雷达装置的制作方法

专利名称：雷达装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过FMCW(FrequencyModulated Continuous Wave)方式来观测车辆 的距离和速度的雷达装置。
背景技术：
作为用雷达装置对行驶在道路上的车辆进行观测时的简易雷达方式已知有FMCW 方式(例如，参照非专利文献1)。在采用了这一 FMCW方式的雷达装置时，距离和速度为未 知数。因此，作为收发波形，一般而言通过将上行线性调频脉冲(up chirp)和下行线性调 频脉冲(down chirp)组合起来而同时计算出两个参数。但是，在用上行线性调频脉冲和下行线性调频脉冲所收发的信号的拍频(beat frequency)轴上，即便目标相同频率也不同。因此，在仅仅存在单一目标的情况下能够取得 对应。但是，在存在多个目标的情况下，就有针对各目标的每一个上行线性调频脉冲和下行 线性调频脉冲的对偶(pairing)变得困难之类的问题。另外，因需要收发上行线性调频脉 冲和下行线性调频脉冲，故有循环时间变长之类的问题。另外，在与距离分辨率有关的频带上存在制约、或者在与角度分辨率有关的天线 开口长度上存在制约的情况下，就有在密集目标的分离性能上产生制约之类的问题。除了这些问题以外，在积分数N较少且同一 PRF(Pulse Repetition Frequenoy 脉冲反复频率)的情况下，就有对信号进行了 FFT (Fast Fourier Transform 快速傅立叶 变换)以后的拍频轴的各频率组(bank)幅宽(PRF/N)变大而使频率分辨率发生劣化，基于 该频率所计算出的距离及速度的精度发生劣化之类的问题。另外，在实数信号进行复数傅立叶变换，通过仅抽取正(或者负)的频率来抽取出 复数信号的情况下，就有在目标拍频的正确符号为负(或者正)时无法计算正确的距离、速 度以及角度之类的问题。另外，通过为了在近距离处使拍频接近于直流(频率为0)分量将频率倾斜度(频 带B/扫频(swe印)时间T)增大，有必要即便在近距离处也使拍频成为从直流进行了隔离 的频率。在此情况下，就有在频带B和取样频率PRF上存在制约时无法使积分数N变大之类 的问题。特别是在观测远距离目标的情况下，由于若积分数变少则SN比(信号/噪声比) 变小，所以检测性能及精度发生劣化。图1是表示以往的雷达装置之构成的系统图，图2是表示此雷达装置之动作的流 程图。此雷达装置具备天线10、收发器20以及信号处理器30。用收发器20内部的发送器21扫频后的信号从天线发射元件11进行发射。另一 方面，在多个天线接收元件12接收到的信号分别通过多个混频器22进行频率变换，并发送 到信号处理器30。在信号处理器30，来自收发器20的拍频信号用AD变换器31变换成数 字信号，并作为元件信号发送到上行系列下行系列抽取部37 (步骤S201)。图3以及图4表 示收发的上行线性调频脉冲及下行线性调频脉冲的扫频信号。上行系列下行系列抽取部37从发自AD变换器31的元件信号(数字信号)分离
4上行线性调频脉冲信号和下行线性调频脉冲信号并发送到FFT部33 (步骤S202)。FFT部 33对发自上行系列下行系列抽取部37的上行线性调频脉冲信号和下行线性调频脉冲信号 进行快速傅立叶变换并变换成频率轴上的信号，然后发送到DBF(Digital Beam Forming 数字波束形成)部34。DBF部34使用发自FFT部33的频率轴的信号，形成Σ波束(上行系列以及下行系 列)和Δ波束(步骤S203)。在DBF部34所形成的Σ波束被发送到对偶部38，Δ波束被 发送到测角部36。对偶部38基于对Σ波束的上行系列和下行系列的信号进行了 FFT的结 果，如图5所示那样抽取振幅持有极值的频率(步骤S204)。这一关系式如下式所示。[数学公式1]Afl = fd-frAf2 = fd+fr …(1)
Δ/2-Δ/1

fr~ ι
Δ/2+ Δ/1...⑵
J 一 2
其中，
Afl 下行线性调频脉冲信号的观测频率 Af2 上行线性调频脉冲信号的观测频率 fd:多普勒频率 fr 基于距离的频率
另一方面，基于距离的频率fr和基于目标速度的多普勒频率fd为下式。 [数学公式2]
fr^2—R c-T
2V …(3) fd = -— J A
若用目标距离R和目标速度V将⑶式进行展开，并代入⑵式就成为下式t
C-T
R ---fr
2B
c.T ΔΓ2-Δ/1 =—^― ·———
2B 2
Ifd
(4)
λ 2 ‘Afl +Afl—^― ·
其中，B 频带R 目标距离T 扫频时间c 光速V:目标速度λ 波长以上的处理一结束就进行上行系列/下行系列的对偶(步骤S205)。S卩、因下行线 性调频脉冲系列和上行线性调频脉冲系列的峰值频率不同，故进行使频率对相对应起来的 处理。接下来，计算目标的距离以及速度(步骤S206)，并计算角度(步骤S207)。之后，检查循环是否已结束(步骤S208)。在步骤S208中循环尚未结束的情况下， 进行转移到下一循环处理的处理(步骤S209)。之后，处理返回到步骤S201，反复进行上述 的处理。另一方面，在步骤S208中循环已结束的情况下，雷达装置的处理结束。通过以上的处理就能够计算目标的距离R和速度V。如上述那样，因下行线性调频 脉冲系列和上行线性调频脉冲系列的峰值频率不同，故需要使频率对相对应起来。在单一 目标及少数目标的情况下，对偶还比较容易。但是，若目标数或背景的反射点增加，则如图 6所示那样频率轴的峰值值变得很多，就有对偶变得困难之类的问题。现有技术文献非专利文献非专利文献1 吉田孝监修、‘修订雷达技术’、电子信息通信学会、 pp.274-275(1996)如上述那样，在以往的雷达装置中有如下问题。(1)在作为收发波形将上行线性调频脉冲和下行线性调频脉冲信号组合起来的情 况下，当多个目标存在时，对偶很困难。另外，因需要收发上行线性调频脉冲和下行线性调 频脉冲信号，故循环时间变长。(2)在距离分辨率或者角度分辨率上存在制约的情况下，在密集目标的分离性能 上产生制约。(3)在积分数N较少且同一 PRF的情况下，快速傅立叶变换后的拍频轴的各频率组 幅宽变大而使频率分辨率发生劣化，基于该频率所计算出的距离及速度的精度发生劣化。(4)在对实数信号进行复数傅立叶变换，仅抽取正(或者负)频率以抽取出复数信 号的情况下，当目标拍频的正确符号为负(或者正)时，无法计算正确的距离、速度以及角度。(5)需要在近距离处使频率倾斜度变大以使拍频接近于直流(频率为0)分量。在 此情况下，在频带B和取样频率PRF上存在制约时就无法使积分数N变大。

发明内容
本发明的课题就在于提供一种即便在从近距离到远距离的宽范围存在多个目标 的情况下，也能够以较高的探测性能、高精度地观测目标的雷达装置。为了解决课题，第1技术方案的发明具备收发器，对FMCW调制后的扫频信号进行
6M次发送；FFT部，对响应于来自收发器的发送而接收到的M次扫频信号进行快速傅立叶变 换；MRAV处理部，在根据FFT部进行傅立叶变换而获得的M次扫频信号来计算各扫频信号 的极大值之际，使用通过M扫频的相位单脉冲、振幅单脉冲或者MUSIC而计算出拍频的结果 F(扫频编号、目标编号)，在拍频_扫频轴上对每个拍频沿扫频方向进行振幅积分，按超过 规定阈值的每个频率组，计算超过规定阈值的扫频编号的相对距离与扫频时刻的最小二乘 直线，根据最小二乘直线的倾斜度来计算目标的速度，并计算目标的距离。第2技术方案的发明具备收发器，对FMCW调制后的扫频信号至少进行两次发送； FFT部，对响应于来自收发器的发送而接收到的至少两次扫频信号进行快速傅立叶变换； MRAV处理部，基于在FFT部进行傅立叶变换而获得的至少两次扫频信号，计算与收发器进 行的至少两次扫频的每一个相对应的拍频，并基于计算出的拍频差和时间差来计算速度， 基于计算出的速度和拍频来计算距离，由此计算出多个目标的距离和速度。第3技术方案的发明具备收发器，对FMCW调制后的扫频信号进行M次发送；FFT 部，对响应于来自收发器的发送而接收到的M次扫频信号进行快速傅立叶变换；MRAV处理 部，在根据FFT部进行傅立叶变换而获得的M次扫频信号来计算各扫频信号的极大值之际， 使用通过M扫频的相位单脉冲、振幅单脉冲或者MUSIC而计算出拍频的结果F(扫频编号、 目标编号)，在扫频间进行平滑化，并在基于平滑后的结果计算出速度以后再计算距离。第4技术方案的发明具备收发器，对FMCW调制后的扫频信号进行M次发送；FFT 部，对响应于来自收发器的发送而接收到的M次扫频信号进行快速傅立叶变换；MRAV处理 部，在根据FFT部进行傅立叶变换而获得的M次扫频信号来计算各扫频信号的极大值之际， 使用通过M扫频的相位单脉冲、振幅单脉冲或者MUSIC而计算出拍频的结果F (扫频编号、 目标编号)，在拍频_扫频轴上通过霍夫变换来计算极大值，并在根据拍频差和扫频时间计 算出与已计算出的极大值相对应的速度以后再计算距离。根据第1技术方案的发明，通过在拍频_扫频轴上对每个拍频沿扫频方向进行振 幅积分，就获得多个扫频间的积分效果以使信号检测性能改善。另外，通过用最小二乘直线 进行拟合在计算抽取出的直线斜率并计算出速度以后再计算距离。据此，即便在相对距离 差上有误差的情况下也能够减轻误差的影响，使测速以及测距的精度提高。根据第2技术方案的发明，无需如以往的雷达装置那样进行多个目标情况下的对 偶，另外，还能够实现基于较短循环时间的雷达观测。根据第3技术方案的发明，由于通过在扫频间进行平滑化来计算速度以及距离， 所以即便在相对距离差上有误差的情况下也能够减轻误差的影响，使测速以及测距的精度提尚。根据第4技术方案的发明，通过在拍频_扫频轴上进行霍夫变换，就获得多个扫频 间的积分效果以使信号检测性能提高。另外，通过计算根据霍夫变换所抽取出的直线的斜 率，而在计算出速度以后再计算距离。据此，即便在相对距离差上有误差的情况下也能够减 轻误差的影响，使测速以及测距的精度提高。


图1是表示以往的雷达装置之构成的系统图。图2是表示以往的雷达装置之动作的流程图。
图3是表示以往的雷达装置的收发信号的图。图4是表示以往的雷达装置的收发信号的图。图5是用于说明以往的雷达装置之处理的图。图6是用于说明以往的雷达装置之问题点的图。图7是表示本发明的实施例1所涉及的雷达装置之构成的系统图。图8是表示在本发明的实施例1所涉及的雷达装置上进行的计测处理的流程图。图9是用于说明在本发明的实施例1所涉及的雷达装置上进行的扫频信号的图。图10是用于说明在本发明的实施例1所涉及的雷达装置中抽取拍频的情形的图。图11是用于说明本发明的实施例1所涉及的雷达装置中的处理过程的图。图12是用于说明本发明的实施例1所涉及的雷达装置中的其他处理过程的图。图13是表示在本发明的实施例2所涉及的雷达装置上进行的计测处理的流程图。图14是用于说明在本发明的实施例2所涉及的雷达装置上进行的计测处理的图。图15是用于说明在本发明的实施例2所涉及的雷达装置上进行的计测处理中的 Σ以及Δ之形成的图。图16是用于说明在本发明的实施例2所涉及的雷达装置上进行的计测处理中的 计算误差电压的图。图17是用于说明在本发明的实施例3所涉及的雷达装置上进行的计测处理中的 计算误差电压的图。图18是用于说明在本发明的实施例3所涉及的雷达装置上进行的计测处理中的 计算误差电压的图。图19是表示本发明的实施例4所涉及的雷达装置上进行的计测处理的流程图。图20是用于说明在本发明的实施例4所涉及的雷达装置上进行的计测处理的图。图21是表示本发明的实施例5所涉及的雷达装置之构成的系统图。图22是表示在本发明的实施例5所涉及的雷达装置上进行的计测处理的流程图。图23是用于说明在本发明的实施例5所涉及的雷达装置上进行的计测处理的图。图24是用于说明在本发明的实施例5所涉及的雷达装置上进行的计测处理的图。图25是用于说明在本发明的实施例5所涉及的雷达装置上进行的计测处理的图。图26是用于说明在本发明的实施例5所涉及的雷达装置上进行的计测处理的图。图27是用于说明在本发明的实施例5所涉及的雷达装置上进行的计测处理的图。图28是用于说明在本发明的实施例6以及实施例7所涉及的雷达装置上进行的 计测处理的图。图29是表示在本发明的实施例6以及实施例7所涉及的雷达装置上进行的计测 处理的流程图。图30是用于说明在本发明的实施例8所涉及的雷达装置上进行的计测处理的图。图31是表示在本发明的实施例8所涉及的雷达装置上进行的计测处理的流程图。图32是表示在本发明的实施例9所涉及的雷达装置上进行的计测处理的流程图。图33是用于说明在本发明的实施例9所涉及的雷达装置上进行的计测处理的图。图34是表示本发明的实施例10所涉及的雷达装置之构成的系统图。图35是用于说明在本发明的实施例10所涉及的雷达装置上使用的扫频信号的图。图36是用于说明在本发明的实施例10所涉及的雷达装置上使用的扫频信号的 图。图37是表示本发明的实施例11所涉及的雷达装置之构成的系统图。图38是用于说明在本发明的实施例11所涉及的雷达装置上使用的扫频信号的 图。图39是表示在本发明的实施例11所涉及的雷达装置上进行的处理的流程图。图40是表示在本发明的实施例12所涉及的雷达装置上进行的处理的流程图。图41是用于说明在本发明的实施例12所涉及的雷达装置上进行的处理的图。图42是用于说明在本发明的实施例13所涉及的雷达装置上进行的处理的图。图43是表示在本发明的实施例13所涉及的雷达装置上进行的处理的流程图。图44是用于说明在本发明的实施例14所涉及的雷达装置上进行的处理的图。图45是表示在本发明的实施例14所涉及的雷达装置上进行的处理的流程图。图46是用于说明在本发明的实施例14所涉及的雷达装置上进行的霍夫(Hough) 变换的图。图47是用于说明在本发明的实施例14所涉及的雷达装置上进行的霍夫变换的 图。图48是用于说明在本发明的实施例14所涉及的雷达装置上进行的霍夫变换的 图。图49是用于说明在本发明的实施例14所涉及的雷达装置上进行的霍夫变换的 图。图50是用于说明在本发明的实施例15所涉及的雷达装置上进行的处理的图。图51是用于说明在本发明的实施例15所涉及的雷达装置上进行的处理的流程 图。
具体实施例方式下面，一面参照附图一面详细地说明本发明的实施方式。本发明所涉及的雷达装 置采用如下方式使用实装容易的具有连续性的FMCW信号仅在同一频率组或者接近组间 进行对偶。实施例1本发明的实施例1所涉及的雷达装置采用在根据拍频计算出速度以后再计算距 离的 MRAV (Measurement Range after measurement Velocity)方式。图 7 是表示本发明 的实施例1所涉及的雷达装置之构成的系统图。此雷达装置具备天线10、收发器20以及 信号处理器30a。天线10由天线发射元件11和多个天线接收元件12所构成。天线发射元件11将 发自收发器20作为电信号的发送信号变换成电波并送出到外部。多个天线接收元件12接 收来自外部的电波并将其变换成电信号后，作为接收信号发送到收发器20。收发器20具备发送器21和多个混频器22，多个混频器22分别对应于多个天线 接收元件12而设置。发送器21依照发自信号处理器30的发射控制信号，生成发送信号，并发送到天线发射元件11以及多个混频器22。多个混频器22将分别从多个天线接收元 件12接收到的接收信号依照来自发送器21的信号进行频率变换，并将其发送到信号处理 器30。信号处理器30a具备AD变换器31、FFT部32、DBF部34、MRAV处理部35a、测角 部36以及收发控制部39。AD变换器31依照发自收发控制部39的定时信号将发自收发器20的模拟信号变 换成数字信号，并将其作为元件信号发送到FFT部32。FFT部32通过快速傅立叶变换将发自AD变换器31的元件信号变换成频率轴上的 信号，并将其发送到DBF部34。DBF部34使用发自FFT部33的频率轴上的信号，形成Σ波束和Δ波束。在DBF 部34形成的Σ波束被发送到MRAV处理部35a，Δ波束被发送到测角部36。MRAV处理部35a基于来自DBF部34的Σ波束进行测距以及测速。通过该MRAV处 理部35a中进行测距以及测速而获得的距离以及速度被输出到外部。测角部36基于发自DBF部34的Δ波束进行测角。通过这一测角部36中进行测 角而获得的角度被输出到外部。收发控制部39生成用于使发射开始的发射控制信号并发送到收发器20的发送器 21，同时生成对取入来自收发器20的信号的定时进行规定的定时信号并将其发送到AD变 换器31。接着，以进行测距/测速以及测角的计测处理为中心一边参照图8所示的流程图 一边说明如上述那样而构成的本发明的实施例1所涉及的雷达装置之动作。在计测处理中，当循环开始后，首先如图9所示那样的频率连续地变化的、也就是 经过FM调制的扫频信号即扫频1从天线发射元件11进行发射，所发射的信号用天线接收 元件12进行接收。接收到的信号在收发器20进行频率变换并发送到信号处理器30a的 AD变换器31。AD变换器31将发自收发器20的模拟信号变换成数字信号。据此，对于如 图11 (a)所示那样的天线接收元件12的附加了元件编号El EM的元件而言就获得分别 与时间轴Tl TN相对应的N个取样的信号。在该AD变换器31上获得的信号作为元件信 号被发送到FFT部32。在该状态下进行快速傅立叶变换(FFT)(步骤Sll)。S卩、FFT部32对发自AD变换 器31的元件信号进行快速傅立叶变换。据此，如图11(b)所示那样，对于天线接收元件12 的附加了元件编号El EM的元件而言就获得分别与频率轴Fl FN相对应的N个取样的 频率轴上的拍频信号。在该FFT部32上获得的拍频信号被发送到DBF部34。接下来，进行DBF处理(步骤S12)。即、DBF部34使用发自FFT部33的频率轴上 的信号，沿角度方向形成Σ波束以及△波束。据此，如图11(c)所示那样形成在特定的波 束编号(例如Β2)上具有峰值的波束。在DBF部34上形成的Σ波束被发送到MRAV处理部 35，Δ波束被发送到测角部36。接下来，判断扫频是否已结束(步骤S13)。即、检查针对扫频1以及扫频2双方的 处理是否已结束。在步骤S13中扫频尚未结束的情况下，处理返回到步骤S11，对下一经过 FM调制的扫频信号即扫频2反复进行上述的处理。另一方面，在步骤S13中扫频已结束的情况下，进行扫频1以及扫频2的阈值检测(步骤S14)。即、DBF部34检测由扫频1以及扫频2所获得的Σ波束的阈电平(threshold level)。接下来，在步骤S14保存检测出的目标(步骤S15)。S卩、DBF部34在步骤S14根 据检测出的阈电平来检测目标并将其进行保存。接下来，进行拍频的抽取(步骤S16)。S卩、MRAV处理部35a如图10所示那样基于 扫频1以及扫频2的FFT以及DBF的结果，抽取持有峰值信号的拍频fp和组信号。接下来，计算速度V (步骤S17)。S卩、MRAV处理部35a使用扫频1以及扫频2的拍 频fp计算相对距离Rl和R2，并计算出速度V = (R2-R1)/T12。接下来，计算距离R(步骤S18)。[数学公式4](5)
2 B其中，R:距离T 扫频时间B:频带fP:拍频c 光速基于拍频fp和速度V通过联立方程式来计算距离R和速度V。[数学公式5]
R2-RIV =-
Γ12
, 2v 2R BJp -
λ C Γ …(6〉
D C τ
B λ其中，V:速度R1、R2 扫频1、2的距离T12 扫频1、2的时间间隔fp 拍频λ 波长B:频带T 扫频时间接下来，计算角度θ (步骤S19)。即、测角部36基于发自DBF部34的Δ波束进 行测角，并将通过此测角所获得的角度输出到外部。接下来，保存目标信息(步骤S20)。即、保存在上述步骤S17计算出的目标的速度 V、距离R以及角度Θ。接下来，检查目标是否已结束(步骤S21)。即、检查针对全部目标
11的处理是否已结束。在步骤S21中目标尚未结束的情况下，目标编号变更成下一编号，并返 回到步骤S16以反复执行上述处理。另一方面，在步骤S21中目标已结束的情况下，计测处
理结束。如以上所说明的那样，根据本发明的实施例1所涉及的雷达装置，因收发上行线 性调频脉冲或者下行线性调频脉冲系列的信号，故拍频相同而无需进行多个目标情况下的 对偶。另外，能够实现基于较短循环时间的雷达观测。此外，虽然上述的实施例1所涉及的雷达装置在进行了快速傅立叶变换(FFT)以 后，进行数字波束形成(DBF)以求出拍频，但还能够如图12所示那样，在进行了数字波束形 成(DBF)以后，进行快速傅立叶变换(FFT)以求解拍频。实施例2本发明的实施例2所涉及的雷达装置采用在上述的实施例1所涉及的MRAV方式 上组合了相位单脉冲这一方式。实施例2所涉及的雷达装置之构成与图7所示的实施例1 所涉及的雷达装置之构成相同。图13是以进行测距/测速以及测角的计测处理为中心来表示本发明的实施例2 所涉及的雷达装置之动作的流程图。此外，对进行与图8的流程图所示的实施例1所涉及 的计测处理相同或者相当的处理的步骤，附加与图8中所使用的标记相同的标记。下面，以 不同于实施例1的部分为主而进行说明。特别是在PRF相同且取样点数较少的情况下，频率组的间隔变大而使频率精度劣 化。因此，作为这一对策，实施例2所涉及的雷达装置如图14 图16所示那样，将角度轴 上所用的相位单脉冲用在频率轴上以高精度地观测组内的频率。此外，相位单脉冲(有 时候也称之为相位比较单脉冲)在“吉田孝监修、‘修订雷达技术’、电子信息通信学会、 pp. 274-275(1996) ” 中有所说明。在单脉冲测距/测速中，如图16所示那样使用抽取出目标的频率Σ (f)和Δ (f) 来计算下式的误差电压ε P。相位单脉冲处理在FFT部32进行。[数学公式6]g/ = Re[Δ(, ·、]…( )
F 、(/).Σ(/)·)」(7)其中，Σ 加法运算(在接收数据1 N上乘以加权1后，FFT)Δ 减法运算(在接收数据1 Ν/2上乘以-1，并在Ν/2+1 N上乘以加权1经 过运算后，FFT)*:复数共轭Re:实数部接下来，使利用预先所保存的Σ和Δ的频率特性而计算出的误差电压ε ρ的基 准值￡0表格化(￡0和频率〖的对应)。利用该基准表根据上述观测值ε而抽取出拍频 fp(步骤S16)。然后，使用抽取出的拍频fp来计算速度以及距离(步骤S17、S18)。此外，对于加权而言，除-1或者1以外也可以使基于泰勒分布的泰勒权重等权重 进行乘法运算以降低旁瓣(side lobe)。此外，泰勒分布例如在“吉田孝监修、‘修订雷达技
12术，、电子信息通信学会、PP- 274-275 (1996)，，中有所说明。如以上所说明的那样，根据本发明的实施例2所涉及的雷达装置，因基于相位单 脉冲误差电压高精度地计算各扫频信号的拍频，故从低速目标到高速目标都能够高精度地 计算速度和距离。实施例3本发明的实施例3所涉及的雷达装置取代实施例2所涉及的雷达装置的相位单 脉冲而采用振幅比较单脉冲。实施例3所涉及的雷达装置之构成与图7所示的实施例1 所涉及的雷达装置之构成相同。下面，主要说明与实施例1相异的部分。此外，振幅比 较单脉冲(也称为振幅单脉冲)在“吉田孝监修、‘修订雷达技术’、电子信息通信学会、 pp. 274-275(1996) ” 中有所说明。使用抽取出的目标的频率之前后的组的Σ (f)和Σ (f-1)以及Σ (f+1)，比较绝对 值abs( Σ (f-1))和绝对值abs( Σ (f+1))，较大的一方被设定为绝对值abs( Σ U)。然后，计算下式的误差电压ε a(参照图17以及18)。振幅单脉冲处理在FFT部 32进行。[数学公式7]
权利要求
一种雷达装置，其特征在于包括收发器，对FMCW调制后的扫频信号进行M次发送；FFT部，对响应于来自上述收发器的发送而接收到的M次扫频信号进行快速傅立叶变换；MRAV处理部，在根据上述FFT部进行傅立叶变换而获得的M次扫频信号来计算各扫频信号的极大值之际，使用通过M扫频的相位单脉冲、振幅单脉冲或者MUSIC而计算出拍频的结果F(扫频编号、目标编号)，在拍频 扫频轴上对每个拍频沿扫频方向进行振幅积分，针对超过规定阈值的每个频率组，计算超过上述规定阈值的扫频编号的相对距离与扫频时刻的最小二乘直线，根据上述最小二乘直线的倾斜度来计算目标的速度，并计算上述目标的距离。
2.按照权利要求1所记载的雷达装置，其特征在于上述MRAV处理部在扫频信号进行快速傅立叶变换之际，使用Σ信号和Δ信号这两个 系列的快速傅立叶变换的结果，对于Σ信号的极大值的组计算单脉冲误差信号，或者对于 Σ信号的极大值的组将邻接的组之中较大一方的信号设为Σ u，并基于Σ和Σ u来计算单 脉冲误差信号，或者以Σ信号的极大值的组为中心来抽取士M的组信号，并应用FFT以及 MUSIC方式来计算单脉冲误差信号，基于计算出的单脉冲误差信号在组内高精度地计算拍 频。
3.一种雷达装置，其特征在于包括收发器，对FMCW调制后的扫频信号至少进行两次发送；FFT部，对响应于来自上述收发器的发送而接收到的至少两次扫频信号进行快速傅立 叶变换；MRAV处理部，基于在上述FFT部进行傅立叶变换而获得的至少两次扫频信号，计算与 上述收发器进行的至少两次扫频的每一个相对应的拍频，并基于计算出的拍频差和时间差 来计算速度，基于计算出的速度和拍频来计算距离，由此计算出多个目标的距离和速度。
4.按照权利要求3所记载的雷达装置，其特征在于上述MRAV处理部在扫频信号进行快速傅立叶变换之际，使用Σ信号和Δ信号这两个 系列的快速傅立叶变换的结果，对于Σ信号的极大值的组计算单脉冲误差信号，或者对于 Σ信号的极大值的组将邻接的组之中较大一方的信号设为Σ u，并基于Σ和Σ u来计算单 脉冲误差信号，或者以Σ信号的极大值的组为中心来抽取士M的组信号，并应用FFT以及 MUSIC方式来计算单脉冲误差信号，基于计算出的单脉冲误差信号在组内高精度地计算拍 频。
5.按照权利要求3所记载的雷达装置，其特征在于包括第二 FFT部，对上述FFT部的输出进行快速傅立叶变换，上述收发器对FMCW调制后的扫频信号进行N次(#1 測)发送，上述MRAV处理部基于各扫频的快速傅立叶变换的结果抽取极大值，并计算在#1 ■1(M扫频)*#N2 #N(M扫频)的FFT信号之中抽取出极大值的组的每两次M扫频的由 上述第二 FFT部进行的快速傅立叶变换的结果之中成为极大值的组的信号的拍频。
6.按照权利要求3所记载的雷达装置，其特征在于上述MRAV处理部在根据两次M扫频信号计算各自的极大值之际，计算M扫频的Σ和Δ，并根据单脉冲误差电压高精度地计算拍频。
7.按照权利要求3所记载的雷达装置，其特征在于上述MRAV处理部在根据两次M扫频信号计算各自的极大值之际，计算M扫频的Σ和 Σ u，并根据单脉冲误差电压高精度地计算拍频。
8.按照权利要求3所记载的雷达装置，其特征在于上述MRAV处理部在根据两次M扫频信号计算各自的极大值之际，通过M扫频的FFT以 及MUSIC处理来计算拍频。
9.按照权利要求3所记载的雷达装置，其特征在于包括符号反转部，在扫频信号为实数时对取样后的信号进行复数傅立叶变换，并在拍频之 中抽取正或者负的信号以获得复数信号这一方式的情况下，根据计算出的距离的符号使距 离、速度以及角度的符号进行反转。
10.按照权利要求3所记载的雷达装置，其特征在于包括扫频控制部，进行控制以便发送在近距离处使扫频信号的倾斜度变大，而在远距离处 使扫频信号的倾斜度变小的信号。
11.按照权利要求10所记载的雷达装置，其特征在于上述扫频控制部使用基于速度和距离而计算出的危险度，选定时间间隔不同的两个扫频。
12.按照权利要求10所记载的雷达装置，其特征在于上述扫频控制部针对每个循环，周期性地变化并选定时间间隔不同的两个扫频。
13.一种雷达装置，其特征在于包括收发器，对FMCW调制后的扫频信号进行M次发送；FFT部，对响应于来自上述收发器的发送而接收到的M次扫频信号进行快速傅立叶变换；MRAV处理部，在根据上述FFT部进行傅立叶变换而获得的M次扫频信号来计算各扫频 信号的极大值之际，使用通过M扫频的相位单脉冲、振幅单脉冲或者MUSIC而计算出拍频的 结果F(扫频编号、目标编号)，在扫频间进行平滑化，并在基于平滑后的结果计算出速度以 后再计算距离。
14.一种雷达装置，其特征在于包括收发器，对FMCW调制后的扫频信号进行M次发送；FFT部，对响应于来自上述收发器的发送而接收到的M次扫频信号进行快速傅立叶变换；MRAV处理部，在根据上述FFT部进行傅立叶变换而获得的M次扫频信号来计算各扫频 信号的极大值之际，使用通过M扫频的相位单脉冲、振幅单脉冲或者MUSIC而计算出拍频的 结果F (扫频编号、目标编号)，在拍频_扫频轴上通过霍夫变换来计算极大值，并在根据拍 频差和扫频时间计算出与已计算出的极大值相对应的速度以后再计算距离。
全文摘要
本发明提供一种雷达装置，其具备对FMCW调制后的扫频信号至少进行两次发送的收发器(20)；对响应于来自收发器的发送而接收到的至少两次扫频信号进行快速傅立叶变换的FFT部(32)；基于在FFT部进行傅立叶变换而获得的至少两次扫频信号，计算与收发器进行的至少两次扫频各自相对应的拍频，并基于计算出的拍频差和时间差来计算速度，基于计算出的速度和拍频来计算距离，由此计算出多个目标的距离和速度的MRAV处理部(35a)。
文档编号G01S13/44GK101971050SQ201080001206
公开日2011年2月9日 申请日期2010年3月19日 优先权日2009年5月20日
发明者丹羽雅人, 吉田卓司, 吉田大广, 后藤秀人, 大须贺万城, 川端一彰, 竹谷晋一 申请人:株式会社东芝