CN107003390A - 雷达装置、雷达输出调整系统以及雷达输出调整方法 - Google Patents

Abstract

雷达装置(2)将调整参数设定为任意的值而发射雷达波，从该雷达装置的外部获取该雷达波的发射电平的计测结果亦即初始发射电平。并且，从该雷达装置的外部接收该雷达波的延迟波，获取该延迟波的接收电平的计测结果亦即初始接收电平(30：S120～S150)。然后，按照预先设定的目标发射电平、所获取的初始发射电平以及初始接收电平，设定目标接收电平(30：S160)。然后，反复进行调整参数的更新与接收电平的计测，直到接收电平与目标接收电平一致为止(30：S170)。

Description

雷达装置、雷达输出调整系统以及雷达输出调整方法

技术领域

本公开涉及调整雷达装置的发射功率的技术。

背景技术

以往，作为在出厂前等利用检查线调整雷达装置的发射电平的方法之一，公知有以下的方法。

在以往的方法中，首先，通过配置于雷达装置的附近的接收天线接收从雷达装置发射的雷达波，利用功率表等计测其接收电平。将该功率表的计测结果导入个人计算机(PC)，经由该PC供给至雷达装置。结果，在雷达装置中，以从PC获取的发射电平的计测结果与预先设定的目标发射电平一致的方式改变使雷达波的输出变化的调整参数(参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利第4429347号公报

在现有技术中，雷达装置每当使调整参数变化时，均需要从外部的PC获取发射电平的计测结果。换句话说，每当改变调整参数时，每次均需要进行与PC的通信，从而存在在发射电平的调整中耗费时间的问题。

发明内容

本公开的目的在于提供一种缩短雷达装置的发射功率的调整所需的时间的技术。

本公开的雷达装置具备初始计测单元、目标设定单元以及调整执行单元。初始计测单元将使雷达波的输出变化的调整参数设定成任意的值而发射雷达波，从设置于该雷达装置的外部并计测雷达波的计测装置获取雷达波的发射电平的计测结果亦即初始发射电平。并且，从设置于该雷达装置的外部并使雷达波延迟回送的延迟装置接收雷达波的延迟波，获取该延迟波的接收电平的计测结果亦即初始接收电平。目标设定单元按照预先设定的目标发射电平、由初始计测单元获取的初始发射电平以及初始接收电平，设定目标接收电平。调整执行单元反复进行调整参数的更新与接收电平的计测，直到接收电平与目标接收电平一致为止。

根据上述的构成，本公开的雷达装置只要将为了获取计测装置中的计测结果而进行的通信仅实施最初的一次即可，因此能够缩短发射电平的调整所需的时间。

另外，本公开的雷达输出调整系统具备上述雷达装置、接收天线、计测装置以及延迟装置。接收天线接收雷达装置输出的雷达波。计测装置对接收天线的接收功率进行计测，并且将计测结果提供给雷达装置。延迟装置使雷达装置输出的雷达波延迟回送而使雷达装置接收该延迟波。

需要说明的是，作为延迟装置，可以使用反射器，也可以使用构成为在使用延迟线使接收天线接收到的信号延迟后，使用发射天线朝向雷达装置再次发射的装置。

在使用反射器的情况下，能够简化雷达输出调整系统的构成。另外，在使用延迟线的情况下，与使用反射器的情况相比，能够在较窄的空间实施雷达装置的发射电平的调整。

需要说明的是，权利要求书所记载的括弧内的附图标记表示与作为一个方式后述的实施方式所记载的具体单元的对应关系，并不限定本公开的技术范围。

附图说明

图1是表示第一实施方式的雷达输出调整系统的构成的框图。

图2是雷达装置的信号处理部执行的输出调整处理的流程图。

图3是表示FFT的处理结果与接收电平的关系的说明图。

图4是表示调整参数更新处理的详细内容的流程图。

图5是表示第二实施方式的雷达输出调整系统的构成的框图。

具体实施方式

下面，使用附图对本公开的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

[构成]

如图1所示，本实施方式所涉及的雷达输出调整系统1具备成为调整对象的雷达装置2以及与雷达装置2单独准备的外部装置系统4。

[外部装置系统]

本实施方式所涉及的外部装置系统4具备接收天线41、功率表42、PC(个人计算机)43、反射器44。

接收天线41配置于与雷达装置2对置的位置，接收雷达装置2输出的雷达波。需要说明的是，接收天线41与雷达装置2的间隔优选尽可能接近，例如，设定为1m以下。

功率表42按照来自接收天线41的接收信号，计测由接收天线41接收到的雷达波的接收电平(此处为接收功率)。由此，计测雷达装置2输出的雷达波的发射电平(此处为发射功率)。

PC43获取功率表42的计测结果，将计测结果发送至雷达装置2。换句话说，PC43将雷达波的发射电平Ps发送至输出雷达波的雷达装置2。

反射器44配置于与雷达装置2对置的位置，将雷达装置2输出的雷达波反射至雷达装置2。需要说明的是，雷达装置2与反射器44的间隔设定为通过后述的频率解析处理获取的反射波的频率成分不受DC噪声的影响的程度的距离，例如设定为5m以上。另外，DC噪声是指从雷达装置2的发射天线25直接串扰至接收天线26的信号成分、在雷达装置2的电路内同样直接串扰的信号成分。

[雷达装置]

本实施方式所涉及的雷达装置2具备：振荡器21、放大器22、分配器23、功率放大器24、发射天线25、接收天线26、混频器27、放大器28、AD转换器29、信号处理部30。

振荡器21生成高频信号。此处，生成频率以三角波状直线地变化的FMCW波。作为高频信号，在本实施方式中使用毫米波带的信号，但不限定于此。

放大器22放大振荡器21生成的高频信号。

分配器23对放大器22的输出进行功率分配而供给至功率放大器24以及混频器27。

功率放大器24放大从分配器23供给的信号。需要说明的是，功率放大器24按照来自信号处理部30的调整信号使调整参数变化，由此能够使放大率变化。由此，能够使从发射天线25输出的雷达波的发射电平变化。在本实施方式中，作为调整参数，使用施加于放大所涉及的电路的偏置电压，调整参数的值越大，功率放大器24的放大率越大。换句话说，调整参数的值越大，雷达波的发射电平越大。

发射天线25将从功率放大器24供给的发射信号转换成由毫米波带的电波构成的雷达波并输出。

接收天线26接收从发射天线25的雷达波的照射方向到来的毫米波带的电波。

混频器27对来自接收天线26的接收信号混合来自分配器23的本地信号而生成由两个信号的频率差的成分构成的差拍信号。

放大器28放大混频器27生成的差拍信号。

AD转换器29每隔规定的取样间隔对从放大器28被输出的放大后的差拍信号进行取样而转换成数字值，由此生成接收数据。

信号处理部30具备由CPU30a、ROM30b、RAM30c构成的微型计算机，并且还具备能够实现与外部的PC43的数据通信的I/O端口30d。信号处理部30基于由AD转换器29生成的接收数据，至少执行物标检测处理以及输出调整处理。

此外，物标检测处理是基于接收数据求出与将雷达波反射的物标有关的信息的公知的处理，因此省略说明。

下面，对本实施方式所涉及的输出调整处理详述。

[输出调整处理]

相对于雷达装置2，以能够收发雷达波的方式设置外部装置系统4，并且在以能够进行信号处理部30与PC43的通信的方式连接的状态下执行本实施方式所涉及的输出调整处理。另外，本处理例如通过从PC43输入启动指令而在信号处理部30启动。

若本处理在信号处理部30启动，则如图2所示，CPU30a首先在S110中，移至能够执行功率放大器24的调整参数的调整的检查用模式。

在接下来的S120中，将调整参数G设定为默认值。默认值例如使用调整参数G的值域的中间值。也可以不限定于此，而使用调整参数的值域的上限值或者下限值等。

CPU30a在接下来的S130中获取由AD转换器29进行AD转换后的接收数据。更具体而言，在雷达装置2中，发射天线25发射电波，接收天线26接收来自反射器44的反射波，AD转换器29对该接收信号进行AD转换。CPU30a通过这样的方式获取被AD转换的接收数据。

在接下来的S140中，从外部装置系统4的PC43获取功率表42中的计测结果。更具体而言，在外部装置系统4中，接收天线41接收从雷达装置2发射的电波，功率表42计测接收到的电波的发射电平，PC43将计测结果发送至雷达装置2。CPU30a通过这样的方式经由I/O端口30d获取所发送的计测结果。下面，将该计测结果称为初始发射电平Psi。CPU30a通过这样的方式获取初始发射电平Psi。

CPU30a在接下来的S150中使用在S130中获取到的接收数据来执行频率解析处理，计算频谱。此处，作为频率解析处理，具体而言，执行快速傅里叶变换(FFT)处理。

接着，CPU30a从计算出的频谱提取表示来自反射器44的反射波的峰值频率成分，计算其接收强度，即接收电平(参照图3)。下面，将该接收电平称为初始接收电平Ari。CPU30a通过这样的方式获取初始接收电平Ari。

CPU30a在接下来的S160中按照使用了预先设定的目标发射电平Pst、在S140中获取到的初始发射电平Psi、在S150中获取到的初始接收电平Ari的(1)式，计算并设定目标接收电平Art。需要说明的是，各电平由分贝值表示。

Art＝Ari+Pst－Psi (1)

更具体而言，将对初始接收电平Ari加上初始发射电平Psi相对于目标发射电平Pst的偏差而计算出的值设定为目标接收电平Art的值。

CPU30a在接下来的S170中反复发射雷达波，进行更新调整参数的调整参数更新处理以使反射波的接收电平与在S160中设定的目标接收电平Art一致，并结束本处理。

接下来，根据图4的流程图对本实施方式所涉及的调整参数更新处理的详细内容进行说明。本处理使用作为检索算法之一的二分查找的方法来锁定调整参数G的值。

CPU30a首先在S310中，将表示处理的反复次数的参数N初始化为1，并且将用于调整参数G的锁定的调整范围的上限值RU以及下限值RL初始化。需要说明的是，调整范围的上限值RU设定为作为调整参数G的值域的上限值的BIN_max，调整范围的下限值RL设定为作为调整参数G的值域的下限值的BIN_min。

CPU30a在接下来的S320中按照使用了调整范围的上限值RU以及下限值RL的(2)式，计算并设定调整参数G。

G＝ceil((RU+RL)/2) (2)

其中，ceil是返回将小数点以下的值进1的值的函数。CPU30a将按照这样的(2)式计算出的调整范围的中间值设定为调整参数G的初始值。

CPU30a在接下来的S330中与图2的S130相同地通过发射天线25发射电波，通过接收天线26接收来自反射器44的反射波，通过AD转换器29对该接收信号进行AD转换，获取被AD转换的接收数据。

在接下来的S340中，与图2的S150相同地执行快速傅里叶变换(FFT)处理，获取来自反射器44的反射波的接收电平Ar。

CPU30a在接下来的S350中计算接收电平Ar相对于目标接收电平Art的偏差ΔA。

在接下来的S360中，对偏差ΔA的绝对值是否小于预先设定的允许值CONV进行判断。结果，在判断为偏差ΔA的绝对值小于允许值CONV的情况下(S360：是)，视为接收电平Ar与目标接收电平Art一致，并结束本处理。

另一方面，CPU30a在判断为偏差ΔA的绝对值为允许值CONV以上的情况下(S360：否)，移至S370，对参数N是否小于上限值Nmax进行判断。需要说明的是，Nmax将能够在调整参数G的值域内设定的值的级数设为K，设定为满足2Nmax－1＜K≤2Nmax的值。

结果，CPU30a在判断为参数N为上限值Nmax以上的情况下(S370：否)，视为错误，并结束本处理。此时，另外执行错误应对处理。另一方面，在判断为参数N小于上限值Nmax的情况下(S370：是)，移至S380，将参数N自加1(N←N+1)并进入S390。

CPU30a在S390中判断偏差ΔA是否大于0，即判断接收电平Ar是否大于目标接收电平Art。

结果，在判断为偏差ΔA大于0的情况下(S390：是)，移至S400，视为为了使接收电平Ar与目标接收电平Art一致而需要降低调整参数G，以调整参数G来更新调整范围的上限值RU，并返回S320。

另一方面，CPU30a在判断为偏差ΔA为0以下的情况下(S390：否)，移至S410，视为为了使接收电平Ar与目标接收电平Art一致而需要提高调整参数G，以调整参数G来更新调整范围的下限值RL，并返回S320。

[效果]

如以上说明的那样，本实施方式所涉及的雷达装置2不需要在每当变更调整参数G时实施为了获取外部装置系统4中的计测结果而进行的通信，只要仅实施最初的一次即可。因此，能够缩短雷达波的发射电平的调整所需的时间。

另外，在本实施方式所涉及的雷达装置2中，通过二分查找来进行调整参数G的更新。因此，能够高效地进行调整。

[第二实施方式]

对于第二实施方式，由于基本的构成与第一实施方式相同，所以对共通的构成省略说明，以不同点为中心进行说明。

在上述的第一实施方式中，作为用于使雷达波延迟回送的构成，使用了反射器44。与此相对，在第二实施方式中，如图5所示，在利用延迟线45这点上与第一实施方式不同。

[外部装置系统]

构成本实施方式的雷达输出调整系统1a的外部装置系统4a具备接收天线41、功率表42、PC43、延迟线45、发射天线46。换句话说，与第一实施方式的外部装置系统4相比，省略了反射器44，取而代之具备延迟线45以及发射天线46。

延迟线45使来自接收天线41的信号延迟规定时间而供给至发射天线46。发射天线46与雷达装置2对置地配置，将基于延迟线45的延迟信号作为发射信号，将雷达波朝向雷达装置2再次发射。

需要说明的是，延迟线45与反射器44的情况相同，设定为成为在能够充分抑制DC噪声的影响的频率区域出现峰值频率那样的延迟量。

[效果]

在如上构成的本实施方式所涉及的雷达输出调整系统1a中，能够获得与第一实施方式相同的效果。

另外，在本实施方式所涉及的雷达输出调整系统1a中，通过延迟线45能够进行延迟量的调整，因此能够任意地设定雷达装置2与外部装置系统4a的发射天线46的距离。因此，与在第一实施方式的外部装置系统4中使用反射器44的情况相比，能够在更窄的空间内实施雷达输出调整。

[其他的实施方式]

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开不限定于上述实施方式，能够采用各种方式。

(1)在上述实施方式中，作为调整参数G，使用了对功率放大器24的放大所涉及的电路施加的偏置电压，但不限定于此。调整参数G只要是能够调整从发射天线25输出的雷达波的功率的参数即可。

(2)对于上述实施方式中的一个构成要素所具有的功能，也可以分散成多个构成要素。另外，对于上述实施方式中的多个构成要素所具有的功能，也可以统一为一个构成要素。另外，上述实施方式的构成的至少一部分也可以被替换成具有相同的功能的公知的构成。另外，也可以省略上述实施方式的构成的一部分。另外，上述实施方式的构成的至少一部分也可以对于其他的上述实施方式的构成增加或者替换等。需要说明的是，包含于仅由权利要求书所记载的词句特定的技术构思的所有方式为本公开的实施方式。

(3)本公开除了上述雷达装置2、上述雷达输出调整系统1、1a之外，也能够以用于使计算机作为构成该雷达装置2的各单元发挥功能的程序、记录该程序的介质、雷达输出调整方法等各种方式实现。

附图标记说明

1、1a…雷达输出调整系统；2…雷达装置；4、4a…外部装置系统；21…振荡器；22、28…放大器；23…分配器；24…功率放大器；25、46…发射天线；26、41…接收天线；27…混频器；29…AD转换器；30…信号处理部；42…功率表；44…反射器；45…延迟线。

Claims (8)

1.一种雷达装置，其是通过收发雷达波来获取与反射了所述雷达波的物标有关的信息的雷达装置(2)，具备：

初始计测单元(30：S120～S150)，其将使所述雷达波的输出变化的调整参数设定成任意的值而发射所述雷达波，从设置于所述雷达装置的外部并计测所述雷达波的计测装置获取所述雷达波的发射电平的计测结果亦即初始发射电平，并且从设置于所述雷达装置的外部并使所述雷达波延迟回送的延迟装置接收所述雷达波的延迟波，获取所述延迟波的接收电平的计测结果亦即初始接收电平；

目标设定单元(30：S160)，其按照预先设定的目标发射电平、由所述初始计测单元获取的所述初始发射电平以及所述初始接收电平，设定目标接收电平；以及

调整执行单元(30：S170)，其反复进行所述调整参数的更新与所述接收电平的计测，直到所述接收电平与所述目标接收电平一致为止。

2.根据权利要求1所述的雷达装置，其中，

所述目标设定单元将所述初始发射电平相对于所述目标发射电平的偏差加在所述初始接收电平上的值设为所述目标接收电平。

3.根据权利要求1或2所述的雷达装置，其中，

所述调整参数是对功率放大器的放大所涉及的电路施加的偏置电压，所述功率放大器向输出所述雷达波的发射天线供给发射信号。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的雷达装置，其中，

所述调整执行单元使用二分查找来更新所述调整参数。

5.一种雷达输出调整系统，具备：

权利要求1～4中的任一项所述的雷达装置(2)；

接收天线(41)，其接收所述雷达装置输出的雷达波；

计测装置(42)，其计测所述接收天线的接收电平并且将计测结果发送至所述雷达装置；以及

延迟装置(44、45、46)，其使所述雷达装置输出的雷达波延迟回送至所述雷达装置。

6.根据权利要求5所述的雷达输出调整系统，其中，

所述延迟装置为反射所述雷达波的反射器(44)。

7.根据权利要求5所述的雷达输出调整系统，其中，

所述延迟装置具备：

延迟线(45)，其使所述接收天线接收的信号延迟；以及

发射天线(46)，其将由所述延迟线延迟的信号作为发射信号，并朝向所述雷达装置发射雷达波。

8.一种雷达输出调整方法，其是雷达装置(2)的雷达输出调整方法，所述雷达装置通过收发雷达波来获取与反射了所述雷达波的物标有关的信息，所述雷达输出调整方法包含：

将使所述雷达波的输出变化的调整参数设定为任意的值而发射所述雷达波，从设置于所述雷达装置的外部并计测所述雷达波的计测装置获取所述雷达波的发射电平的计测结果亦即初始发射电平，并且从设置于所述雷达装置的外部并使所述雷达波延迟回送的延迟装置接收所述雷达波的延迟波，获取所述延迟波的接收电平的计测结果亦即初始接收电平的工序(30：S120～S150)；

按照预先设定的目标发射电平、获取的所述初始发射电平以及所述初始接收电平，设定目标接收电平的工序(30：S160)；以及

反复进行所述调整参数的更新与所述接收电平的计测，直到所述接收电平与所述目标接收电平一致为止的工序(30：S170)。