CN101876703A - 具有基于车辆速度控制的可变输出功率的车辆雷达装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制毫米波雷达操作的车辆雷达装置。该雷达装置被配置为基于车辆速度来控制雷达操作。在该雷达装置中，检测车辆速度，并且控制雷达装置的输出功率(雷达输出功率)，从而响应于车辆速度按至少两个不同的输出功率水平来设定雷达输出功率。

Description

具有基于车辆速度控制的可变输出功率的车辆雷达装置
技术领域
本发明涉及一种雷达装置，更具体地，涉及一种控制毫米波雷达的雷达装置。
背景技术
传统地，自动地控制车辆的行驶状态的车辆控制单元已经被开发。例如，将车辆速度控制为一定的稳定速度行驶控制单元以及通过维持离开前方车辆的预定距离来跟踪前方车辆的自适应稳定速度行驶控制单元是已知的。
具体地，例如日本专利申请公开号1999-342766、1997-324666和1999-268558的专利文献公开了控制前方车辆的跟踪的车辆控制单元。在用于跟踪前方车辆的车辆控制单元中，本车中的雷达装置检测离开前方车辆的距离以及前方车辆的行驶速度，由此车辆控制单元基于检测到的距离数据和检测到的速度数据来控制本车。另外，专利文献日本专利号4087803公开了应用于可在雷达装置中使用的毫米波发射/接收模块的方法。特别地，公开了用于调整用于发射/接收模块的偏置电路的方法。
在以上描述的相关技术中，雷达装置用于在车辆行驶时检测车辆前方的障碍物。然而，为了在车辆行驶时可靠地检测障碍物，雷达装置通常以大的输出功率操作，从而可能降低雷达装置的能量效率。
此外，根据美国联邦通信委员会(FCC)制定的法规，当停车时，雷达波的输出功率被限制为预定值或更低。为了满足该法规，当停车时，雷达装置的操作被禁止。然而，当雷达装置被禁止时，不能检测车辆前方的检测区域中的障碍物。
发明内容
基于上述问题做出了本发明。本发明的目的在于提供一种雷达装置，其可被配置为提高雷达效率并且响应于车辆的行驶状态来充分地检测车辆前方的障碍物。
根据本发明的第一方面，提供了一种控制毫米波雷达操作的雷达装置。该雷达装置被安装在车辆上并且被配置为基于车辆速度来控制雷达操作，雷达装置包括：车辆速度检测部件，检测车辆速度；输出控制部件，控制雷达装置的输出功率(雷达输出功率)；以及输出功率设定部件，响应于车辆速度按至少两个不同的输出功率水平来设定雷达装置的输出功率；其中，输出功率设定部件被配置为驱动输出控制部件，以将输出功率改变为由设定部件所设定的输出功率。
根据上述本发明，可以响应于车辆速度将雷达装置的输出功率切换到至少两个不同的功率水平。如上所述，由车辆速度检测部件(例如车辆速度传感器)检测行驶速度并且微计算机等使用速度信息控制输出功率。因此，可以容易地检测根据行驶速度变化的必要区域中的障碍物，并且作为本发明的效果，可以提高雷达装置的能量效率。
具体地，当车辆以相对低的速度行驶时，较之车辆以较高速度行驶的情况，没有必要将雷达装置的检测区域设定为较宽的。因此，在本发明中，当车辆速度是低的时候，较之车辆速度是高的情况，可以降低雷达装置的输出。结果，可以基于车辆的行驶状态使雷达装置的检测区域最优化并且可以提高雷达装置的能量效率。
再者，当车辆基本上停车时，雷达输出可以被禁止。
根据本发明的第二方面，为了控制输出功率，雷达装置进一步包括：监控部件，监控雷达输出功率；以及判定部件，判定输出功率是否在预定目标范围内。
根据上述本发明，雷达装置可以被配置为监控雷达装置的输出功率(例如输出电压)以及判定雷达输出是否在预定目标范围内。因此，雷达装置可以检查雷达输出是否被维持在最优化的输出范围内。
结果，根据检查结果，雷达装置可以通知检查结果并且可以将雷达输出控制为目标值。
根据本发明的第三方面，雷达装置进一步包括：目标跟踪部件，当判定部件判定输出功率在预定目标范围之外时将雷达装置的输出功率控制为在预定目标范围内。
根据上述本发明，当判定部件判定雷达输出在目标范围之外时，雷达输出被控制为在预定目标范围内。因此，雷达输出功率可以被维持在最优化的输出范围。除此之外，目标范围可以基于预定范围而变化，然而，如同反馈控制，可以使用单独的目标值来控制输出功率以使其维持在目标值。
根据本发明的第四方面，雷达装置进一步包括：禁止部件，当判定部件判定雷达输出功率在预定目标范围之外时禁止雷达装置。
当雷达输出功率不在预定目标范围内时，装置中可能出现了故障。在此情况中，雷达装置的操作可以被禁止。可替选地，在未禁止雷达装置的情况下，雷达装置可以被配置为不使用由雷达装置自身获得的雷达信息。
根据本发明的第五方面，雷达装置包括：高频电路，使用单片微波集成电路(MMIC)。雷达装置被配置为，当雷达装置开始操作时，调整MMIC的偏置电压，由此调整雷达输出功率。
根据上述本发明，例示了一种用于调整雷达装置的输出功率的技术。具体地，将偏置电压调整到更高允许雷达输出功率增加。相反，将偏置电压调整到更低允许输出功率减小。
根据本发明的第六方面，由于雷达装置被配置为执行调频连续波(FMCW)雷达操作，因此改变FMCW信号的调制时段和调制次数以便于调整雷达输出功率。
根据上述本发明，例示了一种用于调整雷达装置的输出功率的技术。具体地，将调制时段调整到更长或将调制次数调整到更多，允许雷达输出功率增加。相反，将调制时段调整到更短或将调制次数调整到更少，允许输出功率减小。
根据本发明的第七方面，雷达装置被配置为响应于调制时段的改变和/或调制次数的改变，对提供给单片微波集成电路的功率进行开/关控制。
根据上述本发明，由于当调制时段或调制次数被改变时，通过雷达装置对MMIC的供电进行开/关控制。因此，可以有效地控制功耗，由此显著地提高能量效率。
具体地，雷达装置在调制时段或调制次数被改变的期间将提供给MMIC的功率控制为“开”，并且当调制时段和调制次数未被改变时将提供给MMIC的功率控制为“关”。结果，可以提高能量效率。
附图说明
在附图中：
图1是示出包括根据本发明第一实施例的雷达装置的车载系统的框图；
图2是示出雷达装置的配置的框图；
图3是示出雷达装置等的详细配置的框图；
图4是示出用于调整MMIC的偏置电压的配置的说明图；
图5是示出用于比较雷达输出的发射电压和参考电压的配置的框图；
图6是示出雷达输出的发射功率的设定范围的说明图；
图7是示出根据第一实施例的用于设定雷达输出的发射功率的过程的流程图；
图8是示出根据第一实施例的用于判定雷达输出的发射功率的过程的流程图；
图9是示出根据第二实施例的雷达装置的主要部分的框图；
图10A至10C是示出通过使用FMCW信号来调整发射功率的过程的说明图；
图11是示出根据第三实施例的雷达装置的主要部分的框图；
图12是示出雷达输出的发射功率的目标值的说明图；
图13是示出用于将根据第三实施例的雷达装置的发射功率控制为目标值的过程的流程图；
图14是示出用于设定根据第四实施例的雷达装置的发射功率的过程的流程图；
图15是示出用于判定根据第四实施例的雷达装置的发射功率的过程的流程图；以及
图16是示出根据修改方案的脉冲雷达系统的主要部分的框图。
具体实施方式
下面将参照附图描述根据实施例的雷达装置。
(第一实施例)
参照附图1至8，下面将描述根据本发明的第一实施例。
根据本发明的雷达装置响应于车辆速度控制雷达装置的发射功率。另外，雷达装置被配置为具有监控雷达装置的发射功率是否在目标范围内的功能。
a)首先，包括第一实施例的雷达装置的车辆系统的大体配置被描述如下。
如图1所示，车辆配备有雷达装置1、车辆速度传感器3和车辆控制单元5，即，车辆控制电子控制单元(ECU)。雷达装置1检测关于在本车前方行驶的前方车辆的行驶速度或者离开前方车辆的距离等。车辆速度传感器3检测本车的行驶速度并且车辆控制单元5基于通过雷达装置1和车辆速度传感器3获得的信息来控制本车。
雷达装置1被配置为执行FMCW毫米波雷达操作，其中待发射的毫米波的频率被连续调制。雷达装置1包括控制发射毫米波时的发射功率的发射功率调整部11、朝车辆前方发射毫米波并接收反射的毫米波的天线部7、以及监控将从天线部7发射的毫米波的发射功率的发射功率监控部9。发射功率调整部11基于发射功率监控部9检测到的发射功率来控制发射功率。
b)下面，雷达装置的配置将被详细描述如下。如图2所示，雷达装置1包括：天线部7，其包括发射天线13和接收天线15；以及发射功率监控部9。另外，雷达装置1包括定制集成电路(IC)17和高频电路19，作为发射功率调整部11。
定制IC 17包括作为雷达控制器件21的电子控制器件(微处理器)、产生用于产生FMCW信号的三角波的FM调制电压产生电路23、产生偏置电压的偏置电压产生电路25以及模拟数字(A/D)转换器27。雷达控制器件21控制雷达装置1的发射和接收操作。
再者，作为发射部的配置，高频电路19包括电压控制振荡器(VCO)29、放大信号的放大器31(AMP1)、分频器33和放大信号的放大器35(AMP2)。电压控制振荡器29响应于正在接收的三角波而产生FMCW信号。分频器33被配置为将FMCW信号分频，并且将经分频的FMCW信号分送到发射部并且作为本地信号分送到接收侧。再者，作为接收部的配置，高频电路包括接收由分频器33传送的本地信号的混频器37和放大所接收的信号等的视频放大器39。
发射功率监控部9连接到放大器35。发射功率监控部9监控放大器35处的表示发射功率的电压信号，并且该电压信号被输入到雷达控制器件21。
c)下面，雷达装置1的测量操作将被描述如下。
如图2所示，在雷达装置1中，VCO 29响应于由FM调制电压产生电路23产生的三角波，产生FMCW信号。FMCW信号包括：上升调制信号，其中信号频率在一定时段(上升调制时段)期间上升；以及下降调制信号，其中信号频率在一定时段(下降调制时段)期间下降。
由分频器33等分频的FMCW信号被提供给发射天线13。随后，经由发射天线13向目标对象发射毫米波。另外，经分频的FMCW信号的剩余部分作为本地信号被提供给混频器37。FMCW信号是例如，70GHz的毫米波。
由接收天线15获取的反射波作为接收信号被输入到混频器37。混频器37使来自接收天线15的接收信号和来自分频器33的本地信号混频并且输出拍频信号，该拍频信号的频率是这两个信号之间的频率差。
在视频放大器39将该拍频信号放大到适当的信号电平之后，经由A/D转换器27将该拍频信号输入到雷达控制器件21。雷达控制器件21使用对应于所输入的拍频信号中的上升调制时段和下降调制时段的频率来计算离开目标对象的距离以及目标对象的速度。
d)下面将描述用于调整根据本发明的雷达装置的发射功率的偏置电压调整部的配置及其操作。如图2所示，在高频电路19中，发射部(分频器33等)和接收部(混频器37、视频放大器39等)均被配置为多个单片微波集成电路(MMIC)。再者，VCO 29包括多个MMIC以产生70GHz频带的毫米波信号，其中多个MMIC按多级连接，用于使具有例如19GHz的频率的信号倍频以获得所需的70GHz的频率。
根据第一实施例，具有MMIC的偏置电压调整部如下被配置为包括雷达控制器件21。如图3所示，检测高频电路19中的环境温度的温度监控器41和检测流经MMIC的漏极电流的电流监控器43被布置为接近高频电路19。温度监控器41的输出经由偏置电压产生电路25输入到雷达控制器件21。相似地，电流监控器43的输出经由偏置电压产生电路25输入到雷达控制器件21。
除了以上描述的FMCW雷达装置中的发射过程和测量过程之外，雷达控制器件21允许偏置电压产生电路25向每个MMIC提供偏置电压。雷达控制器件21基于经由偏置电压产生电路25输入到雷达控制器件21的温度监控器41和电流监控器43的各个输出来设定偏置电压。
针对三个MMIC组，即适于发射部的MMIC、适于接收部的MMIC以及用于倍频的MMIC，单独地调整偏置电压。因此，上述每个MMIC组被分配给单独的偏置调整部。
如图3所示，雷达控制器件21配备有控制器45、漏极电压输出部47、存储器部49以及栅极电压输出部51。控制器45执行漏极电压设定过程和关于栅极电压的偏置调整过程。漏极电压输出部47被配置为输出将由控制器45设定的漏极电压。存储器部49包括当设定漏极电压时由控制器45参考的温度表、当调整栅极电压的偏置时用于控制器45的数据区域以及当设定栅极电压时由控制器45参考的温度表。栅极电压输出部51被配置为输出将由控制器45设定的栅极电压。
偏置电压产生电路25包括具有输入级上的数字模拟(D/A)转换器的漏极偏置调节器53、A/D转换器55、57以及(n片)D/A转换器59、61、63。高频电路19配备有(n片)MMIC 65、67、69，它们是上述三个MMIC组中的一个。进一步地，上述温度监控器41和电流监控器43被安置在接近高频电路19的部分中。电流监控器43包括分流电阻器71和电压比较器电路73。
此外，漏极电压输出部47的输出被提供给漏极偏置调节器53。漏极偏置调节器53的输出经由分流电阻器71被提供给MMIC 65至69的各个漏极电极D。跨越分流电阻器71的电压被输入到电压比较器电路73并且电压比较器电路73的输出经由A/D转换器55被输入到控制器45。温度监控器41的输出经由A/D转换器57被输入到控制器45。D/A转换器59至63并联连接到栅极电压输出部51的输出端子。D/A转换器59至63的输出分别连接到相应的MMIC 65至69的栅极电极G。
在第一实施例中，使用上述配置调整偏置电压以便于调整发射电压。然而，调整过程与专利文献4087803中描述的过程相似。因此，关于该过程的解释将被概述如下。
如图4所示，放大器部75、77和79被布置在发射侧的MMIC 65至69中并且放大器部被配置为，放大器部75至79的漏极电压被设定为较低的而放大器部77和79的栅极电压被设定为较高的(朝向负侧)，以便于将漏极电流设定为较低的。结果，可以通过降低偏置电压来减小发射功率。
相反地，放大器部可以被配置为，放大器部75至79的漏极电压被设定为较高的而放大器部77和79的栅极电压被设定为较低的(朝向负侧)以便于将漏极电流设定为较高的。结果，可以通过较高的偏置电压来增加发射功率。
e)下面，构成第一实施例的特征的用于监控发射功率的配置被描述如下。如图5所示，发射功率监控部9包括检测二极管81、差分放大器83、比较器85、解码器(控制逻辑)87、8位D/A转换器(DAC)89和触发器(F/F)91。
在发射功率监控部9中，来自高频电路19的放大器35的发射功率(发射电压)被输入到检测二极管81。跨越检测二极管81的电压指示了发射电压(即电位差)。
因此，可以通过接收跨越检测二极管81的电压的差分放大器83来获得对应于发射电压的信号。
差分放大器83被配置为放大对应于发射电压的信号并且该信号被输入到比较器85的输入端子(+)。同时，雷达控制器件21向解码器87输出功率监控命令。功率监控命令用于经由解码器87使DAC 89输出参考电压。
如图6所示，在第一实施例中，发射功率的范围被分级为三个范围，即，指示发射关状态(发射功率是低的)的低输出范围A、指示中间发射功率的中间输出范围B以及指示高发射功率的高输出范围C。为了确定每个范围的界限，限定了边界值(边界输出)即a、b1、b2、c1和c2(具体地，对应于每个边界输出的参考电压(Va、Vb1、Vb2、Vc1和Vc2)，其中Va＜Vb1＜Vb2＜Vc1＜Vc2)。因此，功率监控命令用于使DAC 89输出对应于边界输出的各个参考电压。
因此，当响应于接收到的功率监控命令将来自解码器87的信号输入到DAC 89时，DAC 89将参考电压输入到比较器85的输入端子(-)。随后，比较器85将来自差分放大器83的输入信号与来自DAC 89的输入信号比较。当雷达发射功率(发射电压)高于参考电压时，比较器输出“1”，而当雷达发射功率低于参考电压时，比较器输出“0”。比较器85的输出(即，判定结果：1或0)被保持在F/F 91中，并且指示来自F/F 91的判定结果的功率确定信号被输出到雷达控制器件21。
因此，雷达控制器件21可以确定雷达发射电压是否高于参考电压。结果，雷达控制器件21可以判定雷达发射电压(即，发射功率)对于车辆速度是否是适当的。
f)下面将描述由根据第一实施例的雷达装置1中的雷达控制器件21执行的控制过程。
1)描述了用于响应于车辆速度来调整雷达发射功率的过程。
如图7所示，在步骤100(S100)中，判定是否从车辆速度传感器3输入了信号。如果是，则雷达控制器件21前往步骤110，否则，终止该过程。
在步骤110中，雷达控制器件21基于来自车辆速度传感器3的信号来确定车辆速度。具体地，按如下三个状态来确定车辆速度V：
V＜V1；速度V1指示了车辆速度基本上是与停车相同的速度(例如2km/h)，或者
V≥V2；速度V2指示了车辆处于正常速度状态(例如30km/h)，或者V1≤V＜V2；速度V指示了车辆处于低速度状态。
当车辆处于停车状态时雷达控制器件21前往步骤120，当车辆处于低速度状态时雷达控制器件21前往步骤130，而当车辆处于正常速度状态时雷达控制器件21前往步骤140。
随后，在步骤120中，由于车辆处于停车状态，因此判定雷达装置1不必操作。因此，针对MMIC 65至69的供电电压被关闭以便于禁止雷达波的发射，并且雷达控制器件21终止该过程。该停车状态下的发射功率的状态对应于低输出范围A。不同于关闭雷达波的发射，为了检测车辆周围的近距离的障碍物，可以在低输出范围A内发射雷达波。
再者，在步骤140中，由于车辆处于正常速度状态，因此雷达控制器件21使用正常功率范围来发射雷达波并且终止该过程，该正常功率范围是预定的初始值。该正常速度状态下的发射功率的状态对应于高输出范围C。
此外，在步骤130中，由于车辆处于低速度状态，因此检测远距离的车辆是不必要的。因此，雷达控制器件21使用低功率来发射雷达波并且终止该过程。该低速度状态下的发射功率的状态对应于中间输出范围B。
具体地，如图4所示，放大器部75至79的漏极电压被设定为较低的(较之正常发射功率范围)并且放大器部77和79的栅极电压被设定为较高的，以便于将漏极电流设定为较低的(较之正常发射功率范围)。结果，可以通过降低偏置电压来减小发射功率。
为了设定确定发射功率的漏极电压和栅极电压，在装置的规范中的等级表等中指定了对应于各漏极/栅电压的各发射功率值。
2)用于确定雷达发射功率是否在适当的功率范围内的过程
首先，比较电压的过程被描述如下。
如图5所示，由于发射雷达波时的发射电压被输入到比较器85的输入端子(+)，因此为了验证发射电压，雷达控制器件21输出命令以便于将参考电压输入到比较器85的输入端子(-)。
随后，如图6所示，确定发射功率的输出范围是否对应于输出范围中的任何一个，即，低输出范围A、中间输出范围B和高输出范围C。这是通过使用参考电压来确定的，该参考电压包括分别对应于边界输出a、b1、b2、c1和c2的Va、Vb1、Vb2、Vc1和Vc2。
具体地，如图5所示，雷达控制器件21向解码器87发送命令以使DAC 89输出例如，参考电压Va。比较器85将此时的发射功率，即发射电压与参考电压Va比较。当发射电压大于参考电压Va时，F/F 91输出“1”，否则，输出“0”。因此，雷达控制器件21可以确定发射电压和参考电压Va之间的量值关系。相似地，可以将发射电压与参考电压Vb1、Vb2、Vc1和Vc2进行比较。
下面，用于判定雷达发射功率的适当性的过程将被描述如下。该判定是使用车辆速度的判定和电压比较的判定来进行的。如图8所示，在步骤200中，基于速度传感器3确定车辆速度。具体地，判定车辆速度V是基本上与停车相同的速度，即速度V小于V1(V＜V1)，还是车辆速度V等于或大于示出正常速度状态的V2(V2≤V)，还是车辆速度是低速度状态，即速度V是V1≤V＜V2。
当判定车辆处于停车状态时，雷达控制器件21前往步骤210，当判定车辆处于低速度状态时，雷达控制器件21前往步骤220，并且当判定车辆处于正常速度状态时，雷达控制器件21前往步骤230。
在步骤210中，车辆处于停车状态，从而使雷达装置不必操作。因此，判定雷达装置的发射功率(雷达发射功率)是否在低输出范围A内。具体地，判定发射功率是否等于或小于参考电压Va。此时，如果判定结果为是，则雷达控制器件21前往步骤240，如果判定结果为否，则雷达控制器件21前往步骤250。
在步骤240中，由于当车辆处于停车状态时雷达发射功率在低输出范围A内，因此判定雷达发射功率是适当的。随后，雷达控制器件21设定标志以便于指示判定结果并且终止该过程。
同时，在步骤250中，由于当车辆处于停车状态时雷达发射功率在低输出范围A之外，因此判定雷达发射功率不是适当的。随后，雷达控制器件21设定标志以便于指示判定结果并且终止该过程。
再者，在步骤220中，由于车辆处于低速度状态，因此雷达装置1必须以低输出操作。因此，判定雷达发射功率是否在中间输出范围B内。具体地，判定发射电压是否等于或大于参考电压Vb1并且等于或小于Vb2。如果判定结果为是，则雷达控制器件21前往步骤240，如果判定结果为否，则雷达控制器件21前往步骤250。
在步骤240中，由于当车辆处于低速度状态时雷达发射功率在中间输出范围B内，因此判定雷达发射功率是适当的。随后，雷达控制器件21设定标志以便于指示判定结果并且终止该过程。
同时，在步骤250中，由于当车辆处于低速度状态时雷达发射功率在中间输出范围B之外，因此判定雷达发射功率不是适当的。随后，雷达控制器件21设定标志以便于指示判定结果并且终止该过程。
此外，在步骤230中，由于车辆处于正常速度状态，因此雷达装置1必须以正常输出操作。因此，判定雷达发射功率是否在高输出范围C内。具体地，判定发射电压是否等于或大于参考电压Vc1并且等于或小于Vc2。如果判定结果为是，则雷达控制器件21前往步骤240中，如果判定结果为否，则雷达控制器件21前往步骤250。
在步骤240中，由于当车辆处于正常速度状态时雷达发射功率在高输出范围C内，因此判定雷达发射功率是适当的。随后，雷达控制器件21设定标志以便于指示判定结果并且终止该过程。
同时，在步骤250中，由于当车辆处于正常速度状态时雷达发射功率在高输出范围C之外，因此判定雷达发射功率不是适当的。随后，雷达控制器件21设定标志以便于指示判定结果并且终止该过程。
g)如上文所述，根据第一实施例的雷达装置1，响应于车辆速度来控制雷达发射功率，并且还监控是否响应于车辆速度输出雷达发射功率。因此，雷达控制器件21总是识别是否输出了适当的发射功率。
结果，可以适当地调整雷达发射功率并且可以检测雷达装置1上的异常。因此，可以有利地执行雷达控制。
(第二实施例)
参照图9至10A-10C，下面将描述第二实施例。然而，内容与第一实施例相似的解释被省略。在第二实施例中，雷达发射功率的控制过程与第一实施例不同。如图9所示，示出了根据第二实施例的雷达装置的主要部分。雷达控制器件101包括控制器103和存储器部105。与雷达控制器件101连接的FM调制电压产生电路107输出三角波，其被发送到MMIC的VCO 109。
用于调整雷达发射功率的特定过程被描述为如下三种类型的过程a)至c)。这里描述了其中将车辆处于正常速度状态时的发射功率切换到车辆处于低速度状态时的发射功率的过程。
a)FMCW调制A
如图10A所示，当执行FMCW调制时，设定关于从FM调制电压产生电路107输出的三角波的调制时间(即，拐点之间的时间)。具体地，设定频率上升的起点和频率下降的起点之间的时段(相似地，设定频率下降的起点和频率上升的起点之间的时段)。
这里，调制时间被设定为对应于正常速度状态中的高输出范围C的初始值。然而，用于发射的MMIC的电源仅在执行调制时才打开。否则，MMIC的电源关闭。
因此，可以提高雷达装置1中的能量效率。
b)FMCW调制B
如图10B所示，当执行FMCW调制时，改变从FM调制电压产生电路107输出的三角波的调制时间，由此可以改变总的调制时间。具体地，通过缩短的调制时间使雷达发射功率减小。
再者，还可以缩短用于发射的MMIC的电源的打开时间，由此可以提高雷达装置1中的能量效率。
c)FMCW调制C
如图10C所示，当执行FMCW调制时，改变从FM调制电压产生电路107输出的三角波的数量。具体地，通过减少调制次数来减小雷达发射功率。
进一步地，可以缩短用于发射的MMIC的电源的打开时间，由此可以提高雷达装置1中的能量效率。因此，根据第二实施例的雷达装置1可以产生与第一实施例相似的优点。
(第三实施例)
参照图11至13，下面将描述第三实施例。然而，内容与第一实施例相似的解释被省略。在第三实施例中，监控雷达装置的雷达发射功率并且响应于车辆速度来控制雷达发射功率。
a)首先，作为本发明的特征的用于监控发射功率和控制发射功率的配置被描述如下。如图11所示，与第一实施例相似，高频电路111包括VCO 113、放大器(AMP 1)115、分频器117、放大器(AMP 2)119、发射天线121等。
如图11所示，发射功率监控部123包括检测二极管125、差分放大器126等。在发射监控部123中，来自高频电路111的放大器119的发射功率(发射电压)被输入到检测二极管125。由于跨越检测二极管125的电压指示发射电压(即，电位差)，因此跨越检测二极管125的电压被输入到差分放大器125。随后，差分放大器125放大输入信号并且经放大的信号在A/D转换之后被输入到雷达控制器件127(微处理器)。
雷达控制器件127基于来自差分放大器125的指示发射功率的信号来驱动控制IC 129，由此控制高频电路111的MMIC。如图12所示，与第一实施例相似，调整偏置电压，由此雷达发射功率被维持为目标值。
如图12所示，在第三实施例中，发射功率的目标值被设定为对应于输出范围。具体地，目标功率M1(目标电压VM1)被设定为对应于指示发射关状态的低输出范围A，目标功率M2(目标电压VM2)被设定为对应于中间输出范围B，并且目标功率M3(目标电压VM3)被设定为对应于高输出范围C。结果，雷达输出电压被控制为相应的目标电压。
进一步地，对于目标电压VM1，可以采用对应于低输出范围A的中心的值(纵轴的中心值)，对于目标电压VM2，可以采用对应于中间输出范围B的中心的值，并且对于目标电压VM3，可以采用对应于高输出范围C的中心的值。这里，目标电压之间的关系将是VM1＜VM2＜VM3。
b)下面，根据第三实施例的雷达装置中执行的控制过程被描述如下。
<用于响应于车辆速度调整雷达发射功率的过程>
如图13所示，在步骤300中，雷达控制器件127基于来自车辆速度传感器3的信号确定车辆速度。具体地，按以下三种状态确定车辆速度V：V＜V1；速度V1指示了车辆速度基本上是与停车相同的速度，或者V≥V2；速度V2指示了车辆处于正常速度状态，或者V1≤V＜V2；速度V指示了车辆处于低速度状态。
当车辆处于停车状态时，雷达控制器件127前往步骤310，当车辆处于低速度状态时，雷达控制器件127前往步骤320，并且当车辆处于正常速度状态时雷达控制器件127前往步骤330。
在步骤310中，车辆处于停车状态，雷达装置1不必操作，判定雷达发射功率是否对应于低输出范围A。具体地，判定发射电压是否等于或小于参考电压Va。随后，当判定结果为是时，雷达控制器件127前往步骤340，并且当判定结果为否时，雷达控制器件127前往步骤350。
在步骤340中，由于当车辆处于停车状态时雷达发射功率在低输出范围A内，因此判定雷达发射功率是适当的。随后，雷达控制器件127设定标志以便于指示判定结果并且终止该过程。
同时，在步骤中350中，由于当车辆处于停车状态时雷达发射功率在低输出范围A之外，因此雷达控制器件127将雷达发射功率控制(即，反馈控制)为对应于低输出范围A的目标值M1(即，目标电压VM1)并且终止该过程。
再者，在步骤320中，由于车辆处于低速度状态，因此雷达装置1必须以低输出操作。因此，判定雷达发射功率是否在中间输出范围B内。具体地，判定发射电压是否等于或大于参考电压Vb1并且等于或小于Vb2。如果判定结果为是，则雷达控制器件127前往步骤340，如果判定结果为否，则雷达控制器件127前往步骤360。
在步骤360中，由于当车辆处于低速度状态时雷达发射功率在中间输出范围B之外，因此雷达控制器件127将雷达发射功率控制为对应于中间输出范围B的目标值M2(即，目标电压VM2)并且终止该过程。
此外，在步骤330中，由于车辆处于正常速度状态，因此雷达装置1必须以正常输出操作。因此，判定雷达发射功率是否在高输出范围C内。具体地，判定雷达发射功率是否等于或大于参考电压Vc1并且等于或小于Vc2。如果判定结果为是，则雷达控制器件127前往步骤340，如果判定结果为否，则雷达控制器件127前往步骤370。
同时，在步骤370中，由于当车辆处于正常速度状态时雷达发射功率在高输出范围C之外，因此雷达控制器件127将雷达发射功率控制为对应于高输出范围C的目标值M3(即，目标电压VM3)并且终止该过程。
因此，第三实施例中的上述控制过程产生了明显的优点，其在于可以总是响应于车辆速度使雷达发射功率最优化。再者，例如，当雷达输出未在目标范围内时，雷达装置中可能已经出现某种异常。因此，可以停止雷达装置的操作，或者可以暂停基于雷达装置获得的信息的控制过程，或者可以在不使用雷达装置获得的信息的情况下执行车辆控制。
(第四实施例)
参照图14和15，下面将描述第四实施例。然而，内容与第一实施例相似的解释被省略。由于较之其他实施例，第四实施例的特征在于控制过程的内容，因此其内容被描述如下。
(1)用于响应于车辆速度来调整雷达发射功率的过程。
如图14所示，在步骤400中，基于来自车辆传感器3的信号确定车辆速度。具体地，确定车辆速度V是否满足条件，即，V＜V1；速度V1指示了车辆速度基本上是与停车相同的速度(例如2km/h)；或者车辆速度V等于或者大于V1。
这里，当车辆处于停车状态时雷达控制器件127前往步骤410，而当车辆处于正常速度状态时雷达控制器件127前往步骤420。在步骤410中，当停车时(而非行驶状态)，为了识别车辆附近的车辆周围情况，以低发射功率发射雷达波并且雷达控制器件127终止该过程。
同时，在步骤420中，由于车辆处于正常行驶状态(而非停车状态)，因此较之车辆处于停车状态时使用的发射功率，以更大的正常功率来发射雷达波，以检测远距离的周围情况并且终止该过程。
(2)用于确定雷达发射功率是否在适当的功率范围内的过程。
如图15所示，在步骤500中，基于来自车辆速度传感器3的信号确定车辆速度。具体地，判定车辆速度V基本上是与停车相同的速度，即，速度V小于V1(V＜V1)，还是速度V等于或者大于V1。
当车辆处于停车状态时雷达控制器件127前往步骤510，而当车辆处于行驶状态时雷达控制器件127前往步骤520。在步骤510中，由于车辆处于停车状态，因此没有必要执行远距离雷达扫描。因此，判定雷达发射功率是否在中间发射功率范围B内。结果，当判定结果为是时，雷达控制器件127前往步骤530，并且当判定结果为否时，雷达控制器件127前往步骤540。
在步骤530中，由于当车辆处于停车状态时雷达发射功率在中间输出功率范围B内，因此判定雷达发射功率是适当的。随后，雷达控制器件127设定标志以便于指示判定结果并且终止该过程。
同时，在步骤540中，由于当车辆处于停车状态时雷达发射功率在中间输出功率范围之外，因此判定雷达发射功率不是适当的。随后，雷达控制器件127设定标志以便于指示判定结果并且终止该过程。
再者，在步骤520中，由于车辆处于行驶状态，由此雷达装置1需要以正常输出功率范围来操作，因此判定雷达发射功率是否在高发射功率范围C内。结果，当判定结果为是时，雷达控制器件127前往步骤530，并且当判定结果为否时，雷达控制器件127前往步骤540。
在第四实施例中，响应于车辆速度来控制雷达发射功率并且监控雷达发射功率以确定雷达发射功率的输出是否响应于车辆速度。因此，可以总是监控雷达发射功率以确定是否输出了适当的雷达发射功率。因此，例如，在步骤530中，基于车辆速度将雷达发射功率控制为适当的目标值。
在第四实施例中，例示了控制过程，即，当车辆处于停车状态时雷达发射功率被设定为中间发射功率范围B(低输出功率发射)，并且当车辆处于行驶状态时雷达发射功率被设定为高发射功率范围C(正常输出功率发射)。然而，只要根据车辆行驶状态来控制雷达发射功率，从而使车辆处于行驶状态时的发射功率比车辆处于停车状态时的发射功率变得更大，则控制过程不限于上述过程。
(修改方案)
然而本发明不限于上述实施例，而是可以通过下文提供的各种模式来实现。
(1)例如，不同于根据第一实施例至第四实施例的FMCW雷达系统，本发明可以适用于使用毫米波雷达的脉冲雷达系统。
如图16所示，根据修改方案的脉冲雷达系统包括作为控制微处理器的雷达控制器件131。再者，作为发射器件，脉冲雷达系统包括脉冲产生器133、脉冲调制器135、放大器137以及发射天线139。作为用于监控发射的器件，发射监控器141和发射监控电路143被包括在脉冲雷达系统中。作为接收器件，脉冲雷达系统包括接收天线145、放大器147、振荡器149、混频器151、低通滤波器155以及检测器157。
利用适用于脉冲雷达系统的该配置，雷达发射功率被监控并验证发射功率是否在目标范围内。因此，可以对发射功率进行反馈控制以便于在发射功率处于目标范围之外时将发射功率改变为处于目标范围内。
(2)根据第一实施例至第四实施例，虽然发射功率被分级为三个范围(即，对应于停车状态的一个范围和对应于车辆行驶状态的两个范围)，但是发射功率也可以被分级为两个范围，这两个范围是分配给停车状态的中间输出范围和分配给车辆行驶状态的高输出范围。此外，发射功率可以被分级为更精确的范围，从而使每个范围具有各自的由雷达控制器件进行控制的目的。
(3)再者，发射功率可以被控制为，当车辆速度增加时发射功率逐渐地增加。
(4)在第一实施例至第四实施例中，公开了雷达装置，然而，应用于雷达装置的控制过程的内容可以适用于控制雷达装置的计算机程序或者其中存储程序的记录介质。
记录介质可以是诸如被配置为微处理器的电子控制单元、微芯片、软盘、硬盘、光盘等各种记录介质。因此，只要介质被用于存储适于控制上述雷达装置的程序，则不限于使用任何记录介质。

Claims (14)

1.一种安装在车辆上的控制毫米波雷达操作的雷达装置，所述雷达装置包括：
车辆速度检测部件，检测车辆速度；
输出控制部件，控制所述雷达装置的输出功率；以及
输出功率设定部件，响应于所述车辆速度按至少两个不同的输出功率水平来设定所述雷达装置的所述输出功率；其中
所述输出功率设定部件被配置为驱动所述输出控制部件，以将所述输出功率改变为由所述输出功率设定部件所设定的输出功率。
2.根据权利要求1所述的雷达装置，进一步包括：
监控部件，监控所述雷达装置的所述输出功率；以及
判定部件，判定所述输出功率是否在预定目标范围内。
3.根据权利要求2所述的雷达装置，进一步包括：目标跟踪部件，当所述判定部件判定所述输出功率在所述预定目标范围之外时将所述雷达装置的所述输出功率控制为在所述预定目标范围内。
4.根据权利要求2所述的雷达装置，进一步包括：禁止部件，当所述判定部件判定所述雷达装置的所述输出功率在所述预定目标范围之外时禁止所述雷达装置。
5.根据权利要求1所述的雷达装置，进一步包括：高频电路，使用具有待控制的偏置电压的单片微波集成电路，其中，所述雷达装置被配置为使得当所述雷达装置开始操作时，调整所述单片微波集成电路的所述偏置电压，由此调整所述雷达装置的所述输出功率。
6.根据权利要求2所述的雷达装置，进一步包括：高频电路，使用具有待控制的偏置电压的单片微波集成电路，其中，所述雷达装置被配置为使得当所述雷达装置开始操作时，调整所述单片微波集成电路的所述偏置电压，由此调整所述雷达装置的所述输出功率。
7.根据权利要求3所述的雷达装置，进一步包括：高频电路，使用具有待控制的偏置电压的单片微波集成电路，其中，所述雷达装置被配置为使得当所述雷达装置开始操作时，调整所述单片微波集成电路的所述偏置电压，由此调整所述雷达装置的所述输出功率。
8.根据权利要求4所述的雷达装置，进一步包括：高频电路，使用具有待控制的偏置电压的单片微波集成电路，其中，所述雷达装置被配置为使得当所述雷达装置开始操作时，调整所述单片微波集成电路的所述偏置电压，由此调整所述雷达装置的所述输出功率。
9.根据权利要求1所述的雷达装置，其中，所述雷达装置被配置为执行调频连续波FMCW雷达操作，以及，改变FMCW信号的调制时段和调制次数，由此调整所述雷达装置的所述输出功率。
10.根据权利要求2所述的雷达装置，其中，所述雷达装置被配置为执行调频连续波FMCW雷达操作，以及，改变FMCW信号的调制时段和调制次数，由此调整所述雷达装置的所述输出功率。
11.根据权利要求3所述的雷达装置，其中，所述雷达装置被配置为执行调频连续波FMCW雷达操作，以及，改变FMCW信号的调制时段和调制次数，由此调整所述雷达装置的所述输出功率。
12.根据权利要求4所述的雷达装置，其中，所述雷达装置被配置为执行调频连续波FMCW雷达操作，以及，改变FMCW信号的调制时段和调制次数，由此调整所述雷达装置的所述输出功率。
13.根据权利要求5所述的雷达装置，其中，所述雷达装置被配置为执行调频连续波FMCW雷达操作，以及，改变FMCW信号的调制时段和调制次数，由此调整所述雷达装置的所述输出功率。
14.根据权利要求9所述的雷达装置，其中，所述雷达装置被配置为响应于所述调制时段的改变和/或所述调制次数的改变而控制单片微波集成电路的电源的开/关。
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