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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug zum Messen eines Abstands zu einem benachbarten Fahrzeug,
einer relativen Geschwindigkeit davon etc. für die Zwecke einer Abstandssteuerung
von Auto zu Auto, Kollisionsschadenmilderung und dergleichen.
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2. Beschreibung
des Standes der Technik
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Konventionell
wird für
derartige Impulsradareinrichtungen im Fahrzeug einen Millimeterwelle
in dem 76 GHz-Band als eine Übertragungswelle
verwendet. In einem Fall einer Verwendung einer derartigen Hochfrequenzwelle
gibt es ein Problem dadurch, dass da Isolation zwischen Elementen
oder Leitungen im allgemeinen kaum gesichert ist, die Übertragungsimpulswelle
einer empfangenden Schaltung direkt überlagert wird. Dies führt zu einer Sättigung
der empfangenden Schaltung, wobei dadurch eine richtige Erfassungsoperation
verhindert wird.
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Um
ein derartiges Problem zu lösen,
wurde eine Radarvorrichtung vorgeschlagen, in der verhindert wird,
dass ein Übertragungssignal
einem empfangenen Signal überlagert
wird (z.B. siehe JP 09-243738 A). In der Radarvorrichtung wird
ein Frequenzmodulationssteuersignal zu einem Spannungssteueroszillator
eingegeben, und ein Übertragungssignal,
das frequenz-moduliert ist, wird einer Übertragungs- und Empfangsantenne über eine
Antennenteilungseinheit zugeführt,
um zu einem Zielobjekt als eine Funkwelle übertragen zu werden. Die übertragene
Funkwelle wird durch das Zielobjekt reflektiert und wird durch die Übertragungs-
und Empfangsantenne empfangen. Ein Mischer mischt das empfangene
Signal mit dem Übertragungssignal,
das von dem Spannungssteueroszillator ausgegeben wird, und gibt
ein Schwebungssignal aus. Da ein Verfahren zum Kalkulieren eines
Abstands zu dem Zielobjekt, das auf dem Schwebungssignal basiert,
dem vom üblichen
FMCW-Radar ähnlich
ist, wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen.
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In
der konventionellen Radarvorrichtung wird Zeitmultiplexübertragung
und Empfang ausgeführt, um
die oben erwähnte Überlagerung
des Übertragungssignals
auf dem empfangenen Signal zu vermeiden. Ein Schalter der Übertragungsseite
ist zwischen dem Spannungssteueroszillator und der Antennenteilungseinheit
vorgesehen, und ein Schalter der Empfangsseite ist zwischen der
Antennenteilungseinheit und dem Mischer vorgesehen. Der Schalter
der Übertragungsseite
wird durch einen Übertragungs-
und Empfangssteueroszillator gesteuert. Der Schalter der Empfangsseite
wird durch einen Inverter so gesteuert, um ausgeschaltet zu sein, wenn
der Schalter der Übertragungsseite
eingeschaltet ist (zu einer Zeit einer Übertragung), und eingeschaltet
zu sein, wenn der Schalter der Übertragungsseite
ausgeschaltet ist (zur Zeit vom Empfang).
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Ein
Signal wird mit einer Verzögerungszeit von
Td = 2R/c (c zeigt die Lichtgeschwindigkeit an) entsprechend einem
Abstand R zu dem Zielobjekt empfangen, von der Übertragungsimpulswelle, die durch
den Schalter der Übertragungsseite
generiert wird. Wegen einer Funktion des Schalters der Empfangsseite
wird ein Signal praktisch nicht in einer Signalempfangsperiode empfangen,
wenn der Schalter der Übertragungsseite
eingeschaltet ist, sondern wird nur in der Übertragungszeit empfangen,
nachdem der Schalter der Übertragungsseite
ausgeschaltet ist. Wie oben beschrieben, wird das Zielobjekt in einem
Zustand erfasst, wo verhindert wird, dass das Übertragungssignal in dem empfangenen
Signal überlagert
wird.
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In
einem Fall jedoch, wo eine Schaltung durch Verwenden der oben erwähnten konventionellen
Radarvorrichtung tatsächlich
konfiguriert wird, wird Schaltrauschen wegen einem Einfluss von
Ladung und Entladung in einem Schalterelement generiert, wenn der
Schalter der Empfangsseite ein- und ausgeschaltet wird, und insbesondere
wird ein empfangenes Signal entsprechend einem Zielobjekt, das in
einem kurzen Abstand existiert, in der oben erwähnten Signalempfangsperiode
gestört,
wodurch die Kurzstreckenerfassungsfähigkeit abgesenkt wird oder
die Kurzstreckenerfassung unterdrückt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde unternommen, um das obige Problem zu
lösen,
und hat ein Ziel, eine Impulsradareinrichtung im Fahrzeug vorzusehen,
die zum geeigneten Erfassen eines Zielobjektes in einem kurzen Abstand
fähig ist,
ohne eine unnötige
Einschränkung
in einer Isolation innerhalb einer Schaltung aufzuerlegen, selbst
unter dem Einfluss von Schaltrauschen, das von einem Schaltelement
generiert wird.
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Die
vorliegende Erfindung sieht eine Impulsradareinrichtung im Fahrzeug
vor, in der ein Übertragungssignal
zu einer Übertragungsimpulswelle
durch Verwendung einer vorbestimmten Einschaltzeit und Ausschaltzeit
konvertiert wird, die Übertragungsimpulswelle
von einer Übertragungsantenne
zu einem Ziel objekt übertragen
wird, ein Signal, das durch das Zielobjekt reflektiert wird, durch
eine Empfangsantenne empfangen wird, und ein Abstand zu dem Zielobjekt
basierend auf einer Verzögerungszeit
zwischen der Übertragungsimpulswelle
und dem Signal, das durch die Empfangsantenne empfangen wird, kalkuliert
wird. Die Impulsradareinrichtung im Fahrzeug enthält: eine
Empfangssteuereinheit zum Steuern von Durchlassen und Blockieren
des empfangenen Signals in Synchronisation mit der Übertragungsimpulswelle;
eine Formungseinheit zum Formen einer nacheilenden Flanke einer
Impulswelle des empfangenen Signals, die zu verzögern ist; und eine Abtastungseinheit
zum Abtasten des empfangenen Signals, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode
abläuft,
nachdem die Empfangssteuereinheit beginnt, das empfangene Signal
dort durchzulassen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
eine preiswerte Impulsradareinrichtung im Fahrzeug vorzusehen, in
der Isolation in einer Schaltung nicht unnötig verbessert werden muss,
und um ein Zielobjekt in einem kurzen Abstand angemessen zu erfassen,
ohne durch ein Schaltrauschen beeinträchtigt zu werden, das von einer
Empfangssteuerschaltung generiert wird.
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KURZE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den begleitenden Zeichnungen sind:
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1 ein
Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2A bis 2D Wellenformdiagramme jeweiliger
Schalter, die in 1 gezeigt werden, eines empfangenen
Signals und eines Schaltrauschens;
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3 ein
Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4A bis 4C Wellenformdiagramme eines Übertragungs-
und Empfangsschalters, der in 3 gezeigt
wird, eines empfangenen Signals und eines Schaltrauschens;
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5 ein
Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ein
Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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7 ein
Diagramm, das eine Änderung
in der Abtastzeitsteuerung in der vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in 1 gezeigte
Impulsradareinrichtung im Fahrzeug enthält eine Modulationssignal-Generierungssektion 11,
die als ein Modulationssignal eine Dreieckwelle ähnlich zu der, die in einem üblichen
FMCW-Radar verwendet wird, ausgibt, und einen Spannungssteueroszillator
(in den Zeichnungen durch "VCO" angezeigt) 1,
der ein Übertragungssignal
ausgibt, das in Übereinstimmung mit
dem Modulationssignal frequenz-moduliert ist, beide von denen eine
Frequenzmodulationseinheit bilden, die die Frequenz des Übertragungssignals
so ändert,
um mit der Zeit anzusteigen und abzufallen.
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Ferner
enthält
die Impulsradareinrichtung im Fahrzeug einen Schalter der Übertragungsseite 5, der
gemäß einem
Impulssteuersignal, das durch eine Impulsgenerierungssektion 12 generiert
wird, gesteuert wird, ein und aus zu sein, so um ein Übertragungssignal,
das von dem Spannungssteueroszillator 1 ausgegeben wird,
zu einer Übertragungsimpulswelle
zu konvertieren, und einen Schalter der Empfangsseite 6,
der eine Empfangssteuereinheit bildet, die gemäß dem Impulssteuersignal, das
einen Inverter 15 durchlaufen hat, der das Impulssteuersignal
invertiert, das durch die Impulsgenerierungssektion 12 generiert
wird, gesteuert wird, ein und aus zu sein, so um das Durchlassen
und Blockieren eines empfangenen Signals in Synchronisation mit
der Übertragungsimpulswelle
zu steuern.
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Ferner
enthält
die Impulsradareinrichtung im Fahrzeug einen Zirkulator 13,
der als eine Übertragungs-
und Empfangsverbindungseinheit dient, die die Übertragungsimpulswelle, die
den Schalter der Übertragungsseite 5 durchlaufen
hat, einer integrierten Übertragungs-
und Empfangsantenne 3 zuführt, die für sowohl Übertragung als auch Empfang
verwendet wird, und einem Signal erlaubt, das durch die Übertragungs-
und Empfangsantenne 3 empfangen wird, dort durch als ein
empfangenes Signal zu passieren; einen Mischer 4, der das Übertragungssignal, das
von dem Spannungssteueroszillator 1 ausgegeben wird, und
das empfangene Signal, das durch den Zirkulator 13 eingegeben
wird, mischt und einen Basisbandempfangsimpuls ausgibt; und ein
Tiefpassfilter (in den Zeichnungen durch "LPF" angezeigt) 14, das
als eine Formungseinheit dient, die den Basisbandempfangsimpuls
empfängt,
der von dem Mischer 4 ausgegeben wird, und die nacheilende Flanke
des Basisbandempfangsimpulses formt, um verzögert zu sein.
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Ferner
enthält
die Impulsradareinrichtung im Fahrzeug einen A/D-Wandler 18,
der als eine Abtasteinheit dient, die eine Ausgabe des Tiefpassfilters 14 abtastet,
wenn eine vorbestimmte Zeitperiode abläuft, nachdem der Schalter der
Empfangsseite 6, der als die Empfangssteuereinheit dient,
beginnt, das empfangene Signal dort durchlaufen zu lassen; und eine
CPU 20, die ein Signal empfängt, das durch den A/D-Wandler 18 abgetastet
wird, eine Schwebungsfrequenz von dort durch Verwenden schneller
Fourier-Transformation (FFT) extrahiert, den Abstand zu und die
relative Geschwindigkeit von einem Zielobjekt wie in einem üblichen
FMCW-Radar kalkuliert und ein Erfassungsergebnis zu einer externen
Einrichtung ausgibt. Es ist selbstverständlich, dass Operationen der
Modulationssignal-Generierungssektion 11 und der Impulsgenerierungssektion 12 durch
die CPU 20 gesteuert werden.
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Als
Nächstes
wird eine Operation der Impulsradareinrichtung im Fahrzeug, die
in 1 gezeigt wird, mit Bezug auf Signalzeitsteuerungsdiagramme beschrieben,
die in 2A bis 2D gezeigt
werden. Es wird eine Dreieckwelle von der Modulationssignal-Generierungssektion 11 ähnlich zu
einem üblichen
FMCW-Radar ausgegeben, und wird zu dem Spannungssteueroszillator 1 als
ein Modulationssignal eingegeben. Der Spannungssteueroszillator 1 gibt
ein Übertragungssignal
aus, das in Übereinstimmung
mit dem Modulationssignal frequenz-moduliert ist. Das Übertragungssignal,
das von dem Spannungssteueroszillator 1 ausgegeben wird,
wird verteilt und zu dem Schalter der Übertragungsseite 5 und
dem Mischer 4 eingegeben. Der Schalter der Übertragungsseite 5 konvertiert
das Übertragungssignal
zu einer Übertragungsimpulswelle,
wie in 2A gezeigt, in Übereinstimmung
mit einem Impulssteuersignal, das durch die Impulsgenerierungssektion 12 generiert
wird. Die Übertragungsimpulswelle
wird der Übertragungs-
und Empfangsantenne 3 durch den Zirkulator 13 zugeführt, um
zu einem Zielobjekt (nicht gezeigt) als eine Funkwelle übertragen
zu werden.
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Die
Funkwelle, die durch das Zielobjekt reflektiert wird, wird durch
die Übertragungs-
und Empfangsantenne 3 empfangen und als ein empfangenes Signal
zu dem Mischer 4 durch den Zirkulator 13 eingegeben.
In dem Mischer 4 werden das Übertragungssignal und das empfangene
Signal gemischt und als ein Basisbandempfangsimpuls zu dem Tiefpassfilter 14 ausgegeben.
Das Tiefpassfilter 14 gibt den Basisbandempfangsimpuls,
wobei seine nacheilende Flanke verzögert ist, wie in 2C gezeigt,
zu dem Schalter der Empfangsseite 6 aus.
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Der
Schalter der Empfangsseite 6 wird durch den Inverter 15 so
gesteuert, um in der Phase entgegengesetzt zu der des Schalters
der Übertragungsseite 5 zu
arbeiten, wobei die Operation des Schalters der Empfangsseite 6 in 2B gezeigt
wird. Der Schalter der Empfangsseite 6 blockiert einen
Wellenformabschnitt 16 des Basisbandempfangsimpulses, der
in 2C gezeigt wird, und erlaubt nur einem Wellenformabschnitt 17 davon,
dort durch zu passieren und zu dem A/D-Wandler 18 eingegeben zu werden.
Zu dieser Zeit wird, wie in konventionellen Radareinrichtungen,
Schaltrauschen des Schalters der Empfangsseite 6 generiert,
wie in 2D gezeigt, und in dem Basisbandempfangsimpuls überlagert.
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Der
A/D-Wandler 18 führt
eine Abtastung in einer Zeitsteuerung 19 durch, die in 2C gezeigt wird,
nachdem eine Zeitperiode abläuft,
während
der das Schaltrauschen konvergiert ist, um Abtastung eines Abschnitts
zu vermeiden, der durch das Schaltrauschen gestört wird. Zu dieser Zeit wird
die nacheilende Flanke des Basisbandempfangsimpulses durch das Tiefpassfilter 14 verzögert, sodass
der Basisbandempfangsimpuls erfasst werden kann, selbst oder gerade
wenn Abtastung durchgeführt
wird, nachdem das Schaltrauschen konvergiert ist.
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Ein
Signal, das durch den A/D-Wandler 18 abgetastet wird, wird
zu der CPU 20 eingegeben, wo eine Schwebungsfrequenz durch
Verwenden der schnellen Fourier-Transformation (FFT) extrahiert wird,
und ein Abstand zu und eine relative Geschwindigkeit von einem Zielobjekt
werden ähnlich
zu einem üblichen
FMCW-Radar kalkuliert, und ein Erfassungsergebnis wird zu einer
externen Einrichtung (nicht gezeigt) ausgegeben.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform
ist es deshalb möglich,
eine preiswerte Impulsradareinrichtung im Fahrzeug vorzusehen, in
der Isolation in einer Schaltung nicht unnötig verbessert werden muss, und
um ein Zielobjekt in einem kurzen Abstand angemessen zu erfassen,
ohne durch das Schaltrauschen beeinträchtigt zu werden, das durch
die Empfangssteuereinheit generiert wird.
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Ferner
sind die Übertragungsantenne
und die Empfangsantenne integriert, sodass eine kompakte Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug bereitgestellt werden kann, wodurch ein Fahrzeugdesign nicht
beeinträchtigt
wird.
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Mit
der Bereitstellung des Zirkulators 13 ist ein Steuersignal
zum Umschalten von Übertragung und
Empfang unnötig.
Somit wird eine Last der CPU 20 reduziert, und es kann
eine fortgeschrittenere Signalverarbeitung durchgeführt werden.
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Da
der Abstand zu einem Zielobjekt mit höherer Genauigkeit gemessen
werden kann, wird ein Abstand von Auto zu Auto komfortabler und
eine Kollisionsschadenmilderungsoperation kann auch angemessen durchgeführt werden.
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Zweite Ausführungsform
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3 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Impulsradareinrichtung im Fahrzeug
der zweiten Ausführungsform,
die in 3 gezeigt wird, unterscheidet sich von der der
ersten Ausführungsform,
die in 1 gezeigt wird, dadurch, dass der Schalter der Übertragungsseite 5,
der Schalter der Empfangsseite 6, der Zirkulator 13 und der
Inverter 15 durch einen Übertragungs- und Empfangswechselschalter 21 ersetzt
sind. Die anderen Strukturen sind die gleichen wie jene in der Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform.
Somit sind den gleichen Komponenten die gleichen Bezugszeichen gegeben, und
Beschreibungen davon werden weggelassen.
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Als
Nächstes
wird eine Operation der in 3 gezeigten
Impulsradareinrichtung im Fahrzeug mit Bezug auf Signalzeitsteuerungsdiagramme
beschrieben, die in 4A bis 4C gezeigt
werden. Prozesse, die durchgeführt
werden, bis der Spannungssteueroszillator 1 ein Übertragungssignal
ausgibt, sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform,
sodass Beschreibungen davon hier weggelassen werden. Das Übertragungssignal,
das von dem Spannungssteueroszillator 1 ausgegeben wird, wird
verteilt und zu dem Übertragungs-
und Empfangswechselschalter 21 und dem Mischer 4 eingegeben.
Der Übertragungs-
und Empfangswechselschalter 21 konvertiert das Übertragungssignal
zu einer Übertragungsimpulswelle,
die in 4A gezeigt wird, in Übereinstimmung
mit einem Impulssteuersignal, das durch die Impulsgenerierungssektion 12 generiert
wird. Die Übertragungsimpulswelle
wird der Übertragungs-
und Empfangsantenne 3 zugeführt, um zu einem Zielobjekt
(nicht gezeigt) als eine Funkwelle übertragen zu werden.
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Die
Funkwelle, die durch das Zielobjekt reflektiert wird, wird durch
die Übertragungs-
und Empfangsantenne 3 empfangen und als ein empfangenes Signal
zu dem Mischer 4 durch den Übertragungs- und Empfangswechselschalter 21 eingegeben.
In dem Mischer 4 werden das Übertragungssignal und das empfangene
Signal gemischt und als ein Basisbandempfangsimpuls zu dem Tiefpassfilter 14 ausgegeben.
Das Tiefpassfilter 14 gibt den Basisbandempfangsimpuls,
wobei seine nacheilende Flanke verzögert ist, wie in 4B gezeigt
wird, zu dem A/D-Wandler 18 aus.
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In
der zweiten Ausführungsform
wird ähnlich zu
der ersten Ausführungsform
ein Schaltrauschen generiert, wie in 4C gezeigt
wird, und in dem Basisbandempfangsimpuls überlagert. Die nacheilende Flanke
des Basisbandempfangsimpulses wird jedoch durch das Tiefpassfilter 14 verzögert, und
der A/D-Wandler 18 führt
Abtastung in einer Zeitsteuerung 19 durch, die in 4B gezeigt
wird, nachdem das Schaltrauschen konvergiert ist. Somit kann der Basisbandempfangsimpuls
erfasst werden.
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Prozesse,
die durchgeführt
werden, nachdem eine Ausgabe des A/D-Wandlers 18 zu der
CPU 20 eingegeben ist, sind die gleichen wie jene der ersten
Ausführungsform,
und somit werden Beschreibungen davon hier weggelassen.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
wird der Übertragungs-
und Empfangswechselschalter 21 als eine Übertragungsantenne
und eine Empfangsantenne verwendet, sodass weder eine Übertragungssteuereinheit
noch eine Empfangssteuereinheit erforderlich sind, was zu geringen
Kosten und Miniaturisierung führt.
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Dritte Ausführungsform
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Impulsradareinrichtung im Fahrzeug
der dritten Ausführungsform,
die in 5 gezeigt wird, unterscheidet sich von der der
ersten Ausführungsform,
die in 1 gezeigt wird, dadurch, dass der Zirkulator 13,
der als die Übertragungs-
und Empfangsverbindungseinheit dient, durch eine 90-Grad-Hybridschaltung 22 ersetzt
ist. Die anderen Strukturen sind die gleichen wie jene in der Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform.
Somit sind den gleichen Komponenten die gleichen Bezugszeichen gegeben, und
Beschreibungen davon werden weggelassen.
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In
der dritten Ausführungsform
wird die 90-Grad-Hybridschaltung 22 verwendet, um eine Ausgabe
des Schalters der Übertragungsseite 5 der Übertragungs-
und Empfangsantenne 3 zuzuführen, und um ein Signal, das
durch die Übertragungs-
und Empfangsantenne 3 empfangen wird, zu dem Mischer 4 einzugeben.
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Gemäß der dritten
Ausführungsform
kann die 90-Grad-Hybridschaltung 22 in dem gleichen Prozess
wie andere Übertragungsleitungen,
wie etwa Mikrostreifenleitungen, konfiguriert werden, und es ist
nicht erforderlich, dass ein Teil, wie etwa ein Ferritelement, das
für den
Zirkulator 13 notwendig ist, zu montieren. Deshalb können die
für einen
Aufbau erforderlichen Kosten reduziert werden, und die Zuverlässigkeit
kann verbessert werden.
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Vierte Ausführungsform
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Impulsradareinrichtung im Fahrzeug
der vierten Ausführungsform,
die in 6 gezeigt wird, unterscheidet sich von der der
ersten Ausführungsform,
die in 1 gezeigt wird, dadurch, dass die Modulationssignal-Generierungssektion 11 und
der Spannungssteueroszillator 1 durch einen Oszillator 23 ersetzt
werden, der ein Übertragungssignal
ausgibt, und es ist ferner eine Abtastzeitsteuersektion 25 vorgesehen.
Die Abtastzeitsteuersektion 25 ändert sequenziell die Verzögerungszeit
des A/D-Wandlers 18, der als die Abtastungseinheit dient,
wenn ein Zielobjekt erfasst wird. Die Verzögerungszeit des A/D-Wandlers 18,
von dem Zeitpunkt, wenn der Schalter der Empfangsseite 6 beginnt,
ein empfangenes Signal dort durchzulassen, zu dem Zeitpunkt, wenn
das empfangene Signal abgetastet wird, ist variabel. Die anderen
Strukturen sind die gleichen wie jene in der Impulsradareinrichtung
im Fahrzeug der ersten Ausführungsform,
die in 1 gezeigt wird. Somit sind den gleichen Komponenten die
gleichen Bezugszeichen gegeben, und Beschreibungen davon werden
weggelassen.
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Als
Nächstes
wird eine Operation der in 6 gezeigten
Impulsradareinrichtung im Fahrzeug mit Bezug auf 2A bis 2C und
eine Wellenform, die in 7 gezeigt wird, beschrieben.
In 6 wird ein Übertragungssignal
von dem Oszillator 23 ausgegeben, und verteilt und zu dem
Schalter der Übertragungsseite 5 und
dem Mischer 4 eingegeben. Der Schalter der Übertragungsseite 5 konvertiert
das Übertragungssignal
zu einer Übertragungsimpulswelle,
die in 2A gezeigt wird, in Übereinstimmung
mit einem Impulssteuersignal, das durch die Impulsgenerierungssektion 12 generiert
wird. Die Übertragungsimpulswelle
wird der Übertragungs- und
Empfangsantenne 3 durch den Zirkulator 13 zugeführt, um
zu einem Zielobjekt (nicht gezeigt) als eine Funkwelle übertragen
zu werden.
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Die
Funkwelle, die durch das Zielobjekt reflektiert wird, wird durch
die Übertragungs-
und Empfangsantenne 3 empfangen und als ein empfangenes Signal
zu dem Mischer 4 durch den Zirkulator 13 eingegeben.
In dem Mischer 4 werden das Übertragungssignal und das empfangene
Signal gemischt und als ein Basisbandempfangsimpuls zu dem Tiefpassfilter 14 ausgegeben.
Das Tiefpassfilter 14 gibt den Basisbandempfangsimpuls,
wobei seine nacheilende Flanke verzögert ist, wie in 2C gezeigt wird,
zu dem Schalter der Empfangsseite 6 aus. Der Schalter der
Empfangsseite 6 wird durch den Inverter 15 so
gesteuert, um in der Phase entgegengesetzt zu der des Schalters
der Übertragungsseite 5 zu
arbeiten, wobei die Operation des Schalters der Empfangsseite 6 in 2B gezeigt
wird. Der Schalter der Empfangsseite 6 blockiert den Wellenformabschnitt 16 des
Basisbandempfangsimpulses, der in 2C gezeigt
wird, und erlaubt dem Wellenformabschnitt 17 davon, dort
durch zu passieren und zu dem A/D-Wandler 18 eingegeben
zu werden.
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Der
A/D-Wandler 18 führt
eine Abtastung in der Zeitsteuerung 19 durch, die in 2C gezeigt wird,
nachdem eine Zeitperiode abläuft,
während
der das Schaltrauschen konvergiert ist, um eine Abtastung eines
Abschnitts zu vermeiden, der durch das Schaltrauschen verteilt wird.
Zu dieser Zeit wird die nacheilende Flanke des Basisbandempfangsimpulses
durch das Tiefpassfilter 14 verzögert, sodass der Basisbandempfangsimpuls
erfasst werden kann, selbst oder gerade wenn die Abtastung durchgeführt wird,
nachdem das Schaltrauschen konvergiert ist.
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Basierend
auf einem Signal, das durch den A/D-Wandler 18 abgetastet
wird, beurteilt die CPU 20 das Vorhandensein oder die Abwesenheit
des Zielobjektes. Speziell beurteilt die CPU 20, dass das
Zielobjekt existiert, wenn die Größe des abgetasteten Signals
eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
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Bezug
nehmend auf 7 wird eine Abtastungsoperation
in der vierten Ausführungsform
detailliert beschrieben. In 7 zeigt
Bezugszeichen 24 einen Basisbandempfangsimpuls an. Wenn
ein Zielobjekt nicht erfasst ist, wird eine Abtastung in der Zeitsteuerung 19 durchgeführt, die
in 7 gezeigt wird. Wenn ein Zielobjekt einmal erfasst
ist, steuert die CPU 20 die Abtastzeitsteuersektion 25,
die Abtastzeit zu einer Zeitsteuerung 26 zu ändern, die
in 7 gezeigt wird. Die Abtastzeit wird weiter zu
einer Zeitsteuerung 27 geändert, die in 7 gezeigt wird,
in der nächsten
Abtastung, und es wird eine Abtastung in der Zeitsteuerung 27 durchgeführt.
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Auf
diese Weise wird eine Abtastung durch sequenzielles Ändern der
Abtastzeitsteuerung durchgeführt,
sodass die Änderungen
mit der Zeit des Basisbandempfangsimpulses, der durch das Tiefpassfilter 14 geformt
wird, beobachtet werden können.
Da die Antwortzeit des Tiefpassfilters 14 bekannt ist,
ist offensichtlich, dass eine Zeit Td, die für eine Funkwelle erforderlich
ist, um ein Zielobjekt zu erreichen und von ihm zurückzukehren,
durch Vergleichen der Antwortzeit des Tiefpassfilters 14 mit
der beobachteten Änderung
mit der Zeit der Basisbandempfangsimpulswelle gemessen werden kann.
Deshalb kann ein Abstand zu dem Zielobjekt genau gemessen werden.
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Gemäß der vierten
Ausführungsform
kann ein Abstand zu dem Zielobjekt mit hoher Genauigkeit und in
einer kurzen Zeit gemessen werden, ohne die Abtastverzögerungszeit
sequenziell zu ändern.