CN103534605B - 雷达装置 - Google Patents

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Abstract

第1雷达发送单元和第2雷达发送单元发送将规定的码长的码序列分别使用第1码宽及第2码宽进行了规定次数的反复的第1调制信号及第2调制信号。A/D变换单元在小于第1码宽和第2码宽的差分值的采样周期变换为离散信号。定位单元使用基于A/D变换单元和与第1码宽对应的第1延迟单元的各输出的第1相关值、以及基于A/D变换单元和与第2码宽对应的第2延迟单元的各输出的第2相关值,分离多个接收信号。

Description

雷达装置
技术领域
本发明涉及通过天线接收被目标反射的反射波的信号来检测目标的雷达装置。
背景技术
雷达装置将基于雷达发送信号生成的电波从测定地点发射到空间,接收被目标反射的反射波的信号,对测定地点和目标之间的距离、位置及方向中的至少一个以上进行测定。特别是近年来,开展了在发送侧系统及接收侧系统中分别使用了多个天线的MIMO(MultipleInputMultipleOutput;多输入多输出)雷达装置的开发。
MIMO雷达装置,在发送侧系统中从多个天线几乎同时地发送雷达发送信号,在接收侧系统中使用多个天线分离接收来自目标的反射波即雷达发送信号。根据MIMO雷达装置,由于从多个天线几乎同时地发送雷达发送信号,所以可以缩短目标的测定时间。
而且,MIMO雷达装置,有时在多个不同的路径中接收来自同一目标的反射波的信号,所以在发生了传播衰落的情况中,基于分集效应,可以提高目标的检测精度及可测定距离。
作为以往的MIMO雷达装置的一例,例如已知非专利文献1公开的雷达装置。以往的MIMO雷达装置从多个天线同时地发送将发送侧系统中彼此正交的正交码序列相乘后得到的各雷达发送信号。以往的MIMO雷达装置对在接收侧系统中通过多个天线接收到的各接收信号乘以与发送侧系统中所使用的正交码序列有正交性的正交码序列,分离各接收信号。根据以往的MIMO雷达装置,可以缩短目标的测定时间。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:Miwaetal.,“TxandRxModulationMIMORadarSystemwithOrthogonalCodes”,IEICETrans.Commun.,Vol.E94-B,No.2,Feb2011pp546
发明内容
发明要解决的问题
本发明人研究了由多个天线接收从多个天线发送的雷达发送信号被目标反射的反射波的信号,从而检测目标的雷达装置。但是,在以往的雷达装置中,有以下课题:在从多个天线发送彼此有正交性的各雷达发送信号的情况下,在各雷达发送信号中产生码间干扰。
因此,本发明的目的在于,为了解决上述课题,提供抑制彼此有正交性的各雷达发送信号的码间干扰的雷达装置。
解决问题的方案
本发明提供雷达装置,包括:第1雷达发送单元、第2雷达发送单元和一个以上的雷达接收单元,所述第1雷达发送单元具有:第1发送信号生成单元,生成将规定的码长的码序列使用第1码宽进行了规定次数的反复的第1调制信号;以及第1射频发送单元,将所述第1调制信号变换为高频的第1雷达发送信号,并将所述第1雷达发送信号从第1发送天线发送,所述第2雷达发送单元具有:第2发送信号生成单元,生成将所述规定的码长的码序列使用具有与所述第1码宽不同的宽度的第2码宽进行了规定次数的反复的第2调制信号;以及第2射频发送单元,将所述第2调制信号变换为高频的第2雷达发送信号,并将所述第2雷达发送信号从第2发送天线发送,所述一个以上的雷达接收单元接收从所述第1雷达发送单元发送的所述第1雷达发送信号或者从所述第2雷达发送单元发送的所述第2雷达发送信号,所述第1雷达发送信号或者所述第2雷达发送信号为由目标反射的反射波,所述第1雷达发送信号的发送定时与所述第2发送信号的发送定时不同步。
本发明提供雷达装置,包括:第一雷达发送单元、第二雷达发送单元和一个以上的雷达接收单元,所述第一雷达发送单元具有:第一发送信号生成单元,生成将规定的码长的码序列使用第一码宽进行了规定次数的反复的第一调制信号;以及第一射频发送单元,将所述第一调制信号变换为高频的第一雷达发送信号,并将所述第一雷达发送信号从第一发送天线发送,所述第二雷达发送单元具有:第二发送信号生成单元,生成将所述规定的码长的码序列使用具有与所述第一码宽不同的宽度的第二码宽进行了规定次数的反复的第二调制信号;以及第二射频发送单元,将所述第二调制信号变换为高频的第二雷达发送信号,并将所述第二雷达发送信号从第二发送天线发送,所述一个以上的雷达接收单元,接收从所述第一雷达发送单元发送的所述第一雷达发送信号或者从所述第二雷达发送单元发送的所述第二雷达发送信号,所述第一雷达发送信号或者所述第二雷达发送信号为由目标反射的反射波,所述一个以上的雷达接收单元分别具有:射频接收单元,将由接收天线接收的高频的反射波的信号变换为基带,并对变换后的所述基带的信号进行正交检波;A/D变换单元,将正交检波后的所述基带的信号在采样周期中采样;第一延迟单元,使来自所述A/D变换单元的输出信号延迟与所述第一码宽对应的相当于规定的样本数的时间;第一相关值计算单元,基于来自所述A/D变换单元的输出信号和来自所述第一延迟单元的输出信号,计算第一相关值;第二延迟单元,使来自所述A/D变换单元的输出信号延迟与所述第二码宽对应的相当于规定的样本数的时间;以及第二相关值计算单元,基于来自所述A/D变换单元的输出信号和来自所述第二延迟单元的输出信号,计算第二相关值。
本发明提供雷达装置,包括:第一雷达发送单元、第二雷达发送单元和一个以上的雷达接收单元,所述第一雷达发送单元具有:第一发送信号生成单元,生成将第一码长的码序列进行了规定次数的反复的第一调制信号;以及第一射频发送单元,将所述第一调制信号变换为高频的第一雷达发送信号,并将所述第一雷达发送信号从第一发送天线发送,所述第二雷达发送单元具有:第二发送信号生成单元,生成将第二码长的码序列进行了规定次数的反复的第二调制信号;以及第二射频发送单元,将所述第二调制信号变换为高频的第二雷达发送信号,并将所述第二雷达发送信号从第二发送天线发送,所述一个以上的雷达接收单元接收从所述第一雷达发送单元发送的所述第一雷达发送信号或从所述第二雷达发送单元发送的所述第二雷达发送信号,所述第一雷达发送信号或者所述第二雷达发送信号为由目标反射的反射波,所述第一雷达发送信号的发送定时与所述第二发送信号的发送定时不同步,所述第一调制信号及所述第二调制信号中的每一个码的时间宽度相等,并且所述第一码长和所述第二码长不成为任意一方的整数倍。
本发明提供雷达装置,包括:第一雷达发送单元、第二雷达发送单元和一个以上的雷达接收单元,所述第一雷达发送单元具有:第一发送信号生成单元,生成将规定的码长的码序列使用第一码宽进行了规定次数的反复的第一调制信号;以及第一射频发送单元,将所述第一调制信号变换为高频的第一雷达发送信号,并将所述第一雷达发送信号从第一发送天线发送,所述第二雷达发送单元具有:第二发送信号生成单元,生成将所述规定的码长的码序列使用具有与所述第一码宽不同的宽度的第二码宽进行了规定次数的反复的第二调制信号;以及第二射频发送单元,将所述第二调制信号变换为高频的第二雷达发送信号,并将所述第二雷达发送信号从第二发送天线发送,所述第一调制信号及所述第二调制信号中的每个码的时间宽度相等,并且所述第一码长和所述第二码长不成为任意一方的整数倍,所述一个以上的雷达接收单元,接收从所述第一雷达发送单元发送的所述第一雷达发送信号或从所述第二雷达发送单元发送的所述第二雷达发送信号,所述一个以上的雷达接收单元分别具有:射频接收单元,将由接收天线接收的高频的反射波的信号变换为基带,并对变换后的所述基带的信号进行正交检波;A/D变换单元,对正交检波后的所述基带的信号在采样周期中采样;第一延迟单元,使来自所述A/D变换单元的输出信号延迟与对应于所述第一码长的所述第一调制信号的时间宽度对应的相当于规定的样本数的时间;第一相关值计算单元,基于来自所述A/D变换单元的输出信号和来自所述第一延迟单元的输出信号,计算第一相关值;第二延迟单元,使来自所述A/D变换单元的输出信号延迟与对应于所述第二码长的所述第二调制信号的时间宽度对应的相当于规定的样本数的时间;以及第二相关值计算单元,基于来自所述A/D变换单元的输出信号和来自所述第二延迟单元的输出信号,计算第二相关值。
发明的效果
根据本发明的雷达装置,不追加用于使各发送侧系统间的动作同步的电路结构,而能够通过简单的结构实现。
附图说明
图1是简略地表示第1实施方式的雷达装置的内部结构的方框图。
图2是详细地表示第1实施方式的雷达装置的内部结构的方框图。
图3是表示一例各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图(timingchart)。
图4是表示另一例各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。
图5是详细地表示定位(positioning)单元的内部结构的方框图。
图6是表示一例来自雷达发送单元的雷达发送信号和雷达接收单元的各单元的输出信号之间的关系的定时图。
图7是详细地表示第1实施方式的变形例1的雷达装置的雷达接收单元的内部结构的方框图。
图8是表示一例第1实施方式的变形例1中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。
图9是详细地表示第1实施方式的变形例2的雷达装置的雷达发送单元的内部结构的方框图。
图10是表示第1实施方式的变形例2中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。
图11是表示一例第1实施方式的变形例3中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。
图12是表示另一例第1实施方式的变形例3中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。
图13是简略地表示第2实施方式的雷达装置的内部结构的方框图。
图14是详细地表示第2实施方式的雷达装置的内部结构的方框图。
图15是详细地表示方向估计单元的内部结构的方框图。
图16是表示一例接收天线的配置的说明图。
图17是简略地表示第3实施方式的雷达装置的内部结构的方框图。
图18是详细地表示第3实施方式的雷达装置的内部结构的方框图。
图19是表示一例第3实施方式中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。
图20是详细地表示一例多普勒相位变动估计单元的内部结构的方框图。
图21是详细地表示另一例多普勒相位变动估计单元的内部结构的方框图。
标号说明
1、1v、1w、1x、1y雷达装置
2、2b发送控制单元
3、3b发送信号生成单元
4第1码生成单元
4b第2码生成单元
5、5b调制单元
6、6bLPF
7、7b射频发送单元
8、8b、12变频单元
9、9b、11放大器
10射频接收单元
13正交检波单元
14、14v、14x信号处理单元
16A/D变换单元
17第1延迟单元
18第2延迟单元
19第1相关值计算单元
20第2相关值计算单元
21定位单元
22发送定时检测单元
23相关值峰值检测单元
24到来延迟时间计算单元
25目标距离估计单元
26目标位置估计单元
27第1加法单元
28第2加法单元
30、31码切换单元
32第1天线相关值计算单元
33第2天线相关值计算单元
34方向估计单元
35第1发送定时检测单元
36第1相位差计算单元
37第1到来方向计算单元
38第2发送定时检测单元
39第2相位差计算单元
40第2到来方向计算单元
41多普勒相位变动估计单元
42、46第1相关值峰值检测单元
43第1相位检测单元
44、47第1存储单元
45、48第1相位变动检测单元
具体实施方式
(完成本发明的经过)
在非专利文献1的MIMO雷达装置中,在从多个天线发送彼此有正交性的各雷达发送信号的情况下,为了抑制各雷达发送信号产生的码间干扰,需要各发送侧系统的天线中的动作同步。
为此,需要追加用于供给使各发送侧系统的天线中的动作同步的参考信号的结构,存在MIMO雷达装置的电路结构复杂的课题。
本发明鉴于上述情况而完成,目的在于提供不追加用于使各发送侧系统间的动作同步的电路结构,而通过简单的结构可实现的雷达装置。
(本发明的概要)
本发明的雷达装置包括:第1雷达发送单元和第2雷达发送单元,所述第1雷达发送单元具有:第1发送信号生成单元,生成将规定的码长的码序列使用第1码宽进行了规定次数的反复的第1调制信号;以及第1射频发送单元,将所述第1调制信号变换为高频的第1雷达发送信号,并将所述第1雷达发送信号从第1发送天线发送,所述第2雷达发送单元具有:第2发送信号生成单元,生成将所述规定的码长的码序列使用第2码宽进行了规定次数的反复的第2调制信号;以及第2射频发送单元,将所述第2调制信号变换为高频的第2雷达发送信号,并将所述第2雷达发送信号从第2发送天线发送。
根据该结构,在发送彼此有正交性的各雷达发送信号的情况下,可以抑制各雷达发送信号的码间干扰。
本发明的雷达装置包括:第1雷达发送单元和第2雷达发送单元,所述第1雷达发送单元具有:第1发送信号生成单元,生成将第1码长的码序列进行了规定次数的反复的第1调制信号;以及第1射频发送单元,将所述第1调制信号变换为高频的第1雷达发送信号,并将所述第1雷达发送信号从第1发送天线发送,所述第2雷达发送单元具有:第2发送信号生成单元,生成将第2码长的码序列进行了规定次数的反复的第2调制信号;以及第2射频发送单元,将所述第2调制信号变换为高频的第2雷达发送信号,并将所述第2雷达发送信号从第2发送天线发送,所述第1调制信号及所述第2调制信号中的每一个码的时间宽度相等,并且所述第1码长和所述第2码长不成为任意一方的整数倍。
根据该结构,在发送彼此有正交性的各雷达发送信号的情况下,可以抑制各雷达发送信号的码间干扰,而且,可以分离由目标反射来自各雷达发送单元的各雷达发送信号得到的反射波的信号。
以下,参照附图说明本发明的各实施方式。
在以下说明中,本发明的雷达装置包括对每个系统具有一个发送天线或一个接收天线的多个发送侧系统和多个接收侧系统,例如假设为包括两个发送侧系统及两个接收侧系统的结构。再有,发送天线或接收天线也可以是发送天线元件或接收天线元件。
(第1实施方式)
参照图1~图6说明第1实施方式的雷达装置1的结构及动作。图1是简略地表示第1实施方式的雷达装置1的内部结构的方框图。图2是详细地表示第1实施方式的雷达装置1的内部结构的方框图。图3是表示一例各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。图4是表示另一例各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。图5是详细地表示定位单元21的内部结构的方框图。图6是表示一例来自雷达发送单元的雷达发送信号和雷达接收单元的各单元的输出信号之间的关系的定时图。
在雷达装置1中,雷达发送单元Tx1从发送天线AN-Tx1发送高频的雷达发送信号S-Tx1,雷达发送单元Tx2从发送天线AN-Tx2发送高频的雷达发送信号S-Tx2。各雷达发送信号S-Tx1及S-Tx2的发送定时可以不相同(非同步),但也可以相同(同步),分别可得到同样的效果,但在为非同步的情况下,不需要用于同步的电路,雷达装置1的结构更简化。
雷达接收单元Rx1在接收天线AN-Rx1中接收由目标反射雷达发送信号S-Tx1或S-Tx2得到的反射波的信号。雷达接收单元Rx2在接收天线AN-Rx2中接收由目标反射雷达发送信号S-Tx1或S-Tx2得到的反射波的信号。
雷达装置1通过在各接收天线AN-Rx1或AN-Rx2中接收到的信号的信号处理,检测有无目标、距目标的距离及目标的位置。再有,目标是雷达装置1检测的对象的物体,例如包括汽车或人,在以下的各实施方式中也是同样。
首先,简略地说明雷达装置1的各单元的结构。
如图1所示,雷达装置1包括两个雷达发送单元Tx1及Tx2、两个雷达接收单元Rx1及Rx2、以及定位单元21。雷达发送单元Tx1具有发送控制单元2、发送信号生成单元3、以及连接发送天线AN-Tx1的射频发送单元7。雷达发送单元Tx2具有发送控制单元2b、发送信号生成单元3b、以及连接发送天线AN-Tx2的射频发送单元7b。
雷达接收单元Rx1具有连接接收天线AN-Rx1的射频接收单元10、以及信号处理单元14。与雷达接收单元Rx1同样,雷达接收单元Rx2具有连接接收天线的射频接收单元及信号处理单元。信号处理单元14具有A/D变换单元16、第1延迟单元17、第2延迟单元18、第1相关值计算单元19及第2相关值计算单元20。再有,雷达接收单元Rx1及Rx2分别具有同样的结构,以下,在雷达接收单元的动作中例示并说明雷达接收单元Rx1,在后述的各实施方式中也是同样。
(雷达发送单元)
下面,参照图2详细地说明雷达发送单元Tx1及Tx2的各单元的结构。
如图2所示,雷达发送单元Tx1具有发送控制单元2、发送信号生成单元3、以及连接了发送天线AN-Tx1的射频发送单元7。
发送信号生成单元3包括第1码生成单元4、调制单元5、以及LPF(LowPassFilter;低通滤波器)6。再有,在图2中发送信号生成单元3包括LPF6,但LPF6也可以与发送信号生成单元3独立而被构成在雷达发送单元Tx1之中。射频(RF)发送单元7包括变频单元8及放大器9。
如图2所示,雷达发送单元Tx2具有发送控制单元2b、发送信号生成单元3b、以及连接了发送天线AN-Tx2的射频发送单元7b。
发送信号生成单元3b包括第2码生成单元4b、调制单元5b、以及LPF(LowPassFilter;低通滤波器)6b。同样地,在图2中发送信号生成单元3b包括LPF6b,但LPF6b也可以与发送信号生成单元3b独立而被构成在雷达发送单元Tx2之中。射频发送单元7b包括变频单元8b及放大器9b。
接着,详细地说明雷达发送单元Tx1及Tx2的各单元的动作。
雷达发送单元Tx1及Tx2的各单元基于将由未图示的不同的基准信号振荡器生成的参考信号(referencesignal)倍增规定倍后得到的信号而分别动作。因此,在雷达装置1中,各雷达发送单元Tx1及Tx2的动作是非同步的。但是,为了使各雷达发送单元Tx1及Tx2的动作同步,也可以对各雷达发送单元Tx1及Tx2输入由公共的基准信号振荡器生成的参考信号。再有,倍增信号可以是对于发送信号生成单元3和射频发送单元7分别倍增不同的倍数后得到的信号,也可以是倍增同一倍数后得到的信号。
下面说明雷达发送单元Tx1的各单元的动作。
发送信号生成单元3基于来自发送控制单元2的发送触发信号Tr1(参照图3的第1排),通过码长L的码序列bn的调制,生成N1个基带的脉冲压缩码(发送信号)an_p1(参照图3的第2排)。参数N1是规定的整数,参数n=1~L,参数L表示码序列bn的码长。
射频发送单元7将由发送信号生成单元3生成的N1个基带的脉冲压缩码(发送信号)an_p1变换并生成为高频的雷达发送信号S-Tx1,从发送天线AN-Tx1发送。
基于码长L的脉冲压缩码an_p1生成的雷达发送信号S-Tx1在脉冲码宽Tp1的发送时间中被发送。即,在基于码长L的脉冲压缩码an_p1生成的雷达发送信号S-Tx1中,每一个码的脉冲宽度Ts1如式(1)所示。此外,基于码长L的脉冲压缩码an_p1反复N1次生成的雷达发送信号S-Tx1,在脉冲码宽Tp1×N1的发送时间中被发送(参照图3的第2排)。
T s 1 = T p 1 L - - - ( 1 )
发送控制单元2对预定的每个第1雷达发送周期,将指示发送信号的生成定时的发送触发信号Tr1输出到第1码生成单元4。
第1码生成单元4基于从发送控制单元2输出的发送触发信号Tr1,将码长L的码序列bn的脉冲压缩用的发送码反复N1次而生成。脉冲压缩用的发送码优选具有自相关性高的码,例如使用M序列码、巴克(Barker)码序列或戈莱(Golay)码序列等。在以下的各实施方式中也是同样。再有,在图3的第2排中,表示了参数N1=8的例子。
第1码生成单元4将生成的码序列bn的发送码输出到调制单元5。以下,将码序列bn的发送码为方便起见记载为发送码bn。再有,在图3的第2排中,雷达发送信号S-Tx1以发送触发信号Tr1的上升沿为起点被发送,但例如也可以以发送触发信号Tr1的下降沿为起点被发送。
此外,雷达发送信号S-Tx1有时在从以发送触发信号Tr1的上升沿的时刻为起点生成后到由发送天线AN-Tx1的端子部分发送需要所需时间T0(参照图4的第2排)。该情况下,预先测定所需时间T0,通过从后述的定位单元21中的计算结果中减去时间T0,可以降低雷达装置1的距目标的距离的测定误差。
调制单元5输入从第1码生成单元4输出的发送码bn。调制单元5通过输入的发送码bn的脉冲调制,生成基带的脉冲压缩码(发送信号)an_p1。再有,脉冲调制是振幅调制、ASK(AmplitudeShiftKeying;幅移键控)或相位调制(PSK(PhaseShiftKeying))。调制单元5经由LPF6,将生成的发送信号an_p1中预先设定的限制频带以下的发送信号an_p1输出到射频发送单元7。
变频单元8通过将发送信号生成单元3生成的发送信号an_p1上变频为例如包含毫米波频带的高频频带,从而生成载波频带的雷达发送信号S-Tx1。变频单元8将生成的雷达发送信号S-Tx1输出到放大器9。
放大器9通过将从变频单元8输出的雷达发送信号S-Tx1的电平放大到规定的电平,输出到发送天线AN-Tx1。放大后的雷达发送信号S-Tx1通过经由发送天线AN1向空间的发射而被发送。
发送天线AN-Tx1通过将由射频发送单元7输出的雷达发送信号S-Tx1发射到空间来发送。如图3的第2排,雷达发送信号S-Tx1在Tp1×N1的发送时间中被发送。
接着,说明雷达发送单元Tx2的各单元的动作。
发送信号生成单元3b基于来自发送控制单元2b的发送触发信号Tr2(参照图3的第3排),通过码长L的码序列bn的调制,生成N2个基带的脉冲压缩码(发送信号)an_p2(参照图3的第4排)。参数N2是规定的整数,参数n=1~L,参数L表示码序列bn的码长。
射频发送单元7b将由发送信号生成单元3b生成的N2个基带的脉冲压缩码(发送信号)an_p2变换并生成为高频的雷达发送信号S-Tx2,从发送天线AN-Tx2发送。
基于码长L的脉冲压缩码an_p2生成的雷达发送信号S-Tx2在脉冲码宽Tp2的发送时间中被发送。即,在基于码长L的脉冲压缩码an_p2生成的雷达发送信号S-Tx2中,每一个码的脉冲宽度Ts2如式(2)所示。此外,基于码长L的脉冲压缩码an_p2反复N2次生成的雷达发送信号S-Tx2,在脉冲码宽Tp2×N2的发送时间中被发送(参照图3的第4排)。
T s 2 = T p 2 L - - - ( 2 )
发送控制单元2b对预定的每个第2雷达发送周期,将指示发送信号的生成定时的发送触发信号Tr2输出到第2码生成单元4b。
第2码生成单元4b基于从发送控制单元2b输出的发送触发信号Tr2,将码长L的码序列bn的脉冲压缩用的发送码反复N2次而生成。优选脉冲压缩用的发送码为具有自相关性高的码,例如使用M序列码、巴克码序列或戈莱码序列等。再有,在图3的第4排中,表示了参数N2=8的例子。
第2码生成单元4b将生成的码序列bn的发送码输出到调制单元5b。再有,在图3的第4排中,雷达发送信号S-Tx2以发送触发信号Tr2的上升沿为起点被发送,但例如也可以以发送触发信号Tr2的下降沿为起点被发送。
此外,雷达发送信号S-Tx2有时在从以发送触发信号Tr2的上升沿的时刻为起点生成后到由发送天线AN-Tx2的端子部分发送需要所需时间T0(参照图4的第4排)。该情况下,预先测定所需时间T0,通过从后述的定位单元21中的计算结果中减去时间T0,可以降低雷达装置1的距目标的距离的测定误差。
调制单元5b输入从第2码生成单元4b输出的发送码bn。调制单元5b通过输入的发送码bn的脉冲调制,生成基带的脉冲压缩码(发送信号)an_p2。调制单元5b经由LPF6b,将生成的发送信号an_p2中预先设定的限制频带以下的发送信号an_p2输出到射频发送单元7b。
变频单元8b通过将发送信号生成单元3b生成的发送信号an_p2上变频为例如包含毫米波频带的高频频带,从而生成载波频带的雷达发送信号S-Tx2。变频单元8b将生成的雷达发送信号S-Tx2输出到放大器9b。
放大器9b通过将从变频单元8b输出的雷达发送信号S-Tx2的电平放大到规定的电平,输出到发送天线AN-Tx2。放大后的雷达发送信号S-Tx2通过介由发送天线AN2向空间的发射而被发送。
发送天线AN-Tx2通过将由射频发送单元7b输出的雷达发送信号S-Tx2发射到空间来发送。如图3的第4排,雷达发送信号S-Tx2在Tp2×N2的发送时间中被发送。
这里,如图3的第2排及第4排所示,参数Tp1及Tp2彼此不同,参数Tp1不是Tp2的整数倍,在参数Tp1及Tp2之间,式(3)及式(4)的关系成立。在式(4)中,参数Tad表示后述的雷达接收单元的A/D变换单元中的采样周期。
根据式(4)的关系成立,由雷达接收单元Rx1及Rx2的不同的A/D变换单元进行A/D变换后得到的离散样本延迟数(Ns1、Ns2)为不同的值(Ns1≠Ns2)。即,雷达接收单元Rx1及Rx2可以分离由目标反射来自各雷达发送单元Tx1及Tx2的各雷达发送信号S-Tx1及S-Tx2的反射波的信号。
Tp1<Tp2(3)
|Tp2-Tp1|≥Tad(4)
(雷达接收单元)
下面,参照图2详细地说明雷达接收单元Rx1及Rx2的各单元的结构。再有,在本实施方式中雷达装置1包括两个雷达接收单元Rx1及Rx2,但如第1实施方式在估计从雷达装置1至目标的距离的情况中,也可以是使用一个雷达接收单元Rx1的结构。
如图2所示,雷达接收单元Rx1具有连接了一个接收天线AN-Rx1的射频接收单元10、以及信号处理单元14。
射频接收单元10包括放大器11、变频单元12及正交检波单元13。信号处理单元14包括A/D变换单元16、第1延迟单元17、第2延迟单元18、第1相关值计算单元19及第2相关值计算单元20。雷达接收单元Rx1的信号处理单元14将第1雷达发送周期Tw1(参照图8)作为信号处理区间而周期性地动作。
在图2中未图示,但雷达接收单元Rx2与雷达接收单元Rx1同样,具有连接了一个接收天线的射频接收单元、以及信号处理单元。雷达接收单元Rx2的信号处理单元将第2雷达发送周期Tw2(参照图8)作为信号处理区间而周期性地动作。
下面,详细地说明雷达接收单元Rx1的各单元的动作。如上所述,雷达接收单元Rx1及Rx2分别具有同样的结构,例示雷达接收单元Rx1进行说明。
雷达接收单元Rx1及Rx2的各单元基于将由未图示的不同的基准信号振荡器生成的参考信号倍增规定倍数后得到的信号进行动作。再有,倍增信号可以是对射频接收单元10和信号处理单元14分别倍增不同的倍数后得到的信号,也可以是倍增同一倍数后得到的信号。
接收天线AN-Rx1接收由目标反射了从雷达发送单元Tx1及Tx2发送的各雷达发送信号S-Tx1及S-Tx2的反射波。此外,接收天线AN-Rx1有时也接收由目标反射了各雷达发送信号S-Tx1及S-Tx2中的其中一个的反射波。由接收天线AN-Rx1接收的接收信号被输入到射频接收单元10。
下面说明雷达接收单元Rx1的各单元的动作。
放大器11输入从接收天线AN-Rx1输出的高频频带的接收信号,将高频频带的接收信号的电平放大而输出到变频单元12。
变频单元12输入从放大器11输出的高频频带的接收信号,将输入的高频频带的接收信号下变频为基带,并将下变频后的基带的接收信号输出到正交检波单元13。
正交检波单元13输入从变频单元12输出的基带的接收信号,通过将基带的接收信号进行正交检波,生成用同相信号(In-phasesignal)及正交信号(Quadratesignal)构成的基带的接收信号。正交检波单元13将用同相信号(I信号)和正交信号(Q信号)构成的接收信号输出到A/D变换单元16。
A/D变换单元16输入用从正交检波单元13输出的基带的同相信号及正交信号构成的接收信号,通过对每个离散时刻k采样输入的接收信号,将模拟数据的接收信号AD变换为数字数据的离散信号。A/D变换单元16将对每个离散时刻k进行AD变换后得到的数字数据的接收信号成分,作为离散样本值分别输出到第1延迟单元17及第1相关值计算单元19。
这里,A/D变换单元16的样本率(1/Tad)被设定为由雷达发送信号S-Tx1及S-Tx2中的每一个码的脉冲宽度Ts1及Ts2规定的脉冲发送率1/Ts1及1/Ts2的2倍以上(采样定理)。即,A/D变换单元16的样本率(1/Tad)中,式(5)及式(6)的关系成立。
1 T a d > 2 T s 1 - - - ( 5 )
1 T a d > 2 T s 2 - - - ( 6 )
再有,在以下说明中,由A/D变换单元16变换后的离散时刻k中的接收信号使用同相信号分量Ir(k)及正交信号分量Qr(k),作为式(7)的复数信号x(k)来表示。在以下的各实施方式中也是同样。这里,j是满足j2=-1的虚数单位。参数k表示A/D变换单元16采样的离散定时。
x(k)=Ir(k)+jQr(k)(7)
第1延迟单元17将从A/D变换单元16输出的接收信号x(k)延迟规定样本数Ns1后得到的延迟信号x(k-Ns1)输出到第1相关值计算单元19。规定样本数Ns1由式(8)表示。再有,round(x)是取整数的运算符,是给予对实数(x)的小数点以下四舍五入后的整数值的运算符。
N s 1 = r o u n d ( T p 1 T a d ) - - - ( 8 )
第2延迟单元18将从A/D变换单元16输出的接收信号x(k)延迟规定样本数Ns2后得到的延迟信号x(k-Ns2)输出到第2相关值计算单元20。规定样本数Ns2由式(9)表示。
N s 2 = r o u n d ( T p 2 T a d ) - - - ( 9 )
第1相关值计算单元19输入从A/D变换单元16输出的接收信号x(k)和从第1延迟单元17输出的延迟信号x(k-Ns1)。第1相关值计算单元19基于输入的接收信号x(k)和延迟信号x(k-Ns1),根据式(10)计算接收信号x(k)和延迟信号x(k-Ns1)之间的第1相关值AC1(k)。星号(*)表示复数共轭运算符。参数Nr1由式(11)表示。第1相关值计算单元19将算出的第1相关值AC1(k)输出到定位单元21。
AC 1 ( K ) = &Sigma; n = 0 r o u n d &lsqb; T p 1 ( N 1 - 1 ) / T a d &rsqb; - 1 x ( k + n ) x ( k + n - N s 1 ) * - - - ( 10 )
Nr1=round[Tp1N1/Tad](11)
第2相关值计算单元20输入从A/D变换单元16输出的接收信号x(k)和从第2延迟单元18输出的延迟信号x(k-Ns2)。第2相关值计算单元20基于输入的接收信号x(k)和延迟信号x(k-Ns2),根据式(12)计算接收信号x(k)和延迟信号x(k-Ns2)之间的第2相关值AC2(k)。星号(*)表示复数共轭运算符。参数Nr2由式(13)表示。第2相关值计算单元20将算出的第2相关值AC2(k)输出到定位单元21。
AC 2 ( K ) = &Sigma; n = 0 r o u n d &lsqb; T p 2 ( N 2 - 1 ) / T a d &rsqb; - 1 x ( k + n ) x ( k + n - N s 2 ) * - - - ( 12 )
Nr2=round[Tp2N2/Tad](13)
此外,第1相关值计算单元19在第1相关值AC1(k)的计算中,也可以使用式(14)取代式(10)。同样地,第2相关值计算单元20在第2相关值AC2(k)的计算中,也可以使用式(15)取代式(12)。
AC 2 ( k ) = &Sigma; n = 0 N r 1 - 1 x ( k + n ) x ( k + n - N s 1 ) * - - - ( 14 )
AC 2 ( k ) = &Sigma; n = 0 N r 2 - 1 x ( k + n ) x ( k + n - N s 2 ) * - - - ( 15 )
(定位单元)
下面,参照图5详细地说明定位单元21的各单元的结构。
如图5所示,定位单元21包括对应于雷达接收单元Rx1的目标距离估计单元D1、对应于雷达接收单元Rx2的目标距离估计单元D2、以及目标位置估计单元26。
如图5所示,目标距离估计单元D1具有发送定时检测单元22、相关值峰值检测单元23、到来延迟时间计算单元24及目标距离计算单元25。目标距离估计单元D2具有发送定时检测单元22b、相关值峰值检测单元23b、到来延迟时间计算单元24b及目标距离计算单元25b。
发送定时检测单元22及22b、相关值峰值检测单元23及23b、到来延迟时间计算单元24及24b、以及目标距离计算单元25及25b的各动作是同样的。因此,在以下的定位单元21的动作中,例示并说明对应于雷达接收单元Rx1设置的目标距离估计单元D1的结构,根据需要使用并说明对应于雷达接收单元Rx2的目标距离估计单元D2的结构。
这里,使用图6,说明雷达接收单元Rx1中的动作。在图6中雷达发送信号S-Tx1(参照图6的第2排)、S-Tx2(参照图6的第5排)分别基于发送触发信号Tr1(参照图6的第1排)及发送触发信号Tr2(参照图6的第4排)而开始发送。
在图6中,表示发送触发信号Tr1、发送触发信号Tr2间通过非同步来控制的情况,表示雷达发送信号S-Tx1、S-Tx2部分地重合的情况。此外,目标反射波R-Rx1(参照图6的第3排)是雷达发送信号S-Tx1照射到目标后被反射的反射波,目标反射波R-Rx2(参照图6的第6排)是雷达发送信号S-Tx2照射到目标后被反射的反射波。
在图6中,示出这些反射波的雷达接收单元Rx1或Rx2中的接收定时部分地重合的情况。再有,在A/D变换单元输出x(k)中,包含对目标反射波R-Rx1的接收信号成分及目标反射波R-Rx2的接收信号成分的接收信号的采样信号(参照图6的第7排)。
第1延迟单元输出(参照图6的第8排)表示将从第1延迟单元17中的A/D变换单元16输出的接收信号x(k)延迟规定样本数Ns1后得到的延迟信号x(k-Ns1)。
这里,如式(8)所示,规定样本数Ns1基于相对雷达发送信号S-Tx1的脉冲码宽Tp1的A/D变换单元16的样本数round[Tp1/Tad]来设定。因此,相对目标反射波R-Rx1的第1延迟单元输出给予了大致脉冲码宽Tp1的信号延迟。但是,对于目标反射波R-Rx2,根据式(4)的关系,为Ns1≠Ns2的关系,第1延迟单元输出为偏移了1样本以上的信号延迟。
因此,第1相关值计算单元输出(参照图6的第9排)中,从A/D变换单元16输出的接收信号x(k)和从第1延迟单元17输出的延迟信号x(k-Ns1)在第1相关值计算单元19中进行相关运算,所以对于目标反射波R-Rx1的信号,积分区间越长,越可以得到同相相加的效果,成为提高了接收信号电平的输出。
另一方面,对于目标反射波R-Rx2的信号,成为与偏移了1样本以上的延迟信号之间的相关运算。这里,脉冲压缩码(发送信号)an_p1使用具有自相关性高的特性的码序列bn,所以在偏移了1样本以上的延迟信号中,难以得到同相相加的效果。因此,可进行目标反射波R-Rx1与目标反射波R-Rx2分离的检测。
第2延迟单元输出(参照图6的第10排)表示将从第2延迟单元18中的A/D变换单元16输出的接收信号x(k)延迟规定样本数Ns2后得到的延迟信号x(k-Ns2)。
这里,如式(9)所示,规定样本数Ns2基于相对雷达发送信号S-Tx2的脉冲码宽Tp2的A/D变换单元16的样本数round[Tp2/Tad]来设定。因此,相对目标反射波R-Rx2的第2延迟单元输出大致给予了脉冲码宽Tp2的信号延迟。但是,对于目标反射波R-Rx1,根据式(4)的关系,为Ns1≠Ns2的关系,第2延迟单元输出为偏移了1样本以上的延迟信号。
因此,第2相关值计算单元输出(参照图6的第10排)中,从A/D变换单元16输出的接收信号x(k)和从第2延迟单元18输出的延迟信号x(k-Ns2)在第2相关值计算单元20中进行相关运算,所以对于目标反射波R-Rx2的信号,积分区间越长,越可以得到同相相加的效果,成为提高了接收信号电平的输出。
另一方面,对于目标反射波R-Rx1的信号,成为与偏移了1样本以上的延迟信号之间的相关运算。这里,脉冲压缩码(发送信号)an_p2使用具有自相关性高的特性的码序列bn,所以在偏移了1样本以上的延迟信号中,难以得到同相相加的效果。因此,可进行目标反射波R-Rx2与目标反射波R-Rx1分离的检测。
使用以上动作的结果得到的第1相关值输出(即第1相关计算值AC1(k))和第2相关值输出(即第2相关计算值AC2(k))、以及发送触发信号Tr1、Tr2,在定位单元21中通过以下的动作进行定位。
发送定时检测单元22输入从发送控制单元2及2b输出的各发送触发信号Tr1及Tr2。发送定时检测单元22基于输入的各发送触发信号Tr1及Tr2,检测发送触发信号Tr1及Tr2的各离散时刻定时ks1及ks2(参照图6的第7~第9排及第10排~第11排)。发送定时检测单元22将检测出的各离散时刻定时ks1及ks2输出给到来延迟时间计算单元24。
相关值峰值检测单元23输入雷达接收单元Rx1的第1相关值计算单元19及第2相关值计算单元20的各计算结果即第1相关值AC1(k)及第2相关值AC2(k)。相关值峰值检测单元23计算在离散时刻定时ks1以后的离散时刻定时中,输入的第1相关值AC1(k)的平方值(|AC1(k)|2)。而且,相关值峰值检测单元23计算在离散时刻定时ks2以后的离散时刻定时中,输入的第2相关值AC2(k)的平方值(|AC2(k)|2)。
相关值峰值检测单元23检测超过规定的基准电平Pth的第1相关值AC1(k)的平方值|AC1(k)|2的峰值定时kp1(参照图6的第9排)。而且,相关值峰值检测单元23检测超过规定的基准电平Pth的第2相关值AC2(k)的平方值|AC2(k)|2的峰值定时kp2(参照图6的第11排)。相关值峰值检测单元23将检测出的各峰值定时kp1及kp2输出给到来延迟时间计算单元24。
如图6的第9排所示,第1相关值计算单元19的输出即第1相关值AC1(k)是A/D变换单元16的输出信号(参照图6的第7排)和第1延迟单元17的输出信号(参照图6的第8排)的自相关值。因此,第1相关值AC1(k)随着成为A/D变换单元16的输出信号和第1延迟单元17的输出信号的时间相关高的期间而增加,在A/D变换单元16的输出信号输出了Nr1次的情况下达到峰值,然后因时间相关高的期限结束而渐渐地减少。
再有,在图6中,表示了平方值|AC1(k)|2及平方值|AC2(k)|2超过基准电平Pth的例子。
到来延迟时间计算单元24输入从发送定时检测单元22输出的各离散时刻定时ks1及ks2、以及从相关值峰值检测单元23输出的各峰值定时kp1及kp2。到来延迟时间计算单元24基于输入的各离散时刻定时(ks1,ks2)及各峰值定时(kp1,kp2),根据式(16)计算从各雷达发送信号S-Tx1及S-Tx2的发送时刻至反射波信号到来的时刻为止的到来延迟时间Td1及Td2。到来延迟时间计算单元24将计算结果即到来延迟时间Td1及Td2输出到目标距离计算单元25。
Td1=kp1-Nr1-ks1
Td2=kp2-Nr2-ks2(16)
目标距离计算单元25输入从到来延迟时间计算单元24输出的到来延迟时间Td1及Td2。目标距离计算单元25基于输入的到来延迟时间Td1及Td2,根据式(17)计算从雷达装置1的位置至目标为止的距离R1及R2。目标距离计算单元25将计算结果即距离R1及R2输出到目标位置估计单元26。再有,参数c0为光速。
R1=c0Td1/2
R2=c0Td2/2(17)
目标位置估计单元26输入从目标距离估计单元D1的目标距离计算单元25及目标距离估计单元D2的目标距离计算单元25b输出的各距离。目标位置估计单元26基于输入的各距离、各雷达发送单元Tx1及Tx2的各发送天线的位置、以及各雷达接收单元Rx1及Rx2的各接收天线的位置,计算目标的位置。
再有,目标位置估计单元26的目标的位置的估计计算,使用接收天线AN-Rx1、AN-Rx2的各位置、以及定位单元21中的距离测定结果R1、R2,基于多点定位或三边测量的原理来测定目标的位置。再有,定位单元21中的距离测定结果R1、R2是分别基于雷达接收单元Rx1、Rx2的接收结果得到的值。此外,在接收天线为两个的情况下,可估计同一平面上的目标的位置。
根据以上,雷达装置1在多个雷达发送单元(Tx1,Tx2)间不同步地发送,而且使各雷达发送单元及各雷达接收单元间的动作成为非同步,但根据以下理由,可进行目标的定位处理。
雷达接收单元Rx1及Rx2的各相关值计算单元根据式(10)及式(12)计算自相关值时,第n雷达发送单元Txn和第m雷达接收单元Rxm的频率差Δfnm作为第m雷达接收单元Rxm的第n相关值的相位分量Δθnm被检测出来。第n相关值是由第m雷达接收单元Rxm的第n相关值计算单元算出的计算结果。
在上述本实施方式中,雷达发送单元Txn的参数n是1或2,雷达接收单元Rxm的参数m是1或2。频率差Δfnm由式(18)表示,相位分量Δθnm由式(19)表示。参数fTn表示第n雷达发送单元Txn的载波频率,参数fRm表示第m雷达接收单元Rxm的载波频率,φ0表示初始相位。
Δfnm=|fTn-fRm|(18)
Δθnm=2π(fTn-fRm)Tpn0(19)
如上述,在本实施方式中,定位单元21的相关值峰值检测单元23及23b使用第m雷达接收单元Rxm的第n相关值计算单元的计算结果即第n相关值的平方值检测第n相关值的峰值。由此,定位单元21不受第n相关值的相位分量Δθnm的影响,即,即使在多个雷达发送单元Txn间不同步地发送,而且,各雷达发送单元Txn及各雷达接收单元Rxm间的动作也不同步,也可进行目标的定位处理。
而且,根据雷达装置1,由于不需要多个的各雷达发送单元中的动作的同步,所以可以提高各雷达发送单元的设置的自由度。同样地,根据雷达装置1,由于不需要各雷达发送单元及各雷达接收单元中的动作的同步,所以可以提高各雷达发送单元及各雷达接收单元的设置的自由度。
此外,由于不需要多个的雷达发送单元Txq间的动作的同步,所以不需要具有雷达装置专用用途的特别的电路,可以在雷达装置1中的多个雷达发送单元Txn中使用通用的无线通信用的RF模块。因此,根据雷达装置1,不追加用于使各发送侧系统间的动作同步的电路结构,而由简单的结构就可以实现。
再有,来自各雷达发送单元的雷达发送信号,在本说明中使用同一脉冲码序列an_p1及an_p2进行了说明,但不限于此,只要是同一码长的脉冲码序列,也可以使用不同的码序列来发送。例如,也可以使用同一码长的彼此正交的码序列来发送。
再有,在本实施方式中,使用脉冲压缩码作为雷达发送信号,但不限于此,作为雷达发送信号,在脉冲信号以外,即使是调频信号、频率扫描信号,通过以规定的时间宽度Tp反复发送雷达发送信号,也可以获得与本实施方式同样的效果。
(第1实施方式的变形例1)
在第1实施方式的变形例1中,雷达装置按每个规定的周期发送规定次数的雷达发送信号,对所发送的雷达发送信号被目标反射的反射波的信号加上该规定次数。
参照图7及图8说明第1实施方式的变形例1的雷达装置1v的结构及动作。图7是详细地表示第1实施方式的变形例1的雷达装置1v的雷达接收单元Rx1v及Rx2v的内部结构的方框图。图8是表示一例第1实施方式的变形例1中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。
下面说明雷达装置1v的结构。
在图7的雷达装置1v中,雷达发送单元的内部结构与图1的雷达装置1的雷达发送单元的内部结构是同样的,所以省略图示。
图7的雷达接收单元Rx1v在图1的雷达接收单元Rx1中还包括第1加法单元27及第2加法单元28。同样地,雷达接收单元Rx2v在图1的雷达接收单元Rx2中还包括第1加法单元及第2加法单元。
下面,关于雷达装置1v的动作,省略与第1实施方式的雷达装置1的动作同样的内容的说明,并说明与雷达装置1的动作不同的内容。
在第1实施方式的变形例1中,雷达发送单元Tx1的发送控制单元2对每个第1雷达发送周期Tw1(参照图8),将发送触发信号Tr1输出到第1码生成单元4。雷达发送单元Tx1对每个第1雷达发送周期Tw1,反复发送雷达发送信号S-Tx1(参照图8)。
同样地,雷达发送单元Tx2的发送控制单元2b对每个第2雷达发送周期Tw2(参照图8),将发送触发信号Tr2输出到第2码生成单元4b。雷达发送单元Tx2对每个第2雷达发送周期Tw2,反复发送雷达发送信号S-Tx2(参照图8)。参数Tw1及Tw2满足式(20)及式(21)。
Tw1≥Tp1×N1(20)
Tw2≥Tp2×N2(21)
第1加法单元27输入从第1相关值计算单元19输出的Na个第1相关值AC1(k)。Na个第1相关值AC1(k)是基于相对在雷达装置1v的雷达发送单元中发送了Na次的雷达发送信号的反射波的信号和由第1延迟单元17延迟反射波的信号后得到的延迟信号,由第1相关值计算单元19算出的自相关值。
第1加法单元27基于输入的Na个第1相关值AC1(k),根据式(22)或式(23)相加Na个自相关值。第1加法单元27将第1加法单元27中的加法结果ave_AC1(k,M)输出到定位单元21。参数AC1(k,M)是相对在第M的第1雷达发送周期中发送的雷达发送信号的离散时刻k中的第1相关值。参数Na是2以上的自然数,是第1加法单元27中的自相关值的加法次数。
a v e _ AC 1 ( k , s ) = | &Sigma; M = N a ( s - 1 ) + 1 N a s AC 1 ( k , M ) | 2 - - - ( 22 )
a v e _ AC 1 ( k , s ) = &Sigma; M = N a ( s - 1 ) + 1 N a s | AC 1 ( k , M ) | 2 - - - ( 23 )
第2加法单元28输入从第2相关值计算单元20输出的Na个第2相关值AC2(k)。Na个第2相关值AC2(k)是基于相对在雷达装置1v的雷达发送单元中发送了Na次的雷达发送信号的反射波的信号和由第2延迟单元18延迟反射波的信号后得到的延迟信号,由第2相关值计算单元20算出的自相关值。
第2加法单元28基于输入的Na个第2相关值AC2(k),根据式(24)或式(25)相加Na个自相关值。第2加法单元28将第2加法单元28中的加法结果ave_AC2(k,M)输出到定位单元21。参数AC2(k,M)是相对在第M的第1雷达发送周期中发送的雷达发送信号的离散时刻k中的第2相关值。参数Na是2以上的自然数,是第2加法单元28中的自相关值的加法次数。
a v e _ AC 2 ( k , s ) = | &Sigma; M = N a ( s - 1 ) + 1 N a s AC 2 ( k , M ) | 2 - - - ( 24 )
a v e _ AC 2 ( k , s ) = &Sigma; M = N a ( s - 1 ) + 1 N a s | AC 2 ( k , M ) | 2 - - - ( 25 )
在定位单元21中,相关值峰值检测单元23输入雷达接收单元Rx1的第1加法单元27及第2加法单元28的各加法结果ave_AC1(k,M)及ave_AC2(k,M)。相关值峰值检测单元23在离散时刻定时ks1以后的离散时刻定时中,计算输入的加法结果ave_AC1(k,M)的平方值(|ave_AC1(k,M)|2)。而且,相关值峰值检测单元23在离散时刻定时ks2以后的离散时刻定时中,计算输入的加法结果ave_AC2(k,M)的平方值(|ave_AC2(k,M)|2)。
相关值峰值检测单元23检测超过规定的基准电平Pth的加法结果ave_AC1(k,M)的平方值|ave_AC1(k,M)|2的峰值定时kp1。而且,相关值峰值检测单元23检测超过规定的基准电平Pth的加法结果ave_AC2(k,M)的平方值|ave_AC2(k,M)|2的峰值定时kp2。相关值峰值检测单元23将检测出的各峰值定时kp1及kp2输出到到来延迟时间计算单元24。相关值峰值检测单元23b与相关值峰值检测单元23同样地动作,所以省略说明相关值峰值检测单元23b的动作。
根据以上,雷达装置1v反复发送雷达发送信号,将相对Na次的雷达发送信号的反射波的信号和延迟信号之间的自相关值相加。由此,根据雷达装置1v,抑制噪声成分,可以改善由目标反射的反射波的信号中的接收SNR(SignaltoNoiseRatio;信噪比),而且可以提高目标的定位性能。
再有,反复发送雷达发送信号,将相对Na次的雷达发送信号的反射波的信号和延迟信号之间的自相关值相加而改善接收SNR的技术方案,在其他实施方式中也同样地适用,可以实现定位性能的提高。
(第1实施方式的变形例2)
在第1实施方式的变形例2中,雷达装置在多次反复发送雷达发送信号的情况下,将发送码的码序列周期性地切换并发送(参照图10)。
参照图9及图10说明第1实施方式的变形例2的雷达装置1w的结构及动作。图9是详细地表示第1实施方式的变形例2的雷达装置1w的雷达发送单元Tx1w及Tx2w的内部结构的方框图。图10是表示第1实施方式的变形例2中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。
下面说明雷达装置1w的结构。
在图9的雷达装置1w中,雷达接收单元的内部结构与图7的雷达装置1v的雷达接收单元或后述的图14的雷达装置1x的雷达接收单元的内部结构是同样的。省略了图9的雷达装置1w的雷达接收单元的图示。
图9的雷达发送单元Tx1w具有发送控制单元2w、发送信号生成单元3w、以及连接了发送天线AN-Tx1的射频发送单元7。发送信号生成单元3w包括码切换单元30、调制单元5及LPF6。码切换单元30包括第1码生成单元4及第2码生成单元4b。
图9的雷达发送单元Tx2w具有发送控制单元2bw、发送信号生成单元3bw、以及连接了发送天线AN-Tx2的射频发送单元7b。发送信号生成单元3bw是包括码切换单元31、调制单元5b及LPF6b的结构。码切换单元31是包括第1码生成单元4及第2码生成单元4b的结构。
接着,关于雷达装置1w的动作,省略说明与第1实施方式的变形例1的雷达装置1v或第2实施方式的雷达装置1x的动作同样的内容,并说明不同的内容。
在第1实施方式的变形例2中,雷达发送单元Tx1w的发送控制单元2w在第1雷达发送周期Tw1或第2雷达发送周期Tw2中,将发送触发信号Tr1或Tr2输出到码切换单元30。
码切换单元30在第(2z-1)的发送周期、即第1雷达发送周期Tw1中,基于发送触发信号Tr1,选择从第1码生成单元4输出的发送码并输出到调制单元5。参数z是自然数。
码切换单元30在第2z的发送周期、即第2雷达发送周期Tw2中,基于发送触发信号Tr2,选择从第2码生成单元4b输出的发送码并输出到调制单元5。
在第1实施方式的变形例2中,雷达发送单元Tx2w的发送控制单元2bw在第1雷达发送周期Tw1或第2雷达发送周期Tw2中,将发送触发信号Tr1或Tr2输出到码切换单元31。
码切换单元31在第(2z-1)的发送周期、即第2雷达发送周期Tw2中,基于发送触发信号Tr2,选择从第2码生成单元4b输出的发送码并输出到调制单元5b。
码切换单元31在第2z的发送周期、即第1雷达发送周期Tw1中,基于发送触发信号Tr1,选择从第1码生成单元4输出的发送码并输出到调制单元5b。
根据以上,雷达装置1w在多次反复发送雷达发送信号的情况下,对发送码的码序列进行周期性地替换发送。由此,根据雷达装置1w,可以得到发送分集效应,即使在由目标反射的反射波的信号中发生了传播衰落的情况下,也能够提高目标的测距精度。
(第1实施方式的变形例3)
第1实施方式的雷达装置1在不同的脉宽中发送对每个雷达发送单元同一码长的脉冲压缩码(发送信号)。在第1实施方式的变形例3中,雷达装置在同一脉宽中发送对每个雷达发送单元不同的码长的脉冲压缩码(发送信号)。
在第1实施方式的变形例3中,雷达装置的结构与第1实施方式的雷达装置1的结构是同样的,但各单元的动作不同。为了简化说明,在第1实施方式的变形例3中,使用与第1实施方式的雷达装置1的各单元的参考标号相同的参考标号进行说明。
下面,参照图11及图12说明第1实施方式的变形例3的雷达装置1的各单元的动作。图11是表示一例第1实施方式的变形例3中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间关系的定时图。图12是表示另一例第1实施方式的变形例3中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间的关系的定时图。关于第1实施方式的变形例3的雷达装置1的动作,省略说明与第1实施方式的雷达装置1的动作同样的内容,并说明不同的内容。
发送信号生成单元3基于来自发送控制单元2的发送触发信号Tr1(参照图11的第1排),通过码长L1的码序列bn1的调制,生成N1个的基带的脉冲压缩码(发送信号)an_L1(参照图11的第2排)。参数N1是规定的整数,参数n_L1=1~L1,参数L1表示码序列bn1的码长。
射频发送单元7将由发送信号生成单元3生成的N1个的基带的脉冲压缩码(发送信号)an_L1变换并生成为高频的雷达发送信号S-Tx1,并从发送天线AN-Tx1发送。
基于码长L1的脉冲压缩码an_L1生成的雷达发送信号S-Tx1,在脉冲码宽Tp1的发送时间中被发送。即,在基于码长L1的脉冲压缩码an_L1生成的雷达发送信号S-Tx1中,对于每一个码的脉冲宽度Ts,脉冲码宽Tp1由式(26)给出。此外,基于码长L1的脉冲压缩码an_L1反复N1次生成的雷达发送信号S-Tx1在脉冲码宽Tp1×N1的发送时间中被发送(参照图11的第2排)。
TP1=L1×TS(26)
再有,在图11的第2排中,雷达发送信号S-Tx1以发送触发信号Tr1的上升沿为起点来发送,但例如也可以以发送触发信号Tr1的下降沿为起点来发送。
此外,雷达发送信号S-Tx1有时在以发送触发信号Tr1的上升沿的时刻为起点生成后到由发送天线AN-Tx1的端子部分发送为止需要时间To(参照图12的第2排)。这种情况下,通过预先测定所需时间To,从后述的定位单元21中的计算结果中减去时间To,可以降低雷达装置1距目标为止的距离的测定误差。
发送信号生成单元3b基于来自发送控制单元2b的发送触发信号Tr2(参照图11的第3排),通过码长L2的码序列bn2的调制,生成N2个的基带的脉冲压缩码(发送信号)an_L2(参照图11的第4排)。参数N2是规定的整数,参数n_L2=1~L2,参数L2表示码序列bn2的码长。
射频发送单元7b将由发送信号生成单元3b生成的N2个的基带的脉冲压缩码(发送信号)an_L2变换并生成为高频的雷达发送信号S-Tx2,并从发送天线AN-Tx2发送。
基于码长L2的脉冲压缩码an_L2生成的雷达发送信号S-Tx2,在脉冲码宽Tp2的发送时间中被发送。即,在基于码长L2的脉冲压缩码an_L2生成的雷达发送信号S-Tx2中,对于每一个码的脉冲宽度Ts,脉冲码宽Tp2由式(27)给出。此外,基于码长L2的脉冲压缩码an_L2,N2次反复生成的雷达发送信号S-Tx2在脉冲码宽Tp2×N2的发送时间中被发送(参照图11的第4排)。
TP2=L2×TS1(27)
再有,在图11的第4排中,雷达发送信号S-Tx2以发送触发信号Tr2的上升沿为起点来发送,但例如也可以以发送触发信号Tr2的下降沿为起点来发送。
此外,雷达发送信号S-Tx2有时以从发送触发信号Tr2的上升沿的时刻为起点生成后到由发送天线AN-Tx2的端子部分发送为止需要时间To(参照图12的第4排)。这种情况下,通过预先测定所需时间To,从后述的定位单元21中的计算结果中减去时间To,可以降低雷达装置1距目标为止的距离的测定误差。
这里,如图11的第2排及第4排所示,参数Tp1及Tp2彼此不同,参数Tp1不是Tp2的整数倍,在参数Tp1及Tp2之间,式(28)及式(29)的关系成立。在式(29)中,参数Tad表示雷达接收单元的A/D变换单元中的采样周期。
通过式(29)的关系成立,由雷达接收单元Rx1及Rx2的不同的A/D变换单元进行AD变换得到的离散样本延迟数(Ns1,Ns2)为不同的值(Ns1≠Ns2)。即,雷达接收单元Rx1及Rx2可以分离由目标反射了来自各雷达发送单元Tx1及Tx2的各雷达发送信号S-Tx1及S-Tx2得到的反射波的信号。
Tp1<Tp2(28)
|Tp2-Tp1|≥Tad(29)
根据以上,在第1实施方式的变形例3的雷达装置中,也能够获得与第1实施方式的雷达装置1同样的效果。
(第2实施方式)
在第2实施方式中,雷达装置估计由目标反射了雷达发送信号得到的反射波的信号的到来方向。
参照图13~图16说明第2实施方式的雷达装置1x的结构及动作。图13是简略地表示第2实施方式的雷达装置1x的内部结构的方框图。图14是详细地表示第2实施方式的雷达装置1x的内部结构的方框图。图15是详细地表示方向估计单元34的内部结构的方框图。图16是表示一例接收天线的配置的说明图。
在第2实施方式的雷达装置1x的结构及动作的说明中,省略说明与第1实施方式的雷达装置1同样的内容,并说明不同的内容。
首先,简略地说明雷达装置1x的各单元的结构。
如图13所示,雷达装置1x包括两个雷达发送单元Tx1及Tx2、两个雷达接收单元Rx1x及Rx2x、第1天线相关值计算单元32、第2天线相关值计算单元33、以及方向估计单元34。雷达发送单元Tx1及Tx2的结构及动作与第1实施方式的雷达装置1的雷达发送单元Tx1及Tx2的结构及动作是同样的,所以省略说明。
雷达接收单元Rx1x具有连接了接收天线AN-Rx1的射频接收单元10、以及信号处理单元14x。雷达接收单元Rx2x具有连接了接收天线的射频接收单元以及信号处理单元。信号处理单元14x具有A/D变换单元16、第1延迟单元17、第2延迟单元18、第1相关值计算单元19及第2相关值计算单元20。再有,雷达接收单元Rx1x及Rx2x分别具有同样的结构。
如图13所示,在雷达接收单元Rx1x及Rx2x的射频接收单元及信号处理单元中,共同地输入来自基准信号振荡器Lo的参考信号。射频接收单元的各单元、以及信号处理单元的各单元基于将来自基准信号振荡器Lo的参考信号倍增规定倍后得到的信号来工作。由此,雷达接收单元Rx1x及Rx2x的各单元的动作同步。
接着,详细地说明与第1实施方式的雷达装置1不同的结构,即第1天线相关值计算单元32、第2天线相关值计算单元33及方向估计单元34的结构及动作。
第1天线相关值计算单元32输入分别从雷达接收单元Rx1x及Rx2x的各A/D变换单元和各第1延迟单元输出的接收信号x(k)及延迟信号x(k-Ns1)。第1天线相关值计算单元32基于输入的各接收信号x(k)及延迟信号x(k-Ns1),根据式(30)及式(31)计算相对雷达发送信号S-Tx1的第1天线相关值BC121(k)及BC112(k)。第1天线相关值计算单元32将算出的第1天线相关值BC121(k)及BC112(k)输出到方向估计单元34。
B C 1 21 ( k ) = &Sigma; n = 0 r o u n d &lsqb; T p 1 ( N 1 - 1 ) / T a d &rsqb; - 1 x 2 ( k + n ) x 1 ( k + n - N s 1 ) * - - - ( 30 )
B C 1 12 ( k ) = &Sigma; n = 0 r o u n d &lsqb; T p 1 ( N 1 - 1 ) / T a d &rsqb; - 1 x 1 ( k + n ) x 2 ( k + n - N s 1 ) * - - - ( 31 )
这里,BC1nm(k)是以从第m雷达接收单元Rxmx的第1延迟单元输出的延迟信号xm(k-Ns1)为基准的、对于从第n雷达接收单元Rxnx的A/D变换单元输出的接收信号xn(k)的离散时刻k中的第1天线相关值。星号(*)表示复数共轭运算符。再有,在第2实施方式中,参数n为1或2,参数m为1或2。
第2天线相关值计算单元33输入分别从雷达接收单元Rx1x及Rx2x的各A/D变换单元和各第2延迟单元输出的接收信号x(k)及延迟信号x(k-Ns2)。第2天线相关值计算单元33基于输入的各接收信号x(k)及延迟信号x(k-Ns2),根据式(32)及式(33)计算对于雷达发送信号S-Tx2的第2天线相关值BC221(k)及BC212(k)。第2天线相关值计算单元33将算出的第2天线相关值BC221(k)及BC212(k)输出到方向估计单元34。
B C 2 21 ( k ) = &Sigma; n = 0 r o u n d &lsqb; T p 1 ( N 1 - 1 ) / T a d &rsqb; - 1 x 2 ( k + n ) x 1 ( k + n - N s 1 ) * - - - ( 32 )
B C 2 12 ( k ) = &Sigma; n = 0 r o u n d &lsqb; T p 1 ( N 1 - 1 ) / T a d &rsqb; - 1 x 1 ( k + n ) x 2 ( k + n - N s 1 ) * - - - ( 33 )
这里,BC2nm(k)是以从第m雷达接收单元Rxmx的第2延迟单元输出的延迟信号xm(k-Ns2)为基准的、对于从第n雷达接收单元Rxnx的A/D变换单元输出的接收信号xn(k)的离散时刻k中的第2天线相关值。星号(*)表示复数共轭运算符。
再有,在以下说明中,将来自第u雷达接收单元的A/D变换单元的输出信号设为xu(k),将来自第u雷达接收单元的第1延迟单元的延迟信号设为xu(k-Ns1),将来自第u雷达接收单元的第2延迟单元的延迟信号设为xu(k-Ns2)。而且,将从第u雷达接收单元输出的第1相关值表记为AC1u(k),将从第u雷达接收单元输出的第2相关值表记为AC2u(k)。
(方向估计单元)
下面,参照图15说明方向估计单元34的各单元的结构。
如图15所示,方向估计单元34包括第1发送定时检测单元35、第1相位差计算单元36、第1到来方向计算单元37、第2发送定时检测单元38、第2相位差计算单元39及第2到来方向计算单元40。
下面,详细地说明方向估计单元34的各单元的动作。
第1发送定时检测单元35输入从发送控制单元2输出的发送触发信号Tr1,基于输入的发送触发信号Tr1,检测发送触发信号Tr1的离散时刻定时ks1。第1发送定时检测单元35将检测出的离散时刻定时ks1输出到第1到来方向计算单元37。
第1相位差计算单元36输入从雷达接收单元Rx1x及Rx2x输出的各第1相关值AC11(k)及AC12(k)、以及从第1天线相关值计算单元32输出的第1天线相关值BC121(k)及BC112(k)。第1相位差计算单元36基于输入的各相关值(AC11(k),AC12(k),BC121(k),BC112(k)),对每个离散时刻k或在成为AC1(k)的峰值的离散时刻k中,计算式(34)的参数Z1(k)。
第1相位差计算单元36基于计算结果即参数Z1(k),计算复数即参数Z1(k)的相位分量φ1(k)=angle[Z1(k)]。angle[Z1(k)]是计算复数Z1(k)的相位分量[rad]的运算符。第1相位差计算单元36将计算结果即相位分量φ1(k)输出到第1到来方向计算单元37。
Z1(k)=BC121(k)AC11 *(k)+BC112 *(k)AC12(k)(34)
第1到来方向计算单元37输入从第1发送定时检测单元35输出的离散时刻定时ks1、以及从第1相位差计算单元36输出的相位分量φ1(k)。第1到来方向计算单元37基于输入的相位分量φ1(k),计算由目标反射的反射波的信号的到来方向。在雷达接收单元Rx1x及Rx2x的各接收天线的配置间隔为图16所示的间隔d的情况下,第1到来方向计算单元37根据式(35)计算反射波的信号的到来方向φ。
&phi; = 2 &pi; d s i n &theta; &lambda; - - - ( 35 )
此外,第1到来方向计算单元37也可以使用式(36)的相关矩阵H1(k),计算式(37)的角度分布AP(θ),使用给予角度分布AP(θ)的峰值的参数θ计算反射波的信号的到来方向。由此,即使在由各雷达接收单元接收到的信号包含多个反射波的信号的情况下,第1到来方向计算单元37通过对角度分布AP(θ)检测多个峰值,也可以计算各反射波的信号的到来方向。
在式(38)中,参数a(θn)是具有包含相当于起因于从θn方向反射波的信号到来的情况下的接收天线的空间性不同配置而产生的相位差信息的接收天线数量的要素的列的矢量,也称为作为基准天线的以接收天线AN-Rx1为基准的阵列流形(arraymanifold)、或转向矢量。这里,参数θn对每个规定的角度增量Δθ在规定的角度范围内可变,计算角度分布AP(θn),使用给予峰值的参数θ作为反射波的信号的到来方向。以接收天线AN-Rx1为基准的
H 1 ( k ) = A C 1 1 ( k ) A C 1 1 * ( k ) B C 1 21 ( k ) A C 1 1 * ( k ) B C 1 12 ( k ) A C 1 2 * ( k ) A C 1 2 ( k ) A C 1 2 * ( k ) - - - ( 36 )
AP(θn)=aHn)H1(k)a(θn)(37)
a ( &theta; n ) = ( 2 &pi;dsin&theta; n 1 &lambda; ) - - - ( 38 )
第2发送定时检测单元38输入从发送控制单元2b输出的发送触发信号Tr2,基于输入的发送触发信号Tr2,检测发送触发信号Tr2的离散时刻定时ks2。第2发送定时检测单元38将检测出的离散时刻定时ks2输出到第2到来方向计算单元40。
第2相位差计算单元39输入从雷达接收单元Rx1x及Rx2x输出的各第2相关值AC21(k)及AC22(k)、以及从第2天线相关值计算单元33输出的第2天线相关值BC221及BC212(k)。第2相位差计算单元39基于输入的各相关值(AC21(k),AC22(k),BC221(k),BC212(k)),对每个离散时刻k或在成为AC2(k)的峰值的离散时刻k,计算式(39)的Z2(k)。
第2相位差计算单元39基于计算结果即Z2(k),计算复数即Z2(k)的相位分量φ2(k)=angle[Z2(k)]。angle[Z2(k)]是计算复数Z2(k)的相位分量[rad]的运算符。第2相位差计算单元39将计算结果即相位分量φ2(k)输出到第2到来方向计算单元40。
Z 2 ( k ) = B C 2 21 ( k ) A C 2 1 * ( k ) + B C 2 12 * ( k ) A C 2 2 ( k ) - - - ( 39 )
第2到来方向计算单元40输入从第2发送定时检测单元38输出的离散时刻定时ks2、以及从第2相位差计算单元39输出的相位分量φ2(k)。第2到来方向计算单元40基于输入的相位分量φ2(k),计算由目标反射的反射波的信号的到来方向。在雷达接收单元Rx1及Rx2的各接收天线根据图16所示的间隔d配置的情况下,第2到来方向计算单元40根据式(40)计算反射波的信号的到来方向φ。
&phi; = 2 &pi; d s i n &theta; &lambda; - - - ( 40 )
此外,第2到来方向计算单元40也可以使用式(41)的相关矩阵H2(k),计算式(42)的角度分布AP(θ),使用给予角度分布AP(θ)的峰值的参数θ计算反射波的信号的到来方向。由此,即使在由各雷达接收单元接收到的信号包含多个反射波的信号的情况下,第2到来方向计算单元40通过对角度分布AP(θ)检测多个峰值,也可以计算各反射波的信号的到来方向。
在式(43)中,参数a(θn)是具有包含相当于起因于从θn方向反射波的信号到来的情况下的接收天线的空间性不同配置而产生的相位差信息的矢量,也称为作为基准天线的以接收天线AN-Rx1为基准的阵列流形、或转向矢量。这里,参数θn对每个规定的角度增量Δθ在规定的角度范围内可变,计算角度分布AP(θn),使用给予峰值的参数θ作为反射波的信号的到来方向。
H 2 ( k ) = A C 2 1 ( k ) A C 2 1 * ( k ) B C 2 21 ( k ) A C 2 1 * ( k ) B C 2 12 ( k ) A C 2 2 * ( k ) A C 2 2 ( k ) A C 2 2 * ( k ) - - - ( 41 )
AP(θ)=aHn)H2(k)a(θn)(42)
a ( &theta; n ) = ( 2 &pi;dsin&theta; n 1 &lambda; ) - - - ( 43 )
根据以上,雷达装置1x在多个雷达发送单元(Tx1、Tx2)间不同步地发送,但根据以下理由,可以估计被目标反射的反射波的信号的到来方向。
雷达接收单元Rx1x及Rx2x的各相关值计算单元根据式(10)及式(12)计算自相关值,则第n雷达发送单元Txn和第m雷达接收单元Rxmx的载波频率差Δfnm作为第m雷达接收单元Rxmx的第n相关值的相位分量Δθnm来检测。第n相关值是由第m雷达接收单元Rxmx的第n相关值计算单元算出的计算结果。
在上述的本实施方式中,第n雷达发送单元Txn的参数n为1或2,第m雷达接收单元Rxmx的参数m为1或2。载波频率差Δfnm由式(18)表示,相位分量Δθnm由式(19)表示。参数fTn表示第n雷达发送单元Txn的载波频率,参数fRm表示第m雷达接收单元Rxmx的载波频率。
在雷达装置1x的雷达接收单元Rx1x及Rx2x中,共同地输入有来自基准信号振荡器Lo的参考信号,所以各射频接收单元同步地动作。由此,各雷达接收单元的载波频率可以共同地表示为fR。
因此,第n雷达发送单元Txn和第m雷达接收单元Rxmx的频率差Δfn(参照式(44))作为第m雷达接收单元Rxmx中的第m相关值的相位Δθn(参照式(45))来检测。各雷达接收单元的各信号处理单元同步地动作,所以各A/D变换单元中的采样定时也相同。即,离散时刻k在各雷达接收单元间为共同的。因此,第n天线相关值计算单元的计算结果即第n天线相关值BCnpq(k)的相位为Δθnpq。其中φpq是初始相位。
Δfn=|fTn-fR|(44)
Δθn=2π(fTn-fR)Tpn0(45)
参数φpq表示以第q雷达接收单元Rxqx(q为1或2)的接收相位为基准的第p雷达接收单元Rxpx(q为1或2)的接收相位差。此外,雷达接收单元间的射频接收单元及信号处理单元同步地动作,所以参数φpq可以看作由第q雷达接收单元Rxqx和第p雷达接收单元Rxpx的各接收天线的配置不同而起因的、依赖于反射波的到来方向θ的相位差φpq
方向估计单元34的第n相位差检测单元根据式(34)或式(39)检测以第p相关值ACnq的相位分量(即Δθn)为基准的、第n天线相关值BCnpq(k)的相位差。由此,可以检测依赖于反射波的信号的到来方向θ的相位差φpq,可进行到来方向估计。
再有,例如,即使在载波频率差Δfq包含变频单元的相位误差造成的变动的情况下,只要发送雷达发送信号的时间内相比Tp1、Tp2充分小,则即使雷达发送单元间不同步,也可基于相位检测进行方向估计。
再有,在本实施方式中,示出了在方向估计单元中,进行至目标的距离的估计和其到来方向的估计的结构,但如果只是到来方向的估计,则即使不使用第1发送定时检测单元35、第2发送定时检测单元38也可实施,因此,可以省略从雷达发送单元对方向估计单元34输出发送触发信号Tr1、Tr2
(第3实施方式)
在第3实施方式中,雷达装置将第1雷达发送周期及第2雷达发送周期使用2次以上,基于目标的移动来估计反射波的信号中的多普勒相位变动。
参照图17~图21说明第3实施方式的雷达装置1y的结构及动作。图17是简略地表示第3实施方式的雷达装置1y的内部结构的方框图。图18是详细地表示第3实施方式的雷达装置1y的内部结构的方框图。图19是表示一例第3实施方式中的各发送触发信号和各雷达发送信号之间关系的定时图。图20是详细地表示一例多普勒相位变动估计单元41的内部结构的方框图。图21是详细地表示另一例多普勒相位变动估计单元41的内部结构的方框图。
在第3实施方式的雷达装置1y的结构及动作的说明中,省略说明与第1实施方式的雷达装置1同样的内容,说明不同的内容。
首先,简略地说明雷达装置1y的各单元的结构。
如图17所示,雷达装置1y包括两个雷达发送单元Tx1及Tx2、两个雷达接收单元Rx1及Rx2、以及多普勒相位变动估计单元41。雷达发送单元Tx1及Tx2的结构及动作与第1实施方式的雷达装置1的雷达发送单元Tx1及Tx2的结构及动作是同样的,所以省略说明。而且,雷达接收单元Rx1及Rx2的结构及动作与第1实施方式的雷达装置1的雷达接收单元Rx1及Rx2的结构及动作是同样的,所以省略说明。
在第3实施方式中,雷达发送单元Tx1的发送控制单元2在每个第1雷达发送周期Tw1(参照图19)将发送触发信号Tr1输出到第1码生成单元4。雷达发送单元Tx1在每个第1雷达发送周期Tw1反复发送雷达发送信号S-Tx1(参照图19)。
同样地,雷达发送单元Tx2的发送控制单元2b在每个第2雷达发送周期Tw2(参照图19)将发送触发信号Tr2输出到第2码生成单元4b。雷达发送单元Tx2在每个第2雷达发送周期Tw2反复发送雷达发送信号S-Tx2(参照图19)。参数Tw1及Tw2满足式(20)及式(21)。
(多普勒相位变动估计单元)
下面,参照图20说明与第1实施方式的雷达装置1不同的结构,即多普勒相位变动估计单元41的结构及动作。在以下说明中,假设对第M雷达发送信号的离散时刻k中的第1相关值为AC1(k,M),对第M雷达发送信号的离散时刻k中的第2相关值为AC2(k,M)。
如图20所示,多普勒相位变动估计单元41基于从雷达接收单元Rx1及Rx2输出的第1相关值AC1(k,M),估计多普勒相位变动。具体地说,多普勒相位变动估计单元41包括第1相关值峰值检测单元42、第1相位检测单元43、第1存储单元44及第1相位变动检测单元45。
而且,图20中未图示,但多普勒相位变动估计单元41基于从雷达接收单元Rx1及Rx2输出的各第2相关值AC2(k,M),估计多普勒相位变动。具体地说,多普勒相位变动估计单元41包括第2相关值峰值检测单元、第2相位检测单元、第2存储单元及第2相位变动检测单元。
第1相关值峰值检测单元42和第2相关值峰值检测单元、第1相位检测单元43和第2相位检测单元、第1存储单元44和第2存储单元、以及第1相位变动检测单元和第2相位变动检测单元的各动作是同样的。因此,在以下的多普勒相位变动估计单元41的说明中,例示并说明第1相关值峰值检测单元42、第1相位检测单元43、第1存储单元44及第1相位变动检测单元45。
此外,在以下说明中,假设从分离在第M的第1雷达发送周期中发送的雷达发送信号的第u雷达接收单元Rxu输出的第1相关值为AC1u(k,M)。参数u是自然数1~Nrx。参数Nrx是雷达接收单元的数,在第3实施方式的雷达装置1y(参照图18)中为2。
第1相关值峰值检测单元42输入从第u雷达接收单元Rxu输出的第1相关值AC1u(k,M)。第1相关值峰值检测单元42计算输入的第1相关值AC1u(k,M)的平方值|AC1u(k,M)|2。第1相关值峰值检测单元42检测超过规定的基准电平Pth的第1相关值AC1u(k,M)的平方值|AC1u(k,M)|2的峰值定时kp1(u,M)。第1相关值峰值检测单元42将检测出的峰值定时kp1(u,M)输出到第1相位检测单元43。
第1相位检测单元43输入从第1相关值峰值检测单元42输出的峰值定时kp1(u,M)。第1相位检测单元42基于输入的峰值定时kp1(u,M),根据式(46)计算峰值定时kp1(u,M)中的第1相关值AC1u(k,M)的相位分量φ1(kp1(u),M)。第1相位检测单元43将计算结果即相位分量φ1(kp1(u),M)存储在第1存储单元44中。
Φ1(kp1(u),M)=angle[AC1u(kp1(u),M)](46)
第1存储单元44临时地存储第1相位检测单元43的计算结果即相位分量φ1(kp1(u),M)和离散时刻kp1(u)。
第1相位变动检测单元45基于第1存储单元44中所存储的相位分量φ1(kp1(u),M)和离散时刻kp1(u),检测基于目标的移动的反射波的信号中的相位变动状况。
具体地说,第1相位变动检测单元45基于离散时刻kp1(u),检测下一个第1雷达发送周期Tw1中的离散时刻(kp1(u)+round(Tw1/Tp1)的第1相关值AC1u(kp1(u)+round(Tw1/Tp1),M+1)的相位信息φ1(kp1(u)+round(Tw1/Tp1),M+1)。而且,第1相位变动检测单元45基于相位信息φ1(kp1(u)+round(Tw1/Tp1),M+1)和临时存储的相位信息φ1(kp1(u),M)的差分(参照式(47)),检测相位变动状况Δφ1(kp1(u),M)。
&Delta; &Phi; 1 ( k p 1 ( u ) , M ) = &Phi; 1 ( k p 1 ( u ) + r o u n d ( T w 1 / T p 1 ) , M + 1 ) - &Phi; 1 ( k p 1 ( u ) , M ) - - - ( 47 )
第1相位变动检测单元45使用式(47)的计算结果,可以看作Δφ1(kp1(u),M)越大,频率变动越大,可以估计基于目标的移动的多普勒相位变动。
根据以上,雷达装置1y在多个雷达发送单元(Tx1、Tx2)间不同步地发送,但根据以下理由,可以估计在反射波的信号中包含的多普勒相位变动。
雷达接收单元Rx1及Rx2的各相关值计算单元根据式(10)及式(12)计算自相关值,则第n雷达发送单元Txn和第m雷达接收单元Rxm的载波频率差Δfnm作为第m雷达接收单元Rxm的第n相关值的相位分量Δθnm来检测。第n相关值是由第n相关值计算单元算出的计算结果。
在上述本实施方式中,雷达发送单元Txn的参数q为1或2,雷达接收单元Rxm的参数m为1或2。载波频率差Δfnm由式(18)表示,相位分量Δθnm由式(48)表示。参数fTn表示雷达发送单元Txn的载波频率,参数fRm表示雷达接收单元Rxmx的载波频率。
Δθnm=2π(fTn-fRm)Tpn+2πfdmTpn(48)
这里,fdm表示在第m雷达接收单元Rxm中接收的反射波的信号中的多普勒频率。多普勒相位变动估计单元41的第n相位变动检测单元通过检测来自第m雷达接收单元Rxm的第1相关运算值的相位Δθnm和接续的雷达发送周期中的第1相关运算的相位Δθnm的差分,可以估计多普勒相位变动。
再有,例如,即使在载波频率差Δf包含变频单元的相位差造成的变动的情况下,只要发送雷达发送信号的时间内相比Tp1、Tp2充分小,则即使雷达发送单元间非同步也可以基于相位检测来估计多普勒相位变动。
下面,参照图21说明多普勒相位变动估计单元41的另一结构及动作。
如图21所示,多普勒相位变动估计单元41基于从雷达接收单元Rx1及Rx2输出的各第1相关值AC1(k,M),估计多普勒相位变动。具体地说,多普勒相位变动估计单元41包括第1相关值峰值检测单元46、第1存储单元47及第1相位变动检测单元48。
而且,图21中未图示,但多普勒相位变动估计单元41基于从雷达接收单元Rx1及Rx2输出的各第2相关值AC2(k,M),估计多普勒相位变动。具体地说,多普勒相位变动估计单元41包括第2相关值峰值检测单元、第2存储单元及第2相位变动检测单元。
第1相关值峰值检测单元46和第2相关值峰值检测单元、第1存储单元47和第2存储单元、以及第1相位变动检测单元48和第2相位变动检测单元的各动作是同样的。因此,在以下的多普勒相位变动估计单元41的说明中,例示并说明第1相关值峰值检测单元46、第1存储单元47及第1相位变动检测单元48。
第1相关值峰值检测单元46输入从第u雷达接收单元Rxu输出的第1相关值AC1u(k,M)。第1相关值峰值检测单元46计算输入的第1相关值AC1u(k,M)的平方值|AC1u(k,M)|2。第1相关值峰值检测单元46检测超过规定的基准电平Pth的第1相关值AC1u(k,M)的平方值|AC1u(k,M)|2的峰值定时kp1(u,M)。第1相关值峰值检测单元46将检测出的峰值定时kp1(u,M)输出到第1存储单元47。
第1存储单元47临时地存储从第1相关值峰值检测单元46输出的峰值定时kp1(u,M)、以及峰值定时kp1(u,M)中的第1相关值AC1u(kp1(u),M)。
第1相位变动检测单元48基于第1存储单元47中所存储的峰值定时kp1(u,M)、以及峰值定时kp1(u,M)中的第1相关值AC1u(kp1(u),M),检测基于目标的移动的反射波的信号中的相位变动状况。
具体地说,第1相位变动检测单元48基于离散时刻kp1(u),检测下一个第1雷达发送周期Tw1中的离散时刻(kp1(u)+round(Tw1/Tp1))的第1相关值AC1u(kp1(u)+round(Tw1/Tp1),M+1)。而且,第1相位变动检测单元48基于第1相关值AC1u(kp1(u)+round(Tw1/Tp1),M+1)和临时存储的第1相关值AC1u(kp1(u),M)的差分(参照式(49)),检测相位变动状况Δφ(kp(u),M)。
&Delta; &Phi; ( k p 1 ( u ) , M ) = a n g l e &lsqb; A C 1 u ( k p 1 ( u ) + r o u n d ( T w 1 / T p 1 ) , M + 1 ) &times; A C 1 u ( k p 1 ( u ) , M ) * &rsqb; - - - ( 49 )
第1相位变动检测单元48使用式(49)的计算结果,可以看作Δφ1(kp1(u),M)越大频率变动越大,可以估计基于目标的移动的多普勒相位变动。
通过以上,雷达装置1y在多个雷达发送单元(Tx1,Tx2)间不同步地发送,但根据上述同样的理由,可以估计反射波的信号中所包含的多普勒相位变动。
以上,参照附图说明了各种实施方式,但不言而喻,本发明不限定于这样的例子。只要是本领域技术人员,在权利要求书所记载的范畴内,都可想到各种变更例或修正例,并明白它们当然属于本发明的技术范围。
再有,在上述各实施方式中说明了雷达发送单元为两个的情况,但也同样地适用雷达发送单元为三个以上的情况。例如,说明雷达发送单元为三个的情况。将第3雷达发送单元表记为雷达发送单元Tx3。雷达发送单元Tx3的结构与另外的雷达发送单元Tx1或雷达发送单元Tx2是同样的,所以省略说明雷达发送单元Tx3的结构。
雷达发送单元Tx3的第3码生成单元基于来自第3发送控制单元的发送触发信号,将码长L的脉冲码序列bn反复N3次而生成。码长L的发送信号an_p3在码宽Tp3的发送时间中被发送。即,码长L的发送信号an_p3在每一个码的码宽Ts3=Tp3/L的发送时间中被发送。此外,发送信号an_p3的反复N3次被发送的时间宽度为Tp3×N3
这里,参数Tp3与上述参数Tp1及Tp2彼此不同,具有式(50)的关系。而且,Tp3通过对于Tp1及Tp2具有式(51)的关系,在雷达接收单元中,可以分离并接收来自雷达发送单元Tx1、Tx2及Tx3的各雷达发送信号。其它各单元的动作与第1实施方式的雷达装置1的各单元是同样的。
Tp1<Tp2<Tp3(50)
|Tp3-Tp1|≥Tad
|Tp3-Tp2|≥Tad(51)
再有,有时由上述各实施方式的雷达接收单元接收到的反射波的信号超过各A/D变换单元的动态范围。因此,也可以在各雷达接收单元的各A/D变换单元的前级具有AGC(AutoGainControl;自动增益控制)单元。AGC单元对反射波的信号电平使用A/D变换单元的输出信号或射频接收单元的输入电平检测结果(例如RSSI:ReceiveSignalStrengthIndication;接收信号强度指示符),根据反射波的信号电平,控制AGC单元中的放大增益。由此,雷达接收单元能够将发射波的信号电平控制在各A/D变换单元的动态范围内,可进行后级的各单元的动作。
本申请基于2011年6月1日提交的日本专利申请(特愿2011-123384),其内容在本申请中作为参考而引入。
工业实用性
本发明的雷达装置作为不追加用于使各发送侧系统间的动作同步的电路结构,而通过简单的结构可实现的雷达装置是有用的。

Claims (17)

1.雷达装置,包括
第一雷达发送单元、第二雷达发送单元和一个以上的雷达接收单元,
所述第一雷达发送单元具有:
第一发送信号生成单元,生成将规定的码长的码序列使用第一码宽进行了规定次数的反复的第一调制信号;以及
第一射频发送单元,将所述第一调制信号变换为高频的第一雷达发送信号,并将所述第一雷达发送信号从第一发送天线发送,
所述第二雷达发送单元具有:
第二发送信号生成单元,生成将所述规定的码长的码序列使用具有与所述第一码宽不同的宽度的第二码宽进行了规定次数的反复的第二调制信号;以及
第二射频发送单元,将所述第二调制信号变换为高频的第二雷达发送信号,并将所述第二雷达发送信号从第二发送天线发送,
所述一个以上的雷达接收单元接收从所述第一雷达发送单元发送的所述第一雷达发送信号或者从所述第二雷达发送单元发送的所述第二雷达发送信号,所述第一雷达发送信号或者所述第二雷达发送信号为由目标反射的反射波,所述第一雷达发送信号的发送定时与所述第二发送信号的发送定时不同步。
2.如权利要求1所述的雷达装置,还包括:
A/D变换单元,所述一个以上的雷达接收单元分别具有将接收的所述第一雷达发送信号或者所述第二雷达发送信号在规定的采样周期变换为离散信号,
所述第一码宽和所述第二码宽的差分为所述采样周期以上。
3.如权利要求1所述的雷达装置,
所述第一雷达发送单元还具有:
第一发送控制单元,输出指示所述第一调制信号的生成定时的第一发送触发信号,
所述第二雷达发送单元还具有:
第二发送控制单元,输出指示所述第二调制信号的生成定时的第二发送触发信号。
4.如权利要求1或2所述的雷达装置,
所述第一发送信号生成单元生成将在第2m+1的雷达发送周期中规定的码长的码序列用第一码宽进行了规定次数反复的第一调制信号,并生成将在第2m的雷达发送周期中所述规定的码长的码序列用与所述第一码宽不同的第二码宽进行了规定次数的反复的第二调制信号,其中m为零以上的整数,
所述第二发送信号生成单元在所述第2m+1的雷达发送周期中生成第二调制信号,并在第2m的雷达发送周期中生成所述第一调制信号。
5.雷达装置,包括
第一雷达发送单元、第二雷达发送单元和一个以上的雷达接收单元,
所述第一雷达发送单元具有:
第一发送信号生成单元,生成将规定的码长的码序列使用第一码宽进行了规定次数的反复的第一调制信号;以及
第一射频发送单元,将所述第一调制信号变换为高频的第一雷达发送信号,并将所述第一雷达发送信号从第一发送天线发送,
所述第二雷达发送单元具有:
第二发送信号生成单元,生成将所述规定的码长的码序列使用具有与所述第一码宽不同的宽度的第二码宽进行了规定次数的反复的第二调制信号;以及
第二射频发送单元,将所述第二调制信号变换为高频的第二雷达发送信号,并将所述第二雷达发送信号从第二发送天线发送,
所述一个以上的雷达接收单元,接收从所述第一雷达发送单元发送的所述第一雷达发送信号或者从所述第二雷达发送单元发送的所述第二雷达发送信号,所述第一雷达发送信号或者所述第二雷达发送信号为由目标反射的反射波,
所述一个以上的雷达接收单元分别具有:
射频接收单元,将由接收天线接收的高频的反射波的信号变换为基带,并对变换后的所述基带的信号进行正交检波;
A/D变换单元,将正交检波后的所述基带的信号在采样周期中采样;
第一延迟单元,使来自所述A/D变换单元的输出信号延迟与所述第一码宽对应的相当于规定的样本数的时间;
第一相关值计算单元,基于来自所述A/D变换单元的输出信号和来自所述第一延迟单元的输出信号,计算第一相关值;
第二延迟单元,使来自所述A/D变换单元的输出信号延迟与所述第二码宽对应的相当于规定的样本数的时间;以及
第二相关值计算单元,基于来自所述A/D变换单元的输出信号和来自所述第二延迟单元的输出信号,计算第二相关值。
6.如权利要求5所述的雷达装置,
所述一个以上的雷达接收单元还分别具有:
第一加法单元,对所述第一相关值计算单元的规定个输出进行加法运算;以及
第二加法单元,对所述第二相关值计算单元的所述规定个输出进行加法运算。
7.如权利要求5所述的雷达装置,还包括:
定位单元,基于所述第一相关值计算单元及所述第二相关值计算单元的各输出,估计至所述目标的距离,
对所述一个以上的雷达接收单元的每一个,所述定位单元具有:
发送定时检测单元,基于所述第一发送触发信号及所述第二发送触发信号,检测所述第一雷达发送信号及所述第二雷达发送信号的各发送定时;
相关值峰值检测单元,基于所述第一相关值计算单元及所述第二相关值计算单元的各输出,检测超过规定的基准电平的所述各输出的峰值定时;
到来延迟时间计算单元,基于由所述发送定时检测单元检测的所述各发送定时和由所述相关值峰值检测单元检测的所述各输出的峰值定时,计算至所述反射波的信号到来为止的到来延迟时间;以及
目标距离计算单元,基于算出的所述到来延迟时间,估计距所述目标的距离。
8.如权利要求7所述的雷达装置,
所述定位单元还具有:
目标位置估计单元,基于由各个所述目标距离估计单元估计的距所述目标的距离和各个所述发送天线及所述接收天线的位置,估计所述目标的位置。
9.如权利要求5所述的雷达装置,
所述一个以上的雷达接收单元分别具有双系统的第一雷达接收单元及第二雷达接收单元,
所述第一雷达接收单元及所述第二雷达接收单元还分别包括:
第一天线相关值计算单元,基于来自所述第一雷达接收单元及第二雷达接收单元的所述A/D变换单元的各输出信号和来自所述第一延迟单元的各输出信号,计算来自所述第二雷达接收单元的所述第一延迟单元的输出信号和来自所述第一雷达接收单元的所述A/D变换单元的输出信号之间的第三相关值,以及来自所述第一雷达接收单元的所述第一延迟单元的输出信号和来自所述第二雷达接收单元的所述A/D变换单元的输出信号之间的第四相关值;以及
第二天线相关值计算单元,基于来自所述第一雷达接收单元及第二雷达接收单元的所述A/D变换单元的各输出信号和来自所述第二延迟单元的各输出信号,计算来自所述第二雷达接收单元的所述第二延迟单元的输出信号和来自所述第一雷达接收单元的所述A/D变换单元的输出信号之间的第五相关值,以及来自所述第一雷达接收单元的所述第二延迟单元的输出信号和来自所述第二雷达接收单元的所述A/D变换单元的输出信号之间的第六相关值。
10.如权利要求9所述的雷达装置,还包括:
方向估计单元,基于所述第一雷达接收单元的第一相关值计算单元及第二相关值计算单元、所述第二雷达接收单元的第一相关值计算单元及第二相关值计算单元、所述第一天线相关值计算单元及所述第二天线相关值计算单元的各输出,估计所述反射波的信号的到来方向,
所述方向估计单元具有:
第一相位差计算单元,基于所述第一雷达接收单元的第一相关值计算单元、所述第二雷达接收单元的第一相关值计算单元及所述第一天线相关值计算单元的各输出,计算相位分量;以及
第二相位差计算单元,基于所述第一雷达接收单元的第二相关值计算单元、所述第二雷达接收单元的第二相关值计算单元及所述第二天线相关值计算单元的各输出,计算相位分量。
11.如权利要求5所述的雷达装置,还包括:
多普勒相位变动估计单元,基于每个第一雷达发送周期的各个雷达接收单元中的所述第一相关值计算单元及所述第二相关值计算单元的各输出、以及每个第二雷达发送周期的各个雷达接收单元中的所述第一相关值计算单元及所述第二相关值计算单元的各输出,估计所述第一雷达发送周期中的目标的多普勒相位变动及所述第二雷达发送周期中的所述目标的多普勒相位变动。
12.如权利要求11所述的雷达装置,
所述多普勒相位变动估计单元具有:
相关值峰值检测单元,基于所述一个以上的雷达接收单元的每一个的所述第一相关值计算单元的输出,检测基于超过规定的基准电平的第一峰值定时,或者基于所述一个以上的雷达接收单元的每一个的所述第二相关值计算单元的输出,检测超过规定的基准电平的第二峰值定时;
相位检测单元,计算所述第一峰值定时中的所述第一相关值计算单元的输出的第一相位分量,或者所述第二峰值定时中的所述第二相关值计算单元的输出的第二相位分量;
相位变动检测单元,基于所述第一相位分量、所述第一峰值定时、基于下一个第一雷达发送周期中的一个以上的雷达接收单元的每一个的所述第一相关值计算单元的输出检测出来的第三峰值定时,以及所述第三峰值中的所述第一相关值计算单元的输出的第三相位分量,或者基于所述第二相位分量、所述第二峰值定时、由下一个第二雷达发送周期的一个以上的雷达接收单元的每一个的所述第二相关值计算单元的输出检测出来的第四峰值定时、以及所述第四峰值定时中的所述第二相关值计算单元的输出的第四相位分量,计算所述目标的多普勒相位变动。
13.如权利要求11所述的雷达装置,
所述多普勒相位变动估计单元具有:
相关值峰值检测单元,基于所述一个以上的雷达接收单元的每一个的所述第一相关值计算单元的输出,检测基于超过规定的基准电平的第一峰值定时,或者基于所述一个以上的雷达接收单元的每一个的所述第二相关值计算单元的输出,检测超过规定的基准电平的第二峰值定时;
相位变动检测单元,基于所述第一峰值定时、所述第一峰值定时中的所述第一相关值计算单元的输出、在下一个第一雷达发送周期中的由所述相关值峰值检测单元检测出的第三峰值定时以及所述第三峰值定时中的第一相关值计算单元的输出,或者基于所述第二峰值定时、所述第二峰值定时中的所述第二相关值计算单元的输出、由下一个第二雷达发送周期中的所述相关值峰值检测单元检测出来的第四峰值定时以及所述第四峰值定时中的所述第二相关值计算单元的输出,计算所述目标的多普勒相位变动。
14.雷达装置,包括:
第一雷达发送单元、第二雷达发送单元和一个以上的雷达接收单元,
所述第一雷达发送单元具有:
第一发送信号生成单元,生成将第一码长的码序列进行了规定次数的反复的第一调制信号;以及
第一射频发送单元,将所述第一调制信号变换为高频的第一雷达发送信号,并将所述第一雷达发送信号从第一发送天线发送,
所述第二雷达发送单元具有:
第二发送信号生成单元,生成将第二码长的码序列进行了规定次数的反复的第二调制信号;以及
第二射频发送单元,将所述第二调制信号变换为高频的第二雷达发送信号,并将所述第二雷达发送信号从第二发送天线发送,
所述一个以上的雷达接收单元接收从所述第一雷达发送单元发送的所述第一雷达发送信号或从所述第二雷达发送单元发送的所述第二雷达发送信号,所述第一雷达发送信号或者所述第二雷达发送信号为由目标反射的反射波,所述第一雷达发送信号的发送定时与所述第二发送信号的发送定时不同步,
所述第一调制信号及所述第二调制信号中的每个码的时间宽度相等,并且所述第一码长和所述第二码长不成为任意一方的整数倍。
15.如权利要求14所述的雷达装置,
所述第一雷达发送单元还具有:
第一发送控制单元,输出指示所述第一调制信号的生成定时的第一发送触发信号,
所述第二雷达发送单元还具有:
第二发送控制单元,输出指示所述第二调制信号的生成定时的第二发送触发信号。
16.雷达装置,包括:
第一雷达发送单元、第二雷达发送单元和一个以上的雷达接收单元,
所述第一雷达发送单元具有:
第一发送信号生成单元,生成将规定的码长的码序列使用第一码宽进行了规定次数的反复的第一调制信号;以及
第一射频发送单元,将所述第一调制信号变换为高频的第一雷达发送信号,并将所述第一雷达发送信号从第一发送天线发送,
所述第二雷达发送单元具有:
第二发送信号生成单元,生成将所述规定的码长的码序列使用具有与所述第一码宽不同的宽度的第二码宽进行了规定次数的反复的第二调制信号;以及
第二射频发送单元,将所述第二调制信号变换为高频的第二雷达发送信号,并将所述第二雷达发送信号从第二发送天线发送,
所述第一调制信号及所述第二调制信号中的每个码的时间宽度相等,并且所述第一码长和所述第二码长不成为任意一方的整数倍,
所述一个以上的雷达接收单元,接收从所述第一雷达发送单元发送的所述第一雷达发送信号或从所述第二雷达发送单元发送的所述第二雷达发送信号,
所述一个以上的雷达接收单元分别具有:
射频接收单元,将由接收天线接收的高频的反射波的信号变换为基带,并对变换后的所述基带的信号进行正交检波;
A/D变换单元,对正交检波后的所述基带的信号在采样周期中采样;
第一延迟单元,使来自所述A/D变换单元的输出信号延迟与对应于所述第一码长的所述第一调制信号的时间宽度对应的相当于规定的样本数的时间;
第一相关值计算单元,基于来自所述A/D变换单元的输出信号和来自所述第一延迟单元的输出信号,计算第一相关值;
第二延迟单元,使来自所述A/D变换单元的输出信号延迟与对应于所述第二码长的所述第二调制信号的时间宽度对应的相当于规定的样本数的时间;以及
第二相关值计算单元,基于来自所述A/D变换单元的输出信号和来自所述第二延迟单元的输出信号,计算第二相关值。
17.如权利要求16所述的雷达装置,还包括:
定位单元,基于所述第一相关值计算单元以及所述第二相关值计算单元的各输出,估计至目标的距离,
对所述一个以上的雷达接收单元的每一个,所述定位单元具有:
发送定时检测单元,基于所述第一发送触发信号及所述第二发送触发信号,检测所述第一雷达发送信号及所述第二雷达发送信号的各发送定时;
相关值峰值检测单元,基于所述第一相关值计算单元及所述第二相关值计算单元的各输出,检测超过规定的基准电平的所述各输出的峰值定时;
到来延迟时间计算单元,基于由所述发送定时检测单元检测的所述各发送定时和由所述相关值峰值检测单元检测的所述各输出的峰值定时,计算至所述反射波的信号到来为止的到来延迟时间;以及
目标距离计算单元,基于算出的所述到来延迟时间,估计距所述目标的距离。
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