, not true to scale, of the transmission phase centers of the transmission antennas of the radar system corresponding to the front view from FIG. 4;
  • FIG. 6 shows an arrangement, not true to scale, of the receiving phase centers of the receiving antennas of the radar system corresponding to the front view from FIG. 4;
  • FIG. 7 shows a representation of a virtual array which is determined by means of geometric folding of the positions of the transmission phase centers and the reception phase centers in accordance with the representations from FIGS. 5 and 6.
  • a motor vehicle 10 is shown in the form of a passenger car in front of the view.
  • Figure 2 shows the motor vehicle 10 in a side view.
  • Figure 3 the motor vehicle 10 is shown in a plan view.
  • the motor vehicle 10 has a radar system 12.
  • the radar system 12 is arranged in the front bumper of the motor vehicle 10, for example. With the Ra darsystem 12, a monitoring area 14 in the direction of travel 16 in front of the motor vehicle 10 can be monitored for objects 18.
  • the radar system 12 can also be arranged elsewhere on the motor vehicle 10 and oriented differently. With the Radar system 12 can determine distances r and directions, for example in the form of the azimuth cp and elevation Q, of objects 18 relative to motor vehicle 10 or to radar system 12.
  • the objects 18 can be stationary or moving objects, for example other vehicles, people, animals, plants, obstacles, road bumps, for example potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, for example parking spaces, precipitation or the like.
  • the x-axis extends in the direction of a vehicle longitudinal axis of the motor vehicle 10
  • the y-axis extends along a vehicle transverse axis
  • the z-axis extends upwardly perpendicular to the x-y plane.
  • the motor vehicle 10 is operationally located on a horizontal roadway
  • the x-axis and the y-axis extend spatially horizontally and the z-axis spatially vertically.
  • the radar system 12 is designed as a frequency-modulated continuous wave radar in the form of a high-resolution (HD) MI MO radar system. Frequency-modulated continuous wave radars are also referred to in specialist circles as FMCW (Frequency modulated continuous wave) radars.
  • FMCW Frequency modulated continuous wave
  • objects 18 can be detected in large ranges with a large angular resolution, for example with regard to azimuth Q and elevation cp.
  • the radar system 12 is connected to a driver assistance system 20. With the driver assistance system 20, the motor vehicle 10 can be operated autonomously or partially autonomously.
  • the radar system 12 comprises a MIMO array 22 and a control and evaluation device 24.
  • the MIMO array 22 has, for example, four antenna electronics units 26, for example in the form of electronic chips.
  • the antenna electronics units 26 are arranged next to one another at the same height and equidistantly along an antenna electronics orientation axis 66.
  • the antenna electronics orientation axis runs parallel to the y-axis, for example.
  • Each antenna electronics unit 26 is assigned three transmitting antennas 28 and four receiving antennas 30.
  • the transmitting antennas 28 and the receiving antennas 30 are each designed as linear arrays.
  • Each transmitting antenna 28 has a plurality of individual radiators 32 which are linearly arranged in the direction of a respective transmitting antenna axis 34.
  • each receiving antenna 30 has a plurality of individual receiving elements 36.
  • the individual receiving elements 36 of each receiving antenna 30 are arranged along a respective receiving antenna axis 38.
  • the transmitting antenna axes 34 of all transmitting antennas 28 and the receiving antenna axis 38 of all receiving antennas 30 are arranged parallel to each other and parallel to the z-axis.
  • Each transmitting antenna 28 and each receiving antenna 30 is connected to the respective antenna electronics unit 26 via a corresponding antenna feed line 40.
  • Each transmission antenna 28 has a corresponding transmission phase center 42, which represents the respective transmission antenna 28.
  • Each receiving antenna 30 accordingly has a receiving phase center 44 which represents the corresponding receiving antenna 30.
  • the three transmitting antennas 28, which belong to the same antenna electronics unit 26, are arranged as a transmitting antenna group 46.
  • Each transmission antenna group 46 is represented by a transmission group center 48, which is geometrically located between the respective transmission phase centers 42, for example.
  • the transmission phase centers 42 of all transmission antennas 28 are arranged on the same transmission antenna orientation axis 50.
  • the transmission antenna orientation axis 50 runs, for example, parallel to the y-axis in the same plane in which the antenna electronics orientation axis 66 is also located.
  • respective radar signals 52 can be sent rich 14 in the monitoring area.
  • the echoes 54 of the radar signals 52 which are reflected on an object 18 and sent back to the radar system 12, can be received with the receiving antennas 30. From the radar signals 52 and the Echoes 54 can be determined using the control and evaluation device 24, the distance r, the azimuth cp and the elevation Q of the corresponding target of the object 18 relative to the radar system 12.
  • the transmission antenna orientation axis 50 and thus also the transmission antennas 28 are located, for example, spatially above the antenna electronics units 26.
  • the receiving antennas 30 are located, for example, spatially below the respective antenna electronics units 26.
  • the four receiving antennas 30, which are assigned to the two inner antenna electronics units 26, are grouped as a central receiving antenna group 56.
  • the reception phase centers 44 of the central reception antenna group 56 are arranged equidistantly along a reception antenna orientation axis 58.
  • the reception antenna orientation axis 58 runs, for example, parallel to the transmission antenna orientation axis 50, that is to say parallel to the y-axis.
  • the reception antenna orientation axis 58 lies in the same plane as the antenna electronics orientation axis 66 and the transmission antenna orientation axis 50.
  • Two outer receiving antenna groups 60a and 60b are arranged on opposite sides of the central receiving antenna group 56, on the left and right in FIGS. 4 and 6.
  • the outer receiving antenna groups 60a and 60b are identical with regard to the arrangement of their respective receiving phase centers 44.
  • Each outer receiving antenna group 60a and 60b comprises four receiving antennas 30 with corresponding receiving phase centers 44.
  • Two of the receiving phase centers 44 of an outer receiving antenna group 60a and 60b are arranged above the receiving antenna orientation axis 58 in FIG.
  • the two other receiving phase centers 44 of the respective outer receiving antenna groups 60 a are arranged below the receiving antenna orientation axis 58.
  • the receiving phase centers 44 of the outer receiving antenna groups 60a and 60b are alternately on opposite sides of the receiving antenna orientation axis 58, not on the receiving antenna orientation axis 58, is arranged.
  • the arrangement of the transmission phase centers 42 is not shown true to scale.
  • the transmission phase center distances d1 between adjacent transmission antennas 28 of all transmission antenna groups 46 are identical.
  • the amounts of the transmission phase center distances d1 correspond to half the wavelength l of the radar signals 52.
  • d1 l / 2.
  • Receiving phase center distances d3 in each case between receiving phase centers 44 of adjacent receiving antennas 30 of the central receiving antenna group 56 are identical.
  • the two receiving phase centers 44 which are located on the side facing away from the central receiving antenna group 56 on opposite sides of the receiving antenna orientation axis 58, are arranged at the same distance d4 from the receiving antenna orientation axis 58.
  • the two receiving phase centers 44 of the left outer receiving antenna group 60a which are located on opposite sides of the receiving antenna orientation axis 58 on the side facing the central receiving antenna group 56, are arranged at the same distance d5 from the receiving antenna orientation axis 58.
  • the two receiving phase centers 44 which are located on the side facing the central receiving antenna group 56 on opposite sides of the receiving antenna orientation axis 58, are arranged at the same distance d4 from the receiving antenna orientation axis 58.
  • the two receiving phase centers 44 of the right outer receiving antenna group 60b which are located on opposite sides of the receiving antenna orientation axis 58 on the side facing away from the central receiving antenna group 56, are arranged at the same distance d5 from the receiving antenna orientation axis 58.
  • the neighboring receiving phase centers 44 of the two outer receiving antenna groups 60a and 60b are arranged at the same distance d5 in the direction of the receiving antenna orientation axis 58 from the respectively neighboring receiving phase center 44 as the receiving phase centers 44 of the central receiving antenna group 56.
  • a distance d6 in the direction of the receiving antenna orientation axis 58 of the receiving phase center 44 of the left outer receiving antenna group 60a, which is closest to the central receiving antenna group 56, to the receiving phase center 44 of the central receiving antenna group 56, which is the left outer receiving antenna group 60a on is less than a distance 61 in the direction of the receiving antenna orientation axis 58 of the receiving phase center 44 of the right outer receiving antenna group 60b, which is closest to the receiving phase center 44 of the central receiving antenna group 56 on the opposite side of the central receiving antenna group 56 which is closest to the right outer receiving antenna group 60b.
  • the distance d6 is the product of the number N of transmitting antennas 28 per transmitting antenna group 46, the number K of receiving antennas in the central receiving antenna group 56 and the transmission phase center distance d1.
  • a distance d7 in the direction of the receiving antenna orientation axis 58 of the receiving phase center 44 of the right outer receiving antenna group 60b, which is closest to the central receiving antenna group 56, to the receiving phase center 44 of the central receiving antenna group 56, which is the right outer receiving antenna group 60b on is the product of the number N of transmitting antennas 28 per transmitting antenna group 46, the number K of receiving antennas of the central receiving antenna group 56 and the transmitting phase center distance d1 plus N * d1.
  • a virtual array 62 is generated from a geometric convolution of the positions of the transmit phase centers 42 and the receive phase centers 44.
  • the virtual array 62 is shown in FIG. 7 in relation to the corresponding transmit phase centers 42 and the receive phase centers 44.
  • the coordinates in the corresponding y-z plane are normalized with respect to the wavelength l of the radar signals 52.
  • the transmission antenna groups 46 are indicated as black squares.
  • the receiving phase centers 44 are indicated as black triangles.
  • a central virtual sub-array 62a When the positions of the transmitting phase centers 42 and the receiving phase centers 44 of the central receiving antenna group 56 are folded, a central virtual sub-array 62a is realized.
  • the central virtual sub-array 62a is indicated in FIG. 7 as an elongated square frame.
  • the central virtual sub-array 62 has a total of 96 elements which are arranged next to one another along the transmission antenna orientation axis 50.
  • the number of elements of the regular virtual sub-array 62a is determined from the product of the number of transmitting antennas 28 involved, namely 12, by way of example, and the number K of receiving antennas 30 of the central receiving antenna group 56, namely 8 by way of example.
  • a virtual sparse sub-array 62b results from the transmitting antennas 28 and the receiving antennas 30 of the outer receiving antenna groups 60a and 60b.
  • the ele ments 64 of the virtual sparse sub-array 62b are arranged in a two-dimensionally distributed manner above and below the central virtual array 62a. In FIG. 7, the elements 64 are indicated as an elongated square frame.
  • the sparse sub-array 64 has a total of, for example, 96 elements 64.
  • the number of elements 64 of the sparse sub-array 62b corresponds to the product of the number of participating transmitting antennas 28, for example 12, and the participating receiving antennas 30 of the outer receiving antennas antenna groups 60a and 60b, by way of example 8.
  • the elevation cp can be determined with the aid of the sparse sub-array 62b.
  • the special arrangement according to the invention of the transmitting antennas 28 and the receiving antennas 30 enables a flat arrangement of elements of a virtual array 62 to be achieved.
  • the lengths of the antenna feed lines 40 can be limited to a relatively small amount. Due to the correspondingly short antenna leads 40, corresponding de line losses are reduced overall. Since the signals between the antenna electronics units 26, the transmitting antennas 28 and the respective receiving antennas 30 are floch frequency signals, the line loss can thereby be reduced by a considerable amount, which is usually about 1 dB per cm of line length.
  • the inventive arrangement of the transmitting antennas 28, the receiving antennas 30 and the respective antenna electronics units 26 keeps the line losses low and increases the overall performance of the radar system 12.

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Abstract

Es werden ein Radarsystem (12) und ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems (12) beschrieben. Das Radarsystem (12) umfasst eine Mehrzahl von Sendeantennen (28), mit denen Radarsignale in einen Überwachungsbereich des Radarsystems (12) gesendet werden können, eine Mehrzahl von Empfangsantennen (30), mit denen Echos von im Überwachungsbereich reflektierten Radarsignalen (52) empfangen werden können, und wenigstens eine Antennenelektronikeinheit (26), mit der über Antennenzuleitungen (40) die Sendeantennen (28) und die Empfangsantennen (30) signaltechnisch verbunden sind. Wenigstens ein Teil der Antennen (28, 30) ist in Antennengruppen (46, 56, 60a, 60b) angeordnet. Jeweilige Phasenzentren (42, 44) wenigstens eines Teils der Antennen (28, 30) entlang wenigstens einer Antennen-Orientierungsachse (50, 58) angeordnet ist. Wenigstens ein Teil der Empfangsantennen (30), deren jeweilige Empfangs-Phasenzentren (44) auf derselben Empfangsantennen-Orientierungsachse (58) liegen, ist in einer zentralen Empfangsantennengruppe (56) mit wenigstens zwei Empfangsantennen (30) angeordnet.

Description

Beschreibung
Radarsystem und Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Radarsystem mit
- einer Mehrzahl von Sendeantennen, mit denen Radarsignale in einen Überwa chungsbereich des Radarsystems gesendet werden können,
- einer Mehrzahl von Empfangsantennen, mit denen Echos von im Überwachungsbe reich reflektierten Radarsignalen empfangen werden können,
- wenigstens einer Antennenelektronikeinheit, mit der über Antennenzuleitungen die Sendeantennen und die Empfangsantennen signaltechnisch verbunden sind.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems, bei dem
- mit einer Mehrzahl von Sendeantennen Radarsignale in einen Überwachungsbereich des Radarsystems gesendet werden,
- mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen Echos von im Überwachungsbereich re flektierten Radarsignalen empfangen werden,
- die Radarsignale und deren Echos ausgewertet werden.
Stand der Technik
Aus der DE 102018200751 A1 ist eine Radarvorrichtung bekannt, welche eine mono lithisch integrierte Schaltung mit einem Sendeabschnitt und einem Empfängerabschnitt umfasst. Der Sendeabschnitt umfasst eine Vielzahl von Sendeeinrichtungen, während der Empfängerabschnitt eine Vielzahl von Empfängereinrichtungen umfasst. Eine Steu ervorrichtung ist dazu ausgebildet, die Sendeeinrichtungen und Empfängereinrichtun gen anzusteuern. Die Radarvorrichtung weist weiter eine Auswerteeinrichtung auf, wel che von den Empfängereinrichtungen ausgegebene Radarsignale auswertet, etwa um Objekte zu detektieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radarsystem und ein Verfahren der ein gangs genannten Art zu gestalten, mit denen die Leistungsfähigkeit des Radarsystems insbesondere in Bezug auf die Reichweite und/oder die Auflösung verbessert werden kann. Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Radarsystem dadurch gelöst, dass -wenigstens ein Teil der Antennen in Antennengruppen angeordnet ist,
- jeweilige Phasenzentren wenigstens eines Teils der Antennen entlang wenigstens einer Antennen-Orientierungsachse angeordnet sind,
- wenigstens ein Teil der Empfangsantennen, deren jeweilige Empfangs- Phasenzentren auf derselben Empfangsantennen-Orientierungsachse liegen, in einer zentralen Empfangsantennengruppe mit wenigstens zwei Empfangsantennen angeord net ist.
Erfindungsgemäß ist eine Mehrzahl von Empfangsantennen in bestimmter Weise in Gruppen flächig ausgedehnt angeordnet. Auf diese Weise können Richtungen von Ob jekten in mehreren Raumrichtungen, insbesondere als Azimut und Elevation, bestimmt werden. Ferner können mithilfe der zentralen Empfangsantennengruppe in Kombination mit einer entsprechenden Anordnung der Sendeantennen ein reguläres virtuelles Array realisiert werden, mit dem eine Verringerung des Side-Lobe-Levels, also des Neben- keulen-Levels, der Radarsignale erreicht wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Teil der Sendeantennen, deren jeweilige Phasenzentren auf derselben Sendeantennen-Orientierungsachse lie gen, in mehreren Sendeantennengruppen mit jeweils wenigstens zwei Sendeantennen angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann alternativ oder zusätzlich ein Sende- Phasenzentrenabstand zwischen wenigstens zwei der Phasenzentren der Sendeanten nen innerhalb einer Sendeantennengruppe kleiner sein, als ein Sendegruppenabstand zwischen Sendegruppenzentren benachbarter Sendeantennengruppen.
Erfindungsgemäß sind die Sendeantennen in Sendeantennengruppen angeordnet. Die Sendeantennengruppen sind untereinander in entsprechend größeren Abständen an geordnet als die Sendeantennen einer Sendeantennengruppe untereinander. Auf diese Weise können die Längen der benötigten Antennenzuleitungen insgesamt verringert werden. So kann die Leistungsfähigkeit des Radarsystems insgesamt verbessert wer den.
Die Winkelauflösung des Radarsystems ist durch die geometrische Ausdehnung der Verteilung der Antennen bestimmt. Die Länge der Antennenzuleitungen beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Radarsystems. Je kürzer die Antennenzuleitungen sind, umso geringer sind die Leitungsverluste, wodurch die Leistungsfähigkeit des Radarsystems verbessert wird. Mithilfe der Erfindung können die Antennen entsprechend großflächig verteilt angeordnet sein, ohne dass die Länge der Antennenzuleitungen maßgeblich vergrößert werden muss.
Mithilfe der Erfindung kann ein hochauflösendes Radarsystem, ein sogenanntes HD- Radarsystem, mit einer großen Anzahl von Sende- und Empfangskanälen, insbesonde re mit 12 Sendeantennen und 16 Empfangsantennen oder mehr, realisiert werden. Mit dem HD-Radarsystemen können Objekte innerhalb eines großen Erfassungsbereichs, sowohl in Bezug auf Richtung als auch auf die Reichweite, detektiert werden. Mit der Erfindung kann die Sendeleistung der Sendeantennen vergrößert werden, sodass die maximal erzielbare Detektionsreichweite vergrößert werden kann. Die Erfindung ermög licht ein effizientes Design der Antennen, welche eine direkte positive Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit des Radarsystems in Bezug auf die erzielbare Detektionsreich weite hat.
Vorteilhafterweise kann das Radarsystem, insbesondere HD- Radarsystem, nach einem MIMO-Verfahren betrieben werden. Auf diese Weise können hohe Winkelauflösungen erzielt werden. Mit der Erfindung kann eine hohe Anzahl an virtuellen Kanälen durch eine geometrische Faltung der Positionen von Sendeantennen und Empfangsantennen, insbesondere von deren Phasenzentren, erzielt werden.
Mit der Erfindung wird eine geometrische Anordnung der Sendeantennen und/oder der Empfangsantennen erreicht, die eine möglichst hohe Sendeleistung ermöglicht. Dadurch kann eine möglichst hohe Detektionsreichweite zu erzielt werden.
Gemäß der Erfindung werden die Abstände zwischen Sendeantennen und Empfangs antennen so aufgeteilt, dass möglichst kurze Antennenzuleitungen zwischen der we nigstens einen Antennenelektronikeinheit und den Sendeantennen und zwischen der wenigstens einen Antennenelektronikeinheit und den Empfangsantennen realisiert wer den können. Auf diese Weise können die Verluste in den Antennenzuleitungen verrin gert werden. Erfindungsgemäß können alle Sendeantennen, die einer gemeinsamen Antennenelekt ronikeinheit zugeordnet sind, in einer Sendeantennengruppe mit geringeren Abständen, insbesondere einem Sende-Phasenzentrenabstand, untereinander angeordnet werden, als die Sendeantennengruppe untereinander. Auf diese Weise kann ein großflächiges Antennen-Array mit größeren Abständen zwischen den Antennenelektronikeinheiten bei gleichzeitig verhältnismäßig kurzen Antennenzuleitungen realisiert werden. Der Sende- Phasenzentrenabstand kann auch als „Basisabstand“ bezeichnet werden.
Vorteilhafterweise kann jede Sendeantennengruppe einer eigenen Antennenelektroni keinheit zugeordnet sein. Auf diese Weise können mehrere Antennenelektronikeinhei ten verteilt angeordnet sein. Die jeweiligen Antennenzuleitungen können so entspre chend kurz gehalten werden.
Ein Teil der Empfangsantennen kann in wenigstens einer zentralen Empfangsanten nengruppe angeordnet sein. Der Abstand der Empfangs-Phasenzentren der Empfangs antennen der zentralen Empfangsantennengruppe kann ein entsprechend Vielfaches des Sende-Phasenzentrenabstands sein. Die zentrale Empfangsantennengruppe kann linear angeordnet sein. Auf diese Weise kann sie zur Bestimmung eines ersten Rich tungswinkels, insbesondere eines Azimut, verwendet werden.
Außerdem können weitere Empfangsantennen, insbesondere in äußeren Empfangsan tennengruppen, flächig angeordnet sein. Mithilfe der äußeren Empfangsantennengrup pe kann ein zweiter Richtungswinkel, insbesondere die Elevation, bestimmt werden.
Bei einer räumlich horizontalen Ausrichtung der Sendeantennen-Orientierungsachse und der Empfangsantennen-Orientierungsachse kann das Radarsystem für eine Be stimmung des Azimut eingesetzt werden. Dabei kommen im Wesentlichen die Emp fangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe zum Einsatz.
Vorteilhafterweise können mit der wenigstens einen Antennenelektronikeinheit die Ra darsignale erzeugt werden, welche mit den Sendeantennen ausgesendet werden kön nen. Ferner können mit der wenigstens eine Antennenelektronikeinheit vorteilhafter weise die Echosignale wenigstens zum Teil verarbeitet werden. Auf diese Weise kann die Signalverarbeitung relativ nahe an den entsprechenden Sendeantennen und Emp fangsantennen erfolgen. Die Antennenzuleitungen können so entsprechend kurz gehal ten werden, wodurch die Leitungsverluste entsprechen verringert werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Antennenelektronikeinheit mit einer insbe sondere elektronischen Steuer- und Auswerteeinrichtung des Radarsystems verbunden sein. Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung können aus den Sendesignalen und den Empfangssignalen entsprechende Objektinformation, insbesondere Entfernungen, Rich tungen und/oder Geschwindigkeiten von erfassten Zielobjekten relativ zum Radarsys tem ermittelt werden.
Funktionen von wenigstens einer Antennenelektronikeinheit und der Steuer- und Aus werteeinrichtung können kombiniert sein. Die Antennenelektronikeinheiten und/oder die Steuer- und Auswerteeinrichtung können auf softwaremäßigem und/oder hardwaremä ßigem Wege realisiert sein.
Vorteilhafterweise können die Phasenzentren von Antennen die räumliche Position der Antennen definieren. Die Phasenzentren liegen in der Regel räumlich im Zentrum eines Antennenarrays, insbesondere eines linearen Arrays. Ein Antennenarray umfasst meh rere Einzelelemente, insbesondere Einzelstrahler oder einzelne Empfangselemente.
Vorteilhafterweise kann das Sendegruppenzentrum einer Antennengruppe die räumli che Position dieser Antennengruppe definieren. Die Sendegruppenzentren liegen in der Regel räumlich im Zentrum einer Gruppe von mehreren Antennen, insbesondere An tennenarrays. Vorteilhafterweise können die Sendegruppenzentren räumlich im Zent rum einer Anordnung von Phasenzentren mehrerer Antennen liegen.
Die Erfindung kann bei einem Radarsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraft fahrzeugs, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Land fahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist je- doch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch bei Radarsystemen im stationären Betrieb eingesetzt werden.
Das Radarsystem kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuer vorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Par kassistenzsystem und/oder einer Gestenerkennung oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden.
Mit dem Radarsystem können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeu ge, Personen, Tiere, Pflanzen, Flindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbe sondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein weiterer Teil der Emp fangsantennen in wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe mit wenigstens zwei Empfangsantennen angeordnet sein. Mit den Empfangsantennen der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe können sogenannte „virtuelle Sparse Arrays“ realisiert werden, mit welchen eine Bestimmung der Elevation ermöglicht wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
- wenigstens ein weiterer Teil der Empfangsantennen in wenigstens zwei äußeren Empfangsantennengruppe mit wenigstens zwei Empfangsantennen angeordnet sein,
- wobei wenigstens zwei der wenigstens zwei äußeren Empfangsantennengruppen auf gegenüberliegenden Seiten der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sind. Auf diese Weise die Bestimmung der Elevation verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
-wenigstens eine Sendeantenne als lineares Array mit einer Mehrzahl von Einzelstrah lern aufgebaut sein, die entlang einer Sendeantennenachse der Sendeantenne ange ordnet sind,
- und/oder wenigstens eine Empfangsantenne kann als lineares Array mit einer Mehr zahl von Einzel-Empfangselementen aufgebaut sein, die entlang einer Empfangsanten- nenachse der Empfangsantenne angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Richtwir kung der Antennen verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Teil der Sende antennenachsen und/oder wenigstens ein Teil der Empfangsantennenachsen parallel zueinander und/oder senkrecht zu wenigstens einer Antennen-Orientierungsachse ver laufen. Auf diese Weise kann eine einheitliche Polarisation erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei, insbesonde re alle, Sendeantennen gleich aufgebaut sein und/oder wenigstens zwei, insbesondere alle, Empfangsantennen können gleich aufgebaut sein. Auf diese Weise kann eine ho mogene Abstrahlcharakteristik bei den Sendeantennen erreicht werden. Entsprechend kann eine homogene Empfangscharakteristik bei den Empfangsantennen erreicht wer den.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Radarsystem mehrere An tennenelektronikeinheiten aufweisen und jede der Antennenelektronikeinheiten kann über entsprechende Antennenzuleitungen mit wenigstens einer Sendeantenne und we nigstens einer Empfangsantenne verbunden sein. Auf diese Weise kann eine Anten nenelektronikeinheit, wenigstens eine Sendeantenne und wenigstens eine Empfangs antenne als Einheit realisiert sein. Auf diese Weise können entsprechend kurze Anten nenzuleitungen ermöglicht werden.
Vorteilhafterweise können eine zentrale Empfangsantennengruppe und wenigstens eine äußere Empfangsantennengruppe nicht mit derselben Antennenelektronikeinheit ver bunden sein. Auf diese Weise können die jeweiligen Antennenelektronikeinheiten räum lich näher an den entsprechenden Empfangsantennengruppen angeordnet sein. So können die entsprechenden Längen von Verbindungsleitungen weiter verringert wer den.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Sendeantennen, insbe sondere Sendeantennengruppe, und die Empfangsantennen, insbesondere Empfangs antennengruppen, in räumlich gegenüberliegenden Bereichen relativ zu der wenigstens einen Antennenelektronikeinheit angeordnet sein. Auf diese Weise können gegenseiti- gen Störungen für die Sende- und Empfangsantennen verringert werden.
Vorteilhafterweise können die Antennenelektronikeinheiten insbesondere äquidistant entlang einer Antennenelektronik-Orientierungsachse angeordnet sein. Auf diese Weise können die die Antennenelektronikeinheiten gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Vor teilhafterweise können die Sendeantennen und die Empfangsantennen auf gegenüber liegenden Seiten der Antennenelektronik-Orientierungsachse angeordnet sein. So kön nen gegenseitigen Störungen der Sendeantennen und Empfangsantennen verringert werden bei gleichzeitiger Reduzierung der Länge der Antennenzuleitungen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei, insbesonde re alle, Sendeantennengruppen die gleiche Anzahl an Sendeantennen aufweisen. Auf diese Weise kann die Senderseite des Radarsystems homogener aufgebaut werden. So kann auch eine homogenere Abstrahlung von Radarsignalen ermöglicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Radarsystem weniger Sen deantennen als Empfangsantennen aufweisen. Auf diese Weise kann ein Stromver brauch verringert werden.
Vorteilhafterweise kann das Verhältnis der Anzahl von Sendeantennen zu Empfangsan tennen 3 zu 4 betragen. Es hat sich gezeigt, dass sich dieses Verhältnis günstig auf die Performance des Radarsystems auswirkt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
- ein Sendegruppenabstand zwischen Sendegruppenzentren von wenigstens zwei, ins besondere von allen, benachbarten Sendeantennengruppen das Produkt aus einem Sende-Phasenzentrenabstand zwischen benachbarten Phasenzentren von Sendean tennen innerhalb einer Sendeantennengruppe, der Anzahl von Sendeantennen pro Sendeantennengruppe und der Anzahl von Empfangsantennen einer zentralen Emp fangsantennengruppe sein
- und/oder ein Sende-Phasenzentrenabstand zwischen benachbarten Phasenzentren von Sendeantennen innerhalb einer Sendeantennengruppe kann die halben Wellenlän ge der Radarsignale sein
- und/oder ein Sendegruppenabstand zwischen Sendegruppenzentren von wenigstens zwei, insbesondere von allen, benachbarten Sendeantennengruppen kann das Produkt aus der Anzahl von Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl von Emp fangsantennen einer zentralen Empfangsantennengruppe und der halben Wellenlänge der Radarsignale sein.
Auf diese Weise kann in Kombination mit einer entsprechenden Anordnung der Emp fangsantennen ein reguläres virtuelles Array realisiert werden. Reguläre virtuelle Arrays haben den Vorteil, dass sie einen entsprechend niedrigen Side-Lobe-Level bei den Ra darsignalen realisieren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Sende- Phasenzentrenabstände jeweils zwischen benachbarten Sendeantennen wenigstens einer, insbesondere aller, Sendeantennengruppen identisch sein. Auf diese Weise kann die Sendeseite des Radarsystems homogener aufgebaut sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können
- Empfangs-Phasenzentrenabstände jeweils zwischen Empfangs-Phasenzentren von benachbarten Empfangsantennen einer zentralen Empfangsantennengruppe identisch sein und/oder Empfangs-Phasenzentrenabstände jeweils zwischen Empfangs- Phasenzentren von benachbarten Empfangsantennen einer zentralen Empfangsanten nengruppe können das Produkt aus der Anzahl von Sendeantennen pro Sendeanten nengruppe und einem Sende-Phasenzentrenabstand zwischen benachbarten Phasen zentren von Sendeantennen innerhalb einer Sendeantennengruppe sein
- und/oder Empfangs-Phasenzentrenabstände jeweils zwischen zwei Empfangs- Phasenzentren von benachbarten Empfangsantennen einer zentralen Empfangsanten nengruppe können das Produkt aus der Anzahl von Sendeantennen pro Sendeanten nengruppe und der halben Wellenlänge der Radarsignale sein.
Auf diese Weise kann die Realisierung eines regulären virtuellen Arrays mit den Sen deantennen und den Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe wei ter verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei äußere Emp- fangsantennengruppen, insbesondere zwei auf gegenüberliegenden Seiten der zentra len Empfangsantennengruppe angeordnete äußere Empfangsantennengruppen, bezüg lich der Anordnung ihrer Empfangsantennen, insbesondere ihrer Empfangs- Phasenzentren, relativ zueinander identisch sein. Auf diese Weise kann die Winkelauf lösung des Radarsystems weiter verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können
- wenigstens ein Empfangs-Phasenzentrum wenigstens einer äußeren Empfangsan tennengruppe nicht auf der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Emp fangsantennengruppe angeordnet sein
- und/oder wenigstens zwei Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Emp fangsantennengruppe können auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen- Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sein
- und/oder wenigstens zwei Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Emp fangsantennengruppe können im gleichen Abstand zu der Empfangsantennen- Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sein.
Auf diese Weise kann die Fläche, entlang der die entsprechenden Empfangsantennen verteilt sind, vergrößert und/oder gleichmäßiger mit Empfangsantennen ausgefüllt wer den. So kann die Winkelauflösung weiter verbessert werden.
Vorteilhafterweise können mehrere Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äuße ren Empfangsantennengruppe wechselweise auf gegenüberliegenden Seiten einer ge dachten Achse angeordnet sein, welche parallel zur Empfangsantennen- Orientierungsachse verläuft. Auf diese Weise kann die Fläche, auf der sich die Emp fangs-Phasenzentren befinden, gleichmäßiger ausgefüllt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Empfangs-Phasenzentrum wenigstens einer äußeren Empfangsanten nengruppe kann in einem Abstand zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sein, der doppelt so groß ist wie ein Abstand wenigstens eines anderen Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äu ßeren Empfangsantennengruppe zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe. , Auf diese Weise kann eine Realisierung von flächig verteilten virtuellen Sparse Teil- Arrays verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können
- wenigstens zwei, insbesondere alle, benachbarten Empfangs-Phasenzentren wenigs tens einer äußeren Empfangsantennengruppe in demselben Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe zu dem jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentrum angeordnet sein
- und/oder wenigstens zwei benachbarte Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe können in einem Abstand in Richtung der Emp- fangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe zu den jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentren angeordnet sein, welcher das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe und einem Sende- Phasenzentrenabstand ist,
- und/oder wenigstens zwei benachbarte Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe können in einem Abstand in Richtung der Emp- fangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe zu den jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentren angeordnet sein, welcher das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe und der halben Wellen länge der Radarsignale ist.
Auf diese Weise können die Empfangsantennen der wenigstens einen äußeren Emp fangsantennengruppe in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse betrach tet gleichmäßiger verteilt angeordnet sein. So kann die Empfangscharakteristik weiter verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
- ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs- Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, welches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs- Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens ei nen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, in Richtung der Empfangs- antennen-Orientierungsachse kleiner sein als ein Abstand in Richtung der Empfangsan- tennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer ande ren äußeren Empfangsantennengruppe, welches auf der gegenüberliegenden Seite der zentralen Empfangsantennengruppen am nächsten liegt, zu einem Empfangs- Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens eine anderen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt,
- und/oder ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, wel ches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs- Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens ei nen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, kann das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl der Empfangsan tennen der zentralen Empfangsantennengruppe und einem Sende- Phasenzentrenabstand sein
- und/oder ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, wel ches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs- Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens ei nen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, kann das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl der Empfangsan tennen der zentralen Empfangsantennengruppe und der halben Wellenlänge der Ra darsignale sein
- und/oder ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, wel ches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs- Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens ei nen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, kann das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl der Empfangsan tennen der zentralen Empfangsantennengruppe und einem Sende- Phasenzentrenabstand zuzüglich dem Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe mit einem Sende-Phasenzentrenabstand sein
- und/oder ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, wel ches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs- Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens ei- nen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, kann das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl der Empfangsan tennen der zentralen Empfangsantennengruppe und der halben Wellenlänge der Ra darsignale zuzüglich dem Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeanten nengruppe mit einem Sende-Phasenzentrenabstand sein.
Auf diese Weise kann die Realisierung von virtuellen Sparse Teil-Arrays mithilfe der äußeren Empfangsantennengruppen weiter verbessert werden. So kann eine Winkel messung, insbesondere eine Messung der Elevation, senkrecht zu der Winkelmessung, einer Messung des Azimut, welche mit den Empfangsantennen der zentralen Emp fangsantennengruppe erfolgt, verbessert werden.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass
- die Radarsignale von Sendeantennen ausgesendet werden, welche in Sendeanten nengruppe angeordnet werden, und die Echos mit Empfangsantennen empfangen wer den, welche in Empfangsantennengruppen angeordnet werden,
- aus wenigstens einer geometrischen Faltung der Positionen der Sendeantennen und der Empfangsantennen ein virtuelles Array realisiert werden,
- wobei durch wenigstens eine geometrische Faltung der Positionen wenigstens eines Teils der Sendeantennen und wenigstens eines Teils der Empfangsantennen ein regu läres virtuelles Teil-Array realisiert wird.
Mit einem regulären virtuellen Teil-Array kann ein geringer Side-Lobe-Level bei den Ra darsignalen realisiert werden.
Vorteilhafterweise können die Positionen der Sendeantennen durch entsprechende Sende-Phasenzentren und/oder die Positionen der Empfangsantennen durch entspre chende Empfangs-Phasenzentren vorgegeben werden. Auf diese Weise können die Positionen von flächig ausgedehnten Antennen, insbesondere Antennen-Arrays, besser definiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die Radarsignale unter Verwendung eines Beamforming-Verfahrens und/oder eines Beamsteering- Verfahrens abgestrahlt werden. Auf diese Weise können die Sendeleistung und/oder die Detektionsreichweite des Radarsystems verbessert werden.
Vorteilhafterweise können zwei oder mehr Sendeantennen phasenkohärent Radarsig nale abstrahlen.
Vorteilhafterweise können die Sendeantennen in einem Beamforming-Modus phasen kohärent angesteuert werden. Dadurch ergibt sich bereits bei der Kombination von zwei Sendeantennen eine vierfache Erhöhung der Sendeleistung im Hauptmaximum der Ra darsignale. Die Sendeleistung setzt sich zusammen aus der doppelten Sendeleistung zuzüglich eines Gewinns durch die Richthöhe. Bei der Nutzung von zwei kohärenten Sendeantennen addiert sich die Feldstärke. Eine Verdopplung der Feldstärke entspricht der Vervielfachung der Sendeleistung. Allgemein entspricht der Gewinn dem Quadrat der Anzahl der genutzten Sendeantennen. Die Kombination von insbesondere drei Sendeantennen steigert den Gewinn im Maximum bereits um den Faktor 9.
Vorteilhafterweise kann zusätzlich oder alternativ eine Umschaltung zwischen einem Beamforming-Modus mit einer erhöhten Reichweite und einem klassischen MIMO- Betrieb mit einer erhöhten Winkelauflösung durchgeführt werden. Auf diese Weise kön nen je nach Bedarf die Reichweite erhöht oder alternativ die Auflösung verbessert wer den.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Radarsystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestal tungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umge kehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich nung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschrei bung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
Figur 1 ein Kraftfahrzeug in der Vorderansicht mit einem Fahrerassistenzsystem und einem Ml MO- Radarsystem zu Überwachung eines Überwachungsbe reichs in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug;
Figur 2 eine Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus der Figur 1 ;
Figur 3 eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeug aus den Figuren 1 und 2;
Figur 4 eine Vorderansicht der Antennen und der Antennenelektronikeinheiten des Radarsystems aus den Figuren 1 bis 3 von dem Überwachungsbe reich aus betrachtet;
Figur 5 eine nicht maßstabsgetreue Anordnung der Sende-Phasenzentren der Sendeantennen des Radarsystems entsprechend der Vorderansicht aus der Figur 4;
Figur 6 eine nicht maßstabsgetreue Anordnung der Empfangs-Phasenzentren der Empfangsantennen des Radarsystems entsprechend der Vorderansicht aus der Figur 4;
Figur 7 einen Darstellung eines virtuellen Arrays, das mittels geometrischer Fal tung der Positionen der Sende-Phasenzentren und der Empfangs- Phasenzentren entsprechend der Darstellungen aus den Figuren 5 und 6 ermittelt ist.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vor deransicht gezeigt. Figur 2 zeigt das Kraftfahrzeug 10 in einer Seitenansicht. In Figur 3 ist das Kraftfahrzeug 10 in einer Draufsicht dargestellt.
Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über ein Radarsystem 12. Das Radarsystem 12 ist bei spielhaft in der vorderen Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Mit dem Ra darsystem 12 kann ein Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung 16 vor dem Kraftfahr zeug 10 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Das Radarsystem 12 kann auch an an derer Stelle am Kraftfahrzeug 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein. Mit dem Radarsystem 12 können Entfernungen r und Richtungen, beispielsweise in Form des Azimut cp und der Elevation Q, von Objekten 18 relativ zum Kraftfahrzeug 10, respektive zum Radarsystem 12, ermittelt werden.
Bei den Objekten 18 kann es sich um stehende oder bewegte Objekte, beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Flindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, Beispielweise Parklücken, Niederschlag oder dergleichen handeln.
Der besseren Orientierung wegen sind in den Figuren 1 bis 3, sowie in den weiter unten erläuterten Figuren 4 bis 7, die entsprechenden Koordinatenachsen eines kartesischen x-y-z-Koordinatensystems eingezeichnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel er streckt sich die x-Achse in Richtung einer Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs 10, die y-Achse erstreckt sich entlang einer Fahrzeugquerachse und die z-Achse erstreckt sich senkrecht zur x-y-Ebene nach räumlich oben. Wenn das Kraftfahrzeug 10 sich be triebsgemäß auf einer horizontalen Fahrbahn befindet, erstrecken sich die x-Achse und die y-Achse räumlich horizontal und die z-Achse räumlich vertikal.
Das Radarsystem 12 ist als frequenzmoduliertes Dauerstrichradar in Form eines hoch auflösenden (HD) Ml MO- Radarsystems ausgestaltet. Frequenzmodulierte Dauer strichradare werden in Fachkreisen auch als FMCW (Frequency modulated continuous wave) Radare bezeichnet. Mit dem hochauflösenden Radarsystem 12 können Objekte 18 in großen Reichweiten mit einer großen Winkelauflösung beispielsweise in Bezug auf Azimut Q und Elevation cp erfasst werden.
Das Radarsystem 12 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 20 verbunden. Mit dem Fah rerassistenzsystem 20 kann das Kraftfahrzeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden.
Das Radarsystem 12 umfasst ein MIMO-Array 22 und eine Steuer- und Auswerteein richtung 24. Das MIMO-Array 22 verfügt über beispielhaft vier Antennenelektronikein heiten 26 beispielhaft in Form von elektronischen Chips. Die Antennenelektronikeinhei ten 26 sind nebeneinander auf gleicher Höhe äquidistant entlang einer Antennenelekt ronik-Orientierungsachse 66 angeordnet. Die Antennenelektronik-Orientierungsachse verläuft beispielhaft parallel zur y-Achse.
Jeder Antennenelektronikeinheiten 26 sind drei Sendeantennen 28 und vier Empfangs antennen 30 zugeordnet. Die Sendeantennen 28 und die Empfangsantennen 30 sind jeweils als lineare Arrays ausgebildet. Jede Sendeantenne 28 verfügt über eine Mehr zahl von Einzelstrahlern 32, welche linear in Richtung einer jeweiligen Sendeantennen achse 34 arrangiert sind. Entsprechend verfügt jede Empfangsantenne 30 über eine Mehrzahl von Einzelempfangselemente 36. Die Einzelempfangselemente 36 jeder Empfangsantenne 30 sind entlang einer jeweiligen Empfangsantennenachse 38 ange ordnet. Die Sendeantennenachsen 34 aller Sendeantennen 28 und die Empfangsan tennenachse 38 aller Empfangsantennen 30 sind parallel zu einander und parallel zur z- Achse angeordnet. Jede Sendeantenne 28 und jede Empfangsantenne 30 ist über eine entsprechende Antennenzuleitung 40 mit der jeweiligen Antennenelektronikeinheit 26 verbunden.
Jede Sendeantenne 28 verfügt über ein entsprechendes Sende-Phasenzentrum 42, welches die jeweilige Sendeantenne 28 repräsentiert. Entsprechend verfügt jede Emp fangsantenne 30 über ein Empfangs-Phasenzentrum 44, welches die entsprechende Empfangsantenne 30 repräsentiert.
Die jeweils drei Sendeantennen 28, welche zur selben Antennenelektronikeinheit 26 gehören, sind als Sendeantennengruppe 46 angeordnet. Jede Sendeantennengrup pe 46 wird durch ein Sendegruppenzentrum 48, welches sich geometrisch beispielhaft zwischen den jeweiligen Sende-Phasenzentren 42 befindet, repräsentiert.
Die Sende-Phasenzentren 42 aller Sendeantennen 28 sind auf derselben Sendeanten- nen-Orientierungsachse 50 angeordnet. Die Sendeantennen-Orientierungsachse 50 verläuft beispielhaft parallel zur y-Achse in der gleichen Ebene, in der sich auch Anten nenelektronik-Orientierungssachse 66 befinden.
Mit den Sendeantennen 28 können jeweilige Radarsignale 52 in den Überwachungsbe reich 14 gesendet werden. Die Echos 54 der Radarsignale 52, welche an einem Ob jekt 18 reflektiert und zum Radarsystem 12 zurückgesendet werden, können mit den Empfangsantennen 30 empfangen werden. Aus den Radarsignalen 52 und den Echos 54 können mithilfe der Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 die Entfernung r, der Azimut cp und die Elevation Q des entsprechenden Ziels des Objekts 18 relativ zum Ra darsystem 12 ermittelt werden.
Die Sendeantennen-Orientierungsachse 50 und damit auch die Sendeantennen 28 be finden sich beispielhaft räumlich oberhalb der Antennenelektronikeinheiten 26.
Die Empfangsantennen 30 befinden sich beispielhaft räumlich unterhalb der jeweiligen Antennenelektronikeinheiten 26. Die vier Empfangsantennen 30, welche den inneren beiden Antennenelektronikeinheiten 26 zugeordnet sind, sind als zentrale Empfangsan tennengruppe 56 gruppiert.
Die Empfangs-Phasenzentren 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56 sind äquidistant entlang einer Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet. Die Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 verläuft beispielhaft parallel zur Sendean- tennen-Orientierungsachse 50, also parallel zur y-Achse. Die Empfangsantennen- Orientierungsachse 58 liegt in der gleichen Ebene wie die Antennenelektronik- Orientierungsachse 66 und die Sendeantennen-Orientierungsachse 50.
Zwei äußere Empfangsantennengruppen 60a und 60b sind auf gegenüberliegenden Seiten der zentralen Empfangsantennengruppe 56, in den Figuren 4 und 6 links und rechts, angeordnet. Die äußeren Empfangsantennengruppen 60a und 60b sind bezüg lich der Anordnung ihrer jeweiligen Empfangs-Phasenzentren 44 identisch.
Jede äußere Empfangsantennengruppe 60a und 60b umfasst vier Empfangsantennen 30 mit entsprechenden Empfangs-Phasenzentren 44. Jeweils zwei der Empfangs- Phasenzentren 44 einer äußeren Empfangsantennengruppen 60a und 60b sind in der Figur 6 oberhalb der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet. Die zwei anderen Empfangs-Phasenzentren 44 der jeweiligen äußeren Empfangsantennengrup pen 60a sind unterhalb der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet. Die Empfangs-Phasenzentren 44 der äußeren Empfangsantennengruppen 60a und 60b sind wechselweise auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen- Orientierungsachse 58, nicht auf der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58, ange ordnet. In der Figur 5 ist die Anordnung der Sende-Phasenzentren 42 nicht maßstabsgetreu gezeigt.
Die Sende-Phasenzentrenabstände d1 jeweils zwischen benachbarten Sendeantennen 28 aller Sendeantennengruppen 46 sind identisch. Die Beträge der Sende- Phasenzentrenabstände d1 entsprechen der halben Wellenlänge l der Radarsignale 52. Es gilt d1 = l/2.
Ein jeweiliger Sendegruppenabstand d2 zwischen Sendegruppenzentren 48 der jeweils benachbarten Sendeantennengruppen 46 ist das Produkt aus dem Sende- Phasenzentrenabstand d1 , der Anzahl N von Sendeantennen 28 pro Sendeantennen gruppe 46 und der Anzahl K von Empfangsantennen 30 der zentralen Empfangsanten nengruppe 56. Es gilt d2 = N * K * l/2 ist = 3 * 8 * l/2 = 12 l.
In der Figur 6 ist die Anordnung der Empfangs-Phasenzentren 44 nicht maßstabsgetreu gezeigt.
Empfangs-Phasenzentrenabstände d3 jeweils zwischen Empfangs-Phasenzentren 44 von benachbarten Empfangsantennen 30 der zentralen Empfangsantennengruppe 56 sind identisch.
Die Empfangs-Phasenzentrenabstände d3 sind das Produkt aus der Anzahl N von Sendeantennen 28 pro Sendeantennengruppe 46 und dem Sende- Phasenzentrenabstand d1. Es gilt d3 = N * d1 = 3 * l/2.
Bei der linken äußeren Empfangsantennengruppe 60a sind die beiden Empfangs- Phasenzentren 44, welche sich auf der der zentralen Empfangsantennengruppe 56 ab gewandten Seite auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen Orientie rungsachse 58 befinden, im gleichen Abstand d4 zu der Empfangsantennen- Orientierungsachse 58 angeordnet. Der Abstand d4 wird entsprechend eines ge wünschten Eindeutigkeitsbereichs der Elevationsmessung gewählt. Es gilt d4 = 2 * l.
Die beiden Empfangs-Phasenzentren 44 der linken äußeren Empfangsantennengruppe 60a, welche sich auf der der zentralen Empfangsantennengruppe 56 zugewandten Sei te auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen Orientierungsachse 58 be finden, sind im gleichen Abstand d5 zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet. Der Abstand d5 ist doppelt so groß wie der Abstand d4. Es gilt d5 = 2 * d4 = 4 * l.
Bei der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b sind die beiden Empfangs- Phasenzentren 44, welche sich auf der der zentralen Empfangsantennengruppe 56 zu gewandten Seite auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen- Orientierungsachse 58 befinden, im gleichen Abstand d4 zu der Empfangsantennen- Orientierungsachse 58 angeordnet.
Die beiden Empfangs-Phasenzentren 44 der rechten äußeren Empfangsantennengrup pe 60b, welche sich auf der der zentralen Empfangsantennengruppe 56 abgewandten Seite auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 befinden, sind im gleichen Abstand d5 zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet.
Die benachbarten Empfangs-Phasenzentren 44 der beiden äußeren Empfangsanten nengruppen 60a und 60b sind in demselben Abstand d5 in Richtung der Empfangsan- tennen-Orientierungsachse 58 zu dem jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentrum 44 angeordnet, wie die Empfangs-Phasenzentren 44 der zentralen Empfangsantennen gruppe 56.
Ein Abstand d6 in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 des Emp fangs-Phasenzentrums 44 der linken äußeren Empfangsantennengruppe 60a, welches der zentralen Empfangsantennengruppe 56 am nächsten liegt, zu dem Empfangs- Phasenzentrum 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56, welches der linken äu ßeren Empfangsantennengruppe 60a am nächsten liegt, ist kleiner als ein Abstand 61 in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 des Empfangs- Phasenzentrums 44 der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b, welches auf der gegenüberliegenden Seite der zentralen Empfangsantennengruppe 56 am nächsten liegt, zu dem Empfangs-Phasenzentrum 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56, welches der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b am nächsten liegt. Der Abstand d6 ist das Produkt aus der Anzahl N der Sendeantennen 28 pro Sendean tennengruppe 46, der Anzahl K der Empfangsantennen der zentralen Empfangsanten nengruppe 56 und dem Sende-Phasenzentrenabstand d1. Es gilt d6 = N * K * d1 = 3 * 8 * l/2 = 12 l
Ein Abstand d7 in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 des Emp fangs-Phasenzentrums 44 der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b, wel ches der zentralen Empfangsantennengruppe 56 am nächsten liegt, zu dem Empfangs- Phasenzentrum 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56, welches der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b am nächsten liegt, ist das Produkt aus der An zahl N der Sendeantennen 28 pro Sendeantennengruppe 46, der Anzahl K der Emp fangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe 56 und dem Sende- Phasenzentrenabstand d1 zuzüglich N * d1. Es gilt d7 = N * K *d1 + N * d1 = 3 * 8 * l/2 + 3*l/2 = 13,5 l.
Aus einer geometrischen Faltung der Positionen der Sende-Phasenzentren 42 und der Empfangs-Phasenzentren 44wird ein virtuelles Array 62 erzeugt. Das virtuelle Array 62 ist in der Figur 7 in Bezug auf die entsprechenden Sendephasenzentren 42 und die Empfangs-Phasenzentren 44 dargestellt. Dabei sind die Koordinaten in der entspre chenden y-z-Ebene bezüglich der Wellenlänge l der Radarsignale 52 normiert. Die Sendeantennengruppen 46 sind als schwarze Quadrate angedeutet. Die Empfangs- Phasenzentren 44 sind als schwarze Dreiecke angedeutet.
Bei der Faltung der Positionen der Sende-Phasenzentren 42 und der Empfangs- Phasenzentren 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56 wird ein zentrales virtu elles Teil-Array 62a realisiert. Das zentrale virtuelle Teil-Array 62a ist in der Figur 7 als langgestreckter quadratischer Rahmen angedeutet. Insgesamt verfügt das zentrale vir tuelle Teil-Array 62 über 96 Elemente, welche nebeneinander entlang der Sendeanten- nen-Orientierungsachse 50 angeordnet sind. Die Anzahl der Elemente des regulären virtuellen Teil-Arrays 62a bestimmt sich aus dem Produkt der Anzahl der beteiligten Sendeantennen 28, beispielhaft nämlich 12, und der Anzahl K der Empfangsanten nen 30 der zentralen Empfangsantennengruppe 56, beispielhaft nämlich 8. Aus den Sendeantennen 28 und der Empfangsantennen 30 der äußeren Empfangsan tennengruppen 60a und 60b ergibt sich ein virtuelles Sparse-Teil-Array 62b. Die Ele mente 64 des virtuellen Sparse-Teil-Arrays 62b sind oberhalb und unterhalb dem zent ralen virtuellen Array 62a flächig verteilt angeordnet. In der Figur 7 sind die Elemente 64 als länglicher quadratischer Rahmen angedeutet. Das Sparse-Teil-Array 64 verfügt ins gesamt über beispielhaft 96 Elemente 64. Die Anzahl der Elemente 64 des Sparse-Teil- Arrays 62b entspricht dem Produkt aus der Anzahl der beteiligten Sendeantennen 28, beispielhaft 12, und den beteiligten Empfangsantennen 30 der äußeren Empfangsan tennengruppen 60a und 60b, beispielhaft 8. Mithilfe des Sparse-Teil-Arrays 62b kann die Elevation cp ermittelt werden.
Durch die spezielle erfindungsgemäße Anordnung der Sendeantennen 28 und der Empfangsantennen 30 kann, wie in der Figur 7 gezeigt, eine flächige Anordnung von Elementen eines virtuellen Arrays 62 erreicht werden. Gleichzeitig können die Längen der Antennenzuleitungen 40 auf ein verhältnismäßig geringes Maß beschränkt werden. Durch die entsprechend kurz gehaltenen Antennenzuleitungen 40 werden entsprechen de Leitungsverluste insgesamt verringert. Da es sich bei den Signalen zwischen den Antennenelektronikeinheiten 26, den Sendeantennen 28 und den jeweiligen Empfangs antennen 30 um Flochfrequenzsignale handelt, kann dadurch der Leitungsverlust um ein beträchtliches Maß, welches in der Regel etwa 1 dB pro cm Leitungslänge beträgt, verringert werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Sendeantennen 28, der Empfangsantennen 30 und der jeweiligen Antennenelektronikeinheiten 26 werden die Leitungsverluste geringgehalten und die Leistungsfähigkeit des Radarsystems 12 ins gesamt vergrößert.

Claims

Ansprüche
1. Radarsystem (12) mit
- einer Mehrzahl von Sendeantennen (28), mit denen Radarsignale (52) in einen Überwachungsbereich (14) des Radarsystems (12) gesendet werden können,
- einer Mehrzahl von Empfangsantennen (30), mit denen Echos (54) von im Über wachungsbereich (14) reflektierten Radarsignalen (52) empfangen werden können,
- wenigstens einer Antennenelektronikeinheit (26), mit der über Antennenzuleitun gen (40) die Sendeantennen (28) und die Empfangsantennen (30) signaltechnisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens ein Teil der Antennen (28, 30) in Antennengruppen (46, 56, 60a, 60b) angeordnet ist,
- jeweilige Phasenzentren (42, 44) wenigstens eines Teils der Antennen (28, 30) entlang wenigstens einer Antennen-Orientierungsachse (50, 58) angeordnet ist und
- wenigstens ein Teil der Empfangsantennen (30), deren jeweilige Empfangs- Phasenzentren (44) auf derselben Empfangsantennen-Orientierungsachse (58) lie gen, in einer zentralen Empfangsantennengruppe (56) mit wenigstens zwei Emp fangsantennen (30) angeordnet ist.
2. Radarsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Teil der Empfangsantennen (30) in wenigstens einer äußeren Empfangsan tennengruppen (60a, 60b) mit wenigstens zwei Empfangsantennen (30) angeordnet ist.
3. Radarsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Teil der Empfangsantennen (30) in wenigstens zwei äußeren Emp fangsantennengruppen (60a, 60b) mit jeweils wenigstens zwei Empfangsantennen (30) angeordnet ist, wobei wenigstens zwei der wenigstens zwei äußeren Emp fangsantennengruppen (60a, 60b) auf gegenüberliegenden Seiten der zentralen Empfangsantennengruppe (56) angeordnet sind.
4. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens ein Teil der Sendeantennen (28), deren jeweilige Phasenzentren (42) auf derselben Sendeantennen-Orientierungsachse (50) liegen, in mehreren Sende- antennengruppen (46) mit jeweils wenigstens zwei Sendeantennen (28) angeordnet ist
- wobei ein Sende-Phasenzentrenabstand (d1) zwischen wenigstens zwei der Pha senzentren (42) der Sendeantennen (28) innerhalb einer Sendeantennengruppe (46) kleiner ist, als ein Sendegruppenabstand (d2) zwischen Sendegruppenzentren (48) benachbarter Sendeantennengruppen (46).
5. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens eine Sendeantenne (28) als lineares Array mit einer Mehrzahl von Einzelstrahlern (32) aufgebaut ist, die entlang einer Sendeantennenachse (34) der Sendeantenne (28) angeordnet sind,
- und/oder wenigstens eine Empfangsantenne (30) als lineares Array mit einer Mehrzahl von Einzel-Empfangselementen (36) aufgebaut ist, die entlang einer Emp fangsantennenachse (38) der Empfangsantenne (30) angeordnet sind.
6. Radarsystem nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens ein Teil der Sendeantennenachsen (34) und/oder wenigstens ein Teil der Empfangsantennenachsen (38) parallel zueinander und/oder senkrecht zu wenigs tens einer Antennen-Orientierungsachse (50, 58) verlaufen.
7. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei, insbesondere alle, Sendeantennen (28) gleich aufgebaut sind und/oder wenigstens zwei, insbesondere alle, Empfangsantennen (30) gleich auf gebaut sind.
8. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radarsystem (12) mehrere Antennenelektronikeinheiten (26) aufweist und jede der Antennenelektronikeinheiten (26) über entsprechende Antennenzuleitungen (40) mit wenigstens einer Sendeantenne (28) und wenigstens einer Empfangsantenne (30) verbunden ist.
9. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeantennen (28), insbesondere Sendeantennengruppen (46), und die Emp fangsantennen (30), insbesondere Empfangsantennengruppen (56, 60a, 60b), in räumlich gegenüberliegenden Bereichen relativ zu der wenigstens einen Anten nenelektronikeinheit (26) angeordnet sind.
10. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei, insbesondere alle, Sendeantennengruppen (46) die gleiche An zahl (N) an Sendeantennen (28) aufweisen.
11. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radarsystem (12) weniger Sendeantennen (28) als Empfangsantennen (30) aufweist.
12. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Sendegruppenabstand (d2) zwischen Sendegruppenzentren (48) von wenigs tens zwei, insbesondere von allen, benachbarten Sendeantennengruppen (46) das Produkt aus einem Sende-Phasenzentrenabstand (d1) zwischen benachbarten Phasenzentren (42) von Sendeantennen (28) innerhalb einer Sendeantennengrup pe (46), der Anzahl (N) von Sendeantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46) und der Anzahl (K) von Empfangsantennen (30) einer zentralen Empfangsanten nengruppe (56) ist
- und/oder ein Sende-Phasenzentrenabstand (d1) zwischen benachbarten Phasen zentren (42, 44) von Sendeantennen (28) innerhalb einer Sendeantennengruppe (46) die halben Wellenlänge (l) der Radarsignale (52) ist
- und/oder ein Sendegruppenabstand (d2) zwischen Sendegruppenzentren (48) von wenigstens zwei, insbesondere von allen, benachbarten Sendeantennengrup pen (46) das Produkt aus der Anzahl (N) von Sendeantennen (28) pro Sendeanten nengruppe (46), der Anzahl (K) von Empfangsantennen (30) einer zentralen Emp fangsantennengruppe (56) und der halben Wellenlänge (l/2) der Radarsignale (52) ist.
13. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-Phasenzentrenabstände (d1) jeweils zwischen benachbarten Sendean tennen (28) wenigstens einer, insbesondere aller, Sendeantennengruppen (46) identisch sind.
14. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Empfangs-Phasenzentrenabstände (d3) jeweils zwischen Empfangs- Phasenzentren (44) von benachbarten Empfangsantennen (30) einer zentralen Empfangsantennengruppe (56) identisch sind - und/oder Empfangs-Phasenzentrenabstände (d3) jeweils zwischen Empfangs- Phasenzentren (44) von benachbarten Empfangsantennen (30) einer zentralen Empfangsantennengruppe (56) das Produkt aus der Anzahl (N) von Sendeantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46) und einem Sende-Phasenzentrenabstand (d1) zwischen benachbarten Phasenzentren (42, 44) von Sendeantennen (28) innerhalb einer Sendeantennengruppe (46) sind
- und/oder Empfangs-Phasenzentrenabstände (d3) jeweils zwischen zwei Emp fangs-Phasenzentren (44) von benachbarten Empfangsantennen (30) einer zentra len Empfangsantennengruppe (56) das Produkt aus der Anzahl (N) von Sendean tennen (28) pro Sendeantennengruppe (46) und der halben Wellenlänge (l/2) der Radarsignale (52) sind.
15. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei äußere Empfangsantennengruppen (60a, 60b), insbesondere zwei auf gegenüberliegenden Seiten der zentralen Empfangsantennengruppe (56) ange ordnete äußere Empfangsantennengruppen (60a, 60b), bezüglich der Anordnung ihrer Empfangsantennen (30), insbesondere ihrer Empfangs-Phasenzentren (44), relativ zueinander identisch sind.
16. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens ein Empfangs-Phasenzentrum (44) wenigstens einer äußeren Emp fangsantennengruppe (60a, 60b) nicht auf der Empfangsantennen-
Orientierungsachse (58) der zentralen Empfangsantennengruppe (56) angeordnet ist
- und/oder wenigstens zwei Empfangs-Phasenzentren (44) wenigstens einer äuße ren Empfangsantennengruppe (60a, 60b) auf gegenüberliegenden Seiten der Emp- fangsantennen-Orientierungsachse (58) der zentralen Empfangsantennengruppe (56) angeordnet sind
- und/oder wenigstens zwei Empfangs-Phasenzentren (44) wenigstens einer äuße ren Empfangsantennengruppe (60a, 60b) im gleichen Abstand (d4, d5) zu der Emp- fangsantennen-Orientierungsachse (58) der zentralen Empfangsantennengruppe (56) angeordnet sind.
17. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Empfangs-Phasenzentrum (44) wenigstens einer äußeren Emp- fangsantennengruppe (60a, 60b) in einem Abstand (d5) zu der Empfangsantennen- Orientierungsachse (58) der zentralen Empfangsantennengruppe (56) angeordnet ist, der doppelt so groß ist wie ein Abstand (d4) wenigstens eines anderen Emp fangs-Phasenzentrums (44) wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe (60a, 60b) zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse (58) der zentralen Emp fangsantennengruppe (56).
18. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens zwei, insbesondere alle, benachbarten Empfangs-Phasenzentren (44) wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe (60a, 60b) in demselben Ab stand (d3) in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse (58) der zentra len Empfangsantennengruppe (56) zu dem jeweils benachbarten Empfangs- Phasenzentrum (44) angeordnet sind
- und/oder wenigstens zwei benachbarte Empfangs-Phasenzentren (44) wenigs tens einer äußeren Empfangsantennengruppe (60a, 60b) in einem Abstand (d3) in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse (58) der zentralen Empfangs antennengruppe (56) zu den jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentren (44) angeordnet sind, welcher das Produkt aus der Anzahl (N) der Sendeantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46) und einem Sende-Phasenzentrenabstand (d1) ist,
- und/oder wenigstens zwei benachbarte Empfangs-Phasenzentren (44) wenigs tens einer äußeren Empfangsantennengruppe (60a, 60b) in einem Abstand (d3) in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse (58) der zentralen Empfangs antennengruppe (56) zu den jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentren (44) angeordnet sind, welcher das Produkt aus der Anzahl (N) der Sendeantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46) und der halben Wellenlänge (l/2) der Radarsignale (52) ist.
19. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Abstand (d6) in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse (58) ei nes Empfangs-Phasenzentrums (44) wenigstens einer äußeren Empfangsanten nengruppe (60a), welches der zentralen Empfangsantennengruppe (56) am nächs ten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum (44) der zentralen Empfangsanten nengruppe (56), welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe (60a) am nächsten liegt, in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse (58) kleiner ist als ein Abstand (d7) in Richtung der Empfangsantennen- Orientierungsachse (58) eines Empfangs-Phasenzentrums (44) wenigstens einer anderen äußeren Empfangsantennengruppe (60b), welches auf der gegenüberlie genden Seite der zentralen Empfangsantennengruppe (56) am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum (44) der zentralen Empfangsantennengruppe (56), welches der wenigstens eine anderen äußeren Empfangsantennengruppe (60b) am nächsten liegt, und/oder ein Abstand (d6) in Richtung der Empfangsantennen- Orientierungsachse (58) eines Empfangs-Phasenzentrums (44) wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe (60a), welches der zentralen Empfangsanten nengruppe (56) am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum (44) der zentralen Empfangsantennengruppe (56), welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe (60a) am nächsten liegt, das Produkt aus der Anzahl (N) der Sendeantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46), der Anzahl (K) der Emp fangsantennen (30) der zentralen Empfangsantennengruppe (56) und einem Sen- de-Phasenzentrenabstand (d1) ist und/oder ein Abstand (d6) in Richtung der Empfangsantennen-
Orientierungsachse (58) eines Empfangs-Phasenzentrums (44) wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe (60a), welches der zentralen Empfangsanten nengruppe (56) am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum (44) der zentralen Empfangsantennengruppe (56), welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe (60a) am nächsten liegt, das Produkt aus der Anzahl (N) der Sendeantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46), der Anzahl (K) der Emp fangsantennen (30) der zentralen Empfangsantennengruppe (56) und der halben Wellenlänge (l/2) der Radarsignale (52) ist und/oder ein Abstand (d7) in Richtung der Empfangsantennen-
Orientierungsachse (58) eines Empfangs-Phasenzentrums (44) wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe (60b), welches der zentralen Empfangsanten nengruppe (56) am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum (44) der zentralen Empfangsantennengruppe (56), welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe (60b) am nächsten liegt, das Produkt aus der Anzahl (N) der Sendeantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46), der Anzahl (K) der Emp fangsantennen (30) der zentralen Empfangsantennengruppe (56) und einem Sen- de-Phasenzentrenabstand (d1) zuzüglich dem Produkt aus der Anzahl (N) der Sen deantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46) mit einem Sende- Phasenzentrenabstand (d1) ist und/oder ein Abstand (d7) in Richtung der Empfangsantennen- Orientierungsachse (58) eines Empfangs-Phasenzentrums (44) wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe (60b), welches der zentralen Empfangsanten nengruppe (56) am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum (44) der zentralen Empfangsantennengruppe (56), welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe (60b) am nächsten liegt, das Produkt aus der Anzahl (N) der Sendeantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46), der Anzahl (K) der Emp fangsantennen (30) der zentralen Empfangsantennengruppe (56) und der halben Wellenlänge (l/2) der Radarsignale (52) zuzüglich dem Produkt aus der Anzahl (N) der Sendeantennen (28) pro Sendeantennengruppe (46) mit einem Sende- Phasenzentrenabstand (d1)ist.
20. Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems (12), bei dem
- mit einer Mehrzahl von Sendeantennen (28) Radarsignale (52) in einen Überwa chungsbereich (14) des Radarsystems (12) gesendet werden,
- mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen (30) Echos (54) von im Überwa chungsbereich (14) reflektierten Radarsignalen (52) empfangen werden,
- die Radarsignale (52) und deren Echos (54) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Radarsignale (52) von Sendeantennen (28) ausgesendet werden, welche in Sendeantennengruppe (46) angeordnet werden, und die Echos (54) mit Empfangs antennen (30) empfangen werden, welche in Empfangsantennengruppen (56, 60a, 60b) angeordnet werden,
- aus wenigstens einer geometrischen Faltung der Positionen der Sendeantennen (28) und der Empfangsantennen (30) ein virtuelles Array (62, 62a, 62b) realisiert wird,
- wobei durch wenigstens eine geometrische Faltung der Positionen wenigstens ei nes Teils der Sendeantennen (28) und wenigstens eines Teils der Empfangsanten nen (30) ein reguläres virtuelles Teil-Array (62a) realisiert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsignale (52) unter Verwendung eines Beamforming-Verfahrens und/oder eines Beamstee- ring-Verfahrens abgestrahlt werden.
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