DE102014008785A1

DE102014008785A1 - Radarvorrichtung und antennenvorrichtung

Info

Publication number: DE102014008785A1
Application number: DE102014008785.9A
Authority: DE
Inventors: Seung Un Choi; Seong Hee JEONG
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2014-12-18
Also published as: KR20140144826A; CN104237874A; US20140368374A1

Abstract

Es werden eine Radarvorrichtung (100) und eine Antennenvorrichtung offenbart. Insbesondere werden eine Radarvorrichtung (100) und eine Antennenvorrichtung enthaltend eine Antennenstruktur, die in der Lage ist, einen Nebenzipfel zu unterdrücken, während die Auflösung erhöht wird, offenbart.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen unter 35 U.S.C. § 119(a) der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0066873 , die am 12. Juni 2013 eingereicht wurde und die hier für alle Zwecke so einbezogen wird, als ob sie hier vollständig beschrieben wäre.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radarvorrichtung und eine Antennenvorrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Radarvorrichtung nach dem Stand der Technik verwendet eine Antennenstruktur, die ein Antennenintervall an einem Empfangsende vergrößert, um die Genauigkeit des Erfassens eines Objekts, d. h., die Auflösung zu erhöhen.
Darüber hinaus besteht, obgleich eine derartige Antennenstruktur die Auflösung erhöhen kann, ein Problem dahingehend, dass die Auftrittsposition eines Nebenzipfels nahe der Position eines Hauptstrahls, d. h., der Mittenposition, ist aufgrund des vergrößerten Antennenintervalls an dem Empfangsende.
Zusätzlich hat die Radarvorrichtung nach dem Stand der Technik ein Problem dahingehend, dass ein Objekterfassungsvermögen schlecht ist, da viele Signale auf einer geneigten Fläche anstatt auf einer interessierenden Frontfläche empfangen werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radarvorrichtung und eine Antennenvorrichtung vorzusehen, die mit einer Antennenstruktur versehen sind, die in der Lage ist, einen Nebenzipfel zu unterdrücken, während die Auflösung erhöht wird.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Radarvorrichtung und eine Antennenvorrichtung vorzusehen, die mit einer Antennengruppierungsstruktur versehen sind, die konfiguriert ist durch Anordnen von Sendeantennen mit einer kleineren Strahlenbreite und durch Zusammenbinden mehrerer Sendeantennen, um den Signalempfang in einer geneigten Fläche, die eine andere als eine interessierende Frontfläche ist, zu reduzieren.
Um die vorgenannten Aufgaben zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Radarvorrichtung vorgesehen, welche enthält: eine Sendeantenneneinheit enthaltend mehrere Sendeantennen; eine Sendeantennen-Gruppierungseinheit, die zum Gruppieren der mehreren Sendeantennen in eine vorbestimmte Anzahl von Sendeantennengruppen derart, dass die Sendeantennengruppen in der vorbestimmten Anzahl von Sendeantennengruppen mit einem vorbestimmten Sendeantennen-Gruppenintervall angeordnet und gebildet sind, konfiguriert ist; eine Empfangsantenneneinheit enthaltend mehrere Empfangsantennen, die in einem Empfangsantennenintervall angeordnet sind, das auf der Grundlage der Anzahl von Sendeantennengruppen und des Sendeantennen-Gruppenintervalls bestimmt ist; eine Signalsende-/-empfangseinheit, die zum Senden eines Signals durch die Sendeantennengruppen mit der Anzahl der Sendeantennengruppen und zum Empfangen eines Signals, wenn das gesendete Signal reflektiert wird, durch die mehreren Empfangsantennen konfiguriert ist; und eine Objekterfassungseinheit, die zum Erfassen eines Objekts auf der Grundlage des empfangenen Signals konfiguriert ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Antennenvorrichtung vorgesehen, welche enthält: eine Sendeantenneneinheit enthaltend mehrere Sendeantennen; eine Sendeantennen-Gruppierungseinheit, die zum Gruppieren der mehreren Sendeantennen in eine vorbestimmte Anzahl von Sendeantennengruppen derart, dass die Sendeantennengruppen mit der vorbestimmten Anzahl von Sendeantennengruppen in einem vorbestimmten Sendeantennen-Gruppenintervall angeordnet und gebildet sind, konfiguriert ist; und eine Empfangsantenneneinheit enthaltend mehrere Empfangsantennen, die in einem Empfangsantennenintervall angeordnet sind, das auf der Grundlage der Anzahl von Sendeantennengruppen und des Sendeantennen-Gruppenintervalls bestimmt ist.
Gemäß der vorstehend beschriebenen, vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Radarvorrichtung und eine Antennenvorrichtung vorzusehen, die mit einer Antennenstruktur versehen sind, die in der Lage ist, einen Nebenzipfel zu unterdrücken, während die Auflösung erhöht wird.
Zusätzlich ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Radarvorrichtung und eine Antennenvorrichtung vorzusehen, die mit einer Antennengruppierungsstruktur versehen sind, die durch Anordnen von Sendeantennen mit einer kleineren Strahlenbreite und Zusammenbinden mehrerer Sendeantennen konfiguriert ist, um den Signalempfang in einer geneigten Fläche, die eine andere als eine interessierende Frontfläche ist, zu reduzieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:
1 ein Blockschaltbild einer Radarvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Ansicht ist, die schematisch eine gesamte Antennenstruktur einer Radarvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
3a und 3b Ansichten sind, die eine Sendantennenstruktur einer Radarvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
4 und 5 Ansichten sind, die gesamte Antennenstrukturen veranschaulichen, bei denen ein Verfahren zum Bilden virtueller Empfangsantennen in einer Radarvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
6 ein Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
7 eine Ansicht zum Beschreiben eines Prinzips des Vermeidens einer Nebenzipfelerscheinung in einer Radarvorrichtung und einer Antennenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radarvorrichtung und eine Antennenvorrichtung, die mit einer Antennenstruktur versehen sind, die in der Lage ist, einen Nebenzipfel zu unterdrücken, während die Auflösung (auch als ”Auflösungsvermögen oder Unterscheidungsvermögen” bezeichnet) erhöht wird.
Eine Antennenstruktur, die hier beispielhaft offenbart wird, hat eine Antennenanordnungsstruktur mit einer erweiterten Apertur, um die Auflösung zu erhöhen und einen Nebenzipfel zu unterdrücken, und kann weiterhin eine Antennenanordnungsstruktur enthalten, bei der virtuelle Empfangsantennen gebildet sind und deren Bildungspositionen gesteuert werden.
Zusätzlich kann eine Antennenstruktur, die hier beispielhaft offenbart wird, weiterhin eine Antennengruppierungsstruktur enthalten, die durch Anordnen von Sendeantennen mit einer kleineren Strahlenbreite und Zusammenbinden mehrerer Sendeantennen konfiguriert ist, um einen Signalempfang in einer geneigten Fläche, die eine andere als eine interessierende Frontfläche ist, zu reduzieren.
Nachfolgend werden die hier offenbarten Antennenstrukturen und eine Radarvorrichtung und eine Antennenvorrichtung, die dieselben verwendet, im Einzelnen mit Bezug auf veranschaulichende Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockschaltbild einer Radarvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 1 enthält die Radarvorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Sendeantenneneinheit 110, eine Sendeantennen-Gruppierungseinheit 120, eine Empfangsantenneneinheit 130, eine Signalsende-/-empfangseinheit 140 und eine Objekterfassungseinheit 150.
Die Sendeantenneneinheit 110 enthält mehrere Sendeantennen zum Senden von Signalen.
Die Sendeantennen-Gruppierungseinheit 120 gruppiert mehrere Sendeantennen in eine vorbestimmte Anzahl von Sendeantennengruppen derart, dass die Sendeantennengruppen in der vorbestimmten Anzahl von Sendeantennengruppen und in einem gegenseitigen vorbestimmten Sendeantennen-Gruppenintervall gebildet sind.
Die Empfangsantenneneinheit 130 enthält mehrere Empfangsantennen, die mit einem gegenseitigen Empfangsantennenabstand angeordnet sind. Hier kann der Empfangsantennenraum durch die Anzahl von Sendeantennengruppen und ein Sendeantennen-Gruppenintervall definiert sein. Das Empfangsantennenintervall, die Anzahl von Sendeantennengruppen und das Sendeantennen-Gruppenintervall können durch eine Beziehungsfunktion definiert sein (z. B. ein Empfangsantennenintervall = die Anzahl von Sendeantennengruppen x ein Sendeantennen-Gruppenintervall). Das heißt, zwei Werte aus dem Empfangsantennenintervall, der Anzahl von Sendantennengruppen und dem Sendeantennen-Gruppenintervall können vorher definiert werden, und der verbleibende eine Wert kann in Abhängigkeit von den zwei vordefinierten Werten definiert werden.
Die Signalsende-/-Empfangseinheit 130 kann Signale durch die Sendeantennengruppen in der Anzahl von Sendeantennengruppen senden und, wenn die gesendeten Signale um die Radarvorrichtung 100 herum reflektiert werden, Signale durch mehrere Empfangsantennen empfangen.
Die Objekterfassungseinheit 150 kann ein Objekt auf der Grundlage der empfangenen Signale erfassen.
Jede der vorstehend kurz erwähnten Komponenten wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
Die vorbeschriebene Sendeantenneneinheit 110 und die Empfangsantenneneinheit 120 können Komponenten sein, die in einer einzigen Antenneneinheit enthalten sind.
Die vorbeschriebene Sendeantenneneinheit 110 kann Nt (≥ 2) Sendeantennen enthalten, die Empfangsantenneneinheit 130 kann Nr (≥ 2) Empfangsantennen enthalten, wobei die Nt Sendeantennen und die Nr Empfangsantennen unter Berücksichtigung von Auflösung, Nebenzipfel, usw. eine spezifische Struktur (Abstand, Anzahl, angeordnete Position, Gruppierung, usw.) haben können. Hier bezieht sich Nt auf die Gesamtzahl der Sendeantennen, und Nr bezieht sich auf die Anzahl von realen Empfangsantennen. Die Auflösung wird hier auch als Auflösungsvermögen bezeichnet und bedeutet ein Vermögen zur korrekten Unterscheidung von zwei benachbarten Objekten. Dies ist einer von sehr wichtigen Leistungsfaktoren der Radarvorrichtung 100.
Gemäß 2 gruppiert die Sendeantennen-Gruppierungseinheit 120 Nt Sendeantennen A₁, A₂, ..., A_Nt derart, dass Sendeantennengruppen G₁, G₂, ..., G_Ng in einer vorbestimmten Anzahl Ng von Sendeantennengruppen gebildet werden können.
Ein Signal wird von jeder der Sendeantennengruppen, die durch eine derartige Sendeantennengruppierung gebildet sind, gesendet. Das heißt, ein Signal Tx₁ wird von einer Sendeantennengruppe G₁ gesendet, ein Signal Tx₂ wird von einer Sendeantennengruppe G₂ gesendet, ..., und ein Signal Tx_Ng wird von einer Sendeantennengruppe G_Ng gesendet.
Es kann in Betracht gezogen werden, dass die jeweiligen Sendeantennengruppen einen vorbestimmten gegenseitigen Abstand (Sendeantennen-Gruppenintervall) haben können. Das heißt, es kann in Betracht gezogen werden, dass die Radarvorrichtung 100 Signale sendet, die einen vorbestimmten gegenseitigen Abstand haben (Sendeantennen-Gruppenintervall).

Gemäß 2 und der nachfolgenden Tabelle 1 kann eine Sendeantennenstruktur durch die Sendeantennengruppierung von Nt Sendantennen A₁, A₂, ..., A_Nt durch die Gesamtzahl von Sendeantennen Nt, die Größe einer Sendeantennengruppe n, die Anzahl der Sendeantennengruppen Ng undf den Abstand der Sendeantennengruppen Dg definiert sein, und eine Empfangsantennenstruktur für Nr Empfangsantennen B₁, B₂, ..., B_Nr kann durch die Anzahl der Empfangsantennen Nr und den Abstand der Empfangsantennen Dr definiert sein. Tabelle 1

Sendeantennenstruktur	Nt	Gesamtzahl von Sendeantennen
	n	Größe der Sendeantennengruppe
	Ng	Anzahl von Sendeantennengruppen
	Dg	Intervall von Sendeantennengruppen
Empfangsantennenstruktur	Nr	Anzahl von Empfangsantennen
Empfangsantennenstruktur	Dr	Abstand von Empfangsantennen

Einige der sechs Informationsstücke (Nt, n, Ng, dg, Nr, Dr) in Tabelle 1 sind vorbestimmte Entwurfswerte, und der Rest kann gemäß einer Beziehungsfunktion in Abhängigkeit von den vorbestimmten Entwurfswerten bestimmt werden. Beispielsweise können die Anzahl von Sendeantennengruppen Ng, der Abstand von Sendeantennengruppen Dg und die Anzahl von Empfangsantennen Nr Entwurfswerte sein, die in Abhängigkeit von erforderlichen Bedingungen der Radarvorrichtung 100 (z. B. eine Auflösungsbedingung, eine Nebenzipfel-Vermeidungsbedingung, eine Strahlenmusterbedingung usw.) vorbestimmt sind. Zusätzlich kann die Anzahl von Sendeantennengruppen Ng ein Informationsstück sein, das auf der Grundlage der Gesamtzahl von Sendeantennen Nt und der Anzahl von Sendeantennengruppen n bestimmt ist. Hier ist die Größe einer Sendeantennengruppe n die Anzahl von Sendeantennen in der Sendeantennengruppe.
Der Abstand der Empfangsantennen Dr, die Anzahl von Sendeantennengruppen Ng und der Abstand von Sendeantennengruppen Dg kann eine Beziehung gemäß Gleichung 1 wie folgt haben.
Gleichung 1

Dr = Ng × Dg

Gemäß Gleichung 1 kann der Abstand der Empfangsantennen Dr ein Wert sein, der durch Multiplizieren der Anzahl von Sendeantennengruppen Ng und des Abstands von Sendeantennengruppen Dg erhalten wird.
Da der Abstand der Sendeantennen Dr wie vorstehend beschrieben bestimmt wird, kann die Radarvorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Objekterfassungsgenauigkeit bei der Durchführung einer Objekterfassungsfunktion des Erfassens eines Abstands zu einem Objekt, einer Geschwindigkeit des Objekts und einer Peilung des Objekts unter Verwendung von durch die mehreren Empfangsantennen empfangenen Empfangssignalen erhöhen. Das heißt, eine hohe Auflösung kann realisiert werden. Die Antennenstruktur, die den Abstand von Empfangsantennen zur Realisierung der hohen Auflösung wie vorstehend beschrieben vergrößert, kann als eine ”erweiterte Aperturstruktur” bezeichnet werden.
Wenn die Antennenstruktur der erweiterten Aperturstruktur vorhanden ist, nähert sich eine Nebenzipfel-Auftrittsposition an dem Empfangsende der Mittenposition, an der ein Hauptstrahl positioniert ist, an. Demgemäß kann die Radarvorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weiterhin eine Antennenstruktur mit einer ”virtuellen Aperturstruktur” durch die Bildung von virtuellen Empfangsantennen derart enthalten, dass die Nebenzipfel-Auftrittsposition von der Mittenposition, an der der Hauptstrahl positioniert ist, entfernt ist, das heißt, der Nebenzipfel unterdrückt wird. Eine derartige virtuelle Aperturstruktur wird nachfolgend wieder beschrieben.
Die vorbeschriebene Sendeantennen-Gruppierungseinheit 120 kann durch beispielsweise eine Schaltung realisiert werden, die zur gegenseitigen Verbindung von Sendeantennen konfiguriert ist.
Die Sendeantennengruppierung durch die Sendeantennen-Gruppierungseinheit 120 wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
Die Sendeantennen-Gruppierungseinheit 120 kann eine Sendeantennengruppierung derart durchführen, dass die in jeder der Sendeantennengruppen enthaltenen Sendeantennen einander überlappen. Das heißt, die Sendeantennen-Gruppierungseinheit 120 kann bewirken, dass zumindest eine der mehreren Sendeantennen gemeinsam in zwei oder mehr Sendeantennengruppen enthalten ist.
Jede der Sendeantennengruppen, die von der vorbeschriebenen Sendeantennen-Gruppierungseinheit 120 durch die Sendeantennengruppierung gebildet sind, kann eine Sendeantennengruppe sein, in der die Sendeantennen mit derselben Anzahl verbunden sind.
Die Anzahl von jeweiligen Sendeantennengruppen, die von der vorbeschriebenen Sendeantennen-Gruppierungseinheit 120 durch die Sendeantennengruppierung gebildet sind, kann in Abhängigkeit von der Gesamtzahl der Sendeantennen und der Größe einer Sendeantennengruppe (der Anzahl von Sendeantennen in der Sendeantennengruppe) bestimmt werden.
Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die jeweilige Anzahl von in den Sendeantennengruppen verbundenen Sendeantennen einander gleich ist, kann die Anzahl von Sendeantennengruppen gleich einem Wert sein, der durch Subtrahieren eines Werts, der durch Subtrahieren von 1 von der Anzahl von Sendeantennen in jeder Sendeantennengruppe erhalten wurde, von der Gesamtzahl von Sendeantennen bestimmt wird. Folglich können die Anzahl von Sendegruppen, die Gesamtzahl von Sendeantennen und die Anzahl von Sendeantennen in jeder Sendeantennengruppe eine Beziehung gemäß folgender Gleichung 2 haben.
Gleichung 2

Ng = Nt – n + 1

In Gleichung 2 ist Ng die Anzahl von Sendeantennengruppen, Nt ist die Gesamtzahl von Sendeantennen, und n ist die Größe einer Sendeantennengruppe (die Anzahl von Sendeantennen in der Sendeantennengruppe).
Die vorbeschriebene Sendeantennengruppierung und die Anzahl von hierdurch erhaltenen Sendeantennengruppen werden mit Bezug auf die 3a und 3b im Wege eines Beispiels beschrieben.
Die 3a und 3b sind Ansichten, die eine Sendeantennenstruktur einer Radarvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
3a ist eine Ansicht, die eine Sendeantennengruppierung in einem Fall veranschaulicht, in welchem die Gesamtzahl von Sendeantennen gleich vier ist, und die Größe von jeder Sendeantennengruppe (die Anzahl von Sendeantennen in der Sendeantennengruppe) gleich drei ist. Zusätzlich ist 3b eine Ansicht, die eine Sendeantennengruppierung in einem Fall illustriert, in welchem die Gesamtzahl von Sendeantennen gleich fünf ist, und die Größe jeder Sendeantennengruppe ist drei.
Gemäß 3a werden entsprechend der Gruppierung von vier Sendeantennen A₁, A₂, A₃ und A₄ zwei Sendeantennengruppen G₁ und G₂ gebildet.
Gemäß 3a ist die Sendeantennengruppe G₁ eine Gruppe, bei der die Sendeantenne A₁, die Sendeantenne A₂ und die Sendeantenne A₃ miteinander verbunden sind und ein Signal Tx₁ senden. Die Sendeantennengruppe G₂ ist eine Gruppe, bei der die Sendeantenne A₂, die Sendeantenne A₃ und die Sendeantenne A₄ miteinander verbunden sind und ein Signal Tx₂ senden.
Gemäß 3b sind entsprechend der Gruppierung von fünf Sendeantennen A₁, A₂, A₃, A₄ und A₅ drei Sendeantennengruppen G₁, G₂ und G₃ gebildet.
Gemäß 3b ist die Sendeantennengruppe G₁ eine Gruppe, bei der die Sendeantenne A₁, die Sendeantenne A₂ und die Sendeantenne A₃ miteinander verbunden sind, und sie sendet das Signal Tx₁. Die Sendeantennengruppe G₂ ist eine Gruppe, in der die Sendeantenne A₂, die Sendeantenne A₃ und die Sendeantenne A₄ miteinander verbunden sind, und die das Signal Tx₂ sendet. Die Sendeantennengruppe G₃ ist eine Gruppe, in der die Sendeantenne A₃, die Sendeantenne A₄ und die Sendeantenne A₅ miteinander verbunden sind, und die ein Signal Tx₃ sendet.
Wie in 1 illustriert ist, kann die Radarvorrichtung 100 nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weiterhin eine Bildungseinheit 160 für virtuelle Empfangsantennen enthalten, die eine Steuerung derart durchführt, dass virtuelle Empfangsantennen virtuell an Positionen gebildet werden, an denen die Nr (≥ 2) realen Empfangsantennen nicht angeordnet sind.
Die vorbeschriebene Bildungseinheit 160 für virtuelle Empfangsantennen kann die Positionen bestimmen, an denen die virtuellen Empfangsantennen virtuell gebildet werden, auf der Grundlage der Positionen, an denen die Empfangsantennen angeordnet sind, und des Sendeantennen-Gruppenintervalls Dg. Beispielsweise können die virtuellen Empfangsantennen virtuell an den Positionen gebildet werden, die um das Sendeantennen-Gruppenintervall Dg gegenüber den Positionen, an denen die Empfangsantennen angeordnet sind, verschoben sind.
Die vorbeschriebene Bildungseinheit 160 für virtuelle Empfangsantennen kann eine Steuerung derart durchführen, dass virtuelle Empfangsantennen virtuell an den Positionen gebildet werden können, an denen die mehreren Empfangsantennen nicht angeordnet sind, indem eine Signalverarbeitung durchgeführt wird, die virtuelle Signale mit einer Phasendifferenz erzeugt, die in Abhängigkeit von dem Sendeantennen-Gruppenintervall mit Bezug auf ein durch die mehreren Empfangsantennen empfangenes Signal bestimmt sein kann. Als eine Folge ist es möglich, eine Wirkung zu erhalten, die dieselbe wie diejenige ist, die erhalten wird, wenn ein reales Signal an einer gewünschten Position empfangen wird.
Das heißt, die Bildungseinheit 160 für virtuelle Empfangsantennen führt eine Signalverarbeitung durch, die ein virtuelles Signal (ein Signal, das eine Phasendifferenz mit Bezug auf ein tatsächlich empfangenes Signal erzeugt) so erzeugt, als ob das Signal durch eine virtuelle Empfangsantenne, die virtuell an einer Position angeordnet ist, an der keine reale Empfangsantenne angeordnet ist, empfangen wird.
Hier kann in der Beschreibung ”eine virtuelle Empfangsantenne wird gebildet” gelesen werden als ”ein Empfangssignal, das nicht tatsächlich empfangen wird, wird virtuell erzeugt”. In diesem Kontext kann eine Anordnungsstruktur von virtuellen Empfangsantennen (der Abstand und die Anzahl von Antennen) dieselbe Bedeutung haben wie die Struktur (der Abstand und die Anzahl von Antennen), die ein Empfangssignal erzeugt, das tatsächlich nicht empfangen wird.
Die vorbeschriebene Bildungseinheit 160 für virtuelle Empfangsantennen kann eine Steuerung derart durchführen, dass dieselbe Anzahl von virtuellen Empfangsantennen virtuell in einem Raum zwischen jeweils zwei benachbarten Empfangsantennen gebildet sein kann.
Zusätzlich kann die vorbeschriebene Bildungseinheit 160 für virtuelle Empfangsantennen eine Steuerung derart durchführen, dass virtuelle Empfangsantennen durch die Anzahl von virtuellen Empfangsantennen gebildet sein können, die in Abhängigkeit von der Anzahl von Sendeantennengruppen Ng und der Anzahl von Empfangsantennen Nr bestimmt ist.
Das heißt, die Anzahl von virtuellen Empfangsantennen Nv kann durch Multiplizieren einer Zahl, die durch Subtrahieren von 1 von der Anzahl von Sendeantennengruppen Ng erhalten wurde, und der Anzahl von Empfangsantennen Nr bestimmt werden, wie durch folgende Gleichung 3 ausgedrückt ist.
Gleichung 3

Nv = Nr(Ng – 1)

Um die Größe der Radarvorrichtung 100 (Antenneneinheit) zu reduzieren, kann die Bildungseinheit 160 für virtuelle Empfangsantennen eine Steuerung derart durchführen, dass virtuelle Empfangsantennen nur innerhalb der äußersten Empfangsantenne unter den mehreren realen Empfangsantennen gebildet werden. Das heißt, die Bildungseinheit 160 für virtuelle Empfangsantennen braucht ein virtuelles Signal außerhalb der äußersten Empfangsantenne unter den mehreren Empfangsantennen nicht zu erzeugen.
Wenn eine Steuerung derart durchgeführt wird, dass keine virtuelle Empfangsantenne außerhalb der äußersten Empfangsantenne virtuell gebildet wird, wie vorstehend beschrieben ist, kann die Anzahl von virtuellen Empfangsantennen Nv, die zum Erfassen eines Objekts zu verwenden sind, gemäß der folgenden Gleichung 4 bestimmt werden.
Gleichung 4

Nv = (Nr – 1)(Ng – 1)

Wie vorstehend beschrieben ist, kann, wenn virtuelle Empfangsantennen an dem Empfangsende gebildet sind, die Objekterfassung 150 ein Objekt auf der Grundlage der Signale, die tatsächlich durch Nr reale Empfangsantennen empfangen wurden, und virtueller Signale, die als durch Nv virtuelle Empfangsantennen empfangen betrachtet werden (d. h. virtuell erzeugte virtuelle Signale), erfassen.
Die vorbeschriebene Objekterfassungseinheit 150 kann durch ein Signalverarbeitungsverfahren einen Abstand zu einem Objekt, eine Geschwindigkeit des Objekts und eine Peilung des Objekts auf der Grundlage eines einzigen zusammengesetzten Signals erfassen, das durch Kompensieren einer Intersignal-Phasendifferenz mit Bezug auf tatsächlich empfangene Signale und virtuell erzeugte Signale und Zusammensetzen der Signale, die der Phasendifferenzkompensation unterzogen wurden, erhalten wurde. Wenn das Objekt durch Kompensieren der Intersignal-Phasendifferenz durch ein Signalverarbeitungsverfahren wie vorstehend beschrieben erfasst wird, ist es möglich, eine Wirkung des Korrigierens einer Fehlausrichtung für die Radarvorrichtung 100 zu erhalten. Das heißt, angesichts einer horizontalen oder vertikalen Richtung kann die Fehlausrichtung, die bewirkt, dass die Radarvorrichtung 100 ein Signal in einer nicht korrekten Richtung sendet (ausstrahlt), durch das Signalverarbeitungsverfahren korrigiert werden, selbst ohne physische Korrektur eines Installierungswinkels oder dergleichen der Radarvorrichtung 100.
Die 4 und 5 sind Ansichten, die gesamte Antennenstrukturen veranschaulichen, bei denen ein Verfahren des Bildens virtueller Empfangsantennen in der Radarvorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
4 ist eine Ansicht, die eine Antennenstruktur illustriert, bei der die Gesamtzahl von Sendeantennen Nt vier und die Anzahl von Empfangsantennen Nr fünf beträgt.
Bei der gesamten in 4 veranschaulichten Antennenstruktur ist die Sendeantennenstruktur eine Struktur, bei der vier Sendeantennen A₁, A₂, A₃ und A₄ vorhanden sind und die Gruppierung für die vier Sendeantennen A₁, A₂, A₃ und A₄ durchgeführt wurde.
In Verbindung mit der Sendeantennengruppierung hat die Sendeantennenstruktur eine Struktur, bei der die Größe einer Sendeantennengruppe gleich drei ist, und somit werden zwei Sendeantennengruppen G₁ und G₂ gebildet. Das heißt, bei der Gruppierung der vier Sendeantennen A₁, A₂, A₃ und A₄ werden eine Sendeantennengruppe G₁, bei der die Sendeantenne A₁, die Sendeantenne A₂ und die Sendeantenne A₃ miteinander verbunden sind, und eine Sendeantennengruppe G₂, bei der die Sendeantenne A₂, die Sendeantenne A₃ und die Sendeantenne A₄ miteinander verbunden sind, gebildet.
Zusätzlich hat das Sendeantennen-Gruppenintervall Dg zwischen den Sendeantennengruppen einen Wert D. Da jede Sendeantennengruppe eine Gruppe ist, bei der drei Sendeantennen miteinander verbunden sind, ist die Gruppenposition jeder Sendeantennengruppe dieselbe wie die Position der in der Mitte positionierten Sendeantenne unter den drei Sendeantennen der Sendeantennengruppe. Gemäß dem Beispiel nach 4 entspricht die Gruppenposition der Sendeantennengruppe G₁ der Position, an der sich die Sendeantenne A₂ befindet, und die Gruppenposition der Sendeantennengruppe G₂ entspricht der Position, an der sich die Sendeantenne A₃ befindet. Demgemäß kann der Abstand Dg zwischen der Sendeantennengruppe G₁ und der Sendeantennengruppe G₂ derselbe wie der Abstand d zwischen der Sendeantenne A₂₁ und der Sendeantenne A₂ sein.
Bei der gesamten in 4 veranschaulichten Antennenstruktur hat die Empfangsantenne eine Struktur, in der fünf Empfangsantennen B₁, B₂, B₃, B₄ und B₅ vorhanden sind, und virtuelle Empfangsantennen sind virtuell gebildet.
Gemäß 4 kann das Empfangsantennenintervall Dr einen Wert haben, der durch Multiplizieren der Anzahl von Sendeantennengruppen Ng und des Sendeantennen-Gruppenintervalls Dg erhalten wurde. Das heißt, Dr = Ng × Dg = 2D.
Gemäß 4 sind entsprechend einem Verfahren zum Bilden von virtuellen Empfangsantennen fünf virtuelle Empfangsantennen b₁, b₂, b₃, b₄ und b₅ an den Positionen, an denen sich die fünf Empfangsantennen B₁, B₂, B₃, B₄ und B₅ nicht befinden, virtuell gebildet.
Die Anzahl von virtuellen Empfangsantennen Nv kann durch Multiplizieren eines Werts, der durch Subtrahieren von 1 von der Anzahl von Sendeantennengruppen Ng erhalten wurde, und der Anzahl von Empfangsantennen Nr bestimmt werden. Das heißt, Nv = Nr × (Ng – 1) = 5 × (2 – 1) = 5.
Die Positionen, an denen die virtuellen Empfangsantennen gebildet werden, werden gemäß den Positionen, an denen die Empfangsantennen angeordnet sind, und dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg bestimmt. Das heißt, die virtuelle Empfangsantenne b₁ wird virtuell an der Position, die einen Abstand von der Position, an der sich die Empfangsantenne B₁ befindet, gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist, gebildet, die virtuelle Empfangsantenne b₂ wird virtuell an der Position, die einen Abstand von der Position, an der sich die Empfangsantenne B₂ befindet, gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist, gebildet, die virtuelle Empfangsantenne b₃ wird virtuell an einer Position, die einen Abstand von der Position, an der sich die Empfangsantenne B₃ befindet, gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist, gebildet, die virtuelle Empfangsantenne b₄ wird virtuell an der Position, die einen Abstand von der Position, an der sich die Empfangsantenne B₄ befindet, gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist, gebildet, und die virtuelle Empfangsantenne b₅ wird virtuell an der Position, die einen Abstand von der Position, an der sich die Empfangsantenne B₅ befindet, gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist, gebildet.
Wenn das Bilden der virtuellen Empfangsantennen betrachtet wird, ist der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Antennen Dr' am Empfangsende gleich D.
Das Empfangen und Senden von Signalen gemäß der gesamten Antennenstruktur nach 4 sind wie folgt.
Ein Signal Tx₁ wird durch die Sendeantennengruppe G₁ gesendet, und ein Signal Tx₂ wird durch die Sendeantennengruppe G₂ gesendet.
Die fünf realen Empfangsantennen B₁, B₂, B₃, B₄ und B₅ empfangen tatsächlich die Signale Rx₁, Rx₂, Rx₃, Rx₄ bzw. Rx₅.
Es kann betrachtet werden, dass die fünf virtuellen Empfangsantennen b₁, b₂, b₃, b₄ und b₅, die virtuell gebildet sind, jeweils Signale rx₁, rx₂, rx₃, rx₄ und rx₅ empfangen, die virtuelle Signale sind, die virtuell durch ein Signalverarbeitungsverfahren mit Bezug auf die tatsächlich empfangenen Signale erzeugt wurden.
Die Signale (Signal Rx₁, Signal Rx₂, Signal Rx₃, Signal Rx₄ und Signal Rx₅), die tatsächlich von den fünf realen Empfangsantennen B₁, B₂, B₃, B₄ und B₅ empfangen wurden, sind Signale, die empfangen werden, wenn das Signal Tx₁ reflektiert wird, und die virtuellen Signale (Signal rx₁, Signal rx₂, Signal rx₃, Signal rx₄ und Signal rx₅), die als durch die fünf virtuellen Empfangsantennen b₁, b₂, b₃, b₄ und b₅, die virtuell gebildet sind, virtuell empfangen betrachtet werden können, sind virtuelle Signale, die als empfangen betrachtet werden können, wenn das Signal Tx₂ reflektiert wird.
Gemäß 4 braucht eine virtuelle Empfangsantenne (b₅ in 4) nicht außerhalb der äußersten Empfangsantenne B₁ oder B₅ unter den fünf realen Empfangsantennen B₁, B₂, B₃, B₄ und B₅ virtuell gebildet zu werden, oder ein entsprechendes Signal (rx₅ in 4) braucht nicht verwendet zu werden, selbst wenn die virtuelle Empfangsantenne unter Berücksichtigung eines berechneten Betrags oder dergleichen virtuell gebildet ist.

Die gesamte Antennenstruktur, die in 4 veranschaulicht ist, kann unter Verwendung bezogener Faktoren als Tabelle 2 zusammengefasst werden. Tabelle 2

Sendeantennenstruktur	Nt (Gesamtzahl von Sendeantennen)	4
	n (Größe von Sendeantennengruppe)	3
	Ng (Anzahl von Sendeantennengruppen)	2
	Dg (Sendeantennen-Gruppenintervall)	D
Empfangsantennenstruktur	Nr (Gesamtzahl der Empfangsantennen)	5
	Dr (Empfangsantennenintervall)	2D
	Nv (Anzahl der virtuellen Empfangsantennen)	5 oder 4
	Dr' (Empfangsenden-Antennenintervall)	D

5 ist eine Ansicht, die eine Antennenstruktur illustriert, bei der die Gesamtzahl von Sendeantennen Nt gleich fünf ist und die Anzahl von Empfangsantennen Nr gleich vier ist.
In der gesamten Antennenstruktur, die in 5 veranschaulicht ist, hat die Sendeantennenstruktur eine Struktur, bei der fünf Sendeantennen A₁, A₂, A₃, A₄ und A₅ vorhanden sind und eine Gruppierung für die fünf Sendeantennen A₁, A₂, A₃, A₄ und A₅ durchgeführt ist.
In Verbindung mit der Sendeantennengruppierung hat die Sendeantennenstruktur eine Struktur, bei der die Größe n einer Sendeantennengruppe gleich drei ist, und somit sind drei Sendeantennengruppen G₁, G₂ und G₃ gebildet. Das heißt, gemäß der Gruppierung von fünf Sendeantennen A₁, A₂, A₃, A₄ und A₅ die Sendeantennengruppe G₁, in der die Sendeantenne A₁, die Sendeantenne A₂ und die Sendeantenne A₃ miteinander verbunden sind, die Sendeantennengruppe G₂, in der die Sendeantenne A₂, die Sendeantenne A₃ und die Sendeantenne A₄ miteinander verbunden sind, und die Sendeantennengruppe G₃, in der die Sendeantenne A₃, die Sendeantenne A₄ und die Sendeantenne A₅ miteinander verbunden sind.
Zusätzlich hat das Sendeantennen-Gruppenintervall Dg zwischen jeweils zwei benachbarten Sendeantennengruppen einen Wert D. Da jeder der Sendeantennengruppen eine Gruppe ist, in der drei Sendeantennen miteinander verbunden sind, entspricht die Gruppenposition jeder Sendeantennengruppe der Position der Sendeantenne, die unter den drei Sendeantennen in der Mitte angeordnet ist. Gemäß dem Beispiel nach 5 entspricht die Gruppenposition der Sendeantennengruppe G₁ der Position, an der sich die Sendeantenne A₂ befindet, die Gruppenposition der Sendeantennengruppe G₂ entspricht der Position, an der sich die Sendeantenne A₃ befindet, und die Gruppenposition der Sendeantennengruppe G₃ entspricht einer Position, an der sich die Sendeantenne A₄ befindet. Demgemäß entspricht der Abstand Dg zwischen der Sendeantennengruppe G₁ und der Sendeantennengruppe G₂ dem Abstand d zwischen der Sendeantenne A₂₁ und der Sendeantenne A₂.
In der gesamten Antennenstruktur, die in 5 veranschaulicht ist, ist die Empfangsantennenstruktur eine Struktur, bei der vier Empfangsantennen B₁, B₂, B₃ und B₄ vorhanden sind und virtuelle Empfangsantennen virtuell gebildet sind.
Gemäß 5 kann das Empfangsantennenintervall Dr einem Wert entsprechen, der durch Multiplizieren der Anzahl Ng von Sendeantennengruppen und des Sendeantennen-Gruppenintervalls Dg erhalten wird. Das heißt, Dr = Ng × Dg = 3D.
Gemäß 5 sind gemäß dem Verfahren zum Bilden von virtuellen Empfangsantennen acht virtuelle Empfangsantennen b'₁, b''₁, b'₂, b''₂, b'₃, b''₃, b'₄ und b''₄ virtuell an den Positionen, an denen sich vier Empfangsantennen B₁, B₂, B₃ und B₄ nicht befinden, gebildet.
Die Anzahl Nv von virtuellen Empfangsantennen kann bestimmt werden durch Multiplizieren eines Wertes, der durch Subtrahieren von 1 von der Anzahl Ng von Sendeantennengruppen erhalten wurde, und der Anzahl Nr von Empfangsantennen. Das heißt, Nv = Nr × (Ng – 1) = 4 × (3 – 1) = 8.
Die Positionen, an denen die virtuellen Empfangsantennen gebildet sind, werden bestimmt gemäß den Positionen, an denen sich die Empfangsantennen befinden, und dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg.
Mit anderen Worten, die virtuelle Empfangsantenne b'₁ wird virtuell an der Position gebildet, die von der Position, an der sich die Empfangsantenne B₁ befindet, einen Abstand gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist, und die virtuelle Empfangsantenne b''₁ wird an der Position gebildet, die von der Position, an der die virtuelle Empfangsantenne b'₁ gebildet ist, einen Abstand gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist. Die virtuelle Empfangsantenne b'₂ wird virtuell an der Position gebildet, die von der Position, an der sich die Empfangsantenne B₂ befindet, einen Abstand gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist, und die virtuelle Empfangsantenne b''₂ wird virtuell an der Position gebildet, die von der Position, an der die virtuelle Empfangsantenne b'₂ gebildet ist, einen Abstand gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist. Die virtuelle Empfangsantenne b'₃ wird virtuell an der Position gebildet, die von der Position, an der sich die Empfangsantenne B₃ befindet, einen Abstand gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist, und die virtuelle Empfangsantenne b''₃ wird virtuell an der Position gebildet, die von der Position, an der die virtuelle Empfangsantenne b'₃ gebildet ist, einen Abstand gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist. Die virtuelle Empfangsantenne b'₄ wird virtuell an der Position gebildet, die von der Position, an der sich die Empfangsantenne B₄ befindet, einen Abstand gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist, und die virtuelle Empfangsantenne b''₄ wird virtuell an der Position gebildet, die von der Position, an der die virtuelle Empfangsantenne b'₄ gebildet ist, einen Abstand gleich dem Sendeantennen-Gruppenintervall Dg (= D) aufweist.
Bei Betrachtung der Bildung der virtuellen Empfangsantennen wie vorstehend beschrieben entspricht der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Antennen an dem Empfangsende Dr' dem Wert D.
Das Senden und Empfangen von Signalen gemäß der gesamten Antennenstruktur nach 5 sind wie folgt.
Ein Signal Tx₁ wird durch die Sendeantennengruppe G₁ gesendet, ein Signal Tx₂ wird durch die Sendeantennengruppe G₂ gesendet, und ein Signal Tx₃ wid durch die Sendeantennengruppe G₃ gesendet.
Die vier realen Empfangsantennen B₁, B₂, B₃ und B₄ empfangen tatsächlich die Signale Rx₁, Rx₂, Rx₃ bzw. Rx₄.
Es kann betrachtet werden, dass unter den virtuellen Empfangsantennen, die virtuell gebildet sind, die vier virtuellen Empfangsantennen b'₁, b'₂, b'₃ und b'₄ jeweils Signale rx'₁, rx'₂, rx'₃ und rx'₄ empfangen, die virtuelle Signale sind, die durch ein Signalverarbeitungsverfahren mit Bezug auf die tatsächlich empfangenen Signale virtuell erzeugt sind.
Es kann in Betracht gezogen werden, dass unter den virtuellen Empfangsantennen, die virtuell gebildet sind, die verbleibenden vier virtuellen Empfangsantennen b''₁, b''₂, b''₃ und b''₄ jeweils Signale rx''₁, rx''₂, rx''₃ und rx''₄ empfangen, die virtuelle Signale sind, die durch ein Signalverarbeitungsverfahren mit Bezug auf die tatsächlich empfangenen Signale virtuell erzeugt werden.
Die Signale (Signale Rx₁, Rx₂, Rx₃ und Rx₄), die tatsächlich von den vier realen Empfangsantennen B₁, B₂, B₃ und B₄ empfangen werden, sind reale Signale, die empfangen werden, wenn das Signal Tx₁ reflektiert wird. Zusätzlich sind die virtuellen Signale (Signale rx'₁, rx'₂, rx'₃ und rx'₄), die als durch die vier virtuellen Empfangsantennen b'₁, b'₂, b'₃ und b'₄, die virtuell gebildet sind, virtuell empfangen betrachtet werden können, virtuelle Signale, die dieselben wie solche sind, die empfangen werden, wenn das Signal Tx₂ reflektiert wird, und die verbleibenden virtuellen Signale (Signale rx''₁, rx''₂, rx''₃ und rx''₄), die als durch die verbleibenden vier virtuellen Empfangsantennen b''₁, b''₂, b''₃ und b''₄, die virtuell gebildet sind, virtuell empfangen betrachtet werden können, sind die virtuellen Signale, die dieselben sind wie solche, die empfangen werden, wenn das Signal Tx₃ reflektiert wird.
Gemäß 5 brauchen virtuelle Empfangsantennen (b'₄, b''₄ in 5) nicht virtuell außerhalb der äußersten Empfangsantenne B₁ oder B₄ unter den vier realen Empfangsantennen B₁, B₂, B₃ und B₄ gebildet zu werden, oder entsprechende Signale (rx'₄ und rx''₄ in 5) brauchen nicht verwendet zu werden, selbst wenn die virtuellen Empfangsantennen virtuell gebildet sind, um einen Rechenaufwand oder dergleichen herabzusetzen.

Die gesamte in 5 veranschaulichte Antennenstruktur kann unter Verwendung bezogener Faktoren als Tabelle 3 zusammengefasst werden. Tabelle 3

Sendeantennenstruktur	Nt (Gesamtzahl von Sendeantennen)	5
	n (Größe von Sendeantennengruppe)	3
	Ng (Anzahl von Sendeantennengruppen)	3
	Dg (Sendeantennen-Gruppenintervall)	D
Empfangsantennenstruktur	Nr (Gesamtzahl der Empfangsantennen)	4
	Dr (Empfangsantennenintervall)	3D
	Nv (Anzahl der virtuellen Empfangsantennen)	8 oder 6
	Dr' (Empfangsenden-Antennenintervall)	D

6 ist ein Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 6 enthält die Antennenvorrichtung 600 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung: eine Sendeantenneneinheit 610 enthaltend mehrere Sendeantennen; eine Sendeantennen-Gruppierungseinheit 620, die konfiguriert ist, die mehreren Sendeantennen in einer vorbestimmten Anzahl von Sendeantennengruppen derart zu gruppieren, dass die Sendeantennengruppen in der vorbestimmten Anzahl von Sendeantennengruppen gebildet und in einem Sendeantennen-Gruppenintervall angeordnet sind; und eine Empfangsantenneneinheit 630 enthaltend mehrere Empfangsantennen, die in einem Empfangsantennenintervall angeordnet sind, das auf der Grundlage der Anzahl von Sendeantennengruppen und des Sendeantennen-Gruppenintervalls bestimmt ist.
Die Anzahl von Sendeantennengruppen kann bestimmt werden auf der Grundlage der Gesamtzahl von Sendeantennen und der Größe einer Sendeantennengruppe.
Das Empfangsantennenintervall kann einen Wert haben, der durch Multiplizieren der Anzahl von Sendeantennengruppen und des Sendeantennen-Gruppenintervalls erhalten wird.
Gemäß 6 kann die Antennenvorrichtung 600 nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weiterhin eine Bildungseinheit 640 für virtuelle Empfangsantennen enthalten, die konfiguriert ist zum Durchführen einer Steuerung derart, dass virtuelle Empfangsantennen virtuell an der Position gebildet werden, an der die mehreren Empfangsantennen nicht angeordnet sind.
Die Bildungseinheit 640 für virtuelle Empfangsantennen kann eine Steuerung derart durchführen, dass die virtuellen Empfangsantennen an den Positionen, an denen die mehreren Empfangsantennen nicht angeordnet sind, virtuell gebildet werden, indem eine Signalverarbeitung durchgeführt wird, die virtuelle Signale mit einer Phasendifferenz, die gemäß dem Sendeantennen-Gruppenintervall bestimmt sein kann, mit Bezug auf durch die mehreren Empfangsantennen empfangene Signale erzeugt.
Die Bildungseinheit 640 für virtuelle Empfangsantennen kann eine Steuerung derart durchführen, dass eine gleiche Anzahl (Ng – 1) von virtuellen Empfangsantennen virtuell zwischen jeweils zwei benachbarten Empfangsantennen gebildet werden.
Die Bildungseinheit 640 für virtuelle Empfangsantennen kann eine Steuerung derart durchführen, dass virtuelle Empfangsantennen durch die Anzahl von Empfangsantennen gebildet werden, die gemäß der Anzahl von Sendeantennengruppen und der Anzahl von Empfangsantennen bestimmt ist.
Die Bildungseinheit 640 für virtuelle Empfangsantennen kann eine Steuerung derart durchführen, dass virtuelle Empfangsantennen nur innerhalb der äußersten Empfangsantennen unter den mehreren Empfangsantennen gebildet werden.
Die Antennenstruktur der Antennenvorrichtung 600 ist dieselbe wie die vorstehend mit Bezug auf die 1 bis 5 beschriebene Antennenstruktur.
Eine Aufgabe der Radarvorrichtung 100 und der Antennenvorrichtung 600 gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Auflösung zu erhöhen. Hier wird die Auflösung auch als Unterscheidungsvermögen (Auflösungsvermögen) bezeichnet, was ein Vermögen zum genauen Unterscheiden von zwei benachbarten Objekten bedeutet. Dieses ist einer von sehr wichtigen Leistungsfaktoren der Radarvorrichtung 100 und der Antennenvorrichtung 600.
Zusätzlich besteht eine andere Aufgabe der Radarvorrichtung 100 und der Antennenvorrichtung 600 nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darin, einen Nebenzipfel zu vermeiden, was ebenfalls einer von sehr wichtigen Leistungsfaktoren der Radarvorrichtung 100 und der Antennenvorrichtung 600 ist. Das Auftreten eines Nebenzipfels und die Bedingungen zur Vermeidung werden mit Bezug auf 7 beschrieben.
7 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Prinzips zum Vermeiden einer Nebenzipfelerscheinung in der Radarvorrichtung 100 und der Antennenvorrichtung 600 nach den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 7 kann, wenn ein Kreis mit einem Radius kd auf Ψ projiziert wird, eine Nebenzipfelerscheinung auftreten, wenn eine oder mehrere Spitzen, die in einem universellen Muster existieren, zu diesem Bereich gehören.
Zu dieser Zeit existiert der Nebenzipfel, der dieselbe Größe wie ein Hauptstrahl hat.
Um einen derartigen Nebenzipfel zu vermeiden, soll der folgenden Gleichung 5 genügt werden.
Gleichung 5

2kd < 2π ⇒ d < 1 / 2λ

In Gleichung 5 bezieht sich kd auf einen Projektions(Sende)-Radius eines Signals, d ist ein Antennenintervall, und λ ist eine Wellenlänge des Signals.
Gemäß Gleichung 5 sollte, um den Nebenzipfel zu vermeiden, das Antennenintervall d kleiner als eine halbe Wellenlänge λ/2 des Signals sein.
Wenn jedoch das Antennenintervall d zu klein ist, wird die Auflösung (Auflösungsvermögen) herabgesetzt.
Demgemäß sollte unter Berücksichtigung einer hohen Auflösung und des Vermeidens eines Nebenzipfels das Antennenintervall d kleiner als eine halbe Wellenlänge λ/2 des Signals und größer als ein kritischer Wert (kritischer Wert des Antennenintervalls), der die Auflösung nicht übermäßig verschlechtert, sein.
Wie vorstehend beschrieben ist, bilden, um einer Bedingung eines Antennenintervalls d zur Erzielung einer hohen Auflösung und zur Vermeidung eines Nebenzipfels zu genügen, die Radarvorrichtung 100 und die Antennenvorrichtung 600 nach den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung virtuelle Empfangsantennen an geeigneten Positionen und in einem geeigneten Intervall derart, dass ein Empfangsenden-Antennenintervall Dr' größer als der kritische Wert wird (der kritische Wert des Antennenintervalls), der die Auflösung nicht übermäßig verschlechtert und kleiner als eine halbe Wellenlänge λ/2 eines Signals ist, und eine hierfür geeignete Antennenstruktur haben.
Das heißt, gemäß der vorbeschriebenen vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Radarvorrichtung und eine Antennenvorrichtung vorzusehen, die eine Antennenstruktur enthalten, die in der Lage ist, einen Nebenzipfel zu unterdrücken, während die Auflösung erhöht wird.
Zusätzlich ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Radarvorrichtung und eine Antennenvorrichtung vorzusehen, die mit einer Antennengruppierungsstruktur versehen sind, die durch Anordnen von Sendeantennen mit einer kleineren Strahlenbreite und Miteinanderverbinden mehrerer Sendeantennen derart, dass ein Signalempfang in einer geneigten Fläche, die eine andere als eine interessierende Frontfläche ist, und der Einfluss eines Nebenzipfels reduziert werden, gestaltet ist.
In diesem Fall kann die Auflösung weiter erhöht werden, wenn der Abstand der virtuellen Antennenfelder gleich der oder größer als der halben Welle gemacht wird, während bewirkt wird, dass das Empfangsantennenintervall den Einfluss eines Nebenzipfels unterdrückt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0066873 [0001]

Claims

Radarvorrichtung (100), welche aufweist: eine Sendeantenneneinheit (110) enthaltend mehrere Sendeantennen; eine Sendeantennen-Gruppierungseinheit (120), die zum Gruppieren der mehreren Sendeantennen in eine vorbestimmte Anzahl von Sendeantennengruppen derart, dass die Sendeantennengruppen in der vorbestimmten Anzahl von Sendeantennengruppen mit einem vorbestimmten Sendeantennen-Gruppenintervall angeordnet und gebildet sind, konfiguriert ist; eine Empfangsantenneneinheit (130) enthaltend mehrere Empfangsantennen, die mit einem Empfangsantennenintervall angeordnet sind, das auf der Grundlage der Anzahl von Sendeantennengruppen und des Sendeantennen-Gruppenintervalls bestimmt ist; eine Signalsende-/-empfangseinheit (140), die zum Senden eines Signals durch die Sendeantennengruppen mit der Anzahl der Sendeantennengruppen und zum Empfangen eines Signals, wenn das gesendete Signal reflektiert wird, durch die mehreren Empfangsantennen konfiguriert ist; und eine Objekterfassungseinheit (150), die zum Erfassen eines Objekts auf der Grundlage des empfangenen Signals konfiguriert ist.
Radarvorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die Sendeantennen-Gruppierungseinheit (120) bewirkt, dass zumindest eine der mehreren Sendeantennen gemeinsam in zwei oder mehr Sendeantennengruppen enthalten ist.
Radarvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Anzahl der Sendeantennengruppen auf der Grundlage der Gesamtzahl von Sendeantennen und der Größe einer Sendeantennengruppe bestimmt ist.
Radarvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche weiterhin aufweist: eine Bildungseinheit (160) für virtuelle Empfangsantennen, die zum Durchführen einer Steuerung derart, dass virtuelle Empfangsantennen virtuell an Positionen, an denen sich die mehreren Empfangsantennen nicht befinden, gebildet werden, konfiguriert ist.
Radarvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Bildungseinheit (160) für virtuelle Empfangsantennen eine Steuerung derart durchführt, dass eine gleiche Anzahl von virtuellen Empfangsantennen virtuell zwischen jeweils zwei benachbarten Empfangsantennen gebildet wird.
Radarvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei der die Bildungseinheit (160) für virtuelle Empfangsantennen eine Steuerung derart durchführt, dass die virtuellen Empfangsantennen virtuell an einer Position gebildet werden, an der sich die mehreren Empfangsantennen nicht befinden, indem eine Signalverarbeitung durchgeführt wird, die ein virtuelles Signal mit einer Phasendifferenz, die gemäß dem Sendeantennen-Gruppenintervall bestimmt werden kann, mit Bezug auf das durch die mehreren Empfangsantennen empfangene Signal erzeugt.
Radarvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Objekterfassungseinheit (150) das Objekt auf der Grundlage des empfangenen Signals und des erzeugten virtuellen Signals erfasst.
Radarvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei der die Objekterfassungseinheit (150) einen Abstand zu dem Objekt, eine Geschwindigkeit des Objekts und eine Peilung des Objekts auf der Grundlage eines zusammengesetzten Signals, das durch Kompensieren einer Phasendifferenz zwischen Signalen für das empfangene Signal und das erzeugte virtuelle Signal und durch Zusammensetzen der Signale, für die die Phasendifferenz kompensiert wurde, erhalten wird, erfasst.
Radarvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der die Bildungseinheit (160) für virtuelle Empfangsantennen ein virtuelles Signal außerhalb einer äußersten Empfangsantenne unter den mehreren Empfangsantennen nicht erzeugt.
Antennenvorrichtung, welche aufweist: eine Sendeantenneneinheit (110) enthaltend mehrere Sendeantennen; eine Sendeantennen-Gruppierungseinheit (120), die zum Gruppieren der mehreren Sendeantennen in eine vorbestimmte Anzahl von Sendenantennengruppen derart, dass die Sendeantennengruppen in der vorbestimmten Anzahl von Sendeantennengruppen mit einem vorbestimmten Sendeantennen-Gruppenintervall angeordnet und gebildet sind, konfiguriert ist; und eine Empfangsantenneneinheit (130) enthaltend mehrere Empfangsantennen, die mit einem Empfangsantennenintervall angeordnet sind, das auf der Grundlage der Anzahl von Sendeantennengruppen und des Sendeantennen-Gruppenintervalls angeordnet sind.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Anzahl von Sendeantennengruppen auf der Grundlage der Gesamtzahl von Sendeantennen und einer Größe einer Sendeantennengruppe bestimmt ist.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, weiterhin aufweisend: eine Bildungseinheit (160) für virtuelle Empfangsantennen, die zum Durchführen einer Steuerung derart, dass virtuelle Empfangsantennen virtuell an Positionen, an denen sich die mehreren Empfangsantennen nicht befinden, gebildet werden, konfiguriert ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Bildungseinheit (160) für virtuelle Empfangsantennen eine Steuerung derart durchführt, dass die virtuellen Empfangsantennen virtuell an Positionen, an denen sich die mehreren Empfangsantennen nicht befinden, gebildet werden, indem eine Signalverarbeitung durchgeführt wird, die ein virtuelles Signal mit einer Phasendifferenz im Vergleich zu einem durch die mehreren Empfangsantennen empfangenen Signal auf der Grundlage eines Antennenintervalls an einem Empfangsende enthaltend die mehreren Empfangsantennen und virtuellen Empfangsantennen erzeugt.