专利名称：雷达系统和包含在该雷达系统中的供电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及向雷达设备供应电カ的供电设备，其中该雷达设备被配置为基于差拍信号的傅里叶变换来检测对象，并且本发明涉及包括该雷达设备和该供电设备的雷达系统。
背景技术：
如日本专利申请公报No. 2009-264952所述，已知的车载雷达系统包括雷达设备，该雷达设备发射和接收连续波，通过将所接收的信号(来自对象的反射波)与其发射信号进行混频来生成差拍信号，对该差拍信号进行采样，并且然后基于所述差拍信号的傅里叶变换来检测该对象。该雷达系统还包括向该雷达设备供应电カ的供电设备。
日本专利申请公报No. 2009-264952中公开的雷达系统中的供电设备用作开关电源，该供电设备通过响应于开关时钟导通和关断开关部(switcher)来将来自车辆电池的电カ转换为在预定义电压范围内的电力，由此将该电カ供应给该雷达设备。日本专利申请公报No. 2009-264952中公开的供电设备还包括信号选择器，该信号选择器选择具有相互不同频率的多个开关时钟中的ー个，并且将所选择的开关时钟输出给开关部。更特别地，日本专利申请公报No. 2009-264952中公开的信号选择器接收在參考时钟生成电路中生成的參考时钟以及在雷达设备中的开关时钟生成器中生成的时钟信号，该參考时钟生成电路设置于雷达系统外部，其中所述时钟信号的频率被设定为奈奎斯特频率(用于采样差拍信号的采样频率的一半)。该信号选择器在从向整个雷达系统供电开始的规定时间段内输出该參考时钟作为开关时钟，并且在该规定时间段结束之后输出所述时钟信号作为另ー开关时钟。S卩，在日本专利申请公报No. 2009-264952中公开的雷达系统中，对应于开关频率(即，该时钟信号的频率)的频率峰值出现在由差拍信号的傅里叶变换给出的频率分布的末端。这能够防止对应于开关频率的频率峰值被错误地检测为对象。然而，实际上，由于时钟信号频率的低精度，开关时钟生成器中生成的时钟信号的频率相对于目标频率具有大的误差(例如达到IOOkHz的程度)。在日本专利申请公报No. 2009-264952中公开的雷达系统中，该大的误差可以增大下述可能性，即时钟信号的频率被包括在对应于该对象的频率峰值可能出现的频带中，并且因此导致将对应于时钟信号频率的频率峰值错误地检测为对象的频率峰值。鉴于上述情况，本发明的示例性实施例g在提供ー种雷达系统，该雷达系统能够可靠地防止将对应于时钟信号频率的频率峰值错误地检测为对象的频率峰值。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，提供了用于向雷达设备供应电カ的供电设备，该雷达设备包括收发部分，其发射和接收连续波并且将所接收的信号与发射信号进行混频以生成差拍信号；以及信号处理部分，其对在收发部分中生成的差拍信号进行采样，并且基于所采样的差拍信号的傅里叶变换来对反射该连续波的对象进行检测。该供电设备包括开关部分，其响应于开关信号而被导通和关断；供电部分，其通过以所述开关信号的开关频率导通和关断的所述开关部分来生成在预定义电压范围内的电力，并且将所述电カ供应给雷达设备；以及开关信号输出部分，其输出具有所述开关频率的所述开关信号。该开关频率被设定在可指定的带中的一个带之内，该可指定的带包括特定带和所有折返带(aliasing band)，并且每个折返带均折返到该特定帯。该特定带的范围是从该差拍信号的上限频率到由用于采样该差拍信号的采样频率的一半所定义的奈奎斯特频率，其中对该采样频率进行设定使得奈奎斯特频率高于该差拍信号的上限频率。该差拍信号的上限频率是与对象能够被雷达设备检测到的 、相距雷达设备的最大距离相对应的差拍信号的频率。连续波可以是已调制信号或者未调制信号。当雷达设备发射的连续波是未调制信号吋，该连续波可以包括具有不同频率的连续波，或者可以是单个频率的连续波。当连续波是已调制信号吋，该连续波优选是频率调制信号。例如，当雷达设备发射的连续波是由调制信号在频率上调制的信号且该调制信号的ー个周期具有如图3或7所示的三角波形时，差拍信号的上限频率被确定为与最大距离Rmax( = (c/4) X (T/(FXTs)))成比例的频率，其中c是无线电波传播速度，F是频率调制宽度，T是频率调制时间，并且Ts是采样周期。一直到对象距雷达设备相距最大距离Rmax，该对象都是能够被检测到的。在本发明的上述供电设备中，通过以开关信号的开关频率导通和关断的开关部来生成在预定义电压范围内的电力，并且将该电カ供应给雷达设备。该开关频率是开关信号的信号电平的变化的周期的倒数。此外，在本发明的上述供电设备中，开关信号输出部分被配置为输出具有被设定在可指定的带中的ー个带内的开关频率的开关信号。该可指定的带包括特定带和所有折返带，该特定带的范围是从差拍信号的上限频率到由用于采样差拍信号的采样频率的一半所定义的奈奎斯特频率，并且每个折返带均折返到该特定帯。即，在本发明的供电设备中，差拍信号被过采样，并且开关频率被设定在可指定的带中的ー个带内，该可指定的带包括特定带和所有折返带，每个折返带均折返到该特定帯。因此，在由差拍信号的傅里叶变换给出的频率分布中，将在从差拍信号的下限频率到上限频率的频带之外检测到与开关频率对应的频率峰值，该频带中的频率峰值可以被检测为从雷达设备到该对象的距离的函数。这可以防止对应于开关频率的频率峰值被错误地检测为对象的频率峰值。本发明的供电设备部不具有如在日本专利申请公报No. 2009-264952中公开的任何信号选择器，这可以使得本发明的供电设备小型化和简单化。优选地，该雷达设备被配置为响应于具有三角波形(该三角波形是时间的函数)的调制信号来对射频(RF)信号在频率上进行调制，以输出连续波。该雷达设备输出的连续波是由调制信号在频率上进行调制的射频(RF)信号，该调制信号的ー个周期包括具有相互不同斜率的多个三角调制模式(modulation pattern)。在向利用多个调制模式来在频率上调制射频(RF)信号的该雷达设备供应电カ的供电设备中，开关信号输出部分可以被配置为输出具有被设定在ー组公共可指定的带中的一个带之内的开关频率的开关信号，使得每个公共可指定的带包括在用于每个三角调制模式的可指定的带中的ー个带中。可替代地，在向利用多个调制模式来在频率上调制射频(RF)信号的该雷达设备供应电カ的供电设备中，开关信号输出部分可以被配置为输出具有被设定在用于调制模式的可指定的带中的一个带之内的开关频率的开关信号，其中所述调制模式由同样包括在该雷达设备中的通知输出部分输出的模式通知来指示。对于向具有或不具有通知输出部分的雷达设备(该雷达设备利用多个调制模式来在频率上调制射频(RF)信号)供应电カ的上述供电设备，无论使用哪种调制模式来调制RF信号，该雷达设备都能够可靠地防止对应于开关频率的频率峰值被错误地检测为对象的频率峰值。另外，在向包括通知输出部分的雷达设备供应电カ的上述供电设备中，开关信号输出部分可以包括多个用于相应调制模式的频率信号生成部分，其中每个频率信号生成部分被配置为输出具有被设定在用于对应的调制模式的可指定的带中的一个带之内的开关频率的信号。该开关信号输出部分还可以包括频率选择部分，该频率选择部分响应于来自·通知输出部分的模式通知来选择并且输出在各个频率信号生成部分中生成的信号中的一个。对于向包括通知输出部分的雷达设备供应电カ的上述供电设备，频率选择部分响应于来自通知输出部分的模式通知来在开关频率之间切换，该通知输出部分允许开关部分接收具有用于每个调制模式的最佳开关频率的开关信号。根据本发明的另ー示例性实施例，提供了ー种雷达系统，包括雷达设备，该雷达设备包括发射和接收连续波并且将接收的信号与发射信号混频来生成差拍信号的收发部分、以及信号处理部分，该信号处理部分采样在收发部分中生成的差拍信号并且基于所采样的差拍信号的傅里叶变换来检测反射该连续波的对象；以及供电设备，其向该雷达设备供应电力。该供电设备包括开关部分，其响应于开关信号而被导通和关断；供电部分，其通过以开关信号的开关频率导通和关断的开关部分来生成在预定义电压范围内的电力，并且向该雷达设备供应该电力；以及开关信号输出部分，其输出具有该开关频率的开关信号。该开关频率被设定在可指定的带中的一个带之内，该可指定的带包括特定带和所有折返帯，每个折返带均折返到该特定帯。该特定带的范围是从该差拍信号的上限频率到由用于采样该差拍信号的采样频率的一半所定义的奈奎斯特频率，其中对该采样频率进行设定使得奈奎斯特频率高于该差拍信号的上限频率。这可以可靠地防止对应于开关频率的频率峰值被错误地检测为对象的频率峰值。
在附图中图I示意性示出了根据本发明的第一实施例的雷达系统的方框图；图2示意性示出了根据第一实施例的供电设备的方框图；图3示例性示出了根据第一实施例的单个三角调制模式；
图4示意性示出了根据第一实施例的用于调制模式的频带；图5示意性示出了根据本发明的第二实施例的雷达系统的方框图；图6示意性示出了根据第二实施例的供电设备的方框图；图7示例性示出了根据第二实施例和第三实施例的两种三角调制模式；图8示意性示出了根据第二实施例的用于两种调制模式中的每ー种调制模式的频带；图9示意性示出了根据本发明的第三实施例的雷达系统的方框图； 图IOA示意性示出了根据第三实施例的供电设备的方框图；图IOB示意性示出了根据本发明的第三实施例的可变频率设定器的方框图；以及图11示意性示出了接收系统的变型。
具体实施例方式将在下文參考附图更全面地描述本发明。在整个说明书中，类似的附图标记表示类似的元件。(第一实施例)(雷达系统)图I示意性示出了根据本发明的第一实施例的雷达系统的方框图。雷达系统I检测诸如前方车辆和路侧对象之类的对象，并且将包括对象的位置(自己的车辆相对于对象的距离和方向)和对象的速度(包括相对速度)的对象信息发射给电子控制单元(ECU)(未示出)。获取来自雷达系统I的对象信息的电子控制単元被配置为执行公知的自适应巡航控制(ACC)或者预碰撞安全(PCS)控制。更特别地，雷达系统I包括雷达设备10和供电设备50，该供电设备50向雷达设备10供应电力。雷达设备10发射并且接收雷达波(连续波)，将所接收的信号Sr (反射波)与其发射信号Ss进行混频以生成差拍信号BT，采样该差拍信号BT，并且基于所采样的差拍信号的傅里叶变换(通常是快速傅里叶变换(FFT))来生成对象信息。雷达设备10在本实施例中是FM-CW雷达，该雷达设备10包括D/A转换器21，其响应于调制命令来生成具有三角波形的调制信号；振荡器22，其利用在D/Α转换器21中生成的调制信号而生成在频率上调制的位于毫米波带中的射频(RF)信号；放大器23，其对在振荡器22中生成的射频信号进行放大；功率分配器24，其将放大器23的输出分成发射信号Ss和本地信号L ;发射天线25，其响应于发射信号Ss发射雷达波；以及多个接收天线30，其包括用于接收该雷达波的η个接收天线。雷达设备10还包括接收开关31，其顺序地选择多个接收天线30并且转发从该多个接收天线中的所选择的一个接收天线接收的信号Sr以便进一步处理；混频器32，其将来自接收开关31的接收信号Sr与本地信号L混频以生成差拍信号BT ;放大器33，其将混频器32中生成的差拍信号BT进行放大；滤波器34，其从放大器33放大的差拍信号BT中去除不必要的信号成分；A/D转换器35，其采样滤波器34的输出以将差拍信号BT转换为数字数据；以及信号处理器40，其输出调制命令并且控制振荡器22 (例如激活和去激活)并且基于经由Α/D转换器35所获得的数据(称为采样数据)的傅里叶变换来生成对象信息。特别地，信号处理器40包括算木处理单元(例如DSP (数字信号处理))(未示出)，其对采样数据执行快速傅里叶变换(FFT);以及微型计算机(未示出)，其控制振荡器22以及Α/D转换器35，并且通过对采样数据进行公知的快速傅里叶变换处理来生成对象信息。微型计算机和DSP响应于參考时钟来操作。雷达设备10接收在參考时钟生成电路80中生成的參考时钟Cl。以预定时间间隔从该处理器40(特别地，其中的命令输出部41)输出调制命令，该预定时间间隔包括上升间隔和下降间隔，在上升间隔中调制信号的频率随着时间线性增大，在下降间隔中调制信号的频率随着时间线性减小。响应于调制命令从发射天线25发射的连续波是由调制信号在频率上调制的射频(RF)信号，其中该调制信号的ー个周期具有三角波形或者单个三角调制模式(如图3所示)。在雷达设备10中，差拍信号BT的频率与自己的车辆到反射雷达波的对象的距离成比例。因此，在雷达设备10中，差拍信号BT的上限频率fb max被定义为与最大距离 Rmax ( = (c/4) X (T/(FXTs)))对应的频率，其中c是无线电波传播速度，F是频率调制宽度，T是频率调制时间，Ts是采样周期。一直到对象相距雷达设备的最大距离Rmax处，该对象都是能够被检测到的。在Α/D转换器35中，对用于采样差拍信号BT的采样频率fs进行设定，使得奈奎斯特频率fN( = fs/2)高于差拍信号BT的上限频率fb max。即，在A/D转换器35中，以比所要求的用于检测对象的差拍信号BT的任何频率高的采样频率fs来过采样差拍信号BT。在本实施例中，要求接收开关31在接收通道chi (i = I到η)之间顺序切换的切换频率远高于在Α/D转换器35中的采样频率fs。现在将解释雷达设备10的操作。在雷达设备10中，在振荡器22中生成射频信号之后并且接着在放大器23中对该射频信号放大之后，功率分配器24将该射频信号分为发射信号Ss和本地信号L。发射信号Ss作为雷达波经由发射天线25发射。所有多个接收天线30接收从对象反射的雷达波(发射波)。仅仅将在由接收开关31选择的接收通道chi (i = I到η)中接收的信号Sr转发到混频器32。混频器32将所接收的信号Sr与从功率分配器24馈送的本地信号L混频以生成差拍信号ΒΤ。随后，放大器33对差拍信号BT进行放大，并且滤波器34从放大后的差拍信号BT中去除不必要的信号成分。信号处理器40接收经过Α/D转换器35的差拍信号(数字数据)。信号处理器40对差拍信号BT执行FFT以基于在差拍信号BT的频率分布中检测的频率峰值来生成对象信息。如下所述，在本实施例中，使用用于FM-CW雷达设备的公知算法在信号处理器40中生成对象信息。信号处理器40对从Α/D转换器35输出的采样数据执行快速傅里叶变换(FFT处理)，并且针对每个接收通道Chi (i = I到η)，针对每个上升间隔和下降间隔，检测在差拍信号BT的功率谱上存在的频率峰值。此外，信号处理器40使用公知的多信号分类(MUSIC)算法来执行方向分析，以基于差拍信号BT的功率谱对候选对象所在的方向进行估计。之后，信号处理器40执行配对(pair matching)以确定存在于上升间隔的功率谱上的哪个频率峰值对应于存在于随后的下降间隔的功率谱上的哪个频率峰值。即，当与存在于上升间隔的功率谱上的频率峰值相关联的候选对象和与存在于下降间隔的功率谱上的频率峰值相关联的候选对象可以被认为是相同的时候，将这两个峰值相互配对来登记。在配对中，对于姆个登记的频率峰值对,信号处理器40使用公知的用于FM-CW雷达的算法来估计从雷达设备到候选对象的距离以及候选对象相对于自己车辆的速度(候选对象的相対速度)。信号处理器40基于候选对象的相対速度和自己车辆的速度对每个候选对象的速度进行估计，以便确定该候选对象是否是静止的还是运动的。随后，信号处理器40产生包括候选对象的距离和相対速度以及方向的对象信息。(供电设备)现在将对供电设备进行解释。
图2示意性示出了本实施例的供电设备50的方框图。如图2所示，供电设备50用作开关调节器，供电设备50包括开关部62，其包括与安装在自己的车辆上的车辆电池连接的开关元件(在本实施例中是M0SFET);平滑电路63，其将开关部62的输出电压转换为在预定义电压范围内的稳定平均电压Vrat ;以及开关信号输出部65，其生成用于导通和关断开关部62的开关信号。平滑电路63包括续流ニ极管D、扼流线圈L和电容器C。开关信号输出部65包括频率设定器66，其设定用于导通和关断开关部62的开关频率fsw ；以及时钟生成器69，其生成具有频率设定器66中设定的频率fsw的时钟信号(即开关信号)。在本实施例中，开关频率fsw是开关信号的信号电平的变化周期(开关部62的导通/关断周期)的倒数，开关频率fsw被设定在多个可指定的带中的一个带之内。如图4所示，该多个可指定的带包括从差拍信号BT的上限频率fb_maxl到奈奎斯特频率fN(用于采样差拍信号BT的采样频率fs的一半)的频带(下文称为特定帯)以及在Α/D转换器35中对差拍信号BT进行采样期间每个均折返到该特定带的所有频带(折返帯)(如图4所示，从fN到fal的折返带I、从fa2到fa3的折返带2、从fa4到fa5的折返带3、从fa6到fa7的折返带4以及其它)。如上所述，在本实施例的雷达系统I中，对用于采样差拍信号BT的采样频率fs进行设定，使得奈奎斯特频率fN( = fs/2)高于差拍信号BT的上限频率fb_maxl。在供电设备50中，开关频率fsw存在于特定带和所有折返带中的一个带之内。如上所述，在本实施例的雷达系统I中，将在频带(从差拍信号BT的下限频率到上限频率fb_maxl)之外检测到对应于差拍信号BT的频率分布中的开关频率fsw的频率峰值，在该频带中，频率峰值可以被检测为从雷达设备10到对象的距离的函数。因此，本实施例的雷达系统I可以可靠地防止对应于开关频率fsw的频率峰值被错误地检测为对象的频率峰值。另外，本实施例的雷达系统I可以使得供电设备50小型化和简单化。在本实施例中，雷达设备10中的D/Α转换器21、振荡器22、功率分配器24、发射天线25、多个接收天线30以及混频器32集体对应于收发部分。Α/D转换器35和信号处理器40集体对应于信号处理部分。供电设备50中的开关62、平滑电路63、开关信号输出部65分别对应于开关部分、供电部分以及开关信号输出部分。(第二实施例)
现在将參考图5和图6来解释根据本发明的第二实施例的雷达系统。本实施例的雷达系统3与第一实施例的雷达系统I的不同之处在于从雷达设备13中的信号处理器43输出的调制命令以及在供电设备53中由频率设定器68设定的开关频率fsw。下文将仅仅解释雷达系统3与雷达系统I的不同之处。如图7所示，从信号处理器43 (特别是命令输出部44)输出的调制命令包括具有相互不同斜率的多个三角调制模式(在本实施例中是两个模式)，每个斜率由三角调制模式的单位时间的调制宽度来给出。在本实施例中，第二调制模式的斜率比第一调制模式的斜率大(即，F1/T1 < F2/T2) ο以预定的时间间隔反复地输出第一调制模式以及继第一调制模式之后的第二调制模式，该第一调制模式以及继第一调制模式之后的第二调制模式形成了调制信号的ー个周期。
第一调制模式和第二调制模式中的每ー个调制模式均包括上升间隔和下降间隔，在上升间隔中雷达波的频率随着时间线性増大，在下降间隔中雷达波的频率随着时间线性减小。可以通过使调制宽度F1、F2相互不同而使相等的调制时间T1、T2固定，或者通过使调制时间Tl、Τ2相互不同而使相等的调制宽度FI、F2固定，或者通过使调制时间Tl、Τ2相互不同并且调制宽度FI、F2相互不同，来使第一调制模式和第二调制模式的斜率相互不同。在本实施例中，作为示例，第一调制模式的调制时间Tl大于第二调制模式的调制时间(Tl > Τ2)，并且第二调制模式的调制宽度F2大于第一调制模式的调制宽度Fl (Fl < F2)。在本实施例中，响应于调制命令从发射天线25发射的连续波是由调制信号在频率上调制的射频(RF)信号，该调制信号的ー个周期包括具有相互不同的斜率的第一调制模式和第二调制模式。因此，第一调制模式中的差拍信号BT的上限频率fb_maxl和第二调制模式中的差拍信号BT的上限频率fb_max2可以相互不同。因此，在本实施例的Α/D转换器35中，对用于采样差拍信号BT的采样频率fs进行设定，使得奈奎斯特频率fN( = fs/2)高于在第一调制模式中的差拍信号BT的上限频率fb_maxl和第二调制模式中的差拍信号BT的上限频率fb_max2中较高的ー个(在本实施例中是fb_max2)。同样在本实施例的Α/D转换器35中，以比雷达设备13检测对象所要求的差拍信号BT的任何频率更高的采样频率fs来对差拍信号BT进行过采样。发射和接收由调制信号(其ー个周期包括具有相互不同斜率的第一调制模式和第二调制模式)在频率上调制的雷达波允许改变对象的可检测范围或者改变从雷达设备13到对象的距离分辨率。(供电设备)现在将解释本实施例的供电设备53。本实施例的供电设备53与第一实施例的供电设备50的不同之处在于开关频率fsw将由频率设定器68设定。在本实施例中，开关频率fsw是开关信号的信号电平的变化周期(开关部62的导通/关断周期)的倒数。开关频率fsw被预设在ー组公共可指定的带中的一个带之内，使得每个公共可指定的带包括在用于每个调制模式的ー个可指定的带中。例如，如图8所示，当在用于第一调制模式的各个可指定的带中包括用于第二调制模式的可指定的带时，开关频率fsw可以被设定在用于第二调制模式的可指定的带(特定带2、折返带2A、折返带2B、折返带2C、折返带2D以及其它)中的ー个带内。应当注意的是，在图8的例子中，该组公共可指定的带是用于第二调制模式的该组可指定的帯。如上所述，在本实施例的雷达系统3中，允许开关部62在具有相互不同斜率的第一调制模式和第二调制模式之间以公共开关频率fsw导通和关断。无论将这两种模式中的哪种调制模式用于频率调制，这都可以可靠地防止对应于开关频率fsw的频率峰值被错误地检测为对象的频率峰值。在本实施例中，雷达设备13中的D/Α转换器21、振荡器22、功率分配器24、发射天线25、多个接收天线30以及混频器32集体对应于收发部分。Α/D转换器35以及信号处理器43集体对应于信号处理部分。供电设备53中的开关部62、平滑电路63、开关信号输出部67分别对应于开关部分、供电部分以及开关信号输出部分。(第三实施例) 现在将解释根据本发明的第三实施例的雷达系统。图9示意性示出了根据本发明的第三实施例的雷达系统的方框图。本实施例的雷达系统5与第二实施例的雷达系统3的不同之处在于雷达设备15中的信号处理器45和供电设备55中的开关信号输出部70。下文将仅解释雷达系统5与雷达系统3的不同之处。类似于第二实施例的信号处理器43，本实施例的信号处理器45以预定时间间隔反复地输出第一调制模式和继第一调制模式之后的第二调制模式。第一调制模式和第二调制模式形成调制信号的ー个周期。信号处理器45包括通知输出部46,其向供电设备55输出模式通知,该模式通知表示正从发射天线25发射的雷达波的调制模式是第一调制模式还是第二调制模式。如图IOA所示，在本实施例的供电设备55中，开关信号输出部70包括可变频率设定器71，其可变地设定用于导通和关断开关部62的开关频率fsw ;以及时钟生成器75，其生成具有在可变频率设定器71中设定的开关频率fsw的时钟信号(即开关信号)。本实施例的可变频率设定器71包括输出信号的频率可变的电阻器-电容器(RC)电路，该可变频率设定器71响应于来自于信号处理器45中的通知输出部46的模式通知来对开关频率fsw进行设定。更特别地，当来自通知输出部46的模式通知表示正从发射天线25发射的雷达波的调制模式是第一调制模式时，可变频率设定器71将开关频率fsw设定在用于第一调制模式的预定义的可指定的带中的ー个带内。如图8所示，用于第一调制模式的预定义的可指定的带包括，但不限于，特定带I、折返带1A、折返带1B、折返带1C、折返带ID以及其它。另ー方面，当来自通知输出部46的模式通知表示正从发射天线25发射的雷达波的调制模式是第二调制模式时，可变频率设定器71将开关频率fsw设定在用于第二调制模式的预定义的可指定的带中的ー个带内。如图8所示，用于第二调制模式的预定义的可指定的带包括，但不限于，特定带2、折返带2A、折返带2B、折返带2C、折返带2D以及其它。如图IOB所示，可变频率设定器71包括第一频率生成器72，其输出为第一调制模式预定义的开关频率fsw的信号(由fswl标记)；第二频率生成器73，其输出为第二调制模式预定义的开关频率fsw的信号(由fsw2标记)；以及频率选择器74，其响应于来自信号处理器45中的通知输出部46的模式通知来选择fswl的信号和fsw2的信号中的任一个。在第一频率生成器72中，开关频率fswl被设定在用于第一调制模式的预定义的可指定的带(如图8所示，特定带I、折返带1A、折返带1B、折返带1C、折返带ID以及其它)中的ー个带内。在第二频率生成器73中，开关频率fsw2被设定在用于第二调制模式的预定义的可指定的带(如图8所示，特定带2、折返带2A、折返带2B、折返带2C、折返带2D以及其它)中的ー个带内。在本实施例中，无论开关频率fsw是fswl还是fsw2,时钟生成器75都输出占空比 保持恒定的时钟信号(开关信号)。这允许供应到雷达设备15的电カ的电压保持在规定的电压。如上所述，对于本实施例的雷达系统5，允许针对具有相互不同斜率的第一调制模式和第二调制模式中的每ー个调制模式，选择并且设定用于导通和关断开关部62的最佳开关频率fsw。因此，无论正从发射天线25发射的连续波的调制模式是什么，这都能可靠地防止对应于开关频率fsw的频率峰值被错误地检测为对象的频率峰值。在本实施例中，雷达设备15中的D/Α转换器21、振荡器22、功率分配器24、发射天线25、多个接收天线30以及混频器32集体对应于收发部分。Α/D转换器35以及信号处理器45集体对应于信号处理部分。信号处理器45中的通知输出部46对应于通知输出部分。供电设备55中的开关部62、平滑电路63、开关信号输出部70分别对应于开关部分、供电部分以及开关信号输出部分。可变频率设定器71中的第一频率生成器72和第二频率生成器73对应于多个频率信号生成部分，并且可变频率设定器71中的频率选择器74对应于频率选择部分。(其它实施例)现在将描述可以设想到的且不偏离本发明的精神和范围的其它实施例。将解释与第一实施例到第三实施例的不同之处。在本发明的第三实施例中，供电设备55的可变频率设定器71中的频率选择器74响应于来自通知输出部46的模式通知而在待输出给时钟生成器75的信号的频率之间切换。可替代地，该频率选择器74可以被配置为响应于来自信号处理器45的模式通知来激活第一频率生成器72和第二频率生成器73中的任ー个。在第一实施例到第三实施例中，开关部62包括MOSFET作为开关元件。可替代地，开关部62可以包括能够响应于开关信号来导通和关断的任何其它开关元件。在第一实施例和第二实施例中，开关信号输出部65、67中的频率设定器66、68设置在供电设备50、53内。在第三实施例中，开关信号输出部70中的可变频率设定器71设置在供电设备55内。可替代地，可以将频率设定器66、68以及可变频率设定器71设置在供电设备50、53、55之外。在第一实施例到第三实施例中，供电设备50、53、55是降压(或者下变换)供电设备。可替代地，供电设备50、53、55可以是升压供电设备、升降压供电设备，或者能够供应预定义电压范围内的电カ的其它类型的供电设备。在第一实施例到第三实施例中，雷达设备10、13、15包括从多个接收天线30到信号处理器40、43、45(更特别地，η个接收天线CHl到CHn、接收开关31、混频器32、放大器33、滤波器34和A/D转换器35)的接收系统。可替代地，雷达设备10、13、15可以包括不具有接收开关31的接收系统。更特别地，如图11所示，接收系统包括与该多个接收天线30的各个天线gOi-gOn关联的多个子接收系统。与天线90i(i = I到η)关联的子接收系统包括混频器91i，其将来自天线90i的接收信号Sr与本地信号L混频以生成差拍信号BT ;放大器92i，其放大在混频器91中生成的差拍信号BT ;滤波器93i，其从由放大器9 放大的差拍信号BT中去除不必要的信号成分；以及Α/D转换器91，其对滤波器93i的输出进行采样以将差拍信号BT转换为数字数据。在第一实施例到第三实施例中，雷达系统1、3、5与FM-CW雷达一起使用。可替代地，雷达系统1、3、5可以与频率非调制的CW毫米波雷达一起使用，其中从该雷达设备输出具有相互不同频率的连续波序列(在诸如双频CW雷达之类的多频CW雷达的情况下)或者输出具有单个频率的连续波(在CW雷达的情况下)。在已经受益于在前述说明书和相关附图中介绍的教导之后，本发明所属领域的技 术人员将想到本发明的很多修改和其它实施例。因此，应当理解的是，本发明不限于所公开的特定实施例，并且该修改和其它实施例应当包括在所附权利要求的范围之内。虽然在此采用了特定术语，但是它们仅在一般性和描述性的意义下使用而非用于限制的目的。
权利要求
1.一种用于向雷达设备(10、13、15)供应电カ的供电设备(50、53、55),所述雷达设备(10、13、15)包括收发部分(21、22、24、25、30、32)，所述收发部分发射和接收连续波，并且将所接收的信号与发射信号混频以生成差拍信号(BT);以及信号处理部分(35、40、43、45)，所述信号处理部分采样在所述收发部分中生成的差拍信号(BT)并且基于所采样的差拍信号的傅里叶变换来对反射所述连续波的对象进行检测，所述供电设备包括 开关部分(62)，所述开关部分响应于开关信号而被导通和关断； 供电部分(63)，所述供电部分通过以所述开关信号的开关频率导通和关断的所述开关部分￠2)来生成在预定义的电压范围内的电力，并且将所述电カ供应给所述雷达设备(10、13、15);以及 开关信号输出部分(65、67、70)，所述开关信号输出部分输出具有被设定在可指定的带中的一个带之内的所述开关频率的所述开关信号，所述可指定的带包括特定带和所有折返带，所述所有折返带中的每个折返带均折返到所述特定带，所述特定带的范围是从所述差拍信号(BT)的上限频率(fb_maxl)到由用于采样所述差拍信号(BT)的采样频率(fs)的一半所定义的奈奎斯特频率(fN)，其中对所述采样频率(fs)进行设定使得所述奈奎斯特频率(fN)高于所述差拍信号(BT)的所述上限频率(fb_maxl)。
2.根据权利要求I所述的设备(50)，其中 所述雷达设备(10)被配置为响应于调制信号而在频率上调制射频(RF)信号，所述调制信号的ー个周期包括单个三角调制模式，并且 所述开关信号输出部分￠5)被配置为输出具有被设定在用于所述单个三角调制模式的ー组可指定的带中的一个带之内的所述开关频率的所述开关信号。
3.根据权利要求I所述的设备(53)，其中 所述雷达设备(13)被配置为响应于调制信号而在频率上调制射频(RF)信号，所述调制信号的ー个周期包括具有相互不同的斜率的多个三角调制模式，并且用于每个三角调制模式的所述斜率由所述三角调制模式的単位时间的调制宽度来给出，并且 所述开关信号输出部分(67)被配置为输出具有被设定在ー组公共可指定的带中的一个带之内的所述开关频率的开关信号，使得每个公共可指定的带包括在用于每个所述三角调制模式的可指定的带中的ー个带内。
4.根据权利要求I所述的设备(55)，其中 所述雷达设备(15)被配置为响应于调制信号而在频率上调制射频信号，所述调制信号的ー个周期包括具有相互不同的斜率的多个三角调制模式，并且用于每个三角调制模式的所述斜率由所述三角调制模式的単位时间的调制宽度来给出，并且 所述雷达设备(15)还包括通知输出部分(46)，所述通知输出部分(46)输出表示哪个调制模式被用于调制所述射频信号的模式通知，并且 所述开关信号输出部分被配置为输出具有被设定在由来自所述通知输出部分的所述模式通知所指定的用于所述调制模式的可指定的带中的一个带之内的所述开关频率的所述开关信号。
5.根据权利要求4所述的设备(55)，其中所述开关信号输出部分(70)包括 多个用于各个调制模式的频率信号生成部分(72、73)，每个频率信号生成部分被配置为输出具有被设定在用于对应的调制模式的可指定的带中的一个带之内的所述开关频率的信号；以及 频率选择部分(74)，所述频率选择部分响应于从所述通知输出部分输出的所述模式通知来选择并且输出在所述频率信号生成部分中生成的所述信号中的ー个。
6.根据权利要求3所述的设备(53)，其中对用于采样所述差拍信号(BT)的所述采样频率(fs)进行设定，使得所述奈奎斯特频率(fN)高于用于各个调制模式的差拍信号(BT)的上限频率中的较高的ー个上限频率。
7.根据权利要求4所述的设备(55)，其中对用于采样所述差拍信号(BT)的所述采样频率(fs)进行设定，使得所述奈奎斯特频率(fN)高于用于各个调制模式的差拍信号(BT)的上限频率中的较高的ー个上限频率。
8.ー种雷达系统(I)，包括 雷达设备(10、13、15)，所述雷达设备包括收发部分(21、22、24、25、30、32)，所述收发部分发射和接收连续波，并且将所接收的信号与发射信号混频以生成差拍信号(BT);以及信号处理部分(35、40、43、45)，所述信号处理部分采样在所述收发部分中生成的差拍信号(BT)并且基于所采样的差拍信号的傅里叶变换来对反射所述连续波的对象进行检测；以及 根据权利要求I到7中的任一项所述的用于向所述雷达设备(10、13、15)供应电カ的供电设备(50、53、55)。
全文摘要
一种用于向雷达设备(10、13、15)供应电力的供电设备(50、53、55)，该雷达设备(10、13、15)发射和接收连续波，并且基于发射波和反射波的差拍信号(BT)的频谱来对反射该连续波的对象进行检测。所述供电设备(50、53、55)包括供电部分(63)，其通过响应于开关信号来导通和关断的开关部分(62)来生成在预定义的电压范围内的电力；以及开关信号输出部分(65、67、70)，其输出具有被设定在可指定的带中的一个带之内的频率的开关信号。这使得包括该雷达设备和该供电设备的雷达系统能够可靠地防止将开关信号的频率峰值错误地检测为该对象的频率峰值。
文档编号G01S13/34GK102680965SQ20121006046
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者加藤祐介, 夏目一马 申请人:株式会社电装