DE112005003673T5

DE112005003673T5 - Zielerfassungsverfahren und Zielerfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112005003673T5
Application number: DE112005003673T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Inaba
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2025-08-20
Also published as: WO2007020704A1; US7656344B2; DE112005003673B4; US20090207068A1; JPWO2007020704A1

Abstract

Zielerfassungsverfahren, welches aufweist:
einen ersten Signalintegrationsschritt zum Empfangen eines Echos eines gesendeten Impulses in einer ersten Bereichszelle nach dem Verstreichen einer ersten Zeit von einer Impulsaussendung, um ein Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos zu erzeugen, und zum Integrieren einer ersten Anzahl von Signalen der erzeugten Signale, um das Ergebnis der Integration als ein integriertes Signal für die erste Bereichszelle auszugeben;
einen zweiten Signalintegrationsschritt zum Empfangen eines Echos eines gesendeten Impulses in einer zweiten Bereichszelle nach Verstreichen einer zweiten Zeit, die von der ersten Zeit verschieden ist, von der Impulsaussendung, um ein Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos zu erzeugen, und zum Integrieren einer zweiten Anzahl von Signalen der erzeugten Signale, welche zweite Anzahl von der ersten Anzahl verschieden ist, um das Ergebnis der Integration als ein integriertes Signal für die zweite Bereichszelle auszugeben; und
einen Zielerfassungsschritt zum Erfassen eines Ziels auf der Grundlage des...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Impulsradar und ein Verfahren zum Erfassen von Bewegungscharakteristiken (Position oder relativer Abstand, relative Geschwindigkeit und dergleichen) eines entfernten Ziels durch Verwendung einer gepulsten Radarwelle, insbesondere eine Technik zum Erfassen von Bewegungscharakteristiken eines Ziels, das in einem weiten Abstandsbereich von kurzen zu langen Abständen vorhanden ist, mit einer kostengünstigen Vorrichtungskonfiguration.
STAND DER TECHNIK
Die Hauptgebiete der Anwendung einer herkömmlichen Radartechnik sind Verteidigung und Meteorologie. Die Herstellung von Radarvorrichtungen in einer geringen Anzahl ist ausreichend für diese Gebiete, und die Erzielung eines geforderten Leistungsvermögens ist selbst bei dem Kostenaufwand gefordert. Bei einem fahrzeuggebundenen Radar, der ein neues Anwendungsfeld für die Radartechnik ist, kann jedoch der Umfang der Massenherstellung in der von Zehntausenden bis Hunderttausenden in Abhängigkeit von dem Grad der Marktsättigung sein, in einigen Fällen sogar Millionen. Für die Ausbreitung der fahrzeuggebundenen Radarvorrichtungen ist es erforderlich, dass die Herstellungskosten reduziert werden.
Um eine kostengünstige Radarvorrichtung zu liefern, die derartigen Anforderungen genügt, ist neben einem Niedriglastsignal-Verarbeitungsverfahren, das ein Signalverarbeitungsverfahren ersetzt, das eine Verarbeitungsschaltung hoher Leistungsfähigkeit erfordert, wie sie in der herkömmlichen Radartechnik verwendet wird, erforderlich, dass die Antennenkonfiguration vereinfacht und die Übertragungsenergie gesenkt werden.
Andererseits hat das fahrzeuggebundene Radar eine Aufgabe des Erfassens eines Hindernisses beim Fahren, um Gefahr zu vermeiden, wodurch die Fahrsicherheit erhöht wird. In einigen Fällen muss ein kritischer Vorgang, der ein menschliches Leben betrifft, mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden. Daher ist es nicht möglich, obwohl es wahr ist, dass die Kosten gesenkt werden müssen, dass das Vermögen zur Erfassung eines Ziels geopfert wird. Genauer gesagt, es ist erforderlich, dass ein Ziel, das in einem relativ weiten Winkelbereich, in dem Bereich von 0 m bis etwa 200 m in Bezug auf den relativen Abstand vorhanden ist, innerhalb mehreren Millisekunden mit einer Auflösung von etwa 1 m erfasst wird.
Herkömmlich bekannte Radarsysteme enthalten ein Impulssystem, ein Impulsverdichtungssystem (Spreizspektrumradar), ein FMCW-System und ein Doppelfrequenz-CW-System. Bei der Impulssystem- oder Impulsverdichtungssystem-Radarvorrichtung ist beispielsweise, um eine Auflösung von 1 m zu erhalten, ein Breitband über 150 MHz erforderlich. In dem Fall des Impulsverdichtungsradars insbesondere ist eine Berechnungslast für die Korrelationsverarbeitung groß, was eine Signalverarbeitung mit einer hohen Geschwindigkeit erfordert. Als eine Folge sind solche Systeme nachteilig hinsichtlich der Verringerung der Herstellungskosten.
Andererseits ist es in den Systemen wie dem frequenzmodulierten Dauerstrichradarsystem (FMCW), dem Doppelfrequenz-CW-System und einem Mehrfrequenz-CW-System bekannt, dass eine gewünschte Bereichsauflösung durch Signalverarbeitung bei relativ niedriger Geschwindigkeit erhalten wird. Daher wird erwartet, da derartige Systeme einen Vorteil dahingehend haben, dass die Anforderungen an eine Herabsetzung der Herstellungskosten und eine Erhöhung der Auflösung gleichzeitig erfüllt werden können, dass diese für das fahrzeuggebundene Radar verwendet werden.
Tatsächlich jedoch haben solche Systeme, die eine kontinuierliche Welle (CW) als eine gesendete Welle verwenden (nachfolgend werden die Radarsysteme, die eine kontinuierliche Welle verwenden, insgesamt als "CW-System" bezeichnet), bemerkenswerte Aufgaben wie die Sicherstellung einer Isolierung zwischen Senden und Empfangen und das Ergreifen von Gegenmaßnahmen gegen eine unnötige reflektierte Welle mit einem geringen Ausbreitungsverlust von einem kurzen Bereich (naher Störfleck). Daher sind, um derartige Probleme zu bewältigen, Systeme enthaltend ein frequenzmoduliertes unterbrochenes Dauerstrichradarsystem (FMICW), in welchem eine kontinuierliche gesendete Welle gepulst wird, bekannt.
Weiterhin ist erforderlich, dass das fahrzeuggebundene Radar ein Ziel erfasst, das in einem weiten Winkelbereich vorhanden ist, wie Fahrzeuge, die auf mehreren Fahrspuren vorausfahren. Um dem Erfordernis zu entsprechen, sind ein Antennensystem zum mechanischen Antreiben einer Aperturantenne, ein Mehrstrahl-Antennensystem, ein phasengesteuertes System enthaltend eine Antennengruppe, ein digitales Strahlformungssystem (DBF) und dergleichen bekannt.
Unter den vorgenannten Systemen erfordern die mechanischen Antriebssysteme eine lange Beobachtungszeit zum Beobachten einer Reflexionsquelle in einem weiten Abdeckbereich. Daher ist es schwierig, das Antwortvermögen zu erhöhen. Das Mehrstrahl-Antennensystem zum gleichzeitigen Emittieren gesendeter Strahlen in mehreren Richtungen und das phasengesteuerte System enthaltend eine Antennengruppe, das eine elektrische Phasensteuerung zum Ändern einer Strahlabtastrichtung innerhalb einer kurzen Zeitperiode verwendet, haben kein Problem hinsichtlich des Antwortvermögens. Daher sind solche Systeme nicht geeignet für eine Massenherstellung, da der Mechanismus der Antenne zu kompliziert ist.
Andererseits realisiert das DBF-System eine Strahlenbildung durch digitale Signalverarbeitung und ist vorteilhaft in ausgezeichneter Prozessanpassbarkeit, Skalierbarkeit und hoher Auflösung. Insbesondere ist erforderlich, dass das fahrzeuggebundene Radar ein in einem weiten Abdeckungsbereich vorhandenes Objekt in einer kurzen Zeitperiode (idealerweise innerhalb mehrerer Millisekunden) erfasst. Daher ist die Kombination aus einem Strahl mit einer großen Strahlbreite, der als Weitwinkelstrahl oder Fächerstrahl bezeichnet wird, und dem DBF-System als ein System für fahrzeuggebundenes Radar vorteilhaft.
Der Weitwinkelstrahl hat eine derartig große Strahlbreite, dass ein einzelner Impuls den gesamten geforderten Abdeckbereich illuminiert. Mit der Kombination aus dem Weitwinkelstrahl und dem DBF-Verfahren wird, nachdem ein Strahl mit einer derartig großen Strahlbreite, dass die geforderte Abdeckung gleichzeitig erhalten werden kann, gesendet ist, ein Echo des gesendeten Strahls durch eine Antennengruppe aufgefangen. Danach wir gemäß dem DBF-Verfahren ein Ausgangssignal von jeder der Elementantennen der Antennengruppe, die den Strahl aufgefangen hat, einer digitalen Signalverarbeitung unterzogen, um einen Strahl in einer beliebigen Richtung zu bilden (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 und 2).
Auf diese Weise wird ein Mechanismus zum Steuern einer Strahlrichtung vereinfacht, während die Kosten der Strahlabtastung minimal gehalten werden. Gleichzeitig kann ein Ziel in dem geforderten Abdeckbereich innerhalb einer kurzen Zeitperiode erfasst werden. Zusätzlich kann die Kombination aus dem Weitwinkelstrahl und dem DBF-Verfahren weiterhin mit dem Radarprinzip wie dem FMCW-System, dem Doppelfrequenz-CW-System und dem Mehrfrequenz-CW-System kombiniert werden. Weiterhin löst das Pulsieren des gesendeten Weitwinkelstrahls die meisten der Probleme, die beim Vorsehen eines praktischen fahrzeuggebundenen Radars auftreten.

Patentdokument 1: US 5 497 161 A
Patentdokument 2: JP 3622565 B2

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Jedoch besteht, da der Weitwinkelstrahl eine große Strahlenbreite hat, das Problem, dass ein Störabstand eines empfangenen Signals gesenkt wird. Als ein Verfahren zum Lösen eines derartigen Problems wird ein Verfahren zum Integrieren der empfangenen, als Echos des Impulses erhaltenen Signale in einer Zeitachsenrichtung oder über mehrere Impulse, um den Störabstand sicherzustellen, in einem Impulsradar verwendet. Ein derartiger Vorgang ist als ein Signalintegrationsvorgang bekannt. Um den Integrationsvorgang durchzuführen, ist es jedoch erforderlich, zu integrierende Signale über mehrere Beobachtungsperioden zu sammeln. Daher wird ein Beobachtungswert nicht erhalten, wenn nicht die für die Signalsammlung erforderlichen Beobachtungsperioden verstrichen sind. Als eine Folge wird das Antwortvermögen verschlechtert.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Um die vorgenannten Probleme zu lösen, enthält ein Zielerfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung: einen ersten Signalintegrationsschritt zum Empfangen eines Echos eines gesendeten Impulses in einer ersten Bereichszelle nach dem Verstreichen einer ersten Zeit von einer Impulsaussendung, um ein Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos zu erzeugen, und zum Integrieren einer ersten Anzahl von Signalen der erzeugten Signale, um das Ergebnis der Integrati on als ein integriertes Signal der ersten Bereichszelle auszugeben; einen zweiten Signalintegrationsschritt zum Empfangen eines Echos eines gesendeten Impulses in einer zweiten Bereichszelle nach dem Verstreichen einer zweiten Zeit, die unterschiedlich gegenüber der ersten Zeit ist, von der Impulsaussendung, um ein Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos zu erzeugen, und zum Integrieren einer zweiten Anzahl von Signalen der erzeugten Signale, wobei die zweite Anzahl unterschiedlich gegenüber der ersten Anzahl ist, um das Ergebnis der Integration als ein integriertes Signal des zweiten Zellenbereichs auszugeben; und einen Zielerfassungsschritt zum Erfassen eines Ziels auf der Grundlage des integrierten Signals der ersten Bereichszelle und des integrierten Signals der zweiten Bereichszelle.
Die Bereichselle entspricht einem Intervall, in welchem ein Echo eines gesendeten Impulses empfangen wird, und sie dient als eine Beobachtungsperiode, die bei einer vorbestimmten Zeitbreite segmentiert ist. Die Bereichszelle wird auch als ein Bereichstor oder als ein Bereichsfach bezeichnet.
Wenn ein Radar einen Sendeimpuls aussendet, wird der Sendeimpuls durch mehrere Reflexionsquellen, die in einem Beobachtungsabdeckbereich in unterschiedlichen Abständen vorhanden sind, reflektiert. In einem Fall, in welchem Echos zu dem Radarsystem zurückkehren, haben die jeweiligen Echos, die durch die in unterschiedlichen Abständen vorhandenen Reflexionsquellen reflektiert werden, unterschiedlichen Ankunftszeiten aufgrund einer Differenz zwischen den Pfadlängen.
Eine Empfangsantenne des Radars wandelt die Echos mit unterschiedlichen Ankunftszeiten in ein zeitlich kon tinuierliches analoges Empfangssignal um. Dann werden die zeitlich kontinuierlichen analogen Empfangssignale in vorbestimmten Intervallen abgetastet, um in digitale Signale umgewandelt zu werden. Die in unterschiedlichen Abständen vorhandenen Reflexionsquellen werden als digitale Signale in verschiedenen Abtastintervallen dargestellt. Jedes der Abtastintervalle dient als eine Bereichszelle. Insbesondere sind eine erste Bereichszelle und eine zweite Bereichszelle jeweils Intervalle zum zeitlichen Teilen eines einzelnen zeitlich kontinuierlichen analogen Empfangssignals.
Im Allgemeinen verschlechtert sich, wenn ein Fortpflanzungspfad einer Funkwelle länger wird, die Intensität oder der Störabstand der Funkwelle an ihrem Ankunftspunkt. Daher unterscheidet sich die Intensität oder Störabstand des zu beobachtenden Echos zwischen der ersten Bereichszelle und der zweiten Bereichszelle. Wenn sich der Störabstand verschlechtert, wird eine Signalkomponente des von einem reellen Ziel zurückkommenden Echos im Rauschen vergraben und ist schwierig zu erfassen.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird für ein Echo mit einem kurzen Funkwellen-Fortpflanzungspfad und daher mit zufriedenstellender Intensität und zufriedenstellendem Rauschabstand die Anzahl von Beobachtungen zum Sammeln der für einen Integrationsvorgang zu verwendenden Signale verringert, wodurch eine Antwortzeit zum Erhalten des Ergebnisses der Beobachtungen verkürzt wird. Andererseits wird für ein Echo mit einem langen Funkwellen-Fortpflanzungspfad und daher mit einer nicht zufriedenstellenden Intensität und einem nicht zufriedenstellenden Störabstand die Anzahl von für den Integrationsvorgang verwendeten Beobachtungen erhöht, um einen zufriedenstellenden Störabstand zum Erhalten eines sicheren Ergebnisses der Beobachtungen zu ermöglichen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine Struktur beschränkt ist, in der die Anzahl von Beobachtungen zum Erhalten der für den Integrationsvorgang verwendeten Signale des Echos von einer entfernten Reflexionsquelle größer gemacht wird als die zum Erhalten der für den Integrationsvorgang verwendeten Signale des Echos von einer nahe liegenden Reflexionsquelle. Beispielsweise kann, wenn eine Reflexionsquelle mit einem hohen Reflexionsvermögen als in einem bestimmten Bereich des Beobachtungsabdeckungsbereichs vorhanden bekannt ist durch einen Vorhersagevorgang oder einen Spurfolgevorgang, der auf der Grundlage der Ergebnisse von vorhergehenden Beobachtungen durchgeführt wurde, eine Struktur, bei der die Anzahl von Beobachtungen für die Bereichszelle enthaltend ein Echo von der Reflexionsquelle verringert ist, während die Anzahl von Beobachtungen für die Bereichszellen, zwischen denen die das Echo enthaltende Bereichszelle liegt, erhöht wird, verwendet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[1] Ein Blockschaltbild einer Zielerfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[2] Ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem gesendeten Impuls und einem Echo gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
[3] Ein erläuterndes Diagramm eines Frequenzmodulationsverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[4] Ein Diagramm zum Illustrieren eines Pulsierungsverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[5] Ein Diagramm zum Illustrieren einer Konfiguration einer Antennengruppe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[6] Ein Zeitdiagramm des Elementenschaltens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[7] Ein erläuterndes Diagramm von Bereichszellen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[8] Ein erläuterndes Diagramm eines Frequenzanalyseprozesses gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Zielerfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Eine in 1 illustrierte Zielerfassungsvorrichtung 1 beobachtet ein Ziel durch Verwendung eines FMCW-Radarsystems und enthält eine Impulssendeeinheit 2, eine Empfangseinheit 5, eine Signalintegrationseinheit 6 und eine Zielerfassungseinheit 7.
Die Impulssendeeinheit 2 erzeugt ein Sendesignal, das der Frequenzmodulation unterzogen wird, und pulsiert das erzeugte Sendesignal, um einen Sendeimpuls 3 auszugeben. Wie in 2 illustriert ist, wird ein Teil des Sendeimpulses 3 durch eine Reflexionsquelle, die außerhalb der Zielerfassungsvorrichtung 1 vorhanden ist, reflektiert, um als ein Echo 4 zu der Zielerfassungsvorrichtung 1 zurückzukehren.
Unter der Annahme, dass ein Abstand zwischen der Reflexionsquelle und der Zielerfassungsvorrichtung 1 gleich R und eine Geschwindigkeit der Reflexionsquelle gleich V sind, kommt der Sendeimpuls 3 als das Echo 4 an, nachdem er einen Weg mit der Länge R vorwärts und rückwärts zurückgelegt hat. Daher verstreicht unter der Annahme, dass die Lichtgeschwindigkeit gleich c ist, eine durch T = 2R/c ausgedrückte Zeit zwischen dem Aussenden des Sendeimpulses 3 und dem Empfang des Echos 4. Wenn der Sendeimpuls 3 zurück reflektiert wird, um das Echo 4 zu bilden, wird eine Frequenzmodulation gemäß der Geschwindigkeit V der Reflexionsquelle durchgeführt. Die Empfangseinheit 5 erfasst das Echo 4, um ein Signal auf der Grundlage des Echos 4 zu erzeugen. Das in der Empfangseinheit 5 erzeugte Signal wird schließlich zu der Zielerfassungseinheit 7 ausgegeben, in der ein Ziel entsprechend der Reflexionsquelle auf der Grundlage einer Ankunftszeit und einer Frequenz des Echos 4 erfasst wird.
Die Zielerfassungsvorrichtung 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Signalintegrationseinheit 6 zwischen der Zielerfassungseinheit 7 und der Empfangseinheit 5 vorgesehen ist. Die Signalintegrationseinheit 6 ist eine Schaltung, die einen Störabstand des von der Empfangseinheit 5 ausgegebenen Signals ver bessert, um ein als das Ergebnis der Verbesserung erhaltenes Signal in die Zielerfassungseinheit 7 einzugeben. Die Signalintegrationseinheit 6 kann beispielsweise die Erfassungsgenauigkeit eines entfernten Ziels, von dem ein starkes Echo aufgrund des Abstands nicht erhalten werden kann, erhöhen.
Nachfolgend werden eine detaillierte Konfiguration und die Arbeitsweise der Zielerfassungsvorrichtung 1 mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wie 1 illustriert, enthält die Impulssendeeinheit 2 einen Bezugssignalgenerator 11, einen Sendesignalwandler 12, eine Pulsierungsvorrichtung 13 und eine Sendeantenne 14.
Der Bezugssignalgenerator 11 in der Impulssendeeinheit 2 erzeugt ein Bezugssignal 100 mit einer in einem vorbestimmten Zyklus modulierten Frequenz durch einen spannungsgesteuerten Oszillator. Die Zielerfassungsvorrichtung 1 verwendet das FMCW-Radarsystem. Daher führt der Bezugssignalgenerator 11 eine Frequenzmodulation enthaltend einen Frequenzzunahmevorgang, bei dem die Frequenz erhöht wird, und einen Frequenzabnahmevorgang, bei dem die Frequenz abnimmt, bei dem Bezugssignal 100 durch als das Frequenzmodulationsverfahren für das Bezugssignal 100.
3 illustriert eine Frequenzvariation des von dem Bezugssignalgenerator 11 erzeugten Bezugssignals 100 mit der Zeit. In der Zeichnung stellen gerade Linien 100-1 und 100-2 Frequenzübergänge des Bezugssignals 100 dar. Die gerade Linie 100-1 ist für eine erste Frequenzmodulationsperiode (Frequenzzunahmeperiode), in der die Frequenz linear erhöht wird. Die gerade Linie 100-2 ist für eine zweite Frequenzmodulationsperiode (Frequenzabnahmeperiode), in der die Frequenz linear abnimmt.
Auf diese Weise wiederholt der Bezugssignalgenerator 11 aufeinander folgend die erste Frequenzmodulationsperiode und die zweite Frequenzmodulationsperiode, um die Frequenzmodulation durchzuführen. Es wird angenommen, dass eine Länge jeweils der ersten und der zweiten Frequenzmodulationsperiode gleich T_c ist, und ein Frequenzhub (eine Differenz zwischen einer oberen Grenze und einer unteren Grenze der zu modulierenden Frequenz) gleich B ist.
In der folgenden Beschreibung wird jede der Perioden des Frequenzzunahmevorgangs und des Frequenzabnahmevorgangs in dem Bezugssignalgenerator 11 als Frequenzänderungsperiode bezeichnet.
Der Sendesignalwandler 12 wandelt die Frequenz des Bezugssignals 100 um, um ein Sendesignal 101 in einem Funkfrequenzband (RF) zu erhalten. Weiterhin pulsiert die Pulsierungsvorrichtung 13 das Sendesignal 101 mit Impulssendeintervallen T_PRI, um Impulssignale 102 zu erzeugen und die erhaltene Impulssignale zu der Sendeantenne 14 auszugeben.
Die Beziehung zwischen den Impulssignalen 102 und dem Sendesignal 101 ist wie in 4 illustriert. In 4 stellen durch die Bezugszahlen 101-1 und 101-2 bezeichnete gerade Linien Frequenzübergänge des Sendesignals 101 dar. Trapeze 102-1 bis 102-11 in dicken Linien entsprechen den durch Pulsieren des Sendesignals 101 erhaltenen Impulssignalen 102. Auf diese Weise wird ein Teil des Sendesignals 101, das ein kontinuierliches Signal ist, pulsiert und in das Impulssignal 102 umgewandelt. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Sendesignal 101 ein Signal in dem RF- Band ist und sein Basisband (niedrigste Frequenz) sich von dem des in 3 illustrierten Bezugssignals 100 unterscheidet.
Das Zeitintervall zur Ausgabe des Impulssignals 102 wird auch als Impulswiederholungsintervall bezeichnet und manchmal als PRI abgekürzt. Gleichzeitig gibt die Pulsierungsvorrichtung 13 ein Schaltsignal 200 synchron mit dem PRI aus. Das Schaltsignal 200 wird zum Empfangsschalten in dem nachfolgenden Prozess verwendet.
Die Sendeantenne 14 emittiert das von der Impulssendeeinheit 2 ausgegebene Impulssignal 102 als einen Sendeimpuls 3 des Weitwinkelstrahls nach außen. Als eine Folge wird der gesamte geforderte Beobachtungsabdeckbereich der Zielerfassungsvorrichtung 1 durch eine Einzelimpulsaussendung beleuchtet.
Die Empfangseinheit 5 ist eine Schaltung, die das Echo 4 des Sendeimpulses 3 erfasst und empfängt, und sie erzeugt ein Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos 4 und gibt es aus, und sie enthält eine Antennengruppe 15, eine Schalteinheit 16, einen Empfangssignalwandler 17, einen A/D-Wandler 18 und eine Frequenzanalysevorrichtung 19.
Die Antennengruppe 15 enthält N (N > 1) Elementantennen in Elementabständen d. Jede der die Antennengruppe 15 bildenden Elementantennen empfängt das Echo 4 an ihrer eigenen Position, um ein analoges Empfangssignal 105 auf der Grundlage des empfangenen Echos 4 auszugeben. In der folgenden Beschreibung wird jede der die Antennengruppe 15 bildenden Elementantennen durch eine Elementnummer n im Bereich von 0 bis N-1 bezeichnet.
Unter der Annehme, dass ein Wellenlänge des Echos 4 gleich λ ist und ein Auftreffwinkel des Echos 4 auf eine Apertur der Antennengruppe 15 gleich θ ist, wenn die Antennengruppe 5 wie vorstehend beschrieben vorgesehen ist, wird eine durch die Formel (1) gegebene Phasendifferenz ϕ zwischen den benachbarten Elementantennen erzeugt, wie in 5 illustriert ist. [Ausdruck 1]
Somit ermöglicht die Erfassung der Phasendifferenz ϕ zwischen den empfangenen Signalen der jeweiligen Elementantennen die Schätzung des Auftreffwinkels θ des Echos 4, d.h., die Richtung der Reflexionsquelle, durch Verwendung der Formel (1).
Die Schalteinheit 16 enthält Eingangsanschlüsse, deren Anzahl gleich der der N Elementantennen der Antennengruppe 15 ist. Jeder der Eingangsanschlüsse ist mit einer der in der Antennengruppe enthaltenen Elementantennen 0 bis N-1 verbunden. Die Schalteinheit enthält einen Ausgangsanschluss und schaltet abwechselnd den mit dem Ausgangsanschluss zu verbindenden Eingangsanschluss bei jeder Eingabe des Schaltsignals 200 von der Pulsierungsvorrichtung 13, um das Empfangssignal 105 von jedem der Eingangsanschlüsse als ein Empfangssignal 106 gemäß einem in 6 gezeigten Zeitdiagramm auszugeben.
Als eine Folge wird beispielsweise, wenn die Schalteinheit 16 gegenwärtig das Empfangssignal 105 von der Elementantenne n (n = 0 bis N-1) als das Empfangssig nal 106 ausgibt, bei Eingabe des neuen Schaltsignals 200 in die Schalteinheit 16 das Empfangssignal 105 von der Elementantenne n+1 als das Empfangssignal 106 ausgegeben. Jedoch ist die Anzahl von Elementantennen gleich N. Daher wird bei Eingabe des neuen Schaltsignals 200 in die Schalteinheit 16, wenn n gleich N-1 ist, das Empfangssignal 105 von der Elementantenne 0 als das Empfangssignal 106 ausgegeben.
Als ein Ergebnis einer derartigen Konfiguration ist es möglich, die Struktur enthaltend die Schaltungen aufweisend den Empfangssignalwandler 17, den A/D-Wandler 18 und die Frequenzanalysevorrichtungen 19 in der Empfangseinheit 5, und weiterhin aufweisend nur ein digitales Signalverarbeitungssystem wie die Signalintegrationseinheit 6 und die Zielerfassungseinheit 7 zu realisieren, welche ermöglicht, dass die Schaltungen in Zeitteilung verwendet werden. Die Struktur der Durchführung der Signalverarbeitung bei dem Empfangssignal von der mehrere Elementantennen enthaltenden Antennengruppe in Zeitteilung ist in den Dokumenten enthaltend beispielsweise die US 5 497 161 , "Angle of Arrival (AOA) Solution Using a Single Receiver", und der US 3 916 407 "Doppler Navigation System With Angle and Radial Velocity" offenbart und auf diesem Gebiet eine bekannte Technik. Daher wird die Beschreibung des detaillierten Arbeitsprinzips hiervon hier weggelassen.
In der folgenden Beschreibung wird eine Periode von der Zeit, zu der die Schalteinheit 16 zu der Elementantenne 0 verbindet, bis zu der Zeit, zu der die Schalteinheit 16 wieder zu der Elementantenne 0 verbindet, nachdem aufeinander folgend zu den Antennen 1, 2 bis N-1 verbunden wurde, als Abtastperiode bezeichnet. Die Anzahl von Abtastperioden nach dem Be ginn des Frequenzmodulationsvorgangs in jeweils der Frequenzzunahmeperiode und der Frequenzabnahmeperiode ist durch eine Variable m angezeigt (m ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 0).
Der Empfangssignalwandler 17 mischt das von dem Sendesignalwandler 12 ausgegebene Sendesignal 101 und das analoge Empfangssignal 106, um ein Differenzsignal 107 zwischen den beiden zu erzeugen und auszugeben. Da die Zielerfassungsvorrichtung 1 das FMCW-System verwendet, wird das Differenzsignal auch als Schwebungssignal bezeichnet. Auf diese Weise wird als eine Folge das analoge Empfangssignal 106 in dem RF-Band in das Differenzsignal 107 in einem Videosignalband herabgesetzt.
Danach tastet der A/D-Wandler 18 das Differenzsignal 107 für jedes Abtastintervall mit einer vorbestimmten Zeitbreite ab, um digitale Differenzsignal 108 auszugeben. Hier wird das Abtastintervall in dem A/D-Wandler 18 nach der Impulsaussendung als eine Bereichszelle behandelt. Die Anzahl k von Abtastungen, die nach der Impulsaussendung vor dem Start der Bereichszelle durchgeführt wird, wird als Bereichszellennummer bezeichnet. Die Bereichszellennummer der ersten Bereichszelle ist 0, da vorher keine Abtastung durchgeführt wurde.
Da die Zielerfassungsvorrichtung 1 das System des Sendens des Sendeimpulses 3 des Weitwinkelstrahls anwendet, um sein Echo 4 zu empfangen, wird der gesamte Abdeckbereich durch einen einzelnen Sendeimpuls bestrahlt. Da jedoch mehrere Reflexionsquellen in unterschiedlichen Abständen in dem Abdeckbereich vorhanden sein können, werden Echos von den Reflexionsquellen in unterschiedlichen Abständen von der Ziel erfassungseinheit 1 in verschiedenen Bereichszellen erfasst, selbst wenn die Ausstrahlung des Sendeimpulses 3 nur einmal durchgeführt wird, wie in 7 gezeigt ist.
In dem Fall des Impulsradarsystems kann im Prinzip ein Abstand zu der Reflexionsquelle auf der Grundlage nur der Bereichszellennummer des Echos jedes Impulses erhalten werden (verstrichene Zeit seit dem Senden des Impulses). Darüber hinaus kann die Geschwindigkeit der Reflexionsquelle anhand der Beziehung zwischen der Frequenz des Echos und der Frequenz des Sendeimpulses berechnet werden. Bei dem Impulsradar ist jedoch erforderlich, dass ein Prozess des Erfassens des Ziels in dem Sende-/Empfangsvorgang jedes Impulses beendet wird. Daher müssen der Impulssende-/-Empfangsvorgang und die Signalverarbeitung mit nahezu derselben Berechnungsgeschwindigkeit durchgeführt werden. Demgemäß ist eine Signalverarbeitungsschaltung, die mit einer extrem hohen Geschwindigkeit arbeitet, erforderlich. Darüber hinaus wird durch die Verringerung der Impulsbreite oder des Abtastzyklus die Berechnungslast der Signalverarbeitung erhöht.
Da jedoch die Zielerfassungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den durch Pulsieren des kontinuierlichen Bezugssignals 100, das der Frequenzmodulation wie in 3 illustriert unterzogen wird, erhaltenen Sendeimpuls 3 verwendet, kann das Prinzip eines CW-Systems anstelle dessen des Impulssystems verwendet werden. Genauer gesagt, anstelle der Durchführung der gesamten Signalverarbeitung bei jeder Aussendung/jedem Empfang eines Impulses wird die Reflexionsquelle auf der Grundlage der Beziehung zwischen der Frequenzmodulation der gesendeten Welle und der Frequenz des emp fangenen Echos erfasst. Als eine Folge wird die Berechnungslast der Signalverarbeitung reduziert, um eine Verringerung der Größe und der Kosten der Schaltung zu ermöglichen.
Daher wird nachfolgend das Ziel durch die Signalverarbeitung gemäß FMCW-System erfasst. Zuerst werden in der gegebenen Abtastperiode m das Differenzsignal 108 in der Frequenzzunahmeperiode in der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k und die durch die Schalteinheit 16 ausgewählte Elementantennennummer n durch die Formel (2) in 2 illustrierte Reflexionsquelle (unter der Annahme, dass eine Richtung gleich θ ist) ausgedrückt. Das Differenzsignal 108 in der Frequenzabnahmeperiode wird durch die Formel (3) ausgedrückt.
[Ausdruck 2]
In den Formeln (2) und (3) ist T_s ein als T_s = T_PRI × N gegebener Wert, genauer gesagt, eine Länge der Abtastperiode. Das Vorzeichen der Schwebungsfrequenz ist verschieden in Abhängigkeit von dem Mischverfahren oder der Bestimmung des Vorzeichens einer Geschwindigkeit. Jedoch besteht kein wesentlicher Un terschied. ϕ_up(k) und ϕ_dn(k) sind konstante Phasenausdrücke, die von einer Zeitverzögerung abhängen.
In den Formeln (2) und (3) wird die Frequenz für eine Variable n ausgedrückt durch die Summe der Schwebungsfrequenz für eine variable m und der Frequenz gemäß der Auftreffrichtung. Wenn mehrere Ziele vorhanden sind, wird die Frequenz als eine lineare Summe für jedes Ziel ausgedrückt.
Die Frequenzanalysevorrichtung 19 analysiert die Frequenzen des von dem Echo 4 erhaltenen digitalen Differenzsignals 108, die durch die Formeln (2) und (3) ausgedrückt sind, als Signale auf der Grundlage des Echos 4 des Sendeimpulses 3, und gibt Frequenzsignale 109 entsprechend den Ergebnissen der Analyse aus. Für die Erzeugung der Frequenzsignale wird eine Fourier-Transformation der digitalen Differenzsignale 108 durchgeführt, die in der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k erhalten wurden, die von der Elementantenne mit der Elementennummer n in den M (M > 1) Abtastperioden erhalten wurden.
[Ausdruck 3]
Wie aus den Formeln (4) und (5) ersichtlich ist, wird das Frequenzsignal durch Verwendung mehrerer Differenzsignale X_up (k, m, n) in der Frequenzzunahmeperiode oder mehrerer Differenzsignale X_dn (k, m, n) in der Frequenzabnahmeperiode erhalten. Insbesondere ist das Frequenzsignal ein Signal auf der Grundlage des über mehrere Impulsempfangsintervalle empfangenen Echos.
Wenn das Ziel durch Verwendung des aus mehreren Impulsempfangsintervallen in dieser Weise extrahierten Frequenzsignals erfasst werden kann, ist nicht länger erforderlich, dass die Signalverarbeitung mit einer hohen Geschwindigkeit, die mit der Geschwindigkeit der Aussendung/des Empfangs des Impulses kompatibel ist, durchgeführt wird.
Da jedoch jede der Formeln (4) und (5) eine Berechnung zum Multiplizieren jedes Differenzsignals X_up (k, m, n) oder X_dn (k, m, n) mit einem vorbestimmten Multiplikator exp[–j{2π(m_f/M)m}] und dann Addieren der Differenzsignale ausdrückt. Daher enthält, wenn der Störabstand des Echos in der Bereichszelle nicht groß genug ist, das Frequenzsignal einen großen Betrag von Frequenzsignalen des Echos (Störungen), die andere als die von der Reflexionsquelle sind.
Somit erfasst die Frequenzanalysevorrichtung 19 eine Ausgangsfrequenznummer, bei der ein Amplitudenwert gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert in dem Frequenzsignal F_up (k, m_f, n) oder F_dn (k, m_f, n) ist. Dieser Prozess ist auch bekannt als ein Prozess der Erfassung einer Frequenznummer, die eine Frequenzspitze vorsieht. Als ein Ergebnis des Prozesses wird angenommen, dass eine Frequenznummer m_p in der Frequenzerhöhungsperiode erfasst wird, während eine Frequenznummer m_q in der Frequenzabnahmeperiode erfasst wird. Als eine Folge gibt die Frequenzanalysevorrichtung 19 das Frequenzsignal 109 aus, das für jede Bereichszelle in der Frequenzzunahmeperiode durch die Formel (5) ausgedrückt wird. In der Frequenzabnahmeperiode wird das durch die Formel (6) ausgedrückte Frequenzsignal 109 für jede Bereichszelle ausgegeben.
[Ausdruck 4]
Das durch Formel (6) oder (7) ausgedrückte Frequenzsignal 109 enthält einen großen Betrag von Frequenzsignalen aufgrund von Störungen. Insbesondere ist es in der ersten Bereichszelle mit einem kleinen Störabstand (beispielsweise Bereichszelle mit einer langen Verzögerungszeit) schwierig, eine Störung und eine echte Reflexionsquelle voneinander zu unterscheiden.
Daher sammelt für das Frequenzsignal F_up (k₁, m_p, n) mit der Bereichszellennummer k₁ die Signalintegrationseinheit 6 F_up (k₁, m_p, n) in SW₁ Beobachtungsperioden, wobei jede Abtastperiode einer Beobachtungsperiode entspricht. Dann wird, nachdem ein Integrationsvorgang wie durch Formel (8) ausgedrückt durchgeführt wurde, um ein erstes integriertes Signal SF_up zu erhalten, das erhaltene Signal als ein integriertes Signal 110 ausgegeben. Für das Frequenzsignal F_up (k₂, m_p, n) mit der Bereichszelle Nummer k₂ sammelt die Signalintegrationseinheit 6 F_up (k₂, m_p, n) in SW_s Beobachtungsperioden. Dann wird, nachdem ein Integrationsvorgang wie durch Formel (9) ausgedrückt, durchgeführt wurde, um ein zweites integriertes Signal SF_up zu erhalten, das erhaltene Signal als ein integrier tes Signal 111 ausgegeben. Hier ist k₁ ≠ k₂, und SW₁ und SW₂ sind natürliche Zahlen, die SW₁ ≠ SW₂ genügen.
[Ausdruck 5]
In den Formeln ist i eine Identifikationsnummer zum Identifizieren jedes der SW₁ Frequenzsignale, die gesammelt werden, um für den Integrationsvorgang verwendet zu werden und * stellt einen konjugiert komplexen Wert dar.
Im Allgemeinen werden Frequenzsignale aufgrund von Störungen in derselben Bereichszelle über mehrere Abtastperioden weniger wahrscheinlich erfasst. Daher verringert die Integration der Frequenzsignale 109 in der Bereichszelle mit derselben Bereichszellennummer über mehrere Abtastperioden relativ die Wirkungen des Frequenzsignals aufgrund von Störungen. Andererseits werden die von dem Echo der wahren Reflexionsquelle erhaltenen Frequenzsignale im Wesentlichen in derselben Bereichszelle über mehrere Abtastperioden beobachtet. Daher nimmt, wenn die Frequenzsignale in derselben Bereichszelle über mehrere Abtastperioden integriert werden, nur der integrierte Werte der von dem Echo der wahren Reflexionsquelle erhaltenen Frequenzsignale zu, um den Störabstand zu verbessern. Als eine Folge wird die Genauigkeit der Bereichszelle zum Erfassen der Reflexionsquelle, die wahrscheinlich aufgrund eines nicht zufriedenstellenden Störabstands in Störungen vergraben ist, verbessert.
Angesichts des vorstehenden Umstands wird als ein Verfahren zum Auswählen von Werten für SW₁ und SW₂, wenn der Störabstand der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k₁ kleiner als das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Störabstand der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k₁ und dem der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k₂ ist, ein Verfahren zum Einstellen von SW₁ > SW₂ angenommen.
Das integrierte Signal 110 wird durch Integrieren der aus den SW₁ Beobachtungsperioden gesammelten Frequenzsignale erhalten, während das integrierte Signal 111 durch Integrieren der aus den SW₂ Beobachtungsperioden gesammelten Frequenzsignale erhalten wird. Demgemäß unterscheidet sich die Anzahl von Beobachtungsperioden, die zum Berechnen des integrierten Signals 110 erforderlich sind, von der derjenigen, die zum Berechnen des integrierten Signals 111 erforderlich sind. Daher gibt die Signalintegrationseinheit 6 das integrierte Signal 110 einmal in den SW₁ Beobachtungsperioden für die Bereichszellennummer k₁ aus. Andererseits gibt die Signalintegrationseinheit 6 das integrierte Signal 111 einmal in den SW₂ Beobachtungsperioden für die Bereichszellennummer k₂ aus.
Als eine Folge ist, wenn SW₁ > SW₂ eingestellt ist, das Antwortvermögen des integrierten Signals 111 in der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k₂ das SW₁/SW₂-fache von dem des integrierten Signals 110 in der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k₁, wodurch ein gutes Antwortverhalten erhalten wird. Andererseits wird, selbst wenn der Störabstand des Frequenzsignals in der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k₁ nur das SW₂/SW₁-fache von dem des Fre quenzsignals in der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k₂ ist, das Antwortverhalten durch den durch Formel (8) ausgedrückten Integrationsprozess auf denselben Pegel wie den der Bereichszelle mit der Bereichszellennummer k₂ verbessert. Somit wird das Zielerfassungsvermögen erhöht.
Danach berechnet die Zielerfassungseinheit 7 Bewegungscharakteristiken der Reflexionsquelle des Echos aufgrund der integrierten Signale 110 und 111. Beispielsweise wird eine durch Formel (10) ausgedrückte Fourier-Transformation des integrierten Signals 110 durchgeführt, um einen Strahlbildungsprozess durchzuführen. [Ausdruck 6]
worin eine Strahlrichtung ϕ_na im Allgemeinen eine Beziehung hat, die ausgedrückt wird durch: [Ausdruck 7]
Als Nächstes führt die Zielerfassungseinheit 7 einen Schwellenwertprozess für Amplituden von Mehrstrahl-Formungssignalen B_up (k, m_p, n) und B_dn (k, m_q, n) für die jeweiligen erfassten Frequenzsignale durch, um die Strahlrichtung ϕ_na gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Pegel zu erhalten. In diesem Fall wird bestimmt, wenn die Anzahl von Strahlrichtungen, die den Schwellenwert überschreiten, gleich eins oder mehr ist, dass das erfasste Frequenzsignal eine endgültige Erfassung ist.
Als endgültigen Prozess erfasst die Zielerfassungseinheit 7 erfasste Frequenznummern m_pund m_q, von denen dieselbe Strahlrichtung ϕ_na erfasst wird, als Kandidaten für eine Paarbildung in der Frequenzzunahmeperiode und der Frequenzabnahmeperiode auf der Grundlage des Prinzips des FMCW-Radars. Dann werden anhand der Formeln (11) und (12) der Abstand R zu dem Ziel und die relative Geschwindigkeit V des Ziels erhalten.
[Ausdruck 8]
Der Paarbildungsprozess kann ein Bewertungskriterium verwenden, das ausgedrückt ist durch: [Ausdruck 9]
Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Anzahl von Signalen auf der Grundlage des Echos in der Bereichszelle, die zusammeln und zu integrieren sind, gemäß dem Störabstand der Bereichszelle variiert, so dass die Bereichszelle mit einem kleinen Störabstand den Störabstand zufrieden stellend verbessern kann, um die Erfassungsgenauigkeit des Ziels zu erhöhen. Ande rerseits kann die Bereichszelle, die einen zufriedenstellend großen Störabstand hat und daher den Integrationsprozess nicht mit so vielen Signalen durchführen muss, auf das Antwortverhalten fokussieren, um den Beobachtungswert mit einer hohen Geschwindigkeit zu berechnen.
Als eine Folge kann ein Radar, das einen breiten Abdeckbereich von entfernten zu nahen Bereichen behandeln kann, realisiert werden durch nur eine Verarbeitungsschaltung ohne Erhöhung der Sendeenergie.
Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel wird unter der Annahme, dass das Radar durch eine Signalverarbeitungsschaltung niedriger Geschwindigkeit realisiert wird, das Frequenzsignal von dem Echo in dem CW-Radarsystem erhalten, um den Störabstand des Frequenzsignals zu verbessern. Jedoch ist es augenscheinlich, dass dieselbe Struktur leicht auf das Impulsradarsystem angewendet werden kann durch Variieren der Anzahl von Signalen, die für den Prozess des Integrierens der Störabstände der Echos in verschiedenen Bereichszellen zu sammeln sind.
Zweites Ausführungsbeispiel
Bei der Zielerfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird das auf der Formel (8) basierende Integrationsverfahren in der Signalintegrationseinheit 6 verwendet. Es ist auch möglich, die Struktur zu verwenden, in der der durch die Formel (15) ausgedrückte Mehrstrahl-Formungsprozess bei den durch die Formeln (6) und (7) ausgedrückten Frequenzsignalen 109 durchgeführt und der Integrationsprozess anhand des Ergebnisses des Mehrstrahl-Formungsprozesses implementiert werden.
[Ausdruck 10]
Nachfolgend wird der durch die Formel (16) ausgedrückte Integrationsprozess unter Verwendung des Ergebnisses der Mehrstrahlbildung über SW Abtastperioden durchgeführt, um den Störabstand zu steuern.
[Ausdruck 11]
Kurz gesagt, es gibt verschiedene spezifische Verfahren zum Steuern des Störabstands. Jedoch liegt das Merkmal der vorliegenden Erfindung in einer Verstärkungssteuerung unter Verwendung der Frequenzsignale über eine unterschiedliche Anzahl von Abtastperioden gemäß der Bereichszellennummer oder der Verzögerungszeit. Daher ist das Verstärkungssteuerverfahren nicht speziell auf einspezifisches beschränkt.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist in weitem Maße anwendbar auf das Gebiet, in welchem eine Impulswelle ausgesendet wird, um Bewegungscharakteristiken eines Objekts oder einer Ausbreitungswellen-Reflexionsquelle, die in dem Abstand vorhanden ist, zu berechnen, und insbesondere ist sie geeignet als eine Technik für ein fahrzeuggebundenes Radar.
Zusammenfassung:
Ein Empfangsteil (5) empfängt über mehrere Impulsempfangsabschnitte das Echo (4) eines gesendeten Impulses (3) in einer ersten Bereichszelle nach dem Verstreichen einer ersten Zeitperiode von einer Impulsaussendung an und gibt ein erstes Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos aus. Das Empfangsteil empfängt auch über mehrere Impulsempfangsabschnitte das Echo des gesendeten Impuls in einer zweiten Bereichszelle nach dem Verstreichen einer zweiten Zeitperiode von der Impulsaussendung an und gibt ein zweites Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos. Ein Signalintegrationsteil (6) integrierte eine erste Anzahl von ersten Signalen und gibt ein Integrationsergebnis als das Integrationssignal für den ersten Bereich aus. Das Signalintegrationsteil integriert auch eine zweite Anzahl von zweiten Signalen und gibt ein Integrationsergebnis als ein Integrationssignal für den zweiten Bereich aus. Ein Zielerfassungsteil (7) erfasst auf der Grundlage der Integrationssignale des ersten und des zweiten Bereichs ein Ziel.

2: Impulssendeeinheit
3: gesendeter Impuls
4: Echo
5: Empfangseinheit
6: Signalintegrationseinheit
7: Zielerfassungseinheit
11: Bezugssignalgenerator
12: Sendesignalwandler
13: Pulsierungsvorrichtung
14: Sendeantenne
15: Antennengruppe
16: Schalteinheit
17: Empfangssignalwandler
18: A/D-Wandler
19: Frequenzanalysevorrichtung
100: Bezugssignal
101: Sendesignal
102: Impulssignal
107: Differenzsignal
108: digitales Differenzsignal
109: Frequenzsignale
110, 111: integriertes Signal
112: beobachteter Wert des Ziels.

Claims

Zielerfassungsverfahren, welches aufweist: einen ersten Signalintegrationsschritt zum Empfangen eines Echos eines gesendeten Impulses in einer ersten Bereichszelle nach dem Verstreichen einer ersten Zeit von einer Impulsaussendung, um ein Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos zu erzeugen, und zum Integrieren einer ersten Anzahl von Signalen der erzeugten Signale, um das Ergebnis der Integration als ein integriertes Signal für die erste Bereichszelle auszugeben; einen zweiten Signalintegrationsschritt zum Empfangen eines Echos eines gesendeten Impulses in einer zweiten Bereichszelle nach Verstreichen einer zweiten Zeit, die von der ersten Zeit verschieden ist, von der Impulsaussendung, um ein Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos zu erzeugen, und zum Integrieren einer zweiten Anzahl von Signalen der erzeugten Signale, welche zweite Anzahl von der ersten Anzahl verschieden ist, um das Ergebnis der Integration als ein integriertes Signal für die zweite Bereichszelle auszugeben; und einen Zielerfassungsschritt zum Erfassen eines Ziels auf der Grundlage des integrierten Signals für die erste Bereichszelle und des integrierten Signals für die zweite Bereichszelle.
Zielerfassungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem die zweite Anzahl größer als die erste Anzahl eingestellt ist, wenn die zweite Zeit nach der ersten Zeit in dem zweiten Signalintegrationsschritt verstreicht.
Zielerfassungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem: der erste Signalintegrationsschritt eine Frequenz eines Empfangssignals des empfangenen Echos analysiert, um ein Frequenzsignal zu erzeugen, und die erste Anzahl der Frequenzsignale der erzeugten Frequenzsignale integriert, um das Ergebnis der Integration als das integrierte Signal für die erste Bereichszelle auszugeben; und der zweite Signalintegrationsschritt eine Frequenz eines Empfangssignals des empfangenen Echos analysiert, um ein Frequenzsignal zu erzeugen, und die zweite Anzahl der Frequenzsignale der erzeugten Frequenzsignale integriert, um das Ergebnis der Integration als das integrierte Signal der zweiten Bereichszelle auszugeben.
Zielerfassungsvorrichtung, welche aufweist: Empfangsmittel zum Empfangen eines Echos eines Sendeimpulses in einer ersten Bereichszelle nach dem Verstreichen einer ersten Zeit von einer Impulsaussendung, um ein erstes Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos auszugeben, und zum Empfangen eines Echos eines Sendeimpulses in einer zweiten Bereichszelle nach Verstreichen einer zweiten Zeit von der Impulsaussendung, wobei die zweite Zeit verschieden von der ersten Zeit ist, um ein zweites Signal auf der Grundlage des empfangenen Echos auszugeben; Signalintegrationsmittel zum Integrieren einer ersten Anzahl der von den Empfangsmitteln ausgegebenen ersten Signale, um das Ergebnis der Integration als ein integriertes Signal für die erste Bereichszelle auszugeben, und zum Integrieren einer zweiten Anzahl der zweiten Signale, welche zweite Anzahl verschieden von der ersten Anzahl ist, um das Ergebnis der Integration als ein integriertes Signal für die zweite Bereichszelle auszugeben; und Zielerfassungsmittel zum Erfassen eines Ziels auf der Grundlage des integrierten Signals für die erste Bereichszelle und des integrierten Signals für die zweite Bereichszelle.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Signalintegrationsmittel die zweite Anzahl größer als die erste Anzahl setzen, wenn die zweite Zeit nach der ersten Zeit verstreicht.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin aufweisend Impulssendemittel zum Senden eines Impulses eines Weitwinkelstrahls, wobei die Empfangsmittel eine Antennengruppe enthaltend mehrere Elementantennen enthalten, um zu bewirken, dass die Elementantennen der Antennengruppe die Echos des gesendeten Impulses in der ersten Bereichszelle und der zweiten Bereichszelle über mehrere Impulsempfangsintervalle empfangen.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Zielerfassungsmittel das integrierte Signal für die erste Bereichszelle verwenden, um eine Mehrstrahlbildung durchzuführen, und ein durch die Mehrstrahlbildung gebildetes Strahlensignal verwenden, um eine Reflexionsquelle des in der ersten Bereichszelle empfangenen Echos als ein Ziel zu erfassen, während das integrierte Signal für die zweite Bereichszelle verwendet wird, um die Mehrstrahlbildung durchzuführen, und ein durch die Mehrstrahlbildung gebildetes Strahlensignal verwendet wird, um eine Reflexionsquelle des in der zweiten Bereichszelle empfangenen Echos als ein Ziel zu erfassen.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der: die Empfangsmittel eine Frequenz eines Empfangssignals des Echos in der ersten Bereichszelle analysieren, um ein erstes Frequenzsignal auszugeben, und eine Frequenz eines Empfangssignals des Echos in der zweiten Bereichszelle analysieren, um ein zweites Frequenzsignal auszugeben; und die Signalintegrationsmittel eine erste Anzahl der von den Empfangsmitteln ausgegebenen Frequenzsignale integrieren, um das Ergebnis der Integration als ein integriertes Signal für die erste Bereichszelle auszugeben, und eine zweite Anzahl der von den Empfangsmitteln ausgegebnen Frequenzsignale integrieren, um das Ergebnis der Integration als ein integriertes Signal für die zweite Bereichszelle auszugeben.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Impulssendemittel eine kontinuierliche Welle mit vorbestimmter Frequenzmodulation pulsieren und das erhaltene Impulssignal als einen Impuls eines Weitwinkelstrahls aussenden.