DE10027345B4

DE10027345B4 - Monopulsradargerät

Info

Publication number: DE10027345B4
Application number: DE10027345A
Authority: DE
Inventors: Kazuma Natsume; Hiroshi Hazumi; Hiroaki Kumon
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: JP4258941B2; JP2001051050A; US6337656B1; DE10066447B4; DE10027345A1

Abstract

Radargerät mit: einem Sender (4), welcher eine Radarwelle sendet; einem Signalempfänger (6) mit Antennen (AR1–AR8), welche sich überlappende Antennenkeulen bilden, um jeweils Monopulsbereiche zu definieren, wobei der Signalempfänger (6) derart ausgebildet ist, dass er ein Echo der Radarwelle von einem Zielobjekt in den Monopulsbereichen empfangen kann, um ein Paar von Eingangssignalen zu erzeugen; einer Winkelrichtungsdatenbestimmungsschaltung (10), welche derart ausgebildet ist, dass sie das pro Monopulsbereich erzeugte Paar von Eingangssignalen verarbeitet, um Winkelrichtungsdaten in einer Zeitsequenz zu erlangen, welche jeweils eine Winkelrichtung des Zielobjekts auf der Grundlage von Amplituden- oder Phasendifferenzen zwischen den beiden pro Monopulsbereich vorliegenden Eingangssignalen anzeigen; und einer Änderungsbestimmungsschaltung (10), welche derart ausgebildet ist, dass sie eine Änderung in den Winkelrichtungsdaten bestimmt, welche in einer Zeitsequenz in jedem der Monopulsbereiche erlangt werden, und die Winkelrichtungsdaten, deren Änderung innerhalb eines im voraus gewählten zulässigen Bereichs liegt, als Werte bestimmt, die beim Bestimmen einer Winkelrichtung des...

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Monopulsradargerät, welches entworfen ist, um den Azimut eines Ziels zu bestimmen, und insbesondere auf eine Verbesserung eines derartigen Monopulsradargeräts, welches zum Diskriminieren zwischen Zielen, welche nahe zueinander lokalisiert sind, innerhalb einer vom Radarerfassbaren Zone mit hoher Genauigkeit geeignet ist.
2. Stand der Technik
Es sind selbstfahrende Radarsysteme bekannt, welche entworfen sind, einem Zielobjekt wie einem Hindernis oder einem voraus befindlichen Fahrzeug für eine Temposteuerung und/oder eine Antikollisionssteuerung nachzusteuern. Es ist für derartige selbstfahrende Radarsysteme wichtig Azimutdaten zur Bestimmung einer genauen Positionsbeziehung zwischen einem Fahrzeug, auf welchem ein Radargerät angebracht ist, und einem Ziel ebenso wie die Entfernung zu dem Ziel und die relative Geschwindigkeit des Ziels zu erlangen. Dies wird beispielsweise mit Strahlen- bzw. Strahlungskeulenabtastsystemen (beam scan systems) oder Monopulssystemen erreicht. Die wie in 11(a) dargestellten Strahlabtastsysteme messen Pegel von Echos von Radarwellen, deren Richtfähigkeiten sich voneinander unterscheiden, um eine empfangene Signalpegelverteilung wie in 11(b) dargestellt zu erlangen, und wählen eine der Radarreflektionen aus, deren Signalpegel in der Verteilung am größten ist, wie durch den Azimut oder die Winkelrichtung eines Zielobjekts anzeigt. Die in 12(a) dargestellten Monopulssysteme empfangen Radarechos gleichzeitig durch ein Paar von Empfangsantennen a und b, welche leicht voneinander beabstandet sind (durch einen Abstand D in der Figur), um eine Phasendifferenz zwischen den empfangenen Signalen zu bestimmen, welche sich aus der Differenz der Entfernung d (= D·sinθ) der Radarreflektionen ergibt, welche eine Wegstrecke zurückgelegt haben, wenn der Winkel, der sich aus der einfallenden Richtung jeder der Radarreflektionen mit einer Linie senkrecht zu einer vorderen Ebene der empfangenen Antennen a und b ergibt, als θ definiert wird, oder aus einer Amplitudendifferenz zwischen den empfangenen Signalen (vgl. 13(a) und 13(b)), welche sich aus einer Differenz der Strahlen- bzw. Strahlungskeulenrichtfähigkeit der empfangenen Antennen ergibt.
Es ist für die Monopulssysteme möglich, den Azimut des Zielobjekts genau lediglich in einem Bereich zu messen, in dem sich Strahlungskeulen von zwei Antennen miteinander überlappen (was unten als Monopulsbereich bezeichnet wird). Einige der Monopulssysteme erhöhen somit einen Erfassungsbereich unter Verwendung von mehr als drei Emfpangsantennen, die derart angeordnet sind, dass zwei benachbarte Empfangsantennen den Monopulsbereich für die Messung des Azimuts bilden. Beispielsweise lehren die ersten japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 9-152478 und 62-259077 derartige Systeme.
Eine Verbesserung der Messgenauigkeit des Azimuts in den Strahlabtastsystemen erfordert die Bildung von feinen Strahlen, wodurch ein Ansteigen der Größe (d. h. einer Öffnung bzw. Apertur) der Antennen erfordert wird.
Wenn jedoch die Strahlabtastsysteme als selbstfahrendes Radar verwendet werden, sind die angebrachten Antennen bezüglich ihrer Größe beschränkt, was zu der Schwierigkeit des Erlangens einer gewünschten Messgenauigkeit führen kann.
Die Monopulssysteme besitzen dahingehend einen Nachteil, dass dann, wenn eine Mehrzahl von Zielen in demselben Intervall von einem mit Radar versehenen Fahrzeug entfernt sind, so wie wenn zwei Automobile nebeneinander vor dem mit Radar. versehenen Fahrzeug fahren, ein Fehler bei der Messung des Azimuts hervorgerufen wird. Insbesondere wenn zwei Automobile parallel zueinander mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit fahren, werden Radarreflektionen von den zwei Automobilen, welche im wesentlichen dieselbe Frequenz besitzen, von dem Monopulssystem als zusammengesetzte Welle empfangen. Üblicherweise werden bei einem selbstfahrenden Radar Millimeterwellen verwendet. Die Wellenlänge einer Radarreflektion wird somit in der Größenordnung von einigen mm liegen, so dass die Phase der Radarreflektion sich sogar dann stark ändert, wenn der Abstand zu dem Ziel sich in Einheiten von Millimetern ändert.
Wenn zwei Zielautomobile nebeneinander fahren, jedoch lediglich eines davon innerhalb eines Monopulsbereichs lokalisiert ist (an einer Position wie durch ➀ in einem Graphen von 14(a) angezeigt), unterscheiden sich eine Radarwelle (d. h. ein Vektor wie durch eine gestrichelte Linie angezeigt), welche von dem einen der Zielautomobile in dem Monopulsbereich reflektiert wird, und eine Radarwelle (d. h. ein Vektor wie durch eine durchgezogene Linie ➁ angezeigt), welche von dem anderen Zielautomobil reflektiert wird, welches außerhalb des Monopulsbereichs liegt (an einer Position wie durch ➁ in dem Graphen dargestellt), bezüglich des Signalpegels beim Empfang von dem Monopulssystem, so dass eine zusammengesetzte Welle (d. h. ein Vektor wie durch eine durchgezogene Linie angezeigt), bei welcher die zwei reflektierten Radarwellen vermischt sind, die Radarwelle annähern wird, welche von dem Zielautomobil innerhalb des Monopulsbereichs reflektiert wird, wodurch es ermöglicht wird, eine Information bezüglich des Azimuts genau zu erlangen. Wenn jedoch zwei Automobile wie in 14(b) dargestellt beide innerhalb des Monopulsbereichs lokalisiert sind, besitzen die Radarwellen (Vektoren wie durch die gestrichelten Linien ➀ und ➁ angezeigt), welche von den zwei Automobilen reflektiert werden und von dem Monopulssystem empfangen werden, im wesentlichen denselben Signalpegel, so dass eine zusammengesetzte Welle davon (d. h. ein Vektor wie durch eine durchgezogene Linie angezeigt) die Richtung zeigt, die sich stark von Winkelrichtungen der Zielautomobile unterscheiden. Dies veranlaßt, dass lediglich eines der Zielautomobile erfasst wird.
Insbesondere werden bei dem Monopulssystem Radarwellen, welche von einem Paar von Zielen reflektiert werden, welche innerhalb desselben Monopulsbereichs liegen, in einem Vektor vermischt, um eine zusammengesetzte Welle zu bilden, welche sich bezüglich der Phase und der Amplitude von beiden reflektierten Radarwellen unterscheidet, wodurch es schwierig gemacht wird, den Azimut der Ziele unter Verwendung der Phase und der Amplitude der reflektierten Radarwelle zu messen.
Aus der EP 0 766 100 A1 1 ist ein Radargerät bekannt mit einem Sender, welcher Radarwellen sendet, und einem Signalempfänger mit Antennen, welche sich überlappende Antennenkeulen bilden, um einen Monopulsbereich zu definieren. Der Signalempfänger ist derart ausgebildet, dass er ein Echo der Radarwelle von einem Zielobjekt in den Monopulsbereichen empfangen kann, um ein Paar von Eingangssignalen zu erzeugen. Weiter weist das Radargerät eine Winkelrichtungsdatenbestimmungsschaltung auf, welche das pro Monopulsbereich erzeugte Paar von Eingangssignalen verarbeitet, um Winkelrichtungsdaten in einer Zeitsequenz zu erlangen, welche jeweils eine Winkelrichtung des Zielobjekts auf der Grundlage von Amplituden- oder Phasendifferenzen zwischen den beiden pro Monopulsbereich vorliegenden Eingangssignalen anzeigen.
Kurzfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bei dem Stand der Technik auftretenden Nachteile zu vermeiden und insbesondere ein Radargerät bereitzustellen, welches zum Diskriminieren von zwei nahe zueinander befindlichen Zielen für eine Messung von Winkelrichtungen davon mit hoher Genauigkeit geeignet ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch Bereitstellen eines Radargeräts gemäß Anspruch 1.
Entsprechend einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Radargerät bereitgestellt mit: (a) einem Sender, welcher eine Radarwelle sendet; b) einem Signalempfänger, welcher Antennenkeulen aufweist, die sich überlappen, um eine Mehrzahl von Monopulsbereichen definieren, wobei der Signalempfänger ein Echo der Radarwelle von einem Zielobjekt in jedem der Monopulsbereiche empfängt, um ein Paar von Eingangssignalen zu erzeugen; (c) einer Winkelrichtungsdatenbestimmungsschaltung, welche die in jedem der Monopulsbereiche erzeugten Eingangssignale verarbeitet, um Winkelrichtungsdaten in einer Zeitsequenz zu erlangen, welche jeweils eine Winkelrichtung des Zielobjekts auf der Grundlage von Unterschieden in der Amplitude oder der Phase zwischen Komponenten der Eingangssignale anzeigen; und (d) einer Änderungsbestimmungsschaltung, welche eine Änderung in den Winkelrichtungsdaten bestimmt, welche in einer Zeitsequenz in jedem der Monopulsbereiche erlangt werden. Wenn die Änderung innerhalb eines vorgewählten zulässigen Bereichs liegt, bestimmt die Änderungsbestimmungseinrichtung ihre Winkelrichtungsdaten als effektiv beim genauen Bestimmen einer Winkelrichtung des Zielobjekts.
Wenn beispielsweise zwei Zielfahrzeuge nebeneinander vor einem mit Radar versehenen Fahrzeug fahren, empfängt das Radargerät eine Mischung von Radarreflektionen einer Radarwelle von Zielfahrzeugen in dem Monopulsbereich. Diese vermischte Radarreflektion unterscheidet sich bezüglich der Phase und der Amplitude von jeder der Radarreflektionen von den Zielfahrzeugen und ändert sich stark mit einer leichten Änderung des Abstands zwischen dem mit Radarversehenen Fahrzeug und den Zielfahrzeugen, wodurch sich eine große Änderung des Azimuts ergibt, welcher durch zyklisches Überwachen der vermischten Radarreflektion gemessen wird. Das Radargerät dieser Erfindung überwacht somit in zeitlicher Folge die Azimutdaten in jedem der Monopulsbereiche und ignoriert einige der Azimutdaten, deren zeitlich folgende Änderung außerhalb eines zulässigen Bereichs liegen, wenn die Winkelrichtung jedes Ziels bestimmt wird, wodurch die Stabilität und Zuverlässigkeit der Steuerung unter Verwendung der Azimutdaten verbessert wird.
Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Signalempfänger zur Bereitstellung der Antennenkeulen derart entworfen, dass sich zwei benachbarte Monopulsbereiche partiell überlappen. Es ist ebenfalls empfehlenswert, dass die Monopulsbereiche sich derart überlappen, dass Radarreflektionen von zwei Fahrzeugen, welche nebeneinander in demselben Intervall fahren, von dem mit Radar versehenen Fahrzeug mit unterschiedlichen Signalpegeln empfangen werden können, deren Differenzgrößer als ein vorher gewählter Bezugswert ist.
Der Signalempfänger enthält drei oder mehr Empfangsantennen, welche lokalisiert sind, dass die Antennenkeulen jeweils in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet sind, und dass zwei benachbarte Antennenkeulen einen der Monopulsbereiche definieren.
Der Signalempfänger kann eine Mehrzahl von Empfangsantennen, welche in einer Linie angeordnet sind, so dass Antennenkeulen davon in dieselben Richtung ausgerichtet sind, und eine Signalverarbeitungsschaltung enthalten, welche Ausgänge von den Empfangsantennen mit einer gegebenen Richtung zur Bildung der Strahlen aufsummiert. In diesem Fall kann die Signalverarbeitungsschaltung derart gebildet sein, dass sie eine sogenannte phasengesteuerte Anordnung einer Antennenstruktur aufweist, welche einen Phasenschieber enthält, der die Phase der Antenne ausgibt, um die Antennenausgänge zu wichten, und einen Addierer enthält, welcher die Ausgänge des Phasenschiebers zusammen ausgibt, oder einen Analog/Digitalwandler enthält, welcher die Ausgänge der Empfangsantennen abtastet, um Digitalsignale zu erzeugen, und eine arithmetische Schaltung enthält, welche eine komplexe Fouriertransformation bezüglich der digitalen Signale in Raum- bzw. Abstandsserien (space series) entlang einer Anordnung der Empfangsantennen durchführt, wodurch die sogenannten digitalen Strahlen bzw. Strahlungskeulen gebildet werden.
Die arithmetische Schaltung kann Null-Scheinsignale den von dem Analog/Digitalwandler erzeugten digitalen Signalen hinzufügen, um die Anzahl von Signalen zu erhöhen, um die komplexe Fouriertransformation gleichzeitig größer als die Zahl der Ausgänge von den Empfangsantennen zu erfahren. Diese Technik wird ”zero-padding” bezeichnet, welche beispielsweise in dem Kapitel 11 Irregular Vibration and Spectrum Analysis, veröffentlicht von der Ohm Company, gelehrt wird. Insbesondere sorgt das Hinzufügen der Scheinsignale dafür, dass sich die Anzahl von Empfangsantennen logisch erhöht, wodurch die Anzahl der Antennenkeulen innerhalb der durch Radar erfassbaren Zone erhöht wird, wodurch sich ein Ansteigen der Genauigkeit der Messung des Azimuts des Ziels ergibt.
Wenn eine Mehrzahl von Zielen innerhalb der durch Radar erfassbaren Zone mit im wesentlichen demselben Abstand von dem Radargerät befindlich ist, ermöglicht die Bildung der Monopulsbereiche, wobei sich zwei benachbarte Monopulsbereiche partiell überlappen, effektive Azimutdaten bezüglich desselben Ziels, welche in einigen der Monopulsbereichen erlangt werden sollen. Unter der Annahme, dass zwei benachbarte von neun Monopulsbereichen M1 bis M9 wie in 15(a) dargestellt sich zu drei Viertel (3/4) davon überlappen und das zwei Ziele T1 und T2 vorhanden sind, erfassen die Monopulsbereiche M2 bis M4 lediglich das Ziel T1. Die Monopulsbereiche M5 und M6 erfassen beide Ziele T1 und T2, es ist jedoch unmöglich den Azimut davon genau zu messen, da Radarreflektionen einer Radarwelle von den Zielen T1 und T2 mit im wesentlichen denselben Signalpegeln empfangen werden. Die Monopulsbereiche M7 bis M8 empfangen lediglich das Ziel T2. Die Monopulsbereiche M1 und M9 erfassen keine Ziele. Insbesondere werden die Azimutdaten von einem der Ziele T1 und T2 von zwei oder mehreren der Monopulsbereiche M1 bis M9 erlangt.
Unter der Annahme, dass sich zwei von sieben Monopulsbereichen M1 bis M7 wie in 14(b) dargestellt bezüglich einer Hälfte (1/2) davon überlappen und dass die Breite der Ziele T1 und T2 größer als die Hälfte der Breite von jedem der Monopulsbereiche M1 bis M7 ist, erfassen die Monopulsbereiche M2 und M3 lediglich das Ziel T1. Der Monopulsbereich M4 erfasst die Ziele T1 und T2, es ist jedoch nicht möglich den Azimut davon genau zu messen, da die Radarreflektionen einer Radarwelle von den Zielen T1 und T2 mit im wesentlichen denselben Signalpegeln empfangen werden. Die Monopulsbereiche M5 und M6 erfassen lediglich das Ziel T2. Die Monopulsbereiche M1 und M7 erfassen keine Ziele. Insbesondere werden die Azimutdaten bezüglich einer der Ziele T1 und T2 von zwei oder mehr Monopulsbereichen M1 bis M7 erlangt.
In den obigen Fällen kann das Radargerät enthalten: (a) einen Sender, welcher eine Radarwelle sendet; (b) einen Signalempfänger, welcher Antennenkeulen bereitstellt, die sich gegenseitig überlappen, um eine Mehrzahl von Monopulsbereichen zu definieren, wobei der Signalempfänger ein Echo der Radarwelle von einem Zielobjekt in jedem der Monopulsbereiche empfängt, um ein Paar von Eingangssignalen zu erzeugen; (c) eine Winkelrichtungsdatenbestimmungsschaltung, welche die in jedem der Monopulsbereiche gebildeten Eingangssignale verarbeitet, um Winkelrichtungsdaten, welche jeweils eine Winkelrichtung des Zielobjekts anzeigen, auf der Grundlage von Unterschieden in der Amplitude oder der Phase zwischen Komponenten der Eingangssignale zu erlangen; und (d) eine Gruppierungsschaltung, welche dann, wenn einige der Winkelrichtungsdaten innerhalb eines gegebenen Bereichs nahe zueinander befindlich sind, eine Gruppe bildet, welche die innerhalb des gegebenen Bereichs nahe zueinander befindlichen Winkelrichtungsdaten enthält; und (e) eine Bestimmungsschaltung, welche die Winkelrichtungsdaten in der Gruppe als Werte effektiv beim Bestimmen einer Winkelrichtung des Zielobjekts bestimmt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die vorliegende Erfindung kann aus der unten gegebenen detaillierten Beschreibung und aus den zugehörigen Figuren der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, welche nicht der Beschränkung der Erfindung auf bestimmte Ausführungsformen sondern lediglich der Erläuterung und dem Verständnis dienen.
1 zeigt ein Blockdiagramm, welches ein Radargerät der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2(a) stellt Monopulsbereiche dar, welche durch Antennenkeulen von Empfangsantennen definiert werden;
2(b) zeigt eine Erläuterung, welche als Vektor Ausgänge von Empfangsantennen darstellt, welche Radarreflektionen von in 2(a) dargestellten Zielen darstellen;
3 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms zur Bestimmung des Azimuts eines Ziels;
4 zeigt ein Beispiel von durch Radarreflektionen von Monopulsbereichen erlangten Azimutdaten, wenn zwei Automobile nebeneinander fahren;
5 zeigt ein Blockdiagramm, welches ein Radargerät der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
6 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms zur Bestimmung des Azimuts eines Ziels bei der zweiten Ausführungsform;
7 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms zur Bestimmung des Azimuts eines Ziels bei einem Radargerät eines erläuternden Beispiels, welches nicht den Gegenstand der Erfindung bildet;
8 zeigt ein Beispiel von Azimutdaten, welche von Radarreflektionen von Monopulsbereichen bei dem Beispiel von 7 erlangt werden, wenn zwei Automobile nebeneinander fahren;
9 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms zur Bestimmung des Azimuts eines Ziels der dritten Ausführungsform;
10 zeigt ein Beispiel von Azimmuthdaten, welche durch Radarreflektionen von Monopulsbereichen bei der vierdritten Ausführungsform erlangt werden, wenn zwei Automobile nebeneinander fahren;
11(a) zeigt ein herkömmliches Strahlen- bzw. Strahlungskeulenabtastradarsystem;
11(b) stellt eine Verteilung von Pegeln von Empfangsantennenausgängen in dem in 11(a) dargestellten System dar;
12(a) und 12(b) zeigen erläuternde Ansichten, welche die Prinzipien eines herkömmlichen Monopulsradarsystems veranschaulichen;
13(a) stellt Pegel von Ausgängen von Empfangsantennen in einem herkömmlichen Monopulsradarsystem dar;
13(b) stellt eine Differenz in dem Pegel der in 13(a) dargestellten Ausgänge dar;
14(a) und 14(b) zeigen erläuternde Ansichten, welche eine Schwierigkeit veranschaulicht, welche bei einem herkömmlichen Monopulsradarsystem auftritt;
15(a) stellt ein erläuterndes Beispiel von Monopulsbereichen dar, welche von einem nicht die Erfindung betreffenden Radargerät gebildet werden; und
15(b) stellt ein Beispiel von Monopulsbereichen dar, welche von einem Radargerät der Erfindung gebildet werden.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Entsprechend den Figuren, bei welchen ähnliche Bezugszeichen für ähnliche Teile in mehreren Ansichten verwendet werden, insbesondere entsprechend 1, wird ein selbstfahrendes Radargerät 2 der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welches in selbstfahrenden Antikollisionssystemen oder Radarreisesteuersystemen verwendet werden kann, um das Vorhandensein von Hindernissen vor einem mit Radar versehenen Fahrzeug zu erfassen.
Das Radargerät 2 enthält im allgemeinen einen Sender 4, einen Zweikanalempfänger 6, eine A/D-Wandlerschaltung 8 und einen Mikrocomputer 10.
Der Sender 4 sendet eine Radarwelle in Form einer Millimeterwelle über eine Sendeantenne AS. Ein Echo der Radarwelle bzw. eine Radarreflektionswelle (unten ebenfalls als reflektierte Welle bezeichnet) von einem Zielobjekt wie einem voraus befindlichen Fahrzeug oder einem auf einer Straße befindlichen Hindernis wird von acht Empfangsantennen AR1 bis AR8 empfangen, welche in einer Linie in regelmäßigen Intervallen angeordnet sind. Der Empfänger 6 vermischt von zwei benachbarten Empfangsantennen AR1 bis AR8 empfangene Signale mit einem von dem Sender 4 zugeführten lokalen Signal L, um Überlagerungs- bzw. Schwebungssignale (beat signals) 31 und 32 zu erzeugen. Die A/D-Wandlerschaltung 8 besteht aus einem Paar von A/D-Wandlern AD1 und AD2, welche die Überlagerungssignale B1 und B2 von dem Empfänger 6 zyklisch abtastet, um digitale Signale D1 bzw. D2 (unten ebenfalls als digitale Überlagerungssignale bezeichnet) zu erzeugen. Der Mikrocomputer 10 führt gegebene Operationen bezüglich der digitalen Überlagerungssignale D1 und D2 aus, welche von der A/D-Wandlerschaltung 8 eingegeben werden, was später detailliert erörtert wird.
Die Empfangsantennen AR1 bis AR8 besitzen zueinander unterschiedliche Richtfähigkeiten. Zwei benachbarte Antennen ARi und ARi + 1 (i = 1, 2, 3, ... 7) der Empfangsantennen AR1 bis AR8 überlappen sich partiell in Strahlungsmustern oder Strahlungskeulen zueinander, um eine überlappende Strahlungskeule (unten ebenfalls als Monopulsbereich Mi bezeichnet) zu bilden. In der folgenden Erörterung wird ein Abschnitt von jedem Monopulsbereich, wo ein Unterschied zwischen Signalpegeln an irgendwelchen zwei Orten, die in einem Winkelintervall von 4 Grad voneinander weg beabstandet sind, stets größer als 15 dB ist, als Parallelbewegungserfassungszone bezeichnet (d. h. eine Zone, welche von der Mittellinie jedes Monopulsbereichs entweder in die rechte oder die linke Richtung um einen Winkel von 2,5 Grad bei dieser Ausführungsform verschoben ist). Die Empfangsantennen AR1 bis AR8 sind derart angeordnet, dass die Monopulsbereiche M1 bis M7 in Intervallen von 2,5 Grad oder weniger gebildet sind, um die Parallelbewegungserfassungszonen zu definieren, welche zu- bzw. voneinander ohne irgendeine Trennung fortlaufen. Die Sendeantenne AS besitzt die Strahlungskeulenbreite, welche alle Monopulsbereiche M1 bis M7 bedeckt.
Wenn ein maximaler Radarerfassungsbereich 50 m beträgt und die Breite einer Fahrspur einer Straße 3,5 m beträgt, ist jede der Empfangsantennen AR1 bis AR8 bezüglich der Charakteristik des Strahlungskeule davon derart entworfen, dass eine Differenz des Signalpegels zwischen irgendeinem Punkt innerhalb des Monopulsbereichs und einem Punkt, welcher in einem Intervall von vier Grad weg von dem Punkt innerhalb des Monopulsbereichs definiert ist, 15 dB oder mehr zur Erfassung von Automobilen beträgt, welche nebeneinander mit einem Intervall der Fahrspurbreite (äquivalent zu einem Winkel von 4 Grad) weg voneinander mit einem Fehler von 0,5 m fahren, d. h. in etwa der Hälfte der Breite der Automobile (äquivalent zu einem Winkel von 0,5 Grad).
Wenn insbesondere Pegel von Signalen, welche gebildet werden durch den Empfang einer von einem Zielauto reflektierten Radarwelle innerhalb des Monopulsbereich M1 (unten als im Bereich befindliches Fahrzeug ➀ bezeichnet) durch zwei der Empfangsantennen AR1 bis AR8, welche gepaart sind, um den Monopulsbereich M1 zu bilden, als V1a und VIb definiert sind und Pegel von Signalen, welche gebildet sind durch den Empfang einer von einem zweiten Zielfahrzeug reflektierten Radarwelle, welches innerhalb des Monopulsbereichs liegt (hiernach als im Bereich befindliches Fahrzeug bezeichnet), durch dieselben Empfangsantennen als V2a und V2b definiert sind, werden Pegel Va und Vb von zusammengesetzten Signalen, welche durch eine Vermischung der reflektierten Wellen in einer der Empfangsantennen gebildet werden, in einem Vektor in 2(b) ausgedrückt. 2(b) veranschaulicht den Fall, bei welchem Unterschiede zwischen den Pegeln V1a und V1b, welche von dem im Bereich befindlichen Fahrzeug ➀ entstammen, und die Pegel Va und Vb der zusammengesetzten Signale maximale Werte jeweils zeigen, d. h. wo Phasen der Signale, welche eines der zusammgengesetzten Signale bilden, senkrecht zueinander ausgerichtet sind. In der folgenden Erörterung wird angenommen, dass |V1a| = |V1b| = |V1| und |V2a| = |V2b| = |V2| gilt.
Wie aus 2(a) ersichtlich ist die Phase der durch eine Mischung der von den in dem Bereich befindlichen Fahrzeug ➀ und dem in dem Bereich befindlichen Fahrzeug ➁ reflektierten Radarwellen erzeugten Welle zwischen zwei benachbarten Empfangsantennen um ein Maximum von tan^–1(|V2|/|V1|) verschoben. Eine Verschiebung der Phasendifferenz Δθy zwischen den Signalen, welche von den gepaarten Empfangsantennen empfangen werden, wird somit durch die Gleichung (1) unten ausgedrückt. Δθy = 2 × ton^–1(|V2|/|V1|) (1)
Beispielsweise wird in einem Fall, bei welchem der Azimut unter Verwendung der Phasendifferenz-Monopulstechnik gemessen wird, der Azimutwinkel θx mit einer eins-zu-eins-Entsprechung zu der Phasendifferenz θy bestimmt. Ein Umwandlungsverhältnis der Phasendifferenz θy zu dem Azimutwinkel θx wird derart bestimmt, dass ein Fehler der Azimutbestimmung minimiert wird. Wenn beispielsweise der Monopulsbereich durch etwa 5 Grad definiert wird, werden die Räume bzw. Abstände zwischen den Empangsantennen derart bestimmt, dass das Umwandlungsverhältnis wie unten in Gleichung (2) dargestellt auf etwa 40 festgelegt wird. θy = 40 × θx + θc (2) wobei θc eine Konstante ist.
Aus Gleichung (2) kann die Beziehung zwischen dem Azimutwinkelfehler Δθx und der Phasenverschiebungsdifferenz Δθ y durch Gleichung (3) gegeben werden. Δθy = 40 × Δθx (3)
Durch Einsetzen von Gleichung (1) in Gleichung (3) ergibt sich |V2|/|V1| = tan(20·Δθx) (4)
Aus Gleichung (4) ist ersichtlich, dass ein Verringern des Azimutwinkelfehlers Δθx auf unter 0,5 Grad ein Verringern des Pegels V2 des Signals, welches von der von dem im Bereich befindlichen Fahrzeugs ➀ reflektierten Welle gebildet wird, auf unter den Pegel V2 des Signals, welches von der von dem im Bereich befindlichen Fahrzeug ➁ reflektierten Welle gebildet wird, abzüglich 15 dB oder mehr erfordert.
Um auf 1 zurückzukommen, der Sender besteht aus einem Hochfrequenzoszillator 12 und einem Verteiler 14. Der Hochfrequenzoszillator 12 erzeugt ein Hochfrequenzsignal in einem Millimeterband, welches derart moduliert wird, dass es mit einer Zeit ähnlich einer Dreieckswelle sich ändert. Der Verteiler 14 spaltet bezüglich der Energie das von dem Hochfrequenzoszillator 12 gebildete Hochfrequenzsignal in das Sendesignal Ss und das lokale Signal L. Das Sendesignal Ss wird von der Sendeantenne As als Radarwelle abgestrahlt. Das lokale Signal L wird dem Empfänger 6 zugeführt.
Der Empfänger 6 besitzt zwei Kanäle: einen ersten Kanal ch1, welcher einen Wähler SEL1, einen Mischer MX1 und einen Verstärker AMP1 enthält, und einen zweiten Kanal, welcher einen Wähler SEL2, einen Mischer MX2 und einen Verstärker AMP2 enthält. Der Wähler SEL1 spricht auf ein Wählsignal S1 an, welches von dem Mikrocomputer 10 ausgegeben wird, um eine der Empfangsantennten AR1, AR3, AR5 und AR7 zu wählen, um ein Signal Sr1, welches von einer der Empfangsantennen AR1, AR3, AR5 und AR7 empfangen wird, dem Mischer MX1 zu senden. Der Mischer MX1 mischt das Signal Sri mit dem lokalen Signal L, um das Überlagerungs- bzw. Schwebungssignal B1 zu erzeugen, welches eine Frequenzkomponente äquivalent zu einer Differenz des Signals Sr1 und des lokalen Signals L ist. Der Verstärker AMP1 verstärkt das Überlagerungssignal B1 und gibt es der A/D-Wandlerschaltung 8 aus. Der zweite Kanal ch2 unterscheidet sich von dem ersten Kanal lediglich darin, dass der Wähler SEL2 auf ein Wählsignal S2 anspricht, welches von dem Mikrocomputer 10 ausgegeben wird, um eine der Empfangsantennen AR2, AR4, AR6 und AR8 zu wählen, um ein Signal Sr2, welches von einer der Empfangsantennen AR2, AR4, AR6 und AR8 empfangen wird, dem Mischer MX2 zu senden. Andere Operationen sind identisch, und es wird eine detaillierte Beschreibung davon hier ausgelassen.
Jeder Verstärker AMPj (j = 1, 2) ist ebenfalls derart entworfen, dass eine Filterfunktion durchgeführt wird, um unerwünschte Hochfrequenzkomponenten aus dem Überlagerungs- bzw. Schwebungssignal Bj zu entfernen.
Der Mikrocomputer 10 ist aus einer CPU, einem ROM und einem RAM gebildet und besitzt einen Eingangsport, in welchen Daten von der A/D-Wandlerschaltung 8 eingegeben werden, einen Ausgangsport, welcher die Wellensignale S1 und S2 ausgibt, und einen digitalen Signalprozessor DSP, welcher zur Durchführung einer schnellen Fourier-Transformation (Fast Fourier Transform, FFT) verwendet wird. Insbesondere erzeugt der Mikrocomputer 10 die Wellensignale S1 und S2, um zwischen den Anfangsantennen AR1, AR3, AR5 und AR7 und zwischen den Empfangsantennen AR2, AR4, AR6 und AR8 sequentiell und synchron mit einem Frequenzmodulationszyklus des Sendesignals Ss umzuschalten, und führt eine Azimutbestimmungsoperation durch, um den Azimut oder die Winkelrichtung eines Zielobjekts auf der Grundlage von Abtastwerten D1 und D2 der Überlagerungssignale B1 und B2 (unten ebenfalls als digitale Überlagerungs- bzw. Schwebungssignale Dj bezeichnet) zu bestimmen, welche jeweils in einem der ersten und zweiten Kanäle ch1 und ch2 erlangt werden.
Wenn im Betrieb die Radarwelle in Form einer frequenzmodulierten ungedämpften Welle (FM-CW) von der Sendeantenne AS des Senders 4 gesendet wird und die Antennen AR1 bis AR8 des Empfängers 6 jeweils ein Echo der Radarwelle empfangen, mischt jeder Empfängerkanal chj durch den Mischer MXj das von der Antenne ARj gebildete Eingangssignal Srj mit dem von dem Sender 4 zugeführten lokalen Signal L, um das aus einer Frequenzkomponente äquivalent zu einer Differenz der Frequenz zwischen dem Eingangssignal Srj und dem lokalen Signal L gebildete Überlagerungssignal Bj zu erzeugen, verstärkt und entfernt unerwünschte Hochfrequenzkomponenten aus dem Überlagerungssignal Bj durch den Verstärker AMPj und wandelt das Überlagerungssignal Bj durch den A/D-Wandler ADj in die digitalen Überlagerungssignale Dj um. Jeder A/D-Wandler ADj ist derart entworfen, dass er das Überlagerungssignal Bj M-Male (in dieser Ausführungsform gilt M = 512) jeden Halbzyklus periodisch bezüglich der Frequenz des Sendesignals Ss ändert, d. h. jedes Mal, wenn die Frequenz des Sendesignals Ss moduliert wird, um linear anzusteigen oder abzufallen. Bei der folgenden Erörterung wird eine Zeitperiode, während der die Frequenz des Sendesignals Ss derart moduliert wird, dass ein lineares Ansteigen erfolgt, als frequenzmodulierter Anstiegsbereich (modulated-frequency rising range) bezeichnet, während eine Zeitperiode, während der die Frequenz des Sendesignals Ss derart moduliert wird, dass ein linearer Abfall erfolgt, als frequenzmodulierter Abfallbereich (modulated-frequency falling range) bezeichnet wird.
3 zeigt ein Flußdiagramm eines von dem Mikrocomputer 10 durchgeführten Programm, um den Azimut oder die Winkelrichtung eines Objekts innerhalb der Radarerfassungszone zu bestimmen. Dieses Programm wird jedes Mal ausgeführt, wenn die Empfangsantennen AR1 bis AR8 alle ausgewählt worden sind, mit anderen Worten, die A/D-Wandlerschaltung 8 speichert die Abtastwerte D1 und D2, welche durch Abtasten der Überlagerungssignale Bj für einen Zyklus von Frequenzänderungen in dem Sendesignal Ss gebildet werden, welche durch die bezüglich aller sieben Monopulsbereiche M1 bis M7 gewonnenen Signale Srj gebildet werden, die jeweils durch zwei benachbarte Empfangsantennen AR1 bis AR8 definiert werden.
Nach dem Eintritt des Programms begibt sich die Routine zu dem Schritt 110, bei welchem eine ID-Nummer i zur Identifizierung von einem der Monopulsbereiche Mi auf eins (1) initialisiert wird.
Die Routine begibt sich zu dem Schritt 120, bei welchem eine reale Operation einer Fourier-Transformation (unten als Zeitserie-FFT-Operation bezeichnet) durchgeführt wird, in einer Zeitsequenz unter Verwendung der Technik der schnellen Fourier-Transformation bezüglich jeder Serie von Abtastwerten D1 und D2, welche in einem Zyklus von Frequenzänderungen in dem Sendesignal Ss von den Eingangssignalen Srj gewonnen werden, die in den ersten und zweiten Kanälen ch1 und ch2 durch Echos einer Radarwelle gebildet werden, welche in einem der Monopulsbereiche M1 bis M7 (d. h. in dem Monopulsbereich Mi) empfangen wird, der durch die ID-Nummer i bezeichnet wird.
Das Programm begibt sich zu dem Schritt 130, bei welchem die Spitze von Frequenzkomponenten in jedem der ersten und zweiten Kanäle ch1 und ch2 aus Ergebnissen der Zeitserie-FFT-Operation in dem Schritt 120 extrahiert wird, um die Frequenz des Überlagerungssignals Bj und die Phase oder Amplitude (d. h. eine Signalstärke) einer Frequenzkomponente des Überlagerungssignals Bj zu bestimmen. Die Routine fährt mit dem Schritt 140 fort, bei welchem die in den ersten und zweiten Kanälen ch1 und ch2 gewonnenen Frequenzkomponenten gruppiert werden, und es werden eine Phasendifferenz oder eine Amplitudendifferenz zwischen den Frequenzkomponenten in jeder Gruppe bestimmt.
Die Routine fährt mit dem Schritt 150 fort, bei welchem Azimutdaten, die den Azimut oder die Winkelrichtung des Zielobjekts anzeigen, aus den in dem Schritt 140 gewonnenen Phasen- oder Amplitudendifferenzen unter Verwendung der bekannten Phasenmonopuls- oder Amplitudenmonopulstechniken erlangt werden. Die Azimutdaten können in jedem Zyklus des Programms unter Verwendung einer mathematischen Gleichung oder durch Nachschlagen unter Verwendung einer Phasendifferenz-(oder Amplitudendifferenz-)zu-Azimut-Übersetzungstabelle erlangt werden, welche in dem Mikrocomputer 10 vorinstalliert ist.
Die Routine fährt mit dem Schritt 160 fort, bei welchem eine Identitätsprüfoperation zur Bestimmung durchgeführt wird, ob das in diesem Programm erfasste Zielobjekt identisch mit einem ist, welches in einem vorausgehenden Programmzyklus erfasst worden ist, bei welchem ein Echo einer Radarwelle von demselben Monopulsbereich Mi verarbeitet wird. Diese Bestimmung kann auf der Grundlage der folgenden Tatsache durchgeführt werden. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Zielobjekts ist beschränkt, und die relative Geschwindigkeit des mit Radar versehenen Fahrzeugs und des Zielfahrzeugs und der Abstand zu dem Zielobjekt ändern sich üblicherweise in einem begrenzten Bereich als Funktion eines Zyklus, in welchem Daten aus Echos von Radarwellen von demselben Monopulsbereich Mi gewannen werden. Eine Frequenzänderung wird somit innerhalb einem begrenzten Bereich liegen, wenn die Zielobjekte zueinander identisch sind.
Das Programm fährt mit dem Schritt 170 fort, bei welchem die Ergebnisse der Operation in dem Schritt 160 analysiert werden, um zu bestimmen, ob das in diesem Programmzyklus erfasste Zielobjekt neu ist oder nicht. Wenn die Antwort JA erlangt wird, fährt das Programm direkt mit dem Schritt 210 fort. Wenn alternativ die Antwort NEIN erlangt wird, was bedeutet, dass das in diesem Programmzyklus erfasste Zielobjekt identisch zu einem ist, welches in dem vorausgehenden Programmzyklus erfasst worden ist, fährt dann die Routine mit dem Schritt 180 fort, bei welchem ein Bestimmungswert ΔV zur Bestimmung einer zeitsequentiellen Änderung der soweit erlangten Azimutdaten berechnet wird. Das Programm fährt mit dem Schritt 190 fort, bei welchem bestimmt wird, ob der Änderungsbestimmungswert ΔV größer als ein Änderungsschwellenwert ΔVth ist oder nicht. Der Änderungsbestimmungswert ΔV kann ein Durchschnittswert von in den letzten N Programmzyklen einschließlich dieses Programmzyklus gemessenen Azimutwinkeln oder eine Abweichung davon sein.
Wenn in dem Schritt 190 die Antwort JA erlangt wird, was bedeutet, dass der Änderungsbestimmungswert ΔV größer als der Änderungschwellenwert ΔVth ist, dann fährt die Routine mit dem Schritt 200 fort, bei welchem die in dem Schritt 150 gewonnenen Azimutdaten als ineffektive Daten bestimmt werden, und fährt mit dem Schritt 210 fort. Wenn alternativ in dem Schritt 190 die Antwort NEIN erlangt wird, dann fährt die Routine direkt mit dem Schritt 210 fort.
In dem Schritt 210 wird die ID-Nummer i um eins (1) inkrementiert, um einen darauffolgenden der Monopulsbereich Mi zu wählen.
Die Routine fährt mit dem Schritt 220 fort, bei welchem bestimmt wird, ob die ID-Nummer i größer als sieben (7) ist oder nicht, d. h. eine Gesamtzahl der Monopulsbereiche Mi. Wenn die Antwort NEIN erlangt wird, was bedeutet, dass die Azimutdaten auf allen Monopulsbereichen Mi noch nicht erlangt worden sind, dann kehrt die Routine zu dem Schritt 120 zurück. Wenn alternativ die Antwort JA erlangt wird, was bedeutet, dass die Azimutdaten bezüglich aller Monopulsbereiche Mi gesammelt worden sind, dann fährt die Routine mit dem Schritt 230 fort, bei welchem auf der Grundlage der Azimutdaten bezüglich der Monopulsbereiche M1 bis M7 die Azimutwinkel und die Zahl von Zielobjekten, die vor dem mit Radar versehenen Fahrzeug befindlich sind, bestimmt werden, und die relative Geschwindigkeit des mit Radar versehenen Fahrzeugs und der Abstand zu jedem Ziel werden auf der Grundlage von Überlagerungssignalfrequenzen in den frequenzmodulierten Anstiegs- und Abfallbereichen unter Verwendung der bekannten FM-CW-Radartechniken berechnet.
Aus der obigen Erörterung ergibt sich, dass das Radargerät 2 dieser Ausführungsform die Monopulsbereiche M1 bis M7 definiert, um zu ermöglichen, dass nebeneinander fahrende Automobile voneinander über die Radarerfassungszone diskriminiert werden. Wenn insbesondere zwei Automobile vor dem mit Radar versehenen Fahrzeug fahren, wird eins davon stets mit einem hohen Signalpegel erfasst, wodurch es ermöglicht wird zwischen den zwei Automobilen eine Diskriminierung durchzuführen.
Wenn beispielsweise wie in 4 dargestellt Zielautomobile ➀ und ➁, welche nebeneinander fahren, innerhalb eines Bereichs der Monopulsbereiche M1 bis M4 erfasst werden, wird ein Echo einer Radarwelle von einem der Automobile ➀ und ➁ mit einem höheren Signalpegel als demjenigen von dem anderen Automobil in jedem der Monopulsbereiche M1 und M4 an beiden Seiten des Bereichs erfasst, so dass die Azimutwinkel der Automobile ➀ und ➁ genau gemessen werden. In jedem der zentralen Monopulsbereiche M2 und M3 werden die Echos der Radarwelle von den Automobilen ➀ und ➁ mit in etwa gleichen Signalpegeln erfasst, wodurch sich eine Änderung des Azimutwinkels davon ergibt. Der Grad dieser Änderung wird in dem Änderungsbestimmungswert ΔV ausgedrückt und mit dem Änderungsschwellenwert ΔVth verglichen, um die lediglich in den Monopulsbereichen M1 und M4 erlangten Azimutdaten zu wählen, in welchen die zeitsequentielle Änderung der Azimutdaten klein ist. Dies verbessert die Genauigkeit der Bestimmung des Azimut eines Zielobjekts und vermeidet eine unerwünschte Steuerung unter Verwendung von unrichtigen Azimutdaten, welche eine größere zeitsequentielle Änderung darstellen, wodurch sich eine stark verbesserte Zuverlässigkeit der Steuerung ergibt. Wenn ein Monopulsbereich, welcher instabile Azimutdaten (d. h. Daten, deren Änderung groß ist) zwischen einem Paar von Monopulsbereichen vorhanden sind, die stabile Azimutdaten erzeugen, kann das Radargerät 2 bestimmen, dass zwei oder mehr Automobile innerhalb eines Winkelbereichs über die Monopulsbereiche fahren, welche die stabilen Azimutdaten erzeugen, und kann die Bestimmung des Azimuts der Ziele verhindern. Dies ist effektiv, insbesondere in einem Fall, bei welchem drei oder mehr Fahrspuren auf der Straße befindlich sind.
Diese Ausführungsform verwendet acht Empfangsantennen AR1 bis AR8, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es kann irgendeine Anzahl von Empfangsantennen von mehr als zwei verwendet werden, solange wie eine Mehrzahl von Monopulsbereichen in der Radarerfassungszone vorgesehen ist.
Des weiteren ermöglicht ein bekannter Abtastmechanismus, der konstuiert worden ist, dass die Empfangsantennen geschwenkt werden, während eine vorher gewählte Positonsbeziehung dazwischen aufrechterhalten wird, um einen Monopulsbereich über der Radarerfassungszone abzutasten, dass die Anzahl der in jedem der ersten und zweiten Kanäle ch1 und ch2 verwendeten Empfangsantennen um eins verringert wird. Insbesondere kann ein durch ein Paar von Empfangsantennen gebildeter einziger Monopulsbereich über die Radarerfassungszone unter Verwendung des Haupttastmechanismus geschwenkt werden.
5 stellt ein Radargerät 2a der zweiten Ausführungsform der Erfindung dar.
Das Radargerät 2a enthält einen acht-Kanal-Empfänger- 6a, eine A/D-Wandlerschaltung 8a und einen Mikrocomputer 10a. Die Empfangsantennen AR1 bis AR8 besitzen im wesentlichen dieselbe Richtfähigkeit und überdecken die Gesamtheit der Radarerfassungszone. Andere Anordnungen sind zu jenen der ersten Ausführungsform identisch, und es wird eine detaillierte Erläuterung davon hier ausgelassen.
Der Empfänger 6a besteht aus acht Mischern MX1 bis MX8 und acht Verstärkern AMP1 bis AMP8, welche entsprechend den Figuren mit den Empfangsantennen AR1 bis AR8 verbunden sind, um Eingangssignale Sr1 bis Sr8 zu verarbeiten, um Überlagerungs- bzw. Schwebungssignale B1 bis B8 jeweils der A/D-Wandlerschaltung 8a bereitzustellen. Jeder der Verstärker AMP1 bis AMP8 entfernt wie bei der ersten Ausführungsform unerwünschte Komponenten von einem der Ausgänge von den Mischern MX1 bis MX8.
Die A/D-Wandlerschaltung 8a besteht aus acht A/D-Wandlern AD1 bis AD8, welche die Überlagerungssignale D1 bis B8 abtasten, um jeweils Digitaldaten (d. h. Abtastwerte) D1 bis D8 zu erzeugen. Der Mikrocomputer 10a führt wie später beschrieben eine gegebene Operation bezüglich der Abtastwerte D1 bis D8 aus, welche von der A/D-Wandlerschaltung 8a eingegeben werden.
Eine Kombination von einem der Mischer MX1 bis MX8, eifern der Verstärker AMP1 bis AMP8 und einem der A/D-Wandler AD1 bis AD8 bildet einen Empfangskanal. Wie in den Figuren deutlich dargestellt stellen diese Ausführungsformen 8 Empfangskanäle bereit. In der folgenden Erörterung wird ein Empfangskanal, welcher aus dem j-ten Mischer MXj, dem j-ten Verstärker AMPj und dem j-ten A/D-Wandler ADj gebildet ist, welcher das j-te Eingangssignal Srj von der j-ten Empfangsantenne ARj behandelt, als Empfangskanal chj bezeichnet.
Der Mikrocomputer 10a ist aus einer CPU, einem ROM und einem RAM gebildet und besitzt einen Eingangsport, in welchen Daten von der A/D-Wandlerschaltung 8 eingegeben werden, und einen digitalen Signalprozessor (DSP), welcher bei der Durchführung einer schnellen Fourier-Transformation (FFT, Fast Fourier Transform) verwendet wird. Insbesondere führt der Mikrocomputer 10a dieser Ausführungsform eine Operation der sogenannten digitalen Strahlen- bzw. Strahlungskeulenbildung (beam forming), was später beschrieben wird, bezüglich der Abtastwerte D1 bis D8 durch.
Wenn im Betrieb die Radarwelle in Form einer frequenzmodulierten ungedämpften Welle (FM-CW) von der Sendeantenne AS des Senders 4 gesendet wird und die Antennen AR1 bis AR8 des Empfängers 6a jeweils ein Echo der Radarwelle von einem Objekt innerhalb einer Radarerfassungszone empfangen, mischt jeder Empfangskanal chj durch den Mischer MXj das Eingangssignal Srj von der Antenne ARj mit dem von dem Sender 4 zugeführten lokalen Signal L, um das Überlagerungssignal Bj zu erzeugen, welches aus einer Frequenzkomponente äquivalent zu einer Differenz in der Frequenz zwischen dem Eingangssignal Srj und dem lokalen Signal L gebildet wird, verstärkt und entfernt unerwünschte Hochfrequenzkomponenten aus dem Überlagerungssignal Bj durch den Verstärker HMPj und wandelt das Überlagerungssignal Bj durch den A/D-Wandler ADj in die digitalen Überlagerungssignale Dj um. Jeder A/D-Wandler ADj ist dazu konstruiert das Überlagerungssignal Bj M-Mal (in dieser Ausführungsform gilt M = 512) in jedem der frequenzmodulierten Anstiegs- und Abfallbereiche abzutasten.
6 zeigt ein Flußdiagramm eines durch den Mikrocomputer 10a durchgeführten Progamms, um den Azimut eines Zielobjekts unter Verwendung der digitalen Strahlungskeulenbildungstechnik zu bestimmen. Dieses Programm wird jedesmal ausgeführt, wenn die A/D-Wandlerschaltung 8a die Abtastwerte D1 bis D8 speichert, welche in all den Empfangskanälen ch1 bis ch8 für einen Zyklus von Frequenzänderungen in dem Sendesignal Ss gewonnen werden.
Nach dem Eintritt des Programms fährt die Routine mit dem Schritt 310 fort, bei welchem eine komplexe Fourier-Operation unter Verwendung der FFT-Techniken bezüglich jedem Satz von acht Abtastewerten D1 bis D8 durchgeführt wird, welche gleichzeitig in allen Empfangskanälen ch1 bis ch8 abgetastet werden, was ebenfalls unten als Raum- bzw. Abstands- oder Intervallserie-FFT-Operation (space series FFT-Operation) bezeichnet wird. Insbesondere werden vierundzwanzig Scheindaten von null (0) den acht Abtastwerten hinzugeführt, um eine 32-Punkt-FFT-Operation durchzuführen, wobei 32 Strahlen bzw. Strahlungskeulen gebildet werden, welche einundreißig sich partiell überlappende Strahlungskeulen oder Monopulsbereiche M1 bis M31 definieren. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Empfangsantennen AR1 bis AR8 derart bestimmt, dass das Intervall zwischen den benachbarten Monopulsbereichen innerhalb eines Bereichs festgelegt ist, welcher ermöglicht, dass die nebeneinander fahrenden Automobile genau voneinander diskriminiert werden.
Das Programm fährt mit dem Schritt 320 fort, bei welchem die Zeitserie-FFT-Operation bezüglich jedem der in dem Schritt 310 gebildeten zweiunddreißig Strahlen durchgeführt wird, um die Frequenz davon in jedem der frequenzmodulierten Anstiegs- und Abfallbereiche zu analysieren.
Die Routine fährt mit dem Schritt 330 fort, bei welchem die ID-Nummer i zum Identifizieren eines der Monopulsbereiche Mi auf eins (1) initialisiert wird.
Die Routine fährt mit dem Schritt 340 fort, bei welchem die Spitze der Frequenzkomponenten von jedem der gepaarten Strahlen bzw. Strahlungskeulen zur Bildung des Monopulsbereichs Mi (d h., des Monopulsbereichs M1 in dem ersten Programmzyklus) auf der Grundlage der Ergebnisse der Zeitserie-FFT-Operation (time series FFT-operation) in dem Schritt 320 bestimmt wird.
Die Routine fährt mit dem Schritt 340 fort, bei welchem die Frequenzkomponenten der benachbarten Strahlen bzw. Stahlungskeulen, welche den Monopulsbereich Mi bilden, entsprechend der Frequenz gruppiert werden, und es werden eine Phasendifferenz oder eine Amplitudendifferenz zwischen den Frequenzkomponenten in jeder Gruppe bestimmt.
Die folgenden Schritte 350 bis 440 sind im wesentlichen identisch zu den Schritten 140 bis 230 von 3 mit der Ausnahme von Schritt 430, bei welchem bestimmt wird, ob die ID-Nummer i größer als einunddreißig (31) ist, das ist eine Gesamtzahl der Monopulsbereiche M1 bis M31.
Wenn zwei Automobile nebeneinander innerhalb der Monopulsbereiche M1 bis M31 fahren, erfasst das Radargerät 2a ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform stets eines davon mit einem höheren Signalpegel, wodurch es ermöglicht wird, zwischen zwei Automobilen mit hoher Zuverlässigkeit Pegel zu diskriminieren.
Das oben beschriebene Radargerät 2a ist derart konstruiert, dass die Raumserie-FFT-Operation bezüglich 32 Abtastwerten einschließlich von Scheinwerten zur Bildung von 32 Strahlen bzw. Strahlungskeulen durchgeführt wird, welche die 31 Monopulsbereiche M1 bis M31 logisch definieren, um Azimutdaten bezüglich jedes der Monopulsbereiche M1 bis M31 zu erlangen, wodurch ermöglicht wird, dass ein Aktualisierungszyklus der Azimutdaten verkürzt wird und eine Verbesserung der Genauigkeit verschiedener Steuerungen unter Verwendung der Azimutdaten eines Ziels erfolgt.
Die Zeitserie-FFT-Operation kann alternativ vor der Raumserie-FFT-Operation durchgeführt werden. In diesem Fall wird die Zeitserie-FFT-Operation bezüglich jedem der Abtastwerte D1 bis D8 durchgeführt. Von den Ergebnissen der Zeitserie-FFT-Operation besitzen positive Frequenzkomponenten und negative Frequenzkomponenten genau dieselbe Information. Die darauffolgende Raumserie-FFT-Operation kann somit bezüglich lediglich einer der positiven und negativen Frequenzkomponenten durchgeführt werden, wodurch die Betriebslast des Mikrocomputers 10a stark verringert wird.
Die acht Empfangskanäle ch1 bis ch8 können in einen ersten Serienkanal, welcher die Eingangssignale Sr1 bis Sr7 von den Empfangsantennen AR1 bis AR7 außer der äußersten Empfangsantenne AR8 handhabt, und einen zweiten Serienkanal, welcher die Eingangssignale Sr2 bis Sr8 von den Empfangsantennen AR2 bis AR8 außer der äußersten Empfangsantenne AR1 zur Durchführung der Raumserie-FFT-Operation bezüglich von Daten in den ersten bzw. zweiten Serienkanälen handhabt, aufgespalten werden, um zwei Serien von digitalen Strahlen bzw. Strahlungskeulen zu bilden. In diesem Fall ist es möglich, so viele Monopulsbereiche zu bilden, wie Strahlen bzw Strahlungskeulen in jedem der ersten und zweiten Serienkanäle bereitgestellt sind.
Beispielsweise kann eine Mehrzahl von den Gruppen, welche jeweils aus drei benachbarten Strahlen bzw. Strahlungskeulen gebildet sind, gebildet werden, um Monopulsbereiche unter Verwendung einer Mischung der linken und mittleren Strahlen bzw. Strahlungskeulen und einer Mischung der rechten und mittleren Strahlen bzw. Strahlungskeulen in jeder Gruppe zu definieren.
Die Anzahl von bei dieser Ausführungsform verwendeten Empfangsantennen kann zwei oder mehr sein. In einem Fall, bei welchem die Scheindaten nicht den Abtastwerten bei der FFT-Operation hinzugefügt werden, wird empfohlen, dass die Anzahl von Empfangsantennen zur Durchführung der Raumserie-FFT-Operation 2ⁿ (n ist eine positive ganze Zahl) beträgt. In einem Fall, bei welchem die Scheindaten den Abtastwerten in der Raumserie-FFT-Operation hinzugefügt werden, wird empfohlen, dass eine Gesamtzahl der Empfangsantennen und der Scheindaten 2ⁿ beträgt.
Die Antennenvorrichtung 2a dieser Ausführungsform kann alternativ derart gebildet sein, dass sie eine sogenannte Antennenstruktur einer phasengesteuerten Anordnung aufweist, die Phasenschieber, welche die Phase der Antennenausgänge zur Richtung der Antennenausgänge ändern, und einen Addierer enthält, welcher Ausgänge der Phasenschieber zur Bildung der sogenannten digitalen Strahlen bzw. Strahlungskeulen zusammenaddiert.
Ein erläuterndes Beispiel wird unten beschrieben und unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich durch den Ort der Monopulsbereiche M1 bis M7, welche durch die Empfangsantennen AR1 bis AR8 definiert sind, und einen Teil der von dem Mikrocomputer 10 durchgeführten Azimutbestimmungsoperation. Andere Anordnungen und Operationen sind identisch, und es wird eine detaillierte Erörterung hier ausgelassen.
Die Empfangsantennen AR1 bis AR8 sind derart angeordnet, dass sich, wie in einem Beispiel von 15(a) dargestellt, zwei benachbarte Monopulsbereiche M1 bis M7 miteinander zu drei Viertel (3/4) davon überlappen. In dem Beispiel von 15(a) ist es möglich ein Ziel in wenigstens drei aufeinanderfolgenden Monopulsbereichen in einem weiten Bereich von M3 bis M7 zu erfassen.
7 stellt die Azimutbestimmungsoperation dieses Beispiels dar, welche ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform von dem Mikrocomputer 10 jedesmal durchgeführt wird, wenn die A/D-Wandlerschaltung 8 die durch Abtasten der Überlagerungssignale Bj für einen Zyklus der Frequenzänderungen erzeugten Abtastwerte D1 und D2 in dem Sendesignal Ss speichert, welche durch die Eingangssignale Srj gebildet werden, die von Echos einer Radarwelle von allen sieben Monopulsbereichen M1 bis M7 gewonnen werden.
Auf den Beginn der Azimutbestimmungsoperation fährt die Routine mit dem Schritt 510 fort, bei welchem eine ID-Nummer i zur Idenfizierung von einem der Monopulsbereiche Mi und eine ID-Nummer j zur Identifizierung von einer der Azimutdatengruppen GRj, wie später beschrieben, auf eins (1) initialisiert werden.
Die folgenden Schritte 520 bis 550 sind identisch zu den Schritten 120 bis 150 bei der ersten Ausführungsform. Insbesondere wird die Zeitserie-FFT-Operation bezüglich jeder Serie von Abtastwerten D1 und D2 durchgeführt, welche in einem Zyklus von Frequenzänderungen in dem Sendesignal Ss von den Eingangssignalen Srj gewonnen werden, welche in den ersten und zweiten Kanälen ch1 und ch2 (Schritt 520) gebildet werden. Die Ergebnisse der Zeitserie-FFT-Operation werden analysiert, um die Frequenz des Überlagerungssignals Bj und die Phase oder die Amplitude (d. h. eine Signalstärke) einer Frequenzkomponente des Überlagerungssignals Bj in jedem der Anstiegs- und Abfallbereiche der modulierten Frequenz (Schritt 530) zu bestimmen. Die Frequenzkomponenten in den ersten und zweiten Kanälen ch1 und ch2 werden entsprechend der Frequenz gruppiert, und es wird eine Phasendifferenz oder eine Amplitudendifferenz zwischen den Frequenzkomponenten in jeder Gruppe bestimmt (Schritt 540).
Die Azimutdaten θ1, welche den Azimut oder die Winkelrichtung des Zielobjekts anzeigen, werden auf der Grundlage der Phasen- oder Amplitudendifferenzen bestimmt (Schritt 550).
Die folgenden Schritte 560 bis 590 gruppieren die Azimutdaten 91, welche in dem Schritt 550 gewonnen werden. Insbesondere wird in dem Schritt 560 bestimmt, ob die ID Nummer i des Monopulsbereichs eins ist oder nicht. Wenn die Antwort JA erlangt wird, fährt die Routine direkt mit dem Schritt 590 fort. Wenn alternativ die Antwort NEIN erlangt wird, fährt die Routine mit dem Schritt 570 fort, bei welchem bestimmt wird, ob ein absoluter Wert einer Differenz zwischen den Azimutdaten θi-1, welche in dem Schritt 550 einen Programmzyklus früher gewonnen werden, und den Azimutdaten θi, welche in dem Schritt 550 in diesem Programmzyklus gewonnen werden, kleiner als ein im voraus gewählter Schwellenwert θth ist oder nicht. Wenn die Antwort JA erlangt wird, fährt die Routine mit dem Schritt 590 fort. Wenn alternativ die Antwort NEIN erlangt wird, fährt die Routine mit dem Schritt 580 fort, bei welchem die Gruppen-ID-Nummer j um eins inkrementiert wird.
Das Programm fährt mit dem Schritt 590 fort, bei welchem die Azimutdaten θi, welche in dem Schritt 550 gewonnen werden, der Azimutdatengruppe GPj hinzugefügt werden. Wenn insbesondere die Azimutdaten θ1-1, welche ein Programmzyklus früher gewonnen werden, mit den Azimutdaten θi verglichen werden, welche in diesem Programmzyklus gewonnen werden, und wenn bestimmt wird, dass sie beide sehr nahe beieinander liegen, werden die Azimutdaten θ1 und θ1-1 als in dieselbe Azimutdatengruppe GP fallend gespeichert. Wenn alternativ bestimmt wird, dass die Azimutdaten θ1 und θ1-1. nicht nahe beieinander liegen, werden sie als zu unterschiedlichen Azimutdatengruppen GP zugehörend gespeichert.
Die folgenden Schritte 600 und 610 sind identisch zu den Schritten 210 und 220. Insbesondere wird in dem Schritt 600 die ID-Nummer i um eins (1) inkrementiert, um einen darauffolgenden der Monopulsbereiche Mi zu wählen. In dem Schritt 610 wird bestimmt, ob die ID-Nummer i größer als sieben (7) ist oder nicht, d. h. eine Gesamtzahl der Monopulsbereiche Mi. Wenn die Antwort NEIN erlangt wird, was bedeutet, dass die Azimutdaten bezüglich aller Monopulsbereiche Mi noch nicht erlangt worden sind, kehrt die Routine zu dem Schritt 520 zurück. Wenn alternativ eine Antwort JA erlangt wird, was bedeutet, dass die Azimutdaten bezüglich aller Monopulsbereiche Mi gesammelt worden sind, fährt danach die Routine mit dem Schritt 620 fort.
In dem Schritt 620 wird die Gruppen-ID-Nummer j als die Nummer bzw. Zahl Ngp der Azimutdatengruppen GP gespeichert und wiederum auf eins initialisiert. Die Routine fährt mit dem Schritt 630 fort, bei welchem bestimmt wird, ob die in der Azimutdatengruppe GPj enthaltene Nummer bzw. Zahl von Daten eins ist oder nicht. Wenn eine Antwort NEIN erlangt wird, fährt danach die Routine direkt mit dem Schritt 650 fort. Wenn alternativ die Antwort JA erlangt wird, fährt danach die Routine mit dem Schritt 640 fort, bei welchem die Daten in der Azimutdatengruppe GPj als ineffektiver Wert bestimmt werden. Die Routine fährt mit dem Schritt 650 fort, bei welchem die Gruppen-ID-Nummer j um eins (1) erhöht wird. Die Routine fährt mit dem Schritt 660 fort, bei welchem bestimmt wird, ob die Gruppen-ID-Nummer j größer als die Azimutdatengruppennummer bzw. -zahl Ngp ist oder nicht. Wenn die Antwort NEIN erlangt wird, kehrt die Routine zu dem Schritt 630 zurück. Wenn alternativ die Antwort JA erlangt wird, was bedeutet, dass die obigen Operationen bezüglich aller Azimutdatengruppen GP durchgeführt worden sind, fährt danach die Routine mit dem Schritt 670 fort, bei welchem die Azimutdaten, welche durch Radarechos bzw. -reflektionen von allen Monopulsbereichen M1 bis M7 gewonnen und als Effektivwerte in dem Schritt 630 bestimmt werden, verwendet werden, um die Azimutwinkel und die Anzahl der vor dem mit Radar versehenen Fahrzeug vorhandenen Zielobjekte zu bestimmen, und es werden die relative Geschwindigkeit des mit Radar versehenen Fahrzeugs und der Abstand zu jedem Ziel auf der Grundlage von Überlagerungs- bzw. Schwebungssignalfrequenzen in den frequenzmodulierten Anstiegsund Abfallbereichen unter Verwendung der bekannten FM-CW-Radartechniken berechnet.
Wenn beispielsweise Zielfahrzeuge ➀ und ➁, welche, wie in 8 dargestellt, nebeneinander in einem Intervall voneinander wegfahren, innerhalb eines Bereichs der Monopulsbereiche M1 bis M7 erfasst werden, werden die von den Monopulsbereichen M1 bis M3 gewonnenen Azimutdaten der Azimutdatengruppe GP1 hinzugefügt, es werden die von dem Monopulsbereich M4 gewonnenen Azimutdaten der Azimutdatengruppe GP2 hinzugefügt, es werden die von dem Monopulsbereich M5 gewonnenen Azimutdaten der Azimutdatengruppe GP3 hinzugefügt, und es werden die von den Monopulsbereichen M6 und M7 gewonnenen Azimutdaten der Azimutdatengruppe GP4 hinzugefügt. In diesem Fall werden lediglich die Azimutdaten, welche zu den Azimutdatengruppen GP1 und GP4 gehöreng als nahe zueinander befindliche Effektivwerte bestimmt. Insbesondere wird der Azimut des Zielautomobils ➀ unter Verwendung der Daten in der Azimutdatengruppe GP1 berechnet, während der Azimut des Zielautomobils ➁ unter Verwendung der Daten in der Azimutdatengruppe GP2 berechnet wird.
Wie oben beschrieben, definiert dieses erläuternde Beispiel die Monopulsbereiche M1 bis M7 derart, so dass drei Viertel von zwei Benachbarten davon sich überlappen. Dies ermöglicht, dass sogar dann, wenn Zielautomobile nebeneinander vor dem mit Radar versehenen Fahrzeug fahren, eine Mehrzahl von Monopulsbereichen stets bereitgestellt wird, welche verwendet werden können, um den Azimut von jedem der Ziele genau zu bestimmen.
Die dritte Ausführungsform der Erfindung wird unten beschrieben und unterscheidet sich von dem obigen erläuternden Beispiel gemäß 7 und 8 lediglich in einem Teil der von dem Mikrocomputer 10 durchgeführten Azimutbestimmungsoperation. Andere Anordnungen und Operationen sind identisch, und es wird eine detaillierte Erläuterung davon hier ausgelassen.
9 zeigt die Azimutbestimmungsoperation der dritten Ausführungsform. Die Schritte 710 bis 820 sind identisch mit den Schritten 510 bis 620. Folgende Schritte 830 bis 870 sind identisch mit den Schritten 160 bis 200 bei der in 3 dargestellten ersten Ausführungsform. Insbesondere wird in dem Schritt 830 eine Identitätsprüfoperation zur Bestimmung durchgeführt, ob das in diesem Programmzyklus auf der Grundlage der Daten in der Azimutdatengruppe GPj erfasste Zielobjekt mit einem identisch ist oder nicht, welches in einem vorausgehenden Programmzyklus auf der Grundlage von Daten in der Azimutdatengruppe GPj erfasst worden ist. Die Routine fährt mit dem Schritt 840 fort, bei welchem die Ergebnisse der Operation in dem Schritt 830 analysiert werden, um zu bestimmen, ob das in diesem Programmzyklus erfasste Zielobjekt ein neues ist oder nicht. Wenn die Antwort JA erlangt wird, fährt danach die Routine direkt mit dem Schritt 880 fort. Wenn alternativ die Antwort NEIN erlangt wird, was bedeutet, dass das in diesem Programmzyklus erfasste Zielobjekt identisch mit einem ist, welches in dem vorausgehenden Programmzyklus erfasst worden ist, fährt danach die Routine mit dem Schritt 850 fort, bei welchem ein Änderungsbestimmungswert ΔV zur Bestimmung einer zeitsequentiellen Änderung bei den soweit erlangten Azimutdaten berechnet wird. Die Routine fährt mit dem Schritt 860 fort, bei welchem bestimmt wird, ob der Änderungsbestimmungswert ΔV größer als ein Änderungsschwellenwert ΔVth ist oder nicht. Wenn die Antwort JA erlangt wird, was bedeutet, dass der Änderungsbestimmungswert ΔV größer als der Änderungsschwellenwert ΔVth ist, fährt danach die Routine mit dem Schritt 870 fort. Wenn alternativ die Antwort NEIN erlangt wird, fährt danach die Routine direkt mit dem Schritt 880 fort.
Die Identitätsprüfoperation wird ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform durch einen Vergleich der Frequenzen der beim Bestimmen der Azimutdaten verwendeten Überlagerungs- bzw. Schwebungssignale durchgeführt. Wenn eine Mehrzahl von Azimutdaten in jeder Azimutdatengruppe GPj enthalten ist, wird ein repräsentativer Wert der Azimutdaten (beispielsweise ein Durchschnittswert oder ein zentraler Wert) für den Frequenzvergleich bestimmt.
In dem Schritt 880 wird die Gruppen-ID-Nummer j um eins (1) inkrementiert. Die Routine fährt mit dem Schritt 890 fort, bei welchem bestimmt wird, ob die Gruppen-ID-Nummer j größer als die Azimutdatengruppennummer Ngp ist oder nicht. Wenn die Antwort NEIN erlangt wird, kehrt danach die Routine zu dem Schritt 830 zurück. Wenn alternativ die Antwort JA erlangt wird, was bedeutet, dass die obigen Operationen bezüglich aller Azimutdatengruppen GP durchgeführt worden sind, fährt danach die Routine mit dem Schritt 900 fort, bei welchem die Azimutdaten, welche durch Radarechos bzw. -reflexionen von allen Monopulsbereichen M1 bis M7 gewonnen werden und als effektive Werte bzw. Effektivwerte in dem Schritt 870 bestimmt werden, verwendet werden, um die Azimutwinkel und die Anzahl von vor dem mit Radar versehenen Fahrzeug befindlichen Zielobjekten zu bestimmen, und es werden die relative Geschwindigkeit des mit Radar versehener Fahrzeugs und der Abstand zu jedem Ziel auf der Grundlage von Überlagerungs- bzw. Schwebungssignalfrequenzen in den frequenzmodulierten Anstiegs- und Abstiegsbereichen unter Verwendung der bekannten FM-CW-Radartechniken berechnet.
Wenn beispielsweise Zielautomobile ➀ und ➁, welche, wie in 10 dargestellt, nebeneinander in einem Intervall voneinander weg fahren, in einem Bereich der Monopulsbereiche M1 bis M7 erfasst werden, werden die von den Monopulsbereichen M1 bis M3 gewonnenen Azimutdaten der Azimutdatengruppe GP1 hinzugefügt, werden die von dem Monopulsbereich M4 gewonnenen Azimutdaten der Azimutdatengruppe GP2 hinzugefügt, werden die von dem Monopulsbereich M5 gewonnenen Azimutdaten der Azimutdatengruppe GP3 hinzugefügt und werden die von den Monopulsbereichen M6 und M7 gewonnenen Azimutdaten der Azimutdatengruppe GP4 hinzugefügt. In diesem Fall werden lediglich die Azimutdaten, welche zu den Azimutdatengruppen GP1 und GP4 gehören, als nahe zueinander befindliche effektive Werte bestimmt. Insbesondere wird der Azimut des Zielautomobils ➀ unter Verwendung der Daten in der Azimutdatengruppe GP1 berechnet, während der Azimut des Zielautomobils ➁ unter Verwendung der Daten in der Azimutdatengruppe GP4 berechnet wird.
Die dritte Ausführungsform führt ebenfalls die zeitsequentielle Änderungsbestimmungsoperation bezüglich der in einzelnen Daten enthaltenen Azimutdatengruppe GP durch, sie kann sie jedoch lediglich bezüglich der Azimutdatengruppen GP durchführen, welche jeweils in einer Mehrzahl der Azimutdaten enthalten sind. Dies verringert die Belastung des Mikrocomputers 10 im Betrieb.
Das obige erläuternde Beispiel gemäß 7 und 8 und die dritte Ausführungsform definieren Monopulsbereiche M1 bis M7 derart, dass drei Viertel von zwei Benachbarten davon sich gegenseitig überlappen, jedoch können die Monopulsbereiche M1 bis M7, wie in 15(b) dargestellt, derart gebildet werden, dass eine Hälfte von zwei Benachbarten davon sich zueinander überlappt und eine Hälfte der Breite jedes Monopulsbereichs Mi kleiner als die Breite eines Zielobjekts ist. Dies ermöglicht, ähnlich wie bei den obigen Ausführungsformen, dass effektive Azimutdaten stets in zwei oder mehreren Monopulsbereichen erlangt werden. Die Größe von überlappenden Teilen der Monopulsbereiche ist nicht beschränkt, solange wie sie größer als eine Hälfte jedes Monopulsbereichs sind.
Das obige erläuternde Beispiel gemäß 7 und 8 und die dritte Ausführungsform wurden als Modifizierungen der ersten Ausführungsform beschrieben, sie können jedoch die Struktur der zweiten Ausführungsform verwenden, welche Strahlen bzw. Strahlungskeulen unter Verwendung der DBF-Techniken bildet.

Claims

Radargerät mit: einem Sender (4), welcher eine Radarwelle sendet; einem Signalempfänger (6) mit Antennen (AR1–AR8), welche sich überlappende Antennenkeulen bilden, um jeweils Monopulsbereiche zu definieren, wobei der Signalempfänger (6) derart ausgebildet ist, dass er ein Echo der Radarwelle von einem Zielobjekt in den Monopulsbereichen empfangen kann, um ein Paar von Eingangssignalen zu erzeugen; einer Winkelrichtungsdatenbestimmungsschaltung (10), welche derart ausgebildet ist, dass sie das pro Monopulsbereich erzeugte Paar von Eingangssignalen verarbeitet, um Winkelrichtungsdaten in einer Zeitsequenz zu erlangen, welche jeweils eine Winkelrichtung des Zielobjekts auf der Grundlage von Amplituden- oder Phasendifferenzen zwischen den beiden pro Monopulsbereich vorliegenden Eingangssignalen anzeigen; und einer Änderungsbestimmungsschaltung (10), welche derart ausgebildet ist, dass sie eine Änderung in den Winkelrichtungsdaten bestimmt, welche in einer Zeitsequenz in jedem der Monopulsbereiche erlangt werden, und die Winkelrichtungsdaten, deren Änderung innerhalb eines im voraus gewählten zulässigen Bereichs liegt, als Werte bestimmt, die beim Bestimmen einer Winkelrichtung des Zielobjekts gültig sind.
Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalempfänger (6) derart ausgebildet ist, dass die von den Antennen (AR1–AR8) gebildeten Antennenkeulen derart beschaffen sind, dass zwei benachbarte Monopulsbereiche sich partiell überlappen.
Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalempfänger (6) drei oder mehr Antennen (AR1–AR8) enthält, welche derart lokalisiert sind, dass die Antennenkeulen jeweils in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet sind und dass zwei benachbarte Antennenkeulen einen der Monopulsbereiche definieren.
Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalempfänger (6) eine Mehrzahl von Antennen (AR1–AR8), die in einer Linie angeordnet sind, so dass die Antennenkeulen davon in derselben Richtung ausgerichtet sind, und eine Signalverarbeitungsschaltung enthält, welche Ausgänge von den Antennen (AR1–AR8) mit einer gegebenen Wichtung zur Bildung der Antennenkeulen summiert.
Radargerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungsschaltung einen Analog-Digital-Wandler (8), welcher derart ausgebildet ist, dass er die Ausgänge von den Antennen (AR1–AR8) des Signalempfängers (6) abtastet, um digitale Signale zu erzeugen, und eine Arithmethikschaltung (10) enthält, welche derart ausgebildet ist, dass sie eine komplexe Fourier-Transformation bezüglich der digitalen Signale in einer Abstandsserie entlang einer Anordnung der Antennen (AR1–AR8) durchführt.
Radargerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arithmetikschaltung (10) derart ausgebildet ist, dass sie Null-Dummysignale den von dem Analog-Digital-Wandler (8) erzeugten digitalen Signalen derart hinzufügt, dass die Anzahl von Signalen, die gleichzeitig der komplexen Fourier-Transformation unterzogen werden, größer als die Anzahl der Ausgänge von den Antennen (AR1–AR8) des Signalempfängers (6) ist.