DE102010040749A1

DE102010040749A1 - Radarvorrichtung zum Abstrahlen und Empfangen elektrischer Wellen mit Gitterkeulen

Info

Publication number: DE102010040749A1
Application number: DE102010040749A
Authority: DE
Inventors: Kunihiko Kariya-city Ookawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2030-09-15
Also published as: CN102023295B; JP2011059083A; JP4844663B2; US8427362B2; CN102023295A; US20110063170A1; DE102010040749B4

Abstract

Eine Radarvorrichtung weist eine Sende-Array-Antenne zum Abstrahlen elektromagnetischer Wellen, die eine Hauptkeule und eine Gitterkeule beinhalten, mit einer Senderichtcharakteristik, eine Empfangs-Array-Antenne zum Empfangen elektromagnetischer Wellen, die von der Sende-Array-Antenne abgestrahlt und von einem Ziel reflektiert werden, und einen Mikrocomputer zum Festlegen der Empfangsantenne auf Empfangsrichtcharakteristika eine nach der anderen durch Platzieren eines Nullpunkts in einem Gitterkeulenempfangsbereich jeder Richtcharakteristik und Platzieren des Nullpunkts der Richtcharakteristika an verschiedenen Positionen auf. Der Mikrocomputer erzeugt ein Empfangssignal, das aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die die vom Ziel reflektierte Hauptkeule beinhalten, erzeugt wird, bei jeder Änderung der Richtcharakteristik und erfasst das Ziel aus dem Mittelwert der Empfangssignale.

Description

Diese Anmeldung basiert auf der Priorität der früheren japanischen Patentanmeldung 2009-212266 , die am 14. September 1009 eingereicht wurde, und nimmt sie in Anspruch, so dass deren Inhalt hiermit mit Verweis Bestandteil der vorliegenden Anmeldung ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radarvorrichtung, die elektromagnetische Wellen mit einer Hauptkeule und Gitterkeulen von einer Array-Antenne abstrahlt, die elektromagnetischen Wellen, welche die Hauptkeule beinhalten und von einem Ziel reflektiert werden, in einer anderen Array-Antenne empfängt und aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen ein Erfassungssignal erzeugt, während sie einen Einfluss der Gitterkeulen der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen auf das Erfassungssignal unterdrückt, um das Ziel, das sich in einem Erfassungsgebiet befindet, zu erfassen.
Eine Array-Antenne strahlt üblicherweise elektromagnetische Wellen mit einer Hauptkeule und Gitterkeulen ab, und eine andere Array-Antenne empfängt diese elektromagnetischen Wellen. Ein Antennensystem mit diesen Antennen erfasst ein Ziel aus den empfangenen elektromagnetischen Weilen durch Reflektieren der Hauptkeule der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen in einem Erfassungsgebiet. In diesem Fall ist es, um den Abstand zwischen dem System und dem Ziel und den Peilwinkel von dem System zu dem Ziel präzise zu erfassen, erforderlich, den Einfluss der Gitterkeulen auf die empfangenen elektromagnetischen Wellen zu unterdrücken.
Die japanische Patentspezifikation Nr. 4147447 offenbart ein Array-Antennensystem zum Unterdrücken eines Einflusses von Gitterkeulen. Hierin beinhaltet das System eine Sende-Array-Antenne, die aus einer Mehrzahl von Antennenelementen auf der gitterunterdrückten Seite gebildet ist, einen Sendeverarbeitungsabschnitt, der mit der Sende-Array-Antenne verbunden ist, eine Empfangs-Array-Antenne, die aus einer Mehrzahl von Antennenelementen auf der gitterunterdrückenden Seite gebildet ist, und einen Empfangsverarbeitungsabschnitt, der mit der Empfangs-Array-Antenne verbunden ist. Die Sende-Array-Antenne strahlt elektromagnetische Wellen, die eine Hauptkeule und Gitterkeulen aufweisen, mit einer Abstrahlrichtcharakteristik ab, und die Empfangs-Array-Antenne empfängt elektromagnetische Wellen mit einer Empfangsrichtcharakteristik. Die Abstrahlrichtcharakteristik auf der gitterunterdrückten Seite wird durch ein Energiemuster der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen bezüglich der Richtung der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen ausgedrückt. Die Empfangsrichtcharakteristik auf der gitterunterdrückenden Seite wird durch ein Muster einer Empfindlichkeit gegenüber den elektromagnetischen Wellen, die auf die Empfangsantenne einfallen, bezüglich der Richtung der elektromagnetischen Wellen ausgedrückt.
Die Empfangsrichtcharakteristik wird festgelegt, um einen einzelnen Nullpunkt in einer Nullpunktrichtung entsprechend der Abstrahlrichtung jeder Gitterkeule aufzuweisen. Dadurch wird die Empfindlichkeit der Empfangs-Array-Antenne gegenüber elektromagnetischen Wellen, die von Richtungen eines Nullbereichs kommen, welche die Nullpunktrichtung eines jeden Nullpunkts beinhalten, extrem herabgesetzt. Des Weiteren ist die Leistung jeder abgestrahlten Gitterkeule im Vergleich zur Leistung der abgestrahlten Hauptkeule in einem Richtungsbereich der Gitterkeule ausreichend hoch.
Mit dieser Struktur des Systems steuern die Verarbeitungsabschnitte die Array-Antennen so, dass die Richtung jeder Gitterkeule, die von der Sende-Array-Antenne abgestrahlt wird, immer mit der Richtung eines Nullpunkts der Empfangsrichtcharakteristik übereinstimmt. Strahlt die Sende-Array-Antenne elektromagnetische Wellen mit einer Hauptkeule und Gitterkeulen so ab, dass die Hauptkeule in einen Erfassungsbereich abgestrahlt wird, reflektiert ein Ziel, das sich in dem Erfassungsbereich befindet, die Hauptkeule der elektromagnetischen Wellen, die Empfangs-Array-Antenne empfängt die elektromagnetischen Wellen, die die Hauptkeule beinhalten, und der Empfangsverarbeitungsabschnitt erfasst das Ziel aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen. Da die Richtung jeder Gitterkeule auf der gitterunterdrückten Seite mit der Richtung eines der Nullpunkte, die in der Empfangsrichtcharakteristik auf der gitterunterdrückenden Seite festgelegt sind, übereinstimmt, ist, wenn die Gitterkeulenbreite des Gitterkeulenbereichs auf der gitterunterdrückten Seite gleich oder kleiner ist als die Nullwertsbreite des Nullbereichs auf der gitterunterdrückenden Seite, ist die Gitterkeule, die von einem Objekt reflektiert wird, nicht in den empfangenen elektromagnetischen Wellen enthalten. Dadurch kann, wenn die Gitterkeulenbreite des Gitterkeulenbereichs gleich oder kleiner ist als die Nullwertsbreite des Nullbereichs, die Leistung jeder gesamten Gitterkeule in den empfangenen elektromagnetischen Wellen niedrig gehalten werden.
Dadurch kann, wenn die Gitterkeulenbreite des Gitterkeulenbereichs gleich oder kleiner ist als die Nullwertsbreite des Nullbereichs, das Antennensystem die Empfindlichkeit der Empfangs-Array-Antenne in den Abstrahlrichtungen der Gitterkeulen wesentlich verringern und das Ziel, das sich in dem Erfassungsbereich befindet, erfassen.
Wenn die Gitterkeulenbreite der Gitterkeule auf der gitterunterdrückten Seite jedoch größer ist als die Nullwertsbreite des Nullbereichs auf der gitterunterdrückenden Seite, wird die Leistung von nur einem Teil jeder Gitterkeule in den empfangenen elektrischen Wellen niedrig gehalten, wobei jedoch die Leistung der gesamten Gitterkeule in den empfangenen elektromagnetischen Wellen nicht niedrig gehalten werden kann. Dadurch ist es schwierig oder unmöglich, die Empfindlichkeit in den Abstrahlrichtungen der Gitterkeulen ausreichend herabzusetzen, und das Antennensystem kann das Ziel, das sich in dem Erfassungsbereich befindet, nicht mit hoher Präzision erfassen.
Des Weiteren ist eine Schnappschusstechnik bekannt. Bei dieser Technik wird jedes Mal, wenn die Empfangs-Array-Antenne die elektromagnetischen Wellen in einer Abtastzeitperiode empfängt, ein Empfangssignal aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen erzeugt. Dann werden die Empfangssignale, die in einem vorbestimmten Zeitabschnitt erzeugt werden, aufsummiert, um ein summiertes Empfangssignal zu erhalten. In diesem summierten Empfangssignal wird der Signalpegel, der der Hauptkeule entspricht, verglichen zu dem Signalpegel von einem Empfangssignal erhöht. Jedoch wird der Signalpegel entsprechend jeder Gitterkeule in dem summierten Empfangssignal ebenso erhöht. Demzufolge wird, sogar wenn die Schnappschusstechnik verwendet wird, um das Ziel zu erfassen, die Präzision beim Erfassen des Ziels nicht verbessert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit Hinblick auf die Nachteile der herkömmlichen Array-Antennen-Systeme eine Radarvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die elektromagnetische Wellen, die eine Hauptkeule und eine Gitterkeule beinhalten, abstrahlt und elektromagnetische Wellen, die die Hauptkeule beinhalten und von einem Ziel reflektiert werden, empfängt, um das Ziel aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen mit hoher Präzision zu erfassen, während ein Einfluss der Gitterkeule auf die Erfassung des Ziels unterdrückt wird.
Gemäß dem ersten Aspekt dieser Erfindung wird diese Aufgabe durch das Bereitstellen einer Radarvorrichtung erreicht, die eine Sende-Array-Antenne, eine Empfangs-Array-Antenne, eine Steuereinheit, die die Sende-Array-Antenne steuert, um elektromagnetische Wellen, die eine Hauptkeule und eine Gitterkeule beinhalten, mit einer Senderichtcharakteristik abzustrahlen, und die Empfangs-Array-Antenne steuert, um elektromagnetische Wellen, die von der Sende-Array-Antenne gesendet und von einem Ziel reflektiert werden, mit einer Empfangsrichtcharakteristik zu empfangen, und eine Erfassungseinheit aufweist, die Informationen über das Ziel aus den elektromagnetischen Wellen, die in der Empfangs-Array-Antenne empfangen werden, erfasst.
Die Steuereinheit legt eine der Array-Antennen als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne fest, und legt die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Mehrzahl von Richtcharakteristika eine nach der anderen fest. Jede der Richtcharakteristika der Gitterkeulen unterdrückenden Antennen weist einen Nullpunkt in einem Nullpunktfestlegungsbereich auf. Dieser Nullpunktfestlegungsbereich entspricht einem Bereich der Gitterkeule in der Richtcharakteristik der anderen Array-Antenne. Positionen der Nullpunkte, die in den entsprechenden Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne platziert sind, sind voneinander in dem Nullpunktfestlegungsbereich abgegrenzt.
Die Erfassungseinheit erzeugt ein Empfangssignal aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen jedes Mal, wenn die Steuereinheit eine Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne festlegt, bestimmt einen Mittelwert der erzeugten Empfangssignale, die den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne entsprechen und erfasst Informationen über das Ziel aus dem Mittelwert der Empfangssignale.
Die Senderichtcharakteristik der Sende-Array-Antenne wird durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die von der Antenne abgestrahlt werden, bezüglich der Abstrahlrichtung (oder Winkel) der elektromagnetischen Wellen ausgedrückt. Die Empfangsrichtcharakteristik der Empfangs-Array-Antenne wird durch ein Muster einer Empfindlichkeit für einfallende elektromagnetische Wellen bezüglich der Einfallsrichtung (oder Winkel) der elektromagnetischen Wellen ausgedrückt.
Mit dieser Struktur der Radarvorrichtung werden, wenn die Empfangs-Array-Antenne als die Gitterkeule unterdrückende Antenne festgelegt ist, die elektromagnetischen Wellen, die von der Sende-Array-Antenne mit der Senderichtcharakteristik (vgl. 3) abgestrahlt werden, reflektiert, und die reflektierten elektromagnetischen Wellen werden in der Empfangs-Array-Antenne jedes Mal, wenn die Empfangs-Array-Antenne auf eine der Empfangsrichtcharakteristika (vgl. 5) festgelegt ist, empfangen. Dem gegenüber werden, wenn die Sende-Array-Antenne als die Gitterkeule unterdrückende Antenne festgelegt ist, jedes Mal, wenn die elektromagnetischen Wellen von der Sende-Array-Antenne mit einer der Senderichtcharakteristika abgestrahlt werden, die elektromagnetischen Wellen reflektiert, und die reflektierten elektromagnetischen Wellen werden in der Empfangs-Array-Antenne, die auf die Empfangsrichtcharakteristik festgelegt ist, empfangen. Ein Empfangssignal wird aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen, entsprechend jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne, erzeugt.
Sowohl die Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne und die Richtcharakteristik der andere Antennen können zu einer Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik (vgl. 6) kombiniert werden. Dadurch werden elektromagnetische Wellen, die auf der Empfangs-Array-Antenne einfallen, im Wesentlichen durch die Empfangs-Array-Antenne mit jeder Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik empfangen. Diese Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik weist einen Nullbereich, in seinem Nullpunktfestlegungsbereich, entsprechend dem Bereich der Gitterkeule auf. Dadurch empfängt die Empfangs-Array-Antenne, wenn die Gitterkeule die von der Sende-Array-Antenne abgestrahlt wird, reflektiert wird, und auf der Empfangs-Array-Antenne einfällt, die reflektierte Gitterkeule, während sie einen Teil der Gitterkeule, entsprechend dem Nullbereich von einer Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik im Wesentlichen unterdrückt.
Ein Signal, das den Mittelwert des Empfangssignal kennzeichnet, wird aus elektromagnetischen Wellen, die mit einer durchschnittlichen Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik, die den Mittelwert der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristiken entsprechend den jeweiligen Richtigcharakteristiken der Gitterkeulen unterdrückenden Antenne abbildet, empfangen werden, erzeugt.
Das jede Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne einen Nullpunkt in dem Nullpunktfestlegungsbereich, entsprechend dem Bereich der Gitterkeule in der Richtcharakteristik der anderen Array-Antenne aufweist, wird die Leistung der empfangenen elektromagnetischen Welle in einem Nullbereich um den Nullpunkt herum extrem reduziert. Dadurch hat die Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik, die sowohl von der Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne als auch der Richtcharakteristik der anderen Antenne bestimmt wird, ebenso einen Nullbereich, der dem Nullbereich der Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne entspricht.
Sogar wenn die Breite (d. h. die Nullwertbreite) des Nullbereichs, entsprechend jedem Nullpunkt schmaler ist, als die Breite (d. h. die Gitterkeulenbreite) des Bereichs der Gitterkeule, fehlt der empfangenen elektromagnetischen Welle im Wesentlichen ein Teil der Gitterkeule, entsprechend dem Nullbereich um den Nullpunkt herum. Dadurch kann sogar, wenn ein Objekt in der Abstrahlrichtung der Gitterkeule existiert, während ein Ziel in der Abstrahlrichtung der Hauptkeule existiert, jedes Empfangssignal Informationen über das Ziel enthalten, während ein Einfluss eines Teils der Nebenkeule wesentlich unterdrückt wird. Des Weiteren kann, wenn nur ein Ziel existiert, die Hauptkeule, die von dem Ziel reflektiert wird, in der Empfangs-Array-Antenne empfangen werden, ein Teil der Gitterkeule wird in der Empfangs-Array-Antenne jedoch nicht empfangen, sogar wenn das Ziel in der Abstrahlrichtung des Teils der Gitterkeule platziert ist. Dadurch kann jedes Empfangssignal Informationen über das Ziel enthalten, während ein Einfluss eines Teils der Gitterkeule im Wesentlichen unterdrückt wird.
Des Weiteren, da Positionen der Nullpunkte, die in den entsprechenden Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne platziert sind, in dem Nullpunktfestlegungsbereich voneinander abgegrenzt sind, bedecken die Nullbereiche, die den Nullpunkten entsprechen, den kompletten Nullpunktfestlegungsbereich, der dem Bereich der Gitterkeule entspricht. Dies bedeutet, dass die durchschnittliche Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik eine ausreichend reduzierte Leistung oder Empfindlichkeit in ihrem Nullpunktfestlegungsbereich, entsprechend dem Bereich der Gitterkeule, aufweist. Dadurch kann der Durchschnitt der Empfangssignale im Wesentlichen von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die von dem Ziel reflektiert werden, erzeugt werden ohne wesentlich jeglichen einen Einfluss der Gitterkeule zu empfangen.
Demzufolge kann sogar, wenn die Nullwertbreite schmaler ist als die Gitterkeulenbreite, der Einfluss der Gitterkeule auf den Durchschnitt der Empfangssignale ausreichend unterdrückt werden. Das heißt, die Radarvorrichtung kann Informationen über das Ziel mit hoher Präzision erfassen.
Bei der an sich bekannten Schnappschusstechnik wird eine Mehrzahl von Empfangssignalen erzeugt, um das Ziel aus den Empfangssignalen zu erfassen. Jedoch ist die Präzision der Erfassung des Ziels aus den Empfangssignalen im Wesentlichen die gleiche, wie die Präzision der Erfassung des Ziels aus einem Empfangssignal. Dem gegenüber, sind in der vorliegenden Erfindung Positionen der Nullpunkte, die in den entsprechenden Richtcharakteristika platziert sind, in dem Nullpunktfestlegungsbereich, der dem Bereich der Gitterkeule entspricht, voneinander abgegrenzt. Demzufolge kann der Einfluss der Gitterkeule auf den Durchschnitt der Empfangssignale unterdrückt werden.
Vorzugsweise steuert die Steuereinheit die Sende-Array-Antenne, um eine Abstrahlrichtung der Hauptkeule der elektromagnetischen Wellen, in einem Erfassungsbereich, jedes Mal zu ändern, wenn die Steuereinheit die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt, und steuert die Empfangs-Array-Antenne, um die Hauptkeule mit einer maximalen Empfindlichkeit zu empfangen. Die Erfassungseinheit erzeugt ein Empfangssignal, jedes Mal, wenn die Abstrahlrichtung der Hauptkeule um einem vorbestimmten Winkel verändert wird, wählt das Empfangssignal mit einem maximalen Pegel von den Empfangssignalen jedes Mal aus, wenn die Steuereinheit die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt, bestimmt einen Durchschnitt, der ausgewählten Empfangssignale entsprechend den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne und erfasst Informationen über das Ziel aus dem Durchschnitt der Empfangssignale.
Mit dieser Struktur wird, wenn die Hauptkeule der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen von einem Ziel reflektiert wird, die reflektierte Hauptkeule mit der Empfangs-Array-Antenne mit der maximalen Empfindlichkeit empfangen. Dadurch hat, wenn die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festgelegt ist, jedes Empfangssignal, das durch die reflektierte Hauptkeule ausgebildet wird, einen maximalen Pegel unter den Empfangssignalen. In diesem Fall wird sogar, wenn die Gitterkeule der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen von einem Objekt reflektiert wird, und in dem Empfangssignal mit dem maximalen Pegel enthalten ist, der Einfluss eines Teils der Gitterkeule in diesem Empfangssignal unterdrückt.
Dadurch gibt der Durchschnitt der ausgewählten Empfangssignale Informationen über das Ziel an, während der Einfluss der von dem Objekt reflektierten Gitterkeulen unterdrückt wird. Demzufolge kann sogar, wenn das Ziel die Hauptkeule reflektiert, während das Objekt die Gitterkeule reflektiert, die Radarvorrichtung Informationen über das Ziel mit hoher Präzision erfassen, während sie den Einfluss der Gitterkeulen unterdrückt.
Vorzugsweise steuert die Steuereinheit die Sende-Array-Antenne, um eine Abstrahlrichtung der Hauptkeule der elektromagnetischen Wellen in einem Erfassungsbereich jedes Mal zu ändern, wenn die Steuereinheit die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt, und die Erfassungseinheit erzeugt ein Empfangssignal jedes Mal, wenn die Abstrahlrichtung der Hauptkeule um einen vorbestimmten Winkel verändert wird, erzeugt ein Verbundempfangssignal mit einem Pegelmuster durch serielles Verbinden von Pegeln der Empfangssignale, welche einer Richtcharakteristik der Gitterkeulen unterdrückenden Antennen entspricht, und in einer Reihenfolge der Abstrahlrichtung der Hauptkeule angeordnet ist, für jede Rechtscharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne, berechnet einen Durchschnitt des Verbundsempfangssignals und erfasst Informationen über das Ziel aus dem Durchschnitt.
Mit dieser Struktur haben, wenn nur ein Ziel existiert, die Verbundempfangssignale entsprechend einer Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne, das selbe Pegelmuster, wie das Leistungsmuster der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik entsprechend der Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne.
Jedes Verbundempfangssignal weist den Pegel des Empfangssignals, das von der Hauptkeule, die das Ziel reflektiert, erzeugt wird, und den Pegel des Empfangssignals, das von der Gitterkeule, die das Ziel reflektiert, erzeugt wird. Jedoch wird der Einfluss eines Teils der Gitterkeule, entsprechend einem Nullpunkt der Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne in dem Verbundempfangssignal deutlich unterdrückt. Des Weiteren sind die Teile der Nullpunkte der Richtcharakteristika voneinander abgegrenzt.
Dadurch ist der Einfluss der Gitterkeule im Durchschnitt der Verbundempfangssignale ausreichend unterdrückt. Demzufolge kann, wenn nur ein Ziel existiert, die Radarvorrichtung Informationen über das Ziel mit hoher Präzision erfassen, während sie Einflüsse der Gitterkeule, die von dem Ziel reflektiert wird, unterdrückt.
Gemäß dem zweiten Aspekt dieser Erfindung, wird die Aufgabe durch Bereitstellen einer Radarvorrichtung gelöst, die eine Radarvorrichtung aufweist, die die Sende-Array-Antenne, die Empfangs-Array-Antenne, die Steuereinheit und die Erfassungseinheit aufweist. Die Steuereinheit legt des Weiteren eine der Array-Antennen als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne fest, und setzt die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Mehrzahl von Richtcharakteristika, eine nach der anderen so fest, dass jede der Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne einen Nullpunkt in einem Nullpunktfestlegungsbereich aufweist, der einem Bereich der Gitterkeule in der Richtcharakteristik der anderen Array-Antenne entspricht, und sodass Positionen der Nullpunkte, die in den entsprechenden Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne platziert sind, voneinander in dem Nullpunktfestlegungsbereich abgegrenzt sind. Die Steuereinheit steuert des Weiteren die Sende-Array-Antenne, um eine Abstrahlrichtung der Hauptkeule auf eine Mehrzahl von Abtastrichtungen festzulegen, die einen Erfassungsbereich abdecken, eine nach der anderen. Die Erfassungseinheit erzeugt ein Empfangssignal aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen, jedes Mal, wenn die Steuereinheit die Abstrahlrichtung der Hauptkeule auf eine Abtastrichtung festlegt, während sie die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt, um die Empfangssignale entsprechend den Abtastrichtungen und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne zu erhalten. Die Erfassungseinheit wählt ein Empfangssignal mit einem minimalen Pegel aus den Empfangssignalen entsprechend den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne und einer Abtastrichtung für jede der Abtastrichtungen aus und erfasst Informationen über das Ziel von den ausgewählten Empfangssignalen.
Die Senderichtcharakteristik der Sende-Array-Antenne wird durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die von der Antenne abgestrahlt werden, bezüglich der Abstrahlrichtung (oder Winkel) der elektromagnetischen Wellen ausgedrückt. Die Empfangsrichtcharakteristik der Empfangs-Array-Antenne wird durch ein Muster der Empfindlichkeit auf einfallende elektromagnetische Wellen mit Bezug auf die Einfallsrichtung (oder Winkel) der elektromagnetischen Wellen ausgedrückt.
Mit dieser Struktur der Radarvorrichtung hat die Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik, die aus jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne und der Richtcharakteristik der anderen Antenne bestimmt wird, einen Nullbereich in seinem Nullpunktfestlegungsbereich entsprechend dem Bereich der Gitterkeule. Dadurch empfängt, wenn die Gitterkeule die von der Sende-Array-Antenne abgestrahlt wird, reflektiert wird und auf die Empfangs-Array-Antenne einfallend ist, die Empfangs-Array-Antenne die reflektierte Gitterkeule, während sie einen Teil der Gitterkeule entsprechend dem Nullbereich einer Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik bedeutend unterdrückt.
Die Nullbereiche in den Sendeempfangsverbundrichtcharakteristika entsprechend den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne unterscheiden sich voneinander. Dadurch wird ein Teil der Gitterkeule der deutlich unterdrückt wird, mit der Position des Nullbereichs der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik verändert.
Wird die Abstrahlrichtung der Hauptkeule hintereinander in die Abtastrichtungen geändert, um den Erfassungsbereich nach einem Ziel abzusuchen, wird jedes Empfangssignal aus den elektromagnetischen Wellen, die von dem Ziel reflektiert, und durch die Empfangs-Array-Antenne empfangen werden, geformt. Die Kombination der Empfangssignale, entsprechend den Abtastrichtungen und jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne hat ein Pegelmuster, dass das gleiche ist, wie das Leistungsmuster der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik, entsprechend der Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückende Antenne.
Jedes Mal, wenn die Abstrahlrichtung der Hauptkeule in eine bestimmte Abtastrichtung geändert wird, um so ein Ziel in der Abstrahlrichtung eines Teil der Gitterkeule zu platzieren, ist das Empfangssignal entsprechend jeder bestimmten Abtastrichtung aus einem Teil der Gitterkeule, die von dem Ziel reflektiert wird, geformt. Des Weiteren weist jede Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne einen Nullbereich, entsprechend einem Teil der Gitterkeule auf. Dadurch wird, wenn ein Empfangssignal mit einem minimalen Pegel aus den Empfangssignalen, die einer spezifischen Abtastrichtung und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne entsprechen, ausgewählt wird, der Einfluss des Teils der Gitterkeule entsprechend der bestimmten Abtastrichtung in dem ausgewählten Empfangssignal deutlich unterdrückt.
Des Weiteren, da Positionen der Nullpunkte, die in den entsprechenden Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne platziert sind, in dem Nullpunktfestlegungsbereich voneinander abgegrenzt sind, bedecken die Nullbereiche entsprechend den Nullpunkten, den gesamten Nullpunktfestlegungsbereich der dem Bereich der Gitterkeule entspricht. Dadurch, wenn ein Empfangssignal mit einem minimalen Pegel aus den Empfangssignalen, entsprechend einer Abtastrichtung und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne ausgewählt wird, wird für jede Abtastrichtung der Einfluss der Gitterkeule, die von dem Ziel reflektiert wird, in der Kombination der ausgewählten Empfangssignale ausreichend unterdrückt.
Demzufolge kann die Radarvorrichtung, sogar wenn die Nullwertbreite schmaler ist als die Gitterkeulenbreite, Informationen über das Ziel mit hoher Präzision erfassen, während sie den Einfluss der Gitterkeule, die vom Ziel reflektiert wird, ausreichend unterdrückt.
Gemäß dem dritten Aspekt dieser Erfindung wird die Aufgabe durch zur Bereitstellen einer Radarvorrichtung gelöst, die eine Radarvorrichtung aufweist, die die Sende-Array-Antenne, die Empfangs-Array-Antenne, die Steuereinheit und die Erfassungseinheit aufweist. Die Steuereinheit legt des Weiteren eine der Array-Antennen als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne fest, und legt die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Mehrzahl von Richtcharakteristika eine nach der anderen so fest, dass jede der Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne einen Nullpunkt in einem Nullpunktfestlegungsbereich aufweist, der einem Bereich der Gitterkeule in der Richtcharakteristik der anderen Array-Antenne entspricht, und dass Positionen deren Nullpunkte, die in den jeweiligen Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne platziert sind, in dem Nullpunktfestlegungsbereich voneinander abgegrenzt sind. Die Steuereinheit steuert des Weiteren die Sende-Array-Antenne, um eine Abstrahlrichtung der Hauptkeule auf eine Mehrzahl von Abtastvorrichtungen eine nach der anderen festzulegen, die einen Erfassungsbereich abdecken. Die Erfassungseinheit erzeugt ein Empfangssignal aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen jedes Mal, wenn die Steuereinheit die Abstrahlrichtung der Hauptkeule auf eine Abtastrichtung festlegt, während sie die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt, um die Empfangssignale, die den Abtastrichtungen und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne entsprechen, zu erhalten. Die Erfassungseinheit erfasst ein Muster von Pegeln der Empfangssignale entsprechend einer Abtastrichtung und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne, für jede Abtastrichtung, und erfasst Informationen über das Ziel aus den Pegelmustern.
Die Senderichtcharakteristik der Sende-Array-Antenne wird durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die von der Antenne abgestrahlt werden, bezüglich der Abstrahlrichtung (oder Winkel) der elektromagnetischen Wellen ausgedrückt. Die Empfangsrichtcharakteristik der Empfangs-Array-Antenne wird durch ein Muster der Empfindlichkeit für einfallende elektromagnetische Wellen, bezüglich der Einfallsrichtung (oder Winkel) der elektromagnetischen Wellen, ausgedrückt.
Mit dieser Struktur der Radarvorrichtung hat die Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik, die von jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne und der Richtcharakteristik der anderen Antenne bestimmt wird, einen Nullbereich in seinem Nullpunktfestlegungsbereich, der dem Bereich der Gitterkeule entspricht. Dadurch empfängt die Empfangs-Array-Antenne, wenn die Gitterkeule, die von der Sende-Array-Antenne abgestrahlt wird, reflektiert wird und auf die Empfangs-Array-Antenne einfällt, die reflektierte Gitterkeule, während sie einen Teil der Gitterkeule, der dem Nullbereich einer Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik entspricht, bedeutend unterdrückt.
Die Nullbereiche in den Sendeempfangsverbundrichtcharakteristika, entsprechend den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne unterscheiden sich voneinander. Dadurch werden verschiedene Teile der Gitterkeule deutlich unterdrückt, abhängig von den Sendeempfangsverbundrichtcharakteristika.
Wird die Abstrahlrichtung der Hauptkeule hintereinander auf die Abtastrichtungen geändert, um den Erfassungsbereich nach einem Ziel abzusuchen, wird jedes Empfangssignal durch die elektromagnetischen Wellen, die von dem Ziel reflektiert werden und durch die Empfangs-Array-Antenne empfangen werden, geformt. Die Kombination der Empfangssignale, entsprechend jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne und den Abtastrichtungen weist ein Pegelmuster auf, dass das gleiche ist, wie das Leistungsmuster der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik (vgl. 6), die der Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne entspricht.
Wird die Abstrahlrichtung der Hauptkeule zu einer ersten Abtastrichtung geändert, um ein Ziel in der Abstrahlrichtung der Hauptkeule zu platzieren, werden die Empfangssignale entsprechend der ersten Abtastrichtung und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne durch denselben Teil der Hauptkeule, die von dem Ziel reflektiert wird, ausgebildet. Da die Sendeempfangsverbundrichtcharakteristika in dem Bereich der Hauptkeule die gleiche Leistung aufweisen, weisen die Empfangssignale, von denen jedes durch den selben Teil der Hauptkeule ausgebildet ist, den gleichen Pegel auf. Dadurch, wenn Pegel des Empfangssignals entsprechend der ersten Abtastrichtung ein flaches Muster ausbilden, kann die Radarvorrichtung beurteilen, dass das Ziel in der ersten Abtastrichtung existiert.
Wird im Gegensatz dazu, die Abstrahlrichtung der Hauptkeule zu einer zweiten Abtastrichtung geändert, um ein Ziel in der Abstrahlrichtung eines Teils der Gitterkeule zu platzieren, werden die Empfangssignale, die der zweiten Abtastrichtung und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne entsprechen, durch den selben Teil der Gitterkeule, die von dem Ziel reflektiert wird, ausgebildet. Die Leistungs- oder Empfindlichkeitswerte in den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne sind in dem Bereich dieses Teils der Gitterkeule deutlich voneinander abgegrenzt. In diesem Fall, bilden Pegel der Empfangssignale, die der zweiten Abtastrichtung und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne entsprechen, ein im Wesentlichen kurvenförmiges Muster. Dadurch kann die Radarvorrichtung, wenn Pegel der Empfangssignale entsprechend der zweiten Abtastrichtung ein im Wesentlichen kurvenförmiges Muster ausbilden, beurteilen, dass jedes der Empfangssignale, die der zweiten Abtastrichtung entsprechen, aus einem Teil der Gitterkeule ausgebildet ist.
Demzufolge kann die Genauigkeit in der Erfassung der Informationen über das Ziel, das in dem Erfassungsbereich platziert ist, erhöht werden.
Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer Radarvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Ansicht einer Hauptkeule und einer Gitterkeule elektromagnetischer Wellen, die von der Radarvorrichtung gemäß 1 abgestrahlt werden;
3 eine Ansicht einer Senderichtcharakteristik einer Sende-Array-Antenne der Radarvorrichtung;
4 ein Ablaufdiagramm eines Gitterkeule unterdrückenden Prozesses, der in einem Mikrocomputer der Radarvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;
5 eine Ansicht von elf Empfangsrichtcharakteristika, die in einer Empfangs-Array-Antenne der Radarvorrichtung hintereinander festgelegt werden;
6 eine Ansicht von elf Sendeempfangsverbundrichtcharakteristika entsprechend den entsprechenden Empfangscharakteristika;
7 eine Ansicht einer durchschnittlichen Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik, die durch Mittelwertbildung der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristika gemäß der ersten Ausführungsform erlangt werden;
8 ein Ablaufdiagramm eines Gitterkeule unterdrückenden Prozesses, der in einem Mikrocomputer der Radarvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird;
9 eine Ansicht, die eine Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
10 ein Ablaufdiagramm eines Gitterkeule unterdrückenden Prozesses, der in einem Mikrocomputer der Radarvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführt wird;
11 eine Ansicht, die eine Änderung von Pegeln von Empfangssignalen für jede Abtastrichtung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt; und
12 eine Ansicht einer Öffnungsbreite jeder Array-Antenne der Radarvorrichtung gemäß einer Abwandlung der Ausführungsformen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend, mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert, in denen Bezugszeichen gleiche Teile, Bauteile, oder Elemente angeben, wenn nicht anders angegeben.
(Erste Ausführungsform)
1 ist ein Blockschaltbild einer Radarvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Eine Radarvorrichtung 1 ist beispielsweise durch ein frequenzmoduliertes Dauerstrichradar (Frequency Modulated Continous Wave FMCW) ausgebildet und die Radarvorrichtung 1 ist beispielsweise an einem Fahrzeug befestigt.
Wie in 1 dargestellt, weist die Radarvorrichtung 1 einen Mikrocomputer 10, einen Oszillator 11 zum Oszillieren mit einer veränderbaren Frequenz im Millimeterwellenband durch Steuerung des Mikrocomputers 10, um ein Hochfrequenzsignal zu erzeugen, dessen Frequenz bezüglich der Zeit in einer dreieckigen Form geändert wird, um somit in vorbestimmten Intervallen erhöht und erniedrigt zu werden, einen elektrischen Leistungsteiler 12 zum Teilen elektrischer Leistung des Hochfrequenzsignals in erste und zweite Teile, um ein Sendesignal ST und ein lokales Signal SL zu erzeugen, einen Sendephasenschieber 13 mit einer Mehrzahl von (beispielsweise fünf) Verschiebungsteilen zum Verschieben der Phase des Sendesignals ST in jedem der Verschiebungsteile durch Steuerung des Mikrocomputers 10, um eine Mehrzahl von verarbeiteten Sendesignalen STp (beispielsweise fünf Signale STp) zu erzeugen, von denen die Phasen zueinander verschoben sind, und eine Sende-Array-Antenne 14 mit einer Mehrzahl von Sendeantennenelementen (beispielsweise fünf Elementen) 14a, 14b, 14c, 14d und 14e jeweils zum Ausbilden elektromagnetischer Wellen, die mit den verarbeiteten Sendesignalen STp in den Antennenelementen 14a bis 14e moduliert werden und zum Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen als ein Sendestrahl aus elektromagnetischen Wellen mit einer Senderichtcharakteristik (oder mit einem Senderichtcharakteristikmuster) auf. Wie später im Detail beschrieben, beinhaltet dieser Sendestrahl eine Hauptkeule und ein Paar Gitterkeulen.
Die Antennenelemente 14a bis 14e der Array-Antenne 14 sind beispielsweise in gleichen Intervallen auf einer Sendeantennenoberfläche angeordnet. Die Abstrahlrichtung der Hauptkeule des Sendestrahls wird basierend auf der Antennenoberfläche definiert. Die Abstrahlrichtung senkrecht zur Antennenoberfläche wird als Null Grad definiert, und die Abstrahlrichtung parallel zur Antennenoberfläche wird als ±90 Grad definiert. Die Abstrahlrichtung der Hauptkeule des Sendestrahls hängt von der Phasendifferenz der verarbeiteten Sendesignale STp ab. Da der Mikrocomputer 10 den Phasenschieber 13 steuert, um die Phase des verarbeiteten Sendesignals STp für jedes der Antennenelemente 14a bis 14e einzustellen, kann die Hauptkeule des Sendestrahls veränderbar in einer gewünschten Abstrahlrichtung durch Steuerung des Mikrocomputers 10 abgestrahlt werden.
Die Senderichtcharakteristik der Array-Antenne 14 wird, durch ein Leistungsmuster der elektromagnetischen Wellen, die von der Antenne 14 abgestrahlt werden, bezüglich der Abstrahlrichtung (oder Winkel) der elektromagnetischen Wellen ausgedrückt. Dieses Leistungsmuster weist einen Bereich der Hauptkeule, der sich in der Abstrahlrichtung der Hauptkeule zentriert und einem Bereich jeder Gitterkeule, der sich in der Abstrahlrichtung der Gitterkeule zentriert, auf. Der Winkel zwischen der Hauptkeulenabstrahlrichtung und jeder Gitterkeulenabstrahlrichtung hängt von der Anordnung der Antennenelemente 14a bis 14e ab, und der Mikrocomputer 10 speichert diesen Winkel. Bei dieser Ausführungsform tastet die Radarvorrichtung 1 einen Erfassungsbereich ab, während sie die Abstrahlrichtung der Hauptkeule ändert und das Leistungsmuster der Senderichtcharakteristik fixiert.
Die Radarvorrichtung 1 weist des Weiteren eine Empfangs-Array-Antenne 15 mit einer Mehrzahl von Empfangsantennenelementen (beispielsweise drei Elementen) 15a, 15b und 15c zum Empfangen eines reflektierten Strahls elektromagnetischer Wellen durch jedes der Antennenelemente 15a bis 15c mit einer Empfangsrichtcharakteristik (oder mit einem Empfangsrichtcharakteristikmuster) und zum Erzeugen einer Mehrzahl von unverarbeiteten Empfangssignalen SRu aus den durch die Antennenelemente 15a bis 15c empfangenen Strahl, einen Empfangsphasenschieber 16 zum Verschieben der Phase jedes unverarbeiteten Empfangssignals SRu durch einen Phasen einstellenden Wert, der durch den Mikrocomputer 10 festgelegt wird, um eine Mehrzahl von verarbeiteten Empfangssignalen zu erzeugen und um ein Empfangssignal SR durch Kombinieren der verarbeiteten Empfangssignale miteinander zu erzeugen, einen Mischer 17 zum Mischen des Empfangssignals SR mit dem lokalen Signal SL des Teilers 12, um die synchrone Erfassung für das Empfangssignal SR durchzuführen und um ein Basisbandsignal von dem gemischten Signal zu extrahieren, und einen Analog/digital (A/D)-Wandler 18 zum Umwandeln des Basisbandsignals in digitale Daten.
Die Antennenelemente 15a bis 15c der Empfangs-Array-Antenne 15 sind in gleichen Intervallen auf einer Empfangsantennenoberfläche angeordnet. Diese Empfangsantennenoberfläche und die Sendeantennenoberfläche der Sende-Array-Antenne 14 werden so festgelegt, dass sie zueinander parallel sind. Die Richtung des reflektierten Strahls, der auf die Array-Antenne 15 einfällt, wird auf Basis der Empfangsantennenoberfläche definiert. Die Einfallsrichtung senkrecht zur Empfangsantennenoberfläche wird mit Null Grad definiert und die Einfallsrichtung parallel zur Empfangsantennenoberfläche wird als ±90 Grad definiert. Die Einfallsrichtung des reflektierten Strahls, der durch die Array-Antenne 15 empfangen wird, wird aus dem Phasenunterschieden der unverarbeiteten Empfangssignale SRu, die von den Antennenelementen 15a bis 15c ausgegeben werden, bestimmt. Dadurch kann der Mikrocomputer 10 die Einfallsrichtung des empfangenen Strahls erfassen.
Der Mikrocomputer 10 weist eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit CPU) auf, die einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen ROM zum Speichern von Steuerprogrammen, einen RAM zum Speichern der digitalen Daten, einen Backup-RAM, eine Eingangs/Ausgangs (I/O)-Schnittstelle (nicht dargestellt) beinhaltet. Der DSP führt eine schnelle Fouriertransformation (Fast Fourier Transformation FFT) für die digitalen Daten durch, während er die Steuerprogramme ausführt, um Informationen über ein Ziel zu erlangen.
Die Empfangsrichtcharakteristik der Array-Antenne 15 wird durch ein Muster der Empfindlichkeit auf die einfallenden elektromagnetischen Wellen bezüglich der Einfallsrichtung (oder Winkel) der elektromagnetischen Wellen ausgedrückt. Diese Empfangsrichtcharakteristik weist die maximale Empfindlichkeit in einer Hauptkeulenempfangsrichtung auf. Die Empfangsrichtcharakteristik ist beispielsweise bezüglich der Hauptkeulenempfangsrichtung symmetrisch.
Der Mikrocomputer 10 steuert den Phasenschieber 16, um die Phase des unverarbeiteten Empfangsignals SRu durch einen Phaseneinstellwert für jedes der Antennenelemente 15a bis 15c einzustellen. Dadurch steuert der Mikrocomputer 10 die Hauptkeulenempfangsrichtung der Empfangsrichtcharakteristik und die Empfangs-Array-Antenne 15 kann den reflektierten Strahl, der von einer willkürlichen Richtung kommt, die innerhalb eines gewünschten Fassungsbereichs rangiert, empfangen.
Konkret setzt die Radarvorrichtung 1 einen Erfassungsbereich, der von der Richtung von –90 Grad bis zur Richtung von +90 Grad rangiert, fest, und führt die Abtastoperation durch Verwenden einer elektronischen Abtasttechnik durch. Bei dieser Technik steuert der Mikrocomputer 10 den Phasenschieber 13, um die Hauptkeulenabstrahlerrichtung der Senderichtcharakteristik zwischen der Richtung von –90 Grad und der Richtung von 90 Grad zu ändern. Des Weiteren steuert der Mikrocomputer 10 den Phasenschieber 16 so, dass die Hauptkeulenempfangsrichtung der Empfangsrichtcharakteristik immer mit der Hauptkeulenabstrahlrichtung der Senderichtcharakteristik übereinstimmt. Dadurch kann die Array-Antenne 15 den reflektierten Strahl, der die Hauptkeule, die von einem Ziel reflektiert wird, mit der maximalen Empfindlichkeit empfangen. Danach empfängt die Array-Antenne 15 jedes Mal, wenn der Mikrocomputer 10 die Hauptkeulenabstrahlerrichtung der Senderichtcharakteristik ändert, einen reflektierten Strahl, der Mikrocomputer 10 erzeugt ein Empfangssignal SR aus dem reflektierten Strahl und der Mikrocomputer 10 beurteilt, ob der Pegel des Empfangssignals SR gleich oder größer ist, als ein vorbestimmter Schwellwert, oder nicht.
Beinhaltet der reflektierte Strahl keine reflektierte Hauptkeule, wird der Pegel des Empfangssignals SR niedriger als der Schwellwert. In diesem Fall verwirft der Mikrocomputer 10 das Signal SR. Dem gegenüber empfängt die Array-Antenne 15, wenn der reflektierte Strahl die Hauptkeule, die von einem Ziel reflektiert wird, enthält, die reflektierte Hauptkeule des reflektierten Strahls mit der maximalen Empfindlichkeit und der Mikrocomputer 10 beurteilt, dass der Pegel des Empfangssignals SR gleich oder größer ist als der vorbestimmte Schwellwert. Dadurch erkennt der Mikrocomputer 10 die Erfassung des Ziels. Dann erfasst der Mikrocomputer 10 Informationen über Ziel (beispielsweise den Abstand zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel und dem Peilwinkel von der Radarvorrichtung 1 zum Ziel) aus den Phasenunterschieden des unverarbeiteten Empfangssignals SRu. Diese Phasenunterschiede werden aus den Phasen einstellenden Werten, die in dem Phasenschieber 16 festgelegt sind, bestimmt. Dadurch kann die Radarvorrichtung 1 den Erfassungsbereich nach dem Ziel absuchen.
Der Strahl aus elektromagnetischen Wellen, der von der Sende-Array-Antenne 14 mit der Senderichtcharakteristik abgestrahlt wird, weist nicht nur die Hauptkeule auf, die in der Hauptkeulenabstrahlrichtung abgestrahlt wird, sondern auch ein Paar Gitterkeulen (d. h. unnötige Teile), die in Gitterkeulenabstrahlrichtungen gesendet werden. Diese Gitterkeulen Senderichtungen sind gewöhnlicherweise bezüglich der Hauptkeulenabstrahlrichtung symmetrisch. Dadurch wird, wenn die Hauptkeule der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen von einem Ziel reflektiert wird, mindestens eine Gitterkeule der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen manchmal von einem anderen Objekt reflektiert. In diesem Fall empfängt die Empfangs-Array-Antenne 15 nicht nur einen ersten Strahl elektromagnetischer Wellen, der von dem Ziel reflektiert wird, sondern auch einen zweiten Strahl elektromagnetischer Wellen, der von dem Objekt reflektiert wird. Ist die Intensität des zweiten Strahls ausreichend groß, verglichen zur Intensität des ersten Strahls, geben Phasenunterschiede des unverarbeiteten Empfangssignals SRu, die durch die reflektierten Strahlen in der Array-Antenne 15 ausgebildet werden, die Information über das Ziel nicht genau an. Dadurch ist es schwierig, das Ziel genau aus den Strahlen zu erfassen.
Diese Situation wird detaillierter mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist eine schematische Ansicht, die die Hauptkeule und eine Gitterkeule abgestrahlter elektromagnetischer Wellen darstellt. Wie in 2 dargestellt, ist die Radarvorrichtung 1 beispielsweise an einem betrachteten Fahrzeug C1 befestigt und beide ein kleines Fahrzeug (beispielsweise ein Passagierfahrzeug) C2 und ein großes Fahrzeug (beispielsweise einem LKW) C3, befinden sich in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung des betrachteten Fahrzeugs C1.
Das kleine Fahrzeug C2 weist einen kleineren Radarquerschnitt (Radar Cross Section RCS) entsprechend 10 dBsm (10 Dezibel bezüglich einem Quadratmeter) auf- und reflektiert die Hauptkeule der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen. Das große Fahrzeug C3 weist einen großen RCS entsprechend 25 dBsm auf und reflektiert eine Gitterkeule der abgestrahlten elektromagnetischen Weilen. Ist die Intensität der Hauptkeule nicht ausreichend größer, als die Intensität der Gitterkeule, wird die Intensität der Gitterkeule, die von der Gitterkeulenabstrahlrichtung der Array-Antenne 15 kommt, manchmal größer als die Intensität der Hauptkeule, die von der Hauptkeulenabstrahlrichtung der Array-Antenne 15 kommt. In diesem Fall beurteilt dieses System manchmal, unter der Annahme, dass ein Array-Antennen-System auf dem Fahrzeug C1 befestigt ist, falsch dass ein Ziel in der Gitterkeulenabstrahlrichtung existiert.
Um ein Ziel, das in der Hauptkeulenabstrahlrichtung existiert, verlässlich zu erfassen, ist es erforderlich, das Verhältnis gewünschtes Signal zu ungewünschtem Signal (d. h. das Verhältnis der Intensität der Hauptkeule zur Intensität der Gitterkeule bei der Erzeugung des Empfangssignals SR) auf 100 oder mehr, was 20 dB oder mehr entspricht, festzulegen. Obwohl das Array-Antennen-System des Standes der Technik das Verhältnis des gewünschten Signals zum ungewünschten Signal auf 10^15/10 oder mehr, was 15 dB oder mehr entspricht, festlegen kann, indem die Intensität der Gitterkeule, die in einer Empfangs-Array-Antenne empfangen wird, reduziert wird, ist das Verhältnis, das im Stand der Technik erreicht wird, immer noch unzureichend.
3 ist eine Ansicht, die die Senderichtcharakteristik DS der Sende-Array-Antenne 14 darstellt.
Die Senderichtcharakteristik DS, die in 3 dargestellt ist, wird beispielsweise bei der Null-Grad-Abtastung, die in der Radarvorrichtung 1 durchgeführt wird, erlangt und die Abstrahlrichtung der Hauptkeule ML wird auf Null Grad festgelegt. Die Hauptkeule ML hat eine Peakintensität, die äquivalent zu 0 dB in der Hauptkeulenabstrahlrichtung ist und die Intensität der Hauptkeule ML wird auf –10 dB (d. h. fast ein Zehntel seiner Peakintensität) in Richtungen, die sich von der Hauptkeulenabstrahlrichtung im ±7 Grad unterscheiden, reduziert. Dadurch hat die Hauptkeule ML eine Hauptkeulenbreite Wm von fast 14 Grad, was zwischen der Richtung von –7 Grad und der Richtung von +7 Grad beim Null-Grad-Abtasten liegt.
Des Weiteren hat der Sendestrahl ein Paar Gitterkeulen GLl und GLr mit Peakintensitäten in Gitterkeulenabstrahlrichtungen. Diese Gitterkeulenabstrahlrichtungen unterscheiden sich beispielsweise von der Hauptkeulenabstrahlrichtung durch ±45 Grad. Dadurch werden die Gitterkeulen GLl und GLr der elektromagnetischen Wellen jeweils in den Gitterkeulenabstrahlrichtungen (beispielsweise Richtungen von ±45 Grad beim Null-Grad-Abtasten) abgestrahlt. Die Peakintensitäten der Gitterkeulen GLl und GLr sind fast gleich der Peakintensität der Hauptkeule ML. Die Intensität der Gitterkeule GLl wird auf –10 dB (d. h. fast ein Zehntel seiner Peakintensität) in Richtungen, die sich von seiner Gitterkeulenabstrahlrichtung um ±10 Grad (beispielsweise Richtungen von –35 Grad und –55 Grad bei der Null-Grad-Abtastung) unterscheiden. Dadurch hat die Gitterkeule GLl einen Abstrahlbereich, der auf eine Gitterkeulenbreite Wg von fast 20 Grad festgelegt ist. Der Abstrahlbereich der Gitterkeule GLl ist in dem Richtungintervall zwischen Richtungen, die sich von der Hauptkeulenabstrahlerrichtung um –35 Grad und –55 Grad unterscheiden, platziert. Auf gleiche Weise hat die Gitterkeule GLr einen Abstrahlbereich, der auf einer Gitterkeulenbreite Wg von fast 20 Grad festgelegt ist. Der Abstrahlbereich der Gitterkeule GLr ist in dem Richtungsintervall zwischen Richtungen, die sich von der Hauptkeulenabstrahlrichtung um +35 Grad und +55 Grad unterscheiden, platziert. Bei der Null-Grad-Abtastung liegt der Abstrahlbereich der Gitterkeule GLl zwischen der Richtung von –35 Grad und der Richtung von –55 Grad und der Abstrahlbereich der Gitterkeule GLr liegt zwischen der Richtung von +35 Grad und der Richtung von +55 Grad.
Bei dieser Ausführungsform, obwohl der Mikrocomputer 10 die Hauptkeulenabstrahlrichtung der Richtcharakteristik DS ändert, um den Erfassungsbereich nach einem Ziel abzusuchen, fixiert der Mikrocomputer 10 das Leistungsmuster der Abstrahlrichtcharakteristik DS, die in der Abstrahl-Array-Antenne 14 festgelegt ist, um die Array-Antenne 14 als eine Gitterkeule unterdrückte Antenne zu verwenden. Dem gegenüber legt der Mikrocomputer 10 die Empfangs-Array-Antenne 15 auf eine Mehrzahl von Empfangsrichtcharakteristika (oder mit einer Mehrzahl von Empfangsrichtcharakteristikamustern) hintereinander fest, um die Array-Antenne 15 als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne zu verwenden. Dadurch strahlt die Array-Antenne 14 die ganzen Gitterkeulen GLl und GLr mit der Hauptkeule ML ab. Existieren ein Ziel und Objekte in dem Erfassungsbereich, kann die Array-Antenne 15, die in einer der Empfangsrichtcharakteristika festgelegt ist, die Hauptkeule ML, die von dem Ziel reflektiert wird, und die Gitterkeulen GLl und GLr, die von den Objekten reflektiert werden, empfangen, während dem Empfang eines Teils jeder Gitterkeule vorgebeugt wird.
Konkret ändert jedes Mal, wenn der Mikrocomputer 10 die Array-Antenne 15 in einer der Empfangsrichtcharakteristika veränderbar festlegt, der Mikrocomputer 10 die Hauptkeulenabstrahlrichtung der Senderichtcharakteristik DS in dem Erfassungsbereich. Jede Empfangsrichtcharakteristik weist einen ersten Nullpunktfestlegungsbereich, der dem Abstrahlbereich der Gitterkeule GLl in der Senderichtcharakteristik DR entspricht, und einen zweiten Nullpunktfestlegungsbereich, der dem Abstrahlbereich der Gitterkeule GLr in der Senderichtcharakteristik entspricht, auf. Da die Hauptkeulenempfangsrichtung von der jeder Empfangsrichtcharakteristik so festgelegt wird, dass sie immer mit der Hauptkeulenabstrahlrichtung der Senderichtcharakteristik übereinstimmt, weist die Empfangsrichtcharakteristik eine Gitterkeule empfangenden Bereich auf, dessen Richtungen immer mit Richtungen des Abstrahlberreichs jeder Gitterkeule übereinstimmen. Die Gitterkeulen empfangenden Bereich der Empfangsrichtcharakteristik werden als der erste Nullpunktfestlegungsbereich und der zweite Nullpunktfestlegungsbereich festgelegt.
Die richtungsmäßige Breite des ersten Nullpunktfestlegungsbereichs in der Empfangsrichtcharakteristik ist gleich zur Breite des Abstrahlbereichs der Gitterkeule GLl in der Senderichtcharakteristik DR, und die richtungsmäßige Breite des zweiten Nullpunktfestlegungsbereichs in der Empfangsrichtcharakteristik ist gleich zur Breite des Abstrahlbereichs der Gitterkeule GLr in der Senderichtcharakteristik DR. Jede Empfangsrichtcharakteristik hat einen Nullpunkt am ersten Nullpunktwinkel des ersten Nullpunktfestlegungsbereichs und einen weiteren Nullpunkt an einem zweiten Nullpunktwinkel des zweiten Nullpunktfestlegungsbereichs. Die ersten Nullpunktwinkel der jeweiligen Empfangsrichtcharakteristika werden voneinander abgegrenzt, und die zweiten Nullpunktwinkel der entsprechenden Empfangsrichtcharakteristika werden voneinander abgegrenzt. Beispielsweise werden die ersten Nullpunktwinkel in gleichen Intervallen in dem ersten Nullpunktfestlegungsbereichs festgelegt und die zweiten Nullpunktwinkel werden in gleichen Intervallen in dem zweiten Nullpunktfestlegungsbereich festgelegt.
Die Empfindlichkeit der Array-Antenne 15 für elektromagnetische Wellen, die von einem Nullbereich um die Richtung jedes Nullpunktwinkels kommen, ist extrem reduziert. Dadurch empfängt die Array-Antenne 15 sogar, wenn mindestens eine ganze Gitterkeule GLl oder GLr, die von einem Objekt reflektiert werden, auf die Array-Antenne 15 einfallen, im Wesentlichen weder einen Teil der Gitterkeule GLl, die von einem ersten Nullbereich um den ersten Nullpunktwinkel kommt, noch einen Teil der Gitterkeule GLr, die von einem zweiten Nullbereich um den zweiten Nullpunktwinkel kommt.
Des Weiteren überlappen sich die Nullbereiche der Empfangsrichtcharakteristika, die jeder Gitterkeule entsprechen, gegenseitig und decken den gesamten Nullpunktfestlegungsbereich, der den Empfangsrichtcharakteristika gemeinsam ist, ab. Dadurch ist der Durchschnitt der Empfindlichkeiten, die in den Empfangsrichtcharakteristika festgelegt werden, in jeder Richtung des Nullpunktfestlegungsbereichs ausreichend niedrig.
Dann ändert der Mikrocomputer 10 jedes Mal, wenn der Mikrocomputer 10 die Array-Antenne 15 in einer Empfangsrichtcharakteristik festlegt, die Hauptkeulenabstrahlrichtung der Senderichtcharakteristik DS, während er die Hauptkeulenempfangsrichtung der Empfangsrichtcharakteristik so ändert, dass sie mit der Hauptkeulenabstrahlrichtung übereinstimmt. Wird die Hauptkeule von einem Ziel reflektiert, wird diese reflektierte Hauptkeule mit der maximalen Empfindlichkeit in der Array-Antenne 15 empfangen.
Der Mikrocomputer 10 erzeugt jedes Mal ein Empfangssignal SR, wenn die Hauptkeulenabstrahlrichtung der Senderichtcharakteristik DS durch einen vorbestimmten Winkel geändert wird. Dadurch wird, wenn die Hauptkeulenabstrahlrichtung so festgelegt wird, dass die Hauptkeule von einem Ziel reflektiert wird, die reflektierte Hauptkeule in der Array-Antenne 15 mit der maximalen Empfindlichkeit empfangen. Das Empfangssignal SR, das aus der empfangenen Hauptkeule erzeugt wird, hat den maximalen Pegel, oder einen ausreichend hohen Pegel unter den Empfangssignalen SR, die während der Abtastung, die durchgeführt wird, wenn die Array-Antenne 15 auf eine Empfangsrichtcharakteristik festgelegt wird, erzeugt werden. Der Mikrocomputer 10 wählt dieses Empfangssignal SR mit dem maximalen Pegel jedes Mal aus, wenn die Array-Antenne 15 auf eine Empfangsrichtcharakteristik festgelegt ist.
Fällt die Hauptkeule, die von dem Ziel reflektiert wird, auf die Array-Antenne 15 ein, fällt mindestens eine Gitterkeule GLl oder GLr, die von einem Objekt reflektiert wird, manchmal auf die Array-Antenne 15 ein. In diesem Fall empfängt die Array-Antenne 15 nicht einen Teil der Gitterkeule entsprechend einer richtungsmäßigen Fläche, um den Nullpunktwinkel der Empfangsrichtcharakteristik herum, und die Array-Antenne 15 empfängt den anderen Teil der Gitterkeule. Der empfangene Teil der Gitterkeule ist in jedem ausgewählten Empfangssignal SR enthalten.
Nachdem der Mikrocomputer 10 die Array-Antenne 1.5 auf die Empfangsrichtcharakteristika hintereinander festlegt, bestimmt der Mikrocomputer 10 einen Durchschnitt, der ausgewählten Empfangssignale SR entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika. Da die Nullpunktwinkel der Empfangsrichtcharakteristika voneinander abgegrenzt sind, ist der Einfluss der Gitterkeule in diesem Durchschnitt deutlich unterdrückt. Dann erfasst der Mikrocomputer 10 aus dem Durchschnitt der Empfangssignale RS Informationen über das Ziel. In diesem Fall ist, obwohl der Einfluss der Gitterkeulen GLl und GLr auf jedes ausgewählte Empfangssignal SR nicht ausreichend unterdrückt ist, der Einfluss der Gitterkeulen GLl und GLr auf den Durchschnitt der ausgewählten Empfangssignale RS ausreichend unterdrückt.
Demzufolge kann der Mikrocomputer 10 das Ziel aus dem Durchschnitt der ausgewählten Empfangssignale RS, die ausreichend hohe Pegel aufweisen, mit hoher Präzision erfassen.
Der die Gitterkeule unterdrückende Prozess, der in dem Mikrocomputer 10 durchgeführt wird, wird mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Gitterkeule unterdrückenden Prozess darstellt. Bei diesem Prozess wird nur die Gitterkeule GLl unterdrückt. Jedoch wird die Gitterkeule GLr auf gleiche Weise ebenso unterdrückt. 5 ist eine Ansicht, die elf Empfangsrichtcharakteristika DR (DR1. bis DR11) darstellt, die nacheinander für die Array-Antenne 15 festgelegt werden. Jede Empfangsrichtcharakteristik DR wird durch ein Empfindlichkeitsmuster ausgedrückt. Jedoch kann die Empfangsrichtcharakteristik DR ebenso durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die sich einheitlich in alle Richtungen fortgepflanzt haben und in der Array-Antenne 15 empfangen werden, mit Bezug auf die Einfallsrichtung (oder Winkel) der empfangenen elektromagnetischen Wellen ausgedrückt werden. Des Weiteren sind in 5 die Empfangsrichtcharakteristika DR in der Null-Grad-Abtastung als ein Beispiel dargestellt. Dadurch hat jede Empfangsrichtcharakteristik DR die maximale Empfangsempfindlichkeit (d. h. die maximale Leistung) in der Richtung von Null Grad.
Wie in 4 dargestellt, bestimmt der Mikrocomputer 10 bei Schritt S10 einen Gitterhauptwinkel zwischen der Hauptkeulenabstrahlrichtung und der Abstrahlrichtung Dg der Gitterkeule GLl in der Senderichtcharakteristik DS. Dieser Winkel wird aus der Anordnung (beispielsweise die Intervalle) der Sende-Antennen-Elemente 14a bis 14e bestimmt. Hat beispielsweise, wie in 3 dargestellt, die Hauptkeule der elektromagnetischen Wellen, die von der Array-Antenne 14 abgestrahlt werden, die Peakintensität in der Abstrahlrichtung von Null Grad, hat die Gitterkeule GLl, die von der Array-Antenne 14 abgestrahlt wird, die Peakintensität in der Richtung von –45 Grad. Dadurch legt der Mikrocomputer 10 den Gitterhauptwinkel entsprechend der Gitterkeule GLl bei –45 Grad fest.
Bei Schritt S11 bestimmt der Mikrocomputer 10 die Breite des Abstrahlbereichs der Gitterkeule GLl als die Gitterkeulenbreite Wg. Beispielsweise, wie in 3 dargestellt, wenn die Gitterkeule GLl die Peakintensität bei der Abstrahlrichtung Dg von –45 Grad hat, wird die Intensität der Gitterkeule GLl in Richtungen von –35 Grad und –55 Grad auf –10 dB (d. h. ein Zehntel der Peakintensität) reduziert. Dadurch, da der Gitterkeulenabstrahlbereich der Gitterkeule GLl die Breite von 20 Grad zwischen der Richtung von m35 Grad und der Richtung von –55 Grad hat, setzt der Mikrocomputer 10 die Gitterkeulenbreite Wg auf 20 Grad fest.
Bei Schritt S12 bestimmt der Mikrocomputer 10 einen Nullpunktfestlegungsbereich. Dieser Nullpunktfestlegungsbereich ist den Empfangsrichtcharakteristika DR, die geplant sind, um in der Empfangs-Array-Antenne 15 festgelegt zu werden, gemein. Konkret weist jede Empfangsrichtcharakteristik DR die maximale Empfindlichkeit in einer Hauptkeulenempfangsrichtung auf. Fällt die Hauptkeule, die von einem Ziel reflektiert wird, auf die Array-Antenne 15 von der Hauptkeulenempfangsrichtung, die mit der Abstrahlrichtung der Hauptkeule ML übereinstimmt ein, kann die Array-Antenne 15 die Hauptkeule des reflektierten Strahls mit der maximalen Empfindlichkeit empfangen. Die Richtung des Gitterhauptwinkels wird als die Richtung des Zentrums des Nullpunktfestlegungsbereichs festgelegt. Die Gitterkeulenbreite Wg wird als die Breite des Nullpunktfestlegungsbereichs festgelegt. Dadurch empfängt die Array-Antenne 15, wenn die Gitterkeule GLl, die von einem Objekt reflektiert wird, auf die Array-Antenne 15 einfällt, die Gitterkeule GLl des reflektierten Strahls mit der Empfindlichkeit, die in dem Nullpunktfestlegungsbereich festgelegt ist.
Beispielsweise, wie in 3 dargestellt, reicht der Abstrahlbereich der Gitterkeule GLl von der Richtung in der Senderichtcharakteristik DS von –35 Grad bis zur Richtung von –55 Grad und der Abstrahlbereich der Gitterkeule GLr reicht in der Senderichtcharakteristik DS von der Richtung von +35 Grad bis zur Richtung von +55 Grad. Dadurch, wie in 5 dargestellt, wird wenn die Hauptkeulenempfangsrichtung bei Null Grad festgelegt wird, der Nullpunktfestlegungsbereich entsprechend der Gitterkeule GLl in dem gerichteten Bereich zwischen der Richtung von –35 Grad bis zur Richtung von –55 Grad festgelegt und der Nullpunktfestlegungsbereich entsprechend der Gitterkeule GLr wird in dem gerichteten Bereich zwischen der Richtung von +35 Grad und der Richtung von +55 Grad festgelegt.
Bei Schritt S13 bestimmt der Mikrocomputer 10 eine vorbestimmte Anzahl von Nullpunktwinkeln, die in gleichen Intervallen in dem Nullpunktfestlegungsbereich festgelegt werden. Konkret wird, da der Abstrahlbereich der Gitterkeule GLl in der Senderichtcharakteristik DS von der Richtung von Dg – Wg/2 Grad bis zur Richtung von Dg + Wg/2 Grad reicht, eine Mehrzahl von Nullpunktwinkeln in dem Nullpunktfestiegungsbereich so festgelegt, der von der Richtung von Dg – Wg/2 Grad bis zur Richtung von Dg + Wg/2 Grad reicht, dass sie voneinander abgegrenzt sind.
In dem Beispiel gemäß 5 bestimmt der Mikrocomputer 10 elf Nullpunktwinkel in gleichen Abständen (Intervallen) in einem Nullpunktfestlegungsbereich (d. h. der Bereich, der von der Richtung von Dg – Wg/2 Grad bis zur Richtung von Dg + Wg/2 Grad reicht) entsprechend der Gitterkeule GLl und weitere elfe Nullpunktwinkel zu gleichen Intervallen in einem weiteren Nullpunktfestlegungsbereich (d. h. der Bereich, der von der Richtung von –Dg – Wg/2 Grad bis zur Richtung von –Dg + Wg/2 Grad reicht) entsprechend der Gitterkeule GLr.
Im Schritt S14 legt der Mikrocomputer 10 die Empfangs-Array-Antenne hintereinander auf eine Mehrzahl von Empfangsrichtcharakteristika DR fest. Jede Empfangsrichtcharakteristik DR weist einen Nullpunkt in der Richtung von einem bestimmten Nullpunktwinkel entsprechend der Gitterkeule GLl auf und die Nullpunktwinkel der Empfangsrichtcharakteristika DR entsprechend der Gitterkeule GLl, sind voneinander abgegrenzt. Konkret bestimmt der Mikrocomputer, um jede Empfangsrichtcharakteristik DR, die zwei Nullpunkte entsprechend den Gitterkeulen GLl und GLr an zwei Nullpunktwinkel aufweisen, festzulegen, Phasen einstellende Werte der Empfangs-Antennen-Elemente 15a bis 15c aus den Nullpunktwinkeln und steuert den Phasenschieber 16, um Phasen der unverarbeiteten Empfangssignale Sru, die in den Empfangs-Antennen-Elementen 15a bis 15c ausgebildet werden, durch die bestimmten Phaseneinstellwerte einzustellen. In anderen Worten werden alle Zeitphasen der unverarbeiteten Empfangssignale Sru gemäß den Nullpunktwinkeln eingestellt und die Empfangs-Array-Antenne 15 wird auf die Empfangsrichtcharakteristik DR festgelegt.
Dadurch wird jedes Mal, wenn der Mikrocomputer 10 den Phasenschieber 16, auf Basis der Nullpunktwinkel, steuert, eine Empfangsrichtcharakteristik DR so festgelegt, dass sie zwei Nullpunkte entsprechend den Gitterkeulen GLl und GLr aufweist. Die Empfindlichkeit für elektromagnetische Wellen in jeder Empfangsrichtcharakteristik DR wird, um die Richtungen des Nullpunktwinkels herum, extrem reduziert.
In dem Beispiel gemäß 5 legt der Mikrocomputer 10 die Array-Antenne 15 auf elf Empfangsrichtcharakteristika DRi (i = 1 bis 11) eine nach der anderen fest. Jede Empfangsrichtcharakteristik DRi weist einen ersten Nullpunkt NLi entsprechend der Gitterkeule GLl und einen zweiten Nullpunkt Nil entsprechend der Gitterkeule GLr auf. Die Positionen der Nullpunkte NLi (z. B. NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NL7, NL8, NL9, NL10 und NL11) entsprechend jeder Gitterkeule in der Empfangsrichtcharakteristik DRi sind im Nullpunktfestlegungsbereich voneinander abgegrenzt.
In diesem Fall weist jede Empfangsrichtcharakteristik DR die minimale Empfangsempfindlichkeit in zwei Richtungen von zwei Nullpunktwinkeln entsprechend den Gitterkeulen GLl und GLr auf und die minimale Empfangsempfindlichkeit ist gleich –40 dB (d. h. 1/10⁴ der maximalen Empfindlichkeit). Des Weiteren weist jede Empfangsrichtcharakteristik DR eine reduzierte Empfangsempfindlichkeit gleich oder kleiner als –30 dB (d. h. 1/10³ der maximalen Empfindlichkeit) in dem Nullbereich um jeden der zwei Nullpunktwinkel herum auf. Dieser Nullbereich hat eine Breite von fast drei Grad. Diese Nullwertsbreite ist schmaler als die Breite Wg (beispielsweise 20 Grad) der Gitterkeulen GLl und GLr. Die Nullbereiche der Empfangsrichtcharakteristika DR überlappen sich in jedem Nullpunktfestlegungsbereich.
Dadurch kann die Array-Antenne 15 die Hauptkeule ML, die von einem Ziel reflektiert wird, mit der maximalen Empfindlichkeit empfangen. Dem gegenüber, da jede Empfangsrichtcharakteristik DR die reduzierte Empfangsempfindlichkeit in dem Nullbereich entsprechend einem Teil der Gitterkeule GLl und dem Nullbereich entsprechend einem Teil der Gitterkeule GLr aufweist, fehlt den elektromagnetischen Wellen, die in der Array-Antenne 15 empfangen werden, im Wesentlichen der Teil der Gitterkeule GLl und der Teil der Gitterkeule GLr.
Jede Empfangsrichtcharakteristik DR ist beispielsweise ausgebildet, um bezüglich der Hauptkeulenempfangsrichtung symmetrisch zu sein. In dem Fall von Dg = –45 und Wg = 20, wie in 3 dargestellt, werden die Nullpunktwinkel in gleichen Intervallen von zwei Grad festgelegt, jeder Nullpunkt NLi entsprechend der Gitterkeule GLl ist bei –55 + 2(i – 1) Grad platziert und jeder Nullpunkt Nil entsprechend der Gitterkeule GLr ist bei 55 – 2(i – 1) Grad platziert.
Der Mikrocomputer 10 erzeugt bei Schritt S15, jedes Mal, wenn der Mikrocomputer 10 die Array-Antenne 15 auf eine Empfangsrichtcharakteristik DR mit einem ersten Nullpunkt NL entsprechend der Gitterkeule GLr und einem zweiten Nullpunkt NL entsprechend der Gitterkeule GLr festlegt, eine Mehrzahl von Empfangssignalen SR entsprechend Abtastrichtungen, die den Erfassungsbereich abdecken.
Im Schritt S16 wählt der Mikrocomputer 10 ein Empfangssignal SR, das einen ausreichend hohen Pegel aufweist, aus den Empfangssignalen SR entsprechend einer Empfangsrichtcharakteristik DR für jede Empfangsrichtcharakteristik aus.
Konkret steuert der Mikrocomputer 10 die Phasenschieber 13 und 16, um das Abtasten des gesamten Erfassungsbereichs, der von der Richtung von –90 Grad bis zur Richtung von +90 Grad reicht, durchzuführen. Bei dieser Abtastung stimmt die Hauptkeulenabstrahlrichtung der Senderichtcharakteristik DS mit der Hauptkeulenempfangsrichtung der Empfangsrichtcharakteristik DR überein. Jedes Mal, wenn die Hauptkeulenabstrahlrichtung um einen vorbestimmten Winkel, beim Abtasten, verändert wird, erzeugt der Mikrocomputer 10 ein Empfangssignal SR aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen. Wird die Hauptkeule von einem Ziel reflektiert, wird die reflektierte Hauptkeule mit der maximalen Empfindlichkeit der Empfangsrichtcharakteristik DR empfangen und nur das Empfangssignal SR, das aus der reflektierten Hauptkeule ML erzeugt wird, weist einen Pegel der gleich oder größer ist, als ein vorbestimmter Schwellwert auf. Dadurch wählt der Mikrocomputer 10 dieses Empfangssignal SR aus.
Dadurch wählt der Mikrocomputer 10, wenn die Array-Antenne 15 auf eine Mehrzahl von Empfangsrichtcharakteristika DR nacheinander festgelegt wird, eine Mehrzahl von Empfangssignalen SR entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR aus. Die elektromagnetischen Wellen, die die reflektierte Hauptkeule ML beinhalten, beinhalten manchmal die Gitterkeulen GLl und GLr, die von Objekten reflektiert werden, während ihnen im Wesentlichen ein Teil der Gitterkeule GLl entsprechend dem ersten Nullpunkt und ein Teil der Gitterkeule GLr entsprechend dem zweiten Nullpunkt fehlen. Dadurch weist dieses ausgewählte Empfangssignal SR im Wesentlichen keine Signalkomponenten, die von den Teilen der Gitterkeulen GLl und GLr stammen, auf.
Die Radarvorrichtung 1 empfängt die elektromagnetischen Wellen, die von der Array-Antenne 14 mit der Senderichtcharakteristik DS gesendet werden und von einem Ziel oder Objekt reflektiert werden, in der Array-Antenne 15 mit einer der Empfangsrichtcharakteristika DR (beispielsweise DR1 bis DR11). Die Senderichtcharakteristik DS und eine Empfangsrichtcharakteristik DR werden zu einer Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSR kombiniert. Geht man davon aus, dass die elektromagnetischen Wellen das selbe Leistungsmuster, wie das Leistungsmuster der Senderichtcharakteristik DS aufweisen und auf die Empfangs-Array-Antenne 15, die auf eine Empfangsrichtcharakteristik DR festgelegt ist, einfallen, weisen die elektromagnetischen Wellen, die in der Antenne 15 empfangen werden, das selbe Leistungsmuster, wie das Leistungsmuster der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSR auf.
6 ist eine Ansicht von elf Sendeempfangsverbundrichtcharakteristika DSR (DSR1 bis DSR11) entsprechend den entsprechenden Empfangsrichtcharakteristika DR.
Jede Richtcharakteristik DSR ist durch das Leistungsverhältnis ausgedrückt. Wie in 6 dargestellt, wird jede Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSR dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsverhältnis der Richtcharakteristik DSR gleich dem Produkt des Leistungsverhältnisses in der Senderichtcharakteristik DS und dem Leistungsverhältnis in der entsprechenden Empfangsrichtcharakteristik DR ist.
Das Leistungsverhältnis der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSRi ist bei einer Richtung, entsprechend der Hauptkeulenabstrahlrichtung und der Hauptkeulenempfangsrichtung maximiert, während das Leistungsverhältnis in einem Nullbereich der Richtcharakteristik DSRi, entsprechend jedem Nullbereich der Empfangsrichtcharakteristik DRi unterdrückt ist. Die Nullbereiche der Richtcharakteristik DSRi, entsprechend den verschiedenen Nullbereichen der Richtcharakteristika DRi unterscheiden sich ebenso voneinander.
Dadurch werden weder die gesamte Gitterkeule GLL, noch die gesamte Gitterkeule GLr in einer ihrer Richtcharakteristika DSR unterdrückt. In anderen Worten wird der Einfluss der Gitterkeulen MLl und Mir auf jedes der Empfangssignale Sri unzureichend unterdrückt. Jedoch werden ein Teil der Gitterkeule GLl und ein Teil der Gitterkeule GLr in jeder Richtcharakteristik DSr unterdrückt.
Dann führt der Mikrocomputer 10 bei Schritt S17 die Mittelwertbildung für die ausgewählten Empfangssignale SR, von denen jedes einen ausreichend hohen Pegel aufweist, durch. Konkret speichert der Mikrocomputer 10, jedes Mal, wenn der Mikrocomputer 10 ein Empfangssignal SR, das aus dem empfangenen elektromagnetischen Wellen erzeugt wird, auswählt, die ausgewählten Empfangssignale SR in dem RAM oder dergleichen. Dadurch, wenn der Mikrocomputer 10 die Nullpunkte NLi (beispielsweise Nil bis NL11) nacheinander festlegt, werden die ausgewählten Empfangssignale SRi (beispielsweise SRI bis SR11) in dem Mikrocomputer 10 gespeichert. Dann berechnet der Mikrocomputer 10 den Mittelwert der ausgewählten Empfangssignale SRi, um ein gemitteltes Empfangssignal SRav zu erzeugen.
Angenommen, dass elektromagnetische Wellen, die die Hauptkeule ML, die von einem Ziel reflektiert wird, beinhalten, in der Array-Antenne 15, die auf die gemittelte Empfangsrichtcharakteristik festgelegt ist, die den Mittelwert der Empfangsrichtcharakteristika DRi (beispielsweise DR1 bis DR11) kennzeichnet, empfangen werden, weist ein Empfangssignal, das aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen erzeugt wird, das gleiche Pegelmuster wie das Pegelmuster des gemittelten Empfangssignal SRav auf.
Wird des Weiteren angenommen, dass elektromagnetische Wellen, die das gleiche Leistungsmuster, wie das Leistungsmuster der Senderichtcharakteristik DS aufweisen in der Array-Antenne 15, die auf die gemittelte Empfangsrichtcharakteristik festgelegt ist, empfangen werden, weisen die elektromagnetischen Wellen, die in der Array-Antenne 15 empfangen werden, das gleiche Leistungsmuster wie das Leistungsmuster einer gemittelten Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dav, die den Mittelwert der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristika DSRi (beispielsweise DSR1 bis DSR11) kennzeichnet, auf.
7 ist eine Ansicht, die die gemittelte Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dav zeigt, die durch Mittelwertbildung der Richtcharakteristika DSRi gemäß der ersten Ausführungsform erlangt wird, darstellt. Wie in 7 dargestellt, ist die Intensität der empfangenen elektromagnetischen Wellen (oder die Empfindlichkeit für elektromagnetische Wellen) in der gemittelten Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dav in den gleichen Bereichen unterdrückt, wie die gesamten Abstrahlbereiche (d. h. der Abstrahlbereich zwischen –45 Grad bis –5 Grad und der Abstrahlbereich zwischen 35 Grad bis 55 Grad) der Gitterkeulen GLl und GLr der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen.
Konkret wird in der gemittelten Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dav die Intensität der empfangenen elektromagnetischen Wellen in den selben Bereichen, wie die ganzen Abstrahlbereiche der Gitterkeulen GLl und GLr auf –20 dB oder weniger (d. h. ein Hundertstel, oder weniger der maximalen Intensität) in der gleichen Richtung, wie die Hauptkeulenabstrahlrichtung reduziert.
Dadurch empfängt die Array-Antenne 15, wenn die Hauptkeule ML des Sendestrahls von einem Ziel reflektiert wird, die reflektierte Hauptkeule ML mit der maximalen Intensität. In diesem Fall kann sogar, wenn die Gitterkeule GLl oder GLr des Sendestrahls von einem Objekt reflektiert wird, die Intensität der reflektierten Gitterkeule GLl oder GLr, die in den empfangenen elektromagnetischen Wellen enthalten ist wesentlich auf –20 dB oder weniger (d. h. ein Hundertstel, oder weniger der Intensität der Hauptkeule ML) reduziert werden. Das bedeutet, dass die empfangenen elektromagnetischen Wellen, die für die Erzeugung des gemittelten Empfangssignals SRav verwendet werden, im Wesentlichen keine Gitterkeule, sondern lediglich die Hauptkeule ML beinhalten.
Dann, bei Schritt S18, erfasst der Mikrocomputer 10 Informationen über das Ziel aus dem gemittelten Empfangssignal SRav.
Demzufolge kann der Mikrocomputer 10 sogar, wenn die Nullwertsbreite (beispielsweise 3 Grad) in der Empfangsrichtcharakteristik DR schmaler ist, als die Breite Wg (beispielsweise Wg = 20 Grad) der Gitterkeulen GLl und GLr ist, das gemittelte Empfangssignal SRav aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die im Wesentlichen nur die Hauptkeule ML, die durch ein Ziel reflektiert wird, beinhalten, erzeugen, während er den Einfluss der Gitterkeulen GLl und GLr, die von Objekten reflektiert werden, auf das gemittelte Empfangssignal SRav ausreichend unterdrückt. Das heißt, die Radarvorrichtung 1 kann die Präzision in der Erfassung des Ziels, das in dem Erfassungsbereich platziert ist, verbessern.
In dieser Ausführungsform wird der Abstrahlbereich der Gitterkeule GLl so bestimmt, dass die Intensität der Gitterkeule GLl in dem Abstrahlbereich gleich oder größer ist, als ein Zehntel der höchsten Intensität der Gitterkeule GLl und, dass die Nullpunkte GLl in dem Empfangsbereich der Gitterkeule GLl, die den selben Richtungsbereich, wie der Richtungsbereich des Abstrahlbereichs der Gitterkeule GLl aufweist, festgelegt werden. Dadurch werden die Nullpunkte NL in dem Nullbereich mit derselben Breite, wie die Breite des Abstrahlbereichs der Gitterkeule GLl platziert. Unter der Annahme, dass die Nullpunkte NL in dem Nullbereich, der breiter ist als die Breite des Abstrahlbereichs der Gitterkeule GLl platziert werden, interferiert die Gitterkeule GLl, die von der Array-Antenne 14 abgestrahlt wird, manchmal mit der Hauptkeule ML, die in der Array-Antenne 15 empfangen wird. Diese Interferenz hängt von der Konfiguration der Array-Antenne 14 und der Konfiguration der Array-Antenne 15 (besonders dem Bereich der Array-Antenne 14 und dem Bereich der Array-Antenne 15) ab. In diesem Fall wird die Intensität der Gitterkeule GLl, die in der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSR empfangen wird, manchmal erhöht. Jedoch kann in dieser Ausführungsform, da die Nullpunkte ML in dem Nullbereich, der die selbe Breite, wie die Breite des Abstrahlbereichs der Gitterkeule GLl aufweist, platziert sind, der Anstieg der Intensität der Gitterkeule GLl, die in der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSR empfangen wird, vermieden werden.
Des Weiteren weist in dieser Ausführungsform jede Empfangsrichtcharakteristik DR zwei Nullpunkte entsprechend den Gitterkeulen GLl und GLr auf, die bezüglich der Hauptkeulenempfangsrichtung symmetrisch sind. Jedoch kann jede Empfangsrichtcharakteristik DR zwei Nullpunkte aufweisen, die bezüglich der Hauptkeulenempfangsrichtung asymmetrisch sind.
Abwandlung der ersten Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform erfasst die Radarvorrichtung 1, wie in 2 dargestellt, sogar, wenn mindestens ein Objekt C3 in dem Erfassungsbereich mit einem Ziel C2 existiert, um eine Gitterkeule des Sendestrahls zu reflektieren, Informationen über das Ziel. Existiert jedoch nur ein Ziel in dem Erfassungsbereich, ohne ein Objekt, kann die Radarvorrichtung 1 ebenso Informationen über das Ziel erfassen, indem die Empfangsrichtcharakteristika DR in der Array-Antenne 15 nacheinander auf gleiche Weise, wie in der ersten Ausführungsform, festgelegt werden.
Die die Gitterkeule unterdrückende Verarbeitung, die in dem Mikrocomputer 10 ausgeführt wird, wird beschrieben.
Ist die Array-Antenne 15 auf eine Empfangsrichtcharakteristik DR festgelegt, führt die Radarvorrichtung 1 das Abtasten in den Erfassungsbereich durch, während sie die Hauptkeulenabstrahlrichtung von der Richtung von –90 Grad zur Richtung von +90 Grad verändert. Wird die Hauptkeule ML des Sendestrahls auf das Ziel gerichtet, wird die Hauptkeule ML von dem Ziel reflektiert, und die reflektierte Hauptkeule wird in der Array-Antenne 15 mit der maximalen Empfindlichkeit empfangen. Dem gegenüber, wenn die Hauptkeulenabstrahlrichtung so festgelegt wird, dass eine Gitterkeule GLl oder GLr auf das Ziel gerichtet ist, wird diese Gitterkeule von dem Ziel reflektiert, und die Array-Antenne 15 empfängt die reflektierte Gitterkeule, während einem Teil der Gitterkeule entsprechend dem Nullbereich der Empfangsrichtcharakteristik DR fehlt.
Jedes Mal, wenn die Hauptkeulenabstrahlrichtung der Senderichtcharakteristik DS um einen vorbestimmten Winkel verändert wird, erzeugt und speichert der Mikrocomputer 1 ein Empfangssignal SR entsprechend einer Richtung unbeachtet des Pegels des Signals. Das Empfangssignal SR, das aus der Hauptkeule, die von dem Ziel reflektiert wird, erzeugt wird, weist den maximalen Pegel auf. Dem gegenüber weist das Empfangssignal SR, das erlangt wird, wenn die Richtung des Nullpunktwinkels der Empfangsrichtcharakteristik DR mit der Richtung des Ziels übereinstimmt, den extrem reduzierten Pegel auf.
Der Mikrocomputer 1 berechnet ein Verbundempfangssignal aus den Empfangssignalen R, entsprechend einer Empfangsrichtcharakteristik DR. Dieses Verbundempfangssignal weist ein Pegelmuster bezüglich der Richtung, die auf Basis der Sende-Antennen-Oberfläche oder der Empfangs-Antennen-Oberflache definiert wird, auf. Dieses Pegelmuster des Verbundempfangssignals wird durch serielles Verbinden von Pegeln der Empfangssignale R, die in der Reihenfolge der Richtungen angeordnet sind, erlangt. Das Pegelmuster des Verbundempfangssignal ist das gleiche, wie das Leistungsmuster der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik, die durch Kombination der Senderichtcharakteristik DS und der Empfangsrichtcharakteristik DR erlangt wird. Beispielsweise, wenn das Ziel in der Richtung von 0 Grad existiert, weist das Verbundempfangssignal entsprechend der Empfangsrichtcharakteristik DRi das gleiche Pegelmuster, wie das Leistungsmuster der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSRi, wie in 6 dargestellt auf.
Der Mikrocomputer 1 erlangt ein Verbundempfangssignal jedes Mal, wenn eine Empfangsrichtcharakteristik DR festgelegt wird. Dadurch erzeugt und speichert der Mikrocomputer 1, wenn die Empfangsrichtcharakteristika DR in der Array-Antenne 15 nacheinander auf gleiche Weise, wie in der ersten Ausführungsform festgelegt werden, eine Mehrzahl von Verbundempfangssignalen R entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR. Dann berechnet der Mikrocomputer 1 den Mittelwert der Verbundempfangssignale.
Obwohl in jedem Verbundempfangssignal SR der Einfluss der gesamten Gitterkeulen nicht unterdrückt wird, wird der Einfluss der gesamten Gitterkeulen im Durchschnitt des Verbundempfangssignals ausreichend unterdrückt. Beispielsweise, wenn das Ziel in der Richtung von Null Grad existiert, weist dieser Mittelwert das selbe Pegelmuster, wie das Leistungsmuster der gemittelten Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dav, wie in 7 dargestellt, auf.
Demzufolge kann die Radarvorrichtung 1 Informationen über das Ziel aus dem Mittelwert der Verbundempfangssignale R erfassen.
Zweite Ausführungsform
In der zweiten Ausführungsform existiert in dem Erfassungsbereich ohne Objekt nur ein Ziel und der Mikrocomputer 10 erfasst Informationen über das Ziel, durch Festlegen der Empfangsrichtcharakteristika DR in der Array-Antenne 15 nacheinander auf gleiche Weise, wie in der ersten Ausführungsform.
Der die Gitterkeule unterdrückende Prozess gemäß der zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 8 erläutert. 8 ist ein Ablaufdiagramm des Gitterkeulen unterdrückenden Prozesses, der in dem Mikrocomputer 10 gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird.
Wie in 8 dargestellt, nachdem der Mikrocomputer 10 die Nullpunktwinkel (Schritt S13) bei Schritt S21 bestimmt, bestimmt der Mikrocomputer 10 eine Mehrzahl von Abtastrichtungen zwischen der Richtung von –90 Grad bis zur Richtung von +90 Grad so, dass der Erfassungsbereich abgedeckt ist. Die Abtastrichtungen sind beispielsweise in gleichen Intervallen festgelegt.
Dann, bei Schritt S22, legt der Mikrocomputer 10 die Empfangs-Array-Antenne 15 auf die Empfangsrichtcharakteristika DR eine nach der anderen fest.
Bei Schritt S23 steuert der Mikrocomputer 10, jedes Mal, wenn der Mikrocomputer 10 der Array-Antenne 15 auf eine Empfangsrichtcharakteristik DR festlegt, die Phasenschieber 13 und 16, um die Abtastung für den Erfassungsbereich durchzuführen.
Bei Schritt S24 erzeugt und speichert der Mikrocomputer 10, jedes Mal, wenn die Hauptkeulenabstrahlrichtung der Senderichtcharakteristik DS auf einen der Abtastrichtungen festgelegt ist, ein Empfangssignal SR unabhängig von dem Pegel des Signals aus den elektromagnetischen Wellen, die in der Array-Antenne 15 empfangen werden.
Dadurch werden die Empfangssignale SR entsprechend den Abtastrichtungen für jede der Empfangsrichtcharakteristika DR erlangt. In anderen Worten, werden die Empfangssignale SR entsprechend zu den Empfangsrichtcharakteristika DR für jede der Abtastrichtungen erlangt. Das Empfangssignal SR, das erlangt wird, wenn die Hauptkeulenabstrahlrichtung mit der Richtung des Ziels übereinstimmt, weist den maximalen Pegel auf. Dem gegenüber, weist das Empfangssignal SR, das erlangt wird, wenn die Richtung des Nullpunktwinkels der Empfangsrichtcharakteristik mit der Richtung des Ziels übereinstimmt, den extrem reduzierten Pegel auf.
Bei Schritt S25 vergleicht der Mikrocomputer 10 Pegel der Empfangssignale SR entsprechend den Empfangsrichtcharakteristik DR und einer Abtastrichtung untereinander für jede Abtastrichtung und der Mikrocomputer 10 wählt ein Empfangssignal SR mit einem minimalen Pegel von den Empfangssignalen SR entsprechend der Empfangsrichtcharakteristik DR für jede Abtastrichtung aus. Dadurch werden die ausgewählten Signale SR entsprechend den Abtastrichtungen, die den Erfassungsbereich abdecken, erlangt.
Bei Schritt S26 erzeugt der Mikrocomputer 10 ein Verbundempfangssignal, das aus den ausgewählten Empfangssignalen, die in der Reihenfolge der Abtastrichtungen angeordnet sind, zusammengesetzt ist. Das Pegelmuster des Verbundempfangssignals ist das gleiche wie das Pegelmuster, das durch serielles Verbinden von Pegeln der ausgewählten Empfangssignale miteinander in der Reihenfolge der Abtastrichtungen erlangt wird. Das Verbundempfangssignal bedeckt den Erfassungsbereich, der sich von der Richtung von –90 Grad bis zur Richtung von +90 Grad erstreckt.
9 ist eine Ansicht, die eine kombinierte Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dc gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Die kombinierte Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dc, die in 9 dargestellt ist, wird durch Auswählen einer Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSr, die den minimalen Leistungswert von den Richtcharakteristika DSR1 bis DSR11 (vgl. 6) aufweist, entsprechend einer Abtastrichtung und den Richtcharakteristika der Empfangs-Array-Antenne 15 für jede Abtastrichtung erlangt. Konkret werden Leistungswerte der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristika DSR1 bis DSR11 für jede Abtastrichtung miteinander verglichen, eine Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSR, die den minimalen Leistungspegel aufweist, wird für jede Abtastrichtung ausgewählt und die ausgewählten Richtcharakteristika DSR werden miteinander in der Reihenfolge der Abtastrichtungen verbunden. Die kombinierte Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dc ist aus den Richtcharakteristika DSR, die für jede Abtastrichtung ausgewählt werden, und miteinander verbunden werden, ausgebildet.
Wie in 9 dargestellt, wird die Leistung der kombinierten Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dc in Bereichen (d. h. der Bereich, der sich von –35 Grad bis –55 Grad erstreckt und der Abstrahlbereich, der sich von 35 Grad bis 55 Grad erstreckt) entsprechend den Abstrahlbereichen der Gitterkeule GLl und GLr des Sendestrahls unterdrückt. Konkret wird die Leistung der kombinierten Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dc auf –35 Grad oder weniger (d. h. 1/10³⁵ oder weniger der maximalen Intensität) in den gleichen Richtungen, wie die Hauptkeulenabstrahlrichtungen (d. h. Richtungen von ±45 Grad) unterdrückt.
Die Intensität der empfangen elektromagnetischen Wellen, die jedes Empfangssignal SR ausbilden, wird im Wesentlichen in dem gleichen Muster, wie das Leistungsmuster der entsprechenden Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSR geändert. Dadurch weist das Verbundempfangssignal, das von den ausgewählten Empfangssignalen SR ausgewählt wird das gleiche Pegelmuster, wie das Leistungsmuster einer kombinierten Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik auf. Existiert beispielsweise ein Ziel in der Richtung von 0 Grad, weist das Verbundempfangssignal das selbe Pegelmuster, wie das Leistungsmuster der kombinierten Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik Dc, wie in 9 dargestellt, auf.
Bei Schritt S27 erfasst der Mikrocomputer 10 eine Abtastrichtung, an der das Verbundempfangssignal den maximalen Pegel aufweist und beurteilt, dass ein Ziel in der, erfassten Abtastrichtung in dem Erfassungsbereich angeordnet ist.
Danach kann die Radarvorrichtung 1 den Peilwinkel zum Ziel aus dem Verbundempfangssignal als Information über das Ziel erfassen. Demzufolge kann die Radarvorrichtung 1 die Präzision in der Erfassung von Informationen über das Ziel, das sich im Erfassungsbereich befindet, weiter erhöhen.
Dritte Ausführungsform
In der zweiten Ausführungsform werden die Empfangssignale SR, entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR jedes Mal erzeugt, wenn die Hauptkeulenabstrahlrichtung der Senderichtcharakteristik DS mit einer Abtastrichtung übereinstimmt, der minimale Pegel von einem Empfangssignal SR wird aus Pegeln der Empfangssignale SR entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR für jede Abtastrichtung ausgewählt und Informationen über das Ziel werden von den ausgewählten minimalen Pegeln erfasst. Demgegenüber erfasst der Mikrocomputer 10 in der dritten Ausführungsform, wenn nur ein Ziel in dem Erfassungsbereich ohne Objekt existiert, ein Muster von Pegeln der Empfangssignale SR, entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR und einer Abtastrichtung für jede Abtastrichtung und der Mikrocomputer 10 erfasst Informationen über das Ziel von den Pegelmustern entsprechend den Abtastrichtungen.
Der Gitterkeule unterdrückende Prozess wird mit Bezug auf 9 erläutert. 9 ist ein Ablaufdiagramm des Gitterkeule unterdrückenden Prozesses, der in dem Mikrocomputer 10 gemäß der dritten Ausführungsform ausgeführt wird.
Wie in 10 dargestellt, nachdem die Empfangssignale SR, entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR für jede Abtastrichtung (Schritt S24) bei Schritt S31 erlangt werden, erfasst der Mikrocomputer 10 ein Muster von Pegeln der Empfangssignale SR entsprechend einer Abtastrichtung für jede Abtastrichtung. Zum Beispiel sind die Empfangssignale SR, entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR in der Reihenfolge der Nullpunkte NL, die in einem Nullpunktfestlegungsbereich angeordnet sind, angeordnet.
Bei Schritt S32 beurteilt der Mikrocomputer 10 für jede Abtastrichtung, ob das Pegelmuster beim hohen Pegel flach ist oder nicht. Beispielsweise, wenn die Empfangssignale SR entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR aus der Hauptkeule ML, die von einem Ziel reflektiert wird, erzeugt werden, weisen die Empfangssignale SR die gleichen maximalen Pegel auf. Demgegenüber, wenn die Empfangssignale SR, entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR aus einer Gitterkeule GL, die von einem Ziel reflektiert wird, erzeugt werden, wird der Pegel des Empfangssignals bedeutend mit der Empfangsrichtcharakteristik verändert.
Dadurch beurteilt der Mikrocomputer 10, wenn das Pegelmuster der Empfangssignale SR entsprechend einer Abtastrichtung bei einem maximalen Pegel flach ist, das die Abtastrichtung die einkommende Richtung der Hauptkeule ML, die von einem Ziel reflektiert wird, kennzeichnet. Dadurch erfasst die Radarvorrichtung 1 bei Schritt S33 den Winkel der Abtastrichtung entsprechend den Empfangssignalen SR, die ein flaches Pegelmuster beim maximalen Pegel aufweisen, als den Teilwinkel von der Radarvorrichtung 1 zu dem Ziel, das sich in dem Erfassungsbereich befindet. Somit erfasst die Radarvorrichtung 1 das Ziel, das sich in der Abtastrichtung befindet.
Wird demgegenüber, der Pegel des Empfangssignals SR entsprechend einer Abtastrichtung mit der Empfangsrichtcharakteristik verändert (Schritt S34), beurteilt der Mikrocomputer 10, dass die Empfangssignale SR entsprechend der Abtastrichtung von einer Gitterkeule, die von einem Ziel reflektiert wird, erzeugt werden. Die Hauptkeulenabstrahlrichtungen, die die Abtastrichtung kennzeichnen, unterscheiden sich von der Abstrahlrichtung der Gitterkeule durch einen Gitterhauptwinkel. Dadurch erfasst die Radarvorrichtung 1 das Ziel, das sich in einer spezifischen Richtung befindet, die sich von der Abtastrichtung durch den Gitterhauptwinkel unterscheidet.
11 ist eine Ansicht, die ein Muster von Pegeln der Empfangssignale SR, entsprechend jeder der Abtastrichtungen von Null Grad und 45 Grad gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
In dem Beispiel gemäß 11 ist das Pegelmuster der Empfangssignale SR, entsprechend den Empfangsrichtcharakteristika DR1 bis DR11 (vgl. 5) und der Abtastrichtung von Null Grad bei einem maximalen Pegel flach. Dadurch erkennt der Mikrocomputer 10, dass die Empfangssignale SR aus dem elektromagnetischen Wellen, die von der Hauptkeulenabstrahlrichtung bei Null Grad angekommen sind, erzeugt werden und der Mikrocomputer 10 beurteilt, dass ein Ziel sich in der Richtung von Null Grad befindet.
Des Weiteren wird der Pegel des Empfangssignals SR entsprechend der Abtastrichtung von 45 Grad mit der Empfangsrichtcharakteristik bedeutend verändert. Konkret wird, obwohl Pegel der Empfangssignale SR entsprechend der Empfangsrichtcharakteristika DR1, DR2 und DR11 hoch sind, der Pegel des Empfangssignals SR entsprechend der Empfangsrichtcharakteristik DR7 deutlich auf –42 dB (d. h. 1/10^4,2 des höchsten Pegels des Empfangssignals SR) reduziert. In diesem Fall erkennt der Mikrocomputer 10, dass die Empfangssignale SR entsprechend der Abtastrichtung von 45 Grad von einer Gitterkeule erzeugt werden. Dadurch beurteilt der Mikrocomputer 10, dass sich ein Ziel in einer spezifischen Richtung, die sich von der Richtung von 45 Grad durch den Gitterhauptwinkel von 45 Grad unterscheidet, befindet.
Demzufolge kann die Radarvorrichtung 1 verlässlich das Ziel, das sich in dem Erfassungsbereich befindet, mit hoher Präzision erfassen.
Abwandlungen
In der ersten bis zur dritten Ausführungsform wird die Sende-Array-Antenne 14 als eine Gitterkeule unterdrückte Antenne verwendet, um so die gesamten Gitterkeulen GLl und GLr mit der Hauptkeule ML abzustrahlen und die Empfangs-Array-Antenne wird als die Gitterkeule unterdrückende Antenne verwendet, um den Empfang der Gitterkeule GLl oder GLr, die durch ein Objekt reflektiert wird, zu erlauben, während sie den Empfang eines Teils der Gitterkeule unterbindet. Jedoch kann der Mikrocomputer 10 die Array-Antenne 14 nacheinander auf eine Mehrzahl von Senderichtcharakteristika DS so festlegen, dass jede Senderichtcharakteristik DS einen Nullpunkt an einem ersten Nullpunktwinkel eines ersten Nullpunktfestlegungsbereiches aufweist, entsprechend dem Empfangsbereich der Gitterkeule GLl in der Empfangsrichtcharakteristik DR und einen weiteren Nullpunkt an einem zweiten Nullpunktwinkel eines zweiten Nullpunktfestlegungsbereichs entsprechend dem Empfangsbereich der Gitterkeule GLr in der Empfangsrichtcharakteristik DR. Die ersten Nullpunktwinkel der entsprechenden Senderichtcharakteristika DS sind voneinander abgegrenzt und die zweiten Nullpunktwinkel der entsprechenden Senderichtcharakteristika DS sind voneinander abgegrenzt.
Dadurch wird die Sende-Array-Antenne 14 als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne verwendet, und strahlt die Gitterkeulen GLl und GLr mit der Hauptkeule ML ab, während ein Teil der Gitterkeule GLl entsprechend einen Nullpunkt und ein Teil der Gitterkeule GLr entsprechend dem weiteren Nullpunkt fehlt. In diesem Fall wird die Empfangs-Array-Antenne 14 als eine Gitterkeule unterdrückte Antenne verwendet und kann die Gitterkeulen GLl und GLr ohne die Teile mit der Hauptkeule ML, die von einem Ziel reflektiert wird, empfangen.
Des Weiteren können die Gitterkeulen unterdrückte Antenne und die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf Basis einer Öffnungsbreite der Array-Antenne festgelegt werden. Konkret wird die Array-Antenne mit einer schmaleren Öffnungsbreite als eine Gitterkeulen unterdrückende Antenne und die Array-Antenne mit einer weiten Offnungsbreite als eine Gitterkeule unterdrückte Antenne festgelegt.
12 ist eine Ansicht einer Öffnungsbreite Wopen von jeder Array-Antenne. Wie in 12 dargestellt, da die Öffnungsbreite Wopen 1 der Array-Antenne 15 schmaler ist, als die Öffnungsbreite Wopen 2 der Array-Antenne 14, wird die Array-Antenne 15 als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne festgelegt.
Darüber hinaus wird in der ersten bis zur dritten Ausführungsform die Breite Wg jeder Gitterkeule am Unterschied zwischen Winkeln, an denen die Intensität der Gitterkeule, die von der Array-Antenne 14 abgestrahlt wird, verglichen mit der Peak-Intensität der Gitterkeule um –10 dB verringert wird, festgelegt. Jedoch kann die Breite Wg jeder Gitterkeule an dem Unterschied zwischen Winkeln, an denen die Intensität der Gitterkeule um –8 dB oder –5 dB reduziert ist, festgelegt werden. Es ist bevorzugt, dass die Breite Wg von jeder Gitterkeule an dem Unterschied zwischen Winkeln, an denen die Intensität der Gitterkeule (im Falle der Array-Antenne 15, die als die Gitterkeule unterdrückende Antenne verwendet wird), oder die Empfindlichkeit für die Gitterkeule (im Falle der Array-Antenne 14, die als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne verwendet wird) durch einen Pegel von –3 dB bis –20 dB verglichen mit der Peakintensität der Gitterkeule oder der maximalen Empfindlichkeit der Gitterkeule reduziert wird, festgelegt wird. Besonders bevorzugt wird die Breite Wg jeder Gitterkeule unter Verwendung der Reduzierung von –5 dB bis –15 dB, festgelegt. In diesem Fall ist die Interferenz der Gitterkeule GLl in der Gitterkeule unterdrückten Antenne (beispielsweise die Array-Antenne 14) mit der Hauptkeule ML in der Gitterkeule unterdrückenden Antenne (beispielsweise die Array-Antenne 15) unterbunden und der Anstieg in der Intensität der Gitterkeule GLl, die in der Sendeempfangsverbundrichtcharakteristik DSR empfangen wird, kann unterbunden werden, und das Verhältnis gewünschtes Signal zu gngewünschtem Signal (d. h. das Verhältnis der Intensität der Hauptkeule zur Intensität der Gitterkeule bei der Erzeugung des Empfangssignals SR) kann auf fast ein Hundertstel (d. h. 20 dB) festgelegt werden.
Des Weiteren hat in der ersten bis zur dritten Ausführungsform die Sende-Array-Antenne 14 fünf Antennen-Elemente 14a bis 14e. Jedoch kann die Anzahl der Antennen-Elemente der Array-Antenne 14, wenn nötig, größer oder kleiner als fünf sein. Auf gleiche Weise kann, obwohl die Empfangs-Array-Antenne 15 drei Antennen-Elemente 15a bis 15c aufweist, die Anzahl von Antennen-Elementen in der Array-Antenne 15, wenn nötig, größer oder kleiner als drei sein.
Des Weiteren wird in der ersten bis zur dritten Ausführungsform die Sende-Array-Antenne durch eine planare Antenne in der einen Mehrzahl von Antennen-Elementen auf einer Ebene angeordnet sind, ausgebildet. Jedoch muss die Array-Antenne 14 nicht durch eine planare Antenne ausgebildet sein. Auf gleiche Weise muss, obwohl die Empfangs-Array-Antenne 15 durch eine planare Antenne ausgebildet ist, die Array-Antenne 15 nicht durch eine planare Antenne ausgebildet sein.
Des Weiteren legt der Mikrocomputer 10 in der ersten bis zur dritten Ausführungsform, wenn der Mikrocomputer 10 die Array-Antenne 14 als eine Rastkeule unterdrückende Antenne festlegt, einen Nullpunkt in jeder der Senderichtcharakteristika DS durch Einstellen von Phasen aller verarbeiteter Sendesignale STp, die in die Array-Elemente 14a bis 14e eingegeben werden, in dem Phasenschieber 13 fest. Jedoch kann der Mikrocomputer 10 einen Nullpunkt in jeder Senderichtcharakteristik DS durch Einstellen von Phasen der verarbeiteten Sendesignale STp, die in einen Teil der Array-Elemente 14a bis 14e eingegeben werden, in dem Phasenschieber 13 festlegen. Auf gleiche Weise, wenn der Mikrocomputer 10 die Array-Antenne 15 als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt, legt der Mikrocomputer 10 einen Nullpunkt in jeder der Empfangsrichtcharakteristika durch Einstellen von Phasen aller unverarbeiteten Empfangssignale SRu, die in den Array-Elementen 15a bis 14c erzeugt werden, in den Phasenschiebern 16 fest. Jedoch kann der Mikrocomputer 10 einen Nullpunkt in jeder Empfangsrichtcharakteristika DS durch Einstellen von Phasen von unverarbeiteten Empfangssignalen SRU, die in einem Teil der Array-Elemente 15a bis 15c erzeugt werden, in dem Phasenschieber 16 festlegen.
Des Weiteren wird in der dritten Ausführungsform das Abstrahlen von elektromagnetischen Wellen, mit Bezug auf 3 erläutert, die die Hauptkeulenabstrahlrichtung die bei Null Grad festgelegt ist, darstellt. Jedoch wird die Hauptkeule ML von der Array-Antenne 14 abgestrahlt, während abgetastet wird, um die Hauptkeulenabstrahlrichtung in dem Erfassungsbereich zwischen der Richtung von –90 Grad bis zur Richtung von +90 Grad zu ändern. Des Weiteren wird die reflektierte Hauptkeule ML in der Array-Antenne 15 empfangen, während die Hauptkeulenempfangsrichtung geändert wird, um immer mit der Hauptkeulenabstrahlrichtung überein zustimmen. Dadurch, wenn die Empfangsrichtcharakteristika DR (in dem Fall, in dem die Array-Antenne 14 als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne verwendet wird) oder die Senderichtcharakteristika DS (in dem Fall, in dem die Array-Antenne 15 als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne verwendet wird) nacheinander verändert werden, kann die Array-Antenne 15 verlässlich dem Empfang eines Teils von jeder Gitterkeule entsprechend einem Nullpunkt der Empfangsrichtcharakteristik DR oder der Senderichtcharakteristik DS festgelegt ist, unterbinden.
Diese Ausführungsformen sollen nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung auf die Struktur dieser Ausführungsformen angesehen werden und die Struktur dieser Erfindung kann mit der Struktur die auf dem Stand der Technik basiert, kombiniert werden.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung eine Radarvorrichtung, die eine Sende-Array-Antenne zum Abstrahlen elektromagnetischer Wellen, die eine Hauptkeule und eine Gitterkeule beinhalten, mit einer Senderichtcharakteristik, eine Empfangs-Array-Antenne zum Empfangen elektromagnetischer Wellen, die von der Sende-Array-Antenne abgestrahlt und von einem Ziel reflektiert werden, und einen Mikrocomputer zum Festlegen der Empfangsantenne auf Empfangsrichtcharakteristika eine nach der anderen durch Platzieren eines Nullpunkts in einem Gitterkeulenempfangsbereich jeder Richtcharakteristik und Platzieren des Nullpunkts der Richtcharakteristika an verschiedenen Positionen aufweist. Der Mikrocomputer erzeugt ein Empfangssignal, das aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die die vom Ziel reflektierte Hauptkeule beinhalten, erzeugt wird, bei jeder Änderung der Richtcharakteristik und erfasst das Ziel aus dem Mittelwert der Empfangssignale.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-212266 [0001]
JP 4147447 [0004]

Claims

Radarvorrichtung aufweisend: eine Sende-Array-Antenne; eine Empfangs-Array-Antenne; eine Steuereinheit, die die Sende-Array-Antenne steuert, um elektromagnetische Wellen, die eine Hauptkeule und eine Gitterkeule beinhalten, mit einer Senderichtcharakteristik abzustrahlen, und die Empfangs-Array-Antenne steuert, um elektromagnetische Wellen, die von der Sende-Array-Antenne übertragen und von einem Ziel reflektiert werden, mit einer Empfangsrichtcharakteristik zu empfangen; und eine Erfassungseinheit, die Informationen über das Ziel aus den elektromagnetischen Wellen, die in der Empfangs-Array-Antenne empfangen werden, erfasst, wobei die Steuereinheit eine der Array-Antennen als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt, und die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Mehrzahl von Richtcharakteristika eine nach der anderen so festlegt, dass jede der Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antennen einen Nullpunkt in einem Nullpunktfestlegungsbereich aufweist, der einem Bereich der Gitterkeule in der Richtcharakteristik der anderen Array-Antenne entspricht, und dass Positionen der Nullpunkte, die in den entsprechenden Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne platziert sind, voneinander in dem Nullpunktfestlegungsbereich abgegrenzt sind, und die Erfassungseinheit ein Empfangssignal aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen jedes Mal, wenn die Steuereinheit eine Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne festlegt, erzeugt, einen Mittelwert der erzeugten Empfangssignale entsprechend den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne bestimmt, und Informationen über das Ziel aus dem Mittelwert der Empfangssignale erfasst.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Senderichtcharakteristik der Sende-Array-Antenne durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die von der Antenne abgestrahlt werden, bezüglich eines Abstrahlwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Sende-Array-Antenne ausgedrückt wird, jede Empfangsrichtcharakteristik der Empfangs-Array-Antenne durch ein Muster einer Empfindlichkeit für einfallende elektromagnetische Wellen bezüglich eines Einfallwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Empfangs-Array-Antenne ausgedrückt wird, die Steuereinheit den Nullpunktfestlegungsbereich in jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne so bestimmt, dass die Leistung oder die Empfindlichkeit in dem Nullpunktfestlegungsbereich um einen Pegel im Bereich von –3 dB bis –20 dB verglichen mit einer Peak-Leistung der Gitterkeule oder einer Peak-Empfindlichkeit für die Gitterkeule reduziert wird.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Senderichtcharakteristik der Sende-Array-Antenne durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die von der Antenne abgestrahlt werden, bezüglich eines Abstrahlwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Sende-Array-Antenne ausgedrückt wird, jede Empfangsrichtcharakteristik der Empfangs-Array-Antenne durch ein Muster einer Empfindlichkeit für einfallende elektromagnetische Wellen bezüglich eines Einfallwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Empfangs-Array-Antenne ausgedrückt wird, die Steuereinheit den Nullpunktfestlegungsbereich in jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne so bestimmt, dass die Leistung oder die Empfindlichkeit in dem Nullpunktfestlegungsbereich um einen Pegel im Bereich von –5 dB bis –15 dB verglichen mit einer Peak-Leistung der Gitterkeule oder einer Peak-Empfindlichkeit für die Gitterkeule reduziert wird.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung eine der Array-Antennen als die Gitterkeule unterdrückende Antenne so festlegt, dass eine Öffnungsbreite der Gitterkeule unterdrückenden Antenne schmaler ist als eine Öffnungsbreite der anderen Antenne.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Sende-Array-Antenne eine Mehrzahl von Sendeantennenelementen zum Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen von den Sendeantennenelementen aufweist, die Empfangs-Array-Antenne eine Mehrzahl von Empfangsantennenelementen zum Empfangen der elektromagnetischen Wellen in den Empfangsantennenelementen aufweist, die Steuereinheit die Senderichtcharakteristika der Sende-Array-Antenne durch Einstellen der Phasen von mindestens einem Teil der Sendeantennenelemente festlegt, wenn die Steuereinheit die Sende-Array-Antennen als die Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt, und die Steuereinheit die Empfangsrichtcharakteristika der Empfangs-Array-Antenne durch Einstellen der Phasen von mindestens einem Teil der Empfangsantennenelemente festlegt, wenn die Steuereinheit die Sende-Array-Antennen als die Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit die Sende-Array-Antenne steuert, um eine Abstrahlrichtung der Hauptkeule der elektromagnetischen Wellen in einem Erfassungsbereich jedes mal zu ändern, wenn die Steuereinheit des Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt und die Empfangs-Array-Antenne steuert, um die Hauptkeule mit maximaler Empfindlichkeit zu empfangen, und die Erfassungseinheit jedes mal ein Empfangssignal erzeugt, wenn die Hauptkeule um einen vorbestimmten Winkel geändert wird, das Empfangssignal mit einem maximalen Pegel unter den Empfangssignalen jedes Mal, wenn die Steuereinheit die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt, auswählt, einen Mittelwert der ausgewählten Empfangssignale entsprechend den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne bestimmt, und Informationen über das Ziel aus dem Mittelwert der Empfangssignale erfasst.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit die Sende-Array-Antenne steuert, um eine Abstrahlrichtung der Hauptkeule der elektromagnetischen Wellen in einem Erfassungsbereich jedes mal zu ändern, wenn die Steuereinheit die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt, und die Erfassungseinheit jedes mal ein Empfangssignal erzeugt, wenn die Abstrahlrichtung der Hauptkeule um einen vorbestimmten Winkel geändert wird, ein Verbundempfangssignal mit einem Pegelmuster durch serielles Verbinden von Pegeln der Empfangssignale erzeugt, das einer Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne entspricht und in einer Reihenfolge der Abstrahlrichtung der Hauptkeule angeordnet ist, für jede Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne, einen Mittelwert der Verbundempfangssignale berechnet, und Information über das Ziel aus den Mittelwert erfasst.
Radarvorrichtung, aufweisend: eine Sende-Array-Antenne; eine Empfangs-Array-Antenne; eine Steuereinheit, die die Sende-Array-Antenne steuert, um elektromagnetische Wellen, die eine Hauptkeule und eine Gitterkeule beinhalten, mit einer Senderichtcharakteristik abzustrahlen, und die Empfangs-Array-Antenne steuert, um elektromagnetische Wellen, die von der Sende-Array-Antenne übertragen und von einem Ziel reflektiert werden, mit einer Empfangsrichtcharakteristik zu empfangen; und eine Erfassungseinheit, die Informationen über das Ziel aus den elektromagnetischen Wellen, die in der Empfangs-Array-Antenne empfangen werden, erfasst, wobei die Steuereinheit eine der Array-Antennen als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt, und die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Mehrzahl von Richtcharakteristika, eine nach der anderen so festlegt, dass jede der Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne einen Nullpunkt in einem Nullpunktfestlegungsbereich aufweist, der einem Bereich der Gitterkeule in der Richtcharakteristik der anderen Array-Antenne entspricht, und dass Positionen der Nullpunkte, die in den entsprechenden Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne platziert sind, voneinander in dem Nullpunktfestlegungsbereich abgegrenzt sind, und die Sende-Array-Antenne steuert, um eine Abstrahlrichtung der Hauptkeule auf eine Mehrzahl von Abtastrichtungen, die einen Erfassungsbereich abdecken, eine nach der anderen festzulegen die Erfassungseinheit ein Empfangssignal aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen, jedes Mal, wenn die Steuereinheit die Abstrahlrichtung der Hauptkeule auf eine Abtastrichtung festlegt, erzeugt, während sie die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt, um die Empfangssignale entsprechend den Abtastrichtungen und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne zu erhalten, und ein Empfangssignal mit einem minimalen Pegel aus den Empfangssignalen entsprechend den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne und einer Abtastrichtung für jede der Abtastrichtungen auswählt, und Informationen über das Ziel aus den ausgewählten Empfangssignalen erfasst.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Erfassungseinheit ein Verbundleistungsmuster durch Anordnen der ausgewählten minimalen Pegel in einer Reihenfolge der Abtastrichtungen, die in dem Erfassungsbereich platziert sind, ausbildet, ein Verbundempfangssignal mit dem gleichen Pegelmuster wie das Verbundleistungsmuster erzeugt, und das Ziel aus dem Verbundempfangssignal erfasst.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Senderichtcharakteristik der Sende-Array-Antenne durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die von der Antenne abgestrahlt werden, bezüglich eines Abstrahlwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Sende-Array-Antenne ausgedrückt wird, jede Empfangsrichtcharakteristik der Empfangs-Array-Antenne durch ein Muster einer Empfindlichkeit für einfallende elektromagnetische Wellen bezüglich eines Einfallwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Empfangs-Array-Antenne ausgedrückt wird, die Steuereinheit den Nullpunktfestlegungsbereich in jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne so bestimmt, dass die Leistung oder die Empfindlichkeit in dem Nullpunktfestlegungsbereich um einen Pegel im Bereich von –3 dB bis –20 dB verglichen mit einer Peak-Leistung der Gitterkeule oder einer Peak-Empfindlichkeit für die Gitterkeule reduziert wird.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Senderichtcharakteristik der Sende-Array-Antenne durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die von der Antenne abgestrahlt werden, bezüglich eines Abstrahlwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Sende-Array-Antenne ausgedrückt wird, jede Empfangsrichtcharakteristik der Empfangs-Array-Antenne durch ein Muster einer Empfindlichkeit für einfallende elektromagnetische Wellen bezüglich eines Einfallwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Empfangs-Array-Antenne ausgedrückt wird, die Steuereinheit den Nullpunktfestlegungsbereich in jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne so bestimmt, dass die Leistung oder die Empfindlichkeit in dem Nullpunktfestlegungsbereich um einen Pegel im Bereich von –5 dB bis –15 dB verglichen mit einer Peak-Leistung der Gitterkeule oder einer Peak-Empfindlichkeit für die Gitterkeule reduziert wird.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Steuervorrichtung eine der Array-Antennen als die Gitterkeule unterdrückende Antenne so festlegt, dass eine Öffnungsbreite der Gitterkeule unterdrückenden Antenne schmaler ist als eine Öffnungsbreite der anderen Antenne.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Sende-Array-Antenne eine Mehrzahl von Sendeantennenelementen zum Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen von den Sendeantennenelementen aufweist, die Empfangs-Array-Antenne eine Mehrzahl von Empfangsantennenelementen zum Empfangen der elektromagnetischen Wellen in den Empfangsantennenelementen aufweist, die Steuereinheit die Senderichtcharakteristika der Sende-Array-Antenne durch Einstellen der Phasen von mindestens einem Teil der Sendeantennenelemente festlegt, wenn die Steuereinheit die Sende-Array-Antennen als die Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt, und die Steuereinheit die Empfangsrichtcharakteristika der Empfangs-Array-Antenne durch Einstellen der Phasen von mindestens einem Teil der Empfangsantennenelemente festlegt, wenn die Steuereinheit die Sende-Array-Antennen als die Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt.
eine Sende-Array-Antenne; eine Empfangs-Array-Antenne; eine Steuereinheit, die die Sende-Array-Antenne steuert, um elektromagnetische Wellen, die eine Hauptkeule und eine Gitterkeule beinhalten, mit einer Senderichtcharakteristik abzustrahlen, und die Empfangs-Array-Antenne steuert, um elektromagnetische Wellen, die von der Sende-Array-Antenne übertragen und von einem Ziel reflektiert werden, mit einer Empfangsrichtcharakteristik zu empfangen; und eine Erfassungseinheit, die Informationen über das Ziel aus den elektromagnetischen Wellen, die in der Empfangs-Array-Antenne empfangen werden, erfasst, wobei die Steuereinheit eine der Array-Antennen als eine Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt, und die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Mehrzahl von Richtcharakteristika eine nach der anderen so festlegt, dass jede der Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antennen einen Nullpunkt in einem Nullpunktfestlegungsbereich aufweist, der einem Bereich der Gitterkeule in der Richtcharakteristik der anderen Array-Antenne entspricht, und dass Positionen der Nullpunkte, die in den entsprechenden Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne platziert sind, voneinander in dem Nullpunktfestlegungsbereich abgegrenzt sind, und die Sendearrayantenne steuert, um eine Abstrahlrichtung der Hauptkeule auf eine Mehrzahl von Abtastrichtungen, die einen Erfassungsbereich abdecken, eine nach der anderen festzulegen, und die Erfassungseinheit ein Empfangssignal aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen jedes Mal, wenn die Steuereinheit die Abstrahlrichtung der Hauptkeule auf eine Abtastrichtung festlegt, während sie die Gitterkeule unterdrückende Antenne auf eine Richtcharakteristik festlegt, erzeugt, um die Empfangssignale entsprechend den Abtastrichtungen und den Richtcharakteristika der Gitterkeule unterdrückenden Antenne zu erlangen, ein Pegelmuster der Empfangssignale, entsprechend einer Abtastrichtung und den Richtcharakteristika der Rasterkeule unterdrückenden Antenne für jede Abtastrichtung erfasst, und Information über das Ziel aus den Pegelmustern erfasst.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Erfassungseinheit eine Abtastrichtung aus den Abtastrichtungen spezifiziert, die den Empfangssignalen entspricht, die ein flaches Pegelmuster aufweisen und beurteilt, dass das Ziel in der spezifizierten Abtastrichtung platziert ist.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Senderichtcharakteristik der Sende-Array-Antenne durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die von der Antenne abgestrahlt werden, bezüglich eines Abstrahlwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Sende-Array-Antenne ausgedrückt wird, jede Empfangsrichtcharakteristik der Empfangs-Array-Antenne durch ein Muster einer Empfindlichkeit für einfallende elektromagnetische Wellen bezüglich eines Einfallwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Empfangs-Array-Antenne ausgedrückt wird, die Steuereinheit den Nullpunktfestlegungsbereich in jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne so bestimmt, dass die Leistung oder die Empfindlichkeit in dem Nullpunktfestlegungsbereich um einen Pegel im Bereich von –3 dB bis –20 dB verglichen mit einer Peak-Leistung der Gitterkeule oder einer Peak-Empfindlichkeit für die Gitterkeule reduziert wird.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Senderichtcharakteristik der Sende-Array-Antenne durch ein Leistungsmuster elektromagnetischer Wellen, die von der Antenne abgestrahlt werden, bezüglich eines Abstrahlwinkels der elektromagnetischen Wellen zur Sende-Array-Antenne ausgedrückt wird, jede Empfangsrichtcharakteristik der Empfangs-Array-Antenne durch ein Muster einer Empfindlichkeit für einfallende elektromagnetische Wellen bezüglich eines Einfallwinkels der elektromagnetischen Weilen zur Empfangs-Array-Antenne ausgedrückt wird, die Steuereinheit den Nullpunktfestlegungsbereich in jeder Richtcharakteristik der Gitterkeule unterdrückenden Antenne so bestimmt, dass die Leistung oder die Empfindlichkeit in dem Nullpunktfestlegungsbereich um einen Pegel im Bereich von –5 dB bis –15 dB verglichen mit einer Peak-Leistung der Gitterkeule oder einer Peak-Empfindlichkeit für die Gitterkeule reduziert wird.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Steuervorrichtung eine der Array-Antennen als die Gitterkeule unterdrückende Antenne so festlegt, dass eine Öffnungsbreite der Gitterkeule unterdrückenden Antenne schmaler ist als eine Öffnungsbreite der anderen Antenne.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Sende-Array-Antenne eine Mehrzahl von Sendeantennenelementen zum Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen von den Sendeantennenelementen aufweist, die Empfangs-Array-Antenne eine Mehrzahl von Empfangsantennenelementen zum Empfangen der elektromagnetischen Wellen in den Empfangsantennenelementen aufweist, die Steuereinheit die Senderichtcharakteristika der Sende-Array-Antenne durch Einstellen der Phasen von mindestens einem Teil der Sendeantennenelemente festlegt, wenn die Steuereinheit die Sende-Array-Antennen als die Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt, und die Steuereinheit die Empfangsrichtcharakteristika der Empfangs-Array-Antenne durch Einstellen der Phasen von mindestens einem Teil der Empfangsantennenelemente festlegt, wenn die Steuereinheit die Sende-Array-Antennen als die Gitterkeule unterdrückende Antenne festlegt.