CN101271159A - 雷达系统中检测干扰的方法及利用该方法的雷达 - Google Patents

Abstract

公开了一种雷达系统中检测干扰的方法及利用该方法的雷达。提供了一种针对雷达的用于确定来自目标物、由雷达发射的雷达波的回波和由其它雷达发射的无线电波的干扰水平的方法，并提供了一种雷达，特别是一种频率调制连续波(FMCW)雷达，该雷达执行所述的用于确定雷达和其它雷达之间的干扰水平的方法。在根据本发明的方法中，在对由雷达接收的入射无线电波进行频率分析以获得所述入射无线电波的频谱特征之后，入射无线电波的频率分量中的一个频率分量，即所述频率分量中强度大于预定强度阈值的一个频率分量未被用来计算表示干扰水平的参考值。

Description

雷达系统中检测干扰的方法及利用该方法的雷达

技术领域

本发明涉及一种针对雷达的用于确定该雷达与其它雷达之间的干扰水平的方法。本发明还涉及一种利用所述确定雷达与其它雷达之间的干扰水平的方法、用于频率调制连续波(Frequency Modulated ContinuousWave，FMCW)雷达的干扰检测装置，以及装备有该干扰检测装置的FMCW雷达。

背景技术

已知许多适合车辆安全系统的汽车雷达系统，例如，使事故影响最小的碰撞保护系统、警告驾驶员车辆将要倒车撞到例如儿童或其它车辆等物体的倒车警告系统等。因此，向驾驶员提供一些关于目标物的性质或位置的信息对这些汽车雷达系统来说很重要。非常重要的一个目标特征是雷达到目标物的距离(发射方向距离)。特别地，如果有多个目标物，则对驾驶员来说到那些目标物的距离是重要的信息。因此，显然，需要提供针对多个目标物的准确发射方向信息的雷达。

最简单的汽车雷达系统使用发射器以单一频率连续发射电磁能的连续波(CW，continuous wave)雷达。所发射的电磁能被目标物反射并由雷达接收器接收。由于目标物相对于雷达移动产生的多普勒效应，所接收的信号发生频移。CW接收器过滤出任何没有多普勒频移的回波，即，没有相对于雷达运动的目标。当接收器检测出存在多普勒频移信号时，接收器发送含有关于目标物存在的信息的通知。

另一种雷达是双频CW雷达。双频CW雷达发射具有第一频率和第二频率的电磁能。所发射的能量被目标物反射并由双频接收器接收。接收器测量在第一频率接收的信号的相位和在第二频率接收的信号的相位之间的差。可以根据所测量的相位差计算出到目标物的距离。不幸的是，当在不同范围存在多个目标物时，双频CW雷达的表现较差，因此，在存在多个目标物时从双频CW雷达获得的范围测量不可靠。

已知有这样的FMCW雷达，其被用作车载雷达，来检测目标物或障碍的存在、到前车的距离、以及前车相对于装配有FMCW雷达的车辆的相对速度。

为了检测例如前车的存在、到前车的发射方向距离以及前车的相对速度的目标特征，FMCW雷达通过有向天线单元发射雷达波。调制雷达波的频率使其随时间线性改变。在目标物反射雷达波之后，所反射的雷达波被雷达接收并转换为接收信号以进行用于获得目标特征的信号处理。FMCW雷达将发射信号和接收信号混合，以生成差拍信号(beat signal)。对差拍信号进行频率分析，例如快速傅立叶变换(FFT，fast Fouriertransformation)等，以获得差拍信号的峰值频率(拍频)，根据该峰值频率可以确定到目标物的距离以及FMCW雷达和目标物之间的相对速度。在强度对频率特征曲线中，频谱具有峰值强度。拍频具有峰值强度。

在那些操作期间，存在这样的可能性：FMCW雷达不仅接收来自目标物的反射波，而且还接收从安装在另一个车辆中的其它雷达发射的雷达波，另一个车辆例如是在马路的同侧或另一侧行驶的车辆(例如，前车或迎面而来的车)。即，可能发生对象车辆装配的FMCW雷达和其它车辆中安装的其它雷达之间的干扰。干扰的结果是，难以准确地检测拍频，且不能准确地检测出到例如前车的目标物的距离和目标物的相对速度。

准确检测这种目标特征存在困难的原因之一是差拍信号的频谱特征包含宽峰。差拍信号的频谱特征中的宽峰可能是由在FMCW雷达和其它雷达具有彼此不同的雷达波调制梯度(即使只有轻微不同)，或其它雷达不是FMCW类型，而是例如双频连续波、多频连续波、脉冲、扩展频谱等类型的情况下发生的干扰引起的。频谱特征中的宽峰可以提高差拍信号的频谱特征的噪声本底水平，使得通过混合发射信号和接收信号产生的差拍信号的峰值频率(拍频)的峰高不超过噪声本底水平。通常，噪声本底水平是来自未识别源的噪声的强度。结果，不能准确地检测出峰值频率以得到拍频。这导致目标特征的不准确检测。即，可能错误地确定到目标物的距离或目标物的相对速度。

在Natsume等人的日本已公开专利申请No.2006-2220624和对应的美国专利申请No.2006/0181448中，公开了能够确定FMCW雷达是否被其它一些雷达干扰的FMCW雷达。

Natsume等人的FMCW雷达从差拍信号的全部频率分量中提取大于阈值频率的高频分量，其中与位于FMCW雷达的测量范围内的目标物的目标特征相对应的拍频应位于该阈值频率以下。高频范围被定义为包含超过阈值频率的频率分量的频率范围。差拍信号的高频分量的强度被用于计算被看作涉及背景噪声或噪声本底水平的参考值。然后，基于所计算的参考值，确定FMCW雷达是否被其它一些雷达干扰。在Natsume等人的FMCW雷达的实施例之一中，参考值是高频范围上频率分量的强度的和(积分)。基于高频分量的强度的和来确定FMCW雷达和其它雷达之间是否发生干扰。在Natsume等人的FMCW雷达的另一个实施例中，参考值是满足预定条件的频率分量的数目。预定条件是频率分量超过预定频率阈值且频率分量的强度超过预定强度阈值，其中，该预定频率阈值被设定在与位于测量距离范围内的目标物相对应的拍频应该被位于的范围之外，且预定强度阈值被设定为在不发生其它雷达的干扰时不能获得的足够大的值。预定频率阈值可以被设置为阈值频率的两倍。基于满足上述预定条件的频率分量的数目判断是否发生FMCW雷达和其它雷达之间的干扰。

包括Natsume等人的FMCW雷达的传统FMCW雷达在检测FMCW雷达和其它雷达之间的干扰时所利用的基本事实是：差拍信号的频谱特征的噪声本底水平的增加使高频分量的强度的和增加，并使满足预定条件的频率分量的数目增加。使用该事实，如果所述和或所述数目超过对应阈值，则传统FMCW雷达做出FMCW雷达和其它雷达之间存在干扰的结论。

然而，由于存在位置超出FMCW雷达的测量距离范围的某个大或长的物体，刚刚提及的和以及数目被增加。这种大或长的物体产生差拍信号，其具有比与位于测量范围内的目标物相对应的差拍信号更高的拍频。尤其是，如果存在多过几个的目标物，则频谱特征的高频区域中的宽峰会出现，且可以增强高频分量的强度的和，或增加满足超过对应阈值的预定条件的频率分量的数目。因此，由于存在位置超出FMCW雷达的测量区域的大或长的障碍，利用上述事实的传统FMCW雷达可能错误地检测干扰。

此外，如果存在一些例如卡车和货车的大型车辆，或例如高速公路桥和其桥墩的大且长的建筑物，则差拍信号的频谱特征可能在高频区域中包含多个高强度峰。

因此，即使附近没有其它雷达，位置超出FMCW雷达测量区域的大型目标物增强高频分量的强度的和，并增加满足预定条件的频率分量的数目，而且导致有关在FMCW雷达和其它雷达之间发生干扰的错误确定。这意味着有必要建立针对FMCW雷达的用于准确检测噪声本底水平的方法，以便可靠地检测是否存在位置超出FMCW雷达测量区域的大型目标物。此外，有必要建立针对FMCW雷达的、用于即使在FMCW雷达测量区域之外存在例如卡车和货车的某种大或长的障碍，或例如高速公路桥和其桥墩的大且长的建筑物，仍准确地确定在FMCW雷达和其它雷达之间是否发生干扰的方法。

解决上述问题的第一步骤是，需要建立一种基于到雷达的接收天线的入射波来准确地确定噪声本底水平的方法。

对于这样的雷达系统：发射雷达波并接收目标物反射的雷达波以检测例如目标物和雷达系统之间的发射方向距离的目标特征，从而估计通过混合雷达波和反射雷达波产生的差拍信号的噪声本底水平，在针对此雷达系统的现有方法中，差拍信号的最大功率谱的函数值被认作噪声本底水平。Komori等人在WO 2006/120824中公开了用于根据差拍信号的最大功率谱来确定噪声本底水平的方法。在Komori等人的方法中，如果检测到任何尖峰噪声，则基于尖峰噪声的最大绝对值来确定差拍信号的频谱特征的噪声本底水平。在该方法中，有必要准确地预先确定尖峰噪声的最大绝对值和差拍信号的频谱特征的噪声本底水平之间的关系。如果在雷达和其它雷达之间发生了任何干扰，则该确定可能是困难的任务。

在日本已公开专利申请No.2004-163340和相应美国专利申请No.2004/0095269中，Uehara等人公开了检测干扰波的接收并估计噪声本底水平的车载雷达系统。Uehara等人公开的雷达系统包括用于发射电磁波的发射部件，以及用于接收目标物反射的电磁波的接收部件。Uehara等人的雷达系统还包括用于基于发射的电磁波和接收的电磁波来测量雷达系统和目标物之间的距离和相对速度的信号处理部件，以及用于在信号处理部件的控制下暂停发射部件的发射操作以检测来自其它外部装置的干扰信号的干扰检测部件。利用该结构，因为只测量例如进入雷达系统的干扰波的噪声信号，而不测量任何障碍的反射波，所以可以根据噪声本底水平的定义计算噪声本底水平。然而，需要暂停发射操作来估计噪声本底水平并检测干扰的发生。这意味着在噪声本底水平估计和干扰检测期间不能确定任何目标特征，例如雷达系统测量距离范围内的目标物的存在、雷达系统和目标物之间的距离、以及目标物相对于雷达系统的相对速度。这意味着不能执行目标特征的连续测量。

因此，需要这样的雷达：即使在超出雷达测量区域的位置存在例如卡车和货车的某种大或长的障碍，或例如高速公路桥和其桥墩的大且长的建筑物，并且即使在雷达的测量距离范围内存在多个目标物，也能够准确地估计噪声本底水平，可靠地检测雷达和其它雷达之间干扰的发生，以及准确测量各目标特征，例如，雷达系统测量距离范围内的目标物的存在、雷达系统和目标物之间的距离、以及目标物相对于雷达系统的相对速度。

发明内容

为了解决上述问题，实现了本发明，因此，本发明的一个目的是提供一种针对雷达的用于确定由其它雷达发射的无线电波和由该雷达发射的雷达波的来自目标物的回波的干扰水平的方法，并提供一种雷达，特别是一种频率调制连续波(FMCW)雷达，该雷达执行所述的用于确定该雷达和其它雷达之间的干扰水平的方法。

在根据本发明的方法中，在对由雷达接收的入射无线电波进行频率分析以获得所述入射无线电波的频谱特征之后，入射无线电波的频率分量中的一个频率分量，即所述频率分量中强度大于预定强度阈值的一个频率分量未被用来计算表示干扰水平的参考值。优选地，如果最大测量频率被限定为等于雷达的测量距离范围内的最远距离的频率，且如果超过最大测量频率的频率分量的范围被称为高频范围，则仅使用在所述高频范围内并且强度小于或等于所述预定强度阈值的频率分量来计算所述参考值，因为出现在所述高频范围内的大的峰可归因于位于所述雷达的测量距离范围外的大或长的目标物(如卡车和货车)或者大且长的建筑物(如高速公路桥及其桥墩)。允许对强度中大于所述强度阈值的强度进行校正，以得到小于或等于所述强度阈值的校正值。因此，因为仅使用频率分量中强度不大于所述预定阈值的频率分量，所以可以确定由其它雷达发射的无线电波与由雷达发射的雷达波的来自目标物的回波的干扰水平。如果用小于或大于所述强度阈值的校正值来替代大于所述强度阈值的强度值，可使用所述入射无线电波的所有频率分量或所述高频范围内的频率分量来计算所述参考值。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于检测干扰事件的方法，其中由雷达接收的入射无线电波包括由其它雷达发射并叠加在由雷达发射的雷达波的回波上的无线电波。

根据本发明该方面的方法包括步骤：执行频率分析，识别异常频率分量，降低所述异常频率分量的强度，计算参考值，以及确定是否发生干扰。

在执行频率分析的步骤中，对由所述雷达将所述入射无线电波转换成的电信号执行频率分析，以获得频域中该电信号的频率分量的强度分布。

在识别异常频率分量之一的步骤中，将所述频率分量中强度超过预定强度阈值且在给定频率范围之外的一个频率分量识别为异常频率分量，其中所述雷达波的来自雷达范围内的目标物的回波要处于所述给定频率范围内。

在降低所述异常频率分量的强度的步骤中，将所述异常频率分量的强度降低成小于或等于所述预定强度阈值，以去除位于所述雷达范围外的障碍对检测干扰事件的影响。

在计算参考值的步骤中，通过将所述异常频率分量的降低的强度与不是所述异常频率分量且位于所述给定频率范围之外的频率分量的强度二者相加，计算参考值。

在确定是否发生干扰的步骤中，基于所述参考值来确定是否发生干扰。

根据本发明的另一方面，提供了一种频率调制连续波(FMCW)雷达，所述雷达检测目标物特征，例如：在所述雷达的雷达范围内目标物的存在、所述目标物与所述雷达之间的距离以及所述目标物相对于所述FMCW雷达的相对速度。

根据本发明该方面的FMCW雷达包括：发射信号发生器、发射天线、接收天线单元、差拍信号发生器、频率分析器、异常频率分量识别单元、降低单元、参考值计算器、干扰检测器和目标物特征计算器。

发射信号发生器产生发射信号，该发射信号的频率被调制为具有向上调制段和向下调制段，在所述向上调制段期间，所述发射信号的频率随时间提高，在所述向下调制段期间，所述发射信号的频率随时间下降。

发射天线在所述雷达范围的方向上将所述发射信号作为雷达波发射。

接收天线单元接收由雷达接收的入射无线电波以基于所述入射无线电波来产生接收信号，所述入射无线电波包括由其它雷达发射并叠加在由雷达发射的雷达波的回波上的无线电波。

差拍信号发生器基于所述发射信号和所述接收信号二者，分别针对所述向上调制段和所述向下调制段产生第一和第二差拍信号。

频率分析器对所述第一和第二差拍信号执行频率分析，以获得第一频谱特征和第二频谱特征，所述第一频谱特征和第二频谱特征分别针对所述向上调制段和所述向下调制段表示差拍信号的频率分量在频域中的强度分布。

异常频率分量识别单元基于第一频谱特征和第二频谱特征识别频率分量中的至少一个频率分量作为异常频率分量，所述频率分量中的至少一个具有超过预定强度阈值的强度，并在来自所述雷达范围内的目标物的雷达波的回波所要处于的给定频率范围之外。

降低单元将所述异常频率分量的强度降低成小于或等于所述预定强度阈值，以去除位于所述雷达范围外的障碍对检测干扰事件的影响。

参考值计算器通过将所述异常频率分量的降低的强度与不是所述异常频率分量且位于所述给定频率范围之外的频率分量的强度二者相加，来计算参考值。

干扰检测器基于所述参考值来确定是否发生干扰。

目标物特征计算器基于第一和第二峰值频率来计算目标物特征。

根据本发明的另一方面，提供了一种在分析入射无线电波时确定噪声本底水平的方法，所述入射无线电波由雷达接收并被所述雷达变换成电信号，并且所述入射无线电波包括由所述雷达发射且从所述雷达的测量距离范围内的目标物反射回的雷达波的回波。

根据本发明该方面的方法包括以下步骤：执行频率分析，识别频率分量之一，降低异常频率分量的强度，计算直方图，以及确定噪声本底水平。

在执行频率分析的步骤中，对所述电信号进行频率分析，以导出所述电信号的频率分量的强度分布。

在识别异常频率分量的步骤中，将所述频率分量中强度超过预定强度阈值且在给定频率范围之外的一个频率分量识别为异常频率分量，其中所述雷达波的来自所述雷达范围内的目标物的回波要处于所述给定频率范围内。

在降低所述强度的步骤中，将所述异常频率分量的强度降低到小于或等于所述预定强度阈值的校正强度，以给出校正的频谱特征，其中使用所述异常频率分量的校正强度。

在计算直方图的步骤中，利用所述电信号的校正的频谱特征来计算位于给定频率范围之外的那些频率分量的强度直方图，其中所述雷达波的来自所述目标物的回波要处于该给定频率范围内。

在确定噪声本底水平的步骤中，将强度中在所述频率分量的强度直方图中具有最大高度的强度确定为噪声本底水平。

附图说明

通过下面给出的本发明的优选实施例的详细说明和附图会更加全面地理解本发明，这些说明和附图并未将本发明限于具体实施例，而是应当看作单纯出于说明和理解的目的。

在附图中：

图1是示出根据本发明的FMCW雷达的框图；

图2A是示出向上调制段和向下调制段内的从FMCW雷达发射的雷达波随时间频率改变以及来自目标物的反射雷达波的随时间频率改变的说明性曲线图；

图2B是示出通过混合从FMCW雷达发射的雷达波和来自目标物的反射雷达波生成的差拍信号的电压振幅的时间相关性的说明性曲线图；

图2C是示出差拍信号的随时间频率改变的说明性曲线图；

图2D是示出向上调制段和向下调制段内的拍频的说明图，拍频被用来确定到目标物的距离和目标物的相对速度；

图3A是对照时间示出当差拍信号的频谱特征受到来自发射具有与从FMCW雷达发射的雷达波不同的调制梯度的雷达波的其它雷达的干扰影响时，从FMCW雷达发射的雷达波以及从其它雷达发射的接收雷达波的频率改变的说明图；

图3B是示出当差拍信号的频谱特征受到发射具有与从FMCW雷达发射的雷达波不同的调制梯度的雷达波的其它雷达的存在的影响时，差拍信号的频率和差拍信号的电压振幅的随时间改变的说明图；

图3C是示出当差拍信号的频谱特征受到发射具有与从FMCW雷达发射的雷达波不同的调制梯度的雷达波的其它雷达的存在的影响时，差拍信号的电功率谱特征的说明图；

图4A是示出当差拍信号的频谱特征受到发射具有随时间恒定的频率的雷达波的其它雷达的影响时，从FMCW雷达发射的雷达波的频率的随时间改变，以及从其它雷达发射的接收雷达波的恒定频率的说明图；

图4B是示出当差拍信号的频谱特征受到以随时间恒定的频率进行发射的其它雷达的影响时，差拍信号的频率和差拍信号的电压振幅的随时间改变的说明图；

图4C是示出当差拍信号的频谱特征受到发射具有随时间恒定的频率的雷达波的其它雷达的影响时，差拍信号的电功率谱特征的说明图；

图5是示出用于检测目标物特征的过程的流程图，该过程包括如下步骤：计算差拍信号的频率分量中在高频范围内、强度小于或等于预定阈值的频率分量的强度的积分值，以作为参考值；

图6是示出根据本发明的第一实施例的计算参考值的过程的流程图，该过程包括步骤：在差拍信号的频谱特征中，识别包含峰值频率分量中峰值强度大于所述预定阈值的一个峰值频率分量的峰值频率区间，以及以小于或等于强度阈值的调整值来替代峰值强度；

图7是示出当存在超出FMCW雷达的测量距离范围的某些大目标物时第一实施例中的差拍信号的示例功率谱特征的图；

图8A是示出第一实施例中的差拍信号的示例功率谱特征的图，其中在高频范围内可见三个峰值频率区间，所述三个峰值频率区间包括强度(峰值强度)大于预定阈值的峰值频率分量f₁、f₂和f₃；

图8B是示出根据第一实施例的用于设置三个峰值频率区间的过程的图，所述三个峰值频率区间分别在三个峰值频率分量f₁、f₂和f₃处具有峰值频率区间的中心，并具有相同的宽度f_w；

图9是示出根据第一实施例的用于以调整值来替代包含三个峰值频率分量f₁、f₂和f₃的三个峰值频率区间的强度的过程的图，所述调整值是各峰值频率区间中最低和最高频率分量的强度的均值；

图10是示出根据对比技术的用于检测目标物的处理的流程图；

图11是示出当FMCW雷达和其它雷达之间发生干扰时，差拍信号的典型频谱特征的曲线图，差拍信号的频谱特征具有不存在来自位于FMCW雷达测量范围内的目标物的影响的高频率范围，以及存在来自位于FMCW雷达测量范围之内的目标物的一些影响的目标检测频率范围；

图12是示出当发生FMCW雷达和其它雷达之间的干扰时，差拍信号高频范围中的典型频谱特征的曲线图；

图13是示出当在FMCW雷达和其它雷达之间没有干扰发生且不存在位置超出FMCW雷达测量区域的大型目标物时，差拍信号在高频范围中的典型频谱特征的曲线图；

图14是示出当在FMCW雷达和其它雷达之间没有干扰发生且存在位置超出FMCW雷达测量区域的一些大型目标物时，差拍信号在高频范围中的典型频谱特征的曲线图。

图15是示出根据第一实施例的第一修改的用于以调整值来替代包含三个峰值频率分量f₁、f₂和f₃的三个峰值频率区间的强度的过程的图，所述调整值是各峰值频率区间中最低的频率分量的强度的值；

图16是示出根据第一实施例的第二修改的用于以调整值来替代包含三个峰值频率分量f₁、f₂和f₃的三个峰值频率区间的强度的过程的图，所述调整值是各峰值频率区间中最高的频率分量的强度的值；

图17是示出根据本发明第二实施例的用于计算参考值的过程的流程图，该过程包括以下步骤：在差拍信号的频谱特征中，识别包含峰值频率分量中峰值强度大于所述预定阈值的一个峰值频率分量的峰值频率区间，以及以零强度水平来替代峰值强度；

图18示出根据本发明第三实施例的用于计算积分值的过程的流程图，该过程包括以下步骤：在差拍信号的频谱特征中，识别包含频率分量中强度大于所述预定阈值的一个频率分量的峰值频率区间，以及以零强度水平来替代峰值强度；

图19A是示出当在FMCW雷达的测量区域之外的位置存在某些大的目标物时高频范围中的差拍信号的示例频谱特征的图；

图19B是示出根据本发明第三实施例的用于以零强度水平来替代包含三个峰值频率分量的三个峰值频率区间的强度的过程的图；

图20是示出根据本发明第四实施例的用于计算积分值的过程的流程图，该过程包括步骤：在差拍信号的频谱特征中，识别包含频率分量中强度大于所述预定阈值的一个频率分量的峰值频率区间，以及以所述预定阈值来替代峰值强度；

图21是示出根据本发明第四实施例的用于以所述预定阈值来替代包含三个峰值频率分量的三个峰值频率区间的强度的过程的图；

图22是示出根据第五实施例的计算差拍信号的噪声本底水平的过程的流程图，该过程包括步骤：计算高频范围中的频率分量的强度直方图；以及

图23是示出根据第五实施例的计算高频范围中的频率分量的强度直方图的过程的流程图，该过程包括步骤：在差拍信号的频谱特征中，识别包含峰值频率分量中峰值强度大于所述预定阈值的一个峰值频率分量的峰值频率区间，以及以小于或等于强度阈值的调整值来替代峰值强度。

具体实施方式

下面将参考附图说明本发明的优选实施例。贯穿各附图，相同的构成用相同的附图标记表示。

(第一实施例)

下面参照图1-16描述本发明的第一实施例及其修改。

图1是示出根据本发明的车载FMCW雷达的框图。FMCW雷达检测到位于雷达范围(下面有时称为“测量距离范围”)内的目标物的距离和/或例如前车的目标物的相对速度。

如图1中所示，FMCW雷达2包括数模(D/A)转换器10、振荡器12、分离器14、发射天线16及信号处理单元30。

D/A转换器10从信号处理单元30接收数字数据Dm，并将接收到的数字数据Dm转换为模拟信号M。振荡器12从D/A转换器10接收模拟信号M，从而产生毫米波段的射频信号，信号的频率根据包含在模拟信号M中的信息随时间改变。分离器14将振荡器12生成的射频信号的电功率分离为：涉及作为毫米波段中的射频信号的发射信号Ss的第一部分，以及涉及将用来生成差拍信号的本地信号L的第二部分。发射天线16朝向目标物可能位于的测量距离范围发射作为雷达波的发射信号Ss。

模拟信号M被D/A转换器10调制，从而以具有2×ΔT周期的三角波形形成，其中ΔT被称为扫描时间。根据模拟信号M，由振荡器12生成的射频信号的频率被调制，从而在扫描时间ΔT内线性增加，然后在扫描时间ΔT内线性减少。所以，发射信号Ss的频率的时间相关性与本地信号L的时间相关性具有相同的形式。下面，将射频信号的频率线性增加的时段称为向上调制段或向上扫描调制段，且将射频信号的频率线性减小的时段称为向下调制段或向下扫描调制段。

FMCW雷达还包括接收天线单元20、天线切换器22、混合器24、放大器26以及模数(A/D)转换器28。

接收天线单元20由接收被位于测量距离范围内的目标物反射的反射雷达波的N个接收天线构成。优选地，N个接收天线被排列成行且均匀间隔。该设置将对检测目标物的方向有用。每个接收天线连接到接收切换器22的对应接收信道。天线切换器22选择构成接收天线单元20的N个接收天线中的一个，并将来自所选择的接收天线的接收信号Sr提供给下游阶段。天线切换器22被连接到信号处理单元30。信号处理单元30控制用于在接收天线单元20的N个接收天线之间选择工作天线的改变的定时。混合器24将从天线切换器22提供的接收信号Sr和从分离器14输入的本地信号L混合，以生成差拍信号B。放大器26放大由混合器24基于接收信号Sr和本地信号L生成的差拍信号。由放大器26生成的经放大的差拍信号被输入到A/D转换器28，以使用用于数字化经放大的差拍信号的技术转换为数字数据Db，例如，通过以预定的采样频率采样经放大的差拍信号的大小。为了以与预定采样频率相对应的采样周期生成采样信号，A/D转换器28还包括与信号处理单元30的时钟同步的定时器。信号处理单元30从A/D转换器28接收数字数据Db，并对数字数据Db执行信号处理，以获得关于目标特征的信息，目标特征例如为到反射雷达波的目标物的发射方向距离，以及装配有FMCW雷达12的对象车辆和目标物之间的相对速度。

信号处理单元30主要包括：中央处理单元(CPU)、例如只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)的存储器、以及用于在数字数据Db的信号处理中执行快速傅立叶变换(FFT)的数字信号处理器。信号处理单元30还包括控制CPU和数字信号处理器的运行速度并用来测量时间的时钟。信号处理单元30连接到天线切换器22和A/D转换器28，以分别控制用于选择工作天线的改变的定时，并将差拍信号B转换为数字数据Db。

接收天线单元20的N个接收天线被分别分配给信道1(ch1)到信道N(chN)。使每信道采样频率为fs，则A/D转换器28的预定采样频率应该为F_samp＝N×fs。

每信道采样频率fs被如下设定：如果最大测量频率被定义为与FMCW雷达2的测量距离范围内的最远距离相对应的差拍信号B的频率，则最大测量频率限制测量频率范围，使得可以使用最大测量频率以下的频率来检测到反射雷达波的目标物的距离以及装配有FMCW雷达2的对象车辆和目标物之间的相对速度。因此，每信道采样频率fs被设定为最大测量频率的两倍或更大，优选设定为最大测量频率的四倍或更大。这意味着A/D转换器28执行过采样以从差拍信号B提取冗余信息。

在以上述方式构成的FMCW雷达2中，D/A转换器10根据来自信号处理单元30的数字数据Dm生成模拟信号M。模拟信号M的频率随时间改变。振荡器12则在毫米波段中生成射频信号。射频信号的频率以与模拟信号M的频率改变相同的方式随时间改变。分离器14分离由振荡器12产生的射频信号，以生成发射信号Ss和本地信号L。天线16朝向测量距离范围辐射作为雷达波的发射信号Ss。

从FMCW雷达2的天线16发射的雷达波被例如位于测量距离范围内的前车或迎面而来的车辆的目标物反射。回到FMCW雷达2的反射雷达波被接收天线单元20的全部N个接收天线接收。然而，接收天线单元20接收从其它雷达发射的或由位于FMCW雷达2的测量距离范围之外的一些障碍反射的电磁波。这些未期望用来检测位于测量距离范围内的目标物的电磁波被认作噪声信号。

N个接收天线由信道i(chi)(i＝1，2，...，N)索引。天线切换器22相继选择N个接收天线中的一个，使得由天线切换器22选择的信道按预定间隔改变，并将由连接到接收切换器22的所选择信道的天线接收到的接收信号Sr提供给混合器24。优选地，天线切换器22包括定时器，以按预定间隔改变所选择的天线。此外，允许天线切换器22连接到信号处理单元30并接收改变信道的定时信号。混合器24将从天线切换器22提供的接收信号Sr和从分离器14输入的本地信号L混合，以产生差拍信号B。差拍信号B被放大器26放大，然后被输入到A/D转换器28以使用数字化经放大的差拍信号的技术将其转换为数字数据Db。信号处理单元30从A/D转换器28接收数字数据Db并对数字数据Db执行信号处理，以获得关于目标特征的信息，目标特征例如为到反射雷达波的目标物的发射方向距离，以及装配有FMCW雷达2的对象车辆和目标物之间的相对速度。

参考图2A～图2D，说明用于检测目标特征的方法，目标特征例如为到反射雷达波的目标物的距离，以及装配有FMCW雷达2的对象车辆和目标物之间的相对速度。

如图2A中所示，对应于发射信号Ss并从天线16发射的雷达波fs的频率成锯齿状波形周期性变化。雷达波fs的频率变化的锯齿状波形具有向上调制段或向上扫描调制段，以及向下调制段或向下扫描调制段；在向上调制段或向上扫描调制段期间，雷达波fs的频率在等于雷达波fs的频率变化宽度1/f_m的一半的扫描时间ΔT期间线性增加一个频率调制宽度ΔF；在向下调制段或向下扫描调制段期间，雷达波fs的频率在等于雷达波fs的频率变化周期1/f_m的一半的扫描时间ΔT期间线性降低一个频率调制宽度ΔF。因此，雷达波fs的频率变化的一个周期为2×ΔT，包含一个向上调制段和后面的向下调制段。如图2A中所示，用来计算装置2和目标物之间的距离以及目标物的相对速度的雷达波fs的中心频率为f0。雷达波fs的中心频率f0可以被调整。从FMCW雷达2的天线16辐射的雷达波fs被位于测量距离范围内的目标物反射。于是，目标物充当反射雷达波fr的源，且反射雷达波fr被接收天线单元20接收以生成接收信号Sr。混合器24将从天线切换器22提供的接收信号Sr和从分离器14输入的本地信号L混合，以生成差拍信号B。这里，差拍信号包括：向上调制段内接收信号Sr和本地信号L产生的混合信号，以及向下调制段内接收信号Sr和本地信号L产生的另外的混合信号。

例如，天线切换器22被设计来执行下面的操作：每一次从信号处理单元30接收到定时信号时，天线切换器22从信道1(ch1)到信道N(chN)顺序改变天线单元20的所选信道，并重复地选择它们。使每信道、在每个雷达波fs的包括向上调制段和向下调制段的一个频率变化周期的采样次数为2×M_samp，一个频率变化周期即扫描时间2×ΔT＝2×1/f_m。

因此，当等同于向上调制段和向下调制段其中之一的测量完成时，针对信道ch1到chN的每一个生成M_samp个采样数据。

图2B是示出由混合器24生成的差拍信号的电压振幅的说明性时间图。如果没有发生干扰且在FMCW雷达2的测量距离范围之外不存在大或长的障碍，且在测量距离范围内只存在到雷达2的相对速度为0的目标物，则差拍信号具有恒定频率的正弦曲线波形。

如图2A和图2C所示，在向上调制段和向下调制段的每一个中，A/D转换器28按预定采样周期递归地采样差拍信号B，并将采样的差拍信号B转换为数字信号Db。因此，产生包括频率增加周期和频率减小周期的反射雷达波fr的频率变化。

例如，在车载FMCW雷达2的速度等于目标物的速度的情况下，即，在目标物相对速度为0的情况下，反射雷达波被延迟了雷达波在雷达2和目标物之间以光速c传播的时间。在这种情况下，来自目标物的反射雷达波fr相对于雷达波fs被沿时间位移了延迟时间td，如图2A所示。此外，用傅立叶分析或其它频率分析工具分析差拍信号B，以获得差拍信号B的功率谱特征或其它频率谱特征。

图2D是示出向上调制段和向下调制段内的拍频的说明图。

在当前考虑的目标物相对速度为0的情况下，差拍信号在频率增加周期中的峰值频率fbu等于差拍信号在频率下降周期中的峰值频率fbd。令雷达2和目标物之间的距离为D，通过用延迟时间td乘以光速c容易地获得距离D为：D＝td×c。

然而，在车载FMCW雷达2的速度与目标物的速度不同的情况下，即，在目标物的相对速度不为0的情况下，反射雷达波具有多普勒频移fd。因此，反射雷达波fr的频率沿频率位移了多普勒频移fd，且沿时间位移了延迟时间td。在这种情况下，如图2D中所示，差拍信号在频率增加周期中的峰值频率fbu与差拍信号在频率减小周期中的峰值频率fbd不同。即，反射雷达波fr的频率沿时间位移了延迟时间td，并沿频率位移了多普勒频移fd。令目标物的相对速度为V，则可以根据沿图2A中的频率轴的雷达波fs和反射雷达波fr之间的频率差来计算目标物的相对速度V。

反射雷达波fr相对雷达波fs的延迟时间td对应于反射雷达波fr相对雷达波fs的频率位移的第一分量fb，使得：

$\mathrm{fb}=\frac{\left|\mathrm{fbu}\right|+\left|\mathrm{fbd}\right|}{2}---\left(1\right)$

其中，fbu和fbd分别是差拍信号在频率增加周期中的峰值频率和差拍信号在频率减小周期中的峰值频率。因为通过去除多普勒频移的影响获得了等式(1)中的第一分量fb，所以频率位移的第一分量fb与设备2和目标物之间的距离D对应如下：

$D=\frac{c}{4\×\mathrm{\ΔF}\×f_m}\×\mathrm{fb}---\left(2\right)$

其中，ΔF是在雷达波fs的频率变化周期1/f_m的一半期间的频率调制宽度，c为光速。

与目标物的相对速度V相关的多普勒频移fd可以使用差拍信号在频率增加周期中的峰值频率fbu和差拍信号在频率减小周期中的峰值频率fbd来表达如下：

$\mathrm{fd}=\frac{\left|\mathrm{fbd}\right|-\left|\mathrm{fbu}\right|}{2}---\left(3\right)$

可以使用下面的表达式，根据峰值频率fbu和fbd获得目标物的相对速度V：

$V=\frac{c}{2\×f0}\×\mathrm{fd}---\left(4\right)$

其中，f0是雷达波fs的中心频率。

因此，使用差拍信号在频率增加周期中的峰值频率fbu和差拍信号在频率减小周期中的峰值频率fbd，可以获得FMCW雷达2和目标物之间的距离，以及目标物相对于FMCW雷达2的相对速度。因此，差拍信号B中峰值频率fbu和fbd的确定是频率分析中的重要主题之一。为了准确地确定峰值频率fbu和fbd，分离出差拍信号的频谱特征中与目标物和雷达2之间的距离以及目标物的相对速度不直接相关的噪声分量是重要的。差拍信号的频谱特征中的噪声分量可能由于在如下情况下发生的干扰而产生：装配对象车辆的FMCW雷达和安装在另一干扰车辆中的其它雷达具有彼此不同的雷达波调制梯度，即使是略微的不同；或其它雷达不是FMCW雷达。差拍信号的频谱特征中的那些噪声分量导致噪声本底水平上升，使得峰值频率fbu和fbd处的高度可能不超过噪声本底水平。通常，噪声本底水平被定义为有用信号水平的最低界限。因此，噪声本底水平是来源未明的弱噪声的强度，且如果干扰发生，则受FMCW雷达和其它雷达之间的干扰的影响。此外，由于存在位置超出测量范围的大型目标物，所以用于判断FMCW雷达和其它雷达之间是否存在干扰的传统工具给出错误的结论。因此，检测位置超出FMCW雷达2的测量区域的大型目标物非常重要。

参考图3A～图4C，将更详细地说明噪声本底水平如何在一些情况下增加，该一些情况例如：对象车辆装配的FMCW雷达和安装在其它(干扰)车辆中的其它雷达具有彼此不同的雷达波调制梯度，即使是略微的不同；其它雷达不是FMCW雷达，例如是双频连续波、多频连续波、脉冲、扩展频谱等雷达的情况。

图3A是示出从FMCW雷达2发射的雷达波以及从其它雷达发射的接收雷达波的频率的随时间改变的说明图，其中其它雷达发射具有与发射自FMCW雷达的雷达波不同的调制梯度的雷达波。在这种情况下，在某时间段中，雷达波fs在向上调制段和向下调制段内的频率变化范围与同时从其它雷达发射的雷达波的频率变化范围重叠。

图3B是示出差拍信号的频率和差拍信号的电压振幅随时间改变的说明图。如图3B中所示，在向上调制段内，本地信号L0和包括从其它雷达发射的雷达波的接收雷达波之间的频率差是可变的，且与图2A中所示的情况相比较大地变化。通过混合本地信号L0和接收到的信号Sr生成差拍信号。

如果其它雷达发射具有与从FMCW雷达2发射的雷达波相同的频率变化模式的雷达波，即，如果从其它雷达发射的雷达波的频率在雷达波的向上调制段内增加并在向下调制段内减小，则窄峰在差拍信号的频谱特征中出现。

然而，如果由其它雷达发射的雷达波的频率梯度与从FMCW雷达2发射的雷达波的不同，则因为从其它雷达和FMCW雷达2发射的雷达波的频率之间的差随时间改变，使得频谱的许多分量被包括在差拍信号的频谱特征中，所以将在差拍信号的频谱特征中引起宽峰。

图3C是示出在这种情况下差拍信号的电功率谱特征的说明图。可见，噪声本底水平被FMCW雷达2和其它雷达之间的干扰提高，其中其它雷达发射具有与从FMCW雷达2发射的雷达波的不同的调制梯度的雷达波。

图4A是示出从FMCW雷达2发射的雷达波的频率随时间的改变，以及从其它雷达发射的接收雷达波的恒定频率的说明图。发射具有恒定频率的雷达波的雷达可以包含双频连续波型雷达、多频连续波型雷达、脉冲型雷达、以及频谱扩展型雷达。

图4B是示出差拍信号的频率和差拍信号的电压振幅的随时间改变的说明图。在图4B所示的情况下，在向上调制段和向下调制段内，本地信号L0和包括从其它雷达发射的雷达波的接收雷达波之间的频率差不是恒定的，且与图2A中所示的情况相比较大地变化。

在这种情况下，如图4C中所示，噪声本底水平被FMCW雷达2和其它雷达之间的干扰提高，其中其它雷达发射具有与从FMCW雷达2发射的雷达波的不同的调制梯度的雷达波。

在图3A和图4A中所示的两种情况下，因为本地信号L0和包括从其它雷达发射的雷达波的接收雷达波之间的频率差不是恒定的且较大地变化，所以差拍信号包括从低频到高频的频率分量。因此，当在从FMCW雷达2和其它雷达发射的雷达波之间发生干扰时，通过频率分析获得的频谱特征可以包括宽峰或增强的噪声本底水平。如果我们将最大测量频率定义为这样的频率：与位于FMCW雷达的测量距离范围内的目标物的目标特征相对应的拍频在该频率之下，则宽峰的一些频率分量超过最大测量频率。

利用差拍信号的频谱特征的噪声本底水平的上升导致高频分量的强度的和或满足预定条件的频率分量的数目的增大的事实，使用已知技术之一来检测由其它雷达的干扰产生的宽峰。利用该事实，如果这种和或数目超过相应的阈值，则连续波FMCW雷达得出发生其它雷达的干扰的结论。

如果例如卡车和货车的一些大型车辆或例如高速公路桥和其桥墩的建筑物位于比FMCW雷达2的测量距离范围更远处，则差拍信号的频谱特征可包含高频区域中超过最大测量频率的多个非常大的峰。因此，位置超出FMCW雷达的测量区域的大目标物在没有任何其它雷达的情况下增加了高频分量的强度的和，以及满足预定条件的频率分量的数目，且在采用已知技术的其中一个时，导致对其它雷达的干扰的错误确定。

在下文中，参考图5，说明用于确定是否发生其它雷达的干扰的方法。下面要说明的方法使得对是否存在其它雷达的干扰的确定准确度提高。

图5是示出用于确定是否存在其它雷达的干扰的方法的流程图。即使大的目标物，例如，诸如卡车和货车的大型车辆或诸如高速公路桥和其桥墩的建筑物，位于FMCW雷达2的测量距离范围之外处，该方法也工作良好。该方法包括基于差拍信号的频率分量的强度直方图来检测差拍信号的频谱特征的噪声本底水平的步骤。图5中所示的处理由图1中的信号处理单元30执行。该过程开始且然后以预定间隔重复。

在步骤S110中，FMCW雷达2的信号处理单元30向D/A转换器10输出数字数据Dm。数字数据Dm包括关于毫米波段中的射频信号的频率调制的信息，以生成一个频率变化周期上的雷达波。一个频率变化周期包括向上调制段和向下调制段。在向上调制段中，雷达波fs的频率在扫描时间ΔT期间线性增加了频率调制宽度ΔF。在向下调制段中，雷达波fs的频率在扫描时间ΔT期间线性减小了频率调制宽ΔF。振荡器12使用用于调制射频信号的信息以生成要从天线16辐射的雷达波。此外，在步骤S110，信号处理单元30读取由A/D转换器28获得的数字数据Db。通过转换由混合器24生成的差拍信号获得数字数据Db。通过将接收信号Sr，即由接收天线20接收到的反射雷达波，与包括关于数字数据Dm的信息的本地信号L混合，生成差拍信号。

在这个实施例中，差拍信号B的数字数据Db包含包括差拍信号在频率增加段中的强度的第一数字数据，以及包括差拍信号在频率减小段中的强度的第二数字数据。差拍信号B的数字数据Db被存储在信号处理单元30的存储器中。第一和第二数字数据中的每一个具有N×M_samp个采样数据。因此，A/D转换器28执行过采样以从差拍信号提取冗余信息。

随后在步骤S120，信号处理单元30对差拍信号的分别与频率增加段中和频率减少段中的数据相对应的第一和第二数字数据执行频率分析，例如快速傅立叶变换(FFT)分析。作为快速傅立叶变换的结果，计算出均被分配给频率分量之一的复合值。即，通过傅立叶变换将差拍信号的强度的时域表示变换为其频域表示。每个复合值的绝对值表示对应频率分量的功率。因此，通过傅立叶变换，可以得到差拍信号功率谱或频谱特征。

允许分别计算与第一和第二数字数据相对应的差拍信号的第一和第二频谱特征。此外，允许基于每M_samp个采样数据来计算针对每个信道以及频率增加段和频率减小段中每一个的差拍信号的每个频谱特征。在这种情况下，获得了差拍信号B的2个谱特征。

注意，如果将最大测量频率定义为差拍信号B的指示FMCW雷达2的测量距离范围，即雷达范围内的最远距离的频率，则最大测量频率限制测量频率范围，使得最大测量频率之下的频率被允许来检测到反射雷达波的目标物的距离，以及装配有FMCW雷达12的对象车辆和目标物之间的相对速度。因此，高频分量可以被定义为超过最大测量频率的频率分量。覆盖高频分量的频率范围将被称为高频范围。

针对频率增加段和频率减少段的每个的差拍信号的功率谱或频谱特征不仅包含低于或等于最大测量频率(将被称为目标检测频率范围)的频率分量，而且包含超出该最大测量频率，即在高频范围内的频率分量。

如果最大测量频率设为116KHz(对应于目标物的相对速度为零时的256米)，可将高频范围设置为200至333KHz。

在步骤S130，使用在步骤S120获得的差拍信号的功率谱，尤其使用对应于高频范围内的频率分量的功率谱数据，计算分别针对频率增加段和频率减少段的第一和第二参考值。以下将参考图6详细描述该步骤的操作。

这里，需提及的是，通过在给定的频率范围上积分差拍信号的频率分量的强度来获得所述第一和第二参考值，且该第一和第二参考值分别针对频率增加段和频率减少段指示FMCW雷达和其它雷达之间的干扰水平。干扰水平越高，则表明从所述其它雷达发射的无线电波在FMCW雷达接收的入射无线电波中所占的比例越大。

应注意，如果可除去从位于测量距离范围之外的障碍返回的无线电波，则对高频范围上的频率分量的强度的积分值可确定差拍信号的噪声本底水平。由此，可将第一和第二参考值识别为分别指示针对频率增加段和频率减少段的噪声本底水平。

允许仅获得一个参考值，而不是获得第一和第二参考值。在此情况下，使用在步骤S120产生的差拍信号B的两个频谱特征的任一个或该差拍信号B的所有两个频谱特征来计算该一个参考值。例如，对第一和第二参考值求平均以给出所述一个参考值。

然后，在步骤S140，信号处理单元30将第一和第二参考值与预定的干扰阈值进行比较。即，确定是否所述第一和第二参考值中的至少一个超出该预定的干扰阈值。如果在步骤S140的确定结果是“是”，则确定在FMCW雷达2和其它雷达之间发生干扰。然后，处理进入到步骤S190。

与此形成对比，即，如果在步骤S140的确定结果是“否”，则确定在FMCW雷达2和其它雷达之间没有发生干扰。于是处理进入到步骤S150。

如果在步骤S130仅获得一个参考值，则确定所述积分值是否超出预定的干扰阈值。

在步骤S150，峰检测阈值被设定为大于预定干扰阈值，在最大测量频率之下且功率超过峰检测阈值的频率分量被分别收集为针对向上调制段和向下调制段中的每一个且针对每一个信道的峰值频率。然后，从接收信号Sr收集与针对于相应信道的每个峰值频率相对应的数字数据x_i(t)(i＝1，...，N)以形成向量X(t)＝(x₁(t)，...，x_N(t))。优选地，每个数字数据x_i(t)(i＝1，...，N)包含3个向上调制段或3个向下调制段中的数据。该向量X(t)被用来获取位于FMCW雷达2的测量距离范围内的目标物的方向。例如，如果接收天线单元20的N个天线被相等地分开，则可以采用多信号分类(MUSIC，multiple signal classification)方法来获得目标物的方向。在MUSIC方法中，X(t)的自相关矩阵起到估计目标物方向的核心作用。对MUSIC方法的说明可以在“Multiple emitter locationand signal parameter estimation”，R.O.Schmidt，IEEE Trans.AntennasPropagat.Vol.34(3)March(1986)PP.276-280中找到。使用MUSIC方法，在射频信号的频率变化的锯齿状波形中的一个2×ΔT周期上，基于与针对每个信道的每一个峰值频率相对应的数字信号数据x_i(t)(i＝1，...，N)，检测目标物的方向。如果检测到多个峰值频率，则预期存在数目等于峰值频率数目的多个目标物。因此，针对向上调制段和向下调制段的每一个得到目标物的方向。下文中，包括针对向上调制段和向下调制段的峰值频率和目标物方向的那些数据被分别称为第一目标方向信息和第二目标方向信息。

在本实施例中，基于第一和第二数字数据的每一个的全部N×M_samp个采样数据获得峰值频率。在这个实施例中，在N个信道上对全部N×M_samp个采样数据求平均值，然后，第一和第二数字数据中每一个的Msamp个采样数据被用来获得峰值频率。

此外，允许基于通过对第一和第二数字数据的全部N×M_samp个采样数据进行子采样获得的下变变换数据来估计各峰值频率。然后，过程前进到步骤S160。

在步骤S160，执行比较第一目标方向信息和第二目标方向信息的对匹配处理。执行对匹配处理的目的之一是提取多个目标物。作为对匹配处理的结果，提供包括来自第一目标方向信息的值和来自第二目标方向信息的相应值的对数据。

通常，在分别对应于向上和向下调制段的第一和第二数字数据中都包括测量频率范围中的多个强度峰，每个强度峰与拍频相对应。那些强度峰中的每一个可以被认为指示目标物的存在。然而，需要确立一对峰值频率，一个从第一数字数据提取，且另一个从第二数字数据提取，以计算目标物特征。如果第一和第二数字数据中均包括M个强度峰，则可以有M×M对峰值频率。因此，对数据具有至多M×M对峰值频率。

在步骤S180，对数据被用于给定候选目标物之一的距离和候选目标物的相对速度。

如果第一和第二数字数据均包括M个强度峰，则至多计算M×M个到候选目标物的距离和M×M个候选目标物的相对速度。可以认为在M×M个候选目标物中间，(M-1)×M个候选目标物是真实世界不存在的假象。假象将在下一个步骤S180被识别。

允许将先前获得的方向信息存储在信号处理单元30的存储器中，并参考该信息来执行将第一目标方向信息中的一个峰值频率与第二目标方向信息中的相应峰值频率相关联以识别目标物中的一个的对匹配处理。即，优选地，将当前第一目标方向信息和当前第二目标方向信息存储在信号处理单元30的存储器中，以在下次使用。代替当前第一目标方向信息和当前第二目标方向信息，可以存储与针对全部N个信道并针对向上调制段和向下调制段的各峰值频率相对应的全部数字数据x_i(t)(i＝1，...，N)。此外，允许将在步骤S120获得的差拍信号的功率谱存储在存储器中。

然后，在步骤S180，基于在步骤S170计算出的对数据确定目标物的距离和目标物的相对速度。

例如，就目标物动作的一致性来检查候选目标物的距离和候选目标物的相对速度的全部候选。即，如果可以追踪目标物的候选的一些一致物理轨迹，则该候选将被判断为真实目标物。在这种情况下，在FMCW雷达2已经执行了由图5中的步骤S110～S190定义的检测过程时，需要参考包括到目标物的距离和目标物的相对速度的目标物特征。

此外，可以检查由各对峰值频率中的其中一对组成的峰值频率的强度的平衡。峰值频率强度的大的不平衡说明两个峰值频率是由不同目标物产生的。

此外，允许就与在步骤S150获得的第一和第二方向数据的一致性来检查候选目标物的距离和候选目标物的相对速度的全部候选。

所确定的目标物距离和目标物相对速度可以被用于自动巡航操作、用于车辆导航操作、或用于控制安装在车辆中的安全系统。

此外，在步骤S180，所确定的目标物距离和目标物相对速度被存储在信号处理单元30的存储器中，以在下面的检测过程中参考。

如果在步骤S140的确定是“是”，即，第一和第二噪声本底水平中的至少一个超过预定干扰阈值，则确定为存在其它雷达的干扰。然后，过程前进到步骤S190。

在步骤S190，针对FMCW雷达和其它雷达之间的干扰采取一些措施。

例如，如果不能进行目标物检测，则对装配有FMCW雷达2的车辆的驾驶员发出警告。将通过显示指示或声音警告针对FMCW雷达和其它雷达之间的干扰采取其它措施。

接下来，参考图6-9，描述针对频率增加段和频率减少段的每一个计算第一和第二参考值的每一个的详细操作。

为计算第一参考值，将使用在图5中步骤S210获得的第一频率特征。另外，第二频率特征将被用于计算第二参考值。这两个参考值指示FMCW雷达2和其它雷达之间的干扰水平并确定拍频信号的噪声本底水平。

本实施例的一个方面提供了一种雷达，该雷达能够可靠地检测在该雷达和其它雷达之间的干扰的发生，并且即使在该雷达的测量距离范围之外存在某些大的或长的障碍物(例如卡车和汽车)，或大的且长的建筑物(例如高速公路桥及其桥墩)，且即使在该雷达的测量距离范围内存在多个目标物，仍能够准确地测量目标特征，例如目标物存在于雷达系统的测量距离范围内，雷达系统和目标物之间的距离以及目标物相对于雷达系统的相对速度。

图6为示出根据本实施例的计算参考值的过程的流程图。该过程包括步骤：在差拍信号的频谱特征中识别包含峰值频率分量中峰值强度大于预定阈值的一个峰值频率分量的峰值频率区间，以及使用小于或等于该强度阈值的调整值来替换该峰值强度。

图7示意性地示出在某些大的障碍物存在于FMCW雷达的测量距离范围之外时，差拍信号的频谱特征。

如可从图7看到的，在FMCW雷达的测量距离范围之外存在的某些大的目标障碍物在差拍信号的频谱特征中的高频范围内引起三个强度峰。

在步骤S210，信号处理单元30在步骤S120获得的差拍信号的第一或第二频谱特征中的高频范围内检测具有最大强度的峰值频率分量，其峰值强度大于预定阈值。

图8A示出差拍信号的示意性的功率谱特征，其中可在高频范围内看到包含峰值频率分量f₁，f₂和f₃的三个峰值频率区间，所述峰值频率分量的强度(峰值强度)大于预定的阈值。这三个峰值频率区间将分别被称为第一、第二和第三峰值频率区间。

之后，在步骤S220，判断在高频范围内是否具有至少一个强度超出预定阈值的峰值频率分量。如果步骤S220的确定结果是“是”，即有至少一个峰值频率分量的强度超出预定的阈值，则处理进入到步骤S230。在步骤S220的确定结果为”否”的另一种情况下，即没有强度超出预定阈值的峰值频率分量的情况下，处理跳到步骤S250。

在步骤S230，在频域中选择其中心在峰值频率分量f_i并且具有频率宽度f_w的第i个峰值频率区间(i＝1，2，...)。即，该第i个峰值频率区间在频域中覆盖从f_i-f_w/2到f_i+f_w/2的范围。

图8B示出了根据第一实施例的用于设置三个峰值频率区间的过程，所述三个峰值频率区间的中心分别在三个峰值频率分量f₁，f₂和f₃处，且具有相同的宽度f_w。

如果某些相邻峰值频率分量的频率距离小于f_w，则那两个峰值频率区间被组合以识别宽度宽于f_w的一个峰值频率区间。

在步骤S240，包括在峰值频率区间内的频率分量的强度被降低为该峰值频率区间中的最低频率分量的强度和该峰值频率区间中的最高频率分量的强度的平均值。

用较低值替换超出预定阈值的强度可导致减少在FMCW雷达2的测量距离范围之外的障碍物对差拍信号的频谱特征的影响。

图9示出根据第一实施例的使用调整强度替换含有三个峰值频率分量f₁，f₂和f₃的三个峰值频率区间的强度的过程，其中所述调整强度为在相应峰值频率区间内的最低和最高频率分量的强度的平均值。

如图9中所示，包括峰值频率分量f₁，f₂和f₃的三个峰值频率区间分别具有峰值频率区间的边沿对：f_1a和f_1b，f_2a和f_2b，f_3a和f_3b。令第i个峰值频率区间内的最低频率为f_ia，第i个峰值频率区间内的最高频率为f_ib。进一步地，令第i个峰值频率区间中的最低和最高频率的强度分别为p_ia和p_ib。在本实施例中，在第i个峰值频率区间中的频率分量的减小的强度被计算为(p_ia+p_ib)/2，小于预定阈值。由此，在第i个峰值频率区间内的频率分量具有相同的强度(p_ia+p_ib)/2。作为峰值频率区间内频率分量的强度降低的结果，获得差拍信号的校正的频谱特征。如果将步骤S240限定的操作应用到第一和第二频谱特征，则可获得校正的第一和第二频谱特征。在差拍信号的校正的频谱特征中，所有在高频范围内的频率分量的强度均小于预定的阈值。接着，处理进入步骤S250。

在步骤S250，通过使用差拍信号的校正的频谱特征对高频区域上的频率分量的强度进行积分来计算参考值。在此积分期间，调整的强度(p_ia+p_ib)/2被用作第i个峰值频率区间内的强度。由此，参考值不受位于FMCW雷达2的测量距离范围之外的障碍物的效应的影响。

(本实施例的优点)

因此，即使在雷达2的测量距离范围之外存在例如卡车和货车的一些大或长的障碍物，或例如高速公路桥和其桥墩的大且长的建筑物，且即使在雷达的测量距离范围内存在多个目标物，雷达2也能够准确地估计噪声本底水平，可靠地检测该雷达和其它雷达之间的干扰的发生，并准确地测量例如下列的目标特征：雷达系统的测量距离范围内目标物的存在、雷达系统和目标物之间的距离以及目标物相对于雷达系统的相对速度。

如上所讨论的，在本实施方式中，在差拍信号的频谱特征的高频范围内，检测峰值强度高于预定阈值的峰值频率分量。然后，在频域中确定峰值频率分量周围的具有频率宽度的峰值频率区间。优选地，在频域中，将峰值频率区间的中心定位在峰值频率分量处。进一步地，峰值频率的强度被降低为小于或等于预定阈值的减小的强度。使用峰值频率区间内的频率分量的减小的强度来替换所有在该峰值频率区间内的频率分量的强度。峰值频率区间内的频率分量的减小的强度为校正的频谱特征的特性。所述峰值频率区间内的频率分量的减小的强度和在该峰值频率区间外、高频范围内的频率分量的强度被用于通过对该高频范围内的那些频率分量的强度进行求和来计算指示FMCW雷达2和其它雷达之间的干扰水平的参考值。

由此，FMCW雷达2可消除位于测距距离范围外的障碍物对差拍信号的频谱特征的影响，所述差拍信号的频谱特征是从由FMCW雷达2接收的入射无线电波(包括从FMCW雷达2发射的雷达波的回波)转换得到的。由此，能够以改进的准确度确定在FMCW雷达2和其它雷达之间是否存在干扰，因为位于测量距离范围之外的障碍物的引起差拍信号的噪声本底水平增加以及引起高频分量的强度的和增加的影响已被消除。

参考图10～图14，将与基于差拍信号频谱特征的高频分量的强度积分来确定FMCW雷达和其它雷达之间是否发生干扰的对比技术相比较，说明本发明的一些优点。

图10是示出根据对比技术的用于检测目标物的处理的流程图。

在图10所示的流程图中，步骤S900、S910、S940、S950和S960对应于图5所示本实施例中的步骤S110、S120、S160、S170和S190。因此，只有步骤S920和S930是需要说明的未知步骤。

在步骤S920，通过针对向上调制段和向下调制段中的每一个并针对每个信道对预定高频范围内的频率分量的强度进行积分来计算积分值。如果将最大测量频率设定为与本实施例中的相同的值，即，当目标物相对速度为0时与256米相对应的116千赫，则预定高频范围可以被设定为200～333千赫。

然后，在步骤S930，确定在步骤S920中计算出的积分值是否大于预定阈值。在步骤S930执行的确定中，将预定值与针对向上调制段和向下调制段的积分值中的一个进行比较是足够的。

其它步骤与根据本实施例的方法中的相应步骤具有相同的功能。

代替积分值，可以使用位于预定高频范围中且具有超过预定强度阈值的强度的频率分量的数目。

图11是示出当FMCW雷达和其它雷达之间发生干扰时，差拍信号的示例频谱特征的曲线图。在图11中，可见预定高频范围。预定高频范围的下限是最大测量频率，其中对应于FMCW雷达2测量距离范围内的目标物的频率分量位于该最大测量频率以下。

图12是示出当发生FMCW雷达和其它雷达之间的干扰时，差拍信号高频范围中的示例频谱特征的曲线图。可以看出在整个高频范围中噪声本底水平升高。因此，在整个高频范围中找到了具有超过预定强度阈值的强度的频率分量。因此，根据对比技术的方法在这种情况下给出确定发生其它雷达的干扰的准确结果。

图13是示出当在FMCW雷达和其它雷达之间没有干扰发生且不存在位置超出FMCW雷达测量区域的大型目标物时，差拍信号在高频范围中的示例频谱特征的曲线图。在这种情况下，除了在出现目标物的影响的频率范围中之外，噪声本底水平处于预定强度阈值之下。因此，可以确定在FMCW雷达和其它雷达之间是否发生干扰。即，在这种情况下，根据对比技术的方法给出发生其它雷达的干扰的准确确定结果。

图14是示出当在FMCW雷达和其它雷达之间没有干扰发生且存在位置超出FMCW雷达测量区域的一些大型目标物时，差拍信号在高频范围中的示例频谱特征的曲线图。位置超出FMCW雷达的测量区域的大型目标物影响差拍信号的频谱特征，使得在高频范围中产生具有超过预定强度阈值的强度的多个窄峰。在这种情况下，尽管没有发生FMCW雷达和其它雷达之间的干扰，但是预定高频范围内的频率分量的强度积分值以及位于预定高频范围内并具有超过预定强度阈值的强度的频率分量的数目都增加。因此，位置超出FMCW雷达的测量区域的大型目标物有时导致关于发生其它雷达的干扰的错误确定。

然而，如上所述，尤其如图5中的步骤S140所示，根据本实施例的方法可以准确地估计噪声本底水平。对确定噪声本底水平的准确度的提高导致可靠地确定是否存在位置超出FMCW雷达的测量区域的大型目标物。

根据本实施例的、针对频率调制连续波(FMCW)雷达用于检测FMCW雷达和其它雷达之间的干扰的发生的方法包括下列步骤：分析包含关于目标物的信息的差拍信号，检测峰值频率，基于峰值频率计算包括到目标物的发射方向距离和目标物相对于雷达的相对速度的目标特征，生成直方图，检测噪声本底水平，检测干扰，以及针对干扰采取措施。

在用于分析差拍信号的步骤中，使用数字化经放大的差拍信号的技术，例如，通过以预定采样频率对经放大的差拍信号的大小进行采样以获得差拍信号的频谱特征或功率谱，将通过混合涉及来自目标物的反射雷达波的振幅的接收信号Sr与涉及由振荡器12产生的射频信号的本地信号L而得到的差拍信号转换为数字数据。调制射频信号的频率，使得其在向上调制段线性增加，然后在向下调制段线性减小。

在检测峰值频率的步骤中，针对向上调制段和向下调制段中的每一个，将位于最大测量频率以下且功率超过预定阈值的频率分量检测为峰值频率。将针对向上调制段的峰值频率称为第一峰值频率，将针对向下调制段的另一个峰值频率称为第二峰值频率。

在用于计算目标物的目标特征的步骤中，基于第一和第二峰值频率至少计算出到目标物的距离和目标物的相对速度。

在用于生成直方图的步骤中，使用差拍信号的高频分量的频谱特征，得到差拍信号的高频分量的强度直方图。

在用于检测噪声本底水平的步骤中，将差拍信号的具有直方图中高频区域中的最大高度的强度或功率值检测为噪声本底水平。

在用于检测干扰的步骤中，如果噪声本底水平超过预定干扰阈值，则确定为存在其它雷达的干扰。

在用于针对干扰采取措施的步骤中，采取了针对其它雷达的干扰的一些措施。

从而，因为提高了噪声本底水平的确定准确度，所以可以可靠地确定大型目标物是否位置超出FMCW雷达的测量区域。因此，可以用及时的方式采取针对干扰的对策。

(第一实施例的第一改型)

参考图15，将讨论第一实施例的第一改型。

图15是示出根据第一实施例的第一改型的过程的图，所述过程用于以校正值来替换包含三个峰值频率分量f₁，f₂及f₃的三个峰值频率区间的强度，所述校正值与相应峰值频率区间中的最低频率分量的强度的值相同。

在该改型中，修改了图6中的步骤S240的操作。在第一实施例中，第i个峰值频率区间内的频率分量的校正强度被计算为(p_ia+p_ib)/2。然而，在第一实施例的第一改型中，第i个峰值频率区间内的频率分量的校正强度被设置成小于预定阈值的p_ia。即，第i个峰值频率区间内的频率分量具有同样的校正强度p_ia，所述p_ia是第i个峰值频率区间内的最低频率的强度。

在第一实施例的该改型中，可以获得与第一实施例相同的优点。

(第一实施例的第二改型)

参考图16，将讨论第一实施例的第二改型。

图16是示出根据第一实施例的第二改型的过程的图，所述过程用于以调整值来替换包含三个峰值频率分量f₁，f₂及f₃的三个峰值频率区间的强度，所述调整值是各个峰值频率区间中的最高频率分量的强度的值。

在该改型中，修改了图6中的步骤S240的操作。在第一实施例的第二改型中，第i个峰值频率区间内的频率分量的校正强度被设置成p_ib，所述p_ia是第i个峰值频率区间内的最高频率分量的强度。即，第i个峰值频率区间内的频率分量具有同样的校正强度p_ib，所述p_ib小于预定阈值。

此外，允许第i个峰值频率区间内的频率分量的校正强度被计算为第i个峰值频率区间中的最低和最高频率的强度p_ia和p_ib的线性组合，其提供高于min(p_ia，p_ib)且低于max(p_ia，p_ib)的值，其中min(p_ia，p_ib)是p_ia和p_ib之间的较小值，max(p_ia，p_ib)是p_ia和p_ib之间的较大值。

在第一实施例的该改型中，可以获得与第一实施例相同的优点。

(第二实施例)

参考图17，将讨论本发明的第二实施例。

图17是示出根据本发明的第二实施例的用于计算参考值的过程的流程图，所述过程包括步骤：识别峰值频率区间，所述峰值频率区间包含差拍信号的频谱特征中的峰值频率分量中峰强度大于预定阈值的一个峰值频率分量，以及以零强度水平来替换峰强度。

在该实施例中，图5中步骤S130的用于针对频率增加段和频率减小段的每个来计算第一和第二参考值的操作相比第一实施例中的操作被修改。因此，下面将解释根据本实施例的用于计算第一和第二参考值的操作。

在本实施例中，将分别针对频率增加段和频率减小段来进行以下操作。

在步骤S310，在针对频率增加段和频率减小段来利用差拍信号的频谱特征时，信号处理单元30检测高频范围中具有最大强度的峰值频率分量，所述峰值频率分量的峰强度大于预定阈值，其中所述频谱特征在步骤S120中获得。

在随后的步骤S320，判断在高频范围中是否有至少一个强度超过预定阈值的峰值频率分量。如果在步骤S320的判定的结果为“是”，即，有至少一个强度超过预定阈值的峰值频率分量，则过程进行到步骤S330。在步骤S320的判定的结果为“否”的另一种情况下，即，当没有强度超过预定阈值的峰值频率分量时，过程跳转到步骤S350。

在步骤S330，在频域中设置第i个峰值频率区间(i＝1，2，...)，所述第i个峰值频率区间的中心在峰值频率分量f_i处，且频宽为f_w。即，第i个峰值频率区间覆盖频域中从f_i-f_w/2到f_i+f_w/2的范围。

如果相邻峰值频率分量的频率距离小于f_w，则这两个峰值频率区间被组合以识别宽度宽于频宽f_w的一个峰值频率区间。

在步骤S340，以零强度水平来替换包括在峰值频率区间内的频率分量的强度。然后，过程进行到步骤S350。

在步骤S350，通过分别对高频区域上针对频率增加段和频率减小段的频率分量的强度进行积分，计算第一和第二参考值。这表示第一和第二参考值是基于处于高频范围而不是处于峰值频率区间中的频率分量的强度而获得的。

在步骤S360，首先，如果有多个峰值频率区间，则信号处理单元30计算峰值频率区间的宽度之和，以提供峰值频率区间的总宽度Wk。如果有一个峰值频率区间，则峰值频率区间的总宽度Wk与频宽f_w相同。然后，通过将在步骤S350获得的第一和第二参考值乘以校正因子来校正这些参考值。

例如，分别令高频范围的频宽为Wa，在步骤S350获得的第一和第二参考值为S₁和S₂，且经校正的第一和第二参考值为Sh₁和Sh₂。这样，按照以下来计算经校正的第一和第二参考值Sh₁和Sh₂：

${\mathrm{Sh}}_1=S_1\×\frac{\mathrm{Wa}}{(\mathrm{Wa}-\mathrm{Wk})},---\left(5\right)$

${\mathrm{Sh}}_2=S_2\×\frac{\mathrm{Wa}}{(\mathrm{Wa}-\mathrm{Wk})}.---\left(6\right)$

由于Wa/(Wa-Wk)＞1，如果有峰值频率区间，则第一和第二参考值在校正中得到增强。在由等式(5)和(6)限定的第一和第二参考值的校正过程中，峰值频率区间内的频率分量的强度被设置成处于高频范围而不是处于峰值频率区间内的频率分量的强度的平均值。

(本实施例的优点)

如上所述，在本实施例中，在确定FMCW雷达2和其它雷达之间的干扰是否存在的过程中使用的用于计算参考值的方法包括步骤：检测峰值频率分量或峰值频率，在频域中设置一个或多个峰值频率区间，重新设置峰值频率区间内的频率分量的强度，计算第一和第二参考值，计算峰值频率区间的宽度之和，以及校正第一和第二参考值。

在检测峰值频率分量的步骤中，判断在高频范围内是否有至少一个强度超过预定阈值的峰值频率分量。

在设置一个或多个峰值频率区间的步骤中，在频域中设置第i个峰值频率区间(i＝1，2，...)，所述第i个峰值频率区间的中心在峰值频率分量f_i处，且频宽为f_w。

在重新设置峰值频率区间内的频率分量的强度的步骤中，峰值频率区间内的频率分量的强度被减小为零强度水平，以消除位于FMCW雷达2的测量距离范围之外的障碍物对差拍信号的频谱特征的影响。

在计算第一和第二参考值的步骤中，执行高频区域上分别针对频率增加段和频率减小段的频率分量的强度的积分，以获得第一和第二参考值。

在计算峰值频率区间之和的步骤中，在有多个峰值频率区间的情况下提供峰值频率区间的总宽度。如果有一个峰值频率区间，则该峰值频率区间的宽度应当视为总宽度。

在校正第一和第二参考值的步骤中，将第一和第二参考值乘以校正因子，所述校正因子是峰值频率区间的总宽度与高频范围的频宽之比的函数。

经校正的第一和第二参考值被用于在步骤S140中确定是否FMCW雷达2和其它雷达之间发生干扰。在步骤S140，信号处理单元30将第一和第二参考值与预定干扰阈值进行比较。

位于FMCW雷达2的测量距离范围之外的障碍物导致在差拍信号的频谱特征中的高频范围内生成峰的雷达波回波。因此，在根据本实施例的用于计算要在确定FMCW雷达2和其它雷达之间的干扰是否存在的过程中使用的参考值的方法中，由障碍物所引起的差拍信号在高频范围内的频率分量的强度之和的增强得到降低。因此，在差拍信号的分析过程中，可以消除位于测量距离范围之外的障碍物对差拍信号的影响。

在本实施例中，可以获得与第一实施例相同的优点。

此外，允许基于峰值频率区间的总宽度与高频范围的频宽之比来校正图5中步骤S140中所使用的干扰阈值，而不是如上所述地校正第一和第二参考值。

例如，如果令干扰阈值为T，则根据以下等式来计算经校正的干扰阈值Th：

$\mathrm{Th}=T\×\frac{(\mathrm{Wa}-\mathrm{Wk})}{\mathrm{Wa}}.---\left(7\right)$

由于(Wa-Wk)/Wa＜1，如果有至少一个峰值频率区间，则以在校正过程中减小干扰阈值。上述干扰阈值的校正中包含思路之一如以下所述：作为在重新设置峰值频率区间内的峰值频率分量的强度的步骤中进行的操作的结果，FMCW雷达2和其它雷达之间的干扰不能影响高频范围内的频率分量的强度之和，使得参考值，即强度之和被低估。因此，需要校正干扰阈值以补偿减小量的阈值。在等式(7)中，阈值的减小等同于以处于高频范围但不处于峰值频率区间中的频率分量的强度的平均强度来替换所述频率分量的强度中的每个。

此外，允许根据以下等式来校正参考值和干扰阈值二者：

${\mathrm{Sh}}_1=\frac{S_1}{\mathrm{Wa}},---\left(8\right)$

${\mathrm{Sh}}_2=\frac{S_2}{\mathrm{Wa}},---\left(9\right)$

$\mathrm{Th}=\frac{T}{\mathrm{Wa}}.---\left(10\right)$

即，经校正的第一和第二参考值Sh₁和Sh₂分别被设置成处于高频范围中的针对频率增加段和频率减小段的频率分量的强度的相应平均值。此外，根据在经校正的第一和第二参考值Sh₁和Sh₂中使用的相同公式来校正干扰阈值，以提供经校正的干扰阈值Th。

(第三实施例)

参考图18-19B，将讨论本发明的第三实施例。

在该实施例中，在图5中步骤S130的用于针对频率增加段和频率减小段的每个来计算第一和第二参考值的操作相比第一实施例中的操作被修改。因此，下面将解释根据本实施例的用于计算第一和第二参考值的操作。

图18是图示根据本发明的第三实施例的用于计算积分值的过程的流程图，所述过程包括步骤：识别峰值频率区间，所述峰值频率区间包含差拍信号的频谱特征中强度大于预定阈值的频率分量之一，以及以零强度水平来替换峰强度。

在本实施例中，将分别针对频率增加段和频率减小段来进行以下操作。

在步骤S410，信号处理单元30检测频谱特征中的高强度区。在频谱特征中确定高强度区，使得针对频率增加段和频率减小段，在差拍信号的频谱特征中的高频范围中，强度大于预定阈值，所述频谱特征在步骤S120中获得。

图19A是示出当有一些障碍物位于FMCW雷达2的测量区域之外时，差拍信号在高频范围中的示例性频谱特征的图。

在图19A中所示的频谱特征中，可在高频范围内找到三个强度超过预定阈值的高强度区。因而，三个峰值频率区间中的每个都包含强度超过预定阈值的频率分量。峰值频率区间具有最小和最大频率，在所述最小和最大频率处强度等于预定阈值。

在随后的步骤S420中，判断在高频范围内是否有至少一个峰值频率区间。如果在步骤S420的判定的结果为“是”，即，在高频范围内有至少一个峰值频率区间，则过程进行到步骤S430。在步骤S420的判定的结果为“否”的另一种情况下，即，当在高频范围内有至少一个峰值频率区间时，过程跳转到步骤S440。

应注意到，在步骤S420，信号处理单元30不检测高频范围中峰强度大于预定阈值的单个峰值频率分量。与之相反，检测超过预定阈值的一部分强度。

在步骤S430，以零强度水平来替换包括在峰值频率区间内的频率分量的强度，如图19B所示。

图19B是示出根据第一实施例的第一改型的过程的图，所述过程用于以零强度水平来替换包含三个峰值频率分量的三个峰值频率区间的强度。然后，过程进行到步骤S440。

在步骤S440，通过对高频区域上分别针对频率增加段和频率减小段的频率分量的强度进行积分，来计算第一和第二参考值。这表示第一和第二参考值是基于处于高频范围但不在峰值频率区间中的频率分量的强度而获得的，如图19B所示。然后，过程进行到步骤S450。

图19B是示出根据第三实施例的过程的图，所述过程用于以零强度水平来替换包含三个峰值频率分量的三个峰值频率区间的强度。

在步骤S450，通过将步骤S350中获得的第一和第二参考值乘以校正因子来校正这些参考值。所述校正操作与第二实施例中所进行的是同样的校正操作。因此，允许根据等式(8)-(10)来校正参考值和干扰阈值两者。

在本实施例中，可以获得与先前实施例相同的优点。

此外，在本实施例中，使用了比先前实施例的操作简单的用于设置一个或多个峰值频率区间的操作。因此，可以以比先前实施例所采用的方式简单的方式来进行用于检测FMCW雷达2和其它雷达之间是否存在干扰的方法。

(第四实施例)

参考图20-21，将讨论本发明的第四实施例。

在该实施例中，在图5中步骤S130的用于针对频率增加段和频率减小段计算第一和第二参考值的操作相比先前各实施例中的操作被修改。因此，下面将解释根据本实施例的用于计算第一和第二参考值的操作。

在本实施例中，将分别针对频率增加段和频率减小段来进行以下操作。

在步骤S510，信号处理单元30检测频谱特征中的高强度区。在频谱特征中确定高强度区，使得针对频率增加段和频率减小段，在差拍信号的频谱特征中的高频范围中，强度大于预定阈值，所述频谱特征在步骤S120中获得。

图19A是示出当有一些障碍物位于FMCW雷达2的测量区域之外时，差拍信号在高频范围中的示例性频谱特征的图。

在图19A中所示的频谱特征中，可在高频范围内找到三个强度超过预定阈值的高强度区。因而，三个峰值频率区间中的每个都包含强度超过预定干扰阈值的频率分量。峰值频率区间具有最小和最大频率，在所述最小和最大频率处强度等于预定干扰阈值。

在随后的步骤S520中，判断在高频范围内是否有至少一个峰值频率区间。如果在步骤S520的判定的结果为“是”，即，在高频范围内有至少一个峰值频率区间，则过程进行到步骤S530。在步骤S520的判定的结果为“否”的另一种情况下，即，当在高频范围内有至少一个峰值频率区间时，过程跳转到步骤S540。

应注意到，在步骤S520，信号处理单元30不单独检测高频范围中峰强度大于预定阈值的峰值频率分量。与之相反，检测超过预定阈值的一部分强度。

在步骤S530，以预定强度阈值来替换包括在峰值频率区间内的频率分量的强度，如图19C所示。

图21是示出根据第四实施例的过程的图，所述过程用于以预定强度阈值来替换包含三个峰值频率分量的三个峰值频率区间的强度。然后，过程进行到步骤S540。

在步骤S540，通过在高频区域上分别对针对频率增加段和频率减小段的频率分量的强度进行积分，来计算第一和第二参考值。在该计算第一和第二参考值的过程中，如果频率分量处于峰值频率区间内，则使用在步骤S530获得频率分量的经校正的强度。

在步骤S450，通过将步骤S350中获得的第一和第二参考值乘以校正因子来校正这些参考值。所述校正操作与第二实施例中所进行的是同样的校正操作。因此，允许根据等式(8)-(10)来校正参考值和干扰阈值两者。

在本实施例中，可以获得与先前实施例相同的优点。

此外，在本实施例中，使用了比先前实施例的操作简单的用于设置一个或多个峰值频率区间的操作。因此，可以以比先前实施例所采用的方式简单的方式来进行用于检测FMCW雷达2和其它雷达之间是否存在干扰的方法。

(第五实施例)

参考图22-23，将讨论本发明的第五实施例。

在该实施例中，提供了一种用于基于图示差拍信号的频率分量的强度分布的直方图，来准确地检测通过混合发射信号(将雷达波调制成随时间线性改变)与接收信号(与来自目标物的反射波有关)而获得的差拍信号的频谱特征的噪声本底水平的方法，以便即使例如卡车和货车的某个大或长的目标物、或例如高速公路桥和其桥墩的大且长的建筑物位于FMCW雷达的测量区域之外，也能准确地确定是否发生了FMCW雷达和其它雷达之间的干扰。

根据本实施例的方法包括步骤：对电信号进行频率分析以导出电信号的频率分量的强度分布；计算在给定频率范围之外的频率分量的强度直方图，其中来自目标物的雷达波的回波将落入所述给定频率范围；以及将强度中在频率分量的强度直方图中具有最大高度的强度确定为噪声本底水平。

根据本实施例的针对频率调制连续波(FMCW)雷达的用于估计响应于FMCW雷达和其它雷达之间的干扰的发生而增加的噪声本底水平的方法包括步骤：分析差拍信号，生成直方图，以及检测噪声本底水平。

在用于分析差拍信号的步骤中，利用将放大的差拍信号数字化的技术，例如通过以预定采样频率对放大的差拍信号的大小进行采样以获得差拍信号的频谱特征或功率谱，来将差拍信号转换成数字信号，所述差拍信号通过混合接收信号Sr和本地信号L来获得，所述接收信号Sr与从目标物反射的雷达波的振幅有关，而所述本地信号L与由振荡器12生成的射频信号有关。射频信号的频率被调制成在向上调制段内线性增大，然后在向下调制段内线性减小。

在用于生成直方图的步骤中，利用差拍信号的高频分量的频谱特征，获得差拍信号的高频分量的强度直方图。

此外，用于生成直方图的步骤还包括步骤：识别峰值频率区间，所述峰值频率区间包含差拍信号的频谱特征中峰强度大于预定阈值的一个峰值频率分量，以及以小于或等于强度阈值的调整值来替换峰强度，以便生成经校正的频谱特征。

图22是图示根据第五实施例的用于计算差拍信号的噪声本底水平的过程的图，所述过程包括计算高频范围中的频率分量的强度直方图的步骤。

在该实施例中，不是执行图5中步骤S130和S140中的用于针对频率增加段和频率减小段中的每个来计算第一和第二参考值的操作，而是所述操作相比先前实施例的操作被修改。因此，下面将解释根据本实施例的用于计算第一和第二参考值的操作。

在步骤S630，利用在步骤S120中获得的差拍信号的功率谱，尤其是利用对应于高频范围内的频率分量的功率谱数据，获得差拍信号的针对向上调制段和向下调制段的每一个的那些频率分量的强度直方图。所述直方图示出在差拍信号的频谱特征的高频范围的频率分量中计数给定强度或功率的频繁程度。换句话说，所述直方图针对高频范围内的频率分量示出差拍信号的强度或功率的分布。该步骤中所进行的操作将在以下讨论。

然后，在步骤S640，信号处理单元30从差拍信号的那些频率分量的强度中提取差拍信号在向上调制段中的强度或功率值，使得该值在直方图中具有最大高度。针对向下调制段执行相同过程。所提取的值定义对应噪声本底水平，即，基于对应于向上调制段的第一数字数据所获得的第一噪声本底水平和基于对应于向下调制段的第二数字数据所获得的第二噪声本底水平。具有直方图中的相应最大高度的差拍信号的强度或功率值被称为峰功率。换句话说，第一噪声本底水平是在针对向上调制段的高频范围内在差拍信号的频率分量的强度直方图中最频繁出现的强度。第二噪声本底水平是针对向下调制段的高频范围内在差拍信号的频率分量的强度直方图中最频繁出现的强度。

在本实施例中，分别基于第一和第二数字数据的全部N×M_samp个采样数据来获得针对向上调制段和向下调制段的直方图。然而，允许只基于根据由包括接收天线单元20的全部信道的接收信号Sr生成的差拍信号的数字数据，来获得针对向上调制段和向下调制段的直方图中的仅一个直方图。在这种情况下，可以将差拍信号的具有直方图中的最大高度的强度或功率的仅一个值选择为本底噪声水平。

如果差拍信号的强度或功率的多个值在步骤S630给出的直方图中提供相同最大高度，则既可以将给出最大高度的最低或最高的强度识别为噪声本底水平，也可以根据差拍信号的给出相同最大高度的强度或功率的值来计算一个值，作为噪声本底水平。

如果在步骤S640中获得了仅一个噪声本底水平，则判断该噪声本底水平是否超过预定干扰阈值。

在该实施例中，在步骤S540获得的噪声本底水平在差拍信号的高频范围内的频谱特征中最频繁出现。因此，用于确定噪声本底水平的过程很明确。因此，即使在FMCW雷达的测量范围之外存在一些例如卡车或货车的大或长的目标物，或例如高速公路桥和其桥墩的大且长的建筑物，且即使在雷达的测量范围内存在多个目标物，也可以准确地估计噪声本底水平。

随后在步骤S650，确定是否第一和第二噪声本底水平中的至少一个超过预定干扰阈值。执行该确定以判断是否将对FMCW雷达和其它雷达之间的干扰采取一些措施。

如果在步骤S650的确定为“否”，即，如果第一和第二噪声本底水平都不超过预定干扰阈值，则确定为既没有发生FMCW雷达和其它雷达之间的干扰，也没有发生在测量区域之外存在的物体的影响。然后，过程前进到步骤S150。

如果在步骤S650的确定为“是”，即，第一和第二噪声本底水平中的至少一个超过预定干扰阈值，则确定存在某种由其它雷达引起的干扰。然后，过程进行到步骤S190。

图23是图示根据第五实施例的计算高频范围中的频率分量的强度直方图的过程的流程图，所述过程包括步骤：识别峰值频率区间，其包含峰值频率分量中的在差拍信号的频谱特征中峰强度大于预定阈值的一个峰值频率分量，以及以小于或等于强度阈值的调整值来替换所述峰强度。

在该实施例中，不是进行图6中步骤S250中的用于针对频率增加段和频率减小段中的每一个计算第一和第二参考值的操作，而是将进行用于计算直方图的操作，如图23中的步骤S710所示。因此，下面将解释根据本实施例的计算直方图的操作。

在图23中的步骤S710，利用差拍信号的校正频谱特征来计算针对频率增加段和频率减小段中的每一个的直方图。在计算直方图期间，强度(p_ia+p_ib)/2被用作第i个峰值频率区间内的校正强度，其中p_ia和p_ib分别是第i个峰值频率区间中的最低和最高频率。因而参考值不受位于FMCW雷达2的测量距离范围之外的障碍物的效应的影响。

应当注意，除使用(p_ia+p_ib)/2作为校正强度之外，也可以使用前面公开的其它公式。例如，零强度水平被用作第i个峰值频率区间内的校正强度。

本发明可以在不背离其精神的情况下，以多种其它形式来实施。至此所描述的实施例因此应仅是说明性的而非限制性的，因为本发明的范围由所附权利要求来限定，而不是由在权利要求之前的说明书限定。落入权利要求的边界和范围或这些边界和范围的等同形式内的所有改动因此都应由权利要求所包含。

根据本实施例的针对频率调制连续波(FMCW)雷达的用于估计响应于FMCW雷达和其它雷达之间的干扰的发生而增加的噪声本底水平的方法包括步骤：分析差拍信号，生成直方图，以及检测噪声本底水平。

在用于分析差拍信号的步骤中，利用将放大的差拍信号数字化的技术，例如通过以预定采样频率对放大的差拍信号的量值进行采样以获得差拍信号的频谱特征或功率谱，来将差拍信号转换成数字信号，所述差拍信号通过混合接收信号Sr和本地信号L来获得，所述接收信号Sr与从目标物反射的雷达波的振幅有关，而所述本地信号L与由振荡器12生成的射频信号有关。射频信号的频率被调制成在向上调制段内线性增大，然后在向下调制段内线性减小。

用于生成直方图的步骤进一步包括步骤：检测峰值频率分量或峰值频率，在频域中设置一个或多个峰值频率区间，校正峰值频率区间内的频率分量的强度，计算第一和第二参考值，利用峰值频率区间内的峰值频率分量的经校正的强度来计算直方图。

在检测峰值频率分量的步骤中，判断在高频范围内是否有至少一个强度超过预定阈值的峰值频率分量。

在设置一个或多个峰值频率区间的步骤中，在频域中设置第i个峰值频率区间(i＝1，2，...)，所述第i个峰值频率区间的中心在峰值频率分量f_i处，且频宽为f_w。

在重新设置峰值频率区间内的频率分量的强度的步骤中，峰值频率区间内的频率分量的强度被减小为小于预定强度阈值的校正值，以减少位于FMCW雷达2的测量距离范围之外的障碍物对差拍信号的频谱特征的影响。

在计算第一和第二参考值的步骤中，在高频区域上分别针对频率增加段和频率减小段对频率分量的强度进行积分，以获得第一和第二参考值。

在计算峰值频率区间之和的步骤中，在有多个峰值频率区间的情况下使用峰值频率区间的总宽度。如果有一个峰值频率区间，则该峰值频率区间的宽度应当视为总宽度。

在用于检测噪声本底水平的步骤中，在直方图中具有最大高度的差拍信号的强度或功率的值被检测作为噪声本底水平。

因此，即使例如卡车和货车的大或长的目标物、或例如高速公路桥和其桥墩的大且长的建筑物处于比FMCW雷达2的测量区域远的地方，也不会在差拍信号在高频范围的频谱特征中看到这些大且长的物体的影响，因为受这些物体影响的频率分量的强度不超过噪声本底水平。

因此，可以可靠地确定是否大目标物位于FMCW雷达的测量区域之外，因为确定噪声本底水平的准确度得到了改善。这样，就可以以及时的方式对干扰采取对策。

在本实施例中，当不可能在图22的步骤S190中从装配有FMCW雷达2的车辆上检测目标物时，向驾驶员发出警告。然而，可以利用通过将某个裕度加到噪声本底水平上所获得的重新限定的噪声本底水平来执行步骤S150～S180。在这种情况下，即使发生了FMCW雷达和其它雷达之间的干扰，或在差拍信号的频谱特征中出现了来自位于FMCW雷达的测量区域之外的例如卡车和货车的一些大或长的障碍物或例如高速公路桥和其桥墩的大且长的建筑物的影响，也可以使用强度超过噪声本底水平的峰值频率来估计目标物的目标特征。

此外，当发生FMCW雷达和其它雷达之间的干扰时，优选的是利用通过将某个裕度加到噪声本底水平上所获得的重新限定的噪声本底水平来执行步骤S150～S180。

(改型)

本发明可以在不背离其精神的情况下，以多种其它形式来实施。至此所描述的实施例因此应仅是说明性的而非限制性的，因为本发明的范围由所附权利要求来限定，而不是由在权利要求之前的说明书限定。落入权利要求的边界和范围或这些边界和范围的等同形式内的所有改动因此都应由权利要求所包含。

Claims (10)

1.一种用于检测干扰事件的方法，其中由雷达接收的入射无线电波包括由其它雷达发射并叠加在由雷达发射的雷达波的回波上的无线电波，所述方法包括步骤：

对由所述雷达将所述入射无线电波转换成的电信号执行频率分析，以获得频域中该电信号的频率分量的强度分布；

将所述频率分量中强度超过预定强度阈值且在给定频率范围之外的一个频率分量识别为异常频率分量，其中所述雷达波的来自雷达范围内的目标物的回波要处于所述给定频率范围内；

将所述异常频率分量的强度降低成小于或等于所述预定强度阈值，以去除位于所述雷达范围外的障碍对检测干扰事件的影响；

通过将所述异常频率分量的降低的强度与不是所述异常频率分量且位于所述给定频率范围之外的频率分量的强度二者相加，计算参考值；及

基于所述参考值来确定是否发生干扰。

2.根据权利要求1的方法，其中

强度超过所述预定强度阈值的所述异常频率分量的强度被零强度水平替代，以给出所述异常频率分量的降低的强度，以及

对于通过将所述异常频率分量的降低的强度与不是所述异常频率分量且位于所述给定频率范围之外的频率分量的强度二者相加而计算的参考值，通过与一个因子相乘来校正该参考值，所述因子是所述异常频率分量的数目与频率分量中位于所述给定频率范围之外的频率分量的数目的比值的函数。

3.根据权利要求1的方法，其中

强度超过所述预定强度阈值的所述异常频率分量的强度被所述预定强度阈值的值替代，以给出所述异常频率分量的降低的强度。

4.根据权利要求1的方法，其中

所述雷达是频率调制连续波(FMCW)雷达，该雷达发射频率随时间变化的频率调制雷达波，所述雷达波具有向上调制段和向下调制段，在所述向上调制段期间，所述雷达波的频率随时间提高，在所述向下调制段期间，所述雷达波的频率随时间降低，

所述电信号包括第一差拍信号和第二差拍信号，所述第一差拍信号和所述第二差拍信号是通过将由所述雷达接收的入射无线电波分别与在所述向上调制段和所述向下调制段中从所述雷达发射的雷达波的回波混合而产生的，以及

所述第一差拍信号和所述第二差拍信号中的至少一个被用于获得频率分量的强度分布。

5.根据权利要求4的方法，其中

所述异常频率分量的强度被降低到零强度水平；

根据所述异常频率分量的数目与频率分量中位于所述给定频率范围之外的频率分量的数目的比值来校正所述参考值；以及

经校正的参考值作为参考值被用于确定是否发生干扰。

6.根据权利要求1的方法，还包括步骤：

将异常频率分量重新定义成所述频率分量中与所述频率分量中强度超过预定强度阈值并位于所述给定频率范围之外的一个频率分量有距离的频率分量。

7.一种频率调制连续波(FMCW)雷达，所述雷达检测目标物特征，所述目标物特征包括以下特征中的至少一个：在所述雷达的雷达范围内目标物的存在、所述目标物与所述雷达之间的距离以及所述目标物相对于所述雷达的相对速度，所述雷达包括：

发射信号发生器，其产生发射信号，该发射信号的频率被调制为具有向上调制段和向下调制段，在所述向上调制段期间，所述发射信号的频率随时间提高，在所述向下调制段期间，所述发射信号的频率随时间下降；

发射天线，其在所述雷达范围的方向上将所述发射信号作为雷达波发射；

接收天线单元，其接收由雷达接收的入射无线电波以基于所述入射无线电波来产生接收信号，所述入射无线电波包括由其它雷达发射并叠加在由雷达发射的雷达波的回波上的无线电波；

差拍信号发生器，其基于所述发射信号和所述接收信号二者，分别针对所述向上调制段和所述向下调制段产生第一和第二差拍信号；

频率分析器，其对所述第一和第二差拍信号执行频率分析，以获得第一频谱特征和第二频谱特征，所述第一频谱特征和第二频谱特征分别针对所述向上调制段和所述向下调制段表示差拍信号的频率分量在频域中的强度分布；

异常频率分量识别单元，其基于第一频谱特征和第二频谱特征识别频率分量中的至少一个频率分量作为异常频率分量，所述频率分量中的至少一个具有超过预定强度阈值的强度，并在来自所述雷达范围内的目标物的雷达波的回波所要处于的给定频率范围之外；

降低单元，其将所述异常频率分量的强度降低成小于或等于所述预定强度阈值，以去除位于所述雷达范围外的障碍对检测干扰事件的影响；

参考值计算器，其通过将所述异常频率分量的降低的强度与不是所述异常频率分量且位于所述给定频率范围之外的频率分量的强度二者相加，来计算参考值；

干扰检测器，其基于所述参考值来确定是否发生干扰；以及

目标物特征计算器，其基于第一和第二峰值频率来计算目标物特征。

8.根据权利要求7的雷达，其中

强度超过所述预定强度阈值的所述异常频率分量的强度被零强度水平替代，以给出所述异常频率分量的降低的强度，以及

对于通过将所述异常频率分量的降低的强度与不是所述异常频率分量且位于所述给定频率范围之外的频率分量的强度二者相加而计算的参考值，通过与一个因子相乘来校正该参考值，所述因子是所述异常频率分量的数目与频率分量中位于所述给定频率范围之外的频率分量的数目的比值的函数。

9.根据权利要求7的雷达，其中

强度超过所述预定强度阈值的所述异常频率分量的强度被所述预定强度阈值的值替代，以给出所述异常频率分量的降低的强度。

10.根据权利要求7的雷达，还包括：

重定义单元，其将异常频率分量重新定义成所述频率分量中与所述频率分量中强度超过预定强度阈值并位于所述给定频率范围之外的一个频率分量有距离的频率分量。

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