CN104380135A - 相位单脉冲雷达系统和目标检测方法 - Google Patents

相位单脉冲雷达系统和目标检测方法 Download PDF

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Abstract

一种相位单脉冲雷达系统，包括：发射天线，其发射传输信号；多个接收天线，其接收传输信号的反射波作为接收信号；目标方位检测单元，其基于所述多个接收天线接收到的接收信号的相位差来检测目标的方位；倒相判断单元，其判断：在所述接收信号的频谱的峰值频率附近，倒相是否发生于所述接收信号中的任何一个信号；以及检测对象排除单元，当所述倒相判断单元判断倒相发生时，所述检测对象排除单元不将基于相位差的方位用作目标方位。

Description

相位单脉冲雷达系统和目标检测方法
技术领域
本发明大致涉及一种相位单脉冲雷达系统，以及一种目标检测方法。特别地，本发明涉及一种适于基于分别由两个或多个接收天线接收的接收信号的相位差来检测目标的方位的相位单脉冲雷达系统，以及目标检测方法。
背景技术
这样的相位单脉冲雷达系统是已知的：其包括发射传输信号的传输天线、以及接收由目标所反射的传输信号的反射波的两个或多个接收天线（参见，例如，日本专利申请公开号2003-248054（JP 2003-248054））。相位单脉冲雷达系统以所述两个或多个接收天线接收传输信号的反射波，计算由所述两个或多个接收天线所接收到接收信号之间的相位差，从而基于计算出的相位差来检测目标的方位。
与此同时，当传输信号在同一目标的两个或多个不同反射点（例如，两个反射点）处被反射时，每个接收天线从这些反射点接收反射波，作为接收信号。在这种情形中，由所述两个或多个接收天线接收的各个接收信号是各个反射点的反射波的合成。如果来自各接收点的反射波被转换为低频差拍信号，该低频差拍信号随后接受经过快速傅里叶变换（FFT），则在各频谱内反射波的差拍信号的信号幅值到达最大值时的峰值频率是彼此各异的。
当从雷达系统到各反射点之间的距离等于或小于雷达系统的距离分辨率时，来自各反射点的反射波的差拍信号的幅值的频谱区域彼此重叠。在这种情形中，难以将来自两个或多个反射点的反射波的差拍信号彼此区分开来。即，看起来来自于接收天线侧的反射波似乎是从两个或多个反射点之间的一个中点反射或传输来的。
然而，在反射点与雷达系统（即，接收天线）之间的距离改变时，来自两个或多个反射点的反射波可能会相互干扰；在这种情形中，由于反射波的干扰，看起来来自于接收天线侧的反射波似乎是从方位与两个或多个反射点之间的中点的方位有极大不同的点反射或传输来的。在这种情形中，目标的位置可能会错检，而无法正确地进行后续操作。
发明内容
本发明提供了一种相位单脉冲雷达系统和一种目标检测方法，其确保对目标方位的检测有改善的准确度。
根据本发明第一方面的相位单脉冲雷达系统包括：发射天线，其发射传输信号；多个接收天线，其接收传输信号的反射波作为接收信号；目标方位检测部分，其基于所述多个接收天线接收到的接收信号的相位差来检测目标的方位；倒相判断部分，其判断在所述接收信号的频谱的峰值频率附近，倒相是否发生于所述接收信号中的任何一个信号；以及检测对象排除部分，当所述倒相判断部分判断倒相发生时，所述检测对象排除部分不将基于相位差的方位用作目标方位。
根据本发明第二方面的相位单脉冲雷达系统包括：发射部分，其发射传输信号；多个接收部分，其分别接收反射波作为接收信号，所述反射波包括从目标反射回来的所述传输信号；差拍信号生成部分，其从所述接收信号生成差拍信号；频谱生成部分，其从所述差拍信号生成多个频谱；方位检测部分，其基于所述多个频谱之间的相位差来检测目标的方位；以及倒相判断部分，其判断：在预定频率范围内，倒相是否发生于所述接收信号中的任何一个信号，所述预定频率范围包括所述接收信号的幅值达到对应频谱中的最大值时的频率。在相位单脉冲雷达系统中，当所述倒相判断部分判断倒相发生时，所述方位检测部分不使用所述相位差来检测目标的方位。
根据本发明第三方面的目标检测方法包括以下步骤：发射传输信号；接收反射波作为接收信号，所述反射波包括从目标反射回来的所述传输信号；从所述接收信号生成差拍信号；从所述差拍信号生成多个频谱；基于所述多个频谱之间的相位差，检测目标的方位；并且判断在一预定频率范围内倒相是否发生于所述接收信号中的任何一个信号，所述预定频率范围包括所述接收信号的幅值达到对应频谱中的最大值时的频率。在该方法中，当判断倒相发生于所述接收信号中的任何一个信号时，所述相位差不被用于检测目标的方位。
根据本发明的上述方面，可提高对目标的方位进行检测的精度。
附图说明
以下将结合附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、技术和工业意义，其中相似的附图标记指代相似元件，其中：
图1是根据本发明第一实施例的相位单脉冲雷达系统的框图；
图2A是展示在图1的实施例的相位单脉冲雷达系统的检测过程中相位差与方位的关系的图示；
图2B是在图1的实施例的单相位雷达系统的检测过程中相位差的矢量图；
图3是用于解释相位单脉冲雷达系统中的方位检测中误差产生的图示；
图4是展示在对传输信号进行反射的目标上存在两个反射点的情形中，通过从各个反射点接收反射波而获得的接收信号的差拍信号的振幅和相位，以及来自各反射点的接收信号合成所至的合成波的振幅和相位；
图5是展示本实施例的相位单脉冲雷达系统执行的控制例程的一个例子的流程图；
图6A是展示当接收信号的峰值频率附近没有产生倒相时，相对于所述频率、在两个接收天线之间、接收信号的相位差的变化的图示，来自各反射点的反射波被合成到所述接收信号中；
图6B是展示当接收信号的峰值频率附近发生倒相时、相对于频率的相位差的变化的图示；
图7A是展示作为比较系统的相位单脉冲雷达系统获得的目标方位检测的结果的图示；
图7B是展示图1的实施例的相位单脉冲雷达系统获得的目标方位检测的结果的图示；
图8是根据本发明第二实施例的相位单脉冲雷达系统的框图；
图9A是展示当接收信号的峰值附近处没有倒相发生时，相对于峰值频率附近的频率，来自各个反射点的反射波合成所至的、并由接收天线接收的接收信号的相位的差异的矢量图；
图9B是展示当接收信号的峰值频率附近发生倒相时，相对于所述频率、接收信号的相位差异的相位图。
具体实施方式
以下将结合附图，描述作为相位单脉冲雷达系统形式的本发明的具体实施例。
 [第一实施例]
图1是作为本发明第一实施例的相位单脉冲雷达系统10的框图。本发明的相位单脉冲雷达系统10安装在例如车辆上，并可操作以检测车辆与车辆周围（例如，位于车辆前方、后方或侧方）存在的对象（目标）之间的距离，以及对象的方位（角度）θ。所述相位单脉冲雷达系统10应用于例如FM-CW型毫米波雷达系统，其检测目标相对于车辆的位置（距离和方位）。
如图1所示，相位单脉冲雷达系统10包括发射传输信号的发射天线12，以及接收所述传输信号的反射波作为接收信号的两个接收天线14-1,14-2。信号产生电路18通过振荡器16连接至传输天线12。所述信号产生电路18控制振荡器16，以产生想要的传输信号，并使由此产生的传输信号从发射天线12中发射出去。传输信号从发射天线12发射至车辆周围给定区域内。如果在车辆周围的给定检测区域中存在着目标，则从发射天线12发射的传输信号被所述目标反射，并返回至相位单脉冲雷达系统10。
相位单脉冲雷达系统10包括两个接收天线14-1,14-2。如果从发射天线12发射的传输信号被目标反射，则反射波作为接收信号被两个接收天线14-1,14-2接收。
高频（RF）电路20-1连接至接收天线14-1，高频（RF）电路20-2连接至接收天线14-2。每个高频电路20-1,20-2使用传输信号将接收天线14-1,14-2中的相应的一个接收的接收信号转换为低频差拍信号。一个FFT操作单元（信号分析单元）22-1连接至高频电路20-1，一个FFT操作单元22-2连接至高频电路20-2。每个FFT操作单元22-1,22-2对来自高频电路20-1,20-2中的相应的一个电路的差拍信号进行FFT（快速傅里叶变换）。利用对差拍信号进行的FFT，产生频谱，所述频谱表示相对于频率的、差拍信号的振幅|u|和相位∠u。
目标检测单元24连接至FFT操作单元22-1,22-2。该目标检测单元24具有峰值检测单元26和相位差检测单元28。所述峰值检测单元26的输入是表示振幅|u|相对于频率的频谱数据，该数据是由各个FFT操作单元22-1,22-2获得的。所述峰值检测单元26基于接收天线14-1,14-2接收的接收信号的频谱数据，检测接收天线14-1,14-2接收的各接收信号的差拍信号的相对于频率的振幅|u|，并计算振幅|u|达到其最大值时的频率（峰值频率）。
相位差检测单元28的输入是表示相对于频率的相位∠u的频谱数据，该数据是由各个操作单元22-1,22-2获得的。所述相位差检测单元28基于针对接收天线14-1,14-2接收的各接收信号的频谱数据，接收计算接收天线14-1,14-2接收的各接收信号的差拍信号的相位差Δφ。
目标检测单元24基于接收天线14-1,14-2接收的接收信号的差拍信号的峰值频率，检测车辆与目标的距离，并基于接收天线14-1,14-2接收的各接收信号的差拍信号的相位差Δφ，检测车辆周围存在的目标的方位（角）。
目标检测单元24还包括连接至峰值检测单元26和相位差检测单元28的倒相检测单元30。所述倒相检测单元30的输入是接收天线14-1,14-2处的接收信号的峰值频率数据，和这些接收信号的相位差Δφ数据。该倒相检测单元30基于峰值频率和相位差Δφ，判断倒相是否在峰值频率附近处发生于两个接收信号中的任何一个信号。
图2A和图2B是用于解释本实施例的相位单脉冲雷达系统10进行的方位检测操作的图示。图2A展示了两个接收天线14-1,14-2之间的相位差Δφ，以及方位θ。图2B是两个接收天线14-1,14-2之间的接收相位差Δφ的矢量图。
接收天线14-1,14-2处的两个差拍信号的相位差Δφ由下式（1）表示。在式（1）中，λ是无线电波的波长，d是接收天线14-1,14-2之间的距离：
 。
其信号进行FFT（快速傅里叶变换）的各接收天线14-1,14-2的差拍信号的峰值频率的相位表达为实/虚轴上的矢量（矢量A和矢量B）的形式，如图2B所示。于是，两个接收天线14-1,14-2之间的接收相位差Δφ由下式（2）表示：
。
相应地，在本实施例中，目标检测单元24根据从上式（1）和（2）获得的下式（3），检测方位（角）Θ：
。
图3是用于解释相位单脉冲雷达系统的方位检测中误差发生的图示。图4展示了目标具有两个反射点、在该两个反射点处传输信号被反射的情形。更具体地，图4展示了通过从各接收点接收反射波而获得的接收信号的差拍信号的振幅和相位，以及来自各反射点的接收信号合成到的合成波的振幅和相位。
当从发射天线12发射的传输信号在同一目标40上的两个或多个不同点（将称为“反射点P”和“反射点Q”）处被反射时，相位单脉冲雷达系统10在各个接收天线14-1,14-2处分别结合搜在反射点P和Q处反射的反射波作为接收信号。如果来自反射点P和Q的反射波分别被转换为差拍信号并进行FFT，则在各差拍信号相对于各反射点P和Q的频谱中出现振幅峰值，如图4的上表所示。即，来自反射点P和Q的接收信号的振幅为最大时的峰值频率fp，fq是彼此各异的。
在相位单脉冲雷达系统10与反射点P之间的距离以及相位单脉冲雷达系统10与反射点Q之间的距离等于或小于相位单脉冲雷达系统10的距离分辨率时，来自各反射点P和Q的反射波的差拍信号的频谱区域或范围彼此重叠，如图4的上表所示。在这种情况下，实际上由接收天线14-1,14-2接收的接收信号是合成波，来自各反射点P和Q的反射波合成至其上；因此，在实际上接收的信号的差拍信号的频谱中，在上述峰值频率fp和fq之间的频率fr处出现了振幅峰值。
一般地，在来自反射点P和Q的反射波合成所至的接收信号的峰值频率fr的附近，两个接收天线14-1,14-2的接收信号的相位不会变化得太大。在这种情形中，相位差Δφ不会变化得太大，并会变得等于一中间值，该中间值是与反射点P相关联的相位差Δφp和与反射点Q相关联的相位差Δφq之间的中间值。即，如果来自两个反射点P和Q的反射波合成所至的合成波被接收天线14-1,14-2作为接收信号接收，则从雷达系统10看来的反射波似乎从两个反射点P与Q之间的点R处反射或发射。
然而，如果来自反射点P和Q的反射波彼此干扰，例如，则由于反射波的干扰，在上述合成波的峰值频率fr附近处，接收天线14-1,14-2的接收信号中的任何一个信号可倒转360°，且接收信号的相位差Δφ可极大地改变。在这种情形中，如果来自反射点P和Q的反射波合成所至的合成波由接收天线14-1,14-2接收作为接收信号，则从相位单脉冲雷达系统10看来的反射波似乎从点S处反射或发射，该反射波的方位与位于两个反射点P和Q中间的点R的方位具有极大的不同。在这种情形中，判断目标位于点S的方向上，目标的方位与位于两个反射点P和Q之间的点R的方位具有极大的不同。如果以这种方式错误地检测了目标方位，则可能无法正确地继续后续操作（例如，目标跟踪操作或移动轨迹估测操作，或碰撞回避控制，例如告警输出或强制制动）。
于是，在本实施例中，当倒相在两个接收天线14-1,14-2接收的接收信号的差拍信号的峰值频率fr处或其附近，发生于接收信号中的任何一个时，至少包括发生了倒相的那个接受信号的接收信号不用于目标方位的检测，即基于两个接收信号的相位差检测的方位不用作目标相对于车辆所位于的方位方向，从而确保了在目标方位的方向上的提高的精度。参见图5到图7，将描述本实施例的特征。
图5是由本实施例的相位单脉冲雷达系统10执行的控制例程的一个例子的流程图。图6A展示了在接收信号的峰值频率附近没有产生倒相的情形中，相对于所述频率、在两个接收天线14-1,14-2之间、来自各反射点的反射波合成所至的接收信号的相位差的变化。图6B展示了在接收信号的峰值频率处或其附近发生倒相的情形中，相对于频率的相位差的变化，以与图6A比较。图7A和图7B用于解释本实施例的相位单脉冲雷达系统10提供的效果。图7A展示了目标方位方向的结果，这是由要与本实施例的相位单脉冲雷达系统10相比较的一个比较系统获得的。图7B展示了目标方位方向的结果，这是由本实施例的相位单脉冲雷达系统10获得的。
在本实施例的相位单脉冲雷达系统10中，当传输信号从发射天线12中发出之后，传输信号被目标反射，其反射波被接收天线14-1,14-2接收，作为接收信号（步骤100）。接着，各接收天线14-1,14-2的接收信号被分别孩子转换为高频电路20-1,20-2中的低频差拍信号，且差拍信号接受FFT（快速傅里叶变换），被转换为频谱（步骤102）。
接收天线14-1,14-2接收的各接收信号的频谱的振幅数据被输入峰值检测单元26中。该峰值检测单元26基于接收信号的振幅数据，计算在各接收信号中振幅达到其最大值时的峰值频率fr（步骤104）。并且，各接收信号的频谱的相位数据被输入相位差检测单元28。该相位差检测单元28基于各接收信号的相位数据，计算这些接收信号在各个频率处的相位差（相位差）Δφ（步骤106）。
上述计算的峰值频率fr数据和相位差Δφ被输入倒相检测单元30。倒相检测单元30基于峰值检测单元26计算的接收天线14-1,14-2的峰值频率fr，以及相位差检测单元28计算的相位差Δφ，判断在峰值频率fr附近处，倒相是否发生于接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号（步骤108）。
如果在接收信号的峰值频率fr附近处倒相发生于两个接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号，则接收信号的相位差Δφ在其峰值频率fr处不会变化得太大，如图6A所示。另一方面，如果倒相发生于接收信号中的任何一个信号，则由于该倒相，接收信号的相位差Δφ在峰值频率fr处变化得较大，如图6B所示。
在判断倒相是否发生的上述步骤108中，倒相检测单元30起初搜索接收信号在上述峰值频率fr附近处的相位差Δφ。更具体地，倒相检测单元30获得以上述峰值频率fr为中心的预定频率范围或区域（fr-C到fr+C）内的接收信号的相位差Δφmax和最小值Δφmin。于是，判断相位差Δφ的最大值Δφmax与最小值Δφmin之间的差是否等于或大于一给定阈值。所述给定阈值可以是当接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号的相位被倒转360°时，可作为接收信号的相位差得到的最小的值。
当倒相检测单元30判断相位差Δφ的最大值Δφmax和最小值Δφmin不等于或大于所述给定阈值时，其判断接收天线14-1,14-2接收的接收信号在峰值频率fr附近都不接收倒相。另一方面，如果倒相检测单元30判断相位差Δφ的最大值Δφmax与最小值Δφmin之间的差等于或大于所述给定阈值时，判断接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号在峰值频率fr附近接受倒相。
当在上述步骤108中倒相检测单元30判断在接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个的峰值频率fr附近倒相未发生于该接收信号中，所述目标检测单元24基于接收天线14-1,14-2接收的接收信号的峰值频率fr和相位差Δφ，常规地计算车辆周围存在的目标的距离和方位，以判断目标的位置（步骤110）。于是，基于检测的目标位置（步骤112）进行控制操作。所述控制操作可选自例如：使用检测到的目标位置的跟踪操作，以跟踪目标；移动轨迹估测操作，用于估测目标的移动轨迹；以及基于目标位置的碰撞避免控制，例如告警输出和强制制动。
另一方面，如果倒相判断单元30在上述步骤108中判断在接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个的峰值频率fr附近倒相发生于该接收信号中，所述目标检测单元24基于接收天线14-1,14-2接收的接收信号的峰值频率fr和相位差Δφ，常规地计算车辆周围存在的目标的距离和方位，以判断目标的位置（步骤110）。于是，基于检测的目标位置（步骤112）进行控制操作。所述控制操作可选自例如：使用检测到的目标位置的跟踪操作，以跟踪目标；移动轨迹估测操作，用于估测目标的移动轨迹；以及基于目标位置的碰撞避免控制，例如告警输出和强制制动。
于是，在本实施例的相位单脉冲雷达系统10中，在以两个接收天线14-1,14-2接收的接收信号的峰值频率fr为中心的预定频率范围或区域（fr-C到fr+C）内，当接收信号的相位差Δφ的最大值Δφmax和最小值Δφmin之间的差小于所述给定阈值时（即，当在峰值频率fr附近接收信号的相位差Δφ的变化量小于一给定值时），判断为在峰值频率fr附近处倒相未发生于接收信号中的任何一个信号，且基于接收信号的相位差Δφ正常地检测出目标存在的方位方向。在这种情形中，使用检测到的方位作为目标方位来进行控制操作。
另一方面，当在以上述频率峰值fr为中心的预定频率范围或区域内（fr-C到fr+C）的、接收信号的相位差Δφ的最大值与最小值Δφmin之间的差等于或大于给定阈值时（即，当在峰值频率fr附近接收信号的相位差Δφ的变化量等于或大于所述给定值），则判断倒相在峰值频率fr附近发生于接收信号中的任何一个信号，且这些信号被从检测目标方位所基于的接收信号中排除了。在这种情形中，基于接收信号的相位差Δφ检测的方位在以下控制操作中不用作为目标方位。
于是，根据本实施例的相位单脉冲雷达系统10，当发射天线12发射的传输信号被同一目标上的两个或更多个反射点（更具体地，具有小的距离差的两个或更多个反射点）反射，且来自该两个或更多个反射点的反射波合成所至的合成波分别被接收天线14-1,14-2接收以作为接收信号时，如果在接收信号的峰值频率fr附近倒相发生于接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号，则同时被所述接收天线14-1,14-2接收的两个接收信号不被用于目标方位的检测。
根据本实施例的系统的配置，将与同一目标上的两个或更多个反射点的中间点所位于的方位方向具有极大不同的方位方向用作为目标方位的可能性降低了（参见图7B），这不同于即使当在接收信号的峰值fr附近倒相发生于这些接收信号中的任何一个信号时、接收天线14-1,14-2接收的接收信号都用于目标方位的检测的这样一种系统内配置（参见图7A）。相应地，利用本实施例的相位单脉冲雷达系统10，能以更高的精度检测目标的方位。由此，可以正确地进行使用目标的检测方位的控制操作。
在上述第一实施例中，目标检测单元24用作为本发明的目标方位检测部分，而图5所示的例程中的步骤108的操作用作本发明的倒相判断部分，同时步骤114的操作用作本发明的检测对象排除部分。
 [第二实施例]
在上述第一实施例中，取决于峰值频率fr附近处接收信号的相位差Δφ的变化量是否等于或大于一给定值（更具体地，接收信号的相位差Δφ的最大值Δφmax与最小值Δφmin之间的差是否等于或大于一给定阈值），判断倒相是否发生于两个接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号。在本发明的第二实施例中，另一方面，上述倒相的发生时用另一种方法判断的。
图8时根据本发明第二实施例的相位单脉冲雷达系统100的框图。在图8中，与图1中的附图标记相同的附图标记指代那些与图1相同或相应的部件或单元，将不会对其进行进一步解释或仅作简单解释。图9A和图9B是矢量图，其展示了峰值频率fr附近的频率区域（fr-C到fr+C）中相对于频率的、在两个接收天线14-1,14-2处来自各反射点的反射波合成所至的接收信号的矢量中的变化。图9A展示了在接收信号的峰值频率fr附近处没有倒相发生的情形，图9B展示了在接收信号的峰值频率fr附近处倒相发生的情形。
在本实施例的相位单脉冲系统100中，目标检测单元102连接至FFT操作单元22-1,22-2。该目标检测单元102具有峰值检测单元26和相位差检测单元（未图示）。所述目标检测单元102基于接收天线14-1,14-2接收的接收信号的差拍信号的峰值频率，基于检测车辆到目标的距离，并基于接收天线14-1,14-2接收的各接收信号的差拍信号的相位差Δφ，检测车辆周围存在的目标的方位（角）。
目标检测单元102还包括连接至FFT操作单元22-1的积分单元104-1，以及连接至FFT操作单元22-2的积分单元104-2。上述峰值检测单元26连接至积分单元104-1,104-2。所述积分单元104-1,104-2的输入是在FFT操作单元22-1,22-2处获得的、表示相位∠u相对于频率的频谱数据，以及在峰值检测单元26处获得的峰值频率数据。
积分单元104-1，104-2进行操作，以在接收信号的峰值频率fr附近对相应的接收天线14-1,14-2接收的接收信号的差拍信号的相位的差异进行积分。即，对于接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的每一个，积分单元104-1,104-2对以接收信号的峰值频率fr为中心的预定频率范围或区域（fr-D到fr+D）内对应的接收信号的差拍信号的相位的差异进行积分。利用所进行的积分，相对于各接收天线14-1,14-2而言，对峰值频率fr附近的预定频率范围内的接收信号的相位差异的积分量进行测定。
积分差检测单元106连接至积分单元104-1,104-2。为接收天线14-1,14-2中的每一个天线，向所述积分差检测单元106输入峰值频率fr附近的预定频率范围内的接收信号的相位差异的积分量数据。所述积分差检测单元106基于来自各个积分单元104-1,1-4-2的积分量的数据，计算接收天线14-1,14-2之间的、在峰值频率fr周围相同的预定频率范围内接收信号的相位差异的积分量的差。
目标检测单元102还具有连接至峰值检测单元26和积分差检测单元106的倒相检测单元108。向所述倒相检测单元108输入峰值频率数据和差异数据，所述峰值频率数据表示接收天线14-1,14-2接收的接收信号的峰值频率，所述差异数据表示上述接收信号中的相位差异的积分量之间的差异。所述倒相检测单元108基于峰值检测单元26计算的接收信号的峰值频率和以及积分差检测单元106计算的差，判断在峰值频率fr附近处倒相是否发生于接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号，其中，所述积分差检测单元106计算的差为接收天线14-1,14-2之间的、在峰值频率fr附近的相同预定频率范围内接收信号中的相位差的积分量的差。
如果在接收信号的峰值频率fr附近处没有倒相发生于两个接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号中，则在峰值频率fr附近的每个接收信号中的相位差异的积分量之差将不会太大，如图9A所示。另一方面，如果倒相发生，则由于倒相的缘故，峰值频率fr附近的每个接收信号中的相位差异的积分量之差将增大。
倒相检测单元108通过判断在接收天线14-1,14-2之间，峰值频率fr附近相同预定频率范围内的接收信号的相位差异的积分量之差是否等于或大于一给定值，来判断倒相是否发生于接收信号中的任何一个信号。所述给定值可以是当接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号的相位倒转360°时，作为在预定频率范围内每个接收信号的相位差异的积分量之差能够产生的最小的值。
当所述倒相检测单元108通过判断上述的相位差异的积分量之差小于所述给定值、从而判断在峰值频率fr附近处没有倒相发生于两个接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号中时，所述目标检测单元102正常地计算出车辆周围目标的距离和方位，以确定目标的位置，且基于检测到的目标位置进行控制操作。
另一方面，当倒相检测单元108通过判断上述的相位差异的积分量之差等于或大于所述给定值、从而判断在峰值频率fr附近处倒相发生于两个接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号中时，所述目标检测单元102从方位被检测所基于的接收信号中排除了至少包括倒相发生所在的接收信号的接收信号，且不将基于接收信号的相位差Δφ检测的方位用作为控制操作中使用的目标方位。
因此，在本实施例的相位单脉冲雷达系统100中，当两个接收天线14-1、14-2之间的、位于围绕峰值频率fr 的预定频率范围或区域（fr-D到fr+D）内接收信号的相位差的积分量之差小于所述给定值时，判断在峰值频率fr附近没有倒相发生于接收信号中的任何一个信号中；在这种情形中，基于接收信号的相位差Δφ正常地检车出目标存在所在的方位方向，并使用检测到的方位作为目标的方位来进行控制操作。
另一方面，当两个接收天线14-1、14-2之间的、位于围绕峰值频率fr 的预定频率范围或区域（fr-D到fr+D）内接收信号的相位差的积分量之差等于或大于所述给定值时，判断在峰值频率fr附近倒相发生于接收信号中的任何一个信号中；在这种情形中，至少包括发生了倒相的接收信号的接收信号被从检测方位所基于的接收信号中排除出去，且基于两个接收信号的相位差Δφ检测的方位不被用作控制操作中使用的目标方位。
因此，在本实施例的相位单脉冲雷达系统100中，同样，在发射天线12发射的传输信号被同一目标上的两个或更多个反射点（更具体地，具有小的距离差的两个或更多个反射点）反射，且来自该两个或更多个反射点的反射波合成所至的合成波分别被接收天线14-1,14-2接收以作为接收信号时，如果在接收信号的峰值频率fr附近倒相发生于接收天线14-1,14-2接收的接收信号中的任何一个信号，则至少发生倒相的接收信号或同一时刻被所述接收天线14-1,14-2接收的接收信号不被用于目标方位的检测。
利用上述配置的本实施例的系统，将与同一目标上的两个或更多个反射点的中间点所位于的方位方向具有极大不同的方位方向用作为目标方位的可能性降低了。相应地，在本实施例的相位单脉冲雷达系统100中，能以更高的精度检测目标的方位。由此，可以正确地进行使用目标的检测方位的控制操作。
在上述第二实施例中，当两个接收天线14-1,14-2之间的、在峰值频率fr附近相同预定频率范围（fr-D 到fr+D）内接收信号的相位差异的积分量之差等于或大于所述给定值时，判断倒相发生于峰值频率fr附近的接收信号中的任何一个信号的目标检测单元102和倒相检测单元108用作为本发明的倒相判断部分。
在上述第二实施例中，对峰值频率fr附近的相同预定频率范围（fr-D到fr+D）内的接收信号的相位差异的积分量进行了测定，随后判断两个接收天线14-1,14-2之间的积分量之差是否等于或大于所述给定值，如果所述差等于或大于所述给定值时，判断倒相发生于峰值频率fr附近的接收信号中的任何一个信号。然而，本发明并不限于这种设置。例如，指定频率范围或区域（fr-D到fr+D）的值D可恰当地设定，以使得仅在接收天线14-1,14-2接收的接收信号中发生倒相的接收信号的超过360° (2π)。于是，当倒相发生于接收信号中时，如果接收天线14-1,14-2中的一个天线的接收信号的相位轨迹设置为旋转360° (2π)并交叉，则基于相位轨迹是否旋转了360° (2π)或更大并交叉，不测定上述积分量便可判断在峰值频率fr附近处倒相发生于接收信号中的任何一个信号中。
在第一和第二实施例中，相位单脉冲雷达系统10,100包括两个接收天线14-1,14-2。然而，本发明并不限于这种设置，相位单脉冲雷达系统10,100可包括三个或更多个接收天线14-1,14-n（n>3）。
在第一和第二实施例中，当判断倒相发生于接收信号中的任何一个信号中时，目标检测单元24,102不将基于接收信号的相位差Δφ检测到的方位作为控制操作中的目标方位。然而，本发明并不限于这种设置。当判断倒相发生于接收信号中的任何一个信号中时，目标检测单元24,102不使用相位差Δφ来检测目标的方位。
尽管以峰值频率为中心的所述预定频率范围被定义为围绕峰值频率或峰值频率附近的频率范围，然而，在第一和第二实施例中，峰值频率附近可以位于这样一给定频率范围内：该频率范围包括在频谱内振幅达到其最大时的峰值频率fr。

Claims (8)

1.相位单脉冲雷达系统，包括：
发射天线，其发射传输信号；
多个接收天线，其接收传输信号的反射波作为接收信号；
目标方位检测部分，其基于所述多个接收天线接收到的接收信号的相位差来检测目标的方位；
倒相判断部分，其判断：在所述接收信号的频谱的峰值频率附近，倒相是否发生于所述接收信号中的任何一个信号；以及
检测对象排除部分，当所述倒相判断部分判断倒相发生时，所述检测对象排除部分不将基于相位差的方位用作目标方位。
2.根据权利要求1所述的相位单脉冲雷达系统，其特征在于，当所述峰值频率附近的相位差的变化量等于或大于一预定值时，所述倒相判断部分判断倒相发生。
3.根据权利要求2所述的相位单脉冲雷达系统，其特征在于，当所述峰值频率附近一预定频率范围内的相位差的最大值与最小值之间的差值等于或大于所述预定值时，所述倒相判断部分判断倒相发生。
4.根据权利要求1所述的相位单脉冲雷达系统，其特征在于，当所述接收天线之间、在所述峰值频率附近的一预定频率范围内、各接收天线接收到的接收信号中的相位变化的积分值的差值等于或大于一预定值时，所述倒相判断部分判断倒相发生。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的相位单脉冲雷达系统，其特征在于，当所述倒相判断部分判断倒相发生时，所述检测对象排除部分排除所述多个接收天线从对象处接收到的接收信号，其中，所述目标方位检测部分基于所述对象来检测所述目标的方位。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的相位单脉冲雷达系统，其特征在于，所述相位单脉冲雷达系统进一步包括目标距离检测部分，该目标距离检测部分用于基于所述峰值频率来检测从所述系统到所述目标的距离。
7.相位单脉冲雷达系统，包括：
发射部分，其发射传输信号；
多个接收部分，其分别接收反射波作为接收信号，所述反射波包括从目标反射回来的所述传输信号；
差拍信号生成部分，其从所述接收信号生成差拍信号；
频谱生成部分，其从所述差拍信号生成多个频谱；
方位检测部分，其基于所述多个频谱之间的相位差来检测目标的方位；以及
倒相判断部分，其判断：在预定频率范围内，倒相是否发生于所述接收信号中的任何一个信号，所述预定频率范围包括所述接收信号的幅值达到对应频谱中的最大值时的频率，其中
当所述倒相判断部分判断倒相发生时，所述方位检测部分不使用所述相位差来检测目标的方位。
8.目标检测方法，包括：
发射传输信号；
接收反射波作为接收信号，所述反射波包括从目标反射回来的所述传输信号；
从所述接收信号生成差拍信号；
从所述差拍信号生成多个频谱；
基于所述多个频谱之间的相位差，检测目标的方位；并且
判断在一预定频率范围内倒相是否发生于所述接收信号中的任何一个信号，所述预定频率范围包括所述接收信号的幅值达到对应频谱中的最大值时的频率，其中当判断倒相发生于所述接收信号中的任何一个信号时，所述相位差不被用于检测目标的方位。
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