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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Radarsystem zum Erfassen
eines Ziels, wie z. B. eines Fahrzeugs, beispielsweise durch Verwenden von
Millimeterbandfunkwellen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
bekanntes Radarsystem, das im Patentdokument 1 offenbart ist, ist
eines, dass in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Automobil, installiert
ist, und zum Messen des Abstands zwischen Fahrzeugen und dergleichen
verwendet wird.
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Das
Radarsystem in dem Patentdokument 1 bewirkt, dass eine Strahlabtastvorrichtung
einen Strahl in drei Richtungen richtet. Falls in einer Mehrzahl
von unterschiedlichen Strahlrichtungen das gleiche Ziel erfasst
wird, berechnet das Radarsystem den Winkel des Ziels gemäß der Stärke eines
Empfangssignals in jeder Richtung. Falls andererseits das Ziel nur
in einer einzigen Strahlrichtung erfasst wird, bestimmt das Radarsystem,
dass der Winkel des Ziels gleich einem voreingestellten Winkel ist.
Patentdokument
1: japanische ungeprüfte
Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 2000-338222.
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Offenbarung
der Erfindung
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Probleme, die durch die
Erfindung gelöst
werden
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Das
oben beschriebene Fahrzeugradarsystem ist jedoch nicht in der Lage,
die Bewegung eines Ziels bei einer Auflösung zu verfolgen, die gleich
oder geringer ist als die Strahlbreite von Erfassungsfunkwellen.
Darüber
hinaus zeigt ein Strahlazimut, bei dem die Empfangssignalstärke ihre
Spitze erreicht, bei der Beobachtung von Änderungen bei der Empfangssignalstärke gemäß Änderungen
in der Strahlazimutrichtung nicht notwendigerweise die genaue Mittelposition
des Ziels an. Anders ausgedrückt,
das bekannte Fahrzeugradarsystem hat ein Problem der geringen Genauigkeit
beim Messen des Azimut eines Ziels.
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Selbst
wenn abgesehen von dem in Patentdokument 1 beschriebenen Verfahren
ein Strahl mit minimierter Breite zum Abtasten in der Azimutrichtung
verwendet wird, wird eine Auflösung
in der Azimutrichtung durch das Abtastintervall in der Azimutrichtung
bestimmt.
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Folglich
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radarsystem
mit verbesserter Leistungsfähigkeit
beim Erfassen der Position eines Ziels zu schaffen, wobei das Radarsystem
in der Lage ist, den Azimut eines Ziels bei einer Auflösungsfähigkeit zu
erfassen, die höher
ist als in dem Fall, wo die Bewegung eines Ziels nicht erfasst werden
kann bei einer Auflösung,
die gleich oder geringer ist als die Strahlbreite der Erfassungsfunkwellen,
und höher
ist als in dem Fall, wo eine Auflösung in der Azimutrichtung
bestimmt wird durch das Abtastintervall der Azimutrichtung, und
das in der Lage ist, das Problem zu lösen, wo die Spitzenposition
einer Empfangssignalstärke
von der Mitte eines Ziels abweicht.
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Einrichtungen
zum Lösen
des Problems
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Radarsystem eine Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungseinrichtung
zum Senden eines Strahls von Erfassungsfunkwellen mit einer vorbestimmten
Azimutbreite, der sich von links nach rechts von einem vorbestimmten
Azimut in der Mitte erstreckt, zum Empfangen einer reflektierten Welle von
einem Ziel, zum Ändern
eines Mittelazimuts des Strahls, und zum Erfassen der Verteilung von
Empfangssignalstärken
an vorbestimmten Winkelintervallen und für jeden vorbestimmten Abstand; und
eine Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Azimuts,
der einem Scheitel eines ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks entspricht, als einen Mittelazimut des
Ziels auf der Basis einer Strahlazimutbreite und Empfangssignalstärken bei zwei
Azimuten, die eine Mittelazimut-Erfassungsazimutbreite entfernt
voneinander sind und links und rechts von einem Azimut angeordnet
sind, der einem maximalen Wert in der Empfangssignalstärkeverteilung
innerhalb eines Abstands zu dem Ziel entspricht, wobei das ungefähre gleichschenklige
Dreieck die Strahlazimutbreite als seine Basis aufweist und zwei Punkte,
die die Empfangssignalstärken
darstellen, auf seinen zwei schiefen Seiten aufweist, wenn die Empfangsignalstärkeverteilung,
die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung
in dem Radarsystem ferner eine Einrichtung zum Definieren einer
Mehrzahl von Mittelazimuterfassungsazimutbreiten, zum Erfassen eines
Azimuts, der einem Scheitel eines ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
entspricht, bezüglich
jeder der Mittelazimuterfassungsazimutbreiten, und zum Durchführen einer
Bildung eines gewichteten Mittelwerts an den erfassten Azimuten.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Radarsystem
eine Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungseinrichtung
zum Senden eines Strahls von Erfassungsfunkwellen mit einer vorbestimmten
Azimutbreite, der sich von links nach rechts eines vorbestimmten
Azimuts in der Mitte erstreckt, zum Empfangen einer reflektierten
Welle von einem Ziel, zum Ändern
eines Mittelazimuts des Strahls und zum Erfassen der Verteilung der
Empfangssignalstärken
bei vorbestimmten Winkelintervallen und für jeden vorbestimmten Abstand; und
eine Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung
zum Erfassen eines Azimuts, der einem Scheitel eines ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks entspricht, als einen Mittelazimut des Ziels auf der Basis
einer Strahlazimutbreite, einer Empfangssignalstärke bei einem Azimut, der einem
maximalen Wert in der Empfangssignalstärkeverteilung innerhalb eines
Abstands zu dem Ziel entspricht, und einer höheren Empfangssignalstärke von
zwei Empfangssignalstärken
bei zwei Azimuten, die jeweils um eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite
nach links und rechts von dem Azimut beabstandet sind, der dem Maximalwert entspricht,
wobei das ungefähre
gleichschenklige Dreieck die Strahlazimutbreite als seine Basis
aufweist und zwei Punkte, die die Empfangssignalstärken darstellen,
auf seinen zwei schiefen Seiten aufweist, wenn die Empfangssignalstärkeverteilung,
die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Radarsystem
eine Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungseinrichtung
zum Senden eines Strahls von Erfassungsfunkwellen mit einer vorbestimmten
Azimutbreite, die sich von links nach rechts eines vorbestimmten
Azimuts in der Mitte erstreckt, zum Empfangen einer reflektierten
Welle von einem Ziel, zum Ändern
eines Mittelazimuts des Strahls, und zum Erfassen der Verteilung der
Empfangssignalstärken
bei vorbestimmten Winkelintervallen und für jeden vorbestimmten Abstand; und
eine Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung
zum Erfassen eines Azimuts, der einem Scheitel eines ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks entspricht, als einen Mittelazimut des Ziels auf der Basis
von Empfangssignalstärken
bei einer Mehrzahl von Azimuten, die vorbestimmte Mittelazimuterfassungsazimutbreiten
entfernt sind von und links und rechts angeordnet sind von einem
Azimut, der einem Maximalwert entspricht, bei der Empfangssignalstärkenverteilung
innerhalb eines Abstands zu dem Ziel, wobei das ungefähre gleichschenklige
Dreieck eine Mehrzahl von Punkten, die die Empfangssignalstärken bei
der Mehrzahl von Azimuten darstellen, auf seinen zwei schiefen Seiten
aufweist, wenn die Empfangssignalstärkeverteilung, die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Radarsystem
ferner eine Einrichtung zum Durchführen von Verarbeitung, falls
die Länge
der Basis des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks geringer ist als die Strahlazimutbreite
einer Hauptkeule des Strahls, so dass ein Azimut, der dem Scheitel
des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks entspricht, nicht als ein Mittelazimut
des Ziels behandelt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Radarsystem
eine Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungseinrichtung
zum Senden eines Strahls von Erfassungsfunkwellen mit einer vorbestimmten
Azimutbreite, der sich von links nach rechts von einem vorbestimmten
Azimut in der Mitte erstreckt, zum Empfangen einer reflektierten
Welle von einem Ziel, zum Ändern
eines Mittelazimuts des Strahls, und zum Erfassen der Verteilung
der Empfangssignalstärken
bei vorbestimmten Winkelintervallen und für jeden vorbestimmten Abstand;
und eine Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines
Azimuts, der einem Scheitel eines ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
entspricht, als einen Mittelazimut des Ziels auf der Basis einer
Empfangssignalstärke
bei einem Azimut, der einem Maximalwert entspricht, bei der Empfangssignalstärkeverteilung
innerhalb eines Abstands zu dem Ziel, und außerdem auf der Basis einer
geringeren Empfangssignalstärke
von zwei Empfangssignalstärken
bei zwei Azimuten, die jeweils um eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite
zu der linken und rechten Seite von dem Azimut beabstandet sind,
der dem Maximalwert entspricht, oder einer Mehrzahl von Empfangssignalstärken bei
einer Mehrzahl von Azimuten, die auf der gleichen Seite angeordnet
sind wie der Azimut, der der niedrigeren Empfangssignalstärke entspricht,
wobei das ungefähre
gleichschenklige Dreieck eine Mehrzahl von Punkten, die die Empfangssignalstärken darstellen, auf
einer seiner schiefen Seiten aufweist, und die Strahlazimutbreite
als seine Basis aufweist, wenn die Empfangssignalstärkeverteilung,
die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Radarsystem
eine Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungseinrichtung
zum Senden eines Strahls von Erfassungsfunkwellen mit einer vorbestimmten
Azimutbreite, der sich von links nach rechts von einem vorbestimmten
Azimut in der Mitte erstreckt, zum Empfangen einer reflektierten
Welle von einem Ziel, zum Ändern
eines Mittelazimuts des Strahls, und zum Erfassen der Verteilung
der Empfangssignalstärken
bei vorbestimmten Winkelintervallen und für jeden vorbestimmten Abstand;
und eine Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines
Azimuts, der einem Scheitel eines ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
entspricht, als einen Mittelazimut des Ziels auf der Basis einer
Empfangssignalstärke
bei einem Azimut, der einem Maximalwert entspricht, bei der Empfangssignalstärkeverteilung
innerhalb eines Abstands zu dem Ziel, und einer oder einer Mehrzahl von
Empfangssignalstärken
bei einem oder einer Mehrzahl von Azimuten, die eine oder eine Mehrzahl von
Mittelazimuterfassungsazimutbreiten innerhalb (links oder rechts)
des Azimuts sind, der dem Maximalwert entspricht, wobei das ungefähre gleichschenklige
Dreieck eine Mehrzahl von Punkten, die die Empfangssignalstärken darstellen,
auf einer seiner schiefen Seiten aufweist, und die Strahlazimutbreite
als seine Basis aufweist, wenn die Empfangssignalstärkeverteilung,
die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Radarsystem
eine Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungseinrichtung
zum Senden eines Strahls von Erfassungsfunkwellen mit vorbestimmter
Azimutbreite, die sich von links nach rechts eines vorbestimmten
Azimuts in der Mitte erstreckt, zum Empfangen einer reflektierten Welle
von einem Ziel, zum Ändern
eines Mittelazimuts des Strahls und zum Erfassen der Verteilung der
Empfangssignalstärken
bei vorbestimmten Winkelintervallen und für jeden vorbestimmten Abstand; und
eine Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung
zum Erfassen eines Azimuts, der einem Scheitel eines ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks entspricht, als einen Mittelazimut des Ziels, falls ein
Azimut, bei dem ein Empfangssignal seinen Maximalwert erreicht,
an einem Ende (links oder rechts) eines Erfassungsazimutwinkelbereichs
angeordnet ist, und falls die Bedingung, dass das Verhältnis einer
Azimutbreite, die durch Subtrahieren einer Mittelazimuterfassungsazimutbreite
von der Hälfte
der Strahlenazimutbreite erhalten wird, zu der Hälfte der Strahlazimutbreite
kleiner ist als das Verhältnis
einer Empfangssignalstärke bei
einem Azimut, der eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite innerhalb
(links oder rechts) eines äußersten
Azimuts ist, der einem Maximalwert entspricht, bei der Empfangssignalstärkeverteilung
innerhalb eines Abstands zu dem Ziel zu dem äußersten Azimut, der dem Maximalwert
entspricht, erfüllt ist,
auf der Basis der Signalstärke
bei dem äußersten Azimut,
der dem Maximalwert entspricht, der Empfangssignalstärke bei
dem Azimut, der eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite innerhalb
des äußersten Azimuts
liegt, und der Strahlazimutbreite, wobei das ungefähre gleichschenklige
Dreieck die Strahlazimutbreite als seine Basis aufweist und zwei
Punkte, die die Empfangssignalstärke
darstellen, auf seinen zwei schiefen Seiten aufweist, wenn die Empfangssignalstärkeverteilung,
die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt wird,
und falls die oben beschriebene Bedingung nicht erfüllt ist,
auf der Basis einer Empfangssignalstärke bei einem Azimut, der einem
Maximalwert entspricht, bei der Empfangssignalstärkeverteilung innerhalb eines
Abstands zu dem Ziel, und einer oder einer Mehrzahl von Empfangssignalstärken bei
einem oder einer Mehrzahl von Azimuten, die eine oder eine Mehrzahl
von Mittelazimuterfassungsazimutbreiten innerhalb (links oder rechts)
des Azimuts liegen, der dem maximalen Wert entspricht, wobei das
ungefähre
gleichschenklige Dreieck eine Mehrzahl von Punkten, die die Empfangssignalstärken darstellen,
auf einer seiner schiefen Seiten aufweist, und die Strahlazimutbreite
als seine Basis aufweist, wenn die Empfangssignalstärkeverteilung,
die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Radarsystem
ferner eine Empfangssignalstärkeverteilung-Korrektureinrichtung
zum Subtrahieren einer Verteilung, die dem gleichschenkligen Dreieck
entspricht, das den Azimut des Ziels, der durch die Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung
erfasst wird, als seinen Scheitel aufweist und die Strahlazimutbreite
als seine Basis aufweist, von der Empfangssignalstärkeverteilung umfasst,
falls die Empfangssignalstärkeverteilung
innerhalb eines Abstands zu dem Ziel sich weiter erstreckt als die
Strahlazimutbreite in der Azimutrichtung,.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung subtrahiert die Empfangssignalstärkeverteilungskorrektureinrichtung
in dem Radarsystem sequentiell eine Verteilung für das gleichschenklige Dreieck,
die einem Ziel entspricht, dessen Mittelazimut erfasst wird, von
der Empfangssignalstärkeverteilung.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung variiert die Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungseinrichtung
in dem Radarsystem den Mittelazimut des Strahls innerhalb eines
Erfassungsazimutwinkelbereichs, und die Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung
umfasst ferner eine Einrichtung zum Variieren der Mittelazimuterfassungsazimutbreite
gemäß einem
Azimut, der einem Maximalwert entspricht bei der Empfangssignalstärkeverteilung
innerhalb eines Abstands zu dem Ziel.
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Vorteilhafter
Effekt der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst eine Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungseinrichtung
die Verteilung von Empfangssignalstärken bei vorbestimmten Winkelintervallen
und für
jeden vorbestimmten Abstand, und eine Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung
erfasst den Azimut eines Ziels auf der Basis einer Strahlazimutbreite
und Empfangssignalstärken
bei zwei Azimuten, die eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite entfernt
sind voneinander und links und rechts von einem Azimut angeordnet
sind, der einem Maximalwert in der Empfangssignalstärkeverteilung
innerhalb eines Abstands zu dem Ziel entspricht. Wenn der Azimut
des Ziels und die Empfangssignalstärkeverteilung, die von der
Strahlabtastung erhalten werden, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt werden,
wo die Empfangssignalstärkeverteilung,
die Änderungen des
Azimuts zugeordnet ist, gezeigt ist, wird die Empfangssignalstärkeverteilung
genähert
durch die Form eines gleichschenkligen Dreiecks, die eine Azimutbreite,
die durch die Strahlazimutbreite definiert ist, als seine Basis
aufweist. Daher kann der Azimut des Ziels bei einer Auflösungsfähigkeit
erfasst werden, die höher
ist als in dem Fall, wo die Bewegung eines Ziels nicht bei einer
Auflösung
erfasst werden kann, die gleich oder geringer ist als die Strahlbreite
der Erfassungsfunkwellen, und höher
ist als in dem Fall, wo eine Auflösung in der Azimutrichtung
bestimmt wird durch das Abtastintervall in der Azimutrichtung.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden eine Mehrzahl
von Mittelazimuterfassungsazimutbreiten definiert und eine Bildung
eines gewichteten Mittelwerts wird durchgeführt an Mittelazimuten des Ziels,
die bezüglich
diesen Mittelazimuterfassungsazimutbreiten er fasst werden. Daher
kann der Mittelazimut des Ziels mit einem hohen Grad an Genauigkeit
erfasst werden, gemäß der Form
der Empfangssignalstärkeverteilung.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst eine Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungseinrichtung
die Verteilung von Empfangssignalstärken bei vorbestimmten Winkelintervallen
und für
jeden vorbestimmten Abstand, und eine Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung
erfasst den Azimut eines Ziels auf der Basis einer Strahlazimutbreite,
einer Empfangssignalstärke
bei einem Azimut, der einem Maximalwert bei der Empfangssignalstärkeverteilung
innerhalb eines Abstands zu dem Ziel entspricht, und einer höheren Empfangssignalstärke von
zwei Empfangssignalstärken
bei zwei Azimuten, die jeweils um eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite
nach links und rechts von dem Azimut getrennt sind, der dem Maximalwert
entspricht. Daher kann der Azimut des Ziels erfasst werden, wobei
den Empfangssignalstärken
besondere Bedeutung beigemessen wird, die durch das obere Ende einer
glockenförmigen
Kurve dargestellt werden, die bei der Empfangssignalstärkeverteilung
erscheint.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Scheitel eines
ungefähr gleichschenkligen
Dreiecks mit einer Mehrzahl von Punkten auf seinen zwei schiefen
Seiten erfasst werden als ein Mittelazimut des Ziels, wobei die
Mehrzahl von Punkten jeweils eine Empfangssignalstärke in der
Empfangssignalstärkeverteilung
darstellen, die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist. Somit kann der Mittelazimut des Ziels
genau erfasst werden von der Mehrzahl von Punkten in der Empfangssignalstärkeverteilung.
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Wenn
gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die Empfangssignalstärkeverteilung
genähert
wird durch das ungefähre
gleichschenklige Dreieck, das Punkte, die Empfangssignalstärken in
der Empfangssignalstärkeverteilung
darstellen, auf seinen zwei schiefen Seiten aufweist, wird, falls
die Länge
der Basis des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks kleiner ist als die Azimutbreite einer
Hauptkeule des Strahls, eine Verarbeitung durchgeführt, so
dass ein Azimut, der dem Scheitel des ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
entspricht, nicht als ein Mittelazimut des Ziels behandelt wird.
Eine fehlerhafte Erfassung, bei der der Mittelazimut des Ziels von
der Empfangssignalstärkeverteilung
erfasst wird, die einer Seitenkeule entspricht, kann somit verhindert
werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Scheitel eines
ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks, das eine Mehrzahl von Punkten auf einer
seiner schiefen Seiten aufweist, als ein Mittelazimut des Ziels
erfasst werden, wobei die Mehrzahl von Punkten jeweils eine Empfangssignalstärke in der
Empfangssignalstärkeverteilung
darstellen, die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist. Somit kann von der Mehrzahl von Punkten
in der Empfangssignalstärkeverteilung
der Mittelazimut des Ziels genau erfasst werden.
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Wenn
gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die Form der Empfangssignalstärkeverteilung
genähert
wird durch ein gleichschenkliges Dreieck auf der Basis von Empfangssignalstärken bei
einer Mehrzahl von Azimuten, die vorbestimmte Spitzenerfassungsazimutbreiten
entfernt sind von und auf der linken oder rechten Seite eines Azimuts
angeordnet sind, der einem Maximalwert bei der Empfangssignalstärkeverteilung
entspricht, wird ein Azimut, der einem Scheitel des gleichschenkligen Dreiecks
entspricht, als ein Mittelazimut des Ziel erfasst. Daher kann der
Mittelazimut des Ziels erfasst werden, selbst wenn ein glockenförmiges Muster, das
in der Empfangssignalstärkeverteilung
erscheint, die von einer reflektierten Welle des Ziels erzeugt wird,
in einem Ende des Erfassungswinkelbereich vorliegt. Somit kann der
Mittelazimut des Ziels im Wesentlichen über den gesamten Winkelbereich
innerhalb des Erfassungsazimutwinkelbereichs erfasst werden.
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Selbst
wenn ein Azimut, der dem Maximalwert des Empfangssignals entspricht,
an einem Ende (links oder rechts) des Erfassungsazimutwinkelbereichs
angeordnet ist, kann gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, falls Signalstärken bei
Azimuten, die Mittelazimuterfassungsazimutbreiten innerhalb des
Azimuts liegen, der dem Maximalwert entspricht, als Punkte auf zwei
schiefen Seiten eines gleichschenkligen Dreiecks angesehen werden
können,
ein Azimut, der dem Scheitel des gleichschenkligen Dreiecks entspricht,
das die zwei Punkte aufweist, die Empfangssignalstärken auf
seinen zwei schiefen Seiten darstellen, als ein Mittelazimut des
Ziels erfasst werden. Der Mittelazimut des Ziels kann somit genau
erfasst werden, selbst wenn er nahe einem Ende des Erfassungsazimutwinkelbereichs
liegt.
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Falls
gemäß einem
weiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung zwei Ziele, in der Azimutrichtung
eng beabstandet sind, mit einem Abstand, der kleiner ist als die
Strahlazimutbreite, weist eine Empfangssignalstärkeverteilung, die reflektierten
Wellen von diesem Ziel entspricht, zwei glockenförmige Muster auf, die teilweise überlappen.
Falls sich bei der vorliegenden Erfindung die Empfangssignalstärkeverteilung
in der Azimutrichtung weiter erstreckt als die Strahlazimutbreite,
wird eine Verteilung für das
gleichschenklige Dreieck, das einem Ziel entspricht, das bei einem
Azimut angeordnet ist, der von Empfangssignalstärken erhalten wird, die durch Punkte
auf einer der schiefen Seiten dargestellt werden, von der Empfangssignalstärkeverteilung
subtrahiert. Somit kann eine Empfangssignalstärkeverteilung, die von dem
anderen Ziel erzeugt wird, extrahiert werden. Selbst wenn zwei Ziele
eng beabstandet sind mit einem Abstand, der kleiner ist als die Strahlazimutbreite,
kann daher der Mittelazimut jedes Ziels erfasst werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung variiert die Empfangssignalstärkeverteilung-Erfassungsein richtung
den Mittelazimut des Strahls innerhalb des Erfassungsazimutwinkelbereichs,
während
die Zielmittelazimut-Erfassungseinrichtung
die Spitzenerfassungsazimutbreite abhängig von dem Mittelazimut innerhalb
des Erfassungsazimutwinkelbereichs variiert. Selbst wenn die Azimutbreite
des Strahls ansprechend auf Änderungen
bei dem Mittelazimut des Strahls geändert wird, kann daher der
Mittelazimut des Ziels mit einem hohen Grad an Genauigkeit erfasst
werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Signalsystems eines Radarsystems
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
zeigt.
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2 stellt
die Positionsbeziehung einer Antenne, Strahlen und eines Ziels dar.
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3 stellt
ein Beispiel einer Frequenzdifferenz zwischen Überlagerungssignalen dar, die
in einer Aufwärtsmodulationsperiode
und einer Abwärtsmodulationsperiode
des Radarsystems erzeugt werden.
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4 stellt
ein Beispiel von Signalstärkeverteilungen
von Spitzengruppen in einer Azimutrichtung dar.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verarbeitungsverfahren des Radarsystems
zeigt.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verarbeitungsverfahren bei Schritt S10
in 5 zeigt.
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7 stellt
eine Beziehung zwischen einer Empfangssignalstärkeverteilung und einem ungefähren gleichschenkligen
Dreieck dar.
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8 stellt
ein Beispiel von Änderungen
in der Form einer Empfangssignalstärkeverteilung gemäß dem Strahlazimut
dar.
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9 stellt
ein Zielmittelazimuterfassungsverfahren eines Radarsystems gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dar.
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10 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Zielmittelazimuterfassung
zeigt.
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11 stellt
eine Beziehung zwischen einer Empfangssignalstärkeverteilung und einem ungefähren gleichschenkligen
Dreieck gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
dar.
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12 stellt
ein Zielmittelazimuterfassungsverfahren eines Radarsystems gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
dar.
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13 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Zielmittelazimuterfassung
zeigt.
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14 stellt
ein Zielmittelazimuterfassungsverfahren eines Radarsystems gemäß einem
fünften Ausführungsbeispiel
dar.
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15 stellt
ein Zielmittelazimuterfassungsverfahren eines Radarsystems gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
dar.
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16 stellt
eine Beziehung zwischen einer Empfangssignalstärkeverteilung und einem ungefähren gleichschenkligen
Dreieck gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel
dar.
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17 stellt
die Positionsbeziehung einer Hauptkeule, Seitenkeulen und eines
Ziels gemäß einem
achten Ausführungsbeispiel
dar.
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18 stellt
eine Differenz bei der Form von Empfangssignalstärkeverteilungen zwischen einer Hauptkeule
und einer Seitenkeule dar.
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19 stellt
ein Beispiel der Positionsbeziehung von zwei Zielen bezüglich eines
Radarsystems gemäß einem
neunten Ausführungsbeispiel
dar.
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20 stellt
ein Beispiel von Empfangssignalstärkeverteilungen dar, die von
der oben beschriebenen Beziehung erhalten werden.
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21 stellt
ein Verfahren zum Erfassen des Mittelazimuts eines Ziels dar.
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22 stellt
ein Verfahren zum Erfassen des Mittelazimuts des anderen Ziels dar.
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23 stellt
ein Zielmittelazimuterfassungsverfahren des Radarsystems dar.
-
- IL
- ungefähres gleichschenkliges
Dreieck
- IB
- Basis
des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks (Azi
-
- mutbreite)
- IH
- Höhe des ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
- Td
- Scheitelazimut
des ungefähren
gleichschenkligen Drei
-
- ecks
(Mittelazimut des Ziels)
- DL
- Empfangssignalstärkeverteilung
- DW
- Mittelazimuterfassungsazimutbreite
- IS
- schiefe
Seite des ungefähren
gleichschenkligen Drei
-
- ecks
-
Bester Modus
zum Ausführen
der Erfindung
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Das
Radarsystem des ersten Ausführungsbeispiels
wird nun mit Bezugnahme auf 1 bis 8 beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Gesamtstruktur des Radarsystems zeigt.
Ein VCO 1 variiert die Oszillationssequenz gemäß einer
Steuerspannung, die von einem DA-Wandler 11 ausgegeben
wird. Ein Isolator 2 sendet ein Oszillationssignal von
dem VCO 1 zu einem Koppler 3, um ein reflektiertes
Signal daran zu hindern, in den VCO einzudringen. Während das
Signal über
den Isolator 2 zu einem Zirkulator 4 gesendet
wird, sendet der Koppler 3 einen Teil des Sendesignals,
bei einem vorbestimmten Verhältnis
zu einem Mischer 6 als ein lokales Signal Lo. Der Zirkulator 4 sendet
das Sendesignal zu einer Antenne 5, währen er ein Empfangssignal
von der Antenne 5 an den Mischer 6 liefert. Die Antenne 5 sendet
einen Millimeterwellenstrahl von frequenzmodulierten kontinuierlichen
Wellen von dem VCO 1 zu einer bestimmten Richtung, und
empfängt
ein reflektiertes Signal von demselben. Darüber hinaus ändert die Antenne 5 regelmäßig die
Richtung des Strahls über
einen Erfassungswinkelbereich.
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Der
Mischer 6 mischt das lokale Signal Lo von dem Koppler 3 mit
dem Empfangssignal von dem Zirkulator 4, um ein Zwischenfrequenzsignal
IF auszugeben. Eine IF-Verstärkungsschaltung 7 verstärkt das
Zwischenfrequenzsignal um einen vorbestimmten Gewinn gemäß dem Abstand.
Ein A/D-Wandler 8 wandelt das verstärkte Spannungssignal zu digitalen Daten
um und liefert die digitalen Daten an einen DSP 9. Auf
den Empfang der digitalen Daten von dem A/D-Wandler 8 hin
speichert der DSP 9 vorübergehend
digitale Daten, die zumindest einer Abtastung entsprechen (d. h.
Abtasten mit einer Mehrzahl von Strahlen innerhalb des vorbestimmten
Erfassungswinkelbereichs). Dann berechnet der DSP 9 gemäß der nachfolgend
beschriebenen Verarbeitung den Azimut eines Ziels von der Antenne,
einen Abstand zu dem Ziel von der Antenne und die relative Geschwindigkeit
des Ziels bezüglich
der Antenne. Eine Mikro-Controller-Einheit (MCU) 10 liefert
sequentiell Modulationsdaten von den VCO 1 an einen D/A-Wandler 11,
um die Oszillationsfrequenz des VCO mit einer kontinuierlichen Dreieckwelle
einer Frequenzmodulation zu unterziehen. Darüber hinaus führt die
MCU 10 Verarbeitung an einem Abtastmechanismus 12 durch,
um die Richtung der Antenne 5 zu ändern. Ferner liefert die MCU 10 an
den DSP 9 Daten, die der Zeitgebung eines Modulationssignals zu
dem VCO 1 und die Richtung und dem Azimut der Antenne 5 zu
beschreiben. Der DSP 9 umfasst einen FFT-Prozessor 91,
der digitale Daten empfängt,
die durch den A/D-Wandler erzeugt werden, und ein Frequenzspektrum
bestimmt; einen Spitzenerfassungsprozessor 92 zum Erfassen
einer Spitzenposition auf der Frequenzachse von dem Sequenzspektrum;
einen Azimutberechnungsprozessor 93 zum Erfassen des Mittelazimuts
des erfassten Ziels; und einen Prozessor 94 zum Berechnen
des Abstands zu dem Ziel und der relativen Geschwindigkeit des Ziels.
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2 stellt
die Positionsbeziehung eines Fahrzeugs, das ein Ziel ist, einer
Antenne und Strahlen dar. Die Bezugszeichen b – n,... b0,... und b + n bezeichnen
jeweils einen Strahl von Erfassungswellen von der Antenne 5.
Strahlabtasten wird erreicht durch Ändern der Richtung der Antenne 5 über den Erfassungswinkelbereich.
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3 stellt
ein Beispiel der Differenz bei der Frequenzänderung zwischen einem Sendesignal und
einem Empfangssignal dar, wobei die Differenz verursacht wird durch
den Abstand zu einem Ziel und die relative Geschwindigkeit des Ziels.
Eine Aufwärtsüberlagerungsfrequenz
fBU stellt eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal
in einem Modus ansteigender Frequenz des Sendesignals dar, eine
Abwärtsüberlagerungsfrequenz
fBD stellt eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem
Empfangssignal in einem Modus absteigender Frequenz des Sendesignals
dar, und Δf
bezeichnet eine Frequenzverschie bungsbreite. Eine Verschiebung entlang
der Zeitachse (Zeitdifferenz) zwischen den Dreieckwellen des Sendesignals
und dem Empfangssignal entspricht der Zeit, die für Funkwellen
notwendig ist, um zu dem Ziel und zurück zu der Antenne zu gelangen.
Eine Verschiebung entlang der Frequenzachse zwischen dem Sendesignal
und dem Empfangssignal entspricht der Größe der Doppler-Verschiebung,
die durch die relative Geschwindigkeit des Ziels bezüglich der
Antenne bewirkt wird. Die Zeitdifferenz und die Größe der Doppler-Verschiebung ändern die Werte
der Aufwärtsüberlagerung
fBU und der Abwärtsüberlagerung
fBD. Anders ausgedrückt,
das Erfassen der Frequenzen der Aufwärtsüberlagerung der Abwärtsüberlagerung
ergibt den Abstand von dem Radarsystem zu dem Ziel und die relative
Geschwindigkeit des Ziels bezüglich
des Radarsystems.
-
4 stellt
ein Beispiel dar, wo Frequenzspektren für unterschiedliche Azimute
in der Azimutrichtung angeordnet sind. 4(A) stellt
Spitzenfrequenzen in Spitzen dar, die in den Frequenzspektren von Überlagerungssignalen
in Aufwärtsmodulationsperioden
von Strahlen bei unterschiedlichen Azimuten erscheinen. 4(B) stellt Spitzenfrequenzen in Spitzen
dar, die in den Frequenzspektren von Überlagerungssignalen in Abwärtsmodulationsperioden
von Strahlen bei unterschiedlichen Azimuten erscheinen. Strahlazimute
sind durch die horizontale Achse dargestellt, während Frequenzen in Spitzen, die
in Frequenzspektren enthalten sind, durch die vertikale Achse dargestellt
sind und in rechwinkligen Koordinaten aufgezeichnet sind.
-
Bei
diesem Beispiel, wie bei 4(A), erscheinen
eine Spitzengruppe Gu1 und eine Spitzengruppe Gu2 in der Aufwärtsmodulationsperiode;
jede Gruppe umfasst Spitzen, die in einer bestimmten Form in dem
Strahlazimut und der Frequenzrichtung verteilt sind. Gleichartig
dazu, wie in 4(B) erscheinen eine
Spitzengruppe Gd1 und eine Spitzengruppe Gd2 in der Abwärtsmodulationsperiode;
jede Gruppe umfasst Spitzen, die in einer bestimmten Form in dem
Strahlazimut und der Frequenzrichtung verteilt sind.
-
In 4 sind
nur die Positionen der jeweiligen Spitzen, die in den Frequenzspektren
enthalten sind, durch schwarze Punkte angezeigt. Die Verteilung
ihrer Stärken
(Empfangssignalstärken)
ist glockenförmig
in der Azimutrichtung.
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Hier
wird Paarung durchgeführt,
um zu bestimmen, welche der Mehrzahl von Spitzengruppen, die in
der Aufwärtsmodulationsgruppe
erscheinen, mit welcher der Mehrzahl von Spitzengruppen gepaart
ist, die in der Abwärtsmodulationsperiode
erscheinen. Anders ausgedrückt,
eine Bestimmung wird durchgeführt,
ob zwei Gruppen durch Reflexion von dem gleichen Ziel erzeugt werden.
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Dann
werden der Abstand zu dem Ziel und die relative Geschwindigkeit
des Ziels auf der Basis der Frequenzen der beiden Gruppen bestimmt,
die in der Aufwärtsmodulationsperiode
und der Abwärtsmodulationsperiode
zu paaren sind.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verarbeitungsverfahren des DSP 9 und
der MCU 10 in 1 zeigt. Zuerst führt der
Abtastmechanismus 12 eine Steuerung durch, um einen Strahl
zu einem Anfangsazimut (S1) zu richten. In diesem Zustand werden
Abschnitte von Überlagerungssignaldigitaldaten, die
durch den A/D-Wandler 8 erzeugt werden, erhalten, soviel
wie vorbestimmte Abtastzählwerte,
und an den erhaltenen Daten wird FFT durchgeführt (S2 → S3).
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Als
Nächstes
wird ein Abschnitt, an dem die Signalstärke in dem Frequenzspektrum
ihre Spitze auf der Frequenzachse erreicht, erfasst. Dann werden
dessen Spitzenfrequenz und Signalstärke bei der Spitzenfrequenz
extrahiert (S4).
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Als
Nächstes
wird durch Bezugnahme auf die extrahierte Spitzenfrequenz und Signalstärke bei dem
benachbarten (vorhergehenden) Strahlazimut eine Bestimmung durchgeführt bezüglich einer
Gruppe, zu der eine Spitzenfrequenz und ihre zugeordnet Signalstärke bei
dem aktuellen Strahlazimut zugewiesen werden sollen (S5). Anders
ausgedrückt,
diejenigen bei denen eine Differenz zwischen Spitzenfrequenzen innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs liegt, werden gruppiert.
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Danach,
nachdem der Strahlazimut um einen Strahl verschoben ist, wird eine ähnliche
Verarbeitung durchgeführt
(S6 → S7 → S2 → ...).
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Durch
Wiederholen der oben beschriebenen Verarbeitung bis zu dem letzten
Strahl wird ein Spitzenfrequenzspektrum für jeden Strahlazimut in der Aufwärtsmodulationsperiode
und der Abwärtsmodulationsperiode
bestimmt, in einem Erfassungsbereich mit einer vorbestimmten Breite
in der Azimutrichtung.
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Als
Nächstes
werden ein typischer Azimut, eine typische Spitzenfrequenz, eine
typische Signalstärke
und eine Signalstärkeverteilung
in der Azimutrichtung für
jede Gruppe bestimmt (S8). Beispielsweise wird der Mittelazimut
einer Gruppe, die sich in der Strahlazimutrichtung und entlang der
Frequenzachse erstreckt, als ein typischer Azimut verwendet, die
Mitte eines Frequenzbereichs, der sich entlang der Frequenzachse
bei dem typischen Azimut erstreckt, wird als eine typische Spitzenfrequenz verwendet,
und eine Signalstärke
bei der typischen Spitzenfrequenz wird als eine typische Signalstärke verwendet.
Darüber
hinaus wird eine Änderung
bei der Signalstärke
in der Azimutrichtung bei der typischen Spitzenfrequenz als Empfangssignalstärkeverteilungsdaten
berechnet.
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Als
Nächstes
wird der Mittelazimut jeder Gruppe durch das nachfolgend beschriebene
Verfahren bestimmt (S10). Dann wird der Abstand zu dem Ziel und
die Daten für
den genau bestimmten Mittelazimut des Ziels zu dem System der nachfolgenden Ebene
ausgegeben (S11).
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7 stellt
ein Beispiel der Verteilung von Empfangssignalstärken eines Aufwärtsüberlagerungssignals
oder eines Abwärtsüberlagerungssignals
bei einem vorbestimmten Abstand in der Strahlazimutrichtung dar.
Die horizontale Achse stellt den Strahlmittelazimut dar und zeigt
insbesondere den Bereich, wo die Empfangssignalstärkenverteilungskurve
glockenförmig
ist. Die vertikale Achse stellt die Empfangssignalstärken dar,
normiert durch Definieren des Spitzenwerts der Empfangssignalstärke als 1.
Jeder Kreis in 7 zeigt eine Empfangssignalstärke bei
jedem Strahlazimut an. Eine Kurve DL, die eine Mehrzahl von Punkten
verbindet, die durch diese Kreise angezeigt sind, stellt die Verteilung
von Empfangssignalstärken
in der Azimutrichtung dar. Die Empfangssignalstärkeverteilung DL kann durch ein
gleichschenkliges Dreieck IL genähert
werden, dass eine Azimutbreite IB als seine Basis und eine Höhe IH aufweist.
Hierin nachfolgend wird dieses gleichschenklige Dreieck IL als ein
ungefähres gleichschenkliges
Dreieck bezeichnet. Die Azimutbreite IB, die die Basis des ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks IL ist, wird durch die Azimutbreite des Ziels und die Strahlazimutbreite
an einem gegeben Abstand zu dem Ziel bestimmt. Anders ausgedrückt, IB
erhöht
sich, wenn sich die Zielbreite in der Azimutrichtung erhöht, und
IB erhöht
sich auch, während
sich die Strahlbreite in der Azimutrichtung erhöht. Der mögliche Bereich der Azimutbreite
des Ziels ist jedoch begrenzt. Beispielsweise ist für ein Millimeterwellenradar
in einem Fahrzeug das Ziel, das zu erfassen ist, ein Fahrzeug. Daher
kann die Azimutbreite IB, die die Basis des ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks IL ist, bestimmt werden durch die Strahlazimutbreite bei
einem gegebenen Abstand zu dem Ziel.
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Selbst
wenn die Größen der
Ziele gleich sind, erhöht
sich gleichzeitig die Azimutbreite des Ziels, wenn sich der Abstand
von der Antenne des Radarsystems verringert, während sich die Azimutbreite
des Ziels verringert, wenn sich der Abstand von der Antenne des
Radarsystems erhöht.
Der mögliche
Bereich des Abstands des Ziels, das zu erfassen ist, ist jedoch
beschränkt.
Für ein
Millimeterwellenradar in einem Fahrzeug wird häufig ein Fahrzeug, das mehr
als 10 Meter entfernt ist, für
die Erfassung anvisiert. Daher nimmt die Azimutbreite IB, die die Basis
des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks IL ist, einen konstanten Wert an, der
durch die Strahlazimutbreite bestimmt wird, unabhängig von
dem Abstand zu dem Ziel.
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Der
absolute Wert einer Empfangssignalstärke ist proportional zu der
Größe und dem
Reflexionskoeffizienten eines Ziels, und ist invers proportional
zu dem Quadrat des Abstands zu dem Ziel. Falls Empfangssignalstärken normiert
werden durch Definieren des Spitzenwerts als 1, ist die Azimutbreite
IB, die die Basis des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks IL ist, nur durch die Strahlazimutbreite
bestimmt. In 7 wird für eine vereinfachte Ansicht die
Empfangssignalstärkeverteilung
IL normiert DL normiert durch Definieren des Spitzenwerts als 1.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verarbeitungsverfahren zum Erfassen des
Mittelazimuts des Ziels bei Schritt S10 in 5 zeigt.
Zuerst wird für
jeden Abstand in dem erfassbaren Abstandsbereich die Empfangssignalstärkeverteilung
bei im Wesentlichen dem gleichen Abstand bestimmt (S111). Als Nächstes wird
der Azimut, bei dem die Empfangssignalstärke ihre Spitze erreicht, für jeden
Abstand erfasst (S112). Bei dem in 7 gezeigten
Beispiel wird ein Strahlazimut A3, bei dem die Empfangssignalstärke ihre
Spitze erreicht, erfasst. Dann wird der Mittelazimut des Ziels berechnet
von den Empfangssignalstärken
von Strahlen, die eine vorbestimmte Anzahl von Strahlen entfernt
sind von dem Spitzenazimut, wobei die Azimutbreite die Basis des ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks ist (5113). Bei dem in 7 gezeigten
Beispiel werden die Empfangssignalstärken L1 und L5 der Strahlen,
die eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite TW (d. h. Azimutbreite
für die
Erfassung eines Mittelazimuts) von dem Spitzenazimut A3 entfernt sind,
extrahiert, und ein Mittelazimut Td des ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
IL wird als der Mittelazimut des Ziels bestimmt, durch Verwenden
der nachfolgend beschriebenen Gleichung.
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Bei 7 ist
die Summe der Längen
der Basen von zwei schraffierten rechtwinkligen Dreiecken mit Höhen von
L1 und L5 gleich der Differenz, die erhalten wird durch Subtrahieren
der Länge,
die (A5 – A1)
entspricht, von der Basislänge
IB des ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks. Da diese Dreiecke ähnlich
sind und bezüglich
der vertikalen Achse symmetrisch sind, wird die Basislänge des
rechteckigen Dreiecks mit der Höhe
L1 ausgedrückt
als {IB – (A5 – A1)}L1/(L1
+ L5).
-
Der
Mittelazimut Td des Ziels wird erhalten durch Addieren der Hälfte der
Länge der
Basislänge IB
des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks zu der Differenz, die erhalten wird durch
Subtrahieren der oben beschriebenen Basislänge von A1, und kann somit
wie folgt ausgedrückt
werden: Td = A1 +
IB/2 – {(IB – A5 + A1)L1}/(L1
+ L5) (1)
-
Das
Einsetzen von A1 = –2,0°, A2 = –1,0°, A3 = 0°, A4 = 1,0°, A5 = 2,0°, IB = 6,2°, L1 = 0,27
und L5 = 0,51 in die Gleichung (1) ergibt einen Zielazimut Td von
0,33°. Somit
kann der Mittelazimut des Ziels bei einer Auflösungsfähigkeit erfasst werden, die
höher ist
als in dem Fall, wo die Bewegung eines Ziels nicht erfasst werden
kann bei einer Auflösung,
die gleich oder geringer ist als die Strahlbreite von Erfassungsfunkwellen,
und höher
ist als in dem Fall, wo eine Auflösung in der Azimutrichtung
bestimmt wird durch das Abtastintervall in der Azimutrichtung.
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8 stellt
ein Beispiel von Veränderungen bei
der Empfangssignalstärkeverteilung
dar, wenn der Strahlazimut variiert wird, während die Größe des Ziels
und der Abstand zu dem Ziel beibehalten werden. In 8 stellt
die hori zontale Achse die relative Position eines Primärstrahlers
bezüglich
einer dielektrischen Linse dar. Der Primärstrahler wird in der Brennebene
der dielektrischen Linse entlang einer Kurve oder einer geraden
Linie im Wesentlichen orthogonal zu der optischen Achse der dielektrischen Linse
bewegt. Während
sich der Primärstrahler
von der optischen Achse entfernt, erhöht sich die Strahlbreite in
der Azimutrichtung oder die Strahlbreite der Richtung orthogonal
zu der Azimutrichtung aufgrund einer Komaaberration der dielektrischen
Linse. Daher, während
sich der Strahlazimut von der Vorderseite des Primärstrahlers
entfernt, verringert sich der Spitzenwert der Empfangssignalstärke relativ,
während
sich die Strahlbreite erhöht.
Wenn somit die Strahlazimutbreite zum Bestimmen der Basis (Azimutbreite)
IB des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks gemäß dem Spitzenazimut
variiert wird, kann eine Näherung
zu dem gleichschenkligen Dreieck von dem glockenförmigen Muster,
das in der Empfangssignalstärkeverteilung
erscheint (d. h. Übereinstimmen
des gleichschenkligen Dreiecks mit dem glockenförmigen Muster) mit einem hohen
Grad an Genauigkeit erreicht werden. Darüber hinaus kann die Mittelazimuterfassungsazimutbreite
DW nach Bedarf geändert
werden, gemäß der Empfangssignalstärke, die
sich abhängig
von dem Strahlazimut ändert.
-
Die
Strahlazimutbreite und Mittelazimuterfassungsazimutbreite DW zum
Bestimmen der Basis (Azimutbreite) IB des ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
können
entweder erhalten werden durch Verwenden von Gleichungen oder durch
Bezugnahme auf eine Tabelle, die im Voraus vorbereitet wurde.
-
Als
Nächstes
wird ein Radarsystem des zweiten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme
auf 9 und 10 beschrieben.
-
Ein
Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel
ist der Prozess zum Erfassen des Mittelazimut des Ziels. Bei dem
in 7 gezeigten Beispiel wird der Scheitelazimut den ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks bestimmt auf der Basis der Empfangssignalstärken von
zwei Strahlen, die eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite DW entfernt voneinander
sind, wobei der Spitzenazimut A3, der von der Empfangssignalstärkeverteilung
erhalten wird, zwischen den Strahlen zentriert ist. Bei dem in 9 gezeigten
Beispiel sind jedoch drei Mittelazimuterfassungsazimutbreiten DW1,
DW2 und DW3 gegeben, anstatt der oben beschriebenen einzelnen Mittelazimuterfassungsazimutbreite
DW. Dann wird in jedem Fall der Mittelazimut erfasst auf der Basis der
Empfangssignalstärken
der Strahlen, die ihre entsprechende Azimutbreite entfernt von dem
Spitzenazimut sind.
-
10 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verarbeitungsverfahren in Schritt S10
bei 5 des ersten Ausführungsbeispiels zeigt. Zunächst wird
für jeden Abstand
innerhalb des erfassbaren Abstandsbereichs die Empfangssignalstärkenverteilung
bei im Wesentlichen dem gleichen Abstand bestimmt (S110). Als Nächstes wird
für jeden
Abstand der Azimut A3, bei dem die Empfangssignalstärke ihre
Spitze erreicht, erfasst (S112). Dann werden die drei Mittelazimuterfassungsazimutbreiten
DW1, DW2 und DW3 definiert, anstatt der oben beschriebenen einzelnen
Mittelazimuterfassungsazimutbreite DW. Als Nächstes werden mit Bezugnahme
auf jede der Mittelazimuterfassungsazimutbreiten DW1, DW2 und DW3
die Empfangssignalstärken
von Strahlen, die ihre entsprechende Azimutbreite entfernt von dem Spitzenazimut
sind, bestimmt. Auf der Basis der Empfangssignalstärken, die
wie oben beschrieben bestimmt wurden, wird der Scheitelazimut des
ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks bestimmt (S113'). Dann wird ein Wert, der erhalten
wird durch Durchführen
der Bildung eines gewichteten Mittelwerts an den Scheitelazimuten,
die bezüglich
den Mittelazimuterfassungsazimutbreiten DW1, DW2 und DW3 bestimmt
werden, als der Mittelazimut des Ziels erfasst.
-
Genauer
gesagt, die Zielmittelazimute Td1, Td2 und Td3, die den entsprechenden
Mittelazimuterfassungsazimutbreiten DW1, DW2 und DW3 entsprechen,
werden auf Basis der Gleichung (1) bestimmt. Dann ergibt das Durchführen der
Bildung eines gewichteten Mittelwerts an den Mittelazimuten Td1,
Td2 und Td3 schließlich
den Mittelazimut des Ziels. Hier bedeutet eine kleinere Mittelazimuterfassungsazimutbreite
eine höhere
Genauigkeit beim Erfassen des Mittelazimuts, da der Mittelazimut
auf der Basis der Empfangssignalstärke bei oder nahe dem Spitzenazimut
bestimmt wird. Das heißt,
der Mittelazimut wird bestimmt durch Lösen der folgenden Gleichung: Td = (Wd1·Td1 + Wd2·Td2 + Wd2·Td3)/(Wd1 + Wd2 + Wd3) (2)wobei Wd1,
Wd2 und Wd3 Gewichte bezeichnen für die gewichtete Mittelwertbildung
der jeweiligen Mittelazimute Td1, Td2 und Td3. Diese Gewichte haben die
Beziehung von Wd1 > Wd2 > Wd3.
-
Obwohl
bei dem in 9 gezeigten Beispiel drei Mittelazimutbreiten
gegeben sind, kann die Anzahl von Mittelazimuterfassungsazimutbreiten
weiter erhöht
werden. Falls das Übereinstimmen
eines ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks mit der Empfangssignalstärkeverteilung
durchgeführt
werden soll, wobei der Gesamtform der Empfangssignalsstärkeverteilung
eine besondere Bedeutung zugewiesen wird, können Gewichte für die Bildung
eines gewichteten Mittelwerts eingestellt werden, so dass mehr Gewichte
dem Mittelazimut hinzugefügt
werden, auf der Basis von Empfangssignalstärken bei Mittelazimuten, die
zu einem bestimmten Grad von dem Mittelazimut entfernt sind, während weniger
Gewicht hinzugefügt
wird, wenn sich die Mittelazimuterfassungsazimutbreite verringert
oder erhöht.
-
Als
Nächstes
wird ein Radarsystem des dritten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme
auf 11 beschrieben.
-
11 stellt
ein Beispiel der Verteilung von Empfangssignalstärken eines Aufwärtsüberlagerungssignals
oder eines Abwärtsüberlagerungssignals
bei einem vorbestimmten Abstand in der Strahlazimutrichtung dar.
Die horizontale Achse stellt den Strahlmittelazimut dar und zeigt
insbesondere den Bereich, wo die Empfangssignalstärkeverteilungskurve
glockenförmig
ist. Die Empfangssignalstärke bei
jedem Strahlazimut ist gleich wie in dem Fall von 7.
-
Bei
dem oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wird bei der
Empfangssignalstärkeverteilung
der Mittelazimut des Ziels erfasst auf der Basis der Strahlazimutbreite
und der Empfangssignalstärken
bei zwei Azimuten die um eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite,
nach links und rechts eines Azimuts, der einem Maximalwert entspricht,
getrennt sind. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Mittelazimut
des Ziels jedoch auf der Basis einer Empfangssignalstärke bei
einem Azimut erfasst, der einem Maximalwert entspricht; einer höheren Empfangssignalstärke von
zwei Empfangssignalstärken,
die zwei Azimuten auf der linken und rechten Seite des Azimuts entspricht,
der dem Maximalwert entspricht, wobei die beiden Azimute jeweils
um die Mittelazimuterfassungsazimutbreite von dem Azimut getrennt
sind, der dem Maximalwert entspricht; und der Strahlazimutbreite.
Anders ausgedrückt,
bei dem in 11 gezeigten Beispiel von Empfangssignalstärken, die
den beiden Azimuten A2 und A4 benachbart zu einem Spitzenazimut
A3 entsprechen, werden die größere Empfangssignalstärke, die
den Azimuten A4 entspricht und eine Empfangssignalstärke L3,
die dem Spitzenazimut A3 entspricht, extrahiert. Dann wird ein Mittelazimut
Td eines ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks IL berechnet als der Mittelazimut des
Ziels, unter Verwendung der folgenden Gleichung: Td = A3 + IB/2 – {(IB – A4 + A3)L3}/(L3
+ L4) (3)
-
Gleichung
(3) kann auf die gleiche Weise abgeleitet werden wie die Gleichung
(1).
-
Als
Nächstes
wird ein Radarsystem des vierten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme
auf 12 und 13 beschrieben.
-
Bei
dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel,
die oben beschrieben sind, ist die Azimutbreite, die durch die Strahlazimutbreite
bestimmt wird, definiert als die Basis des ungefähren gleichschenkligen Dreiecks.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel
wird jedoch der Scheitelazimut des ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
bestimmt auf der Basis von Punkten auf zwei schiefen Seiten des
ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks bestimmt und als Mittelazimut des Ziels erfasst.
-
13 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verarbeitungsverfahren bei Schritt S10
in 5 des ersten Ausführungsbeispiels zeigt. Zuerst
wird mit Bezugnahme auf jeden Abstand in dem erfassbaren Abstandsbereich
die Empfangssignalstärkeverteilung bei
im Wesentlichen dem gleichen Abstand bestimmt (S111). Dann wird
für jeden
Abstand der Azimut A3, bei dem die Empfangssignalstärke ihre
Spitze erreicht, erfasst (S112). Als Nächstes werden die Empfangssignalstärken L1,
L2, L3 und L4 bei vier Strahlen benachbart zu der Azimutrichtung
bestimmt. Dann wird der Scheitelazimut eines ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks, das vier Punkte, die die Empfangssignalstärken L1,
L2, L3 und L4 darstellen, auf seinen zwei schiefen Seiten aufweist,
als der Mittelazimut Td des Ziels bestimmt.
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Falls
A1 = –2,0°, A2 = –1,0°, A3 = 0°, A4 = 1,0°, A5 = 2,0°, L1 = 0,27,
L2 = 0,65, L4 = 0,90 und L5 = 0,51 gegeben sind, und die vertikale
Achse eine Empfangssignalstärke
L darstellt und die horizontale Achse einen Strahlazimut „a" darstellt, wird
die gerade schiefe Linie auf der linken Seite des ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks EL ausgedrückt
als L = 0,38a + 1,02. Gleichartig dazu wird die gerade schiefe Linie
auf der rechten Seite des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks IL ausgedrückt als L = –0,39a + 1,29.
Somit ist der Azimut „a" = 0,34°, der dem Scheitel
des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks IL entspricht, an dem sich diese beiden
geraden schiefen Linien schneiden, gegeben, und der Mittelazimut 0,34° des Ziels
ist erhalten.
-
Bei
dem in 12 dargestellten Beispiel wird die
Empfangssignalstärke
extrahiert bezüglich
jedes der Strahlazimute A2, A1, A4 und A5, die benachbart sind,
mit dem Spitzenazimut A3 zentriert, in dieser Reihenfolge entlang
der Azimutrichtung. Die Kombination der Strahlazimute, die den Punkten
auf den beiden Schiefen Linien des ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
entspricht, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können zwei
Punkte, die dem zweiten und dritten Strahl von dem Spitzenazimut
entsprechen, oder zwei Punkte, die dem ersten und dritten Strahl
von dem Spitzenazimut entsprechen, extrahiert werden. Auf der Basis
der Empfangssignalstärken,
die bei einer Mehrzahl von beliebigen Strahlazimuten erhalten werden,
die von dem ersten zu dem n-ten Strahlazimut von dem Spitzenazimut
reichen, können
ungefähre
gerade Linien bestimmt werden durch eine Methode der kleinsten Quadrate
oder dergleichen. Dann kann ein Schnittstellenpunkt, an dem sich
die zwei ungefähr
geraden Linien treffen, als der Mittelazimut des Ziels bestimmt werden.
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Als
Nächstes
wird ein Radarsystem des fünften
Ausführungsbeispiels
mit Bezugnahme auf 14 beschrieben.
-
Bei
jedem der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiele
ist ein gleichschenkliges Dreieck definiert, so dass zwei Punkte, die
Empfangssignalstärken
an zwei oder mehr Strahlazimuten entsprechen, auf den zwei schiefen Seiten
angeordnet sind, und dann wird der Mittelazimut Td, der dem Scheitel
des gleichschenkligen Dreiecks entspricht, als der Mittelazimut
des Ziels bestimmt. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel wird jedoch
nur eine schiefe Seite eines gleichschenkligen Dreiecks verwendet,
um den Mittel azimut Td, der dem Scheitel des gleichschenkligen Dreiecks
entspricht, als den Mittelazimut des Ziels zu bestimmen.
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Bei 14 werden
eine Empfangssignalstärke
L3 bei einem Azimut A3, der einem Maximalwert entspricht, eine Empfangssignalstärke L4 bei
einem Azimut A4, der eine Mittelazimuterfassungsazimutbreite entfernt
nach rechts (bei diesem Beispiel unmittelbar nach rechts) von dem
Azimut ist, der dem Maximalwert entspricht, und eine Empfangssignalstärke L2 bei
einem Azimut A2, der eine Mittelazimuterfassungsbreite entfernt
nach links (bei diesem Beispiel, unmittelbar nach links) von dem
Azimut ist, der dem Maximalwert entspricht, verglichen. Dann wird ein
gleichschenkliges Dreieck IL, das einen Punkt, der der niedrigsten
Empfangssignalstärke
entspricht, und einen Punkt, der der höchsten Empfangssignalstärke entspricht,
die auf einer seiner schiefen Seiten angeordnet sind, und eine Basis
(Azimutbreite) IB aufweist, bestimmt.
-
Alternativ
können
durch Vergleichen der Empfangssignalstärke L4 bei dem Azimut A4 rechts von
dem Azimut, der dem Maximalwert entspricht, und der Empfangssignalstärke L2 bei
dem Azimut A2 links von dem Azimut, der dem Maximalwert entspricht,
eine Mehrzahl von Punkten verwendet werden, die in der Richtung
einer niedrigeren Empfangssignalstärke angeordnet sind. Bei dem
in 4 gezeigten Beispiel kann eine Empfangssignalstärke L1 bei
eine Azimut A1 auch verwendet werden, um ein gleichschenkliges Dreieck
zu definieren, so dass eine ungefähre gerade Linie, die durch
eine Mehrzahl von Punkten verläuft,
die die Empfangssignalstärken L3,
L2 und L1 darstellen, eine der schiefen Seiten des gleichschenkligen
Dreiecks bildet.
-
Als
Nächstes
wird ein Radarsystem des sechsten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme
auf 15 beschrieben.
-
Jedes
der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiele zeigt ein Beispiel,
bei dem der Mittelazimut des Ziels innerhalb des Erfassungsazimutsbereichs
existiert, und bei dem in der Empfangssignalstärkeverteilung ein glockenförmiges Muster
erscheint. Falls der Mittelazimut des Ziels jedoch an der weitesten
Grenze des Erfassungsazimutbereichs oder außerhalb der weitesten Grenze angeordnet
ist, erscheint nur ein Teil des glockenförmigen Musters, das durch eine
reflektierte Welle von einem Ziel erzeugt wird, in der Empfangssignalstärkeverteilung
in dem Erfassungsazimutbereich. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel
wird der Mittelazimut des Ziels ansprechend auf einen solchen Fall erfasst.
-
Genauer
gesagt, wenn die Empfangssignalstärkeverteilung, die Änderungen
bei dem Azimut entspricht, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt wird,
wird ein Azimut, der dem Scheitel eines ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
entspricht, das eine Mehrzahl von Punkten, die Empfangssignalstärken darstellen,
auf einer seiner schiefen Seiten aufweist, und eine Azimutbreite,
die durch die Strahlazimutbreite definiert wird, als seine Basis
aufweist, als der Mittelazimut des Ziels erfasst. Bei dem in 15 gezeigten
Beispiel wird ein Scheitelazimut Td eines ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
IL als der Mittelazimut des Ziels erfasst, auf der Basis einer Empfangssignalstärke L3 bei
einem Strahlazimut A3 und einer Empfangssignalstärke L4 bei einem Strahlazimut
A4.
-
Falls
die Strahlazimute A3 = –10° und A4 = –9° und ihre
jeweiligen Empfangssignalstärken
L3 = 0,9 und L4 = 0,25 gegeben sind, kann die gerade schiefe Linie
auf der rechten Seite des ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks IL ausgedrückt
werden als L = –0,38a – 2,9. Das
Einsetzen von L = 0 in diese Gleichung ergibt „a" = –7,6.
Falls eine Azimutbreite IB von 6,4°, die die Basis des ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks IL ist, gegeben ist, ergibt Subtrahieren –7,6 von
IB/2 = 3,2 –10,8° als Scheitelazimut
Td des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks IL. Der Mittelazimut des Ziels, der außerhalb
des Erfassungsazimutsbereichs angeordnet ist, kann somit erfasst werden,
da der Erfassungsazimutbereich bei diesem Beispiel von –10° bis +10° reicht.
-
Als
Nächstes
wird ein Radarsystem des siebten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme
auf 16 beschrieben.
-
Bei
dem in 15 gezeigten Beispiel ist der Mittelazimut
des Ziels außerhalb
des Erfassungsazimutbereichs angeordnet. Wenn ein Ende des Erfassungsazimutbereichs
jedoch mit dem Spitzenazimut übereinstimmt,
gibt es einen Fall, bei dem der Mittelazimut des Ziels innerhalb
des Erfassungsazimutbereichs angeordnet ist. 16 stellt
einen solchen Fall dar. Genauer gesagt, ein Punkt, der eine Empfangssignalstärke bei
einem Spitzenazimut A3 darstellt, und ein Punkt, der eine Empfangssignalstärke bei
einem Strahlazimut A4 innerhalb des und benachbart zu dem Spitzenazimut
A3 darstellt, sind auf ihren entsprechenden schiefen Seiten eines
gleichschenkligen Dreiecks angeordnet.
-
Falls
mit Bezugnahme auf 16 in einem rechtwinkligen Dreieck
mit einer Höhe
L3 auf der linken Seite, und einem rechtwinkligen Dreieck mit einer
Höhe L4
auf der rechten Seite, der Scheitelazimut des ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks gleich A3 ist, wird die Basis des rechtwinkligen Dreiecks
auf der rechten Seite ausgedrückt
als IB/2 – (A4 – A3), und
die Basis des rechtwinkligen Dreiecks auf der linken Seite wird
ausgedrückt
als IP/2. Da die beiden rechtwinkligen Dreiecke auf der linken und
rechten Seite ähnlich
sind, kann die folgende Beziehung abgeleitet werden: L4/L3
= {IB/2 – (A4 – A3)}/(IB/2)
-
Selbst
wenn der Scheitelazimut des gleichschenkligen Dreiecks von A3 abweicht,
wird eine Ähnlichkeit
zwischen den beiden rechtwinkligen Dreiecken beibehalten. Daher
kann eine Bestimmung, ob der Azimut A3 auf der linken schiefen Seite
des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks angeordnet ist, wie in 16,
durchgeführt
werden durch Prüfen,
ob die folgende Ungleichung erfüllt
ist: L4/L3 > (IB/2 – (A4 – A3))/(IB/2) (4)
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Falls
diese Ungleichung erfüllt
ist, wird der Mittelazimut des Ziels erfasst auf der Basis der Gleichung
(3), wie es bei dem dritten Ausführungsbeispiel
beschrieben ist. Falls (4) nicht erfüllt ist, wird der Mittelazimut
des Ziels erfasst durch das Verfahren, das bei dem sechsten Ausführungsbeispiel
beschrieben ist.
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Als
Nächstes
wird ein Radarsystem des achten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme
auf 17 und 18 beschrieben.
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17 stellt
von der Antenne des Radarsystems aus gesehen die Beziehung des Azimuts
und des Abstands jedes Ziels, und einer Hauptkeule und Seitenkeulen
der Antenne dar. Die Beziehung zwischen der Linsenantenne und dem
Primärstrahler der
Antenne bestimmt den Azimut einer Hauptkeule ML der Antenne. Gleichzeitig
erscheinen Seitenkeulen SL1 und SL2 der Antenne in den Richtungen,
die sich von der der Hauptkeule unterscheiden. 17 stellt
einen Zustand dar, wo unter Bedingungen, in denen die Hauptkeule
ML ein Ziel B erfassen kann, falls es existiert (d. h. in der Positionsbeziehung,
bei der die Hauptkeule ML eine reflektierte Welle von dem Ziel B
empfangen kann), wird ein Strahl von der Seitenkeule SL1 zu einem
Ziel A übertragen
und eine reflektierte Welle von dem Ziel A wird empfangen.
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18 zeigt überlagerte
Kurven, die die Verteilung der Stärken der Signale darstellt,
die von dem Ziel A durch die Seitenkeule SL1 empfangen werden, und
die Verteilung der Stärke
der Signale, die von dem Ziel B, falls es existiert, durch die Hauptkeule
ML empfangen werden. Hier stellen DLs eine Empfangssignalstärkeverteilung
dar, die von dem Ziel A erzeugt wird, das in einer Richtung von –9° angeordnet ist,
während
DLm eine Empfangssignalstärkeverteilung
darstellt, die von dem Ziel B erzeugt wird, wenn es bei einer Richtung
von –2° existiert,
und entsprechend der Hauptkeule ML.
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Falls
der Mittelazimut eines Ziels berechnet wird auf der Basis einer
Empfangssignalstärke
bei jedem Azimut in der Empfangssignalstärkeverteilung DLs gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
(Verfahren in 12 dargestellt), wird ein Scheitelazimut von –2,7° eines ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks ILs bestimmt. Diese Werte unterscheiden sich jedoch beträchtlich
von dem tatsächlichen
Azimut –9° des Ziels
A.
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Wie
es in 18 dargestellt ist, ist die
Strahlazimutbreite der Seitenkeulen LLs kleiner als diejenige der
Hauptkeule ML. Daher ist für
die gleiche Azimutbreite des Ziels, die Basisbreite (Azimutbreite)
eines ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks, die auf der Basis der Empfangssignalstärkeverteilung
für die Seitenkeule
bestimmt wurde, kleiner als die Basisbreite eines ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks, das auf der Basis der Empfangssignalstärkeverteilung DLm für die Hauptkeule
bestimmt wurde. Diese Beziehung wird verwendet, um eine fehlerhafte
Erfassung des Mittelazimuts des Ziels zu vermeiden.
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Genauer
gesagt, wenn die Empfangssignalstärkeverteilung, die Änderungen
bei dem Azimut entspricht, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt ist,
falls die Azimutbreite der Basis eines ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
bestimmt ist, das eine Mehrzahl von Punkten, die Empfangssignale darstellen,
auf seinen zwei schiefen Seiten aufweist, und falls die bestimmte
Azimutbreite kleiner ist als die Azimutbreite der Basis eines ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks basierend auf der Hauptkeule, wird die Empfangssignalstärkeverteilung,
die als eine Basis verwendet wird, um das oben beschriebene ungefähre gleichschenklige
Dreieck zu bestimmen, als die Empfangssignalstärkeverteilung ange sehen, die
einer Seitenkeule entspricht, und somit wird der Scheitelazimut
dieses ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks nicht als der Mittelazimut des Ziels
ausgegeben.
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Als
Nächstes
wird ein Radarsystem des neunten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme
auf 19 bis 23 beschrieben.
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Bei
den Beispielen, die bei dem ersten bis achten Ausführungsbeispiel
beschrieben werden, bewirkt ein einzelnes Ziel, dass ein einziges
glockenförmiges
Muster in einer Empfangssignalstärkeverteilung
erscheint. Wenn jedoch eine Mehrzahl von benachbarten Zielen im
Wesentlichen an dem gleichen Abstand und im Wesentlichen der gleichen
Azimutrichtung von dem Radarsystem beabstandet ist, muss das Verarbeiten
zum Erfassen des Mittelazimuts an jedem Ziel durchgeführt werden.
Eine solche Verarbeitung wird in dem neunten Ausführungsbeispiel
durchgeführt.
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19 stellt
die Beziehung zwischen dem Radarsystem und zwei Zielen A und B vor
dem Radarsystem dar. 20 stellt eine beispielhafte
Empfangssignalstärkeverteilung
basierend auf der in 19 dargestellten Beziehung dar.
Falls nur das in 19 gezeigte Ziel A existiert,
wird eine Empfangssignalstärkeverteilung
mit einer Form, die durch DL1 angezeigt ist, erhalten. Falls nur
das Ziel B existiert, wird eine Empfangssignalstärkeverteilung mit einer durch
DL2 angezeigten Form erhalten. Falls beide Ziele A und B existieren,
wird eine Empfangssignalstärkeverteilung
mit einer modifizierten Glockenform mit zwei leicht ansteigenden
Abschnitten, die durch DL angezeigt sind, erhalten.
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23 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verarbeitungsverfahren zum Erfassen des
Mittelazimuts eines Ziels durch das Radarsystem gemäß dem neunten
Ausführungsbeispiel
darstellt. Zunächst
wird für
jeden Abstand innerhalb des erfassbaren Abstandsbereichs die Empfangssignalstärkeverteilung bei
im Wesentlichen dem gleichen Abstand bestimmt (S111). Als Nächstes wird
der Azimut, bei dem die Empfangs signalstärke ihre Spitze erreicht, für jeden Abstand
erfasst (S112). Dann wird die Abweichung eines Spitzenazimuts innerhalb
eines Azimutsbereichs bei einem vorbestimmten Schwellenwert in der Empfangssignalstärkeverteilung
DL erfasst (S116). Bei diesem Beispiel, wie es in 20 dargestellt
ist, ist ein Spitzenazimut Ap nach links von der Mitte des Azimutbereichs
DB bei einem vorbestimmten Schwellenwert abgelenkt.
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Als
Nächstes
wird der Mittelazimut von einem der Ziele erfasst auf der Basis
eines gleichschenkligen Dreiecks, das mit einer Neigung der Empfangssignalstärkeverteilung
DL auf der abgelenkten Seite übereinstimmt
(S117). 21 stellt dieses Beispiel dar.
Hier wird ein ungefähres
gleichschenkliges Dreieck IL1 mit einer linken schiefen Seite, die
mit der Neigung auf der linken Seite der Empfangssignalstärkeverteilung
DL übereinstimmt,
bestimmt. Die Neigung dieser schiefen Seite und ein Azimutbereich
(IB2/2), der die Hälfte
der Basis des ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks IL1 ist, bestimmt einen Scheitelazimut
Td1 des ungefähren gleichschenkligen
Dreiecks. Dieser Azimut Td1 ist der Azimut des Ziels A, das in 19 dargestellt
ist.
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Als
Nächstes
ergibt das Subtrahieren der Verteilung, die dem ungefähren gleichschenkligen Dreieck
IL1 entspricht, von der Empfangssignalstärkeverteilung DL, eine Empfangssignalstärkeverteilung,
die von einer reflektierten Welle von dem anderen Ziel erzeugt wird
(S118). 22(A) stellt dieses Beispiel
dar. Das Subtrahieren der Verteilung, die dem ungefähren gleichschenkligen
Dreieck IL1 entspricht, von der Empfangssignalstärkeverteilung DL, ergibt eine
weitere Empfangssignalstärkeverteilung DL2'. Da die Empfangssignalstärkeverteilungen
DL1 und DL2 für
die Ziele A und B, die in 20 gezeigt sind,
nicht notwendigerweise in der gleichen Phase überlappen, ist die Empfangssignalstärkeverteilung DL,
die tatsächlich
erhalten wird, nicht exakt gleich der Summe von DL1 und DL2. Grob gesagt
ist es jedoch möglich,
die Empfangssignalstärkeverteilung DL
als die Summe von DL1 und DL2 zu behandeln.
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Als
nächstes
wird der Mittelazimut des anderen Ziels erfasst auf der Basis eines
gleichschenkligen Dreiecks, das einer Neigung der Empfangssignalstärkeverteilung
DL2' entspricht
(S119). 22(B) stellt dieses Beispiel
dar. Genauer gesagt, zunächst
wird eine schiefe Seite IS2 eines ungefähren gleichschenkligen Dreiecks,
die einer Neigung der neu erhaltenen Empfangssignalstärkeverteilung DL2
entspricht, bestimmt. Dann bestimmt die Neigung von IS2 und die
Hälfte
der Azimutbreite ISB, die die Basis des ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
ist, einen Scheitelazimut Td2 des ungefähren gleichschenkligen Dreiecks
als den Mittelazimut des Ziels.
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Die
schiefe Seite dieses ungefähren
gleichschenkligen Dreiecks stimmt überein mit der Neigung, die
von dem Mittelazimut Td1 des Ziels entfernt ist, das vorher bestimmt
wurde. Dies bedeutet, dass diese schiefe Seite mit einem Teil der
ursprünglichen Empfangssignalstärkeverteilung
DL übereinstimmt. Da
die effektive Form der Empfangssignalstärkeverteilung, die von einer
reflektierten Welle von dem Ziel B erzeugt wurde, verwendet wird,
kann daher der Mittelazimut des Ziels B mit einem hohen Grad an
Genauigkeit bestimmt werden.
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Bei
dem oben beschriebenen Beispiel sind zwei benachbarte Ziele im Wesentlichen
in dem gleichen Abstand und im Wesentlichen der gleichen Azimutrichtung
von dem Radarsystem angeordnet. Ein ähnliches Verfahren ist anwendbar
für den
Fall, wo drei oder mehr benachbarte Ziele im Wesentlichen in dem
gleichen Abstand und im Wesentlichen der gleichen Azimutrichtung
angeordnet sind. Genauer gesagt, durch Wiederholen der Schritte
S112 bis S119 bei dem in 23 gezeigten
Prozess wird eine Verteilung für
ein ungefähres
gleichschenkliges Dreieck, das einem Ziel entspricht, dessen Mittelazimut
erfasst wird, sequentiell von der Empfangssignalstärkeverteilung
subtrahiert. Der Mittelazimut von jedem einer Mehrzahl von Zielen
wird somit sequentiell erfasst.
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RADARSYSTEM
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Zusammenfassung
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Ein
Radarsystem sendet einen Strahl von Erfassungsfunkwellen mit einer
vorbestimmten Azimutbreite, empfängt
eine reflektierte Welle von einem Ziel, ändert einen Mittelazimut des
Strahls und erfasst die Verteilung von Empfangssignalstärken bei vorbestimmten
Winkelintervallen und für
jeden vorbestimmten Abstand. Dann, wenn die Empfangssignalstärkeverteilung,
die Änderungen
bei dem Azimut zugeordnet ist, in rechtwinkligen Koordinaten ausgedrückt wird,
wird ein Azimut, der einem Scheitel eines gleichschenkligen Dreiecks
entspricht, das die Empfangssignalstärkeverteilung nähert und
eine Azimutbreite, die durch die Strahlazimutbreite bestimmt wird,
als seine Basis aufweist, als der Mittelazimut des Ziels erfasst.
Somit ist das Radarsystem in der Lage, den Azimut eines Ziels bei
einer Auflösungsfähigkeit
zu erfassen, die höher
ist als in dem Fall, wo die Bewegung eines Ziels nicht erfasst werden
kann bei einer Auflösung
die gleich oder geringer ist als die Strahlbreite der Erfassungsfunkwellen,
und höher
als in dem Fall, wo eine Auflösung
in der Azimutrichtung bestimmt wird durch das Abtastintervall in
der Azimutrichtung. Darüber
hinaus kann das Problem der Abweichung der Spitzenposition einer
Empfangssignalstärke
von der Mitte eines Ziels gelöst
werden.