全平面角度侦测的雷达系统的制作方法

1.本技术是有关一种雷达系统，特别是指一种全平面角度侦测的雷达系统。


背景技术：

2.为了提高汽车驾驶行车、停车及停车后开门时的安全性，业者将雷达应用在汽车侦测配备的领域上，举例来说：雷达的盲点侦测辅助系统(blind spot detection，bsd)、车道变换辅助系统(lane change assistance，lca)、车道偏移辅助系统(lane departure warning，ldw)、后方车测辅助系统(rear cross traffic alert，rcta)、车道偏移辅助系统(front collisionwarning，fcw)、开门警示辅助系统(door opean waring，dow)以及自动紧急煞车辅助系统(autonomous emergency braking，aeb)等应用。
3.而，雷达侦测原理在于对汽车周围发出电磁波，电磁波撞击物体后形成一反射波，由所述反射波沿着发出电磁波的来源路径反射，透过雷达接收反射波，以反射波回传到雷达的时间、频率以及角度，雷达可侦测出所述物体的距离及物体的所在位置。
4.然而，目前雷达规格本身的限制，侦测角度有相当的限制，经常发生死角不被侦测而有疏漏的问题。另一方面，汽车在实际使用雷达侦测的环境非常复杂，雷达系统除了直接接收到来自于实际目标的雷达反射讯号之外，也会接收到其他同样由目标物反射，但因为有其他反射物中继，而使得雷达传输路径不同的雷达反射讯号，一般称之为多路径讯号。在这个情况下，雷达系统除了会感测到和原发射角度相同的实际目标以外，还会感测到不同角度且虚拟的镜像目标，由于镜像目标所走的雷达传输路径与实际目标的雷达传输路径不同，因此，雷达系统会对于实际目标的位置及角度产生判断失真的问题，即，雷达系统有可能误将镜像目标当成实际目标，或者把镜像目标以及实际目标都当成实际存在的物体，进而产生误判的问题。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于改善过去雷达侦测角度不足及因侦测到虚拟的镜像目标导致侦测失真的问题。
6.所述目的并不妨碍其他目的的存在。若本领域技术人员自说明书、申请专利范围或图式等的记载可以导出的目的，也包含在本技术目的中。因此，本技术的目的不局限于所述列举的目的。
7.为达上述目的，本技术提供一种全平面角度侦测的雷达系统，雷达系统设于一车体的一外表面上，用以侦测车体外的一物体，雷达系统包含有一天线收发单元、一遮蔽单元及一向量传感器。天线收发单元具有一第一天线收发基板及一第二天线收发基板，第一天线收发基板与第二天线收发基板的各一端以一夹角固定连接，而遮蔽单元与天线收发单元设置于车体的同一侧表面，遮蔽单元用以遮蔽虚拟的一镜像目标的反射信号。而向量传感器耦接天线收发单元，向量传感器取得物体在一区段时间内相对天线收发单元的一相对速度以及一相对角度，向量传感器包含有一毫米波感测模块，毫米波感测模块用以确认当相
对速度为零时，相对角度是否为九十度。
8.在一较佳实施例中，所述第一天线收发基板与第二天线收发基板分别设置有至少四接收天线及一接收天线中心，而第一天线收发基板与第二天线收发基板分别设置有至少一发射天线。
9.在一较佳实施例中，所述各接收天线间的间隔距离比例，由远离所述外表面至靠近所述外表面的方向依序为1：3：2。
10.在一较佳实施例中，所述各接收天线相对于外表面的垂直距离为h，遮蔽单元相对于外表面一侧的垂直高度为hb，其满足下列条件：0《hb/h《0.4。
11.在一较佳实施例中，所述接收天线中心与地面的距离大于40cm。
12.在一较佳实施例中，所述接收天线中心与外表面的垂直距离小于或等于6.5cm。
13.在一较佳实施例中，所述各接收天线与遮蔽单元的间距介于5cm至70cm之间。
14.在一较佳实施例中，所述雷达系统更具有一壳体，壳体具有一底面，底面贴设于外表面，而壳体容置有天线收发单元及向量传感器。
15.在一较佳实施例中，所述接收天线中心与底面的垂直距离小于或等于2cm。
16.在一较佳实施例中，所述天线收发单元及遮蔽单元位于同一水平平面。
17.在一较佳实施例中，所述夹角介于45度及135度之间。
18.在一较佳实施例中，所述遮蔽单元的平均表面粗糙度小于5cm。
19.在一较佳实施例中，所述物体为静止物，且车体的行驶方向与物体不在同一条直线上。
20.在一较佳实施例中，所述物体为移动物，车体的行驶方向与物体的移动方向为平行移动，且不在同一条直线上。
21.在一较佳实施例中，所述雷达系统更具有一与天线收发单元及向量传感器耦接的纪录模块，纪录模块用以纪录在区段时间内，相对速度以及相对角度的瞬间数值，向量传感器由纪录模块而取得车体与物体相对的一行车讯号处理模块，由行车讯号处理模块与毫米波感测模块进行比对，而可确认天线收发单元侦测角度的正确性。
22.因此，本技术以第一天线收发基板与第二天线收发基板固定连接，来达到增加侦测角度的功效，以及遮蔽单元可防止侦测到虚拟的一镜像目标的反射信号，导致失真的问题。
附图说明
23.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
24.图1是本技术一较佳实施例的方块结构示意图。
25.图2是本技术一较佳实施例的天线收发单元结构示意图。
26.图3是本技术一较佳实施例的使用状态示意图。
27.图4是本技术第一较佳实施例的实施示意图。
28.图5是本技术第二较佳实施例的实施示意图。
29.图6是本技术第三较佳实施例的实施示意图。
30.附图标记说明：
31.100:雷达系统 1:车体
32.1a:外表面2:物体
33.3:镜像目标4:折射面
34.10:天线收发单元11:第一天线收发基板
35.12:第二天线收发基板11a,12a:天线收发平面
36.111,121:接收天线112,122:发射天线
37.20:遮蔽单元30:向量传感器
38.31:毫米波感测模块32:行车讯号处理模块
39.33:纪录模块40:壳体
40.41:底面f1:行驶方向
41.f2:移动方向f3:侦测方向
42.s1:目标发射路径s2:镜像目标路径
43.s3,s3a:子路径d1,d2,d3:间隔距离
44.a:接收天线中心h，ha，hb:垂直距离
45.:相对角度:相对速度
具体实施方式
46.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本发明。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
47.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
48.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
49.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
50.另外，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
51.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
52.请参阅图1至6所示，本技术提供一种全平面角度侦测的雷达系统100，雷达系统100设于一车体1的一外表面1a上，用以侦测车体1外的一物体2，雷达系统100包含有一天线收发单元10、一遮蔽单元20及一向量传感器30。
53.请配合参阅图2所示，在本技术一较佳实施例中，天线收发单元10具有一第一天线
收发基板11及一第二天线收发基板12，第一天线收发基板11与第二天线收发基板12分别具有一天线收发平面11a、12a，天线收发平面11a、12a远离外表面1a，本技术一较佳实施例中第一天线收发基板11及第二天线收发基板12可为电路板。应说明的是，第一天线收发基板11与第二天线收发基板12的各一端以一夹角固定连接，并且分别朝车体1外两个角度方向发射与接收讯号，供雷达系统100可向两个角度方向收发讯号，增加天线收发单元10的侦测角度。须说明的是，本技术不限制第一天线收发基板11与第二天线收发基板12的固定连接方式，再者，本技术所称第一及第二并非限制天线收发基板的位置关系，本技术并不以此为限。
54.在本技术一较佳实施例中，天线收发平面11a、12a设置有至少四接收天线111、121，各接收天线111、121间的间隔距离d1、d2、d3可相等或不相等，而天线收发平面11a、12a设置有至少一发射天线112、122及一接收天线中心a，本技术可依实际情形调整各接收天线111、121及各发射天线112、122在天线收发平面11a、12a的数量，本技术不以此为限。在本技术一较佳实施例中，所述各接收天线111、121间的间隔距离d1、d2、d3比例，由远离外表面1a至靠近外表面1a的方向间隔距离d1、d2、d3比例依序为1：3：2，而本技术并不以此为限。
55.在本技术一较佳实施例中，请配合参阅图3所示，遮蔽单元20与天线收发单元10设置于车体1的同一侧表面，举例来说：可设置在车体1的前、后、左或右侧表面，而遮蔽单元20用以遮蔽虚拟的一镜像目标3的反射信号，在本技术一较佳实施例中，天线收发单元10及遮蔽单元20是位于同一水平平面。而向量传感器30耦接天线收发单元10，向量传感器30取得物体2在一区段时间内相对天线收发单元10的一相对速度以及一相对角度，向量传感器30包含有一毫米波感测模块31，毫米波感测模块31可供接收模拟讯号，并将所述模拟讯号调变为数字讯号以及配合滤波器(filter)，用以确认当相对速度为零时，相对角度是否为九十度。在本技术一较佳实施例中，毫米波感测模块31可采用只读存储器(rom)或随机存取内存(ram)储存讯号。应说明的是，相对速度代表车体1与物体2之间考虑方向性之后的相对速度；相对角度为物体2相对车体1行驶方向f1之间的夹角。
56.在本技术一较佳实施例中，向量传感器30之工作频率可为133mhz、180mhz、200mhz、240mhz或266mhz。在本技术一较佳实施例中，向量传感器30可采用闪存(flash memory)、电子抹除式可复写只读存储器(eeprom)或随机存取内存(ram)来进行储存。
57.进一步说明，车体1行驶或停车的过程中，天线收发单元10向一侦测范围发射讯号，并接收由侦测范围内物体2所反射的回波讯号，向量传感器30取得天线收发单元10所反射的回波讯号，并对回波讯号进行转换处理，向量传感器30进而取得相对速度以及相对角度。
58.在本技术一较佳实施例中，向量传感器30可透过物理性的调整方式来主动式校正，举例来说：陀螺仪或伺服马达搭配活动支架等方式，利用机械调整的方式改变天线收发单元10的侦测角度，使相对角度为正确的侦测角度。应说明的是，向量传感器30及毫米波感测模块31可供校正及检测天线收发单元10侦测的角度，并实时做后续处理，避免天线收发单元10因安装在车体1上时的误差，或受到外力的碰撞，使天线收发单元10的侦测基准轴偏移造成侦测异常，以取得正确的侦测值，保障行车及停车时的安全。
59.在本技术一较佳实施例中，雷达系统100更具有一壳体40，壳体40具有一底面41，底面41贴设于车体1的外表面1a上，而壳体40容置有天线收发单元10及向量传感器30，换句
话说，可用壳体40整合天线收发单元10及向量传感器30，或是将天线收发单元10及向量传感器30分开设置，本技术并不以此为限制。在本技术一较佳实施例中，接收天线中心a与底面41垂直距离ha小于或等于2cm，可以避免雷达系统100实际侦测时，造成雷达系统100侦测误差过大。
60.在本技术一较佳实施例中，接收天线中心a与外表面1a的垂直距离ha小于或等于6.5cm，如此一来，可以维持车体1的外观，雷达系统100设于一车体1上时不会过于突兀，还能兼顾实际使用时可准确侦测车体1周围的物体2。
61.在本技术一较佳实施例中，接收天线中心a与地面的距离大于40cm，因此，雷达系统100可设于车体1上与地面而呈一距离，例如装设在个别车辆或连结车辆的车体1上。
62.在本技术一较佳实施例中，各接收天线111、121相对于外表面1a的一垂直距离h，遮蔽单元20相对于外表面1a一侧的一垂直距离hb，其满足下列条件：0《hb/h《0.4。因此，遮蔽单元20可更有效地遮蔽虚拟的一镜像目标3的反射信号，避免雷达系统100发生侦测失真的问题。
63.在本技术一较佳实施例中，各接收天线111、121与遮蔽单元20的间距介于5cm至70cm之间，假设各接收天线111、121与遮蔽单元20的间距低于5cm会影响天线收发单元10侦测车体1外的物体2；假设各接收天线111、121与遮蔽单元20的间距大于70cm，会使得遮蔽单元20无法有效地遮蔽所述镜像目标3的反射信号。在本技术一较佳实施例中，遮蔽单元20可以再透过一表面处理，增加遮蔽单元20反射信号的特性，可更有效地反射镜像目标3的反射信号。
64.在本技术一较佳实施例中，第一天线收发基板11与第二天线收发基板12的各一端固定连接的夹角介于45度及135度之间，第一天线收发基板11与第二天线收发基板12呈一非共平面的状态，供增加雷达系统100的侦测角度，也就是说，雷达系统100可侦测180度以内或大于180度的角度范围，本技术可依实际使用状况来调整夹角，来改变雷达系统100的侦测角度，因此本技术并不以此为限。在本技术一最佳实施例中，第一天线收发基板11与第二天线收发基板12的各一端固定连接的夹角可为50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125及130度等。
65.在本技术一较佳实施例中，遮蔽单元20的平均表面粗糙度小于5cm，遮蔽单元20可由不规则的表面，增加遮蔽单元20的反射特性，提升遮蔽单元20遮蔽镜像目标3反射信号的功效。
66.请配合参阅图4所示，雷达系统100向车体1外发射讯号，发射信号沿目标发射路径s1撞击到一物体2后，沿原目标发射路径s1反射回雷达系统100，所述物体2可为人、物或车体1等。与此同时，其他发射信号沿镜像目标路径s2至一折射面4，由折射面4沿一子路径s3撞到车体1后反射回雷达系统100。换句话说，雷达系统100发射一个讯号会接收到多重路径反射回来的反射波，以及侦测到一虚拟的镜像目标3，镜像目标3会造成雷达系统100的误判，造成侦测失真的现象。而本技术可由遮蔽单元20遮蔽掉镜像目标3的反射信号，用以增加侦测的准确度。
67.请配合参阅图5及6所示，图5及6仅为示意图并非实际比例，在本技术一较佳实施例中，物体2可为静止物，且车体1的行驶方向f1与物体2不会在同一条直线上，与此同时，向量传感器30会撷取物体2在一段时间内相对天线收发单元10的相对速度以及相对角度。也
就是说，由向量传感器30依据车体1是否经过物体2的情况，分别利用检测方式来确认天线收发单元10侦测角度的正确性。
68.进一步说明，当车体1经过物体2旁的瞬间，此时，相对速度的方向等于天线收发单元10垂直的侦测方向f3，也就是说相对角度为90度，理论上，相对速度不会有速度。因此，可以利用此一特性，来判断天线收发模块10的侦测角度是否正确。
69.在本技术一较佳实施例中，物体2可为移动物，车体1的行驶方向f1与物体2的移动方向f2为平行移动，且不在同一条直线上，另外，移动物的检测方式与静止物的检测方式相同，此不再赘述。
70.在本技术一较佳实施例中，向量传感器30更具有一纪录模块33，纪录模块33可以为储存硬盘(hard disk drive)、固态式硬盘(solid state drive)或闪存(flash memory)等，本技术不以此为限。应说明的是，纪录模块33用以纪录在区段时间内，相对速度以及相对角度的瞬间数值，向量传感器30由纪录模块33而取得车体1与物体2相对的一行车讯号处理模块32，因此，由行车讯号处理模块32与毫米波感测模块31进行比对，而可确认天线收发单元10侦测角度的正确性。所述行车讯号处理模块32可推估相对速度为零时，相对角度的数值。
71.在本技术一较佳实施例中，行车讯号处理模块32可为数字讯号处理模块(digital signal processor module)，可提供数字讯号处理、输入/出的接口或储存等功能。在本技术一最佳实施例中，行车讯号处理模块32的工作频率可为600mhz。在本技术一较佳实施例中，行车讯号处理模块32可用高速缓存、只读存储器(rom)、随机存取内存(ram)或直接内存访问(dma)进行雷达数据的储存。
72.进一步说明一种车体1不会经过物体2的情况(如图5所示)，举例来说：车体1可能在经过物体2前已经转向，或者有其他状况。这时，本技术可透过纪录模块33纪录在一段时间内，向量传感器30取得物体2的相对速度以及相对角度的瞬间数值，因此建立一行车讯号处理模块32来进行角度侦错。也就是说，本技术可在车体1经过物体2或车体1不经过物体2的情况下，进行角度的侦错，并不以此为限。
73.综合上述，本技术具有下列功效：
74.一、第一天线收发基板11与第二天线收发基板12的各一端以一夹角固定连接，如此一来，能以一夹角分别朝两方向进行角度的侦测，达到增加雷达系统100侦测角度的功效。
75.二、本技术透过遮蔽单元20来遮蔽虚拟的一镜像目标3的反射信号，换句话说，遮蔽单元20可降低天线收发单元10接收到镜像目标3的反射信号，达到更准确地侦测物体2的功效。
76.三、本技术皆由毫米波感测模块31与行车讯号处理模块32进行比对，可快速且准确地判断天线收发单元10侦测的角度是否有误，达到实时判断天线收发单元10侦测角度正确性的功效。
77.四、本技术不仅可以快速且准确地判断天线收发单元10侦测角度的正确性，由向量传感器30还能提供校正天线收发单元10的侦测角度，实时做后续处理，防止天线收发单元10因侦测基准轴偏移而造成侦测异常，以达到取得正确侦测值的功效，保障行车的安全。
78.五、本技术由向量传感器30，只要车体1行驶方向f1与物体2的移动方向f2为平行，
且不在同一条直线上，可用于侦测静止的物体2或移动的物体2，并进行角度的侦错，达到提升侦测值正确性的功效。
79.六、本技术透过纪录模块33纪录在一段时间内，向量传感器30取得物体2的相对速度以及相对角度的瞬间数值，建立一行车讯号处理模块32，并以行车讯号处理模块32来进行角度的侦错，如此一来，可以达到提升侦测值正确性的功效。
80.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种全平面角度侦测的雷达系统，雷达系统设于一车体的一外表面上，用以侦测该车体外的一物体，雷达系统，其特征在于：包含，一天线收发单元，所述天线收发单元具有一第一天线收发基板及一第二天线收发基板，所述第一天线收发基板与所述第二天线收发基板的各一端以一夹角固定连接；一遮蔽单元，所述遮蔽单元与所述天线收发单元设置于所述车体的同一侧表面，所述遮蔽单元用以遮蔽虚拟的一镜像目标的反射信号；以及一向量传感器，所述向量传感器耦接所述天线收发单元，所述向量传感器取得所述物体在一区段时间内相对所述天线收发单元的一相对速度以及一相对角度，所述向量传感器包含有一毫米波感测模块，所述毫米波感测模块用以确认当相对速度为零时，所述相对角度是否为九十度。2.根据权利要求1所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述第一天线收发基板与所述第二天线收发基板分别设置有至少四接收天线及一接收天线中心，而所述第一天线收发基板与所述第二天线收发基板分别设置有至少一发射天线。3.根据权利要求2所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：各所述接收天线间的间隔距离比例，由远离所述外表面至靠近所述外表面的方向依序为1：3：2。4.根据权利要求2所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：各所述接收天线相对于所述外表面的垂直距离为h，所述遮蔽单元相对于所述外表面一侧的垂直高度为hb，其满足下列条件：0<hb/h<0.4。5.根据权利要求2所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述接收天线中心与地面的距离大于40cm。6.根据权利要求2所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述接收天线中心与所述外表面的垂直距离小于或等于6.5cm。7.根据权利要求2所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：各所述接收天线与所述遮蔽单元的间距介于5cm至70cm之间。8.根据权利要求2所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述雷达系统更具有一壳体，所述壳体具有一底面，所述底面贴设于所述外表面，而所述壳体容置有所述天线收发单元及所述向量传感器。9.根据权利要求8所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述接收天线中心与所述底面的垂直距离小于或等于2cm。10.根据权利要求1所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述天线收发单元及所述遮蔽单元位于同一水平平面。11.根据权利要求1所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述夹角介于45度及135度之间。12.根据权利要求1所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述遮蔽单元的平均表面粗糙度小于5cm。13.根据权利要求1所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述物体为静止物，且所述车体的行驶方向与所述物体不在同一条直线上。
14.根据权利要求1所述的全平面角度侦测的雷达系统，其特征在于：所述物体为移动物，所述车体的行驶方向与所述物体的移动方向为平行移动，且不在同一条直线上。

技术总结
本实用新型为一种全平面角度侦测的雷达系统，雷达系统设于一车体的一外表面上，用以侦测车体外的一物体，雷达系统包含有一天线收发单元、一遮蔽单元及一向量传感器。天线收发单元具有一第一天线收发基板及一第二天线收发基板，第一天线收发基板与第二天线收发基板的各一端以一夹角固定连接，而遮蔽单元用以遮蔽虚拟的一镜像目标的反射信号，向量传感器耦接天线收发单元，向量传感器取得物体在一区段时间内相对天线收发单元的一相对速度以及一相对角度，向量传感器包含有一毫米波感测模块，毫米波感测模块用以确认当相对速度为零时，相对角度是否为九十度。因此，本实用新型可以达到提升雷达侦测的角度，以及雷达侦测角度准确性的功效。准确性的功效。准确性的功效。


技术研发人员：尤山泉 蔡青翰 王文政 程飞 满懿
受保护的技术使用者：为升科（上海）科技电子有限公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/8/13