CN102792179A - 车载脉冲雷达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以简单的结构赋予延迟时间，在时间上分离噪声信号混入接收信号，从而能够高精度检测出对象物信息的车载脉冲雷达。在频率转换器152下变频的基带信号在通过延迟电路153之后通过基板间连接器103输出到信号处理部102。并且，控制信号从控制信号产生部162通过基板间连接器103输出到开关电路151。延迟电路153对基带信号赋予指定的延迟时间，从而扩大控制信号通过基板间连接器103起到基带信号通过基板间连接器103为止的时间差。从而基带信号不会受到来自控制信号的干扰。

Description

车载脉冲雷达

技术领域

本发明涉及一种装载在汽车上的脉冲雷达装置，尤其是在时间上分离装置内产生的噪声信号，从而高精度地检测对象物信息的车载脉冲。

背景技术

一般情况下，雷达脉冲包括生成由高频载波形成的脉冲状发送信号的发送部、将发送部生成的发送信号作为电波向空间发射的发送天线、接收由发送天线发射的电波被对象物反射而返回的反射波的接收天线、将从接收天线接收的接收信号下变频为基带信号的接收部以及从接收部输入基带信号算出到对象物的距离等的信号处理部。并且，信号处理部中设有输出用于控制发送部及接收部的控制信号的控制部。

在脉冲雷达的上述结构中，由于发送部、接收部、发送天线及接收天线处理高频的发送信号及接收信号，所以配置在适合传送高频信号的高频用印刷基板上。相反，信号处理部处理在接收部进行下变频的基带信号，并且设在信号处理部中的控制部输出与发送部和接收部相比比较低频的控制信号，因此通常配置在低频用印刷基板上。

如上所述，一般情况下，脉冲雷达采用高频用印刷基板和低频用印刷基板的至少两枚基板。因此，需要设置在各印刷基板之间传送信号的信号传送手段。目前，作为在印刷基板之间传送信号的信号传送手段广泛应用有低价格且通用的多针的基板间连接器。

近年来，为了防止车辆冲突或帮助停车等，在车辆上装载脉冲雷达的要求日益提高。车载脉冲雷达用于检测位于车辆前方或周边等的对象物信息。这样的车载脉冲雷达要求实现雷达装置的小型化和低价格化，因此用于车载脉冲雷达的印刷基板和连接基板的基板间连接器也需要实现小型化以及低价格化。

小型化的多针的基板间连接器中存在端子（针）之间的间距较窄，并且由于信号的高频化以及宽带化，端子之间电磁耦合，容易产生干扰的问题。如果出现这样的端子之间的干扰，则在其他端子传播的控制信号作为噪声信号混入在指定的端子传播的接收信号中。如上所述，在多针的基板间连接器中，噪声信号流入接收信号中，则无法根据接收信号检测出对象物信息。

目前已经公开有在上述基板间连接器中防止噪声信号的流入的方法。在专利文献1中，通过采用具有铁素体的基板间连接器来提高基板间连接器本身的隔离度（Isolation），降低端子间流入的噪声信号的强度。并且，在专利文献2中，为了提高基板间连接器的端子之间的隔离度，在端子之间配置了接地端子，从而降低端子之间流入的噪声信号的强度。并且，将传送控制信号的端子和接地端子配置成交错状，从而提高基板间连接器的端子之间的隔离度，降低控制信号作为噪声信号流入接收信号中的强度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-099971号公报

专利文献2：日本专利2921489号公报

但是，根据上述方法的基板间连接器中均存在结构复杂，连接器体积变大或提高成本的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种以简单的结构赋予延迟时间，在时间上分离噪声信号混入接收信号，从而能够高精度检测出对象物信息的车载脉冲雷达。

为了解决上述问题，本发明的车载脉冲雷达的第一方式为通过指定的信号传送手段连接高频用的第一印刷基板和低频用的第二印刷基板的至少两枚印刷基板，所述车载脉冲雷达的特征在于所述第一印刷基板包括：局部振荡器，用于输出局部振荡信号；发送部，从所述局部振荡器输入所述局部振荡信号后进行调制，从而输出发送信号；天线，从所述发送部输入所述发送信号并作为电波向空间发射，并且接收所述电波被对象物反射的反射波；时分部，与测量距离同步对从所述天线接收的接收信号进行时分；以及，接收部，所述接收部包括将所述接收信号的频率转换为所述基带信号的频率转换器以及对所述基带信号赋予指定的延迟时间后输出的延迟电路，所述第二印刷基板包括信号处理部，所述信号处理部包括：对象物信息计算部，从所述接收部经由所述信号传送手段输入所述基带信号，算出所述对象物的信息；以及，控制信号产生部，经由所述信号传送手段向所述时分部输出用于驱动所述时分部的控制信号，其中，所述延迟电路对所述基带信号赋予所述延迟时间，以使从所述频率转换器输入的所述基带信号比所述控制信号延迟指定时间通过所述信号传送手段。

根据本发明另一方式的车载脉冲雷达的特征在于，所述接收部还包括另一个延迟电路，用于对从所述控制信号产生部经由所述信号传送手段输入的所述控制信号赋予指定的延迟时间后输出到所述时分部。

根据本发明另一方式的车载脉冲雷达的特征在于，所述延迟时间被调整为所述控制信号通过所述信号传送手段的时间带和所述基带信号通过所述信号传递手段的时间带实质上不重叠的时间。

根据本发明另一方式的车载脉冲雷达的特征在于，所述延迟电路由低通滤波器构成。

根据本发明另一方式的车载脉冲雷达的特征在于，所述时分部是与所述对象物的测量距离同步使所述接收信号通过指定的时间宽度的开关电路。

根据本发明另一方式的车载脉冲雷达的特征在于，所述信号传送手段是基板间连接器。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种以简单的结构赋予延迟时间，在时间上分离噪声信号混入接收信号，从而能够高精度检测出对象物信息的车载脉冲雷达。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一实施方式的车载脉冲雷达结构的框图。

图2是通过基板间连接器的基带信号及噪声信号的时间波形图。

图3是LPF段数与延迟时间之间的关系示意图。

图4是示出了根据本发明第二实施方式的车载脉冲雷达结构的框图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明优选实施方式中的车载脉冲雷达进行详细说明。为了简化附图以及说明，对于具有相同功能的各构成部分标注相同的符号。

（第一实施方式）

下面，利用图1对根据本发明的第一实施方式的车载脉冲雷达进行说明。图1是示出了本实施方式的车载雷达装置100结构的框图。本实施方式的车载脉冲雷达100具有高频电路部101以及信号处理部102，分别配置在第一印刷基板101a和第二印刷基板102a两枚印刷基板上。并且，作为在高频电路部101和信号处理部102之间传送信号的信号传送方式，设有连接第一印刷基板101a和第二印刷基板102a的基板间连接器103。

另外，在下面的说明中，假设车载脉冲雷达100由第一印刷基板101a和第二印刷基板102a的两枚基板构成，但是本发明的车载脉冲雷达并不限定于由两枚基板构成的车载脉冲雷达，也适用于由三枚以上的印刷基板构成的车载脉冲雷达。

装载于第一印刷基板101a上的高频电路部101包括：输出局部振荡信号的局部振荡器110、从局部振荡器110输入局部振荡信号并输出发送信号的发送部120、从发送部120输入发送信号并向空间发射电波的发送天线130、接收从发送天线发射的电波被对象物反射的反射波的接收天线140以及处理从接收天线140接收的接收信号的接收部150。接收部150通过基板间连接器103向信号处理部102输出基带信号。

发送部120具有信号分配器121、信号调制部122、放大器123以及带通滤波器124。信号分配器121将从局部振荡器110输入的局部振荡信号分配给信号调制部122和接收部150。信号调制部122利用指定的调制信号调制从信号分配器121输入的局部振荡信号，输出脉冲状的发送信号。从信号处理部102输入用于调制局部振荡信号的调制信号。放大器123将在信号调制部122调制的发送信号的信号电平放大至指定高度。带通滤波器124用于限制从放大器123输出的信号的频带，使发送部120仅输出指定频带的发送信号。

接收部150具有与测量距离同步对接收信号进行时分的时分部151、对接收信号进行频率转换的频率转换器152以及延迟电路153。时分部151将从接收天线140接收的接收信号与测量距离同步进行时分后输出，只有对应于测量距离的接收信号被切出并输出。在图1，作为时分部151采用有开关电路（下面称为开关电路151）。频率转换器152利用从局部振荡器110通过信号分配器121输入的局部振荡信号对接收信号进行频率转换。从而接收信号下变频为基带信号。在图1中，作为频率转换器152采用了混频器。

在本实施方式的接收部150中，并不是将在频率转换器152处变频的基带信号原样输出到信号处理部102，而是使其通过延迟电路153之后输出至信号处理部102。延迟电路153对从频率转换器152输入的基带信号赋予指定的延迟时间后输出。并且，通过延迟电路153延迟的基带信号通过基板间连接器103输出到信号处理部102。

装载于第二印刷基板102a上的信号处理部102包括：向信号调制部122输出用于调制在局部振荡器110生成的局部振荡信号的调制信号的调制信号产生部161、输出用于控制开关电路151的驱动（开关）的控制信号的控制信号产生部162、将从接收部150通过基板间连接器103输入的基带信号转换为数字信号的A/D转换器163以及从A/D转换器163输入数字信号算出对象物的位置、相对速度等信息的对象物信息计算部164。并且，根据需要设置放大器165~167。

车载脉冲雷达要求实现小型化以及低成本化，因此在本实施方式的车载脉冲雷达100也要求实现第一印刷基板101a和第二印刷基板102a的小型化。因此，对于连接基板之间的基板间连接器103也要求采用端子之间的距离较窄的小型且通用的连接器。并且，在车载脉冲雷达100中，为了实现高性能化以及高品质化，作为发送接收信号采用高频（GHz频带）且宽带信号。从而端子之间的距离较窄的基板间连接器103中端子之间容易发生电磁耦合，基带信号通过基板间连接器103时，受到在其他端子传播的控制信号的影响，流入噪声信号。

因此，在本实施方式的车载脉冲雷达100中，即使在实现窄间距化的基板间连接器103的端子之间发生电磁耦合，通过分离基带信号和噪声信号，也能够获得低噪声的适宜的基带信号。

接收部150中设有与测量距离同步对从接收天线140接收的接收信号进行时分的开关电路151，但是用于控制该开关电路151的开关的控制信号从控制信号产生部162通过基板间连接器103传送至开关电路151。从该控制信号通过基板间连接器103起到开关电路151开始动作基带信号通过基板间连接器103为止的时间差非常小，控制信号和基带信号几乎同时通过基板间连接器103。因此，通过端子之间的电磁耦合，基带信号与控制信号之间产生干扰，噪声信号混入基带信号中。

为此，本实施方式的车载脉冲雷达100在接收部150内设置延迟电路153，从而扩大来自控制信号产生部162的控制信号通过基板间连接器103起到基带信号通过基板间连接器103的时间差。延迟电路153对基带信号赋予指定的延迟时间，以便推迟基带信号通过基板间连接器103的定时。从而，在基带信号通过基板间连接器103的时候，控制信号已经通过了基板间连接器103。其结果，能够使基带信号不受控制信号的干扰。

在本实施方式中，作为延迟电路153采用低通滤波器（LPF）。由于采用了LPF，所以能够获得使指定的低频信号通过时延迟指定的时间的效果。并且，由于采用了LPF，缩小设置所需面积，节省空间，而且，能够实现不会对基带信号的频率特性带来影响的宽带的延迟电路153。

图2示出了基带信号通过由LPF构成的延迟电路153之后，通过基板间连接器103时的时间波形的一例。在图2，以符号11表示通过延迟电路153的基带信号。并且，为了方便比较，以符号10表示从频率转换器152没有通过延迟电路153而通过基板间连接器103时的基带信号。并且，在基板间连接器103中，以符号12表示由于与从控制信号产生部162传送至开关电路151的控制信号所通过的端子之间的电磁耦合，从而混入基带信号所通过的端子的噪声信号。

参照图2，未通过延迟电路153的基带信号10通过基板间连接器103的时刻与噪声信号12所混入的时刻几乎相同。结果，噪声信号12混入未通过延迟电路153的基带信号10中。相反，通过延迟电路153被延迟的基带信号11通过基板间连接器103的时刻比基带信号10延迟了时间T。其结果，在基带信号11通过基板间连接器103的时刻，已经不存在噪声信号12的混入，基带信号11不会受到噪声信号12的影响。

通过将具有指定延迟时间且由LPF构成的延迟电路153设在频率转换器152与基板间连接器103之间，如图2所示，能够防止噪声信号12混入通过基板间连接器103输入A/D转换器163的基带信号11中。在使用LPF的延迟电路153中，能够根据LPF的段数简单地调整延迟时间T。即，需要较长的延迟时间T时，可通过增加LPF的段数来实现。

图3示出了LPF的段数与延迟时间的关系。在图3，横轴为LPF的段数，纵轴为延迟时间“nsec”。在这里，作为一例，示出了以屏蔽频率fc=1GHz的LPF构成延迟电路153时的延迟时间。在延迟电路153中，在根据LPF的屏蔽频率获得的延迟时间加上对应于LPF的段数的延迟时间，从而获得延迟时间。如图3所示，延迟时间与LPF的段数大致成比例变长，例如，将LPF的段数从5段增加到9段，则可将延迟时间延长0.7nsec（700psec）。只要能确保设置空间，延迟电路153可以增加LPF的段数，能够简单地调整延迟时间。

延迟电路153使在频率转换器152下变频为基带频率的信号通过，因此能够使LPF所需频带与基带几乎相同。根据本实施方式，能够以简单的结构实现延迟电路153，并且利用该延迟电路153对基带信号赋予期望的延迟时间，从而能够提供在时间上分离噪声信号混入接收信号，高精度地检测出对象物信息的车载脉冲雷达100。

（第二实施方式）

下面参照图4对根据本发明的第二实施方式的车载脉冲雷达进行说明。图4是示出了本实施方式的车载脉冲雷达200结构的框图。在本实施方式的车载脉冲雷达200中，除了设有对基带信号赋予延迟时间的延迟电路153之外，在从控制信号产生部162向开关电路151输出的控制信号的传送通道上设置另一个延迟电路201。

延迟电路201设在从控制信号产生部162传送到开关电路151的控制信号的传送通道中的、基板间连接器103与开关电路151之间。与延迟电路153相同，延迟电路201也可以由LPF构成。在本实施方式中，能够利用延迟电路153、201更加灵活地调整基板间连接器103中的相对于控制信号的通过时刻的基带信号的通过时刻的延迟时间。另外，延迟电路201需要采用不会对输出到开关电路151的控制信号的频带带来影响的LPF。

根据本发明的车载脉冲雷达，作为在高频电路部和信号处理部之间传送信号的信号传送手段，可以采用小型且低价格的通用的基板间连接器。即使将该基板间连接器用于传送高频且宽带的信号，也可以在时间上分离端子之间的电磁耦合导致的噪声信号和接收信号的基带信号，可以提供能够高精度地检测出对象物信息的车载脉冲雷达。本发明所采用的延迟电路输入低频带信号来进行延迟，因此能够以由通用芯片元件（电感器（inductor）和电容器）和图形（pattern）构成的LPF来构成延迟电路，从而能够提供小型化且低成本化的车载脉冲雷达。

下面对根据本发明的另一实施方式的车载脉冲雷达进行说明。在本实施方式中，为了使从频率转换器152输出的基带信号通过基板间连接器103的时刻比从控制信号产生部162输出的控制信号延迟指定时间，扩大了频率转换器152与基板间连接器103之间的距离。作为扩大该距离的方法，使频率转换器152与基板间连接器103之间的传送通道在第一印刷基板101a内形成弯曲状。或者，可以在频率转换器152与基板间连接器103之间连接芯片延迟线。

利用上述任一方法，延迟基带信号通过基板间连接器103的时刻，从而在时间上分离在基板间连接器103中来自控制信号的噪声信号混入基带信号，从而能够高精度地检测出对象物信息。

另外，本实施方式的上述说明用于示出根据本发明的雷达装置的一例，本发明并不限定于此。在不脱离本发明宗旨的范围内可以对本实施方式中的雷达装置的详细构成以及详细动作等进行适当修改。

附图标记

100、200车载脉冲雷达

101高频电路部

101a第一印刷基板

102信号处理部

102a第二印刷基板

103基板间连接器

110局部振荡器

120发送部

121信号分配器

122信号调制部

123、165、166、167放大器

124带通滤波器

130发送天线

140接收天线

150接收部

151时分部

152频率转换器

153、201延迟电路

161调制信号产生部

162控制信号产生部

163A/D转换器

164对象物信息计算部

Claims (6)

1.一种车载脉冲雷达，通过指定的信号传送方式连接高频用的第一印刷基板和低频用的第二印刷基板的至少两枚印刷基板，所述车载脉冲雷达的特征在于，

所述第一印刷基板包括：

局部振荡器，用于输出局部振荡信号；

发送部，从所述局部振荡器输入所述局部振荡信号后进行调制，从而输出发送信号；

天线，从所述发送部输入所述发送信号并作为电波向空间发射，并且接收所述电波被对象物反射的反射波；

时分部，与测量距离同步对从所述天线接收的接收信号进行时分；以及

接收部，所述接收部包括将所述接收信号的频率转换为所述基带信号的频率转换器以及对所述基带信号赋予指定的延迟时间后输出的延迟电路，

所述第二印刷基板包括信号处理部，所述信号处理部包括：

对象物信息计算部，从所述接收部经由所述信号传送手段输入所述基带信号，算出所述对象物的信息；以及

控制信号产生部，经由所述信号传送手段向所述时分部输出用于驱动所述时分部的控制信号，

其中，所述延迟电路对所述基带信号赋予所述延迟时间，以使从所述频率转换器输入的所述基带信号比所述控制信号延迟指定时间通过所述信号传送手段。

2.根据权利要求1所述的车载脉冲雷达，其特征在于，

所述接收部还包括另一个延迟电路，用于对从所述控制信号产生部经由所述信号传送手段输入的所述控制信号赋予指定的延迟时间后输出到所述时分部。

3.根据权利要求1或2所述的车载脉冲雷达，其特征在于，

所述延迟时间被调整为所述控制信号通过所述信号传送手段的时间带和所述基带信号通过所述信号传递手段的时间带实质上不重叠的时间。

4.根据权利要求1至3中任一所述的车载脉冲雷达，其特征在于，

所述延迟电路由低通滤波器构成。

5.根据权利要求1至4中任一所述的车载脉冲雷达，其特征在于，

所述时分部是与所述对象物的测量距离同步使所述接收信号通过指定的时间宽度的开关电路。

6.根据权利要求1至5中任一所述的车载脉冲雷达，其特征在于，

所述信号传送手段是基板间连接器。

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