CN109863419A - 雷达装置以及电波干扰的回避方法 - Google Patents

雷达装置以及电波干扰的回避方法 Download PDF

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Abstract

本实施方式的雷达装置为具备包含电波干扰判定部、选择部、以及发送部在内的信号处理装置的构成。所述电波干扰判定部基于经由天线接收到的电波信号判定有无电波干扰。所述选择部在通过所述电波干扰判定部判定为存在电波干扰的情况下，基于具有电波干扰的回避功能的无线通信装置的所述回避功能，选择预先定义的脉冲图案。所述发送部从所述天线发送与由所述选择单元选择出的脉冲图案相应的电波信号。

Description

雷达装置以及电波干扰的回避方法
技术领域
本发明的实施方式涉及雷达装置以及电波干扰的回避方法。
背景技术
近年来，无线LAN等无线通信装置以大容量通信等为目的，推进了使用频率的高频化。为此，在无线通信装置与气象雷达等的雷达装置之间两者的使用频带重叠，导致产生电波干扰的可能性升高。
以往，在使用例如5GHz的频带的无线LAN的情况下，由于该频带也被使用在气象雷达等雷达装置中，因此有产生电波干扰的可能性。作为回避这种电波干扰的对策，例如在无线LAN的接入点(access point)搭载有一般被称作DFS(Dynamic Frequency Selection:动态频率选择)的电波干扰的回避功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012－120033号公报
专利文献2:日本特开2007－274659号公报
专利文献3:日本特开2001－285301号公报
发明内容
作为回避电波干扰的对策，例如在无线LAN的接入点处搭载有DFS功能。该DFS功能判定在接入点所接收到的信号之中是否包含预先定义的雷达装置的脉冲图案。该脉冲图案由脉冲宽度、脉冲重复频率(脉冲重复间隔)、脉冲数等参数定义。DFS功能在判定为包含该脉冲图案的情况下(检测到的情况下)，变更为其他频率的信道，从而回避与雷达装置的发送脉冲信号的干扰。但是，DFS功能在检测到雷达装置的脉冲图案的情况下，使该频率的信道的使用仅中断一定时间(例如30分钟)。在经过了一定时间之后，该信道再次被使用，有产生电波干扰的可能性。另外，还存在无线LAN接入点的DFS功能因某种原因而不再有效、结果产生电波干扰的可能性。
因此，存在如下课题：实现一种能够执行与具有电波干扰的回避功能的无线通信装置之间的电波干扰的回避的雷达装置。
本实施方式的雷达装置为具备电波干扰判定单元、选择单元、以及发送单元的构成。所述电波干扰判定单元基于经由天线接收到的电波信号判定有无电波干扰。所述选择单元在通过所述电波干扰判定单元判定为存在电波干扰的情况下，基于具有电波干扰的回避功能的无线通信装置的所述回避功能，选择预先定义的脉冲图案。所述发送单元从所述天线发送与由所述选择单元选择出的脉冲图案相应的电波信号。
附图说明
图1是用于说明与实施方式有关的雷达装置的构成的框图。
图2是表示与实施方式有关的脉冲图案表的一个例子的图。
图3是表示与实施方式有关的电波干扰的对策用表的一个例子的图。
图4是用于说明与实施方式有关的雷达装置的动作的流程图。
图5是用于说明实施方式的变形例的框图。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1是表示与本实施方式有关的雷达装置的构成的框图。如图1所示，雷达装置1具有天线单元10、收发切换部11、发送机12、接收机13、信号处理装置14、以及数据处理装置19。天线单元10例如是抛物面天线(parabolic antenna)装置、或者由多个天线元件构成的阵列天线(array antenna)装置等。收发切换部11切换雷达信号的收发处理，将来自发送机12的发送脉冲向天线单元10传送，或者将由天线单元10接收到的电波信号向接收机13传送。
发送机12生成与从信号处理装置14输出的脉冲图案相应的发送脉冲(雷达信号)而向天线单元10输出。这里，本实施方式的信号处理装置14除了通常的雷达运用上的通常动作(检测、观测、测距)所需的脉冲图案(为了方便，有时表述为运用脉冲图案)以外，还如后述那样，将本实施方式的与电波干扰的回避功能相关的脉冲图案向发送机12输出。
接收机13对由天线单元10接收到的电波信号进行数字处理，并将处理后的接收信号向信号处理装置14输出。接收信号不仅包含发送出的雷达信号的回波信号，还如后述那样包含从无线LAN等的无线通信装置发送出的电波信号。
信号处理装置14具有运用脉冲处理部15，该运用脉冲处理部15在发送时向发送机12输出所述运用脉冲图案，并在接收时对从接收机13输出的接收信号进行处理。即，运用脉冲处理部15对通常的雷达运用上的通常动作(检测、观测、测距)所需的收发信号进行处理。在本实施方式中，数据处理装置19基于由运用脉冲处理部15进行的收发处理，执行雷达运用上的通常动作(检测、观测、测距)所需的数据处理。另外，在本实施方式中，与运用脉冲处理部15的构成以及动作、还有雷达运用上的通常动作(检测、观测、测距)相关的收发处理省略说明。另外，有与雷达运用上的通常动作相关的收发处理区别、为了方便而表述为电波干扰的回避功能上的收发处理的情况。
本实施方式的信号处理装置14具有脉冲图案选择部16、表17、以及电波干扰判断部18作为用于实现电波干扰的回避功能的构成要素。脉冲图案选择部16将从预先定义的多个脉冲图案选择出的脉冲图案向发送机12输出。这些脉冲图案被区别于在雷达运用上的通常动作(检测、观测、测距)中使用的运用脉冲图案地进行了定义。多个脉冲图案被从表17所含的脉冲图案表170中选择。表17包含脉冲图案表170以及电波干扰的对策用表171。
图2是表示脉冲图案表170的一个例子的图。如图2所示，脉冲图案表170具有例如基于国家法律、标准等例如定义为气象雷达用的多个类型(为了方便，设为T1、T2这两种)的脉冲图案。类型T1、T2分别是由脉冲宽度(PW1、PW2)、脉冲重复频率(PRF1、PRF2)、脉冲数(PN1、PN2)、频率扫描宽度(FW1、FW2)等参数规定的脉冲图案。另外，在脉冲图案表170中，能够根据例如国家法律、标准等的变更，通过在线或者离线的方法追加新的类型的脉冲图案，或者进行变更现有的脉冲图案等的更新。
图3是表示电波干扰的对策用表171的一个例子的图。如图3所示，对策用表171如后述那样，是在电波干扰的回避功能上的接收处理时按照天线的每一仰角以及方位角记录电波干扰的有无、以及表示有效脉冲图案的类型T1、T2所用的表。
返回图1，电波干扰判断部18在电波干扰的回避功能上的收发处理的接收时，如后述那样判定有无与无线通信装置之间的电波干扰。本实施方式作为无线通信装置，设想例如具有DFS功能的无线LAN的接入点。电波干扰判断部18在电波干扰的回避功能上的接收处理时，基于由天线接收到的电波信号，在由天线接收到的电波信号的接收电平的距离方向(时间方向)的变动在预定的范围以内(自然现象中不可能发生的一定程度)的情况下，判定为存在与发送了该电波信号的无线通信装置等之间的电波干扰。或者，在多个发送脉冲中的同一距离的接收电平的变动超过预定的范围(自然现象中不可能发生的二位数变化)的情况下，判定为存在与发送了该电波信号的无线通信装置等之间的电波干扰。
[雷达装置的动作]
图4是用于说明雷达装置1的动作的流程图。这里，如前述那样，在本实施方式中，关于由运用脉冲处理部15进行的雷达运用上的通常动作(检测、观测、测距)省略说明。在本实施方式中，信号处理装置14区别于雷达运用上的通常动作时的收发处理地执行电波干扰的回避功能上的收发处理。
如图4所示，信号处理装置14执行电波干扰的回避功能上的接收处理(步骤S1)。在雷达装置1中，接收机13向信号处理装置14输出将由天线单元10接收到的电波信号进行数字处理后的接收信号。接收信号中也包含从无线LAN等无线通信装置发送出的电波信号。
在信号处理装置14中，电波干扰判断部18在电波干扰的回避功能上的接收处理时，执行判定有无与无线LAN等无线通信装置之间的电波干扰的判断处理(步骤S2)。判断处理能够着眼于气象回波与无线通信信号的不同。作为具体的判定方法，例如由电波干扰判断部18按照接收时的天线的每个仰角以及方位角，在由天线接收到的电波信号的接收电平的距离方向(时间方向)的变动在预定的范围以内(自然现象中不可能发生的一定程度)的情况下，判定为存在电波干扰。或者，考虑在多个发送脉冲中的同一距离的接收电平的变动超过预定的范围(自然现象中不可能发生的二位数变化)的情况下判定为存在干扰等的单元。
如图3所示，电波干扰判断部18基于电波干扰的判定结果，对电波干扰的对策用表171按照每个仰角以及方位角设定电波干扰的有无。这里，在利用电波干扰判断部18判定为存在电波干扰而设定到对策用表171的情况下，信号处理装置14移至电波干扰的回避功能上的发送处理(步骤S3的“是”)。另外，这里，信号处理装置14也可以在利用电波干扰判断部18按照天线的每个仰角判定全方位角所对应的电波干扰的有无之后移至发送处理，还可以在按照每个方位角判定电波干扰的有无之后直接移至发送处理。
在电波干扰的回避功能上的发送处理中，脉冲图案选择部16从脉冲图案表170选择例如类型T1的脉冲图案(步骤S4)。在该情况下，脉冲图案选择部16可以从脉冲图案表170中按顺序选择，也可以从例如与运用脉冲图案的参数近似的类型的脉冲图案中选择。
脉冲图案选择部16例如选择类型T1的脉冲图案，并向发送机12输出。雷达装置1以发送机12生成与类型T1的脉冲图案相应的发送脉冲并向天线单元10输出。由此，雷达装置1执行从天线单元10发送与发送脉冲相应的电波信号的发送处理(步骤S5)。
在该发送处理后，信号处理装置14执行电波干扰的回避功能上的接收处理(步骤S6)。电波干扰判断部18与前述相同地执行判定有无电波干扰的判断处理(步骤S7)。电波干扰判断部18在判定为没有电波干扰的情况下，如图3所示那样在对策用表171的“有效”的项目中设定表示发送出的类型T1的脉冲图案是有效脉冲图案的信息(这里设为T1)(步骤S8的“否”，S9)。即，如图3所示，在对策用表171中按照接收时的天线的每个仰角以及方位角设定表示是有效脉冲图案的信息。
这里，有效脉冲图案指的是作为无线通信装置、例如通过无线LAN的接入点的DFS功能检测而成为DFS功能下的电波干扰的回避处理的对象的脉冲图案。换言之，无线LAN的接入点通过DFS功能检测与类型T1的脉冲图案相应的电波信号，对判定为存在电波干扰的电波信号进行发送停止，或通过信道切换来变更电波信号的频率。
即，无线LAN的接入点通过检测有效脉冲图案，结果能够识别雷达装置1的存在，回避电波干扰。本实施方式的信号处理装置14在判定为存在电波干扰的情况下等，执行与设定在对策用表171中的有效脉冲图案(这里是类型T1)相应的电波干扰的回避功能上的发送处理。由此，在无线LAN的接入点通过DFS功能可靠地执行电波干扰的回避处理，能够可靠地回避电波干扰的可能性提高。
另外，当然，信号处理装置14在电波干扰判断部18判定为“存在”电波干扰的情况下(步骤S8的“是”)，重复从步骤S4起的处理。即，脉冲图案选择部16从脉冲图案表170选择例如类型T2的脉冲图案而向发送机12输出。以下，同样，在电波干扰判断部18判定为没有电波干扰的情况下，在对策用表171的“有效”的项目中，设定表示发送出的类型T2的脉冲图案是有效脉冲图案的信息(这里是T2)(步骤S8的“否”，S9)。
如以上那样，根据本实施方式，在电波干扰的回避功能上的接收处理时，通过电波干扰判断部18判定有无电波干扰。作为该判定结果而存在电波干扰的情况下，执行发送预先定义的脉冲图案的电波干扰的回避功能上的发送处理。由此，例如具有DFS功能的无线LAN的接入点能够通过DFS功能检测到该脉冲图案的话，结果能够识别雷达装置1的存在并回避电波干扰。
而且，在电波干扰的回避功能上的发送处理时发送出的脉冲图案在电波干扰的回避功能上被判定为有效的情况下，能够设定为有效脉冲图案。因而，本实施方式的雷达装置1通过发送该有效脉冲图案，结果能够可靠地实现电波干扰的回避功能。在该情况下，雷达装置1如图3所示，按照每个仰角以及方位角定期地发送该有效脉冲图案，从而能够有效地发挥电波干扰的回避功能。
[变形例]
图5是表示本实施方式的变形例相关的雷达装置1的构成的框图。如图5所示，在本变形例的雷达装置1中，信号处理装置14是作为用于实现电波干扰的回避功能的构成要素具有脉冲图案选择部16以及表17、并省略了与本实施方式有关的电波干扰判断部18的构成。另外，除此以外的构成与图1所示的本实施方式的雷达装置1的构成相同，因此省略说明。
以下，对本变形例的雷达装置1的动作进行说明。另外，本变形例使用表17所含的脉冲图案表170，关于对策用表171也可以省略。另外，与本实施方式相同，关于运用脉冲处理部15的构成以及动作、还有雷达运用上的通常动作(检测、观测、测距)相关的收发处理省略说明。
本变形例的雷达装置1通过执行电波干扰的回避功能上的发送处理，结果提高能够回避与无线LAN的接入点等无线通信装置之间的电波干扰的可能性。具体而言，在电波干扰的回避功能上的发送处理时，脉冲图案选择部16从脉冲图案表170中选择例如类型T1的脉冲图案而向发送机12输出。发送机12生成与类型T1的脉冲图案相应的发送脉冲而向天线单元10输出。即，雷达装置1执行从天线单元10发送与发送脉冲相应的电波信号的发送处理。
这里，作为无线通信装置，例如能够由具有DFS功能的无线LAN的接入点通过DFS功能接收来自雷达装置1的电波信号而检测该类型T1的脉冲图案。无线LAN的接入点在检测到该类型T1的脉冲图案的情况下识别雷达装置1的存在，执行回避电波干扰的处理。
另外，本实施方式的雷达装置1也可以是，在电波干扰的回避功能上的发送处理时，在脉冲图案选择部16从脉冲图案表170选择脉冲图案时，例如按照每规定的期间交替地选择类型T1与T2的各脉冲图案。
如以上那样，根据本变形例，通过执行电波干扰的回避功能上的发送处理，例如具有DFS功能的无线LAN的接入点能够通过DFS功能检测该脉冲图案而执行回避电波干扰的处理。因而，利用具有DFS功能的接入点识别到本实施方式的雷达装置1的存在，因此，结果是提高了电波干扰的回避功能被有效地执行的可能性。
另外，在本实施方式以及变形例中，作为无线通信装置，例如举出了无线LAN的接入点，但并不限于此，也能够应用于有产生与雷达装置之间的电波干扰的可能性的各种无线通信装置。另外，作为电波干扰的回避功能，举出了DFS功能，但并不限于此，只要具有检测雷达装置的电波信号并使其频率的利用停止的功能的即可，也可以是其他方式。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明与其等效的范围内。

Claims (15)

1.一种雷达装置，具备：
电波干扰判定单元，基于经由天线接收到的电波信号，判定有无电波干扰；
选择单元，在通过所述电波干扰判定单元判定为存在电波干扰的情况下，基于具有电波干扰的回避功能的无线通信装置的所述回避功能，选择预先定义的脉冲图案；以及
发送单元，从所述天线发送与由所述选择单元选择出的脉冲图案相应的电波信号。
2.如权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，
具有设定单元，在发送了由所述发送单元发送出的与脉冲图案相应的电波信号之后、利用所述电波干扰判定单元判定为没有电波干扰的情况下，该设定单元将所述脉冲图案设定为电波干扰的回避功能上的有效脉冲图案。
3.如权利要求2所述的雷达装置，其特征在于，
所述发送单元包含定期地发送与所述有效脉冲图案相应的电波信号的单元。
4.如权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，
所述电波干扰判定单元按照接收时的所述天线的每个仰角以及方位角判定有无电波干扰。
5.如权利要求4所述的雷达装置，其特征在于，
所述发送单元在由所述电波干扰判定单元判定为存在电波干扰的仰角以及方位角，从所述天线发送与由所述选择单元选择出的脉冲图案相应的电波信号。
6.如权利要求1至5中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
所述选择单元变更预先定义的脉冲图案而向所述发送单元输出，直至利用所述电波干扰判定单元判定为没有电波干扰为止。
7.如权利要求1至6中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
具有对所述预先定义的脉冲图案进行更新的单元。
8.如权利要求2所述的雷达装置，其特征在于，
所述电波干扰判定单元按照接收时的所述天线的每个仰角以及方位角判定有无电波干扰，
所述设定单元按照所述天线的每个仰角以及方位角设定所述有效脉冲图案。
9.如权利要求8所述的雷达装置，其特征在于，
所述发送单元包含按照所述天线的每个仰角以及方位角、定期地发送与所述有效脉冲图案相应的电波信号的单元。
10.如权利要求1至9中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
所述预先定义的脉冲图案是区别于雷达的运用上的发送处理的脉冲图案而被定义的规定的脉冲图案。
11.如权利要求1至10中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
所述电波干扰判定单元在电波干扰的回避功能上的接收处理时，检测经由天线接收到的电波信号的接收电平，基于该接收电平的距离方向或者时间方向的变动范围而判定有无电波干扰。
12.一种雷达装置，具备：
选择单元，在电波干扰的回避功能上的发送处理时选择预先定义的脉冲图案；以及
发送单元，从天线发送与由所述选择单元选择出的脉冲图案相应的电波信号。
13.如权利要求12所述的雷达装置，其特征在于，
在电波干扰的回避功能上的发送处理时，所述选择单元从预先定义的多个脉冲图案中依次或者任意地进行选择，
所述发送单元从所述天线发送与由所述选择单元选择出的脉冲图案相应的电波信号。
14.一种电波干扰的回避方法，应用于雷达装置，所述电波干扰的回避方法执行：
基于经由天线接收到的电波信号判定有无电波干扰的判定处理；
在判定为存在所述电波干扰的情况下，基于具有电波干扰的回避功能的无线通信装置的所述回避功能而选择预先定义的脉冲图案的选择处理；以及
从所述天线发送与选择出的脉冲图案相应的电波信号的发送处理。
15.如权利要求14所述的电波干扰的回避方法，其特征在于，
具有如下设定处理：在通过所述发送处理进行的发送之后，在通过判定有无所述电波干扰的判定处理判定为没有电波干扰的情况下，将发送出的所述脉冲图案设定为电波干扰的回避功能上的有效脉冲图案。
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