专利名称：利用高时间分辨率任意改变发射和接收之间的延迟时间的小尺寸低功耗短程雷达及其控 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种短程雷达及其控制方法，尤其涉及一种采用如下技术的短程雷达，这种技术能够用具有低功耗的简单小尺寸的配置实现在分配给汽车雷达或用于弱视者等的行走辅助雷达的超宽频带(UWB)22至29GHz中使用的短程雷达，并且能够利用高时间分辨率任意改变发射和接收之间的延迟时间，以便提高距离分辨率，尤其是用于在预定周期中辐射窄脉冲波(短脉冲波)到空间中并且接收和检测从存在于空间的目标反射的波，以基于所述检测输出分析所述目标的这些短程雷达的距离分辨率；以及一种用于控制该短程雷达的方法。
背景技术：
传统已知的用于通过使用脉冲波搜索空中目标的脉冲雷达基本上具有如图10中所示的这样一种配置。
也就是说，在图10中所示的脉冲雷达10中，发射机部分11当已经在预定周期Tg中接收到从随后描述的控制部分16输出的触发信号G时，产生具有与触发信号G同步的预定宽度和预定载频的脉冲波Pt，并且经由发射天线11a将其辐射到空间。
该脉冲波Pt被在空间1中存在的目标1a反射，使得其反射波Pr被接收天线12a所接收，接着被接收机部分12检测。
信号处理部分15基于在相对于例如在从发射机部分11发送脉冲波时的参考定时从接收机部分12输出检测输出D时的定时，并且还基于脉冲波的输出波形，分析在空间1中存在的目标1a。
控制部分16基于由信号处理部分15等处理的结果，对发射机部分11和接收机部分12提供各种控制项目。
要注意到，这样一种脉冲雷达10的基本配置在下面的专利文献1和2中被公开
专利文献1Jpn.Pat.Appln.KOKAI Publication No.7-012921专利文献2Jpn.Pat.Appln.KOKAI Publication No.8-313619下面两种类型的脉冲雷达被认为是在具有这样一种基本配置的这些脉冲雷达中近来被投入实际使用的汽车雷达。
第一种类型的脉冲雷达正在如下方面进行开发出于协助高速驾驶如防止机动车碰撞和驾驶控制的目的，在高功率的情况下使用毫米波段频率(77GHz)来搜索长距离窄角度范围。
第二种类型的脉冲雷达正在如下方面进行开发出于协助低速驾驶如汽车的盲点的识别和并线泊车的目的，在低功率情况下使用亚毫米波段频率(22至29GHz)搜索短距离宽角度范围。
在第二种类型的脉冲雷达中使用的亚毫米波段通常被称作为超宽频带(UWB)，并且不仅被用在汽车雷达，而且被用在医用雷达、用于弱视者的行走辅助雷达以及短距离通信系统等中。
由于UWB为宽，所以具有1ns或更少宽度的短脉冲可以被用在雷达系统中，使得期待于实现具有高距离分辨率的短程雷达。
发明内容
然而，为了实际上实现使用UWB并且具有高距离分辨率的短程雷达，存在随后所述的要解决的多种问题。
最重要的目标之一是能够以用于从整个搜索范围的想要的距离区域来选择性地接收反射波的操作模式来获得高距离分辨率。
即，在实现这样一种以用于从想要的距离区域中选择性地接收反射波的操作模式的情形中，有必要以至少所述短脉冲的宽度的分辨率(例如，1ns)来精确地产生从短脉冲辐射时刻到开始接收来自存在于空间中的目标的反射波的时刻的时间延迟。
通常，为了任意获得具有这样高时间分辨率的延迟时间，已经使用了一种方法来组合具有不同延迟时间值的许多固定延迟线。
然而，这样一种用于组合许多固定延迟线的方法增加了如短程雷达的装置的配置大小，由此带来的问题是，不适合于短程雷达利用UWB，这是因为这种类型的雷达可能不得不被安装在各种类型的车辆或蜂窝电话中。
而且，延迟线随其延迟时间变得较长而具有较大的误差，使得即使如果多个固定延迟线按如上所述那样组合以获得想要的延迟时间，但是误差也变得太大，由此导致的问题是，不可能通过使用组合许多固定延迟线的方法实现利用UWB并且具有高距离分辨率的短程雷达。
根据另一种电气任意获得延迟时间的方法，可能通过使用计数器实现用于计数高速时钟信号的配置，以在所得计数等于预设的值时的定时处开始接收。
然而，用电气方式获得任意延迟时间的方法的问题在于，要获得在1ns的分辨率时的任意延迟时间所需要的1GHz多位计数器的功耗较大。
还有一种方法可以用来按这样一种方式联合使用这些方法以至于通过使用这样一种计数器电气地获得任意延迟时间的方法来粗略地调整延迟时间，并且还利用组合如上所述的许多固定延迟线的方法精细地对其调整。
然而，这种一种联合方法的问题在于，用于如上所述的许多固定延迟线的切换的配置增加了如短程雷达的装置的配置大小。
本发明已经为解决现有技术的上述问题进行了开发，并且本发明的目的在于提供一种短程雷达以及一种对该短程雷达的控制方法，这样一种短程雷达具有简单的配置和低功耗，并且可以以高时间分辨率任意改变发射和接收之间的延迟时间。
为了实现上面的目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种短程雷达，包括发射机部分(21)，用于每当接收发射触发信号(Gt)时辐射具有预定宽度的短脉冲波(Pt)到空间(1)；接收机部分(30)，用于当已经接收到接收触发信号(Gr)时对短脉冲波(Pt)的反射波(Pr)执行接收和检测处理；可变周期脉冲产生器(41)，包括直接数字合成器(41a)，用于输出具有与从外部指定的频率数据(Df)相对应的频率的信号，所述可变周期脉冲产生器产生其周期按照频率数据变化的可变周期脉冲(Pd，Pd′)；第一脉冲产生电路(42)，用于接收由可变周期脉冲产生器(41)产生的可变周期脉冲(Pd，Pd′)，并且其在假定为自从输入搜索指令起在预定方向上首先改变可变周期脉冲的电平时的定时的参考定时处，输出在预定方向上改变其电平的第一脉冲作为发射触发信号(Gt)；第二脉冲产生电路(44)，用于接收由可变周期脉冲产生器(41)产生的可变周期脉冲(Pd′)，并且其将在参考定时之后已经在与第一预定方向相反的方向上改变可变周期脉冲的电平时的定时处，在预定方向上改变其电平的第二脉冲作为接收触发信号(Gr)输出；触发信号产生部分(40′)，包括可变周期脉冲产生器(41)、第一脉冲产生电路(42)、以及第二脉冲产生电路(44)，所述触发信号产生部分每当可变周期脉冲产生器(41)接收到搜索指令时从第一脉冲产生电路(42)输出发射触发信号(Gt)到发射机部分(21)，并且，还从第二脉冲产生电路(44)将由相对于发射触发信号(Gt)延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号(Gr)输出到接收机部分(30)，以便给出在发射和接收之间的延迟时间(Tr)；以及频率数据变化部分(53)，包括存储器(53a)，其中在频率数据(Df)和在发射和接收之间的延迟时间(Tr)之间的关系被事先以计算表达式或计算结果的表格的形式存储在存储器(53a)中，所述频率数据变化部分，基于存储在所述存储器(53a)中的、在频率数据(Df)和发射和接收之间的延迟时间(Tr)的关系，变化要去往可变周期脉冲产生器(41)中的直接数字合成器(41a)的频率数据(Df)，由此使得相对于发射触发信号(Gt)能够任意变化接收触发信号(Gr)的延迟时间。
为了获得上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种根据第一方面的短程雷达，还包括固定延迟电路(43)，用于将来自第一脉冲产生电路(42)的第一脉冲延迟(Tk)固定一段时间，并且输出其作为发射触发信号(Gt)，其中第二脉冲产生电路(44)，在已经接收到由可变周期脉冲产生器所产生的可变周期脉冲时，在当等于来自可变周期脉冲产生器(41)的可变周期脉冲的周期的一半的整数倍并且已经自从参考定时起经过大于所述固定一段时间的一段时间时的定时处输出接收触发信号(Gr)。
为了获得上述目的，根据本发明的第三方面，提供了一种根据第一方面的短程雷达，其中所述接收机部分(30)包括分支电路(35)，用于同相地将发射机部分(21)辐射到空间(1)的短脉冲波(Pt)的反射波(Pr)的信号(R’)划分为第一信号和第二信号(V1，V2)；线性乘法器(36)，用于将已经由分支电路(35)同相划分的第一信号和第二信号(V1，V2)线性相乘；以及由低通滤波器(37)配置的检测器电路(34)，用于从线性乘法器(36)的输出信号中提取基带分量，以及所述短程雷达还包括信号处理部分(51)，用于基于接收机部分(30)的输出，对在空间(1)中存在的目标(1a)执行分析处理；以及控制部分(52)，用于基于信号处理部分(51)分析的结果，对发射机部分(21)和接收机部分(30)中的至少一个执行预定控制。
为了获得上述目的，根据本发明的第四方面，提供了一种根据第三方面的短程雷达，其中在检测器电路(34)中的线性乘法器(36)由吉尔伯特混频器来配置。
为了获得上述目的，根据本发明的第五方面，提供了一种根据第三方面的短程雷达，其中接收机部分(30)具有用于集成所述检测器电路(34)的输出信号并且保持和输出集成的结果的采样保持电路(38)。
为了获得上述目的，根据本发明的第六方面，提供了一种根据第五方面的短程雷达，其中，所述控制部分(52)基于由信号处理部分(51)处理的结果可变地控制采样保持电路(38)的集成开始定时和集成时间。
为了获得上述目的，根据本发明的第七方面，提供了一种根据第三方面的短程雷达，其中发射机部分(21)配有功率放大器(25)，用于放大所述短脉冲波)，以及所述接收机部分(30)配有低噪声放大器(32)，用于放大反射波(Pr)的信号(R)，以及控制部分(52)控制提供给发射机部分(21)的功率放大器(25)和提供给接收机部分(30)的低噪声放大器(32)中的至少一个的增益，使得输入到检测器电路(34)的反射波(Pr)的信号(R’)的电平落入在接收机部分(30)中的线性放大器(36)的线性工作范围之内。
为了获得上述目的，根据本发明的第八方面，提供了一种根据第一方面的短程雷达，其中发射机部分(21)配有脉冲产生器(23)，用于产生具有预定宽度的脉冲信号(Pa)；以及振荡器(24)，用于仅仅在正输入来自脉冲产生器(23)的脉冲信号(Pa)的周期中，振荡并提供输出信号(Pb)作为短脉冲波(Pt)，所述振荡器在脉冲信号(Pa)没有被输入的周期中停止振荡。
为了获得上述目的，根据本发明的第九方面，提供了一种短程雷达，包括
发射机部分(21)，用于每当接收发射触发信号(Gt)时辐射具有预定宽度的短脉冲波(Pt)到空间(1)；接收机部分(30)，用于当已经接收到接收触发信号(Gr)时对短脉冲波(Pt)的反射波(Pr)执行接收和检测处理；可变周期脉冲产生器(41)，包括直接数字合成器(41a)，用于基于搜索指令输出具有与从外部指定的频率数据(Df)相对应的频率的信号，所述可变周期脉冲产生器产生其周期按照频率数据(Df)变化的可变周期脉冲；第一脉冲产生电路(42)，用于接收由可变周期脉冲产生器(41)产生的可变周期脉冲，并且其在假定为可变周期脉冲的电平上升或下降时的定时的参考定时处输出第一脉冲；固定延迟电路(43)，用于给出固定一段时间的延迟(Tk)到来自第一脉冲产生电路(42)的第一脉冲，并且其输出其作为发射触发信号(Gt)；第二脉冲产生电路(44)，用于接收由可变周期脉冲产生器(41)产生的可变周期脉冲，并且其在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍并且已经自从参考定时起经过大于所述固定一段时间的一段时间时的定时处输出接收触发信号(Gr)；触发信号产生部分(40)，包括可变周期脉冲产生器(41)、第一脉冲产生电路(42)、固定延迟电路(43)和第二脉冲产生电路(44)，所述触发信号产生部分每当可变周期脉冲产生器(41)接收搜索指令时从固定延迟电路(43)输出发射触发信号(Gt)到发射机部分(21)，并且，还从第二脉冲产生电路(44)将由相对于发射触发信号(Gt)延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号(Gr)输出到接收机部分(30)，以便给出在发射和接收之间的延迟时间(Tr)；以及频率数据变化部分(53)，包括存储器(53a)，其中在频率数据(Df)和在发射和接收之间的延迟时间(Tr)之间的关系被事先以计算表达式或计算结果的表格的形式存储在存储器(53a)中，所述频率数据变化部分基于存储在存储器(53a)中的、在频率数据(Df)和在发射和接收之间的延迟时间(Tr)之间的关系，来变化要去往可变周期脉冲产生器(41)中的直接数字合成器(41a)的频率数据(Df)，由此使得相对于发射触发信号(Gt)能够任意变化接收触发信号(Gr)的延迟时间。
为了获得上述目的，根据本发明的第十个方面，提供了一种根据所述第九方面的短程雷达，其中第一脉冲产生电路(42)输出在所述参考定时处其电平上升的第一脉冲；以及第二脉冲产生电路(44)，在已经接收到由可变周期脉冲产生器(41)产生的可变周期脉冲时，将在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍并且已经自从参考定时起经过比所述固定一段时间长的一段时间时的定时处其电平上升的信号作为接收触发信号(Gr)输出；为了获得上述目的，根据本发明的第十一个方面，提供了一种根据所述第九方面的短程雷达，其中所述接收机部分(30)包括分支电路(35)，用于将由发射机部分(21)辐射到空间(1)的短脉冲波(Pt)的反射波(Pr)的信号(R’)同相地划分为第一信号和第二信号(V1，V2)；线性乘法器(36)，用于将已经由分支电路(35)同相划分的第一信号和第二信号(V1，V2)线性相乘；以及由低通滤波器(37)配置的检测器电路(34)，用于从线性乘法器(36)的输出信号中提取基带分量，以及所述短程雷达还包括信号处理部分(51)，用于基于接收机部分(30)的输出，对在空间(1)中存在的目标(1a)执行分析处理；以及控制部分(52)，用于基于信号处理部分(51)分析的结果，对发射机部分(21)和接收机部分(30)中的至少一个执行预定控制。
为了获得上述目的，根据本发明的第十二个方面，提供了一种根据所述第十一方面的短程雷达，其中，在所述检测器电路(34)中的线性乘法器(36)由吉尔伯特混频器来配置。
为了获得上述目的，根据本发明的第十三个方面，提供了一种根据所述第十一方面的短程雷达，其中所述接收机部分(30)具有用于集成所述检测器电路(34)的输出信号并且保持和输出集成的结果的采样保持电路(38)。
为了获得上述目的，根据本发明的第十四个方面，提供了一种根据所述第十三方面的短程雷达，其中所述控制部分(52)基于由信号处理部分(51)处理的结果来可变地控制采样保持电路(38)的集成开始定时和集成时间。
为了获得上述目的，根据本发明的第十五个方面，提供了一种根据所述第十一方面的短程雷达，其中发射机部分(21)配有功率放大器(25)，用于放大所述短脉冲波(Pt)，以及所述接收机部分(30)配有低噪声放大器(32)，用于放大反射波(Pr)的信号(R)，以及控制部分(52)控制提供给发射机部分(21)的功率放大器(25)和提供给接收机部分(30)的低噪声放大器(32)中的至少一个的增益，使得输入到检测器电路(34)的反射波(Pr)的信号(R’)的电平落入在接收机部分(30)的线性放大器(36)的线性工作范围之内。
为了获得上述目的，根据本发明的第十六个方面，提供了一种根据所述第九方面的短程雷达，其中发射机部分(21)配有脉冲产生器(23)，用于产生具有预定宽度的脉冲信号(Pa)；以及振荡器(24)，用于仅仅在正输入来自脉冲产生器(23)的脉冲信号(Pa)的周期中，振荡并提供输出信号(Pb)作为短脉冲波(Pt)，所述振荡器在脉冲信号(Pa)没有被输入的周期中停止振荡。
为了获得上述目的，根据本发明的第十七个方面，提供了一种短程雷达控制方法，包括准备发射机部分(21)和接收机部分(30)的步骤；每当接收发射触发信号(Gt)时通过使用发射机部分(21)辐射具有预定宽度的短脉冲波(Pt)到空间(1)的步骤；通过使用接收机部分(30)接收接收触发信号(Gr)以便对短脉冲波(Pt)的反射波(Pr)执行接收和检测处理的步骤；通过基于搜索指令使用用于输出具有与从外部指定的频率数据(Df)相对应的频率的信号的直接数字合成器(41a)来产生其频率根据频率数据(Df)变化的可变周期脉冲的步骤；在假定为在预定方向上首先改变可变周期脉冲的电平时的定时的参考定时处，输出在预定方向上改变其电平的第一脉冲作为发射触发信号(Gt)的步骤；将在参考定时之后已经在与第一预定方向相反的方向上改变可变周期脉冲的电平时的定时处，在预定方向上改变其电平的第二脉冲作为接收触发信号(Gr)输出的步骤；一步骤，包括产生可变周期脉冲的步骤；输出第一脉冲作为发射触发信号(Gt)的步骤；以及如下的步骤输出第二脉冲作为接收触发信号(Gr)，在产生可变周期脉冲的步骤中每当接收搜索指令时，在输出第一脉冲作为发射触发信号的步骤中，将发射触发信号(Gt)输出到发射机部分(21)，以及，还在将所述第二脉冲作为接收触发信号输出的步骤中，将由相对于发射触发信号(Gt)延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号(Gr)输出到接收机部分(30)，以便给出在发射和接收之间的延迟时间(Tr)；用于事先在存储器(53a)中以计算表达式或者计算结果的表格的形式存储在频率数据(Df)和在发射和接收之间的延迟时间(Tr)之间的关系的步骤；以及基于存储在所述存储器(53a)中的、在频率数据(Df)和发射和接收之间的延迟时间(Tr)之间的关系，变化要去往在产生可变周期脉冲的步骤中使用的直接数字合成器(41a)的频率数据(Df)，由此使得相对于发射触发信号(Gt)能够任意变化接收触发信号(Gr)的延迟时间的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第十八个方面，提供了一种根据所述第十七方面的短程雷达控制方法，其中用于将所述第一脉冲作为发射触发信号(Gt)输出的步骤具有通过使用固定延迟电路(43)将固定一段时间的延迟给予第一脉冲的步骤，以及所述输出第二脉冲作为接收触发信号(Gr)的步骤在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍并且已经自从参考定时起经过比所述固定一段时间长的一段时间时的定时处输出接收触发信号(Gr)。
为了获得上述目的，根据本发明的第十九个方面，提供了一种根据所述第十七方面的短程雷达控制方法，其中用于执行接收和检测处理的步骤包括通过使用接收机部分(30)接收辐射到空间(1)的短脉冲波(Pt)的反射波(Pr)的信号(R’)并且同相地将反射波(Pr)的信号(R’)划分为第一和第二信号(V1，V2)的步骤；通过使用线性乘法器(36)将第一和第二信号(V1，V2)线性相乘并且输出经过线性相乘的信号的步骤；从经过线性相乘的信号中提取基带分量的步骤；基于基带分量对空间(1)中存在的目标(1a)执行分析处理的步骤；以及基于所述分析处理的结果，对发射机部分(21)和接收机部分(30)中的至少一个执行预定控制的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十个方面，提供了一种根据第十九方面的短程雷达控制方法，其中输出经过线性相乘的信号的步骤包括通过使用吉尔伯特(Gilbert)混频器作为线性乘法器(36)执行出于输出线性相乘的信号的目的的线性乘法的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十一个方面，提供了一种根据所述第十九方面的短程雷达控制方法，还包括在执行分析处理的步骤之前，集成所述基带分量并且保持和输出集成的结果的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十二个方面，提供了一种根据所述第二十一方面的短程雷达控制方法，其中所述集成基带分量的步骤包括基于分析处理的结果对用于开始基带分量的集成的定时和集成时间执行可变控制的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十三个方面，提供了一种根据所述第十九方面的短程雷达控制方法，其中发射机部分(21)配有功率放大器(25)，用于放大短脉冲波(Pt)，以及接收机部分(30)配有低噪声放大器(32)，用于放大反射波(Pr)的信号(R)，以及所述执行预定控制的步骤包括控制提供给发射机部分(21)的功率放大器(25)和提供给接收机部分(30)的低噪声放大器(32)中的至少一个的增益，使得反射波(Pr)的信号(R’)的电平落入在接收机部分(30)中的线性放大器(36)的线性工作范围之内的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十四个方面，提供了一种根据所述第十七方面的短程雷达控制方法，其中通过使用发射机部分(21)辐射短脉冲波(Pt)到空间(1)的步骤包括用于产生具有预定宽度的脉冲信号(Pa)的步骤；用于仅仅在正输入所述脉冲信号(Pa)的周期中，执行振荡操作并将输出信号(Pb)作为短脉冲波(Pt)输出的步骤；以及用于在脉冲信号(Pa)没有被输入的周期中停止所述振荡操作，以便避免输出信号(Pb)作为短脉冲信号(Pt)输出的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十五个方面，提供了一种短程雷达控制方法，包括准备发射机部分(21)和接收机部分(30)的步骤；
每当接收发射触发信号(Gt)时通过使用发射机部分(21)辐射具有预定宽度的短脉冲波(Pt)到空间(1)的步骤；通过使用接收机部分(30)接收接收触发信号(Gr)以便对短脉冲波(Pt)的反射波(Pr)执行接收和检测处理的步骤；通过基于搜索指令使用用于输出具有与从外部指定的频率数据(Df)相对应的频率的信号的直接数字合成器(41a)来产生其频率根据频率数据(Df)变化的可变周期脉冲的步骤；在假定为可变周期脉冲上升或下降时的定时的参考定时处输出第一脉冲的步骤；给出固定一段时间的延迟给第一脉冲并且将其作为发射触发信号(Gt)输出的步骤；在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍并且已经自从参考定时起经过比所述固定一段时间长的一段时间时的定时处输出接收触发信号(Gr)的步骤；一步骤，包括产生可变周期脉冲的步骤；输出第一脉冲的步骤；给出固定一段时间到第一脉冲并且将其作为发射触发信号(Gt)输出的步骤；以及如下的步骤在当已经经过比固定一段时间长的一段时间时的定时处，输出接收触发信号(Gr)，并且在给出固定一段时间到第一脉冲的步骤中，输出发射触发信号(Gt)到发射机部分(21)，而在用于产生可变周期脉冲的步骤中每当接收搜索指令时，将其作为发射触发信号输出，以及还在作为接收触发信号(Gr)输出的步骤中，在当已经经过比固定一段时间长的一段时间时的定时处，将相对于发射触发信号(Gt)延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号(Gr)输出到接收机部分(30)，以便给出在发射和接收之间的延迟时间(Tr)；用于以计算表达式或计算结果的表格的形式事先在存储器(53a)中存储在发射和接收之间的延迟时间(Tr)和频率数据(Df)之间的关系的步骤；以及改变去往在基于存储于存储器(53a)中的、在发射和接收之间的延迟时间(Tr)和频率数据(Df)之间的关系产生可变周期脉冲的步骤中使用的直接数字合成器(41a)的频率数据(Df)，由此使得相对于发射触发信号(Gt)能够任意改变接收触发信号(Gr)的延迟时间的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十六个方面，提供了一种根据所述第二十五方面的短程雷达控制方法，其中用于产生第一脉冲的步骤输出在参考定时处其电平上升的第一脉冲，和用于在当已经经过比固定一段时间长的一段时间时的定时处输出接收触发信号(Gr)的步骤，将在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍和已经自从参考定时起经过比所述固定一段时间长的一段时间时的定时处其电平上升的信号作为接收触发信号(Gr)输出。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十七个方面，提供了一种根据所述第二十五方面的短程雷达控制方法，其中用于执行接收和检测处理的步骤包括通过使用接收机部分(30)接收辐射到空间(1)的短脉冲波(Pt)的反射波(Pr)并且同相地将所述反射波(Pr)的信号(R′)划分为第一和第二信号(V1，V2)的步骤；通过使用线性乘法器(36)将第一和第二信号(V1，V2)线性相乘并且输出经过线性相乘的信号的步骤；从经过线性相乘的信号中提取基带分量的步骤；基于所述基带分量对在空间(1)中存在的目标(1a)执行分析处理的步骤；以及基于所述分析处理的结果，对发射机部分(21)和接收机部分(30)中的至少一个执行预定控制的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十八个方面，提供了一种根据所述第二十七方面的短程雷达控制方法，其中所述输出经过线性相乘的信号的步骤包括通过使用吉尔伯特混频器作为线性乘法器(36)，来执行出于输出线性相乘的信号的目的的线性乘法的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第二十九个方面，提供了一种根据所述第二十七方面的短程雷达控制方法，还包括在执行分析处理的步骤之前，集成所述基带分量并且保持和输出集成的结果的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第三十个方面，提供了一种根据所述第二十九方面的短程雷达控制方法，其中所述集成所述基带分量的步骤包括基于由分析处理的结果对用于开始基带分量的集成的定时和集成时间执行可变控制的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第三十一个方面，提供了一种根据所述第二十七方面的短程雷达控制方法，其中发射机部分(21)配有功率放大器(25)，用于放大短脉冲波，以及接收机部分(30)配有低噪声放大器(32)，用于放大反射波(Pr)的信号(R)，以及所述执行预定控制的步骤包括控制提供给发射机部分(21)的功率放大器(25)和提供给接收机部分(30)的低噪声放大器(32)中的至少一个的增益，使得反射波(Pr)的信号(R′)的电平落入在接收机部分(30)中的线性放大器(36)的线性工作范围之内的步骤。
为了获得上述目的，根据本发明的第三十二个方面，提供了一种根据所述第二十五方面的短程雷达控制方法，其中通过使用发射机部分(21)辐射短脉冲波(Pt)到空间(1)的步骤包括用于产生具有预定宽度的脉冲信号(Pa)的步骤；用于仅仅在正输入所述脉冲信号(Pa)的周期中，执行振荡操作并将输出信号(Pb)作为短脉冲波(Pt)输出的步骤；以及用于在脉冲信号(Pa)没有被输入的周期中停止所述振荡操作，以便避免输出信号(Pb)作为短脉冲信号(Pt)输出的步骤。
用此方式，在根据本发明的短程雷达以及对该短程雷达控制的方法的配置中，从包括直接数字合成器(DDS)的可变周期脉冲产生器中输出的可变周期脉冲自接收搜索指令起首先已经电平改变时的定时被用作参考定时，使得在参考定时处或者比参考定时更迟的固定一段时间处电平改变的信号被产生并且作为发射触发信号输出，在从输出发射触发信号时的定时延迟可变周期脉冲的周期的一半或其整数倍的定时处电平改变的信号被产生而且作为接收触发信号输出，以及基于存储在存储器中的在频率数据和在发射和接收之间的延迟时间之间的关系，改变DDS的频率数据，使得能够改变在发射触发信号和接收触发信号之间的延迟时间。
因此，根据本发明的短程雷达以及控制该短程雷达的方法，可能通过使用简单的配置和低功耗以高时间分辨率任意改变在发射和接收之间的延迟时间。
图1是示出根据本发明的第一实施例的短程雷达的系统配置的框图。
图2是示出根据图1中所示的第一实施例的短程雷达的发射机部分中使用的振荡器的一个例子的框图。
图3是图2中所示的振荡器的操作的解释图，示出了输入到振荡器的具有周期Tg的脉冲信号Pa以及从振荡器以短脉冲串形式输出的方波信号Pb。
图4是示出作为在根据图1中所示的第一实施例的短程雷达的接收机部分中使用的检测器电路中的线性乘法器的例子使用的吉尔伯特(Gilbert)混频器的基本类型的电路图。
图5是图4中所示的吉尔伯特混频器的操作的解释图，示出了以短脉冲串同相输入到吉尔伯特混频器的正弦波信号S(t)和从吉尔伯特混频器输出的平方波S(t)2。
图6是示出在根据图1中所示的第一实施例的短程雷达的接收机部分中使用的采样保持电路的原理配置的图。
图7是示出根据图1中所示的第一实施例的短程雷达的触发信号产生部分的特定配置的框图。
图8是图7中所示的触发信号产生部分的操作的解释性时序图。
图9是示出在发射和接收之间的延迟时间和频率数据之间的关系的曲线图，所述频率数据被提供给图7中所示的触发信号产生部分中的直接数字合成器。
图10是示出传统的脉冲雷达的基本配置的框图。
图11是示出在频率数据Df、可变周期脉冲的频率fd和周期Td以及发射和接收之间的延迟时间Tr之间的关系的表格的一个例子，所述频率数据Df被提供给图7中所示的触发信号产生部分中的直接数字合成器。
图12是相对于在发射和接收之间的延迟时间Tr的频率数据Df的二进制表示，所述频率数据Df被提供给图7中所示的触发信号产生部分中的直接数字合成器。
图13是示出作为根据本发明的第二实施例的短程雷达的重要部件的配置的触发信号产生部分的特定配置的框图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述根据本发明的短程雷达的几个实施例。
(第一实施例)首先，将描述根据本发明的第一实施例的短程雷达的配置。
图1是示出根据本发明的第一实施例的短程雷达20的配置的框图。
具体来说，在图1中所示的短程雷达20包括发射机部分21、接收机部分30、触发信号产生部分40、模拟数字转换器(ADC)50、信号处理部分51和控制部分52。
每当接收在预定周期Tg中从触发信号产生部分40输出的触发信号Gt时，发射机部分21经由发射天线22辐射具有如随后所述那样产生的预定宽度Tp(例如，1ns)和预定载频Fc(例如，26GHz)的短脉冲波Pt到空间1。
要注意，发射天线22在某些情况下和随后所述的接收机部分30中的接收天线31被一起使用。
如图1中所示，发射机部分21具有脉冲发生器23，用于产生与来自触发信号产生部分40的发射触发信号Gt的电平在预定方向(例如，上升方向)改变时的定时同步的、具有宽度Tp的脉冲信号Pa；振荡器24，用于仅仅在周期Tp中振荡并输出具有载频Fc的信号，其中在该周期Tp期间，它从脉冲发生器23接收脉冲信号Pa；功率放大器25，用于放大来自振荡器24的输出信号并且将其提供给发射天线22；以及带阻滤波器(BRF)26，用于抑制来自功率放大器25的输出信号以免给出必要的频段外的辐射。
图2是示出根据图1中所示的第一实施例的短程雷达的发射机部分21中使用的振荡器24的一个配置例子的框图。
也就是说，如图2中所示，振荡器24包含两输入、两输出类型的门电路24a，其中，集成了包含公共输入的“与”(AND)电路和“与非”(NAND)电路；分别与门电路24a的输入连接的发射极跟随器类型的第一和第二输入缓冲器24b和24c；与门电路24a的输出连接的输出缓冲器24d；以及延迟电路24e，用于通过预定的一段时间延迟延迟门电极24a的反相输出并且将其输入到第一输入缓冲器24b。
振荡器24通过微波单块集成电路(MMIC)被集成在一个芯片中。
要注意，延迟电路24e由例如带状线构成。
当具有周期Tg的脉冲信号Pa从具有如图3A中所示的配置之类的振荡器24正被输入到输入缓冲器24c时，具有预定频率(载频)的方波输出信号Pb被振荡并且如图3B中所示那样以短脉冲串被输出。
来自振荡器24的输出信号Pb的频率通过经由输入缓冲器24b和门电路24a的输入和输出之间的延迟时间和由于延迟电路24e的延迟时间的总和来确定。
经由输入缓冲器24b和门电路24a的输入和输出之间的延迟时间是通常依靠电路的元件所确定的固定值。
因此，通过配置延迟电路24a使得其常数中的某些可以被改变以及通过调整这些常数，将振荡器24的输出信号Pb的振荡频率大约设置在如上所述的UWB的中心频率(例如，26GHz)。
由于发射机部分21被配置来通过使用如上所述的脉冲信号Pa来控制振荡器24本身的振荡操作，所以原则上没有载频泄漏发生。
因此，对使用UWB规定的功率密度进行的限制需要仅仅在振荡时输出的短脉冲波的瞬时功率方面考虑，使得规定的功率可以被最大地有效使用。
要注意，图2中所示的振荡器24的如上所述的配置仅仅是一个例子，并且任何其他的电路配置可以被接受。
而且，在此情形中，凭借通过使用脉冲信号Pa打开和闭合用于振荡的反馈回路，或通过使用脉冲信号Pa接通/断开电源(电流电源等)，可以获得如上所述的没有载波泄漏的短脉冲串波。
由功率放大器25放大如上所述的从振荡器24输出的信号Pb，并且然后经由BRF 26作为具有预定载频Fc(例如，26GHz)的短脉冲波将其提供给发射天线22。
用此方式，如上所述的短脉冲波Pt从发射天线22被辐射到空间1进行搜索。
要注意，功率放大器25的增益可以被控制部分52可变地控制。
另一方面，接收机部分30经由接收天线31接收来自在空间1中的目标1a的反射波Pr，通过使用低噪声放大器(LNA)32放大反射波Pr的信号R，并且通过使用检测器电路34检测反射波Pr的信号R′，该反射波Pr的信号R′通过具有大约2GHz的带宽的带通滤波器(BPF)33被限制于带宽内。
要注意，LNA 32的增益可以被控制部分52可变地控制。
检测器电路34包括分支电路35，用于同相(在相差为0的情况下)地将从BPF 33输出的反射波Pr的信号R′划分为第一信号V1和第二信号V2；线性乘法器36，用于将划分成同相支路即第一信号V1和第二信号V2的这些信号线性地相乘；以及低通滤波器(LPF)37，用于从线性乘法器36的输出信号中提取基带分量W。
线性乘法器36，尽管它具有许多的概念，诸如使用双平衡混频器的概念，可以被认为通过使用吉尔伯特混频器配置为以高速操作的器件。
如图4中所示，吉尔伯特混频器基本上包括第一至第三差分放大器36a、36b和36c。
在该配置中，第一信号V1被差分地输入到第一差分放大器36a，而第二信号V2被差分地输入到与第一差分放大器36a的负载侧连接的第二和第三差分放大器36b和36c。由此，只有线性相乘的信号的负相分量-(V1×V2)和线性相乘的信号的正相分量(V1×V2)(其绝对值每个都等于第一和第二信号V1和V2的乘积)，被分别从第二和第三差分放大器36b和36c的公共负载电阻R3和R4输出。
具体来说，在吉尔伯特混频器中，第一差分放大器36a包括第一和第二晶体管Q1和Q2，其具有各自的基极输入端和集电极输出端以及公共发射极电流通路。各自的第一和第二晶体管Q1和Q2的基极输入端连接到第一信号源V1，而公共发射极电流通路经由串联连接的恒流源I1和第一偏置电源Vb1连接到地线。
要注意，第一和第二晶体管Q1和Q2的公共发射极电流通路从发射极电阻R1和R2之间的节点出来，同时第一晶体管Q1的基极输入端经由第二偏置电源Vb2连接到地线。
另一方面，第二差分放大器36b包括第三和第四晶体管Q3和Q4，其具有各自的基极输入端和集电极输出端以及公共发射极电流通路。各自的第三和第四晶体管Q3和Q4的基极输入端连接到第二信号源V2，而第三和第四晶体管Q3和Q4的公共发射极电流通路连接到第一差分放大器36a中的第一晶体管Q1的集电极输出端。
此外，第三差分放大器36c包括第五和第六晶体管Q5和Q6，其具有各自的基极输入端和集电极输出端以及公共发射极电流通路。各自的第五和第六晶体管Q5和Q6的基极输入端连接到第二信号源V2，而第五和第六晶体管Q5和Q6的公共发射极电流通路连接到第一差分放大器36a中的第二晶体管Q2的集电极输出端。
要注意，第二差分放大器36b中的第四晶体管Q4的基极输入端和第三差分放大器36c中的第五晶体管Q5的基极输入端彼此连接，并且还经由第三偏置电源Vb3连接到地线。
而且，在第二差分放大器36b中的第三晶体管Q3的集电极输出端和在第三差分放大器36c中的第五晶体管Q5的集电极输出端经由负载电阻R3共同连接到地线，并且还连接到第一输出端OUT1。
而且，在第二差分放大器36b中的第四晶体管Q4的集电极输出端和在第三差分放大器36c中的第六晶体管Q6的集电极输出端经由负载电阻R4共同连接到地线，并且还连接到第二输出端OUT2。
因此可能分别从第一或第二输出端OUT1或OUT2得到第一和第二信号V1和V2的线性相乘的输出-(V1×V2)和(V1×V2)中的至少一个。
当如图5A中所示的正弦信号S(t)例如利用具有这样配置的吉尔伯特混频器，作为第一和第二信号V1和V2同相地以短脉冲串被输入到线性乘法器36时，其输出信号变为通过平方输入信号S(t)所获得的波(S(t)2)，并且其包络(基带)W与输入信号S(t)的功率成比例。
按通过使用微波单块IC(MMIC)的这种方式，利用包括在检测器电路34中使用的多个差分放大器的吉尔伯特混频器，可以将线性乘法器36配置得非常小，而且，不必提供紧缩(contract)到传统的正交检测器电路的本地信号，由此需要较少的功耗。
接着，将由如上所述的检测器电路34获得的基带信号W输入到采样保持电路38。
如在说明其原理的图6中所示，采样保持电路38具有这样一种配置，使得基带信号W经由开关38c被输入到由电阻38a和电容器38b组成的集成电路。
在当来自脉冲发生器39的脉冲信号Pc被保持在高电平(其可以是低电平)时的一段时间期间，开关38c被闭合以集成基带信号W，而当脉冲信号Pc被转到低电平时，开关38c被打开以通过使用电容器38b保持该集成的结果。
要注意，每当接收从触发信号产生部分40输出的接收触发信号Gr时，脉冲发生器39产生具有预定宽度Tc的脉冲信号Pc，并且输出该脉冲信号Pc到采样保持电路38。
因此，接收机部分30对从接收触发信号Gr的接收时刻到已经经过预定一段时间Tc时的时刻所接收的反射波Pr执行检测处理。
来自脉冲发生器39的脉冲信号Pc的宽度Tc可以由控制部分52来改变。
由采样保持电路38所集成和保持的信号H由模拟数字转换器50在紧接它被保持之后转换为数字值，以及该被转换的信号被输入到信号处理部分51。
信号处理部分51基于从接收机部分30获得的信号H，分析在空间1中存在的目标1a，通过使用未图示的输出设备(例如，显示器或声音产生器)传递所述分析结果，并且将为控制所必需的信息通知给控制部分52。
控制部分52按照在短程雷达20上预定的调度程序，或者响应于由信号处理部分51处理的结果，在发射机部分21和接收机部分30中的至少一个上提供各种控制项目。
而且，控制部分52将搜索指令信号(搜索指令)S和用于确定与搜索距离区域(随后描述的频率数据Df)相对应的延迟时间Tr的信息提供给触发信号产生部分40，由此使得短程雷达20搜索期望的距离区域。
已经接收到搜索指令信号S和与来自控制部分52的发射和接收之间的延迟时间Tr相对应的频率数据Df之后，触发信号产生部分40输出发射触发信号Gt到发射机部分21中的脉冲产生器23。此外，当自从发射触发信号Gt的输出起经过延迟时间Tr时，触发信号产生部分40输出接收触发信号Gr到接收机部分30中的脉冲产生器39。
如图7中所示，触发信号产生部分40具有可变周期脉冲产生器41、第一脉冲产生电路42、固定延迟电路43和第二脉冲产生电路44。
可变周期脉冲产生器41包括直接数字合成器(DDS)41a、低通滤波器(LPF)41b、波形整形电路41c和时钟信号产生器41d。
DDS 41a配有具有来自内部时钟信号产生器41d的预定频率fs(例如，200MHz)的时钟信号C和与来自控制部分52的延迟时间Tr相对应的预定数目的比特L(例如，L＝32)的频率数据Df。
已经接收到时钟信号C和频率数据Df之后，DDS 41a通过使用在时钟信号C的周期中经过集成频率数据Df获得的值执行地址指定，在内部ROM上，按先前存储与正弦波的一个周期一样多的波形数据的地址长度L，串行读取波形数据。
然后，DDS 41a通过使用内部的数字模拟转换器(DAC)将从内部ROM串行读出的波形数据转换为模拟信号。随后，DDS 41a将具有由时钟信号C的频率fs确定的频率fd的正弦波信号(其严格地具有沿着正弦波按步进变化的波形)、地址长度L和频率数据Df输出到LPF 41b。
LPF 41b消除从DDS 41a输出的经DAC转换的高频分量(例如，71MHz或更高的分量)，由此产生正弦波信号，并且将所产生的正弦波信号输出到波形整形电路41c。
波形整形电路41c对正弦波信号执行波形整形处理，并且输出两相可变周期脉冲Pd和Pd′，其具有具有占空比50、相互相反的电平和如图8的(a)和(b)中所示的频率fd(周期Td)。
尽管参照其中可变周期脉冲产生器41输出两相可变周期脉冲Pd和Pd′的这样一种情形描述了本实施例，但是它可以被配置为输出单相可变周期脉冲Pd或Pd′。
而且，如上所述的DDS 41a具有内建的数字模拟转换器。然而，某些商业可用的DDS可以不包含数字模拟转换器，而其他可以包含它以及LPF 41b和波形整形电路41c，它们中的任何类型的DDS可以被用在本发明中。
可变周期脉冲Pd和Pd′的频率fd在时钟信号频率fs的1/2或更少的范围内按如下来给出fd＝Df·fs/2L，使得周期Td在时钟信号频率fs的周期Ts的至少两倍的范围内如下被给出Td＝Ts·2L/Df在此，当频率数据Df的值已经从A变化到A+1时，周期Td的偏差ΔT(时间分辨率)可以被表示如下ΔT＝(Ts·2L){(1/A)-[1/(A+1)]}＝(Ts·2L){1/[1(A+1)]}如果A在此方程式中比1充分地大，则给出下式ΔT＝(Ts·2L)(1/A2)如果，例如，Ts＝5ns，2L＝232，近似为4×109，并且A＝1×106，则给出下式ΔT＝20/(1×1012)＝0.02(ns)即，当频率数据Df在1×106附近时的时间分辨率变为0.02ns。如果A＝10×106，则它变为0.2ps，这意味着可能在这些数据设置范围内获得比短脉冲宽度(1ns)更足够小的时间分辨率，由此几乎同时改变了所述周期。
这些可变周期脉冲Pd和Pd′被输出到第一脉冲产生电路42和第二脉冲产生电路44。
第一脉冲产生电路42由用于接收可变周期脉冲Pd和Pd′的触发器电路来配置。
在第一脉冲产生电路42中，可变周期脉冲Pd的电平在由于搜索指令信号S被输入而在预定方向(例如，上升方向)首次改变时的定时被用作如图8的(c)中所示的参考定时。
因此，第一脉冲产生电路42产生第一脉冲P1，其电平与如图8的(d)中所示的参考定时(其它的可变周期脉冲Pd′上升的定时)同步地在预定方向(例如，上升方向)改变，并且输出第一脉冲P1到固定延迟电路43。
固定延迟电路43由例如延迟线来配置，并且当固定延迟时间Tk(例如，7ns)被给予如图8的(e)中所示的第一脉冲P1时，固定延迟电路43输出给予这个固定延迟时间Tk的第一脉冲P1到发射机部分21，来作为发射触发信号Gt。
第二脉冲产生电路44由触发器电路等来配置，用于接收可变周期脉冲Pd，并且输出这样的脉冲作为接收触发信号Gr，该脉冲的电平在这样的定时处在预定方向(例如，上升方向)改变，这样的定时为，在等于可变周期脉冲的周期Td的一半的整数倍N且自第一脉冲P1在如图8的(f)中所示的电平上升的参考定时起已经经过大于如上所述的固定延迟时间Tk的一段时间N·Td/2时的定时。
要注意到，图8示出了在N＝1的情形中的例子。
因此，在发射触发信号Gt的上升定时和接收触发信号Gr的上升定时之间的时间差Tr为如下式Tr＝(N·Td/2)-Tk因此，如果可变周期脉冲Pd和Pd′的周期按如图8的中间部分所示那样随Td′增加，则所述时间差可以随Tr′增加。
相反，如果所述周期按如图8的右端处所示的那样，随Td″减少，则所述时间差也可以随Tr″减少。
图9是示出在N＝1的情形中在频率数据Df和时间差Tr之间的关系的曲线图。
在图9中的曲线P表示在N＝1的情形中上述等式的右手侧成员中的第一项Td/2，其可以通过使用频率数据Df被表示如下P＝Td/2＝Ts·2L-1/Df而且，固定延迟值被利用Q＝-Tk的直线来表示，使得表示这两者的和(P+Q)的曲线R给出了最终时间差Tr的变化特性。
在图9中，由曲线R表示的时间差Tr在P＝Tk时在频率数据Df(0)处变成0，并且随着频率数据Df接近0而单调地增加。
如果固定的延迟时间Tk如上所述被假定为7ns，则在P＝Tk处的频率fd变为大约71MHz，其对应于LPF 41b的截止频率。
给出该频率fd的频率数据Df(0)如下式Df(0)＝(10/7)×109而且，在图9中，如上所述，在频率数据Df大于1×106的范围内，对于频率数据的每点的时间偏差是0.02ns或更少的这样小的值，使得时间偏差可以被认为大约连续。
而且，在图9中，当频率数据Df是1×106时的周期Td为大约20us。
因此，如图9中所示，在频率数据Df的(10/7)×109至1×106的范围W内，时间差Tr可以在0至20us的范围内大约连续地变化。
要注意到，在频率Df和发射和接收之间的延迟时间Tr之间的关系被假定事先以计算表达式或计算结果的表格的形状被存储在如图7中所示的频率数据变化部分53(其可以是图1的控制部分52或信号处理部分51)中的存储器53a中。
也就是说，频率数据变化部分53(或控制部分52或信号处理部分51)从对应于搜索需要的距离区域的延迟时间Tr获得频率数据Df，并且提供频率数据Df到可变周期产生器41中的DDS 41a。
图11是示出在频率数据Df、可变周期脉冲的频率fd和周期Td以及在发射和接收之间的延迟时间Tr之间的关系的表的一个例子，所示频率数据Df被提供到图7中所示的可变周期脉冲发生器41中的DDS 41a。
也就是说，当指定在发射和接收之间的延迟时间Tr时，基于如上所述的Tr＝(Td/2)-Tk，Td＝1/fd，以及fd＝Df·fs/2L以及L＝32，N＝1，fs＝200MHz，和Tk＝7ns的关系表达式来最终获得频率数据Df。
在图11中，给出了这样一些例子，其中Tr分别是Ons、9.982ns、10us和10.01ns。
在这些情形中，Td分别变成13.9ns、33.96ns、20us和34.02ns。
而且，fd分别变为71.875MHz、29.443MHz、60.35KHz和29.395MHz。
此外，Df分别变为大约1.54×109、6.32×108、1.08×106和6.31×108。
图12分别是在其中图11的例子中的频率数据Df分别是1.54×109、6.32×108、1.08×106和6.31×108的情形中实际上提供给DDS 41a的频率数据Df的二进制表示。
也就是说，当Tr＝0ns时，实际上提供给DDS 41a的频率数据Df(1.54×109)的二进制表示可以用如从MSB至LSB的01011100，…，0的0至31的32比特来给出。
类似地，当Tr＝9.982ns时，实际上提供给DDS 41a的频率数据Df(1.54×109)的二进制表示可以用如从MSB至LSB的0010010110110，…，0的0至31的32比特来给出。
类似地，当Tr＝10us时，实际上提供给DDS 41a的频率数据Df(1.54×109)的二进制表示可以用如从MSB至LSB的000000000001000010，…，0的0至31的32比特来给出。
类似地，当Tr＝10.01ns时，实际上提供给DDS 41a的频率数据Df(1.54×109)的二进制表示可以用如从MSB至LSB的00100101010，…，0的0至31的32比特来给出。
已经接收到如上所述的时钟信号C和频率数据Df后，在可变周期脉冲产生器41中的DDS 41a通过使用在时钟信号C的周期中由集成频率数据Df获得的值执行地址指定，在内部ROM上，按先前存储与正弦波的一个周期一样多的波形数据的地址长度L，串行读出波形数据。
由于从可变周期脉冲产生器41中的DDS 41a中输出的信号的频率极度稳定，并且仅仅使用单个的固定延迟电路43，所以通过图7中所示的如上所述的触发信号产生部分40获得的时间差Tr具有极高的精确度。
因此，装备有如图7中所示的触发信号产生部分40的短程雷达具有极高的距离分辨率，由此使得有利于实现使用稳定UWB的短程雷达。
根据组合图1和7的如上所述的配置的本发明的短程雷达20基本上包括
发射机部分21，用于每当接收发射触发信号Gr时辐射具有预定宽度的短脉冲波(Pt)到空间1；接收机部分30，用于当已经接收到接收触发信号Gr时对短脉冲波Pt的反射波Pr执行接收和检测处理；可变周期脉冲产生器41，包括直接数字合成器41a，用于基于搜索指令输出具有与从外部指定的频率数据Df相对应的频率的信号，所述可变周期脉冲产生器产生其周期按照频率数据Df变化的可变周期脉冲；第一脉冲产生电路42，用于接收由可变周期脉冲产生器41产生的可变周期脉冲，并且其在假定为可变周期脉冲上升或下降时的定时的参考定时处输出第一脉冲；固定延迟电路43，用于给出固定一段时间的延迟到来自第一脉冲产生电路42的第一脉冲，并且其输出它作为发射触发信号Gt第二脉冲产生电路44，用于接收由可变周期脉冲产生器41产生的可变周期脉冲，并且其在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍并且已经自从参考定时起经过大于所述固定一段时间的一段时间时的定时处输出接收触发信号Gr；触发信号产生部分40，包括可变周期脉冲产生器41、第一脉冲产生电路42、固定延迟电路43和第二脉冲产生电路44，所述触发信号产生部分每当可变周期脉冲产生器41接收搜索指令时从固定延迟电路43输出发射触发信号Gt到发射机部分21，并且，还从第二脉冲产生电路44将由相对于发射触发信号Gt延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号Gr输出到接收机部分30，以便给出在发射和接收之间的延迟时间Tr；以及频率数据变化部分53，包括存储器53a，其中在频率数据Df和在发射和接收之间的延迟时间Tr之间的关系被事先以计算表达式或计算结果的表格的形式存储在存储器53a中，所述频率数据变化部分，基于存储在存储器53a中的、在频率数据Df和发射和接收之间的延迟时间Tr的关系，变化要去往可变周期脉冲产生器41中的直接数字合成器41a的频率数据Df，由此使得相对于发射触发信号Gt能够任意变化接收触发信号Gr的延迟时间。
一种用于控制根据组合如上所述的图1和7的配置的本发明的短程雷达20的方法，基本上包括准备发射机部分21和接收机部分30的步骤；
每当接收发射触发信号Gt时通过使用发射机部分21辐射具有预定宽度的短脉冲波Pt到空间1的步骤；通过使用接收机部分30接收接收触发信号Gr以便对短脉冲波Pt的反射波Pr执行接收和检测处理的步骤；通过使用用于基于搜索指令输出具有与从外部指定的频率数据Df相对应的频率的信号的直接数字合成器41a产生其频率根据频率数据变化的可变周期脉冲的步骤；在假定为可变周期脉冲上升或下降时的定时的参考定时处输出第一脉冲的步骤；给出固定一段时间的延迟给第一脉冲并且将其作为发射触发信号Gt输出的步骤；在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍和已经自从参考定时起经过大于所述固定一段时间的一段时间时的定时处输出接收触发信号Gr的步骤；一步骤，包括产生可变周期脉冲的步骤；输出第一脉冲的步骤；给出固定一段时间到第一脉冲并且将其作为发射触发信号Gt输出的步骤；以及如下的步骤在当已经经过长于固定一段时间的一段时间时的定时处，输出接收触发信号Gr，并且在给出固定一段时间到第一脉冲的步骤中，输出发射触发信号Gt到发射机部分21，以及在产生可变周期脉冲的步骤中每当接收搜索指令时，将其作为发射触发信号Gt输出，并且还在作为接收触发信号Gr输出的步骤中，在当已经经过大于固定一段时间的一段时间时的定时处，将相对于发射触发信号Gt延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号Gr输出到接收机部分30，以便给出在发射和接收之间的延迟时间Tr；用于以计算表达式或计算结果的表格形式事先在存储器53a中存储在发射和接收之间的延迟时间Tr和频率数据Df之间的关系的步骤；以及改变去往在基于存储于存储器53a中的、在发射和接收之间的延迟时间Tr和频率数据Df之间的关系产生可变周期脉冲的步骤中使用的直接数字合成器41a的频率数据Df，由此使得相对于发射触发信号Gt能够任意改变接收触发信号Gr的延迟时间的步骤。
(第二实施例)图13是示出触发信号产生部分40′的特定配置作为根据本发明的第二实施例的短程雷达的重要部件的配置的框图。
在图13中，与根据在图7中所示的第一实施例的触发信号产生部分40中的部件相同的部件由相同的参考标号来表示，并且省略对它们的解释。
在如上所述的第一实施例中，固定延迟电路43被提供来将从发射定时到接收定时的延迟时间的最小值减少到0。
然而，如果不需要在搜索范围内搜索极端短距离的区域，则还可能忽略固定延迟电路43并且将从如图13中所示的第一脉冲产生电路42输出的第一脉冲P1用作发射触发信号Gt。
因此通过省略固定延迟电路43，由于由固定延迟电路43的温度依赖性所引起的延迟时间中的误差所导致的影响可以被消除，从而作为短程雷达执行进一步的精确搜索。
组合如上所述的图1和13的配置的本发明的短程雷达20基本上包括发射机部分21，用于每当接收发射触发信号Gt时辐射具有预定宽度的短脉冲波Pt到空间1；接收机部分30，用于当已经接收到接收触发信号Gr时对短脉冲波Pt的反射波Pr执行接收和检测处理；可变周期脉冲产生器41，包括直接数字合成器41a，用于基于搜索指令输出具有与从外部指定的频率数据Df相对应的频率的信号，所述可变周期脉冲产生器产生其周期按照频率数据Df变化的可变周期脉冲；第一脉冲产生电路42，用于接收由可变周期脉冲产生器41产生的可变周期脉冲，并且其将在假定为可变周期脉冲的电平在预定方向上首次改变时的定时的参考定时处在预定方向上改变其电平的第一脉冲作为发射触发信号Gt输出；第二脉冲产生电路44，用于接收由可变周期脉冲产生器41产生的可变周期脉冲，并且其将在参考定时之后已经在与第一预定方向相反的方向上改变可变周期脉冲的电平时的定时处，将在预定方向上改变其电平的第二脉冲作为接收触发信号Gr输出；触发信号产生部分40′，包括可变周期脉冲产生器41、第一脉冲产生电路42、以及第二脉冲产生电路44，所述触发信号产生部分每当可变周期脉冲产生器41接收搜索指令时从第一脉冲产生电路42输出发射触发信号Gt到发射机部分21，并且，还从第二脉冲产生电路44将由相对于发射触发信号Gt延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号Gr输出到接收机部分30，以便给出在发射和接收之间的延迟时间Tr；以及频率数据变化部分53，包括存储器53a，其中在频率数据Df和在发射和接收之间的延迟时间Tr之间的关系被事先以计算表达式或计算结果的表格的形式存储在存储器53a中，所述频率数据变化部分，基于在频率数据Df和在发射和接收之间的延迟时间Tr之间的关系，变化要去往可变周期脉冲产生器41中的直接数字合成器41a的频率数据Df，由此使得相对于发射触发信号Gt能够任意变化接收触发信号Gr的延迟时间。
一种用于控制根据组合如上所述的图1和13的配置的本发明的短程雷达的方法，基本上包括准备发射机部分21和接收机部分30的步骤；每当接收发射触发信号Gt时通过使用发射机部分21辐射具有预定宽度的短脉冲波Pt到空间1的步骤；通过使用接收机部分30接收接收触发信号Gr以便对短脉冲波Pt的反射波Pr执行接收和检测处理的步骤；通过使用用于基于搜索指令输出具有与从外部指定的频率数据Df相对应的频率的信号的直接数字合成器41a产生其频率根据频率数据Df改变的可变周期脉冲的步骤；将在假定为可变周期脉冲的电平在预定方向上首次改变时的定时的参考定时处在预定方向上改变其电平的第一脉冲作为发射触发信号Gt输出的步骤；将在参考定时之后已经在与第一预定方向相反的方向上改变可变周期脉冲的电平时的定时处，在预定方向上改变其电平的第二脉冲作为接收触发信号Gr输出的步骤一步骤，包括产生可变周期脉冲的步骤；输出第一脉冲作为发射触发信号Gt的步骤；以及如下的步骤输出第二脉冲作为接收触发信号Gr，在产生可变周期脉冲的步骤中每当接收搜索指令时，在输出第一脉冲作为发射触发信号Gt的步骤中，将发射触发信号Gt输出到发射机部分21，并且，还在由相对于发射触发信号Gt延迟任意一段时间的第二脉冲作为接收触发信号Gr输出的步骤中，将由相对于发射触发信号Gt延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号Gr输出到接收机部分30，以便给出在发射和接收之间的延迟时间Tr；用于事先在存储器53a中以计算表达式或计算结果的表格的形式存储在频率数据Df和在发射和接收之间的延迟时间Tr之间的关系的步骤；以及基于存储在存储器53a中的、在频率数据Df和在发射和接收之间的延迟时间Tr之间的关系，变化要去往在产生可变周期脉冲的步骤中使用的直接数字合成器41a的频率数据Df，由此使得相对于发射触发信号Gt能够任意变化接收触发信号Gr的延迟时间。
因此，根据如上所述的本发明，解决现有技术的问题是可能的，由此提供了一种短程雷达，其具有简单的配置和低功耗，并且可以以高时间分辨率任意改变在发射和接收之间的延迟时间，以及一种控制该短程雷达的方法。
权利要求
1.一种短程雷达，包括发射机部分，用于每当接收发射触发信号时将具有预定宽度的短脉冲波辐射到空间；接收机部分，用于当已接收到接收触发信号时对短脉冲波的反射波执行接收和检测处理；可变周期脉冲产生器，包括用于输出具有与从外部指定的频率数据相对应的频率的信号的直接数字合成器，所述可变周期脉冲产生器产生其周期按照所述频率数据变化的可变周期脉冲；第一脉冲产生电路，用于接收由可变周期脉冲产生器所产生的可变周期脉冲，并且用于在假定为自从输入搜索指令起在预定方向首先改变可变周期脉冲的电平时的定时的参考定时处，输出在预定方向改变其电平的第一脉冲作为发射触发信号；第二脉冲产生电路，用于接收由可变周期脉冲产生器产生的可变周期脉冲，并且用于将在参考定时之后已经在与第一预定方向相反的方向上改变可变周期脉冲的电平时的定时处，在预定方向改变其电平的第二脉冲作为接收触发信号输出；触发信号产生部分，包括可变周期脉冲产生器、第一脉冲产生电路、以及第二脉冲产生电路，所述触发信号产生部分每当可变周期脉冲产生器接收到搜索指令时从第一脉冲产生电路输出发射触发信号到发射机部分，并且，还从第二脉冲产生电路将由相对于发射触发信号延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号输出到接收机部分，以便给出在发射和接收之间的延迟时间；以及频率数据变化部分，包括存储器，其中在频率数据和在发射和接收之间的延迟时间之间的关系被事先以计算表达式或计算结果的表格的形式存储，所述频率数据变化部分，基于存储在所述存储器中的在频率数据和发射和接收之间的延迟时间的关系，变化要去往可变周期脉冲产生器中的直接数字合成器的频率数据，由此使得相对于发射触发信号能够任意变化接收触发信号的延迟时间。
2.如权利要求1所述的短程雷达，包含固定延迟电路，用于将来自第一脉冲产生电路的第一脉冲延迟固定一段时间，并且输出它作为发射触发信号，其特征在于第二脉冲产生电路，当已经接收到由可变周期脉冲产生器所产生的可变周期脉冲时，在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍和已经自从参考定时起经过大于所述固定一段时间的一段时间时的定时处输出接收触发信号。
3.如权利要求1所述的短程雷达，其特征在于所述接收机部分包括分支电路，用于同相地将由发射机部分辐射到空间中的短脉冲波的反射波的信号划分为第一信号和第二信号；线性乘法器，用于将已经由分支电路同相划分的第一信号和第二信号线性地相乘；以及由低通滤波器配置的检测器电路，用于从线性乘法器的输出信号中提取基带分量，以及所述短程雷达还包括信号处理部分，用于基于接收机部分的输出，对在空间中存在的目标执行分析处理；以及控制部分，用于基于由信号处理部分分析的结果，对发射机部分和接收机部分中的至少一个执行预定控制。
4.如权利要求3所述的短程雷达，其特征在于在所述检测器电路中的线性乘法器由吉尔伯特混频器来配置。
5.如权利要求3所述的短程雷达，其特征在于所述接收机部分具有用于集成所述检测器电路的输出信号并且保持和输出集成的结果的采样保持电路。
6.如权利要求5所述的短程雷达，其特征在于所述控制部分基于由信号处理部分处理的结果可变地控制采样保持电路的集成开始定时和集成时间。
7.如权利要求3所述的短程雷达，其特征在于发射机部分配有功率放大器，用于放大所述短脉冲波，以及所述接收机部分配有低噪声放大器，用于放大反射波的信号，以及控制部分，用于控制提供到发射机部分的功率放大器和提供到接收机部分的低噪声放大器中的至少一个的增益，使得输入到检测器电路的反射波的信号的电平落入在接收机部分中的线性放大器的线性工作范围之内。
8.如权利要求1所述的短程雷达，其特征在于发射机部分配有脉冲产生器，用于产生具有预定宽度的脉冲信号；以及振荡器，用于仅仅在正输入来自脉冲产生器的脉冲信号的周期中，振荡并提供输出信号作为短脉冲波，所述振荡器在正没有输入脉冲信号的周期中停止振荡。
9.一种短程雷达，包括发射机部分，用于每当接收发射触发信号时将具有预定宽度的短脉冲波辐射到空间；接收机部分，用于当已经接收到接收触发信号时对短脉冲波的反射波执行接收和检测处理；可变周期脉冲产生器，包括用于基于搜索指令输出具有与从外部指定的频率数据相对应的频率的信号的直接数字合成器，所述可变周期脉冲产生器产生其周期按照所述频率数据变化的可变周期脉冲；第一脉冲产生电路，用于接收由可变周期脉冲产生器所产生的可变周期脉冲，并且用于在假定为可变周期脉冲的电平上升或下降时的定时的参考定时处输出第一脉冲；固定延迟电路，用于将来自第一脉冲产生电路的第一脉冲延迟固定一段时间，并且用于输出其作为发射触发信号；第二脉冲产生电路，用于接收由可变周期脉冲产生器所产生的可变周期脉冲，并且用于在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍并且已经自从参考定时起经过大于所述固定一段时间的一段时间时的定时处输出接收触发信号；触发信号产生部分，包括可变周期脉冲产生器、第一脉冲产生电路、固定延迟电路和第二脉冲产生电路，所述触发信号产生部分每当可变周期脉冲产生器接收搜索指令时从固定延迟电路输出发射触发信号到发射机部分，并且，还从第二脉冲产生电路将由相对于所述发射触发信号延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号输出到接收机部分，以便给出在发射和接收之间的延迟时间；以及频率数据变化部分，包括存储器，其中在频率数据和在发射和接收之间的延迟时间之间的关系被事先以计算表达式或计算结果的表格的形式存储，所述频率数据变化部分基于存储在存储器中的、在频率数据和在发射和接收之间的延迟时间之间的关系，来变化要去往可变周期脉冲产生器中的直接数字合成器的频率数据，由此使得相对于发射触发信号能够任意变化接收触发信号的延迟时间。
10.如权利要求9所述的短程雷达，其特征在于第一脉冲产生电路，在已经接收到由可变周期脉冲产生器所产生的可变周期脉冲时，输出在所述参考定时处其电平上升的第一脉冲；以及第二脉冲产生电路，在已经接收到由可变周期脉冲产生器所产生的可变周期脉冲时，将在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍并且已经自从参考定时起经过大于所述固定一段时间的一段时间时的定时处其电平上升的信号作为接收触发信号输出；
11.如权利要求9所述的短程雷达，其特征在于所述接收机部分包括分支电路，用于将由发射机部分辐射到空间的短脉冲波的反射波的信号同相地划分为第一信号和第二信号；线性乘法器，用于将已经由分支电路同相划分的第一信号和第二信号线性地相乘；以及由低通滤波器配置的检测器电路，用于从线性乘法器的输出信号中提取基带分量，以及所述短程雷达还包括信号处理部分，用于基于接收机部分的输出，对空间中存在的目标执行分析处理；以及控制部分，用于基于由信号处理部分分析的结果，对发射机部分和接收机部分中的至少一个执行预定控制。
12.如权利要求11所述的短程雷达，其特征在于在所述检测器电路中的线性乘法器由吉尔伯特混频器来配置。
13.如权利要求11所述的短程雷达，其特征在于所述接收机部分具有用于集成所述检测器电路的输出信号并且保持和输出集成的结果的采样保持电路。
14.如权利要求13所述的短程雷达，其特征在于所述控制部分基于由信号处理部分处理的结果可变地控制采样保持电路的集成开始定时和集成时间。
15.如权利要求11所述的短程雷达，其特征在于所述发射机部分配有功率放大器，用于放大所述短脉冲波，以及所述接收机部分配有低噪声放大器，用于放大反射波的信号，以及所述控制部分控制提供给发射机部分的功率放大器和提供给接收机部分的低噪声放大器中的至少一个的增益，使得输入到检测器电路的反射波的信号的电平落入在接收机部分中的线性放大器的线性工作范围之内。
16.如权利要求9所述的短程雷达，其特征在于所述发射机部分配有脉冲产生器，用于产生具有预定宽度的脉冲信号；以及振荡器，用于仅仅在正输入来自脉冲产生器的脉冲信号的周期中，振荡并提供输出信号作为短脉冲波，所述振荡器在脉冲信号正没有被输入的周期中停止振荡。
17.一种短程雷达控制方法，包括准备发射机部分和接收机部分的步骤；每当接收到发射触发信号时通过使用发射机部分将具有预定宽度的短脉冲波辐射到空间的步骤；通过使用接收机部分接收接收触发信号以便对短脉冲波的反射波执行接收和检测处理的步骤；通过基于搜索指令使用用于输出具有与从外部指定的频率数据相对应的频率的信号的直接数字合成器来产生其频率根据所述频率数据变化的可变周期脉冲的步骤；在假定为在预定方向上首先改变可变周期脉冲的电平时的定时的参考定时处输出在预定方向上改变其电平的第一脉冲作为发射触发信号的步骤；将在参考定时之后已经在与第一预定方向相反的方向上改变可变周期脉冲的电平时的定时处，将在预定方向上改变其电平的第二脉冲作为接收触发信号输出的步骤；一步骤，包括产生可变周期脉冲的步骤；输出第一脉冲作为发射触发信号的步骤；以及如下的步骤输出第二脉冲作为接收触发信号，在产生可变周期脉冲的步骤中每当接收到搜索指令时，在输出第一脉冲作为发射触发信号的步骤中将该发射触发信号输出到发射机部分，以及，还在将所述第二脉冲作为接收触发信号输出的步骤中，将经过相对于发射触发信号延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号输出到接收机部分，以便给出在发射和接收之间的延迟时间；用于事先在存储器中以计算表达式或计算结果的表格的形式存储在频率数据和在发射和接收之间的延迟时间之间的关系的步骤；以及基于存储在所述存储器中的、在频率数据和在发射和接收之间的延迟时间之间的关系，变化要去往在产生可变周期脉冲的步骤中使用的直接数字合成器的频率数据，由此使得相对于发射触发信号能够任意变化接收触发信号的延迟时间的步骤。
18.如权利要求17所述的短程雷达控制方法，其特征在于用于将第一脉冲作为发射触发信号输出的步骤具有通过使用固定延迟电路将第一脉冲延迟固定一段时间的步骤，以及所述输出第二脉冲作为接收触发信号的步骤在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍并且已经自从参考定时起经过大于所述固定一段时间的一段时间时的定时处输出接收触发信号。
19.如权利要求17所述的短程雷达控制方法，其特征在于用于执行接收和检测处理的步骤包括通过使用接收机部分接收辐射到空间的短脉冲波的反射波的信号并且同相地将所述反射波的信号划分为第一信号和第二信号的步骤；通过使用线性乘法器将第一信号和第二信号线性地相乘并且输出经过线性相乘的信号的步骤；从经过线性相乘的信号中提取基带分量的步骤；基于所述基带分量对在空间中存在的目标执行分析处理的步骤；以及基于所述分析处理的结果，对发射机部分和接收机部分中的至少一个执行预定控制的步骤。
20.如权利要求19所述的短程雷达控制方法，其特征在于所述输出经过线性相乘的信号的步骤包括通过使用吉尔伯特混频器作为线性乘法器来执行出于输出线性相乘的信号的目的的线性乘法的步骤。
21.如权利要求19所述的短程雷达控制方法，其特征在于还包括在执行分析处理的步骤之前，集成所述基带分量并且保持和输出集成的结果的步骤。
22.如权利要求21所述的短程雷达控制方法，其特征在于所述集成所述基带分量的步骤包括基于分析处理的结果对用于开始基带分量的集成的定时和集成时间执行可变控制的步骤。
23.如权利要求19所述的短程雷达控制方法，其特征在于发射机部分配有功率放大器，用于放大所述短脉冲波，以及所述接收机部分配有低噪声放大器，用于放大反射波的信号，以及所述执行预定控制的步骤包括控制提供给发射机部分的功率放大器和提供给接收机部分的低噪声放大器中的至少一个的增益，使得所述反射波的信号的电平落入在接收机部分中的线性放大器的线性工作范围之内的步骤。
24.如权利要求17所述的短程雷达控制方法，其特征在于通过使用发射机部分将短脉冲波辐射到空间的步骤包括用于产生具有预定宽度的脉冲信号的步骤；用于仅仅在正输入所述脉冲信号的周期中，执行振荡操作并将输出信号作为短脉冲波输出的步骤；以及用于在脉冲信号没有被输入的周期中停止所述振荡操作，以便避免输出信号作为短脉冲信号输出的步骤。
25.一种短程雷达控制方法，包括准备发射机部分和接收机部分的步骤；每当接收发射触发信号时通过使用发射机部分辐射具有预定宽度的短脉冲波到空间的步骤；通过使用接收机部分接收接收触发信号以便对短脉冲波的反射波执行接收和检测处理的步骤；通过使用用于基于搜索指令输出具有与从外部指定的频率数据相对应的频率的信号的直接数字合成器来产生其频率根据所述频率数据改变的可变周期脉冲的步骤；在假定为可变周期脉冲上升或下降时的定时的参考定时处输出第一脉冲的步骤；将第一脉冲延迟固定一段时间并且将其作为发射触发信号输出的步骤；在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍和已经自从参考定时起经过大于所述固定一段时间的一段时间时的定时处输出接收触发信号的步骤；一步骤，包括产生可变周期脉冲的步骤；输出第一脉冲的步骤；将第一脉冲延迟固定一段时间并且将其作为发射触发信号输出的步骤；以及如下的步骤在已经经过比所述固定一段时间长的一段时间时的定时处，输出接收触发信号，并且在将第一脉冲延迟所述固定一段时间的步骤中，输出发射触发信号到发射机部分，而在用于产生可变周期脉冲的步骤中每当接收搜索指令时，将其作为发射触发信号输出，并且还在作为接收触发信号输出的步骤中，在当已经经过比所述固定一段时间长的一段时间时的定时处，将相对于发射触发信号延迟任意一段时间的信号作为接收触发信号输出到接收机部分，以便给出在发射和接收之间的延迟时间；用于以计算表达式或计算结果的表格的形式事先在存储器中存储在发射和接收之间的延迟时间和频率数据之间的关系的步骤；以及改变去往在基于存储在所述存储器中的、在发射和接收之间的延迟时间和频率数据之间的关系产生可变周期脉冲的步骤中使用的直接数字合成器的频率数据，由此使得相对于发射触发信号能够任意改变接收触发信号的延迟时间的步骤。
26.如权利要求25所述的短程雷达控制方法，其特征在于用于产生第一脉冲的步骤输出在所述参考定时处其电平上升的第一脉冲，以及用于在当已经经过比所述固定一段时间长的一段时间时的定时处输出接收触发信号的步骤将在当等于可变周期脉冲的周期的一半的整数倍和已经自从参考定时起经过比所述固定一段时间长的一段时间时的定时处其电平上升的信号作为接收触发信号输出。
27.如权利要求25所述的短程雷达控制方法，其特征在于用于执行接收和检测处理的步骤包括通过使用接收机部分接收辐射到空间的短脉冲波的反射波的信号并且同相地将所述反射波的信号划分为第一信号和第二信号的步骤；通过使用线性乘法器将第一信号和第二信号线性地相乘并且输出经过线性相乘的信号的步骤；从经过线性相乘的信号中提取基带分量的步骤，基于所述基带分量对在空间中存在的目标执行分析处理的步骤；以及基于所述分析处理的结果，对发射机部分和接收机部分中的至少一个执行预定控制的步骤。
28.如权利要求27所述的短程雷达控制方法，其特征在于所述输出经过线性相乘的信号的步骤包括通过使用吉尔伯特混频器作为线性乘法器来执行出于输出经过线性相乘的信号的目的的线性乘法的步骤。
29.如权利要求27所述的短程雷达控制方法，其特征在于还包括在执行分析处理的步骤之前，集成所述基带分量并且保持和输出集成的结果的步骤。
30.如权利要求29所述的短程雷达控制方法，其特征在于所述集成所述基带分量的步骤包括基于分析处理的结果对用于开始基带分量的集成的定时和集成时间执行可变控制的步骤。
31.如权利要求27所述的短程雷达控制方法，其特征在于所述发射机部分配有功率放大器，用于放大所述短脉冲波，以及所述接收机部分配有低噪声放大器，用于放大反射波的信号，以及所述执行预定控制的步骤包括控制提供给发射机部分的功率放大器和提供给接收机部分的低噪声放大器中的至少一个的增益，使得所述反射波的信号的电平落入在接收机部分中的线性放大器的线性工作范围之内的步骤。
32.如权利要求25所述的短程雷达控制方法，其特征在于通过使用发射机部分辐射短脉冲波到空间的步骤包括用于产生具有预定宽度的脉冲信号的步骤；用于仅仅在正输入脉冲信号的周期中，执行振荡操作并将输出信号作为短脉冲波输出的步骤；以及用于在脉冲信号没有被输入的周期中停止所述振荡操作，以便避免输出信号作为短脉冲信号输出的步骤。
全文摘要
一种短脉冲雷达及其控制方法，其中在接收搜索指令后从包括直接数字合成器(DDS)的可变周期脉冲产生器中输出的可变周期脉冲的第一电平转换定时被用作参考定时，在该参考定时处或在从该参考定时起的固定时间延迟之后进行电平转换的信号被产生并且作为发射触发信号输出，以及利用从该发射触发信号的输出定时起的等于所述可变周期脉冲的周期的一半或该周期的整数倍的时间延迟之后进行电平转换的信号被产生而且作为接收触发信号输出。可以通过事先使得DDS的频率数据依赖于存储在存储器中的频率数据和在发射和接收之间的时间延迟之间的关系而变化，来改变在发射触发信号和接收触发信号之间的时间延迟。因此，可以通过简单的布局，利用高时间分辨率和低功耗使得发射和接收之间的时间延迟任意可变。
文档编号G01S13/00GK1906499SQ20058000162
公开日2007年1月31日 申请日期2005年10月7日 优先权日2004年10月14日
发明者内野政治 申请人:安立股份有限公司, 松下电器产业株式会社