CN107884750A - 多雷达系统 - Google Patents

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Abstract

公开了多雷达系统。在第1实施方式的多雷达系统(100)中，雷达(A101)及雷达(B102)进行同步，以使发送定时及频带大致相同。为此，在雷达(A101)及雷达(B102)作为双分雷达动作的情况下，对于目标(T)表面中的、来自雷达(A101)和雷达(B102)的检测对象区域重叠的部位的反射波，通过雷达(A101)和雷达(B102)得到相同的检测结果。因此，通过合成雷达(A101)及雷达(B102)各自作为双分雷达动作的情况下的目标检测结果，可以提高信噪比，提高目标的检测性能。

Description

多雷达系统
技术领域
本发明涉及使用了多台雷达装置的多雷达系统。
背景技术
以往，提出了使用多个雷达装置，在邻接的雷达装置间进行电子束扫描及相控阵天线的同步，在探测对象区域可作为双分雷达(Bistatic radar)运行的定时作为双分雷达运行，在作为双分雷达难以运行的定时作为单体的单分雷达(Monostatic radar)运行的多雷达系统(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所公开的多雷达系统中，例如在由3台以上的雷达构成的情况下，通过使邻接的雷达之间同步，能够充分地确保波束的交叉区域，所以可以有效地扩大检测区域。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3643871号公报
发明内容
在专利文献1所公开的技术中，尽管考虑了检测区域的宽泛和检测性能的提高，但未考虑高分辨率。为此，期望能够兼顾目标的检测性能的提高和高分辨率的多雷达系统。
本发明的非限定的实施例，有助于提供可以兼顾目标的检测性能的提高和高分辨率的多雷达系统。
本发明的一方式是多雷达系统，包括：第1雷达装置，其包括：发送第1发送信号的第1发送单元；在单分雷达模式及双分雷达模式中，分别接收在目标上反射的反射波信号的第1接收单元；以及分别用所述接收到的反射波信号进行到来方向估计的第1估计单元；第2雷达装置，其包括：发送第2发送信号的第2发送单元；在所述单分雷达模式及所述双分雷达模式中，分别接收被所述目标反射的所述反射波信号的第2接收单元；以及分别用所述接收到的反射波信号进行所述到来方向估计的第2估计单元；合成单元，将第1雷达装置的双分雷达模式中的到来方向估计结果、第2雷达装置的双分雷达模式中的到来方向估计结果进行合成；以及集中处理装置，其包括：形状估计单元，使用第1雷达装置的单分雷达模式中的到来方向估计结果、第2雷达装置的单分雷达模式中的到来方向估计结果、以及所述合成单元的输出，对目标的形状进行估计。
再者，这些概括性的并且具体的方式，可以通过系统、装置及方法的任意的组合来实现。
根据本发明的一方式，可以提供能够兼顾目标的检测性能的提高和高分辨率的多雷达系统。
从说明书和附图中将清楚本发明的一方式中的更多的优点和效果。这些优点和/或效果可以由几个实施方式和说明书及附图所记载的特征来分别提供，不必为了获得一个或一个以上的同一特征而提供全部特征。
附图说明
图1是示意性地表示了本第1实施方式的多雷达系统和目标之间的关系的图。
图2是表示第1实施方式的多雷达系统的块结构的图。
图3是表示相位合成单元的结构例的图。
图4是表示第2实施方式的多雷达系统的块结构的图。
图5是表示第3实施方式的多雷达系统的块结构的图。
图6是例示了将雷达A的设置位置作为原点的正交坐标系的图。
图7是用于说明雷达A和雷达B的视线方向不一致的情况下的坐标转换的图。
图8是用于说明雷达A和雷达B的视线方向不一致的情况下的坐标转换的图。
图9是表示雷达设置时的视线方向的偏移的计算方法的概念图。
图10是表示雷达A及雷达B的内部结构的框图。
图11是表示雷达A及雷达B的内部结构的第2结构例的框图。
图12是表示雷达A及雷达B的内部结构的第3结构例的框图。
图13是表示相位旋转单元的结构例的图。
图14是表示雷达A及雷达B的内部结构的第4结构例的框图。
图15是例示了表示雷达间复用正交码和流间复用正交码之间的关系的时序图的图。
图16是表示雷达A及雷达B的内部结构的第5结构例的框图。
标号说明
100，100a，100b 多雷达系统
101 雷达A
101a 发送天线
101b 接收天线
102 雷达B
103 集中处理装置
211 发送单元
212 接收单元
213，214，223，224 存储器
215 单分雷达处理单元
216 双分雷达处理单元
221 发送单元
222 接收单元
225 双分雷达处理单元
226 单分雷达处理单元
231 帧同步单元
232，233，236，237 极坐标－正交坐标转换单元
234，235，238，239 存储器
240 最大比合成单元
241 相位合成单元
242，243，244 阈值比较单元
245 位置平均化单元
246 速度平均化单元
247 形状估计单元
301，302，303，310，311，312 延迟单元
304，305，306 复数乘法单元
307 复数加法单元
308 功率计算单元
309 阈值比较单元
313 相位差检测单元
314 相位旋转单元
315 切换单元
316 复数加法单元
317，318 复数共轭计算单元
401 视线方向差计算单元
402 其他雷达位置观测单元
403 雷达B设置坐标设定单元
501 平均位置计算单元
801－1，801－2 发送单元
802－1，802－2 接收单元
803－1，803－2 采样时钟发生单元
804－1，804－2 本地信号发生单元
805－1，805－2 补码发生单元
806 正交码A重叠单元
807－1，807－2 数字/模拟转换(DAC)单元
808－1，808－2 高频发送单元
809－1，809－2 发送天线
810－1，810－2 接收天线
811－1，811－2 高频接收单元
812－1，812－2 模拟/数字转换(ADC)单元
813－1，813－2 补码相关运算单元
814－1，814－2 正交码A重叠单元
815－1，815－2 正交码B重叠单元
816－1，816－2 正交码重叠单元
817－1，817－2、818－1，818－2、819－1，819－2 短时傅里叶变换(STFT)单元
820－1，820－2、821－1，821－2 到来方向估计(DOA)单元
822 正交码B重叠单元
901 相位旋转量检测单元
902 峰值重心位置检测单元
1001、1002、1003 相位旋转单元
1101 加法单元
1101、1102 延迟单元
1103 复数正弦波表
1104 复数乘法单元
1201－1，1201－2 发送单元
1202－1，1202－2 接收单元
1203－1，1203－2 码重叠单元
1204－1，1204－2 数字/模拟转换(DAC)单元
1205－1，1205－2 高频发送单元
1206－1，1206－2 发送天线
1207－1，1207－2 码重叠单元
1208－1，1208－2 码重叠单元
1209－1，1209－2 短时傅里叶变换(STFT)单元
1210－1，1210－2 短时傅里叶变换(STFT)单元
1211－1，1211－2 到来方向估计(DOA)单元
1212－1，1212－2 到来方向估计(DOA)单元
1301 TCXO单元
1302－1，1302－1 PLL单元
具体实施方式
在对本发明的实施方式进行详细地说明之前，说明雷达装置。
在具有规定的分辨率的雷达装置中，在目标的大小与雷达装置的分辨率比较足够大的情况下，雷达装置能够以足够的精度探测该目标。可是，在这样的雷达装置中，对于与分辨率比较为较小的目标，则难以以足够的精度探测。为此，期望相对于雷达装置的分辨率为较小的目标也能够高精度地探测的雷达装置。此外，即使相对于雷达装置的分辨率为相对较大的目标，也期望检测(高分辨率)更精确的位置、速度、形状等。
再者，在普通的雷达装置中，检测性能的提高和高分辨率为权衡的关系，难以兼顾。可是，在集中了多个雷达装置的多雷达系统中，被期待兼顾检测性能的提高和高分辨率。
作为利用了多个雷达装置的多雷达系统的例，例如有下述的参考专利文献1所公开的技术。在参考专利文献1中，公开了以各雷达装置中的接收信号是被同一目标反射的信号作为前提，使得对距离、方向、相对速度的每个分量能够积分，在多个雷达间共享正交坐标系，通过将数据集中而使信噪比提高的技术。
参考专利文献1：日本专利第5631763号公报
此外，作为多雷达系统的其他例子，例如在下述的参考专利文献2中，以测量对象为雨云等作为前提，对于由多个雷达装置测量出的风速数据，在加权了对应于测量精度后进行合成，实现高精度的风速估计的技术。
参考专利文献2：日本专利第3460586号公报
另一方面，在下述的参考非专利文献1中，公开了将来自多个单分雷达的输出信号集中，将平均位置和平均速度等用跟踪滤波器平滑后，补偿各个输出信号的轨迹而提高相对移动目标的分辨率的技术。
[参考非专利文献1]Kenshi Saho,Masao Masugi,“Velocity/Shape EstimationAlgorithm Using Tracking Filter and Data Fusion of Dual Doppler RadarInterferometers”,International Journal of Computer and ElectricalEngineering,Vol.7,No.5,pp.283-295,Oct.2015.
上述参考专利文献1中公开的技术，采用通过共享正交坐标系而谋求数据集中，假定目标距雷达足够远，等价地从一点反射的集中方法。此外，在上述参考专利文献2所公开的技术中，前提是雨云等为目标。为此，在参考专利文献1及2所公开的技术中，例如未考虑对目标的大小和形状进行估计，即未考虑高分辨率。
此外，上述参考非专利文献1中公开的技术，在目标被视为具有一定大小的情况中，着眼点放在估计(高分辨率)目标的形状上，未进行有关提高目标的探测性能(信噪比)的研究。
以下说明的本发明的各实施方式的多雷达系统的目的在于，兼顾目标的检测灵敏度提高和雷达的高分辨率。
＜第1实施方式＞
[目标和多雷达系统之间的关系]
图1是示意地表示了本第1实施方式的多雷达系统100和目标T之间的关系的图。在图1中，多雷达系统100具有雷达A101、雷达B102、集中处理装置103。
雷达A101、雷达B102分别具有发送天线101a、102a和接收天线101b、102b。为了将雷达装置小型化，优选发送天线101a、102a和接收天线101b、102b靠近地配置。为此，在本实施方式中，将发送天线101a、102a和接收天线101b、102b之间的距离设为例如30λ左右以内的距离。再者，λ是载波频率确定的波长。在雷达的载波频率为80GHz的情况下，λ为约3.75mm，所以发送接收天线间隔为10cm左右。再者，在第1实施方式中，假设雷达A101及雷达B102的视线方向一致。
此外，本实施方式中，假想为设为检测对象的目标T相比雷达A101及雷达B102的距离分辨率，具有足够大的表面积。具体而言，在雷达A101及雷达B102的带宽(增益从峰值起衰减3dB的频率范围)为1GHz的情况下，理论上要得到约15cm的距离分辨率，假想为目标T例如是1边为几十cm左右的物体。
此外，在本实施方式中，假想设为检测对象的目标T相对于多雷达系统100移动。
雷达A101及雷达B102各自作为单分雷达单体动作，而且，还作为接收从另一方雷达发送的电磁波并估计目标T的距离和方向的双分雷达动作。再者，为此，例如，雷达A101及雷达B102的载波频率、数字/模拟转换器及模拟/数字转换器的采样时钟频率同步，并动作。
在图1中，雷达A101及雷达B102作为单分雷达动作的情况下，所观测的电磁波的路径分别是箭头A1及箭头B1。箭头A1及B1所示的路径包含由目标T反射的电磁波之中、后向散射的电磁波的路径。
另一方面，在图1中用箭头A2表示从雷达A101发送的、由目标T前向散射而被雷达B102接收的情况下的电磁波的路径。用箭头B2表示从雷达B102发送的、由目标T前向散射而被雷达A101接收的路径。箭头A2及B2所示的电磁波的路径是，雷达A101或者雷达B102作为双分雷达动作的情况下的电磁波的路径。
如上述，目标T相比雷达A101及雷达B102的距离分辨率有足够大的表面积，所以雷达A101及雷达B102没有将目标T视为点。为此，雷达A101及雷达B102作为单分雷达动作时的电磁波路径A1、B1是在目标T的表面上的各个不同位置反射的路径的可能性高。
另一方面，在雷达A101和雷达B102的发送定时及频带大致相同的情况下，在雷达A101及雷达B102作为双分雷达动作的情况下，电磁波路径A2、B2的行进方向相反，但目标T的大致相同的位置为反射点。这是因为雷达A101及雷达B102中具备的发送天线101a、102a和接收天线101b、102b之间的距离相比目标T和雷达A101及雷达B102各自之间的距离足够小，在路径A2和路径B2中有对偶性。
即，对于目标T表面中的、雷达A101和雷达B102的检测对象区域重叠的部位的反射波，可以认为由作为双分雷达动作的雷达A101和雷达B102得到的检测结果相同。
从以上，通过将由雷达A101及雷达B102各自作为双分雷达动作得到的目标检测结果合成，可以使信噪比提高。因此，相比由多个单分雷达构成的多雷达系统，作为双分雷达动作的雷达进一步提高目标的检测性能。此外，来自目标的反射点数增大，所以也有利于高精度。
由雷达A101及雷达B102作为双分雷达动作得到的检测结果的合成处理，在集中处理装置103中进行。以下，分别详细地说明构成本实施方式的多雷达系统100的雷达A101、雷达B102、以及集中处理装置103。
再者，在以下的说明中，在雷达A101或者雷达B102作为单分雷达动作的情况下，有时记载为雷达A101或者雷达B102是单静态模式。同样地，在雷达A101或者雷达B102作为双分雷达动作的情况下，有时记载为雷达A101或者雷达B102是双静态模式。
[包含集中处理装置的多雷达系统的块结构]
图2是表示第1实施方式的多雷达系统100的块结构的图。图2中，雷达A101具有发送单元211、接收单元212、存储器213、以及存储器214。此外，接收单元212具有单分雷达处理单元215及双分雷达处理单元216。
单分雷达处理单元215基于在雷达A101作为单分雷达动作情况下接收到的反射波进行到来方向估计(DOA：Direction Of Arrival)处理，将DOA结果输出到存储器213。此外，双分雷达处理单元216基于在雷达A101以双静态模式动作情况下接收到的反射波进行DOA处理，将DOA结果输出到存储器214。
在存储器213中，例如，存储雷达A101以单静态模式动作的情况下的DOA结果。DOA结果是，例如探测对象范围内的目标T的检测点的位置信息、由角度确定的各检测点的反射强度(强度向量)、以及将雷达视线方向设为基准的检测点的相对速度(视线方向速度信息)等。同样地，在存储器214中，例如，存储雷达A101以双静态模式动作情况下的DOA结果。关于存储器的地址数，例如，在探测对象距离为10m，距离的节距(精度)为10cm的情况下，在距离的样本数是100，探测对象角度为±30度，角度的节距(精度)为1度的情况下，角度的样本数为61，100×61的地址被分配。
此外，如图2所示，雷达B102具有发送单元221、接收单元222、存储器223、以及存储器224。此外，接收单元222具有双分雷达处理单元225及单分雷达处理单元226。
双分雷达处理单元225基于雷达B102以双静态模式动作情况下接收到的反射波进行DOA处理，将DOA结果输出到存储器223。此外，单分雷达处理单元226基于雷达B102以单静态模式动作情况下接收到的反射波进行DOA处理，将DOA结果输出到存储器224。
在存储器223中，保存基于雷达B102作为双分雷达动作情况下接收到的反射波的DOA结果。在存储器224中，保存基于雷达B102以单静态模式动作情况下接收到的反射波的DOA结果。
具体而言，在存储器223及224中，写入雷达B102的探测对象范围内的目标T的检测点的位置信息、由角度确定的各检测点的强度向量、以及将雷达视线方向设为基准的检测点的视线方向速度信息。
而且，集中处理装置103具有帧同步单元231、极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237、存储器234、235、238、239、最大比合成单元240、相位合成单元241、阈值比较单元242、243、244、位置平均化单元245、速度平均化单元246、形状估计单元247。
帧同步单元231输出使雷达A101和雷达B102的发送定时同步的信号。帧同步单元231是第1同步单元的一例。
极坐标－正交坐标转换单元232将雷达A101的存储器213中以极坐标形式保存的位置信息及视线方向速度信息转换为正交坐标。存储器234保存被转换为正交坐标的通过雷达A101的单分雷达处理得到的位置信息及速度向量。
极坐标－正交坐标转换单元233将雷达A101的存储器214的位置信息及视线方向速度信息转换为正交坐标。存储器235保存被转换为正交坐标的通过雷达A101的双分雷达处理得到的位置信息及速度向量。
极坐标－正交坐标转换单元236将雷达B102的存储器223的位置信息及视线方向速度信息转换为正交坐标。存储器238保存被转换为正交坐标的通过雷达B102的双分雷达处理得到的位置信息及速度向量。
极坐标－正交坐标转换单元237将雷达B102的存储器224的位置信息及视线方向速度信息转换为正交坐标。存储器239保存被转换为正交坐标的通过雷达B102的单分雷达处理得到的位置信息及速度向量。再者，极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237是多个坐标转换单元的一例。
上述雷达A101及雷达B102的存储器213、214、223、224中保存的目标T的检测点的位置信息在以各个雷达的设置位置设为原点的极坐标系中，用距原点的相对距离及角度表示。即、在各存储器213、214、223、224中保存的位置信息中，各自原点的位置不同。为了将双静态模式的检测结果合成，需要使这些位置信息的原点的对位。
在位置信息通过距原点的距离和角度表示的极坐标表达中，用于使原点的位置匹配的计算复杂，所以在本第1实施方式中，在极坐标－正交坐标转换单元232、233中，转换为将雷达A101的设置位置作为原点的正交坐标。在雷达B102的极坐标－正交坐标转换单元236、237中也进行同样的处理。再者，有关极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237中的向正交坐标系的转换方法的细节，将后述。
最大比合成单元240根据由雷达A101及雷达B102的双分雷达处理得到的强度向量的功率比率，将速度向量合成。再者，最大比合成单元240是本发明的第1合成单元的一例。
这里，以雷达A101和雷达B102的双静态模式检测出的速度向量，在被转换为正交坐标的情况下，理论上是一致的。但是，实际上因噪声等的影响，有不一致的情况。因此，最大比合成单元240根据某一位置中的检测强度的比，进行最大比合成，计算更准确的速度向量。有关最大比合成单元240中的最大比合成的计算公式，将后述。
再者，在本实施方式中，采用最大比合成作为速度向量的合成方法，但本发明不限定于此。作为速度向量的合成方法，例如，也可以进行将速度向量简单地相加等的增益合成。或者，取代将速度向量合成，也可以采用简单地选择并输出强度向量较大一方的速度向量的方法。
相位合成单元241将由雷达A101及雷达B102的双分雷达处理得到的强度向量的相位匹配地合成。相位合成单元241是第2合成单元的一例。
这里，通过雷达A101及雷达B102的双静态模式的DOA检测出的强度向量是复数信号，强度向量的相位在雷达A101和雷达B102中未必一致。为此，优选通过使相位一致并合成，抑制噪声等的影响。但是，对于目标T不存在的距离库，由于是噪声的分量，所以在使相位一致并合成的情况下，噪声分量被放大。
因此，在本实施方式的多雷达系统100中，在相位合成单元241中，判定包含了作为合成对象前后的距离库的强度向量组在雷达A101和雷达B102中是否类似，在类似的情况下，使相位一致并合成，在不类似的情况下，通过不进行相位调整而合成，通过平均而降低噪声。
通过由雷达A101和雷达B102各自计算包含了作为合成对象前后的距离库的强度向量组，求通过进行互相关运算得到的复数信号的功率，判断比规定的阈值大还是小，进行类似或不类似的判定。即，利用在目标T存在的情况下除该距离库以外，邻接的距离库也因目标T的存在而为相应的电平(level)。有关相位合成单元241的细节，将后述。
再者，在本实施方式中，采用相位合成作为强度向量的合成方法，但本发明不限定于此。作为强度向量的合成方法，例如也可以采用将向量的绝对值相加的方法等。或者，取代将强度向量合成，也可以采用选择并输出较大一方的方法等。
阈值比较单元242在由雷达A101得到的强度向量比规定的阈值大的情况下，将位置信息及速度向量输出到后级。阈值比较单元243在相位合成单元241的输出向量比规定的阈值大的情况下，将由雷达A101的双分雷达处理单元216得到的位置信息输出到后级。
阈值比较单元244在由雷达B102得到的强度向量比规定的阈值大的情况下，将位置信息及速度向量输出到后级。
这样，在阈值比较单元242、243、244中，在输入的强度向量的大小比规定的阈值大的情况下，将输入的位置信息和速度向量输出到后级。
位置平均化单元245基于从阈值比较单元242、243、244输出的位置信息，计算3个反射点的平均位置。速度平均化单元246基于从阈值比较单元242、243、244输出的速度向量，将从3个反射点得到的速度向量进行平均。
形状估计单元247基于位置平均化单元245和速度平均化单元246的输出，将位置的轨迹以速度向量补偿并估计目标T的形状。这里，形状估计单元247也可以具有例如记载在上述参考非专利文献1中的、计算通过α－β－γ滤波器等平滑了估计位置及估计速度向量的跟踪滤波器功能。由此，例如，能够降低噪声等的影响造成的轨迹的偏移。
＜相位合成单元的结构例＞
图3是表示相位合成单元241的结构例的图。如图3所示，相位合成单元241具有延迟单元301、302、303、310、311、312、复数乘法单元304、305、306、复数加法单元307、316、功率计算单元308、阈值比较单元309、相位差检测单元313、相位旋转单元314、切换单元315、以及复数共轭计算单元317、318。
延迟单元301、302、303使输入的雷达A101的强度向量组延迟。延迟单元310、311、312使通过复数共轭计算单元317算出的雷达B102的强度向量组的复数共轭延迟。然后，对每个延迟量，复数乘法单元304、305、306计算内积。
功率计算单元308基于复数加法单元307相加了内积运算结果的值计算功率。阈值比较单元309进行算出的功率是否大于规定的阈值的判定，在大于的情况下判断为是目标T存在的距离库，使雷达A101的强度向量和雷达B102的相位旋转单元314的输出在复数加法单元316中合成。这里，相位差检测单元313通过检测雷达A101的全部分支的平均的相位差，与对各个分支的每一个独立地检测相位差的情况比较，可以降低噪声的影响。
再者，在上述相位合成单元241的说明中，使用包含了距离库的强度向量组进行相位合成，但本发明不限定于此。例如，相位合成单元241使用后述的短时傅里叶变换(STFT：Short Time Fourier Transform)并利用频率区域分析的信号，也可以进行二维的互相关运算。在包含雷达A101及雷达B102的多雷达系统100和目标T相对地移动的情况下，以双静态模式检测的目标T的多普勒频移在雷达A101和雷达B102中一致，所以通过以相同的频率库的信号进行互相关运算，可以因目标T的存在而得到相应的向量的相关值。
＜作用效果＞
如以上说明的，在第1实施方式的多雷达系统100中，雷达A101及雷达B102进行同步，使得发送定时及频带大致相同。为此，在雷达A101及雷达B102作为双分雷达动作的情况下，对于目标T表面中的、雷达A101和雷达B102的检测对象区域重叠的部位的反射波，在雷达A101和雷达B102中得到相同的检测结果。因此，通过将雷达A101及雷达B102各自作为双分雷达动作的情况下的目标检测结果合成，可以提高信噪比，提高目标的检测性能。而且，来自目标的反射点数增大，所以还可以实现高分辨率。由此，可以实现兼顾了高分辨率和检测精度提高的多雷达系统。
＜第2实施方式＞
在上述的第1实施方式中，说明了雷达A101及雷达B102的视线方向一致的情况。在以下说明的第2实施方式中，说明雷达A101及雷达B102的视线方向不一致的情况。
图4是表示第2实施方式的多雷达系统100a的块结构的图。如图4所示，第2实施方式的多雷达系统100a，除了图2所示的第1实施方式的多雷达系统100的结构之外，还具有视线方向差计算单元401、其他雷达位置观测单元402、雷达B设置坐标设定单元403。
视线方向差计算单元401计算雷达A101和雷达B102的视线方向的偏差(以下，将水平方向的偏差设为θ，将垂直方向的偏差设为φ)。视线方向的偏差，例如在雷达A101及雷达B102的设置时，在雷达A101和雷达B102的公共的检测区域中配置临时的目标，存储通过检测各个临时的目标算出的初始的视线方向的偏移的值，在雷达动作时雷达A101及雷达B102用检测到的位置信息及强度向量，计算动作时的视线方向的偏差即可。有关视线方向的偏移的计算方法，将后述。
然后，极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237在将雷达A101及雷达B102的存储器213、214、223、224中以极坐标形式保存的位置信息及视线方向相对速度信息转换为正交坐标时，加入视线方向差计算单元401算出的视线方向的偏差，将极坐标表达的位置信息转换为正交坐标表达。
同样地，极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237将视线方向的相对速度转换为正交坐标表达，分解为正交的三维的速度向量。在向正交坐标的转换时，需要与雷达B102的设置位置坐标有关的信息，所以极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237读出并使用在雷达B设置坐标设定单元403中预先存储的有关雷达B102的设置位置坐标的信息。
其他雷达位置观测单元402预先存储雷达A101及雷达B102的位置的最初的设置位置，在雷达动作时观测雷达A101及雷达B102的位置，在从最初位置有变化的情况下发出警告。设置其他雷达位置观测单元402的理由，基于以下的情况。
极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237中的坐标系的转换，以雷达A101和雷达B102被设置后，该位置和视线方向不变化，而视线方向的偏差θ及φ不变化作为前提。可是，在对设置夹具施加了机械力，或有极端的温度变化的情况下，有设置夹具变形、视线方向变化的情况。
如上述，雷达A101和雷达B102被设置在彼此靠近的场所，使得各个检测对象区域重复。因此，在雷达动作时，从雷达A101到雷达B102、或者从雷达B102到雷达A101，彼此的雷达发送波不由目标反射而直接到达。
这里，在雷达系统的周围没有反射物的情况下，由双分雷达处理得到的延迟分布之中、最靠近的位置的峰值相当于另一方的雷达被设置的距离。例如，设置夹具变形，只要雷达A101及雷达B102的设置位置和视线方向不改变，该距离库就不变。此外，对于该距离库的信号进行了DOA的结果也同样地不变。
即，其他雷达位置观测单元402通过在雷达动作时，获取雷达A101观测的雷达B102的位置、以及雷达B102观测的雷达A101的位置，在与设置时存储的位置不同的情况下发出警告，通知坐标转换未正确地进行。
如以上说明的，第2实施方式的多雷达系统100a中，视线方向差计算单元401计算雷达A101和雷达B102的视线方向的偏差，极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237加上算出的视线方向的偏差进行坐标转换。由此，即使在发生了雷达A101和雷达B102的视线方向的偏差的情况下，第2实施方式的多雷达系统100a也可以不受偏差影响地动作。
＜第3实施方式＞
作为第2实施方式的多雷达系统100a更优选的例子，第3实施方式的多雷达系统100b是添加了平均位置计算单元501的结构。图是表示第3实施方式的多雷达系统100b的块结构的图。
平均位置计算单元501基于雷达A101的正交坐标的位置信息、强度向量、雷达B102的正交坐标的位置信息、以及强度向量，计算基于强度的平均位置。然后，阈值比较单元243在相位合成单元241的输出(强度向量)比规定的阈值大的情况下，将平均位置计算单元501算出的平均位置作为位置信息输出到位置平均化单元245。由此，即使在正交转换后，以双静态模式观测到的位置和强度之间的关系因噪声等的影响而在雷达A101和雷达B102中不同的情况下，也可以校正位置和强度之间的关系。
平均位置计算单元501的平均位置计算方法，例如如以下那样。在目标T以雷达A101的双静态模式被检测的情况下，将对应于存储器235的地址i的、位置坐标(三维)设为(xAB(i)，yAB(i)，zAB(i))，将强度设为PAB(i)，同样地，在目标T以雷达B102的双静态模式被检测的情况下，将对应于存储器238的地址j的、位置坐标(三维)设为(xBA(j)，yBA(j)，zBA(j))，将强度设为PBA(j)，并假定探测区域内的反射点有1点。这种的情况下，平均位置可以根据以下的式(1)计算。
再者，反射点有多个的情况下，限定对应于反射点视为1点的区域的、雷达A101的存储器的地址i，适当地设定雷达B102的存储器的地址j。
如以上说明的，在第3实施方式的多雷达系统100b中，平均位置计算单元501基于雷达A101的正交坐标的位置信息、强度向量、雷达B102的正交坐标的位置信息和强度向量，计算根据强度的平均位置。然后，阈值比较单元243在相位合成单元241的输出(强度向量)比规定的阈值大的情况下，将平均位置计算单元501算出的平均位置作为位置信息输出到位置平均化单元245。由此，以双静态模式观测到的位置和强度之间的关系，即使在正交转换后，因噪声等的影响，在雷达A101和雷达B102中不同的情况下，也可以校正该关系。
＜从极坐标系向正交坐标系的转换方法＞
接着，说明在上述的第1实施方式至第3实施方式的多雷达系统100、100a、100b中，极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237进行的从极坐标系向正交坐标系的转换方法。
在以下的说明中，除作为坐标转换的对象的雷达A101及雷达B102在水平方向的位置以外，还将可识别垂直方向的位置作为前提。
在上述的第1实施方式中，假定雷达A101及雷达B102的视线方向一致的情况。
图6是例示了以雷达A101的设置位置为原点的正交坐标系的图。用距由雷达A101检测出的目标T的距离r1、以雷达A101为基准的目标T的方位角(水平方向的角度)αy、仰角(垂直方向的角度)αz，如下式(2)那样表示雷达A101的正交坐标系中的目标T的位置(x1，y1，z1)(参照图6)。其中，对于正交轴，将X轴设为距离方向，将Y轴设为方位角方向，将Z轴设为仰角方向。
(x1,y1,z1)＝(r1cos(αz)cos(αy),r1cos(αz)sin(αy),r1sin(αz)) (2)
图示虽省略，但同样地，用距由雷达B102检测出的目标T的距离r2、方位角(水平方向的角度)βy、仰角(垂直方向的角度)βz，如下式(3)那样表示雷达B102的正交坐标系中的目标T的位置(x2，y2，z2)。
(x2,y2,z2)＝(r2cos(βz)cos(βy),r2cos(βz)sin(βy),r2sin(βz)) (3)
雷达A101的正交坐标系中的、雷达B102的设置位置是坐标(a，b，c)，在雷达A101和雷达B102的视线方向(正面方向)一致的情况下，雷达A101的正交坐标系中的雷达B102的目标T检测位置如以下的式(4)那样表示。
(x2+a,y2+b,z2+c) (4)
另一方面，如上述的第2实施方式那样，在雷达A101和雷达B102的视线方向不一致的情况下，需要反映了视线方向的偏差的转换。这里，雷达A101及雷达B102的任一个都被设置，使得在水平方向上没有倾斜。
图7及图8是用于说明雷达A101和雷达B102的视线方向不一致的情况下的坐标转换的图。在图7中，将雷达B102的设置位置设为原点，将与雷达A101的三维正交轴平行的轴分别确定为X’轴、Y’轴、Z’轴时，雷达B102的视线方向可以如下那样求。首先，将Z’轴作为中心轴，在X’Y’平面内使X’轴及Y’轴在水平方向旋转角度θ。这里，将θ旋转后的正交轴设为X2m轴、Y2轴。接着，如图8所示，将Y2轴作为中心轴，以通过使X2mZ’平面内的X2m轴及Z’轴在垂直方向上旋转角度φ所得到的三维正交轴表示的X2轴假定为雷达B102的视线方向。
再者，要转换为雷达A101的正交坐标，向与上述相反方向旋转即可。使正交坐标系向(－θ)旋转，等价于使检测出的目标T的位置向(+θ)旋转。即，使雷达B102检测出的目标T的正交坐标(x2，y2，z2)根据如以下的式(5)那样旋转矩阵向(+θ)旋转→(+φ)旋转，可以计算转换为雷达A101的正交坐标的位置信息。
极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237基于转换为这样算出的雷达A的正交坐标的位置信息和从雷达B设置坐标设定单元403获取的有关雷达B102的设置位置的信息，将雷达A101的正交坐标系中的由雷达B102检测到的目标T的位置(x2r，y2r，z2r)用以下的式(6)计算。
而且，极坐标－正交坐标转换单元232、233、236、237对于用雷达B102观测到的速度v2，同样地转换为雷达A101的正交坐标。期望由雷达B102观测到的速度v2映射在视线方向上。可以用检测到的方位角(水平方向)αy、仰角(垂直方向)αz，用以下的式(7)计算视线方向速度v2e。
v2e＝v2cos(αy)cos(αz) (7)
在速度的情况下，不需要起因于雷达的设置位置的转换。雷达A101的正交坐标系中的、由雷达B102检测出的目标T的速度可以如以下的式(8)那样计算。
＜最大比合成的计算方法＞
接着，说明最大比合成单元240中的最大比合成的方法。在以雷达A101的双静态模式检测目标T时，在存储器235的地址i中，将目标T的视线方向速度被正交坐标转换后的速度设为(vx1(i)，vy1(i)，vz1(i))，将强度设为PAB(i)，同样地，在雷达B102的双静态模式中目标T被检测时，在存储器的地址j中，将目标T的视线方向速度被正交坐标转换后的速度设为(vx2(j)，vy2(j)，vz2(j))，将强度设为PBA(j)。然后，在假定探测区域内的反射点有1点时，最大比合成后的正交坐标系中的速度可以如以下的式(9)那样计算。
再者，在反射点有多个的情况下，限定对应于反射点视为1点的区域的、雷达A101的存储器的地址i，适当地设定雷达B102的存储器的地址j，计算最大比合成即可。通过对应于限定的地址i的位置的正交坐标根据雷达B102的视线方向及设置位置，进行再次返回为雷达B102的极坐标系的转换，雷达B102的存储器的地址j被确定。再者，地址i和地址j的对应关系在雷达设置时唯一地确定，所以优选事先求得，制成参照表。
＜视线方向的偏移的计算方法＞
在上述的第2实施方式中，视线方向差计算单元401用在雷达动作时雷达A101及雷达B102检测到的位置信息及强度向量，计算雷达A101的视线方向和雷达B102的视线方向的偏差(角度θ及φ)。作为视线方向的偏移的计算方法，例如有将电子罗盘等的地磁传感器有效利用的方法，但在周围有磁极的情况下难以有效利用，此外在周围有电子设备的情况下，有可能对电子设备的动作产生影响，难以用足够的精度得到视线方向的偏差。
因此，在本实施方式中，视线方向差计算单元401按以下的方法计算视线方向的偏差。首先，在雷达设置时，在雷达A101的检测对象区域和雷达B102的检测对象区域重叠的区域内配置作为参照的目标R，视线方向差计算单元401从各个雷达的目标R的检测结果求视线方向的偏差。此时，作为目标R，例如，如角反射器和球面反射器那样，优选用反射点被视为一个部位的目标。
图9是雷达设置时的视线方向的偏移的计算方法的概念图。如图9所示，说明使雷达A101的正交坐标系中的雷达B102的设置位置虚拟地(－a，－b，－c)偏移，雷达B102的设置位置和雷达A101的设置位置虚拟地重复的模型。虚拟的设置位置偏移后的目标R的位置(x2’，y2’，z2’)可以如以下的式(10)那样表示。其中，使用由雷达B102检测的直至目标R的距离r3、方位角(水平方向的角度)γy、仰角(垂直方向的角度)γz。
(x2’,y2’,z2’)＝(r3cos(γz)cos(γy)+a,r3cos(γz)sin(γy)+b,r3sin(γz)+c) (10)
该虚拟的目标R的位置(x2’，y2’，z2’)是将由雷达A101检测出的、雷达A101的正交坐标系中的、目标R位置的坐标(x1，y1，z1)向雷达B102的视线方向旋转的位置。即，是将Z’轴作为中心轴，将XY平面上的X轴及Y轴旋转角度θ，而且，将旋转后的Y轴(Y2轴)作为中心轴，将旋转后的XZ平面上的X轴及Z轴旋转了角度φ后的位置。若将该旋转以矩阵表示，则如以下的式(11)。
在式(11)中，如果着眼于y2’，适用三角函数的合成公式，则如以下的式(12)。
其中，
从以上，以Z’轴作为中心轴旋转XY平面上的X轴及Y轴时的旋转量θ，按以下的数式(13)给出。
接着，在式(11)中，如果着眼于x2’，适用三角函数的合成公式，则如以下的式(14)。
其中，
从以上，将θ旋转后的Y轴(Y2轴)作为中心轴旋转XZ平面上的X轴及Z轴时的旋转量φ，按以下的式(15)给出。
在视线方向差计算单元401中，使用雷达A101的检测到的位置信息及强度向量、以及雷达B102的检测到的位置信息及强度向量，计算并存储上述旋转量θ及旋转量φ。
＜雷达A及雷达B的说明＞
以下，说明雷达A101及雷达B102的结构。在上述的第1实施方式至第3实施方式中，作为单体的雷达装置的雷达A101及雷达B102分别在同一频率信道中被码分复用，可以利用采用补码的脉冲压缩方式、将频分复用方式与时分复用方式和线性调频脉冲方式组合的方式等。以下，说明雷达A101及雷达B102的具体的结构例子。
[第1结构例]
在第1结构例中，说明在同一信道中被码分复用，采用了使用补码的脉冲压缩方式的例子。图10是表示雷达A101及雷达B102的内部结构的框图。在图10中，雷达A101具有发送单元801－1、接收单元802－1、采样时钟发生单元803－1、本地信号发生单元804－1。同样地，雷达B102具有发送单元801－2、接收单元802－2、采样时钟发生单元803－2、本地信号发生单元804－2。此外，为了将雷达A101和雷达B102同步，集中处理装置103具有上述说明的帧同步单元231。
再者，图10所示的发送单元801－1例如对应于图2、4、5的发送单元211，接收单元802－1例如对应于图2、4、5的接收单元212，发送单元801－2例如对应于图2、4、5的发送单元221，接收单元802－2例如对应于图2、4、5的接收单元222。此外，在图10中，例如对于图2、4、5所示的集中处理装置103的帧同步单元231以外的结构，省略图示。
在图10中，发送单元801－1具有补码发生单元805－1、正交码A重叠单元806、DAC(数字/模拟转换)单元807－1、高频发送单元(无线发送单元)808－1、发送天线(1分支)809－1。此外，接收单元802－1具有接收天线(4分支)810－1、高频接收单元(无线接收单元)811－1、ADC(模拟/数字转换)单元812－1、补码相关运算单元813－1、正交码重叠单元816－1、短时傅里叶变换(STFT：Short Time Fourier Transform)单元819－1、到来方向估计(DOA：Direction Of Arrival)单元820－1及821－1、以及上述的存储器213、存储器214。
此外，发送单元801－2具有补码发生单元805－2、正交码B重叠单元822、DAC单元807－2、高频发送单元808－2、发送天线(1分支)809－2。此外，接收单元802－2具有接收天线(4分支)810－2、高频接收单元811－2、ADC单元812－2、补码相关运算单元813－2、正交码重叠单元816－2、STFT单元819－2、DOA单元820－2及821－2、以及上述的存储器223、存储器224。
正交码A重叠单元806对于来自雷达A101中的补码发生单元805－1的输出，重叠正交码A。另一方面，对于来自雷达B102中的补码发生单元805－2的输出，正交码B重叠单元822重叠正交码B。这里，通过雷达A101和雷达B102使用同一补码，可以将接收单元802的相关运算电路设为一种而简化电路。此外，正交码A和正交码B彼此正交，通过在接收单元802中也重叠了相同的码后被积分，抑制彼此的干扰分量。再者，正交码A是第1正交码的一例，正交码B是第2正交码的一例，正交码A重叠单元806是第1正交码重叠单元的一例。
来自正交码A重叠单元806的输出信号由DAC单元807－1转换为模拟基带信号后，被输入到高频发送单元808－1，通过正交调制变频为毫米波段等的高频段的信号后，从发送天线809－1发射到空中。
发射到空中的电磁波被目标T反射，例如，由4分支的接收天线810－1接收。接收天线810－1的分支配置在彼此分开了半波长以上1波长以下左右的位置，可以通过求由各个分支获取的信号间的相位差，估计到来方向。相当4分支的接收天线810－1的输出分别被输入到高频接收单元811－1，通过正交解调，被转换为基带的复数信号。再者，发送接收中本地信号同步，所以在来自静止的目标T的反射波的情况下，信号不因噪声以外的影响而变动。
高频接收单元811－1输出的基带的复数信号被ADC单元812－1转换为数字信号。此时，由于采样时钟在发送接收中同步，在来自静止的目标T的反射波的情况下，信号不因噪声以外的影响而变动。补码相关运算单元813－1使用由ADC单元812－1转换为数字信号后的信号进行相关运算。由此，信噪比通过编码增益而增大。
正交码重叠单元816－1具有正交码A重叠单元814－1及正交码B重叠单元815－1。在单分雷达处理的情况下，正交码A重叠单元814－1重叠与雷达A101的发送单元801－1相同的码A。另一方面，在双分雷达处理的情况下，正交码B重叠单元815－1重叠另一方的雷达B102的码B。再者，正交码A重叠单元814－1及正交码B重叠单元815－1是第3正交码重叠单元及第4正交码重叠单元的一例。
STFT单元817－1及818－1将正交码A重叠单元814－1及正交码B重叠单元815－1的输出进行傅里叶变换。在STFT单元817－1及818－1中，积累了对应于离散傅里叶变换的点数的时隙数的测量数据之后，提取在不同的定时获取的同一距离库分量进行离散傅里叶变换。
STFT单元817－1及818－1将4分支合计中最大功率的频率的分量的积分结果输出到DOA单元820－1及821－1。对于单静态模式输入到DOA单元820－1，对于双静态模式输出到DOA单元821－1。再者，在存在多个目标T的情况下，可以利用各个目标T具有不同的相对速度来提高分离度，所以除了最大的频率分量之外，例如，功率为第2和第3的频率分量的积分结果也可以输出到DOA单元820－1及821－1。此外，在DOA单元820－1及821－1中，根据分支间的相位差，估计到来方向，将估计结果写入存储器213及214。
再者，上述说明的结构之中、正交码A重叠单元814－1、STFT单元817－1、及DOA单元820－1对应于图2、4、5所示的雷达A101的单分雷达处理单元215。同样地，正交码B重叠单元815－1、STFT单元818－1、及DOA单元821－1对应于图2、4、5所示的雷达A101的双分雷达处理单元216。
以上说明了雷达A101的结构，但雷达B102的各结构的动作除了正交码B重叠单元822之外与上述雷达A101的各结构的动作大致是同样的，所以省略说明。再者，正交码B重叠单元822对于来自雷达B102中的补码发生单元805－2的输出，重叠正交码B。这里，雷达B102的正交码A重叠单元814－2及正交码B重叠单元815－2是第3正交码重叠单元及第4正交码重叠单元的一例，正交码B重叠单元822是第2正交码重叠单元的一例。
再者，雷达B102的结构之中、正交码A重叠单元814－2、STFT单元817－2、及DOA单元820－2对应于图2、4、5所示的雷达B102的双分雷达处理单元225。同样地，正交码B重叠单元815－2、STFT单元818－2、及DOA单元821－2对应于图2、4、5所示的雷达B102的单分雷达处理单元226。
接着，采样时钟发生单元803－1生成输出到发送单元801－1的DAC单元807－1和接收单元802－1的ADC单元812－1的采样时钟。此外，本地信号发生单元804－1生成在发送单元801－1的高频发送单元808－1和接收单元802－1的高频接收单元811－1中用作载波信号的本地信号。由此，发送单元801－1和接收单元802－1被同步。再者，本地信号发生单元804－1、804－2是第2同步单元的一例。
而且，为了使雷达A101和雷达B102同步，将雷达A101的采样时钟发生单元803－1和雷达B102的采样时钟发生单元803－2之间连接，在雷达A101和雷达B102中使用相同的采样时钟。此外，将雷达A101的本地信号发生单元804－1和雷达B102的本地信号发生单元804－2之间连接，在雷达A101和雷达B102中使用相同的本地信号。再者，在本实施方式中，为了使雷达A101和雷达B102码分复用，使用相同的载波频率。
再者，也可以将雷达A101和雷达B102频分复用或时分复用。可是，频分复用的情况下，需要单分用和双分用的2个高频接收单元811。然后，在目标T和各自的雷达装置之间的相对速度不为零的情况下，即使相对速度相同，多普勒偏移频率仍依赖于载波频率，所以进行校正它的处理即可。再者，关于该校正处理，在本实施方式中省略说明。在时分复用的情况下，单分雷达和双分雷达中得到的定时不完全地相同，在位置和速度上会产生误差。
可是，为了使雷达A101及雷达B102的动作开始定时同步，雷达A101的补码发生单元805－1和雷达B102的补码发生单元805－2基于来自帧同步单元231的帧定时信号，在相同的定时并且以固定的周期反复产生补码。
由此，对于雷达A101及雷达B102相对地移动的目标T，也可以通过积分得到增益，信噪比被改善。而且，在STFT单元817－1、818－1、817－2、818－2的STFT之后最大的频率对应于相对移动的目标T的多普勒频移，所以可以计算相对速度。STFT单元817－1、818－1、817－2、818－2算出的相对速度和DOA结果(检测位置)一起被关联保存，写入存储器213、214、223、224。
此外，STFT单元817－1、818－1、817－2、818－2也可以设定离散傅里叶变换的点数，使其为正交码A及正交码B的周期的整数倍。可以抑制雷达A101及雷达B102中的彼此的干扰分量，提高单静态模式、双静态模式各自的观测结果的精度。
在本实施方式中，在使雷达A101和雷达B102同步之后，通过分别发送在雷达A101和雷达B102中重叠生成了不同的正交码的雷达发送波，可以不必占有多个信道而实现发送频率的有效利用。此外，对于有电路规模大型化趋势的高频部分，设为与以往的雷达装置同样的结构即可，所以可以避免雷达A101及雷达B102的结构复杂。即，本实施方式的雷达A101和雷达B102将从处理数字信号的ADC单元812至DOA单元820设为对应于多个正交码的电路结构即可。
[第2结构例]
接着，说明雷达A101及雷达B102的第2结构例。在本第2结构例中，说明不进行雷达A101和雷达B102之间的同步信号连接，而确保系统设置的灵活性。
图11是表示雷达A101及雷达B102的内部结构的第2结构例的框图。图11所示的雷达A101及雷达B102的第2结构例与图10所示的第1结构例的差异如以下那样。即，在第2结构例中，雷达B102具有相位旋转量检测单元901及峰值重心位置检测单元902，连接雷达A101和雷达B102之间的本地同步信号线和采样时钟同步信号线被删除。
再者，图11所示的发送单元801－1例如对应于图2、4、5的发送单元211，接收单元802－1例如对应于图2、4、5的接收单元212，发送单元801－2例如对应于图2、4、5的发送单元221，接收单元802－2例如对应于图2、4、5的接收单元222。此外，在图11中，例如，对于图2、4、5等所示的集中处理装置103的帧同步单元231以外的结构，省略图示。
可是，雷达A101的雷达发送波不被目标T反射而可被雷达B102直接接收。在多雷达系统100的起动时，雷达B102使发送单元801－2不起动，而使接收单元802－2起动。基于接收到的信号，从接收天线810－2至正交码A重叠单元814－2进行与上述的第1结构例同样的处理，峰值重心位置检测单元902观测正交码A重叠单元814－2的输出信号。
这里，雷达A101和雷达B102的帧定时通过帧同步单元231而一致，所以由正交码A重叠单元814－2的输出得到的延迟分布中，存在从雷达A101直接接收到的接收波(直达波)的情况下，该接收波被作为最短时间中的峰值来表示。如果雷达A101和雷达B102的采样时钟同步，则该峰值位置距相当于雷达A101和雷达B102的距离的距离库不变，但在本第2结构例中采样时钟非同步，所以峰值位置随着时间而偏移。
在峰值位置的偏移方向是雷达A101和雷达B102之间的距离向远离的方向移动的情况下，峰值重心位置检测单元902判定为雷达B102的采样时钟的频率比雷达A101的频率高。另一方面，在峰值位置的偏移方向是雷达A101和雷达B102之间的距离向靠近的方向移动的情况下，峰值重心位置检测单元902判定为雷达B102的采样时钟的频率比雷达A101的频率低。因此，峰值重心位置检测单元902根据峰值位置的偏移量而反馈控制采样时钟发生单元803－2中包含的PLL(Phase Locked Loop；锁相环)(未图示)的相位，使得距离库的位置固定。再者，峰值重心位置检测单元902是第1反馈控制单元的一例。
为了更高精度地同步，峰值重心位置检测单元902计算还包含了峰值位置前后的功率的重心位置，控制采样时钟发生单元803－2内部的PLL的相位即可，使得该峰值重心位置不变。
在峰值重心位置稳定后，相位旋转量检测单元901以例如时隙周期的固定时间间隔观测作为峰值位置的距离库的复数信号，计算相位旋转量。然后，相位旋转量检测单元901反馈控制本地信号发生单元804－2中包含的PLL的相位，使得算出的相位旋转量为零。由此，本地信号发生单元804－2可以得到与雷达A101的本地信号同步的本地信号。相位旋转量检测单元901是第2反馈控制单元的一例。
再者，在多雷达系统100移动的情况下，雷达A101和雷达B102一体地移动，雷达A101和雷达B102之间的相对速度为零。这里，没有从雷达A101被反射到目标T、而直接由雷达B102接收到的接收波(直达波)不发生多普勒频移，所以相位旋转量为零。
这里，在多雷达系统100旋转运动那样的运动的情况下，在雷达A101和雷达B102之间产生相对速度。再者，通过将雷达B102的本地频率匹配雷达A101的本地频率，使得不产生相对速度，从雷达B102输入到集中处理装置103的速度信息也被自动地补偿为以雷达A101为基准的速度。为此，因雷达A101和雷达B102的相对速度产生的误差被补偿，是适合的。
[第3结构例]
在使用毫米波段作为雷达发送波的情况下，本地信号例如为所谓的80GHz的高频段，所以难以高精度地相位控制。即，即使将本地信号发生单元804进行反馈控制，也被假定会产生剩余相位误差。
因此，在第3结构例中，如图12所示，在第2结构例中追加相位旋转单元1001，通过进行前馈控制而降低剩余相位误差。图12是表示雷达A101及雷达B102的内部结构的第3结构例的框图。
如图12所示，相位旋转单元1001具有相位旋转单元1002和相位旋转单元1003。正交码A重叠单元814－2的输出被输入到相位旋转单元1002，正交码B重叠单元815－2的输出被输入到相位旋转单元1003。相位旋转单元1002及1003对于正交码A重叠单元814－2及正交码B重叠单元815－2的输出提供相位旋转，以补偿因剩余相位误差产生的相位旋转量的检测结果。
再者，图12所示的发送单元801－1，例如对应于图2、4、5的发送单元211，接收单元802－1例如对应于图2、4、5的接收单元212，发送单元801－2例如对应于图2、4、5的发送单元221，接收单元802－2例如对应于图2、4、5的接收单元222。此外，在图10中，例如，对于图2、4、5等中所示的集中处理装置103的帧同步单元231以外的结构，省略图示。
相位旋转单元1002及1003提供相位旋转的方法，例如采用图13所示的、使用了NCO(Numerically Controlled Oscillator：数值控制振荡器)的方法即可。图13是表示相位旋转单元1002的结构例的图。
在图13中，相位旋转单元1002将由相位旋转量检测单元901检测出的相位旋转量以模2π方式累积，从将累积结果设为地址的复数正弦波表中读出复数振幅，将读出的复数振幅乘以来自相位旋转单元1001的输出。相位旋转单元1002具有加法单元1101、延迟单元1102、复数正弦波表1103、复数乘法单元1104。
由相位旋转量检测单元901检测出的相位旋转量在加法单元1101中相加延迟单元1101生成的1周期前的累积值而被累积。从复数正弦波表1103读出将加法结果设为地址的复数正弦波的振幅，复数乘法单元1104将读出的复数振幅乘以来自正交码A重叠单元814－2的信号。复数乘法单元1104的输出被输出到后级的STFT单元818－2。通过复数乘法单元1104的复数乘法，剩余的相位误差分量被补偿。
[第4结构例]
说明雷达A101及雷达B102的第4结构例。在第4结构例中，设为适用了使高频部分的电路规模不增大，而可以实质上扩大天线孔径长度的MIMO(multiple-input andmultiple-output；多输入多输出)雷达方式的结构。在第4结构例中，作为一例，说明发送单元1201为2天线、接收单元1202为4天线的情况。
图14是表示雷达A101及雷达B102的内部结构的第4结构例的框图。在第4结构例中，雷达A101具有发送单元1201－1、接收单元1202－1、采样时钟发生单元803－1、本地信号发生单元804－1。
发送单元1201－1具有补码发生单元805－1、码重叠单元1203－1、DAC单元1204－1、高频发送单元1205－1、发送天线(2分支)1206－1。此外，接收单元1202－1具有接收天线(4分支)810－1、高频接收单元811－1、ADC单元812－1、补码相关运算单元813－1、码重叠单元1207－1及1208－1、STFT单元1209－1及1210－1、DOA单元1211－1及1212－1、存储器213以及存储器214。再者，发送单元1201－1具有与2分支的发送天线对应的2系统的码重叠单元1203－1、DAC单元1204－1、高频发送单元1205－1。
另一方面，在第4结构例中，雷达B102具有发送单元1201－2、接收单元1202－2、采样时钟发生单元803－2、本地信号发生单元804－2。
再者，发送单元1201－2具有补码发生单元805－2、码重叠单元1203－2、DAC单元1204－2、高频发送单元1205－2、发送天线(2分支)1206－2。此外，接收单元1202－2具有接收天线(4分支)810－2、高频接收单元811－2、ADC单元812－2、补码相关运算单元813－2、码重叠单元1207－2及1208－2、STFT单元1209－2及1210－2、DOA单元1211－2及1212－2、存储器223以及存储器224。
为了适用MIMO方式，2系统的码重叠单元1203－1对于来自补码发生单元805－1的输出，将用于区分是来自雷达A101的发送信号还是来自雷达B102的发送信号的雷达间复用正交码A和流间复用正交码W1及W2重复重叠。将雷达间复用正交码A和流间复用正交码W1及W2的码周期、每1码的长度设为不同的长度，所以例如若将码A、W1的重叠码AW1、AW2设为图15那样的关系，则正交性得以保证，是优选的。
图15是例示了表示雷达间复用正交码和流间复用正交码之间的关系的时序图的图。补码X及Y由补码发生单元805－1反复产生。首先，将补码的对设为1周期的雷达间复用正交码A被重叠，而且，将雷达间复用正交码A的相当4码设为相当1码的流间复用正交码W1被进一步重叠。而且，码重叠单元1203－1中，码A和W2被重叠在另一方的用于MIMO流复用信号中。在将流多重用正交码W2的系列设为“全部为1”的情况下，图15的“重叠码AW2”所示的码被重叠。
另一方面，雷达B102的码重叠单元1203－2对于来自补码发生单元805－2的输出。将码B和码W1及W2重复重叠。在雷达间复用正交码B的系列是“全部为1”的情况下，图15的“重叠码BW1”及“重叠码BW2”被重叠。再者，由于“全部为1”彼此间的重叠，码BW2为“全部为1”。
2系统的DAC单元1204－1将分别重叠了码AW1及码AW2的信号转换为模拟基带信号。2系统的高频发送单元1205－1将模拟基带信号通过正交调制变频为毫米波段等的高频段的信号。高频发送单元1205－1生成的高频段信号从2分支的发送天线1206－1发射到空中。
发射到空中的电磁波被目标T反射，由4分支的接收天线810－1接收。接收天线的各分支配置在彼此分开了半波长以上1波长以下左右的位置，通过求由各个分支获取的信号间的相位差，可以估计到来方向。在本第4结构中，适用MIMO雷达方式，所以除了构成实际天线阵列，还构成虚拟天线阵列，在DOA单元1211－1及1212－1中的到来方向估计处理中，虚拟阵列的信号也被使用。
相当4分支的接收天线810－1的输出被分别输入到4系统的高频接收单元811－1的其中一个。4系统的高频接收单元811－1将接收到的信号通过正交解调变频为基带的复数信号。基带的复数信号由ADC单元812－1转换为数字信号，通过4系统的补码相关运算单元813－2进行相关运算处理。由此，编码增益造成的信噪比增大。对每个流，码重叠单元1207－1、1208－1进行将码AW1及码AW2重叠在相关运算结果中而作为单分雷达的处理。同样地，对每个流，码重叠单元1208－1进行将码BW1及码BW2重叠在相关运算结果中而作为双分雷达的处理。因此，码重叠单元1207－1、1208－1需要2流×4分支＝8系统。
STFT单元1209－1、1210－1对于各系统的重叠结果进行傅里叶变换。与码重叠单元1207－1、1208－1同样地，STFT单元1209－1、1210－1需要2流×4分支＝8系统。STFT单元1209－1、1210－1通过将离散傅里叶变换的点数设定为乘以了在雷达间复用及流间复用各自的正交码的1周期中必要的时隙数的数的倍数，满足雷达间复用及流间复用的两者的正交关系，所以可以充分地抑制这些干扰。
8系统的合计中为最大功率的频率的分量的积分结果从8系统的STFT单元输入到DOA单元1211－1、1212－1。DOA单元1211－1被输入有关单静态模式的积分结果，DOA单元1212－1被输入有关双静态模式的积分结果。再者，为了将多个目标T的分离度提高，与第1结构例同样，除了作为最大的频率分量，功率为第2和第3的频率分量的积分结果等也可以输出到DOA单元1211－1、1212－1。DOA单元1211－1、1212－1对于还包含虚拟阵列的全部8系统的相位差，估计到来方向，将估计结果写入存储器213、214。
这样，在适用了MIMO雷达方式的情况下，例如，如果将多个发送天线配置在垂直方向，则即使接收天线是水平方向的配置，也不增大高频接收单元的电路规模，还可以估计垂直方向的到来方向。
[第5结构例]
图10所示的第1结构例，为了使雷达A101和雷达B102同步，将采样时钟和本地信号两者直接连接。相对于此，第5结构例是，对于本地信号连接作为频率振荡源的石英振荡装置输出，共用频率比较低的信号的结构。
图16是表示雷达A101及雷达B102的内部结构的第5结构例的框图。再者，图16所示的雷达A101及雷达B102的第5结构例和图10所示的第1结构例的差异如以下那样。例如，在第5结构例中，雷达A101的本地信号发生单元804－1由TCXO单元1301和PLL单元1302－1构成，雷达A101的TCXO单元1301输出连接到雷达B102的PLL单元1302－2的输入单元，而且，雷达B102的采样时钟发生单元803－2与雷达A101的采样时钟发生单元803－1同步。
作为生成相位噪声特性良好的高频信号的普通结构，采用将来自频率稳定度良好的石英振荡装置的信号和对来自VCO(Voltage Controlled Oscillator)的高频信号(无线频率信号)分频后的信号进行相位比较，控制对VCO的输入电压的反馈环(PLL)，使得该相位差为零。作为石英振荡装置，大多采用振荡频率为几十MHz左右的温度补偿石英振荡器(TCXO：Temperature compensated crystal Oscillator)，相比毫米波频带为低频，例如，用于连接雷达间的电缆也可以使用便宜的电缆。
但是，在TCXO的后级构成的PLL在多个雷达间为单独的，所以即使在多个雷达间建立频率同步，也难以在相位同步之前建立。为此，在毫米波频带，如来自在近接位置设置的雷达A的直达波那样，即使SNR是足够大的距离库的信号，也有正交码重叠后的相位变化情况。因此，在第5结构例中，追加相位旋转量检测单元901和相位旋转单元1001，补偿剩余相位误差。再者，剩余相位误差的处理方法与其他结构例是相同的，所以省略这里的说明。
通过采取这样的结构，用于使雷达间同步的成本被降低，还可以确保充分的同步性能，所以为优选。
以上，一边参照附图一边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，显然可设想各种变更例或修正例，并认可它们当然属于本发明的技术范围。此外，在不脱离发明的宗旨的范围中，也可以将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
在上述的第1实施方式至第3实施方式的多雷达系统100、100a、100b中，说明了具有雷达A101及雷达B102的2台雷达的例子。可是，本发明不限定于此，例如，也可以设为具有3台以上的雷达装置的结构。
在上述各实施方式中，通过使用硬件构成的例子说明了本发明，但本发明也在与硬件的协同中通过软件来实现。
此外，用于上述实施方式的说明中的各功能块通常被作为具有输入端子及输出端子的集成电路即LSI来实现。它们既可以被单独地集成为单芯片，也可以包含一部分或全部地被集成为单芯片。这里，设为了LSI，但根据集成程度，有时也可以被称为IC(IntegratedCircuit)、系统LSI、超大LSI(Super LSI)、或特大LSI(Ultra LSI)。
此外，集成电路的方法不限于LSI，也可以用专用电路或通用处理器来实现。也可以使用可在LSI制造后编程的FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)，或者使用可重构LSI内部的电路单元的连接、设定的可重构处理器(ReconfigurableProcessor)。
再者，随着半导体的技术进步或随之派生的其它技术，如果出现能够替代LSI的集成电路化的技术，当然可利用该技术进行功能块的集成化。还存在着适用生物技术等的可能性。
＜本发明的总结＞
本发明的多雷达系统包括：第1雷达装置，其包括：发送第1发送信号的第1发送单元；在单分雷达模式及双分雷达模式中，分别接收在目标上反射的反射波信号的第1接收单元；以及分别用所述接收到的反射波信号进行到来方向估计的第1估计单元；第2雷达装置，其包括：发送第2发送信号的第2发送单元；在所述单分雷达模式及所述双分雷达模式中，分别接收被所述目标反射的所述反射波信号的第2接收单元；以及分别用所述接收到的反射波信号进行所述到来方向估计的第2估计单元；合成单元，将第1雷达装置的双分雷达模式中的到来方向估计结果、第2雷达装置的双分雷达模式中的到来方向估计结果进行合成；以及集中处理装置，其包括：形状估计单元，使用第1雷达装置的单分雷达模式中的到来方向估计结果、第2雷达装置的单分雷达模式中的到来方向估计结果、以及所述合成单元的输出，对目标的形状进行估计。
在本发明的多雷达系统中，所述合成单元将所述第1雷达装置及第2雷达装置的双分雷达模式中的所述到来方向估计结果之中的、目标的相对速度信息及反射波信号的强度信息分别合成。
在本发明的多雷达系统中，在所述合成的反射波信号的强度信息为第1阈值以上的情况下，所述形状估计单元在目标的形状估计中，使用所述第1雷达装置及第2雷达装置的双分雷达模式中的所述到来方向估计结果之中的、合成的目标的相对速度信息及目标的位置信息。
在本发明的多雷达系统中，在所述合成的反射波信号的强度信息为第1阈值以上的情况下，所述形状估计单元在目标的形状估计中，使用所述第1雷达装置及第2雷达装置的双分雷达模式中的所述到来方向估计结果之中的、合成的目标的相对速度信息及目标的位置信息。
在本发明的多雷达系统中，在所述第2雷达装置的单分雷达模式中的所述到来方向估计结果之中的、反射波信号的强度信息为第3阈值以上的情况下，所述形状估计单元在目标的形状估计中，使用目标的相对速度信息及目标的位置信息。
在本发明的多雷达系统中，所述集中处理装置还具有：坐标转换单元，基于所述第1雷达装置的视线方向和所述第2雷达装置的视线方向之差、以及所述第2雷达装置的设置位置，将所述第1雷达装置及所述第2雷达装置的所述单分雷达模式及所述双分雷达模式的各自中的到来方向估计结果的极坐标表达转换为正交坐标表达。
在本发明的多雷达系统中，所述集中处理装置还具有：视线方向差计算单元，在所述第1雷达装置的检测区域和所述第2雷达装置的检测区域重复的区域内设置了参照用目标的情况下，基于距所述第1雷达装置检测出的所述参照用目标的第1距离、第1方位角、第1仰角、距所述第2雷达装置检测出的所述参照用目标的第2距离、第2方位角、以及第2仰角，计算所述第1雷达装置的视线方向和所述第2雷达装置的视线方向之差。
在本发明的多雷达系统中，所述第1雷达装置和所述第2雷达装置使用同一频率信道，所述第1雷达装置及所述第2雷达装置分别具有使所述第1雷达装置的第1载波信号和所述第2雷达装置的第2载波信号同步的同步单元。
在本发明的多雷达系统中，所述第1雷达装置具有生成重叠了第1正交码的脉冲码的第1正交码重叠单元，所述第2雷达装置具有生成重叠了与所述第1正交码正交的第2正交码的脉冲码的第2正交码重叠单元，所述第1雷达装置及所述第2雷达装置具有对于所述接收信号重叠所述第1正交码及第2正交码的第3正交码重叠单元及第4正交码重叠单元。
在本发明的多雷达系统中，所述第1雷达装置及所述第2雷达装置具有：数字/模拟转换单元；模拟/数字转换单元；以及对所述数字/模拟转换单元和所述模拟/数字转换单元输出采样时钟信号的采样时钟发生单元，所述第1雷达装置和所述第2雷达装置的所述采样时钟发生单元彼此同步。
在本发明的多雷达系统中，所述第2雷达装置还具有：第1反馈控制单元，在从所述第1雷达装置接收到直达波的情况下，反馈控制用于检测所述直达波的定时调整的、所述采样时钟信号的相位。
在本发明的多雷达系统中，还具有：第2反馈控制单元，反馈控制所述第2发送信号的载波信号的相位，使得所述直达波的相位变动为零。
在本发明的多雷达系统中，所述第2雷达装置还包括进行控制，使得所述直达波的相位变动为零的相位旋转单元。
在本发明的多雷达系统中，所述第1雷达装置的第1发送单元生成重叠了第1正交码的多个系统的信号并从多个天线发送，所述第2雷达装置的第2发送单元生成重叠了与所述第1正交码彼此正交的第2正交码的多个系统的信号并从多个天线发送，所述第1雷达装置的第1接收单元及所述第2雷达装置的第2接收单元对于所述接收信号重叠所述第1正交码及第2正交码，分离为多个系统的信号并计算到来方向。
在本发明的多雷达系统中，所述第1雷达装置包括石英振荡单元和第1锁相环单元，所述第2雷达装置包括第2锁相环单元和相位旋转单元，通过将所述石英振荡单元的输出信号输入到所述锁相环单元，生成所述第1载波信号，通过将所述石英振荡单元的所述输出信号输入到所述第2锁相环单元，生成所述第2载波信号，在所述第2雷达装置从所述第1雷达装置接收到直达波的情况下，相位旋转单元进行控制，使得所述直达波的相位变动为零。
工业实用性
本发明适合作为使用了多台雷达装置的多雷达系统。

Claims (15)

1.多雷达系统，包括：
第1雷达装置，其包括：发送第1发送信号的第1发送单元；在单分雷达模式及双分雷达模式中，分别接收在目标上反射的反射波信号的第1接收单元；以及分别用所述接收到的反射波信号进行到来方向估计的第1估计单元；
第2雷达装置，其包括：发送第2发送信号的第2发送单元；在所述单分雷达模式及所述双分雷达模式中，分别接收被所述目标反射的所述反射波信号的第2接收单元；以及分别用所述接收到的反射波信号进行所述到来方向估计的第2估计单元；
合成单元，将第1雷达装置的双分雷达模式中的到来方向估计结果、第2雷达装置的双分雷达模式中的到来方向估计结果进行合成；以及
集中处理装置，其包括：形状估计单元，使用第1雷达装置的单分雷达模式中的到来方向估计结果、第2雷达装置的单分雷达模式中的到来方向估计结果、以及所述合成单元的输出，对目标的形状进行估计。
2.如权利要求1所述的多雷达系统，
所述合成单元
将所述第1雷达装置及第2雷达装置的双分雷达模式中的所述到来方向估计结果之中的、目标的相对速度信息及反射波信号的强度信息分别合成。
3.如权利要求2所述的多雷达系统，
所述形状估计单元
在所述合成的反射波信号的强度信息为第1阈值以上的情况下，在目标的形状估计中，使用所述第1雷达装置及第2雷达装置的双分雷达模式中的所述到来方向估计结果之中的、合成的目标的相对速度信息及目标的位置信息。
4.如权利要求1所述的多雷达系统，
所述形状估计单元
在所述第1雷达装置的单分雷达模式中的所述到来方向估计结果之中的、反射波信号的强度信息为第2阈值以上的情况下，在目标的形状估计中，使用目标的相对速度信息及目标的位置信息。
5.如权利要求1所述的多雷达系统，
所述形状估计单元
在所述第2雷达装置的单分雷达模式中的所述到来方向估计结果之中的、反射波信号的强度信息为第3阈值以上的情况下，在目标的形状估计中，使用目标的相对速度信息及目标的位置信息。
6.如权利要求1所述的多雷达系统，
所述集中处理装置还具有：
坐标转换单元，基于所述第1雷达装置的视线方向和所述第2雷达装置的视线方向之差、以及所述第2雷达装置的设置位置，将所述第1雷达装置及所述第2雷达装置的所述单分雷达模式及所述双分雷达模式的各自中的到来方向估计结果的极坐标表达转换为正交坐标表达。
7.如权利要求2所述的多雷达系统，
所述集中处理装置还具有：
视线方向差计算单元，在所述第1雷达装置的检测区域和所述第2雷达装置的检测区域重复的区域内设置了参照用目标的情况下，基于所述第1雷达装置检测出的距所述参照用目标的第1距离、第1方位角、第1仰角、所述第2雷达装置检测出的距所述参照用目标的第2距离、第2方位角、以及第2仰角，计算所述第1雷达装置的视线方向和所述第2雷达装置的视线方向之差。
8.如权利要求1至3的任意一项所述的多雷达系统，
所述第1雷达装置和所述第2雷达装置使用同一频率信道，
所述第1雷达装置及所述第2雷达装置分别具有使所述第1雷达装置的第1载波信号和所述第2雷达装置的第2载波信号同步的同步单元。
9.如权利要求1至8的任意一项所述的多雷达系统，
所述第1雷达装置具有生成重叠了第1正交码的脉冲码的第1正交码重叠单元，
所述第2雷达装置具有生成重叠了与所述第1正交码正交的第2正交码的脉冲码的第2正交码重叠单元，
所述第1雷达装置及所述第2雷达装置具有对于所述接收信号重叠所述第1正交码及第2正交码的第3正交码重叠单元及第4正交码重叠单元。
10.如权利要求1至9的任意一项所述的多雷达系统，
所述第1雷达装置及所述第2雷达装置具有：数字/模拟转换单元；模拟/数字转换单元；以及对所述数字/模拟转换单元和所述模拟/数字转换单元输出采样时钟信号的采样时钟发生单元，
所述第1雷达装置和所述第2雷达装置的所述采样时钟发生单元彼此同步。
11.如权利要求10所述的多雷达系统，还具有：
第1反馈控制单元，在所述第2雷达装置从所述第1雷达装置接收到直达波的情况下，反馈控制用于检测所述直达波的定时调整的、所述采样时钟信号的相位。
12.如权利要求11所述的多雷达系统，还具有：
第2反馈控制单元，反馈控制所述第2发送信号的载波信号的相位，使得所述直达波的相位变动为零。
13.如权利要求12所述的多雷达系统，
所述第2雷达装置还包括进行控制，使得所述直达波的相位变动为零的相位旋转单元。
14.如权利要求1所述的多雷达系统，
所述第1雷达装置的第1发送单元生成重叠了第1正交码的多个系统的信号并从多个天线发送，
所述第2雷达装置的第2发送单元生成重叠了与所述第1正交码彼此正交的第2正交码的多个系统的信号并从多个天线发送，
所述第1雷达装置的第1接收单元及所述第2雷达装置的第2接收单元对于所述接收信号重叠所述第1正交码及第2正交码，分离为多个系统的信号并计算到来方向。
15.如权利要求8所述的多雷达系统，
所述第1雷达装置包括石英振荡单元和第1锁相环单元，
所述第2雷达装置包括第2锁相环单元和相位旋转单元，
通过将所述石英振荡单元的输出信号输入到所述锁相环单元，生成所述第1载波信号，
通过将所述石英振荡单元的所述输出信号输入到所述第2锁相环单元，生成所述第2载波信号，
在所述第2雷达装置从所述第1雷达装置接收到直达波的情况下，相位旋转单元进行控制，使得所述直达波的相位变动为零。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110501697A (zh) * 2018-05-17 2019-11-26 英飞凌科技股份有限公司 使用不同类型传感器的多样性感测
CN111708026A (zh) * 2019-03-18 2020-09-25 恩智浦美国有限公司 具有前向和后向差分共阵列处理的高分辨率汽车雷达系统
CN112415502A (zh) * 2019-08-21 2021-02-26 丰田自动车株式会社 雷达装置
CN112986980A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 北京理工大学 一种目标态势特征的监测系统
CN113631948A (zh) * 2019-03-27 2021-11-09 株式会社电装 物体检测装置
CN115166654A (zh) * 2022-06-24 2022-10-11 海信集团控股股份有限公司 一种多毫米波雷达标定方法、装置及存储介质

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3407085B1 (en) * 2016-02-29 2020-04-08 Mitsubishi Electric Corporation Radar device
WO2018183606A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Remote Sensing Solutions, Inc. Modular object-oriented digital sub-system architecture with primary sequence control and synchronization
DE102017217805B4 (de) * 2017-10-06 2019-05-02 Vega Grieshaber Kg Radarfüllstandmessgerät mit Synchronisationssignal auf verschiedenen Leitungstypen
KR102323655B1 (ko) * 2018-01-08 2021-11-09 현대모비스 주식회사 가상 수신신호 생성을 이용한 도래각 추정 방법 및 장치
DE102018207716A1 (de) * 2018-05-17 2019-11-21 Robert Bosch Gmbh Radarsensorsystem und Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorsystems
WO2019241309A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-19 Mohammad Amin Arbabian Partially coordinated radar system
KR102628655B1 (ko) * 2018-06-29 2024-01-24 삼성전자주식회사 레이더 구동 장치 및 방법
US11194040B2 (en) * 2018-07-17 2021-12-07 Aptiv Technologies Limited Slow time frequency division multiplexing with binary phase shifters
US10509104B1 (en) * 2018-08-13 2019-12-17 Analog Devices Global Unlimited Company Apparatus and methods for synchronization of radar chips
CN110161492B (zh) * 2019-01-24 2020-12-08 北京机电工程研究所 舰船航向航速提取方法
US11269049B2 (en) * 2019-03-18 2022-03-08 Nxp Usa, Inc. Distributed aperture automotive radar system
US11092683B2 (en) * 2019-03-18 2021-08-17 Nxp Usa, Inc. Distributed aperture automotive radar system with alternating master radar devices
CN110361722B (zh) * 2019-07-17 2023-03-31 四川川大智胜软件股份有限公司 一种多雷达信号融合方法及系统
CN110703265B (zh) * 2019-09-25 2023-04-28 上海工程技术大学 一种机械旋转式激光雷达测试系统及方法
US11546083B2 (en) * 2020-03-08 2023-01-03 MMRFIC Technology Pvt. Ltd. Method, system and apparatus for time and frequency synchronization for high speed moving platforms
US20220075054A1 (en) * 2020-09-04 2022-03-10 Qualcomm Incorporated Target detection using multiple radar waveforms
US11888554B2 (en) 2020-09-23 2024-01-30 Nxp Usa, Inc. Automotive MIMO radar system using efficient difference co-array processor
WO2022104259A1 (en) * 2020-11-16 2022-05-19 Oculii Corp. System and method for radar-based localization and/or mapping
US11709251B1 (en) * 2020-12-09 2023-07-25 First Rf Corporation Radar node with full azimuthal coverage, and associated surveillance methods
US20240053467A1 (en) * 2021-02-07 2024-02-15 Intel Corporation Radar apparatus, system, and method
US11860297B2 (en) * 2021-03-08 2024-01-02 GM Global Technology Operations LLC High resolution unambiguous radar
EP4325249A4 (en) 2021-04-30 2024-08-07 Huawei Tech Co Ltd RADAR SYSTEM AND TERMINAL DEVICE
CN113567987B (zh) * 2021-04-30 2023-07-28 华为技术有限公司 一种雷达系统及终端设备
WO2024012668A1 (en) * 2022-07-13 2024-01-18 Huawei Technologies Co., Ltd. Transmission alignment and interference mitigation for fmcw radar systems analysing the frequency difference between transmit chirps

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3979689A (en) 1975-01-29 1976-09-07 Rca Corporation Differential amplifier circuit
JP3460586B2 (ja) 1998-07-09 2003-10-27 三菱電機株式会社 気象レーダネットワークシステム
JP2000298164A (ja) * 1999-04-15 2000-10-24 Honda Motor Co Ltd マルチ・チャンネルレーダ装置
JP3643871B2 (ja) 2002-02-26 2005-04-27 防衛庁技術研究本部長 マルチスタティック・レーダ装置
WO2008001092A2 (en) * 2006-06-28 2008-01-03 Cambridge Consultants Limited Radar for through wall detection

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110501697A (zh) * 2018-05-17 2019-11-26 英飞凌科技股份有限公司 使用不同类型传感器的多样性感测
CN110501697B (zh) * 2018-05-17 2023-07-25 英飞凌科技股份有限公司 使用不同类型传感器的多样性感测
CN111708026A (zh) * 2019-03-18 2020-09-25 恩智浦美国有限公司 具有前向和后向差分共阵列处理的高分辨率汽车雷达系统
CN113631948A (zh) * 2019-03-27 2021-11-09 株式会社电装 物体检测装置
CN113631948B (zh) * 2019-03-27 2024-06-04 株式会社电装 物体检测装置
CN112415502A (zh) * 2019-08-21 2021-02-26 丰田自动车株式会社 雷达装置
CN112415502B (zh) * 2019-08-21 2024-05-24 丰田自动车株式会社 雷达装置
CN112986980A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 北京理工大学 一种目标态势特征的监测系统
CN115166654A (zh) * 2022-06-24 2022-10-11 海信集团控股股份有限公司 一种多毫米波雷达标定方法、装置及存储介质

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Publication number Publication date
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