CN102749617B - 用于检测目标方位的雷达设备 - Google Patents

Abstract

一种用于检测目标方位的雷达设备。在雷达设备中，当存在多个到达回波，并且在多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围等于或者小于多付接收天线的预定方位分辨率时，方位估计模块针对第一频率分量和第二频率分量中的每一个，估计虚拟方位和虚拟功率。该虚拟方位位于所述多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围之内，虚拟功率是来自该虚拟方位的虚拟到达回波的接收功率。

Description

用于检测目标方位的雷达设备

技术领域

概括地说，本发明公开内容涉及用于确定包括至少目标的方位(方向)信息的雷达设备。

背景技术

通常将雷达设备使用为用于发动机车辆的驾驶支持设备。FM-CW(调频连续波)雷达设备公知为是这种雷达设备。

一般情况下，FM-CW雷达设备将连续雷达波发射成发射信号，其是将频率调制成具有随时间在上升段中增加，随时间在下降段中减少的频率；上升段和下降段组成一个调制周期。FM-CW雷达设备通过接收天线的各接收信道接收到达回波(到达波)，作为接收的信号；这些接收信道排列成一行。通过雷达波从目标(例如，对于雷达波进行反射的对象点)的反射来生成这些回波。

FM-CW雷达设备基于所接收的信号生成与反射雷达波的目标相关联的信息。例如，这种典型的FM-CW雷达设备在日本专利申请公报No.2006-47282中进行了公开。

具体而言，这种类型的FM-CW雷达设备将发射信号与接收信号(接收回波)进行混频以生成差拍信号。差拍信号中的每一个都具有与相应的接收信道的接收信号和发射信号之间的频率差相同的频率。FM-CW雷达设备在上升段和下降段的每一个中，对差拍信号的每一个执行频谱分析，以获得在上升段和下降段的每一个中强度的峰值的频率分量。这些峰值频率分量中的每一个意味着：存在作为相应到达回波的源的目标候选者；峰值频率分量称为“频率峰值”。

接着，FM-CW雷达设备执行已知的方位估计算法中的一种(换言之，DOA(到达方向)估计算法)，估计到达回波的方位(方向)，也就是说，来自相对应的目标候选者的到达回波相对于每一个频率峰值的预定参考轴的角度。随后，FM-CW雷达设备针对每一个频率峰值，对来自该目标候选者的相应回波的接收功率进行估计。

其后，FM-CW雷达设备执行公知的“配对匹配”任务，以从这些频率峰值中提取至少一对上升段中的频率峰值和下降段中的相应频率峰值；所述至少一对频率峰值满足下面两种条件：

第一条件在于：与所述至少一对频率峰值中的一个相对应的到达回波和与另一个相对应的到达回波之间的方向差位于预定的角范围之内。第二条件在于：与所述至少一对频率峰值中的一个相对应的到达回波和与另一个相对应的到达回波之间的接收功率差位于预定的功率范围之内。

FM-CW雷达设备估计，所提取的至少一对频率峰值是否与反射了雷达波的至少一个相同目标候选者相对应。

因此，FM-CW雷达设备基于所述至少一个提取的频率峰值对，计算该雷达设备和相应的至少一个目标候选者之间的距离和相对速度。因此，FM-CW雷达设备生成目标信息，后者包括：该雷达设备和相应的至少一个目标候选者之间的距离和相对速度、相应的至少一个目标候选者的方位。

作为方位估计算法的高分辨率算法是已知的。这些高分辨率算法中的一种是MUSIC(多重信号分类)算法，另一种是ESPRIT(旋转不变技术信号参数估计)算法。

这些高分辨率算法生成来自各信道的接收信号的自相关矩阵，获得该自相关矩阵的特征值，基于该自相关矩阵的特征值对到达回波的数量进行估计。具体而言，MUSIC算法基于到达回波的数量和特征值获得MUSIC谱，提取该MUSIC谱中的尖锐峰值(深零点)。随后，MUSIC算法针对每一个尖锐峰值，估计相应的到达回波的方位，并针对每一个尖锐峰值，估计来自该目标的到达回波的接收功率。

发明内容

方位分辨率公知为是对于方位估计性能的测量。上面所述的雷达设备的方位分辨率，表示来自相邻目标(相邻目标候选者)的到达回波的方位之间的最小角度；直到相邻到达回波之间的实际角度大于方位分辨率(最小角度)为止，这些到达回波才可以彼此完全地分离开。除基于雷达设备的信号处理性能之外，雷达设备的方位分辨率还基于其硬件性能来确定。例如，这种雷达设备的硬件性能取决于接收天线的物理特性；例如，接收天线的这些物理特性包括接收信道的特性和接收信道之间的间隔。例如，这种雷达设备的信号处理性能取决于安装在该雷达设备中的方位估计算法里的一种。

这可以导致对下面参数进行估计的准确性降低：取决于第一和第二目标候选者之间的位置关系的来自第一目标候选者的第一到达回波的方位和接收功率以及来自与第一目标候选者相邻的第二目标候选者的第二到达回波的方位和接收功率。

具体而言，如果在来自第一和第二目标候选者的到达回波的相应方位的差小于方位分辨率的情况下，第一和第二目标候选者到达，则雷达设备不能完全地且稳定地将来自第一和第二目标候选者的到达回波分离开。

例如，假定一个前方车辆(例如，重型卡车)在安装有这种雷达设备的车辆前面行驶，来自该前方车辆的其宽度(侧面)方向上的后面部分的两个端点的相应到达回波的差位于方位分辨率之内。

在该假定下，该前方车辆的后面部分中的点(例如，对于从雷达设备发射的雷达波进行了反射的后面部分的左边缘、右边缘和中间)，可以在雷达波的一个调制周期的上升段和下降段之间变化。这意味着前方车辆中针对该雷达设备的目标在雷达波的一个调制周期的上升段和下降段之间变化。

这可以导致上升段中的到达回波的数量和下降段中的到达回波的数量彼此之间不相同。这种上升段和下降段之间的到达回波的数量的不同可以导致：与方位分辨率相比，来自与例如上升段中的一个频率峰值相对应的相邻目标候选者的相邻到达回波的方位之间的差更小。

这可以导致在来自上升段中的相邻目标候选者的相邻到达回波之间的接收功率中发生变化。例如，虽然相邻到达回波中的每一个的实际电平是各相邻到达回波的接收功率的第一电平和第二电平之间的平均值，但相邻到达回波中的一个的接收功率的第一电平增加，而另一个的接收功率的第二电平减少。

在该时刻，当来自与下降段中的替代频率峰值相对应的相邻目标候选者(同一目标候选者)中的一个的到达回波具有平均电平的接收功率时，则与所述一个频率峰值相对应的接收功率的第一电平和与该替代频率峰值相对应的接收功率的平均电平之间的差超过预定的功率范围。同样，与所述一个频率峰值相对应的接收功率的第二电平和与该替代频率峰值相对应的接收功率的平均电平之间的差可以超过预定的功率范围。

因此，即使雷达设备执行配对匹配方法，其可能不能提取满足第二条件的适当的频率峰值对。这减少了雷达设备产生的目标信息的可靠性。

在了解了上面所描述的环境之后，本发明的一个方面是寻求提供能解决上面所描述问题中的至少一个的雷达设备。

具体而言，本发明的替代方面目标在于：提供能够按高水平维持雷达设备生成的目标信息的可靠性的这种雷达设备。

根据本发明的一个示例性方面，提供了一种雷达设备。该雷达设备包括发射雷达波的发射机，其中所述雷达波的频率是调制成具有随时间在上升段中增加且随时间在下降段中减少的频率。所述上升段和所述下降段组成雷达波的一个调制周期。该雷达设备包括具有多付接收天线的接收机，所述多付接收天线中的每一付接收至少一个到达回波作为接收信号。接收机配置为基于所述多付接收天线的接收信号和频率与所发射的雷达波的频率相同的本地信号，输出针对所述多付接收天线的每一付的差拍信号。该雷达设备包括频率峰值提取模块，后者用于在所述上升段和所述下降段中的每一个里，对所述多付接收天线的每一付的差拍信号执行频谱分析，以便从针对每一付天线的所述频谱分析的结果中提取所述上升段中的第一频率分量和所述下降段中的第二频率分量。所述第一频率分量中的每一个的强度在所述上升段中具有局部峰值，所述第二频率分量中的每一个的强度在所述下降段中具有局部峰值。该雷达设备包括方位估计模块，用于针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，产生所述各天线的接收信号的自相关矩阵。针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，所述方位估计模块基于所述自相关矩阵的特征值，估计所述至少一个到达回波的数量。针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，所述方位估计模块估计所述至少一个到达回波的到达方位和所述至少一个到达回波的接收功率作为到达功率。当所述至少一个到达回波是多个并且所述多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围等于或者小于所述多付接收天线的预定方位分辨率时，所述方位估计模块针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，估计虚拟方位和虚拟功率。所述虚拟方位位于所述多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围之内，所述虚拟功率是来自所述虚拟方位的虚拟到达回波的接收功率。针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，所述方位估计模块生成方位信息。所述方位信息针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个包括：所述至少一个到达回波的到达方位和到达功率、所述虚拟方位和所述虚拟功率。

在本发明的一个示例性方面的第一实施例中，雷达设备包括匹配模块，后者用于判断针对所述第一频率分量的每一个的方位信息是否与针对所述第二频率分量的每一个的方位信息相匹配，以基于所述匹配的结果，提取所述第一频率分量中的一个和所述第二频率分量中的一个的至少一个频率分量对。此外，该雷达设备还包括目标信息生成模块，后者用于基于所述至少一个频率分量对，计算所述雷达设备和目标之间的距离和相对速度，生成针对所述至少一个频率分量对的目标信息，其中，所述目标与所述至少一个频率分量对相对应，对所述雷达波进行了反射，所述目标信息包括下面中的至少一个：所述雷达设备和所述目标之间的距离、所述雷达设备和所述目标之间的相对速度、与所述至少一个频率分量对相对应的目标的方位。

具体而言，当相邻到达回波中的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围等于或者小于所述多付接收天线的预定方位分辨率时，根据本发明的一个示例性方面的雷达设备针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，估计虚拟方位和虚拟功率。虚拟方位位于所述相邻到达回波中的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围之内，所述虚拟功率是来自该虚拟方位的虚拟到达回波的接收功率。这使得当相邻到达回波中的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围等于或者小于所述多付接收天线的预定方位分辨率时，可以使用更适合的方位信息来替代针对所述第一频率分量和第二频率分量中的每一个的方位信息。

在结合附图了解下面具体实施方式之后，将进一步理解本发明的各个方面的上面和/或其它特征、和/或优点。当适用时，本发明的各个方面可以包括和/或不包括不同的特征和/或优点。此外，当适用时，本发明的各个方面可以对其它实施例的一个或多个特征进行组合。不应将具体实施例的特征和/或优点的描述解释为是对其它实施例或权利要求书的限制。

附图说明

通过下面参照附图对实施例的描述，本发明的其它方面将变得显而易见，其中：

图1是根据本发明的实施例的示意性地描绘雷达设备的框图；

图2是示意性地描绘图1中所示的信号处理器执行的目标识别任务的流程图；

图3是示意性地描绘在目标识别任务的步骤S160中，信号处理器所执行的方位估计例程的流程图；

图4是根据该实施例，基于MUSIC谱中的相邻到达方位，来示意性地描绘相邻到达方位、它们的接收功率、虚拟方位和作为谱强度的虚拟功率；将这些功率标注为谱强度(dB)，将这些到达方位标注为角度(度)；以及

图5是根据本发明的该实施例的修改，示意性地描绘雷达设备的修改的接收系统的框图。

具体实施方式

下文将参照附图来描述本发明的实施例。在该实施例中，在冗余描述中省略或简化了分配相同附图标记的实施例之间的相同部件。

图1中描绘了包括根据该实施例的雷达设备的驾驶支持系统1的整体结构的示例。根据该实施例的驾驶支持系统1安装在车辆V中，用于当驾驶员驾驶车辆V时执行驾驶支持任务。

参见图1，驾驶支持系统1包括雷达设备30和驾驶支持ECU 10。雷达设备30放置在例如车辆V的前端(头部)上。雷达设备30用于发射雷达波，接收通过反射雷达波而生成的到达回波，基于到达回波检测对雷达波进行反射的目标，并生成与该目标相关联的信息。与对于从雷达设备30发射的雷达波进行反射的目标相关联的信息，将称为“目标信息”。基于雷达设备30所生成的目标信息，对驾驶支持ECU 10进行编程以控制车辆V。

应当注意，在该实施例中的目标表示对象上的某个点，其对从雷达设备30发射的雷达波进行反射。通常，雷达设备30对来自一个对象的一个目标进行检测，但雷达设备30可以对来自一个对象的多个目标进行检测(如果该一个对象在体积上够大的话，如卡车)。该实施例中的目标信息至少包括：从雷达设备30到检测目标的距离、检测目标相对于预定轴(例如，与雷达设备30的接收表面正交的轴)的方位(方向)、检测目标和雷达设备30之间的相对速度；检测目标的方位表示来自该检测目标的相应到达回波相对于预定轴的入射角。

例如，驾驶支持ECU 10由至少装备有CPU的普通微计算机10a、包括易失性存储器与非易失性存储器的存储单元、IO(输入和输出)接口等等组成。此外，驾驶支持ECU 10还包括总线控制器10b，后者允许微计算机10a通过LAN通信总线B与其它设备12进行通信；这些其它设备12连接到总线B。警告蜂鸣器、监视器、巡航控制开关、目标距离设置开关等等连接到驾驶支持ECU 10。作为其它设备12，制动ECU 12a、发动机ECU 12b、安全带ECU 12c等等连接到总线B。制动ECU 12a用于对向车辆V的各个车轮提供的制动器(制动传动装置)的操作进行控制，发动机ECU 12b用于对车辆V的内燃机的操作进行控制，安全带ECU 12c用于对车辆V中的乘坐人的安全带的张力进行控制。

具体而言，驾驶支持ECU 10用于基于从雷达设备30发送的目标信息，执行驾驶支持任务，以便在车辆V的驾驶员驾驶车辆V时对驾驶员进行支持。根据该实施例的驾驶支持任务包括自适应巡航控制任务和预碰撞任务。

自适应巡航控制任务对车辆V的速度进行自动控制，以使车辆与该车辆前面的前方车辆之间的距离保持在目标距离；驾驶员可以使用目标距离设置开关对该目标距离进行设置。例如，对驾驶支持ECU 10进行编程，以便在巡航控制开关为开启(ON)的情况下，协作发动机ECU 12b来执行自适应巡航控制任务。对驾驶支持ECU 10进行编程，以便当关闭巡航控制开关，或者驾驶员踩下刹车踏板或者离合器踏板时，取消自适应巡航控制任务。

当车辆与该车辆V前面的前方车辆之间的距离等于或者小于预先设置的门限距离时，预碰撞任务对警告蜂鸣器和监视器进行控制，以向车辆V的驾驶员提供可听和/或可视的警告，对制动器进行控制以对车辆V施加完全的刹车，和/或收紧安全带。例如，对驾驶支持ECU 10进行编程，以便协作制动器ECU 12a和安全带ECU 12c来执行预碰撞任务。

接着，下文将描述雷达设备30的结构的示例。

例如，将雷达设备30设计成FM-CW毫米波雷达设备。参见图1，雷达设备30包括振荡器31、放大器32、分配器34、发射天线36和接收天线模块(天线阵)40。

例如，振荡器31用于基于三角调制电压信号，生成毫米高频信号。毫米高频信号是频率调制成具有随时间在上升段中增加，随时间在下降段中减少的频率；上升段和下降段组成毫米高频信号的一个调制周期。也就是说，将毫米高频信号设计成正和负线性调频信号。

放大器32用于对振荡器31所生成的毫米高频信号进行放大。

分配器34用于按照功率将放大器32放大的毫米高频信号分发到正和负线性调频的发射信号Ss(参见图3)和本地信号Ls。

发射天线36用于基于发射信号Ss，在车辆V的前面发射正和负线性调频的毫米无线波。

接收天线模块40由N付天线39₁到39_N(N是等于或者大于2的整数)组成。天线39₁到39_N排列成一行，也就是说，例如与车辆V的宽度(水平)方向平行。将信道CH₁到CH_N分别分配给天线39₁到39_N。

此外，雷达设备30还包括接收开关41、放大器42、混频器43、滤波器44、A/D(模数)变换器45和信号处理器(处理器)46。接收天线模块40、接收开关41、放大器42、混频器43、滤波器44和A/D变换器45构成雷达设备30的接收系统RS1。

接收开关41用于根据从信号处理器46提供的选择控制信号，从例如第一信道CH₁到第N信道CH_N中选择天线39₁到39_N(信道CH₁到CH_N)中的一个，以便向放大器23连续地提供从各个选定的信道CH₁到CH_N中发送的接收信号Sr。这些接收信号Sr是基于各个选定的信道CH₁到CH_N所接收的到达回波来生成的。也就是说，接收开关41用于根据从信号处理器46提供的选择控制信号，来切换要选择的接收信道。

放大器42用于对从信道CH₁到CH_N中的一个提供的接收信号Sr进行放大。

混频器43用于将与选定的信道相对应的放大的接收信号与分配的本地信号L进行混频，以生成差拍信号BT；差拍信号BT包括与下面二者之间的频率差相等的频率分量：与选定的信道相对应的放大的接收信号Sr和本地信号L。

滤波器44用于从差拍信号BT中消除不期望的信号分量。

A/D变换器45用于将从滤波器44输出的滤波后的差拍信号BT的值采样成数字采样数据(数字采样值)，并将该采样的数据输出到信号处理器46。应当注意，A/D变换器45可以安装在信号处理器46中。

信号处理器46用于基于每一个信道的差拍信号BT的采样数据来执行目标识别任务，因此检测对从发射天线36发射的雷达波进行了反射的一个或多个目标，生成与检测的一个或多个目标相关联的目标信息。

例如，信号处理器46包括基本由下面各项组成的普通微计算机：CPU46a、存储介质46b和用于对各接收信道的差拍信号BT的采样后数据执行FFT(快速傅里叶变换)操作的诸如DSP(数字信号处理器)46c之类的处理器。信号处理器46通信耦接到振荡器11、开关41和驾驶支持ECU 10。

信号处理器46的CPU 46a用于指示振荡器31生成毫米高频信号，指示振荡器31停止毫米高频信号的生成。

具体而言，振荡器31生成的毫米高频信号由放大器32进行放大，其后输入到分配器34。毫米高频信号由分配器34进行分发，使得生成正和负线性调频的发射信号Ss和本地信号L。车辆V前面的发射天线36将正和负线性调频的发射信号Ss发射成正和负线性调频的毫米无线波。

由至少一个目标基于发射的无线波反射的回波，作为到达回波返回到雷达设备30，并由天线(信道)CH₁到CH_N中的每一个接收成接收信号Sr。放大器42对于接收开关41当前选择的从信道Chi(i＝1，2，，或者N)输出的接收信号Sr进行放大，放大后的接收信号Sr提供给混频器43。在混频器43处，放大后的接收信号Sr与本地信号L进行混频，使得生成与所选定的信道Chi相对应的差拍信号BT。在滤波器44已经从其消除了不期望的信号分量之后，差拍信号BT由A/D变换器45采样成数字采样数据，其后，该采样数据由信号处理器46捕获。

信号处理器46的CPU 46a循环地生成选择控制信号，该信号使接收开关41对于所有信道CH₁到CH_N的连续选择进行重复循环。在雷达设备30发射的雷达波的一个调制周期中，对于所有信道CH₁到CH_N的连续选择的循环重复预先设置的数(例如，512)。也就是说，在雷达设备30发射的雷达波的一个调制周期中，对于信道CH₁到CH_N中的每一个选择预先设置的次数(例如，512)。A/D变换器45与信道CH₁到CH_N的一个信道到另一个信道的每一次切换相同步，对差拍信号BT的值进行采样。结果，信号处理器46捕获每一个信道的差拍信号BT的采样后数据(采样值)，以存储在存储介质46b中。针对每一个信道的差拍信号BT的采样后数据包括：上升段中的采样数据和下降段中的采样数据。

接着，下文将参照图2来描述信号处理器46与DSP 46c协作执行目标识别任务。具体而言，对CPU 46a进行设计，以便在每一个测量循环，发起存储在存储介质46b中的目标识别程序，使得CPU 46a根据目标识别程序来执行目标识别任务。图2中描绘的目标识别任务操作中的至少一些，可以由处理器46c执行，也可以由CPU 46a和DSP 46c执行。

在目标识别任务的步骤S110中，CPU 46a激活振荡器31，以便在步骤S110中，通过车辆V前面的发射天线36发射正和负线性调频的毫米无线波。其后，在步骤S120，CPU 46a捕获各信道CH₁到CH_N的差拍信号BT的采样数据(数字采样值)，在步骤S130，当已捕获了信道CH₁到CH_N中的每一个的差拍信号BT的必需数量的数字采样值时，使振荡器31无效以停止发射正和负线性调频的毫米无线波。

接着，在步骤S140，CPU 46a在上升段和下降段的每一个中，对于每一个信道的差拍信号BT的数字采样值执行频谱分析(也就是说，FFT)，以在上升段和下降段的每一个中，获得针对每一个信道的差拍信号BT的功率谱。差拍信号BT的功率谱说明了差拍信号BT的频率分量的强度。

在步骤S150，CPU 46a从每一个信道的功率谱中，提取上升段中具有强度的局部峰值的频率分量fbu₁到fbu_m，以及下降段中具有强度的局部峰值的频率分量fbd₁到fbd_m。所提取的频率分量fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m中的每一个意味着存在其是相应到达回波的源的目标候选者；将所提取的频率分量fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m称为“频率峰值”。

应当注意，在步骤S140和S150中CPU 46a执行的操作服务成频率峰值估计模块(参见图2)；可以将频率峰值估计模块设计成类似该实施例的编程逻辑模块、硬连接逻辑模块或者硬连接逻辑和编程逻辑混合模块。

具体而言，在步骤S150中，CPU 46a计算各信道CH₁到CH_N的差拍信号BT的功率谱的算术平均。随后，CPU 46a根据功率谱的算术平均，提取上升段中强度大于预先设置的门限的频率分量，作为步骤S150中的频率峰值fbu₁到fbu_m。也就是说，所提取的频率峰值fbu₁到fbu_m中的每一个在强度上具有局部峰值。同样，CPU 46a根据功率谱的算术平均，提取下降段中强度大于预先设置的门限的频率分量，作为步骤S150中的频率峰值fbd₁到fbd_m。也就是说，所提取的频率峰值fbd₁到fbd_m中的每一个在强度上具有局部峰值。

在步骤S150中的操作之后，在步骤S160，CPU 46a执行方位估计算法来估计到达回波的方向(方位)(换言之，来自相应目标候选者的到达回波相对于频率峰值fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m中的每一个的参考轴的角度)，并针对频率峰值fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m中的每一个，估计来自该目标候选者的相应到达回波的接收功率。

其后，在步骤S170，CPU 46a执行公知的“配对匹配”任务，以从频率峰值fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m中提取上升段中的频率峰值和下降段中的相应频率峰值对；每一对的频率峰值都满足下面条件：

第一条件在于：与每一对频率峰值相对应的到达回波之间的方向差位于预定的角范围之内。第二条件在于：与每一对频率峰值相对应的到达回波之间的接收功率的差位于预定的功率范围之内。也就是说，CPU 46a估计在步骤S170提取的频率峰值对中的每一个是否与同一目标候选者相对应，其中该同一目标候选者对于从雷达设备30发射的雷达波进行了反射。在步骤S170，CPU 46a在存储介质46b中登记该频率峰值对。下文将登记在存储介质46b中的频率峰值对称为“候选频率对”。

在步骤S170中的操作之后，在步骤S180，CPU 46a计算雷达设备30和与候选频率对中的每一个相对应的目标候选者之间的距离和相对速度。

例如，CPU 46a根据该实施例，在步骤S180中另外地执行下面操作。首先，CPU 46a从例如发动机ECU接收车辆V的当前速度，基于车辆V(雷达设备30)和目标候选者中的每一个之间的相对速度以及车辆V的速度，来计算目标候选者中的每一个的速度。接着，CPU 46a基于每一个目标候选者的速度，来判断目标候选者中的每一个是静止目标还是移动目标。

第三，CPU 46a在存储介质46b中生成表示下面参数的目标信息：车辆V和每一个目标候选者之间的距离和相对速度；每一个目标候选者的速度；表示每一个目标候选者是静止目标还是移动目标的信息；在步骤S160中估计的每一个目标候选者的方位(方向)。接着，CPU 46a在存储介质46b中登记该目标信息，使得该目标信息与候选频率对中的相应一个相关。

应当注意，如上所述，CPU 46a在每一个测量循环，重复地执行目标识别任务。因此，当目标识别任务在当前测量循环期间在存储介质46b中登记了目标信息时，在前一测量循环中获得的目标信息已登记在存储介质46b中。

因此，在步骤S180中的操作之后，在步骤S190，CPU 46a基于与在当前测量循环中登记的每一个候选频率对相关的目标信息，以及与在前一测量循环中登记的每一个候选频率对相关的目标信息，来执行历史跟踪任务。步骤S190中的历史跟踪任务用于检测与同一目标候选者相对应的至少一个候选频率对。下文将在当前测量循环中登记的候选频率对称为“当前循环候选频率对”，下文将前一测量循环中登记的候选频率对称为“前一循环候选频率对”。

具体而言，CPU 46a根据该实施例，在步骤190中执行下面操作。

首先，CPU 46a获得当前循环候选频率对和前一循环候选频率对的所有组合；下文将这些组合中的每一个称为“组合频率对组”。接着，CPU 46a提取这些组合频率对组中的一个。随后，CPU 46a基于所提取的组合频率对组的前一循环候选频率对，获得与该前一循环候选频率对相对应的第一目标候选者的预测位置，其中第一目标候选者在当前测量循环中位于该位置处。此外，CPU 46a基于所提取的组合频率对组的前一循环候选频率对，获得第一目标候选者的预测速度，其中第一目标候选者在当前测量循环中按该速度移动。如何获得第一目标候选者的预测位置和预测速度是公知的。由于该原因，省略了对于其的详细描述。作为一种典型方法，CPU 46a使用卡尔曼(Kalman)滤波器(线性二次估计算法)来预测与前一循环候选频率对相对应的第一目标候选者的行为，并使用这些预测结果获得第一目标候选者的预测位置和预测速度。

接着，CPU 46a基于所提取的组合频率对组的当前循环候选频率对，获得与所提取的组合频率对组的当前循环候选频率对相对应的第二目标候选者的位置和速度。其后，CPU 46a计算第一目标候选者的预测位置和第二目标候选者的预测位置之间的第一绝对差值，以及第一目标候选者的预测速度和第二目标候选者的预测速度之间的第二绝对差值。

接着，CPU 46a判断与预先设置的门限距离相比，第一绝对差值是否更短，与预先设置的上限相比，第二绝对差值是否更小。仅当确定与预先设置的门限距离相比，第一绝对差值更短，并且与预先设置的上限相比，第二绝对差值更小时，CPU 46a才确定第二目标候选者与第一目标候选者相同(换言之，确定对所提取的组合频率对组中的同一目标候选者的历史跟踪进行维持)。随后，CPU 46a将提取的组合频率对组的当前循环候选频率对的硬件或软件计数器的统计值，更新为1与所提取的组合频率对组的前一循环候选频率对的硬件或软件计数器的统计值之和的值。

否则，当确定第一绝对差值等于或大于预先设置的门限距离，或者第二绝对差值等于或高于预先设置的上限时，CPU 46a确定第二目标候选者与第一目标候选者不同(换言之，确定对提取的组合频率对组中的同一目标候选者的历史跟踪进行中断)。随后，CPU 46a将提取的组合频率对组的当前循环候选频率对的计数器的统计值，维持为提取的组合频率对组的前一循环候选频率对的计数器的统计值。

CPU 46a针对组合频率对组中的每一个，执行这些操作。

也就是说，根据该实施例的历史跟踪任务在于：

用于对相应的前一频率对的历史进行跟踪的当前循环候选频率对，接管前一循环候选频率对的信息(即，其是前一循环候选频率对的计数器的统计值)；

用于中断相应的前一频率对的历史的当前循环候选频率对，维持前一循环候选频率对的计数器的统计值。

如上所述，CPU 46a在每一测量循环，重复地执行目标识别任务。因此，当执行下一个测量循环中的目标识别任务时，将当前测量循环中针对一个组合频率对组的当前循环候选频率对的计数器，替代为前一测量循环中针对所述一个组合频率对组的前一循环候选频率对的计数器。

因此，在执行了给定数量的目标识别任务之后，如果当前测量循环中一个组合频率对组的当前循环候选频率对的统计值，等于或高于预先设置的识别门限，则在步骤S200，CPU 46a识别当前循环候选频率对是否与实际目标相对应，并将其登记在存储介质46b中。

在步骤S200之后，在步骤S210，如果至少一个当前循环候选频率对自从中断以来的过去时间位于预先设置的外推时段之内，则CPU 46a执行公知的外推法，以便在存储介质46b中连续地登记至少一个当前循环候选频率对(其中已确定所述至少一个当前循环候选频率对，中断步骤S190中的相应前一频率对的历史)。在步骤S210，如果至少一个当前循环候选频率对自从中断以来的过去时间超过预先设置的外推时段，则CPU 46a去除所述至少一个当前循环候选频率对的登记。由于目标识别任务中的外推法是公知的，因此省略针对其的另外描述。

在步骤S210之后，在步骤S220，CPU 46a向驾驶支持ECU 10输出在存储介质46b中登记的至少一个目标的目标信息。应当注意，在步骤S220中，与目标信息中包括的在存储介质46b中登记的来自至少一个目标的到达回波的到达方向，与在步骤S160中估计的来自相应的至少一个目标候选者的到达回波的到达方向相对应。

结果，驾驶支持ECU 10基于从CPU 46a输出的目标信息，执行驾驶支持任务，以支持上面所描述的车辆V的驾驶员。

在步骤S220中的操作之后，CPU 46a终止目标识别任务，等待下一个测量循环。

接着，下文将参照图3来详细地描述CPU 46a在步骤S160中执行的基于方位估计算法的方位估计例程。在该实施例中，作为方位估计算法，使用MUSIC算法。

当在目标识别任务的步骤S160中调用与方位估计算法相对应的方位估计例程时，CPU 46a选择频率峰值fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m中的一个频率峰值；不对所选定的频率峰值进行下面的步骤S310中的方位估计例程里的操作。

接着，在步骤S320中，CPU 46a从所有信道CH₁到CH_N的差拍信号BT的功率谱中，提取所选定的频率峰值的信号分量，使所选定的信号分量成为一行，从而生成如下面式(1)所表示的接收向量Xi(k)：

Xi(k)＝[x₁(k)，x₂(k)，...，x_i(k)]^T    (1)

其中，T表示向量的转置，x_i(k)(i＝1，2，...，N)表示各信道CH₁到CH_N在时间k时的信号分量。

应当注意，对于接收向量Xi(k)的生成来说，可以将多个空值(也就是说，零值)作为虚拟数据添加到接收向量Xi(k)中。

接着，在步骤S330，CPU 46a基于所生成的接收向量Xi(k)，生成具有N行和N列的自相关矩阵Rxx(k)，其表示成下面式(2)：

Rxx(k)＝Xi(k)Xi^H(k)                  (2)

其中，H表示复共轭的转置。

接着，在步骤S340，CPU 46a获得自相关矩阵Rxx的N个特征值λ₁，λ₂，…，λ_N，使得它们满足式“λ₁≥λ₂≥…≥λ_N”，并计算与各个特征值λ₁，λ₂，…，λ_N相对应的特征向量E₁，E₂，…，E_N。

接着，在步骤S350，CPU 46a估计特征值λ₁，λ₂，…，λ_N中等于或者小于预定的门限Th的特征值的数量，作为信道CH₁到CH_N所接收的至少一个到达回波的数量L；将L规定为小于数量N。由于用于估计至少一个到达回波的数量L的各种方法是公知的，因此在该实施例中，省略了如何估计至少一个到达回波的数量L的详细描述。例如，根据该实施例的CPU 46a使用这些方法中的一个示例，将与热噪声功率相对应的值规定为门限Th。

接着，在步骤S360中，CPU 46a根据下面式(3)来规定噪声向量E_NO，后者包括与(N-L)个特征值λ_L+1，λ_L+2，…，λ_L+N相对应的特征向量e_L+1，e_L+2，…，e_L+N，其中这(N-L)个特征值的数值等于或者小于门限Th：

E_NO＝(e_L+1，e_L+2，...，e_L+N)                        (3)

当将关于方位参数θ的天线阵(天线模块)40的复响应向量，规定为控制向量a(θ)时，建立下面的式(3a)：

a^H(θ)E_N＝0                (3a)

应当注意，方位参数θ表示到达回波相对于与天线模块40的接收表面正交的轴的入射角。

当控制向量a(θ)针对于到达回波的方位时，式(3a)表示噪声特征向量E_NO与控制向量a(θ)正交。

在步骤S360中，CPU 46a根据式(3a)推导MUSIC谱，后者规定为由下面式(4)给出的“性能函数P_MU(θ)”：

$P_{\mathrm{MU}}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1}{\underset{i=L+1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{e_i}^{H}a\left(\mathrm{\θ}\right)\right|}^2}\×a^H\left(\mathrm{\θ}\right)a\left(\mathrm{\θ}\right)$

$=\frac{a^H\left(\mathrm{\θ}\right)a\left(\mathrm{\θ}\right)}{a^H\left(\mathrm{\θ}\right)E_{\mathrm{NO}}{E}_{\mathrm{NO}}^{H}a\left(\mathrm{\θ}\right)}---\left(4\right)$

通过式(4)规定的性能函数P_MU(θ)所获得的MUSIC谱说明，当方位参数θ的相应至少一个方位与至少一个到达回波的方位一致时，在相应的空位置处出现至少一个更尖锐(更深)峰值。

因此，CPU 46a通过在步骤S360中检测MUSIC谱的至少一个峰值，获得至少一个到达回波的至少一个估计的方位θ₁，…，θ_L，也就是说，造成所述至少一个到达回波的至少一个目标候选者的至少一个估计的方位。

应当注意，在根据该实施例的步骤S360中，CPU 46a例如基于在至少一个到达方位θ₁，…，θ_L中的MUSIC谱的对应值，获得在至少一个到达方位中的接收功率作为到达功率。此外，在步骤S360，在以下过程中，CPU 46a可以获得在至少一个到达方位θ₁，…，θ_L中的接收功率作为到达功率：

具体而言，CPU 46a基于与至少一个到达方位θ₁，…，θ_L相对应的至少一个控制向量a(θ₁)，...，a(θ_L)生成控制矩阵A(参见以下式(5))：

A＝[a(θ₁)，a(θ₂)，...，a(θ_L-1)，a(θ_L)]          (5)

基于控制矩阵A，CPU 46a计算通过以下式(6)表示的矩阵S：

S＝(A^HA)^-1AH(Rxx-σ²I)A(A^HA)^-1    (6)

其中I表示单位矩阵，σ²表示热噪声功率。

CPU 46a根据与至少一个到达方位θ₁，…，θ_L相对应的等式(6)中的对角分量推导出至少一个到达方位θ₁，…，θ_L中的接收功率。

接着，在步骤S370中，CPU 46a判断至少一个到达回波的数量L是否等于或者大于2。当确定至少一个到达回波的数量L等于或者大于2时(也就是说，至少一个到达回波的数量L是多个(步骤S370中的是))，在步骤S380中，CPU 46a获得所述多个到达方位θ₁，…，θ_L中的一对相邻到达方位之间的角度的绝对差值。否则，当确定到达回波的数量L小于2时(也就是说，至少一个到达回波的数量L是单一一个(步骤S370中的否))，CPU 46a转到步骤S420。

在步骤S380之后，在步骤S390中，CPU 46a判断所述一对相邻到达方位之间的角度的绝对差值是否等于或者小于预先设置的门限角度α。

应当注意，将门限角度α规定为表示相邻到达回波的相邻方位之间的最小角度的方位分辨率；直到其之间的实际角度大于方位分辨率(最小角度)，才可以将相邻到达回波彼此完全地分离开。除本领域公知的雷达设备30的信号处理性能之外，还基于其硬件性能来确定雷达设备30的方位分辨率。例如，雷达设备30的硬件性能取决于接收天线模块40的接收天线39₁到39_N(信道CH₁到CH_N)的特性、接收天线39₁到39_N(信道CH₁到CH_N)之间的间隔等等。

当确定所述一对相邻到达方位之间的角度的绝对差值等于或者小于预先设置的角度α时(步骤S390中的是)，在步骤S400中，CPU 46a将所述一对相邻到达方位之间的角度(方位)(例如，中间角度)确定为虚拟方位。例如，如图4中所示，当将所述一对相邻到达方位表示为MUSIC谱中的θ_A和θ_B时，该虚拟方位位于相邻到达方位θ_A和θ_B的角范围之内。

在步骤S400中，在假定雷达设备30从所述虚拟方位接收到虚拟到达回波的情况下，CPU 46a还将虚拟到达回波的功率估计为虚拟功率。例如，在步骤S400中，当对信道CH₁到CH_N的接收信号的例如相位和/或幅度进行控制，使得天线阵40的接收波束模式(灵敏模式)朝向虚拟方位时(参见图4)，CPU 46a将接收系统RS1的接收功率获得为虚拟功率。请注意，在步骤S400，CPU 46a可以利用上述步骤S360中的操作估计虚拟方位处的虚拟功率。其后，CPU 46a转到步骤S410。

否则，当确定所述一对相邻到达方位之间的角度的绝对差值大于预先设置的门限角度α时(步骤S390中的否)，CPU 46a转到步骤S410，同时跳过步骤S400中的操作，这是由于不需要对虚拟方位和虚拟功率进行估计。

在步骤S410中，CPU 46a判断在步骤S380是否已获得到达方位θ₁，…，θ_L中的所有相邻到达方位对里的每一个到达方位对之间的角度的绝对差值，是否已针对到达方位θ₁，…，θ_L中的所有相邻到达方位对里的每一个到达方位对之间的角度的绝对差值，执行了步骤S390和S400中的操作。

当确定没有获得到达方位θ₁，…，θ_L中的所有相邻到达方位对里的每一个到达方位对之间的角度的绝对差值，使得针对到达方位θ₁，…，θ_L中的所有相邻到达方位对里的每一个到达方位对之间的角度的绝对差值，还没有执行步骤S390和S400中的操作时(步骤S410中的否)，CPU 46a返回到步骤S380。随后，CPU 46a重复步骤S380到S410中的操作，直到其针对到达方位θ₁，…，θ_L中的所有相邻到达方位对里的每一个到达方位对之间的角度的绝对差值，执行步骤S390和S400中的操作为止。

具体而言，当确定没有获得到达方位θ₁，…，θ_L中的所有相邻到达方位对里的每一个到达方位对之间的角度的绝对差值时(步骤S410中的否)，CPU46a获得到达方位θ₁，…，θ_L中的另一个相邻到达方位对之间的角度的绝对差值，并针对所获得的绝对差值，执行步骤S390和S400中的操作。

其后，当确定已获得到达方位θ₁，…，θ_L中的所有相邻到达方位对里的每一个到达方位对之间的角度的绝对差值，使得针对到达方位θ₁，…，θ_L中的所有相邻到达方位对里的每一个到达方位对之间的角度的绝对差值，执行了步骤S390和S400中的操作时(步骤S410中的是)，CPU 46a转到步骤S420。

在步骤S420中，CPU 46a在存储介质46b中登记方位信息。

具体而言，在步骤S420中，当确定至少一个到达回波的数量L是单一一个(步骤S370中的否)时，将在步骤S360中获得的该单一到达回波的估计的到达方位θ_L＝1和该单一到达回波在到达方位θ_L＝1中的到达功率，在存储介质42b中登记成与所选定的频率峰值相关的方位信息。

否则，在步骤S420中，当确定至少一个到达回波的数量L是多个(步骤S370中的是)，到达方位θ₁，…，θ_L中的所有相邻到达方位对里的每一个到达方位对之间的角度的绝对差值大于预先设置的门限角度α(步骤S390中的否)时，将在步骤S360中获得的到达回波的估计的到达方位θ₁，…，θ_L和这些到达回波中的每一个的到达功率，在存储介质42b中登记成与所选定的频率峰值相关的方位信息。

另一方面，在步骤S420中，当确定至少一个到达回波的数量L是多个(步骤S370中的是)，到达方位θ₁，…，θ_L中的至少一个相邻到达方位对之间的角度的绝对差值等于或者小于预先设置的门限角度α(步骤S390中的是)时，除这些到达回波的估计的到达方位θ₁，…，θ_L和针对所选定的频率峰值的每一个到达回波的到达功率之外，还将在步骤S400中估计的虚拟到达方位和虚拟到达功率在存储介质42b中登记成与作为所选定的频率峰值的新频率峰值相关的方位信息。

接着，在步骤S430中，CPU 46a判断是否已针对所有的频率峰值fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m，完成步骤S310到S420中的操作。

当确定没有针对所有的频率峰值fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m，完成步骤S310到S420中的操作(步骤S430中的否)时，CPU 46a返回到步骤S310，并在步骤S310中，选择频率峰值fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m中的另一个频率峰值；步骤S320到S420中的操作还没有对所选定的频率峰值进行处理。

否则，当确定已针对所有的频率峰值fbu₁到fbu_m和fbd₁到fbd_m，完成了步骤S310到S420中的操作时(步骤S430中的是)，CPU 46a终止步骤S160中的方位估计例程，返回到目标识别任务的步骤S170。

应当注意，CPU 46a在步骤S160中的操作(步骤S310到S420)服务成方位估计模块(参见图2)；可以将能与频率峰值提取模块进行操作性通信的方位估计模块设计成类似于该实施例的编程逻辑模块、硬连接逻辑模块、或者硬连接逻辑和编程逻辑混合模块。

如上所述，根据该实施例的雷达设备30被配置为：当一个频率峰值的多个到达方位θ₁，…，θ_L中的至少一对相邻到达方位之间的角度的绝对差值等于或小于预先设置的门限α时，将所述至少一对相邻到达方位之间的角度(方位)(例如，中间角度)确定为虚拟方位。此外，雷达设备30还被配置为：假定雷达设备30从该虚拟方位接收到达回波，将该到达回波的功率估计为虚拟功率。此外，雷达设备30还被配置为：在存储介质42b中登记所述虚拟方位和虚拟功率与相应的一个频率峰值相关，作为包括这些到达回波的估计的到达方位θ₁，…，θ_L和每一个到达回波的到达功率的方位信息的一部分。

如果针对所述一个频率峰值的多个到达方位θ₁，…，θ_L中的相邻到达方位之间的角范围等于或者小于方位门限(也就是说，不能够完全地分离与所述一个频率峰值的相邻到达方位相对应的相邻到达回波)，则雷达设备30将步骤S160中针对所述一个频率峰值的到达回波的虚拟方位和虚拟功率获得为更可靠的方位信息。

也就是说，由于不能够将一个频率峰值的相邻到达回波彼此完全地分离开，因此例如针对所述一个频率峰值的上升段中的相邻到达回波里的一个的接收功率，可以与针对所述一个频率峰值的上升段中的另一个相邻到达回波的接收功率变化。在该时刻，当来自下降段中的替代频率峰值的相邻目标候选者(同一目标候选者)中的一个的到达回波具有平均电平的接收功率时，则所述一个频率峰值的接收功率和与该替代频率峰值的接收功率的平均电平之间的差可以超过预定的功率范围。

但是，在该情况下，雷达设备30获得新频率峰值的到达回波的虚拟方位和虚拟功率；该虚拟方位是相邻到达回波的相邻到达方位之间的方位，在假定雷达设备从该虚拟方位接收到达回波的情况下，获得到达回波的虚拟功率。这允许将新频率峰值的到达回波的虚拟功率设置为相邻到达回波中的一个的接收功率和另一个的接收功率之间的电平(例如，平均电平)。因此，即使来自下降段中的替代频率峰值的相邻目标候选者(同一目标候选者)中的一个的到达回波，具有平均电平的接收功率，雷达设备30也执行配对匹配任务，因此将一对上升段中的新频率峰值和下降段中的替代频率峰值生成为候选频率对。

也就是说，根据该实施例的雷达设备30可以基于来自上升段中的目标候选者的第一方位信息和来自下降段中的同一目标候选者的第二方位信息(即使第一方位信息与第二方位信息不同)，来适当地执行配对匹配任务，以便提取来自第一方位信息的第一频率峰值和来自第二方位信息的第二频率峰值的适当候选频率对。因此，可以基于配对匹配任务，按高水平来维持雷达设备30所获得的目标信息的可靠性。

本发明并不限于前面的实施例，可以在其保护范围之内对本发明公开内容进行修改或者替代。

例如，在步骤S420中，除到达回波的估计的到达方位θ₁，…，θ_L，以及针对所选定的频率峰值的每一个到达回波的到达功率之外，CPU 46a还将在步骤S400中估计的虚拟到达方位和虚拟到达功率登记在存储介质42b中与新频率峰值相关。但是，本发明并不限于该登记操作。具体而言，在步骤S420中，CPU 46a将在步骤S400中估计的虚拟到达方位和虚拟到达功率登记在存储介质42b中与所选频率峰值相关。

CPU 46a基于MUSIC算法作为方位估计算法，来执行方位估计例程，但也可以基于另一种方位估计算法(例如，ESPRIT算法)来执行方位估计例程。ESPRIT算法使用天线阵40的两个子天线阵；该子天线阵的每一个都具有相同数量的信道。ESPRIT算法使用与MUSIC算法相同的方式估计的到达回波的数量，基于子阵列天线中的一个所接收的回波和另一个所接收的回波之间的相位差，来估计子天线阵列所接收的到达回波的到达方位。

具体而言，CPU 46a可以使用各种方位估计算法里的一种，只要它们被设计为：生成来自各信道CH₁到CH_N的接收信号的自相关矩阵；获得自相关矩阵的特征值；基于该自相关矩阵的特征值对到达回波的数量进行估计；对这些到达回波中的每一个的方位和接收功率进行估计。

根据该实施例的雷达设备30包括由下面各项组成的接收系统：接收天线模块40、接收开关41、放大器42、混频器43、滤波器44和A/D变换器45，但根据本发明的接收系统并不限于这种配置。

具体而言，在图5中描绘了雷达设备30的修改的接收系统RS2。参见图5，将该修改的接收系统RS2设计为不具有图1中所示的接收开关41。具体而言，该修改的接收系统RS2由接收天线模块40(天线39₁到39_N)、N个放大器42₁到42_N、N个混频器43₁到43_N、N个滤波器44₁到44_N和N个A/D变换器45₁到45_N组成。

将放大器42₁到42_N设计为对从各信道CH₁到CH_N提供的接收信号Sr进行放大。

混频器43₁到43_N用于将各放大器42₁到42_N放大后的接收信号Sr与分配的本地信号L进行混频以生成差拍信号BT；这些差拍信号BT中的每一个包括与下面二者之间的频率差相等的频率分量：相应的放大后的接收信号Sr和本地信号L。

滤波器44₁到44_N用于从各个差拍信号BT中消除不期望的信号分量。

A/D变换器45₁到45_N中的每一个用于将从滤波器44₁到44_N中的相应一个输出的滤波后的差拍信号BT的值采样成数字采样数据(数字采样值)，并将该采样的数据输出到信号处理器46。应当注意，A/D变换器45₁到45_N可以安装在信号处理器46中。

举一个本发明的特定示例，雷达设备(30)包括：

一组振荡器31、放大器32、分配器34和用于发射雷达波的发射天线36，其中该雷达波的频率是将频率调制成具有随时间在上升段中增加且随时间在下降段中减少的频率，上升段和下降段组成该雷达波的一个调制周期；

包括多付接收天线39₁到39_N的接收系统RS1，其每一个接收至少一个到达回波，作为接收信号，接收机被配置为：基于多付接收天线的接收信号以及频率与雷达波的频率相同的本地信号，来输出针对所述多付接收天线里的每一付的差拍信号；

信号处理器46，(通过CPU 46a在步骤S140和S150中的操作)用于在上升段和下降段中的每一个里，对所述多付接收天线的每一付的差拍信号执行频谱分析，以便从针对每一付天线的频谱分析的结果中提取上升段中的第一频率分量和下降段中的第二频率分量，第一频率分量中的每一个的强度在上升段中具有局部峰值，第二频率分量中的每一个的强度在下降段中具有局部峰值；信号处理器46(CPU 46a在步骤S160中的操作)被配置为：

针对第一频率分量和第二频率分量中的每一个，产生各天线的接收信号的自相关矩阵；

针对第一频率分量和第二频率分量中的每一个，基于自相关矩阵的特征值，估计所述至少一个到达回波的数量；

针对第一频率分量和第二频率分量中的每一个，估计所述至少一个到达回波的到达方位和所述至少一个到达回波的接收功率作为到达功率；

当所述至少一个到达回波是多个并且所述多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围等于或者小于所述多付接收天线的预定方位分辨率时，针对第一频率分量和第二频率分量中的每一个，估计虚拟方位和虚拟功率，所述虚拟方位位于所述多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围之内，所述虚拟功率是来自该虚拟方位的虚拟到达回波的接收功率；

针对第一频率分量和第二频率分量中的每一个，产生方位信息，所述方位信息包括：针对第一频率分量和第二频率分量中的每一个的所述至少一个到达回波的到达方位和到达功率、所述虚拟方位和所述虚拟功率。

虽然本申请描述了本发明的示例性实施例，但本发明并不限于本申请所描述的实施例，而是包括具有修改、忽略、(例如，各个实施例中的方面的)组合、调整和/或替代的任何和所有实施例，如本领域普通技术人员基于本发明所应当理解的。权利要求书中的限定应当基于权利要求书中使用的术语进行广泛地解释，而不应限于在本说明书中或者在应用的执行期间所描述的示例，其中示例应解释为是非排他性的。

Claims (8)

1.一种雷达设备，包括：

发射雷达波的发射机，所述雷达波的频率是调制成具有随时间在上升段中增加且随时间在下降段中减少的频率，所述上升段和所述下降段组成所述雷达波的一个调制周期；

包括多付接收天线的接收机，所述多付接收天线中的每一付接收至少一个到达回波，作为接收信号，所述接收机被配置为基于所述多付接收天线的所述接收信号和具有与所发射的雷达波的频率相同的频率的本地信号，输出针对所述多付接收天线的每一付的差拍信号；

其中，所述雷达设备的特征在于，其还包括：

频率峰值提取模块，用于在所述上升段和所述下降段中的每一个里，对针对所述多付接收天线的每一付的差拍信号执行频谱分析，以便从针对每一付天线的所述频谱分析的结果中提取所述上升段中的第一频率分量和所述下降段中的第二频率分量，所述第一频率分量中的每一个的强度在所述上升段中具有局部峰值，所述第二频率分量中的每一个的强度在所述下降段中具有局部峰值；以及

方位估计模块用于：

针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，产生各天线的接收信号的自相关矩阵；

针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，基于所述自相关矩阵的特征值，估计所述至少一个到达回波的数量；

针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，估计所述至少一个到达回波的到达方位和所述至少一个到达回波的接收功率作为到达功率；

当所述至少一个到达回波是多个并且所述多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围等于或者小于所述多付接收天线的预定方位分辨率时，针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，估计虚拟方位和虚拟功率，其中所述虚拟方位位于所述多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的角范围之内，所述虚拟功率是来自所述虚拟方位的虚拟到达回波的接收功率；以及

针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个，产生方位信息，所述方位信息包括：针对所述第一频率分量和所述第二频率分量中的每一个的至少一个到达回波的到达方位和到达功率、虚拟方位和虚拟功率。

2.根据权利要求1所述的雷达设备，还包括：

匹配模块，用于判断针对所述第一频率分量的每一个的方位信息是否与针对所述第二频率分量的每一个的方位信息相匹配，以基于所述匹配的结果，提取所述第一频率分量中的一个和所述第二频率分量中的一个的至少一个频率分量对；以及

目标信息生成模块，用于基于所述至少一个频率分量对，计算所述雷达设备和目标之间的距离和相对速度，并且生成针对所述至少一个频率分量对的目标信息，其中，所述目标与所述至少一个频率分量对相对应且对所述雷达波进行了反射，所述目标信息包括下面中的至少一个：所述雷达设备和所述目标之间的距离、所述雷达设备和所述目标之间的相对速度、与所述至少一个频率分量对相对应的目标的方位。

3.根据权利要求1所述的雷达设备，其中，所述方位估计模块被配置为：将所述多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的中间方位估计为所述虚拟方位。

4.根据权利要求2所述的雷达设备，其中，所述方位估计模块被配置为：将所述多个到达回波中的相邻到达回波的一个的到达方位和相邻到达回波的另一个的到达方位之间的中间方位估计为所述虚拟方位。

5.根据权利要求1所述的雷达设备，其中，所述多付接收天线具有接收波束模式，所述方位估计模块被配置为：当所述多付接收天线的接收波束模式朝向所述虚拟方位时，将所述接收机接收的功率获得为所述虚拟功率。

6.根据权利要求2所述的雷达设备，其中，所述多付接收天线具有接收波束模式，所述方位估计模块被配置为：当所述多付接收天线的接收波束模式朝向所述虚拟方位时，将所述接收机接收的功率获得为所述虚拟功率。

7.根据权利要求1所述的雷达设备，其中，所述方位估计模块被配置为：针对所述第一频率分量和所述第二频率分量的每一个，使用MUSIC算法和ESPRIT算法中的一种来估计所述至少一个到达回波的到达方位和到达功率。

8.根据权利要求2所述的雷达设备，其中，所述方位估计模块被配置为：针对所述第一频率分量和所述第二频率分量的每一个，使用MUSIC算法和ESPRIT算法中的一种来估计所述至少一个到达回波的到达方位和到达功率。