阅读说明：本技术 雷达装置 (Radar installations ) 是由 金勇在 李在容 吴炅燮 于 2019-03-27 设计创作，主要内容包括：本文中公开了一种雷达装置。该雷达装置可以使用多个发射天线和多个接收天线实现具有高空间分辨率的虚拟天线,该虚拟天线具有接收波束的二维(2D)分布。(There is disclosed herein a kind of radar installations.Multiple transmitting antennas can be used in the radar installations and multiple receiving antennas realize that the virtual-antenna with high spatial resolution, the virtual-antenna have two dimension (2D) distribution for receiving wave beam.)

雷达装置

技术领域

本发明涉及一种施加到雷达的天线阵列，且更具体地涉及一种具有多个发射天线和多个接收天线的雷达装置。

背景技术

登记号为10-1736713的韩国专利(2017年4月31日)公开了一种雷达阵列天线，其中，排列多个馈电线和多个阵列结构，该多个阵列结构包括联接到该多个馈电线的多个辐射体。

车载雷达装置的天线阵列结构应当被设计为具有集中分布的监测区域，该监测区域仅集中在感兴趣区域上，以及安全雷达装置的天线阵列结构应当被设计为具有广泛分布的监测区域。

为了允许雷达装置被用于安全和车辆，本发明的发明人已研究出排列雷达装置中提供的多个发射天线和多个接收天线的技术。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种雷达装置，该雷达装置能够使用多个发射天线和多个接收天线实现具有高空间分辨率的虚拟天线，该虚拟天线具有接收波束的二维(2D)分布。

本发明也旨在提供一种雷达装置，该雷达装置通过将在该雷达装置中提供的多个发射天线和多个接收天线排列成以直线或曲线的形式彼此交叉而具有广泛分布的监测区域。

本发明也旨在提供一种雷达装置，该雷达装置通过将在该雷达装置中提供的多个发射天线和多个接收天线之中的一些天线以直线的形式排列并将剩余天线排列成交替的而具有集中分布的监测区域，而不将多个发射天线和多个接收天线全部排列在直线上。

本发明也旨在提供一种雷达装置，该雷达装置能够通过实现在接收波束分布图像上的接收波束之间的分布间隔小于或等于接收波长的一半而去除光栅波瓣，该光栅波瓣为不期望的辐射波瓣。

本发明也旨在提供一种雷达装置，该雷达装置能够通过允许接收波束在接收波束分布图像上的分布更加集中于接收波束分布图像的中心而减少旁波瓣。

技术方案

本发明的一个方面提供一种雷达装置，所述雷达装置包括：n个雷达信号处理器，每个所述雷达信号处理器包括i个发射信道和j个接收信道，配置成通过所述i个发射信道发射雷达信号、通过所述j个接收信道接收从目标对象反射的所述雷达信号、以及处理接收的所述雷达信号，从而计算距所述目标对象的距离和用于所述j个接收信道中的每一者的多普勒数据；n*i个物理发射天线，所述n*i个物理发射天线连接到所述n个雷达信号处理器中的每一者的所述i个发射信道且配置成发射所述雷达信号；n*j个物理接收天线，所述n*j个物理接收天线连接到所述n个雷达信号处理器中的每一者的所述j个接收信道且配置成接收从所述目标对象反射的所述雷达信号；以及控制器，所述控制器配置成控制所述n个雷达信号处理器的操作并通过参照天线配置相关信息驱动所述n*i个发射天线和所述n*j个接收天线而产生具有二维(2D)接收波束分布的虚拟天线。

根据本发明的附加方面，所述天线配置相关信息可以限定关于所述n*i个发射天线和所述n*j个接收天线的固定阵列信息、关于所述n*i个发射天线和所述n*j个接收天线的驱动序列信息、以及根据所述n*i个发射天线和所述n*j个接收天线的驱动序列的动态虚拟天线的2D接收波束形式信息。

根据本发明的附加方面，所述控制器可以从虚拟天线映射数据计算所述目标对象的位置，其中，根据参照所述天线配置相关信息的所述虚拟天线的2D接收波束形式重新排列由所述n个雷达信号处理器计算的距所述目标对象的所述距离和用于所述接收信道中的每一者的所述多普勒数据。

根据本发明的附加方面，所述n*i个发射天线和所述n*j个接收天线可以排列成以直线或曲线的形式彼此交叉，从而具有广泛分布的监测区域，以及在接收波束分布图像上的接收波束之间的分布间隔可以被实现为小于接收波长的一半。

根据本发明的附加方面，代替所述n*i个发射天线和所述n*j个接收天线全部排列在直线上，所述n*i个发射天线和所述n*j个接收天线之中的一些天线可以排列在所述直线上且剩余天线可以排列成交替的，使得由通过所述n*j个接收天线接收的所述雷达信号形成的接收波束的一些位置可以被表示为接收波束分布图像上的空间以及实现集中分布的监测区域，以及在所述接收波束分布图像上的所述接收波束的分布间隔可以被实现为小于接收波长的一半。

根据本发明的附加方面，所述n*i个发射天线可以相对于相邻的发射天线连续地或不连续地排列。

根据本发明的附加方面，所述n*j个接收天线可以相对于相邻的接收天线连续地或不连续地排列。

根据本发明的附加方面，每当所述n*i个发射天线顺序地或分别地发射所述雷达信号时，所述控制器可以控制所述n个雷达信号处理器，从而允许所述n*j个接收天线全部共同地接收所述雷达信号。

根据本发明的附加方面，所述n*i个发射天线和所述n*j个接收天线被排列成允许由通过所述n*j个接收天线接收的所述雷达信号形成的接收波束的位置在接收波束分布图像上不重叠。

有益效果

根据本发明，可以使用多个发射天线和多个接收天线将具有高空间分辨率的虚拟天线实现为具有二维接收波束分布。因此，具体如下效果：可以使用更小数量的物理发射天线和接收天线将雷达装置提供为具有高空间分辨率。

另外，根据本发明，在雷达装置中提供的多个发射天线和多个接收天线排列成以直线或曲线的形式彼此交叉，从而具有广泛分布的监测区域。因此，具有如下效果：该雷达装置可以监测广泛区域。

另外，根据本发明，代替将在雷达装置中提供的多个发射天线和多个接收天线全部排列在直线上，将多个发射天线和多个接收天线之中的一些天线以直线的形式排列并将剩余天线排列成交替的，从而具有集中分布的监测区域。因此，具有如下效果：该雷达装置可以集中地监测感兴趣区域。

另外，根据本发明，在接收波束分布图像上的接收波束之间的分布间隔被实现为小于或等于接收波长的一半，从而去除光栅波瓣，该光栅波瓣为非预期的辐射波瓣。因此，具有如下效果：可以改善雷达装置的性能。

另外，根据本发明，接收波束在接收波束分布图像上的分布被实现为更加集中于接收波束分布图像的中心，从而减小波瓣。因此，具有如下效果：可以改善雷达装置的性能。

附图说明

图1为示出根据本发明的实施方式的雷达装置的配置的框图。

图2为示出调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)的发射波形和接收波形的图。

图3为示出根据本发明的实施方式的雷达装置的雷达信号处理器的配置的框图。

图4为示出根据本发明的第一实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。

图5为示出由图1中所示的根据第一实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。

图6显示示出由图4中所示的根据第一实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图。

图7为示出根据本发明的第二实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。

图8为示出由图7中所示的根据第二实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。

图9显示示出由图7中所示的根据第二实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图。

图10为示出根据本发明的第三实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。

图11为示出由图10中所示的根据第三实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。

图12显示示出由图10中所示的根据第三实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图。

图13为示出根据本发明的第四实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。

图14为示出由图13中所示的根据第四实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。

图15显示示出由图13中所示的根据第四实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图。

图16为示出根据本发明的第五实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。

图17为示出由图16中所示的根据第五实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。

图18显示示出由图16中所示的根据第五实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图。

图19为示出根据本发明的第六实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。

图20为示出由图19中所示的根据第六实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。

图21显示示出由图19中所示的根据第六实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图。

具体实施方式

在后文中将详细地进行描述，以参照附图描述本发明的示例性实施方式，从而允许本领域的技术人员很容易理解且实践本发明。尽管在附图中示出了且在公开内容中描述了具体实施方式，但是这些具体实施方式不意图将本发明的各种实施方式限制到具体形式。

此外，在本发明的如下描述中，如果相关的已知配置或功能的详细描述被确定为不必要地使本发明的实施方式的主旨模糊不清，则将省略其详细描述。

当一个组件被称为“连接”或“联接”到另一组件时，该组件可以直接地连接或联接到另一组件，但是应当理解，在二者之间可以存在又一组件。

相反地，当一个组件被称为“直接地连接”或“直接地联接”到另一组件时，应当理解，在二者之间可以不存在又一组件。

图1为示出根据本发明的实施方式的雷达装置的配置的框图。如图1所示，根据本发明的雷达装置100包括n个雷达信号处理器110、n*i个发射天线120、n*j个接收天线130、和控制器140。

n个雷达信号处理器中的每一者包括i个发射信道和j个接收信道，通过i个发射信道发射雷达信号、通过j个接收信道接收从目标对象(未示出)反射的雷达信号、以及处理接收的雷达信号，从而计算距目标对象的距离和用于j个接收信道中的每一者的多普勒数据。

在此，距目标对象的距离指的是在视线方向上距目标对象的距离(径向距离)，以及多普勒数据指的是关于在视线方向上的速度(径向速度)的值。

n*i个发射天线120连接到n个雷达信号处理器110中的每一者的i个发射信道以发射雷达信号。在该情况下，n*i个发射天线120中的每一者可以包括馈电线和沿着该馈电线放置的多个贴片。

n*j个接收天线130连接到n个雷达信号处理器110中的每一者的j个接收信道以接收从目标对象反射的雷达信号。在该情况下，n*j个接收天线130中的每一者可以包括馈电线和沿着该馈电线放置的多个贴片。

在该情况下，可以不均匀地线性部署n*i个发射天线120或n*j个接收天线130中的至少一者。例如，可以不均匀地线性部署n*i个发射天线120，而可以均匀地线性部署n*j个接收天线130。

可替选地，可以均匀地线性部署n*i个发射天线120，而可以不均匀地线性部署n*j个接收天线130。也可替选地，可以不均匀地线性部署n*i个发射天线120和n*j个接收天线130。

在“不均匀线性阵列”中，术语“线性”意指沿着直线或曲线部署多个天线。另外，术语“不均匀”意指多个天线之间的间隔不是恒定的。即，术语“不均匀线性阵列”被定义为意指沿着直线或曲线以不均匀的间隔线性地排列多个天线的形式。

同时，发射天线阵列和接收天线阵列(其中的至少一者被不均匀地线性部署)可以排列成彼此交叉或彼此不交叉。

同时，发射天线阵列和接收天线阵列(其中的至少一者被不均匀地线性部署)可以不仅包括一维(1D)阵列、而且也包括二维(2D)阵列。当不均匀地线性部署物理发射天线阵列或物理接收天线阵列中的至少一者时，由于逻辑地组合这些发射天线阵列和接收天线阵列而具有2D接收波束分布的虚拟天线具有更高的分辨率。

控制器140控制n个雷达信号处理器110的操作。在该情况下，控制器140可以被实现为每当n*i个发射天线120顺序地或分别地发射雷达信号时控制n个雷达信号处理器110，从而允许n*j个接收天线130全部共同地接收雷达信号。

同时，控制器140可以被实现为分析通过连接到n个雷达信号处理器110中的每一者的发射天线120输出的频率信号，以及通过接收天线130接收的每个频率信号的频移，从而检测目标对象并计算距该目标对象的距离。

例如，控制器可以被实现为检测目标对象并使用调频连续波(FMCW)计算距该目标对象的距离。

图2为示出FMCW的发射波形和接收波形的图。发射信号f_TX以在带宽频率f₀下对应于f₀+B的带宽B扫描时间段T_m。

在图2中，在时间延迟τ＝2R/C之后，在时间t₁发射的信号f₁被观察为在时间t₂具有频移f_d，且在时间t₂发射的信号具有频率f₂。

作为发射信号f_TX与接收信号f_RX之间的差的位频率f_b被检测为如下等式1。

[等式1]

f_b＝|f_TX-f_RX|

[等式2]

控制器140可以仅使用等式2来使用位频率f_b计算距固定目标对象的距离。由于在移动目标对象时因多普勒效应而使接收信号的中心频率偏移，因此可以根据发射信号在预定时间是否存在于三角波的上升斜坡或下降斜坡而由混频器320产生两个位频率，如同在等式3和等式4中那样。

[等式3]

f_b1＝f_R-f_d

[等式4]

f_b2＝f_R+f_d

可以通过等式5和等式6、使用由等式3和等式4计算的位频率来计算距移动目标对象的距离和相对于该移动目标对象的相对速度。

[等式5]

[等式6]

在此，变量f₀意指发射信号的频率。位频率f_b的中频(Intermediate Frequency，IF)信号为具有时段T_m/2的方波。当对IF信号进行傅里叶变换且在频域中表达时，将该IF信号表达为具有中心频率f_b的正弦函数。

在该情况下，初始过零点出现在时段2/T_m中，以及初始过零点的倒数值变为最小调制频率且可以由等式7来表达。另外，当使用等式7计算相对速度的检测分辨率时，该检测分辨率可以由等式8来表达。

[等式7]

[等式8]

[等式9]

从等式8可以看出，随着T_m的值增大或最小调制频率Δf的值减小，可以利用更高分辨率检测相对速度。另外，等式9表示测距分辨率，且可以看出，随着带宽B增大，可以利用更高分辨率检测距离。

同时，控制器140可以被实现为通过参照天线配置相关信息驱动n*i个发射天线和n*j个接收天线实现具有2D接收波束分布的虚拟天线。

在此，该虚拟天线指的是通过添加在使物理发射天线偏移到物理接收天线的位置时出现的全部接收波束图案所形成的2D接收波束分布。

因此，可以使用多个物理发射天线和多个物理接收天线将具有高空间分辨率的逻辑虚拟天线实现为具有2D接收波束分布。因此，可以使用更小数量的物理发射天线和接收天线将雷达装置提供为具有高空间分辨率。

同时，天线配置相关信息可以为限定关于n*i个发射天线和n*j个接收天线的固定阵列信息、关于n*i个发射天线和n*j个接收天线的驱动序列信息、以及根据n*i个发射天线和n*j个接收天线的驱动序列的关于动态虚拟天线的2D接收波束形式信息。

控制器14根据参照天线配置相关信息的虚拟天线的2D接收波束形式而在虚拟天线映射数据中重新排列由n个雷达信号处理器110计算的距目标对象的距离和用于每个接收信道的多普勒数据。控制器140从该虚拟天线映射数据计算目标对象的位置。

在此，该虚拟天线映射数据指的是根据通用雷达信号处理重新排列的可计算数据排布，从而允许计算目标对象的位置。根据本发明的方面，该虚拟天线映射数据可以为反映虚拟天线阵列的数据，即其中，通过映射到虚拟天线阵列而重新排列目标对象的距离-多普勒数据，从而允许计算目标对象的位置。

图3为示出根据本发明的实施方式的雷达装置的雷达信号处理器的配置的框图。如图3所示，n个雷达信号处理器110中的每一者包括发射模块200和接收模块300。

发射模块200配置成通过连接到n个雷达信号处理器110中的每一者的i个发射信道的发射天线120顺序地发射雷达信号，且包括开关210、功率放大器(Power Amplifier，PA)220和倍频器230。

开关210顺序地切换以选择发射雷达信号的发射天线120，从而根据发射时序信号通过连接到n个雷达信号处理器110中的每一者的i个发射信道的发射天线120发射雷达信号。在该情况下，可以从控制器140发射用于雷达信号的发射时序信号。

PA 220放大输出到发射天线210的频率信号。

倍频器230将输出频率(其为输入频率的n(整数)倍)的功率输出到PA 220。

接收模块300配置成通过连接到n个雷达信号处理器110中的每一者的j个接收信道的接收天线130共同地接收通过连接到n个雷达信号处理器110中的每一者的i个发射信道的发射天线120顺序发射的雷达信号，且包括低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)310和混频器320。

LNA 310对通过连接到n个雷达信号处理器110中的每一者的j个接收信道的接收天线130输入的弱频率信号执行低噪声放大。

混频器320通过将从发射天线120输出的频率信号乘以由接收天线130接收的频率信号来执行频移。控制器140检测目标对象并使用上述等式从由n个雷达信号处理器110中的每一者的混频器320获得的频移结果计算该目标对象的位置。

根据本发明的附加方面，为了允许将雷达装置100用于安全，在雷达装置100中提供的多个发射天线120和多个接收天线130可以排列成具有广泛分布的监测区域。

在该情况下，n*i个发射天线120和n*j个接收天线130可以排列成以直线或曲线的形式彼此交叉，从而具有广泛分布的监测区域，以及在接收波束分布图像上的接收波束之间的分布间隔被实现为小于接收波长的一半。在该情况下，随着排列成以直线或曲线的形式彼此交叉的发射天线120的数量和接收天线130的数量增加，实现更加广泛分布的监测区域。

当在接收波束分布图像上的接收波束之间的分布间隔被实现为小于或等于接收波长的一半时，可以减小光栅波瓣，该光栅波瓣为不期望的辐射波瓣，从而可以改善雷达装置的性能。当在接收波束分布图像上的接收波束的分布间隔大于或等于接收波长的一半时，出现光栅波瓣。

同时，当n*i个发射天线120和n*j个接收天线130排列成以直线或曲线的形式彼此交叉时，接收波束在接收波束分布图像上的分布更加集中于该接收波束分布图像的中心，以便减小旁波瓣，从而可以改善雷达装置的性能。由于接收波束在接收波束分布图像上的分布集中于接收波束分布图像的中心，因此增大旁波瓣。

同时，n*i个发射天线120可以相对于相邻发射天线连续地或不连续地排列，以及n*j个接收天线130也可以相对于相邻接收天线连续地或不连续地排列。

如上所述，每当n*i个发射天线120顺序地或分别地发射雷达信号时，控制器140控制n个雷达信号处理器110，从而允许n*j个接收天线130全部共同地接收雷达信号。

在该情况下，n*i个发射天线120和n*j个接收天线130可以被排列成允许由通过n*j个接收天线130接收的雷达信号形成的接收波束的位置在接收波束分布图像上不重叠。

图4为示出根据本发明的第一实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。图4示出了第一实施方式，该第一实施方式被实现使得4*3个发射天线120和4*4个接收天线130排列成以直线的形式、以直角彼此交叉，使这些天线从地面倾斜-45度/+45度。

图5为示出由图1中所示的根据第一实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。如图5所示，可以看出，接收波束分布具有尺寸为12*16的倾斜矩形形状，从而具有广泛分布的监测区域。

图6显示示出由图4中所示的根据第一实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图，这些曲线图示出了通过对由接收天线接收的雷达信号执行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)而从x轴和z轴观看的接收波束的形状。

图6显示从图6的左侧起示出了当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为零度时、当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为40度时、当在x轴方向上的倾斜为40度且在z轴方向上的倾斜为零度时、以及当在x轴方向上的倾斜为28度且在z轴方向上的倾斜为28度时的2D和三维(3D)接收波束图案的曲线图。

图7为示出根据本发明的第二实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。图7示出了第二实施方式，该第二实施方式被实现使得4*3个发射天线120和4*4个接收天线130排列成以曲线的形式彼此交叉。

图8为示出由图7中所示的根据第二实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。如图8所示，可以看出，接收波束分布具有尺寸为12*16的弯曲矩形形状，从而具有广泛分布的监测区域。

图9显示示出由图7中所示的根据第二实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图，这些曲线图示出了通过对由接收天线接收的雷达信号执行FFT而从x轴和z轴观看的接收波束的形状。

图9显示从图9的左侧起示出了当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为零度时、当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为40度时、当在x轴方向上的倾斜为40度且在z轴方向上的倾斜为零度时、以及当在x轴方向上的倾斜为28度且在z轴方向上的倾斜为28度时的2D和3D接收波束图案的曲线图。

图10为示出根据本发明的第三实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。图10示出了第三实施方式，该第三实施方式被实现使得4*3个发射天线120和4*4个接收天线130排列成以螺旋线的形式彼此交叉。

图11为示出由图10中所示的根据第三实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。如图11所示，可以看出，接收波束分布具有尺寸为12*16的矩形波形状，从而具有广泛分布的监测区域。

图12显示示出由图10中所示的根据第三实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图，这些曲线图示出了通过对由接收天线接收的雷达信号执行FFT而从x轴和z轴观看的接收波束的形状。

图12显示从图12的左侧起示出了当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为零度时、当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为40度时、当在x轴方向上的倾斜为40度且在z轴方向上的倾斜为零度时、以及当在x轴方向上的倾斜为28度且在z轴方向上的倾斜为28度时的2D和3D接收波束图案的曲线图。

如上所述，根据本发明，在雷达装置中提供的多个发射天线和多个接收天线排列成以直线或曲线的形式彼此交叉，从而具有广泛分布的监测区域。因此，该雷达装置可以监测广泛区域。相应地，可以将雷达装置用于安全等。

同时，在接收波束分布图像上的接收波束之间的分布间隔被实现为小于或等于接收波长的一半，从而可以减小光栅波瓣，该光栅波瓣为不期望的辐射波瓣。因此，可以改善雷达装置的性能。

另外，接收波束在接收波束分布图像上的分布更加集中于接收波束分布图像的中心，从而减小旁波瓣。因此，可以改善雷达装置的性能。

根据本发明的附加方面，为了允许将雷达装置100用于车辆，在雷达装置100中提供的多个发射天线120和多个接收天线130可以排列成具有集中分布的监测区域。

在该情况下，代替n*i个发射天线120和n*j个接收天线130全部排列在直线上，n*i个发射天线120和n*j个接收天线130当中的一些天线排列在直线上且剩余天线排列成交替的。因此，由通过n*j个接收天线130接收的雷达信号形成的接收波束的一些位置被表示为接收波束分布图像上的空间以及实现集中分布的监测区域，以及在接收波束分布图像上的接收波束的分布间隔被实现为小于接收波长的一半。

当在接收波束分布图像上的接收波束之间的分布间隔被实现为小于或等于接收波长的一半时，可以减小光栅波瓣，该光栅波瓣为不期望的辐射波瓣，从而可以改善雷达装置的性能。当在接收波束分布图像上的接收波束的分布间隔大于或等于接收波长的一半时，出现光栅波瓣。

同时，当n*i个发射天线120和n*j个接收天线130之中的一些天线排列在直线上且剩余天线排列成交替的而非将n*i个发射天线120和n*j个接收天线130全部排列在直线上时，接收波束在接收波束分布图像上的分布更加集中于该接收波束分布图像的中心以减小波瓣，从而可以改善雷达装置的性能。由于接收波束在接收波束分布图像上的分布集中于接收波束分布图像的中心，因此减小旁波瓣。

同时，n*i个发射天线120可以相对于相邻发射天线连续地或不连续地排列，以及n*j个接收天线130也可以相对于相邻接收天线连续地或不连续地排列。

如上所述，每当n*i个发射天线120顺序地或分别地发射雷达信号时，控制器140控制n个雷达信号处理器110，从而允许n*j个接收天线130全部共同地接收雷达信号。

在该情况下，n*i个发射天线120和n*j个接收天线130可以被排列使得允许由通过n*j个接收天线130接收的雷达信号形成的接收波束的位置在接收波束分布图像上不重叠。

图13为示出根据本发明的第四实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。图13示出了第四实施方式，该第四实施方式被实现使得4*3个发射天线120和4*4个接收天线130之中的一些天线排列在直线上且剩余天线排列成交替的。

图14为示出由图4中所示的根据第四实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。如图14所示，可以看出，由通过接收天线接收的雷达信号形成的接收波束的一些位置展现出集中分布，同时被表示为接收波束分布图像上的空间，从而具有集中分布的监测区域。

图15显示示出由图13中所示的根据第四实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图，这些曲线图示出了通过对由接收天线接收的雷达信号执行FFT而从x轴和z轴观看的接收波束的形状。

在图15的左上方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为零度时的接收波束图案，在图15的右上方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为40度且在z轴方向上的倾斜为零度时的接收波束图案，在图15的左下方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为15度时的接收波束图案，以及在图15的右下方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为20度且在z轴方向上的倾斜为7.5度时的接收波束图案。

图16为示出根据本发明的第五实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。图16示出了第五实施方式，该第五实施方式被实现使得2*3个发射天线120和2*4个接收天线130之中的一些天线排列在直线上且剩余天线排列成交替的。

图17为示出由图16中所示的根据第五实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。如图17所示，可以看出，由通过接收天线接收的雷达信号形成的接收波束的一些位置展现出类似于椭圆形的集中分布，同时被表示为接收波束分布图像上的空间，从而具有集中分布的监测区域。

图18显示示出由图16中所示的根据第五实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图，这些曲线图示出了通过对由接收天线接收的雷达信号执行FFT而从x轴和z轴观看的接收波束的形状。

在图18的左上方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为零度时的接收波束图案，在图18的右上方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为40度且在z轴方向上的倾斜为零度时的接收波束图案，在图18的左下方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为15度时的接收波束图案，以及在图18的右下方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为20度且在z轴方向上的倾斜为7.5度时的接收波束图案。

图19为示出根据本发明的第六实施方式的雷达装置的天线阵列结构的图。图19示出了第六实施方式，该第六实施方式被实现使得4*3个发射天线120和4*4个接收天线130之中的一些天线排列在直线上且剩余天线排列成交替的。

图20为示出由图19中所示的根据第六实施方式的天线阵列结构获得的接收波束分布图像的图。如图20所示，可以看出，由通过接收天线接收的雷达信号形成的接收波束的一些位置展现出类似于长椭圆形的集中分布，同时被表示为接收波束分布图像上的空间，从而具有集中分布的监测区域。

图21显示示出由图19中所示的根据第六实施方式的天线阵列结构形成的接收波束的形状的曲线图，这些曲线图示出了通过对由接收天线接收的雷达信号执行FFT而从x轴和z轴观看的接收波束的形状。

在图21的左上方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为零度时的接收波束图案，在图21的右上方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为40度且在z轴方向上的倾斜为零度时的接收波束图案，在图21的左下方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为零度且在z轴方向上的倾斜为15度时的接收波束图案，以及在图21的右下方的曲线图示出了当在x轴方向上的倾斜为20度且在z轴方向上的倾斜为7.5度时的接收波束图案。

如上所述，根据本发明，代替将在雷达装置中提供的多个发射天线和多个接收天线全部排列在直线上，将多个发射天线和多个接收天线之中的一些天线以直线的形式排列并将剩余天线排列成交替的，从而具有集中分布的监测区域。因此，该雷达装置可以集中地监测感兴趣区域。相应地，可以将雷达装置用于车辆等。

同时，在接收波束分布图像上的接收波束之间的分布间隔被实现为小于或等于接收波长的一半，从而可以减小光栅波瓣，该光栅波瓣为不期望的辐射波瓣。因此，可以改善雷达装置的性能。

另外，接收波束在接收波束分布图像上的分布更加集中于接收波束分布图像的中心，从而减小旁波瓣。因此，可以改善雷达装置的性能。

如上所述，根据本发明，可以使用多个发射天线和多个接收天线将具有高空间分辨率的虚拟天线实现为具有2D接收波束分布。因此，可以使用更小数量的物理发射天线和接收天线将雷达装置提供为具有高空间分辨率。

另外，根据本发明，在雷达装置中提供的多个发射天线和多个接收天线排列成以直线或曲线的形式彼此交叉，从而具有广泛分布的监测区域。因此，该雷达装置可以监测广泛区域。

另外，根据本发明，代替将在雷达装置中提供的多个发射天线和多个接收天线全部排列在直线上，将多个发射天线和多个接收天线之中的一些天线以直线的形式排列并将剩余天线排列成交替的，从而具有集中分布的监测区域。因此，该雷达装置可以集中地监测感兴趣区域。

另外，根据本发明，在接收波束分布图像上的接收波束之间的分布间隔被实现为小于或等于接收波长的一半，从而去除光栅波瓣，该光栅波瓣为不期望的辐射波瓣。因此，可以改善雷达装置的性能。

另外，根据本发明，接收波束在接收波束分布图像上的分布被实现为更加集中于接收波束分布图像的中心，从而减小旁波瓣。因此，可以改善雷达装置的性能。

本文中所公开的且附图中所示的各种实施方式仅仅为出于辅助理解的目的的具体示例，且不意图限制本发明的各种实施方式的范围。

因此，应当理解，除了本文中所描述的实施方式以外，从本发明的各种实施方式的技术精神导出的所有替换和修改落在本发明的各种实施方式的范围内。

工业适用性

本发明在雷达天线技术及其应用的领域中具有工业适用性。