雷达天线布局设计指南

汽车   2022-04-27 21:56:32  

来源 | 凡知杂货铺

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毫米波雷达角度维性能(包括方位角性能以及俯仰角性能)一直是让算法工程师最操心的环节之一,处理得好,就是产品的核心卖点之一,甚至成为核心技术竞争力;处理得不好,即便东西卖出去,也少不了客户不间断随机问候。

事实上,角度维性能影响因素太多了,包括但不限于天线设计,天线布局设计,通道校准与补偿,角度自校准,温度影响补偿,DoA算法等等,哪怕有一块做得不够透彻,都会成为雷达产品的短板。

这一期加餐聚焦于雷达布局设计。

既然讲到布局,已经默认的前提是MIMO雷达,我们本文讲MIMO雷达的天线布局问题。

基本的,我们需要考虑3条原则

  • 确定方位及俯仰功能(功能层面);

  • 确定方位及俯仰孔径(性能层面);

  • 方位及俯仰无模糊;

确定方位及俯仰功能(功能层面);

确定方位及俯仰孔径(性能层面);

方位及俯仰无模糊;

功能层面得按功能定义,如果雷达需要俯仰维度,那布局设计中需要考虑用于俯仰测角的阵元。定义好功能,也就是确定雷达在角度维能干什么,是只能测方位角还是方位俯仰一锅端。

确定好能干什么之后,下面就要考虑能不能干好的问题,也就是关注方位和俯仰的性能,那最佳的状态就是:理论上±90度范围内无模糊测角,且在该范围内获得方位及俯仰尽可能高的分辨率及精度。

当然,这是美好的期望状态,实际工程中几乎是达不到的,不过也没必要达到,因为在车载领域,我们还有一些不错的合理假设帮我们做取舍,

  • 方位角的性能重要程度要高于俯仰角;

  • 俯仰角通常具有远小于方位角的FoV;

方位角的性能重要程度要高于俯仰角;

俯仰角通常具有远小于方位角的FoV;

对于第1条假设,给我们的启示是,我们可以偏心得讲更多的阵元资源(甚至全部阵列资源)导向方位维度,俯仰维度不愿意不开心也莫得办法。

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