DE112021006383T5 - Radareinrichtung, radarsystem und radarverfahren - Google Patents

Abstract

Eine Radareinrichtung (2) umfasst eine Signalempfangseinheit (21), die Empfangssignale von Übertragungswellen beschafft, die von Übertragungsantennen (4) übertragen werden, eine Übertragungssignalbeschaffungseinheit (22), die von den Übertragungsantennen (4) übertragene Übertragungswellen unter Verwendung von Übertragungssignalbeschaffungsantennen (6) empfängt, und empfangene Empfangssignale als Übertragungssignalrepliken beschafft, eine Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit (23), die unnötige Signale der von der Signalempfangseinheit (21) beschafften Empfangssignale unterdrückt, eine Kreuzkorrelationsoperationseinheit (24), die Kreuzkorrelationswerte zwischen den Übertragungssignalrepliken und den Empfangssignalen einschließlich des unterdrückten unnötigen Signals berechnet, und eine Strahlformungseinheit (25), die Strahlen formt und eine Richtung eines Ziels unter Verwendung der den jeweiligen Übertragungssignalen entsprechenden Kreuzkorrelationswerte schätzt.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Radareinrichtung, ein Radarsystem und ein Radarverfahren.
• HINTERGRUND ZUM STAND DER TECHNIK
• Eine herkömmliche Technik, die Erfassung und Positionsmessung eines Ziels unter Verwendung von Kommunikationswellen durchführt, die von einer vorhandenen Übertragungsstation übertragen werden, umfasst eine passive Radareinrichtung. Die passive Radareinrichtung erfasst ein Ziel auf der Grundlage von Kreuzkorrelationen zwischen von der Übertragungsstation übertragenen Übertragungswellen und vom Ziel reflektierten ankommenden Zielreflexionswellen und schätzt die Ausbreitungsentfernungen der Kommunikationswellen vom Ziel sowie Ankunftswinkel der Kommunikationswellen und misst so eine Position des Ziels.
• An den Empfangsantennen, die in der passiven Radareinrichtung enthalten sind, treffen die Zielreflexionswellen, die Erfassungsziele sind, und zusätzlich direkte Wellen von der Übertragungsstation oder Mehrwegwellen, die im Wesentlichen keine Dopplerkomponenten haben, wie z. B. Clutters, ein. Wenn die Mehrwegwellen eine höhere Leistung haben als die der Zielreflexionswellen, verschlechtert sich die Zielerfassungsleistung der passiven Radareinrichtung, und eine Positionsmessung des Ziels wird schwierig.
• Eine herkömmliche Technik zur Lösung dieses Problems ist zum Beispiel ein in Nichtpatentliteratur 1 beschriebenes Verfahren, das Mehrwegwellen unterdrückt, indem die Mehrwegwellen von Empfangssignalen subtrahiert und nur die Zielreflexionswellen übrig gelassen werden.
• REFERENZLISTE
• NICHT-PATENTLITERATUR
• Nicht-Patentliteratur 1: F. Colone, D. W. O'Hagan, P. Lombardo und C. J. Baker, „A Multistage Processing Algorithm for Disturbance Removal and Target Detection in Passive Bistatic Radar,“ in IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 45, no. 2, pp. 698-722, April 2009.
• KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
• TECHNISCHES PROBLEM
• In den letzten Jahren hat in Bezug auf ein Übertragungssystem zur Verbesserung einer Übertragungsgeschwindigkeit das Space Division Multiplexing Multiple-Input Multiple-Output, SDM-MIMO, (dt. MIMO-Raummultiplexverfahren) zum Übertragen verschiedener Signale von einer Vielzahl jeweiliger Übertragungsantennen an Bedeutung gewonnen. Obwohl das in Nicht-Patentliteratur 1 beschriebene Verfahren Mehrwegwellen unterdrückt, wenn es sich bei den Übertragungssignalen um SDM-MIMO-Übertragungssignale handelt, wird eine von jeder Übertragungsantenne übertragene Übertragungswelle auf einer Zielreflexionswelle überlagert.
• In einem Fall, in dem die von einer Vielzahl von Übertragungsantennen übertragenen Übertragungswellen unkorreliert sind, kann ein Empfangssignal pro Übertragungssignal demultiplexiert werden, indem eine Kreuzkorrelation zwischen dem Übertragungssignal und dem Empfangssignal für die Zielreflexionswelle gefunden wird. Wenn ein Empfangssignal pro Übertragungswelle demultiplexiert werden kann, ist es möglich, eine Zielerfassungsleistung zu verbessern, die die Übertragungs-Digitalstrahlformung (DBF: Digital Beam Forming) verwendet, und es ist auch möglich, einen Sendewinkel (DOD: Direction of Departure), der für die Positionsmessung eines Ziels verwendet wird, zu schätzen.
• Es besteht jedoch das Problem, dass in einem Fall, in dem die von einer Vielzahl von Übertragungsantennen übertragenen Übertragungswellen korreliert sind, die Übertragungswellen miteinander interferieren und das in der Nicht-Patentliteratur 1 beschriebene Verfahren Empfangssignale nicht demultiplexen kann und daher Schwierigkeiten bei der Durchführung von Übertragungs-DBF und DOD-Schätzungen hat.
• Die vorliegende Offenbarung löst das obige Problem, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Radareinrichtung, ein Radarsystem und ein Radarverfahren bereitzustellen, die eine Übertragungs-DBF und DOD-Schätzung durchführen können, selbst wenn SDM-MIMO-Übertragungssignale verwendet werden.
• LÖSUNG DES PROBLEMS
• Eine Radareinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Radareinrichtung zum Durchführen einer Erfassung und Positionsmessung eines Ziels unter Verwendung einer Funkwelle eines Übertragungssignals, das von jeder einer Vielzahl von Übertragungsantennen übertragen wird, und umfasst: eine Signalempfangseinheit zum Empfangen einer von jeder der Übertragungsantennen übertragenen Übertragungswelle unter Verwendung einer Empfangsantenne, und zum Beschaffen eines Empfangssignals; eine Übertragungssignalbeschaffungseinheit zum Empfangen einer von jeder der Übertragungsantennen übertragenen Übertragungswelle unter Verwendung einer Übertragungssignalbeschaffungsantenne, und zum Beschaffen eines empfangenen Empfangssignals als Übertragungssignalreplik; eine Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit zum Unterdrücken eines unnötigen Signals des von der Signalempfangseinheit beschafften Empfangssignals; eine Kreuzkorrelationsoperationseinheit zum Berechnen eines Kreuzkorrelationswerts zwischen der Übertragungssignalreplik und dem Empfangssignal einschließlich des unterdrückten unnötigen Signals; und eine Strahlformungseinheit zum Formen eines Strahls und zum Schätzen der Richtung des Ziels unter Verwendung des dem Übertragungssignal entsprechenden Kreuzkorrelationswerts.
• VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
• Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden Übertragungswellen, die von Übertragungsantennen einer Übertragungsstation übertragen werden, unter Verwendung von Übertragungssignalbeschaffungsantennen empfangen, Übertragungssignalrepliken werden beschafft, unnötige Signale von Empfangssignalen werden unterdrückt, Kreuzkorrelationswerte zwischen den Übertragungssignalrepliken und den Empfangssignalen, einschließlich der unterdrückten unnötigen Signale, werden berechnet, und Strahlen werden geformt und eine Richtung eines Ziels wird unter Verwendung der Kreuzkorrelationswerte, die den jeweiligen Übertragungssignalen entsprechen, geschätzt. Folglich kann die Radareinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Übertragungs-DBF und DOD-Schätzung durchführen, selbst wenn SDM-MIMO-Übertragungssignale verwendet werden.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 ist eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration eines Radarsystems gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
• 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Radarverfahren gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
• 3 ist ein Graph, der ein Simulationsergebnis einer Übertragungsstrahlmusterformung darstellt.
• 4 ist eine Tabelle, die verschiedene Elemente eines Radarverfahrens zeigt, die für die Simulation in 3 verwendet werden.
• 5A ist eine Blockdarstellung, die eine Hardwarekonfiguration darstellt, die Funktionen der Radareinrichtung gemäß Ausführungsform 1 implementiert, und 5B ist eine Blockdarstellung, die eine Hardwarekonfiguration darstellt, die Software ausführt, die die Funktionen der Radareinrichtung gemäß Ausführungsform 1 implementiert.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Ausführungsform 1
• 1 ist eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration eines Radarsystems 1 gemäß Ausführungsform 1 zeigt. In 1 ist das Radarsystem 1 ein System, das Erfassung und Positionsmessung eines Ziels durchführt und eine Radareinrichtung 2 und eine Übertragungsstation 3 aufweist. Die Übertragungsstation 3 emittiert unter Verwendung einer Vielzahl von Übertragungsantennen 4 Funkwellen in einen Raum, ohne mit der Radareinrichtung 2 zusammenzuarbeiten. Die Übertragungsstation 3 ist beispielsweise eine Übertragungsstation, die eine SDM-MIMO-Übertragung durchführt und unter Verwendung der Vielzahl von Übertragungsantennen 4 ein anderes Signal als die Funkwelle von jeder Übertragungsantenne 4 überträgt. Die von den Übertragungsantennen 4 übertragenen Übertragungswellen erreichen die Radareinrichtung 2 über eine Vielzahl von Wegen, wie in 1 dargestellt.
• Zum Beispiel ist eine Übertragungswelle, unter den von den Übertragungsantennen 4 übertragenen Übertragungswellen, die von einem Ziel reflektiert wurde und an der Radareinrichtung 2 eingetroffen ist, eine Zielreflexionswelle, und eine Übertragungswelle, die direkt von der Übertragungsstation 3 an der Radareinrichtung 2 eingetroffen ist, ohne von einem Objekt einschließlich des Ziels reflektiert zu werden, ist eine Direktwelle. Die Zielreflexionswelle umfasst auch eine Mehrwegwelle, die von anderen Objekten als dem Ziel mehrfach reflektiert wird und bei der Radareinrichtung 2 eintrifft. Außerdem ist eine Übertragungswelle, die von anderen Objekten als dem Ziel reflektiert wurde und an der Radareinrichtung 2 eingetroffen ist, unter den von den Übertragungsantennen 4 übertragenen Übertragungswellen, ein Clutter. Außerdem treffen die Direktwellen von der Übertragungsstation 3 zur Radareinrichtung 2 auch an später beschriebenen Übertragungssignalbeschaffungsantennen 6 ein.
• Die Radareinrichtung 2 führt eine Erfassung und Positionsmessung eines Ziels unter Verwendung einer Funkwelle eines Übertragungssignals, das von jeder der Vielzahl von Übertragungsantennen 4 übertragen wird, durch. Die Radareinrichtung 2 umfasst eine Vielzahl von Empfangsantennen 5 und eine Vielzahl von Übertragungssignalbeschaffungsantennen 6, und die von der Übertragungsstation 3 übertragenen Funkwellen werden unter Verwendung der Empfangsantennen 5 und der Übertragungssignalbeschaffungsantennen 6 empfangen. Die Radareinrichtung 2 umfasst eine Signalempfangseinheit 21, eine Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22, eine Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, eine Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 und eine Strahlformungseinheit 25.
• Die Signalempfangseinheit 21 empfängt die von den Übertragungsantennen 4 übertragenen Übertragungswellen unter Verwendung der Empfangsantennen 5 und beschafft Empfangssignale. Beispielsweise beschafft die Signalempfangseinheit 21 die Empfangssignale durch Erzeugen der Empfangssignale, indem eine Empfangsverarbeitung wie z. B. eine Analog/Digital-Wandlung (im Folgenden als A/D-Wandlung bezeichnet) an den mit den Empfangsantennen 5 empfangenen Signalen durchführt.
• Die Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 empfängt die von den Übertragungsantennen 4 übertragenen Übertragungswellen unter Verwendung der Übertragungssignalbeschaffungsantennen 6 und beschafft die empfangenen Empfangssignale als Übertragungssignalrepliken.
• Außerdem stellt die Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 die Übertragungssignalrepliken wieder her, indem die Empfangssignale der Übertragungswellen demoduliert werden, die reduzierte Mehrwegeinflüsse unter den von den Übertragungsantennen 4 übertragenen Übertragungswellen aufweisen. Beispielsweise beschafft die Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 als die Übertragungssignalrepliken die Empfangssignale der von den Übertragungsantennen 4 übertragenen Übertragungswellen, für die Richtstrahlen geformt wurden und die die reduzierten Mehrwegeinflüsse aufweisen. Folglich ist es möglich, eine Verschlechterung der Unnötige-Welle-Unterdrückungsfähigkeit zu verhindern, selbst wenn Übertragungssignale verwendet werden, die von der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 in einer Mehrwegumgebung beschafft werden. Es ist zu beachten, dass die von der Signalempfangseinheit 21 verwendeten Empfangsantennen 5 und die von der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 verwendeten Übertragungsantennen 6 identische Antennen sein können.
• Die Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23 unterdrückt die unnötigen Signale der von der Signalempfangseinheit 21 beschafften Empfangssignale. Zu den unnötigen Signalen gehören zum Beispiel ein Signal einer Richtungswellenkomponente, ein Signal einer Clutter-Komponente, ein Signal einer Mehrwegwellenkomponente und ein Interferenzsignal einer Dopplerfrequenz eines Ziels. Die Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23 unterdrückt das unnötige Signal unter Verwendung einer Projektionsmatrix, die einen Signalvektor unterdrückt, der dadurch erhalten wird, dass der Übertragungssignalreplik sowohl eine Ausbreitungsverzögerungszeit der Übertragungswelle als auch eine Phasendrehung entsprechend der Dopplerfrequenz des Ziels gegeben wird.
• Die Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 berechnet einen Kreuzkorrelationswert zwischen der Übertragungssignalreplik und dem Empfangssignal einschließlich des unterdrückten unnötigen Signals. Die Strahlformungseinheit 25 formt einen Übertragungsstrahl oder schätzt einen DOD zur Schätzung einer Richtung des Ziels unter Verwendung des Kreuzkorrelationswerts, der jedem Übertragungssignal entspricht und von der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 berechnet wird. Die Strahlformungseinheit 25 formt zum Beispiel einen Strahl, indem jedem der Übertragungssignale ein Wert hinzufügt wird, der durch Multiplizieren einer komplexen Amplitude mit dem Kreuzkorrelationswert, der jedem der Übertragungssignale entspricht, erhalten wird. Außerdem schätzt die Strahlformungseinheit 25 einen DOD zum Schätzen der Richtung des Ziels unter Verwendung einer Phasendifferenz oder einer Leistungsdifferenz des Kreuzkorrelationswertes entsprechend jedem Übertragungssignal.
• 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Radarverfahren gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
• Die Signalempfangseinheit 21 empfängt Empfangssignale unter Verwendung der Empfangsantennen 5 (Schritt ST1). Die Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 empfängt von den Übertragungsantennen 4 übertragene Übertragungswellen unter Verwendung der Übertragungssignalbeschaffungsantennen 6 und beschafft die empfangenen Empfangssignale als Übertragungssignalrepliken (Schritt ST2).
• Ein von einer Übertragungsantenne nt übertragenes und von einer Empfangsantenne n_r empfangenes Signal einer Funkwelle wird von der Signalempfangseinheit 21 als Empfangssignal y_{nt, nr} (t) beschafft. Das Empfangssignal y_{nt, nr} (t) wird durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt. $$\begin{array}{l}{\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}\left(\text{t}\right)=\\ {\mathrm{\alpha }}_{\text{n}}{}_{{}_{\text{t}}\mathrm{,0}}{\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(\text{t}-{\tau }_{{\text{n}}_{\text{t}}}\mathrm{,0}\right)+{\displaystyle \sum {}_{\text{k}=1}^{{\text{K}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}}}{\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{ n}}_{\text{r}},\text{k}}{\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(\text{t}-{\mathrm{\tau }}_{\text{k}}\right)+{\beta }_{{\text{n}}_{\text{t}}}{\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}(\text{t}\\ -\eta )\text{exp}\left(\text{j2}\mathrm{\pi }{\text{f}}_{\text{d}}\text{t}\right)\end{array}$$

  
• Der erste Term auf einer rechten Seite der obigen Gleichung (1) ist eine direkte Wellenkomponente, die in dem Empfangssignal y_{nt, nr} (t) enthalten ist. Der zweite Term auf der rechten Seite der obigen Gleichung (1) ist eine Clutter-Komponente, die in dem Empfangssignal y_{nt, nr} (t) enthalten ist. Der dritte Term auf der rechten Seite der obigen Gleichung (1) ist eine Zielreflexionswellenkomponente, die in dem Empfangssignal y_{nt, nr} (t) enthalten ist. In der obigen Gleichung (1) stehen α und β jeweils für eine komplexe Amplitude, die z. B. einen Dämpfungsbetrag eines Signals jeder Komponente angibt. τ und η stehen jeweils für eine Verzögerungszeit einer Übertragungswelle jeder Komponente. K_{nt, nr} steht für die Anzahl der Clutters. f_dl steht für die Dopplerfrequenz eines Ziels I.
• In einem Fall, in dem eine Gesamtzahl der Vielzahl von Übertragungsantennen 4 Nt beträgt, können Empfangssignale y_nr (t) für alle der Übertragungsantennen 4 durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt werden, indem Rauschen z_nr (t) zu jedem der Empfangssignale y_{nt, nr} (t) addiert wird, deren Anzahl der Gesamtzahl Nt der Übertragungsantennen 4 entspricht. $${\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(\text{t}\right)={\displaystyle \sum _{{\text{n}}_{\text{t}}-1}^{{\text{N}}_{\text{t}}}{\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{ n}}_{\text{r}}}\left(\text{t}\right)+{\text{z}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}\left(\text{t}\right)}$$

  
• Eine passive Radareinrichtung diskretisiert im Allgemeinen ein Ankunftssignal, indem eine A/D-Wandlung des Ankunftssignals durchgeführt wird.
• Die Signalempfangseinheit 21 wandelt das Empfangssignal y_nt (t), das der A/D-Wandlung mit einer Abtastfrequenz f_s (Hz) und einer Diskretisierung unterzogen wird, in einen Vektor y_nt um, dessen Abtastrichtungen Elemente des Vektors sind, wie in der folgenden Gleichung (3) ausgedrückt. Es ist zu beachten, dass M die Anzahl von Abtastungen in der folgenden Gleichung (3) darstellt. $${\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}={\left({\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(0\right),{\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(1/{\text{f}}_{\text{s}}\right),\cdots ,{\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(\left(\text{M-1}\right)/{\text{f}}_{\text{s}}\right)\right)}^{\text{T}}$$

  
• Das Übertragungssignal ist ein Signal, das einer digitalen Modulation wie Amplitude Shift Keying (ASK), Phase Shift Keying (PSK) oder Quadrature Amplitude Modulation (QAM) unterliegt.
• In einem Fall, in dem eine Symbolrate f_b (Symbol/s) beträgt und eine A/D-Wandlung mit einer I-Komponente und einer Q-Komponente durchgeführt wird, gilt eine Beziehung f_b ≤ f_s, und in einem Fall, in dem die A/D-Wandlung nur mit der I-Komponente durchgeführt wird, gilt eine Beziehung 2f_b ≤ f_s.
• In einem Fall, in dem diese Beziehungen gelten, hat ein Übertragungssignal x_nt (t) eine Beziehung der folgenden Gleichung (4). f_c (Hz) stellt in der folgenden Gleichung (4) eine Trägerfrequenz dar. Darüber hinaus hat die Verzögerungszeit τ eine Beziehung von 0 ≤ τ < 1/f_s. Das heißt, ein Übertragungssignal, das sich mit einer beliebigen Verzögerungszeit ausbreitet, kann durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt werden, die einem Übertragungssignal an einem bestimmten diskretisierten Punkt eine Phasendrehung verleiht. $$\begin{array}{l}{\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left({\text{m/f}}_{\text{s}}+\tau \right)={\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left({\text{m/f}}_{\text{s}}\right)\text{exp}\left(\text{j2}\mathrm{\pi }{\text{f}}_{\text{c}}\mathrm{\tau }\right)\\ \text{or}\\ {\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left({\text{m/f}}_{\text{s}}+\tau \right)={\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(\left(\text{m}+1\right)/{\text{f}}_{\text{s}}\right)\text{exp}\left(-\text{j}2\pi {\text{f}}_{\text{c}}\left(1/{\text{f}}_{\text{s}}-\tau \right)\right)\end{array}$$

  
• In Anbetracht der obigen Beziehungen kann die Vektordarstellung des durch die obige Gleichung (1) ausgedrückten Empfangssignals y_{nt, nr} (t) durch die folgenden Gleichungen (5) bis (9) ausgedrückt werden. Darüber hinaus stellt x_{nt, 0} in der folgenden Gleichung (5) einen Übertragungssignalvektor von M×1 dar, der in einem Intervall von 1/f_s (s) abgetastet wird, wobei ein Zeitpunkt t = τ_{nt, 0} als Bezugspunkt dient. x_{nt, nr} ^(clt) stellt eine Übertragungssignalmatrix von M×K_{nt, nr} dar, die durch Durchführung ähnlicher Abtastungen an den ankommenden Übertragungssignalen K_{nt, nr} erhalten wird. x_{nt, nr} ^(tgt) ist eine Übertragungssignalmatrix von M×1, die durch Durchführung ähnlicher Abtastungen an den Zielreflexionswellen erhalten wird. diag (·) steht für eine Verarbeitung des Umwandelns jedes Elements eines Vektors in jedes Element einer Diagonalmatrix in der folgenden Gleichung (7). $$\begin{array}{l}{\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{ n}}_{\text{r}}}={\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}},0}{\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}},0}+{\text{X}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{ n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{c}|\text{t}\right)}{\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}+{\beta }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_r}{\text{D x}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{tgt}\right)}\\ ={\text{X}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{ n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}{\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{ n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}+{\beta }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_r}{\text{D}}_{{\text{f}}_{\text{d}}}{\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{tgt}\right)}\end{array}$$

  

  $${\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}={\left[{\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}1},\cdots ,{\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}},{\text{K}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}}\right]}^{\text{T}}$$

  

  $${\text{D}}_{{\text{f}}_{\text{d}}}=\text{diag}\left(0\cdots {\text{e}}^{\text{j2}\pi {\text{f}}_{\text{d}}\left(\text{M}-1\right)/{\text{f}}_{\text{s}}}\right)$$

  

  $${\text{X}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}=\left({\text{x}}_{{\text{n}}_{\text{t}}\mathrm{,0}},{\text{X}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{c}|\text{t}\right)}\right)$$

  

  $${\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}={\left({\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}}\mathrm{,0}},{\alpha }_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\text{T}}\right)}^{\text{T}}$$

  
• In Anbetracht des oben genannten, kann die Vektordarstellung des durch die obige Gleichung (2) ausgedrückten Empfangssignals y_nr (t) durch die folgenden Gleichungen (10) bis (14) ausgedrückt werden.
• Es ist zu beachten, dass in den folgenden Gleichungen (10) bis (14) für eine komplexe Amplitude eines vom Ziel reflektierten und von der Empfangsantenne n_r empfangenen Signals der Zielreflexionswelle auf jedem Ausbreitungsweg im Wesentlichen die gleiche Entfernungsdämpfung auftritt und eine Phasenverschiebung aufgrund der Reflexion vom Ziel auftritt. Setzt man also nt = 1 als Referenz, so kann β_{nt, nr} = β_{1, nr}.e^{j2π(nt-1)d·sin(θt)/λ} ausgedrückt werden.
• Darüber hinaus handelt es sich bei den Array-Antennen in der Übertragungsstation 3 um einheitliche lineare Arrays, die die Übertragungsantennen 4 als Elementantennen verwenden. d steht für ein Elementintervall, λ steht für eine Wellenlänge einer Mittenfrequenz eines Übertragungssignals und θ_t steht für den DOD. $$\begin{array}{l}{\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}\\ =\left({\text{X}}_{\mathrm{1,}{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}\cdots {\text{X}}_{{\text{N}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}\right){\left({\alpha }_{\mathrm{1,}{\text{n}}_{\text{r}}}^{{\left(\text{sup}\right)}^{\text{T}}}\cdots {\alpha }_{{\text{N}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{{\left(\text{sup}\right)}^{\text{T}}}\right)}^{\text{T}}+\\ {\text{D}}_{{\text{f}}_{\text{d}}}\left({\text{x}}_{\mathrm{1,}{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{tgt}\right)}\cdots {\text{x}}_{{\text{N}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{tgt}\right)}\right){\left({\beta }_{\mathrm{1,}{\text{n}}_{\text{r}}}\cdots {\beta }_{{\text{N}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}\right)}^{\text{T}}+{\text{z}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}\\ ={\text{X}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}{\alpha }_{{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}+{\beta }_{\mathrm{1,}{\text{ n}}_{\text{r}}}{\text{D}}_{{\text{f}}_{\text{d}}}{\text{X}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{tgt}\right)}\alpha \left({\theta }_{\text{t}}\right)+{\text{z}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}\end{array}$$

  

  $${\text{X}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}=\left({\text{X}}_{\mathrm{1,}{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}\cdots {\text{X}}_{{\text{N}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}\right)$$

  

  $${\alpha }_{{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}={\left({\alpha }_{\mathrm{1,}{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{sup}\right)}\cdots {\alpha }_{{\text{N}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{{\left(\text{sup}\right)}^{\text{T}}}\right)}^{\text{T}}$$

  

  $${\text{X}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{tgt}\right)}=\left({\text{x}}_{\mathrm{1,}{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{tgt}\right)}\cdots {\text{x}}_{{\text{N}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}}^{\left(\text{tgt}\right)}\right)$$

  

  $$\alpha \left({\theta }_t\right)={\left(1\cdots {\text{e}}^{\text{j2}\pi \left({\text{N}}_{\text{t}}-1\right)\text{d}\cdot \text{sin}\left({\theta }_t\right)/\lambda }\right)}^{\text{T}}$$

  
• Die Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23 unterdrückt unnötige Signale der von der Signalempfangseinheit 21 beschafften Empfangssignale (Schritt ST3). Zum Beispiel durch Lösen eines Minimierungsproblems, das durch die folgende Gleichung (15) ausgedrückt wird, unter Verwendung der von der Signalempfangseinheit 21 empfangenen Signale und der von der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 beschafften Übertragungssignalrepliken, unterdrückt die Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23 die unnötigen Signale, einschließlich Interferenzen zwischen den Übertragungssignalen. Es ist zu beachten, dass W_{nt, f} in der folgenden Gleichung (15) durch die folgende Gleichung (16) ausgedrückt wird.
• In einem Fall, in dem die von den Übertragungssignalbeschaffungsantennen 6 empfangenen Signale durch einen Mehrwegeffekt beeinflusst werden, wenn diese Empfangssignale als die Übertragungssignalrepliken verwendet werden, funktioniert das Minimierungsproblem der folgenden Gleichung (15) nicht optimal, und eine Unnötige-Welle-Unterdrückungsfähigkeit verschlechtert sich. Dann stellt die Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 die Übertragungssignalrepliken wieder her, indem die Empfangssignale der Übertragungswellen demoduliert werden, die nicht durch Mehrwegeffekte unter den von den Übertragungsantennen 4 übertragenen Übertragungswellen beeinflusst werden. Beispielsweise reduziert die Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 den Mehrwegeinfluss und verhindert die Verschlechterung der Unnötige-Welle-Unterdrückungsfähigkeit, indem an den Übertragungsantennen Richtstrahlen geformt werden. $$\begin{array}{l}{\omega }_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}=\underset{{\omega }_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}}{\text{min}}\left\{{\Vert {\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}-{\text{W}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}{\omega }_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}\Vert }^2\right\}\\ ={\left({\text{W}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}^{\text{H}}{\text{W}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}\right)}^{-1}{\text{W}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}^{\text{H}}{\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}\end{array}$$

  
• Es ist zu beachten, dass W_nt,f durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird. $${\text{W}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}=\left({\text{S}}_{\text{ECA}}{\text{D}}_{\text{f}}{\text{S}}_{\text{ECA}}{\text{J}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\right)$$

  
• In der obigen Gleichung (16) kann S_ECA durch die folgenden Gleichungen (17) und (18) ausgedrückt werden, indem eine Übertragungssignalreplik x_nt (t) hat verwendet wird, die von der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 erhalten wird. In diesem Zusammenhang steht L für einen angenommenen maximalen Abtastungsverzögerungsbetrag. $$\begin{array}{l}{\text{S}}_{\text{ECA}}=\left({\widehat{\text{X}}}_1\cdots {\widehat{\text{X}}}_{{\text{N}}_{\text{t}}}\right)\\ \end{array}$$

  

  $$\begin{array}{l}{\widehat{\text{X}}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}=\\ \left(\begin{array}{cccc}{\widehat{\text{x}}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(0\right)& 0& & 0\\ {\widehat{\text{x}}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(1/{\text{f}}_{\text{s}}\right)& {\widehat{\text{x}}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(0\right)& \cdots & 0\\ ⋮& ⋮& & ⋮\\ {\widehat{\text{x}}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(\left(\text{M}-\text{1}\right)/{\text{f}}_{\text{s}}\right)& {\widehat{\text{x}}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(\left(\text{M}-2\right)/{\text{f}}_{\text{s}}\right)& & {\widehat{\text{x}}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(\left(\text{M}-\text{L}\right)/{\text{f}}_{\text{s}}\right)\end{array}\right)\end{array}$$

  
• D_f in der obigen Gleichung (16) kann durch die folgende Gleichung (19) ausgedrückt werden. $${\text{D}}_{\text{f}}=\text{diag}\left(0\cdots {\text{e}}^{\text{j2}\pi \text{f}\left(\text{M}-1\right)/{\text{f}}_{\text{s}}}\right)$$

  
• Eine Matrix J_nt für die Auswahl einer anderen Spalte von S_ECA als nt kann durch die folgende Gleichung (20) ausgedrückt werden, wenn z. B. Nt = 4 und n_t = 2 ist. $${\text{J}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& 0& 0\\ 0& 1& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right)$$

  
• Durch Lösen des obigen Minimierungsproblems kann die Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23 die in den Empfangssignalen enthaltenen Richtungswellenkomponenten und Clutter-Komponenten unterdrücken und darüber hinaus Interferenzsignale mit bestimmten Dopplerfrequenzen unterdrücken. Ein Empfangssignal z_{nt, f} einschließlich des unterdrückten unnötigen Signals kann durch die folgende Gleichung (21) ausgedrückt werden. In diesem Zusammenhang ist Q_{nt, f} eine Projektionsmatrix in der folgenden Gleichung (21). $$\begin{array}{l}{\text{z}}_{{\text{n}}_{\text{t}},{\text{n}}_{\text{r}}\text{f}}-\left(1-{\text{W}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}{\left({\text{W}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}^{\text{H}}{\text{W}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}\right)}^{-1}{\text{W}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}^{\text{H}}\right){\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}\\ ={\text{Q}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}{\text{y}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}\end{array}$$

  
• Als nächstes berechnet die Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 einen Wert einer Kreuzkorrelation r_nt (τ, f) zwischen der Übertragungssignalreplik x_nt (t) hat und dem Empfangssignal z_{nt, f} einschließlich des unterdrückten unnötigen Signals (Schritt ST4). Beispielsweise berechnet die Kreuzkorrelationseinheit 24 einen Kreuzkorrelationswert zwischen der Übertragungssignalreplik x_nt (t) hat und dem Empfangssignal z_{nt, f} einschließlich des unterdrückten unnötigen Signals unter Verwendung der Verzögerungszeit τ einer beliebigen Bereichs-Doppler-Karte und einer Komponente der Dopplerfrequenz f. Die Kreuzkorrelation r_nt (τ, f), die mit dem bezeichneten nt und der Dopplerfrequenz f in Beziehung steht, kann unter Verwendung der folgenden Gleichung (25) berechnet werden. $${\text{r}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}\left(\mathrm{\tau }\mathrm{,}\text{f}\right)-{\displaystyle {\int }_{-\infty }^{\infty }{\widehat{\text{x}}}_{{\text{n}}_{\text{t}}}\left(\text{t}+\tau \right){\text{z}}_{{\text{n}}_{\text{t}},\text{f}}^{*}}\left(\text{t}\right){\text{e}}^{\text{j2}\pi \text{ft}}\text{dt}$$

  
• Die Strahlformungseinheit 25 formt einen Übertragungsstrahl oder schätzt einen DOD zur Schätzung einer Richtung des Ziels unter Verwendung des Wertes der Kreuzkorrelation r_nt (τ, f), der jedem Übertragungssignal entspricht und von der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 berechnet wird. Beispielsweise führt die Strahlformungseinheit 25 eine Übertragungs-DBF oder DOD-Schätzung durch, wobei der Einfluss einer Korrelationswelle unterdrückt wird, indem ein Kreuzkorrelationsergebnis eines Übertragungssignalvektors an den bezeichneten n_t und f verwendet wird, die von der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 berechnet werden.
• Wenn eine Kreuzkorrelation jeder Übertragungsantenne (1, 2, ..., Nt) an einer Entfernungs-Doppler-Kartenposition (τ, f) ausgerichtet ist, wird ein Vektor s_nr durch die folgende Gleichung (23) ausgedrückt. $${\text{s}}_{{\text{n}}_{\text{r}}}=\left(\begin{array}{c}{\text{r}}_{\mathrm{1,}{\text{n}}_{\text{r}}}\left(\tau ,\text{f}\right)\\ ⋮\\ {\text{r}}_{\text{Nt}{\text{,n}}_{\text{r}}}\left(\tau ,\text{f}\right)\end{array}\right)$$

  
• Die Strahlformungseinheit 25 kann zum Beispiel einen beliebigen Strahl formen, indem jedem der Übertragungssignale ein Wert hinzufügt wird, der durch Multiplizieren einer angemessenen komplexen Amplitude mit einem Kreuzkorrelationswert jedes Elements von s_nr erhalten wird. Als Ergebnis dieser Übertragungs-DBF werden die Übertragungsstrahlen ausgegeben, die den Richtstrahlen der Übertragungsantennen 4 entsprechen.
• Außerdem schätzt die Strahlformungseinheit 25 einen DOD zum Schätzen der Richtung des Ziels unter Verwendung einer Phasendifferenz oder einer Leistungsdifferenz des Kreuzkorrelationswertes jedes Übertragungssignals und gibt ein DOD-Schätzergebnis aus.
• 3 ist ein Graph, der ein Simulationsergebnis einer Übertragungsstrahlmusterformung darstellt. 4 ist außerdem eine Tabelle, die verschiedene Elemente des Radarverfahrens zeigt, das für die Simulation in 3 verwendet wird. Das in 3 dargestellte Simulationsergebnis ist ein Ergebnis, bei dem die Strahlformungseinheit 25 ein Übertragungsstrahlmuster unter Verwendung der Phasendifferenz des Kreuzkorrelationswerts, der jedem Übertragungssignal entspricht, geformt hat, und die horizontale Achse gibt den DOD an, und die vertikale Achse gibt ein Strahlmuster an. Die verschiedenen Elemente, die zu einem Simulator zusammengestellt sind, der die Radareinrichtung 2 simuliert, sind Werte oder Elemente, die in 4 dargestellt sind.
• Außerdem ist die Anzahl von Antennen eine Mindestkonfiguration, die eine DOD-Schätzung ermöglicht. Wie in 4 dargestellt, beträgt beispielsweise die Anzahl der Übertragungsantennen zwei und die Anzahl der Empfangsantennen ist eins. Die Übertragungssignale sind korreliert. Es wird davon ausgegangen, dass eine Direktwelle und eine Zielreflexionswelle mit geringerer Leistung als die der Richtungswelle an der Empfangsantenne 5 eintreffen. Außerdem beträgt ein Korrelationswelle-Korrelationskoeffizient 0,5, ein gewünschtes Signal für ein Rauschleistungsverhältnis beträgt 30 (dB) und ein direktes Ankunftssignal für ein Rauschleistungsverhältnis beträgt 60 (dB).
• In 3 sind Daten, die ein Simulationsergebnis für die Übertragungsstrahlmusterformung durch die Radareinrichtung 2 angeben, als C001 dargestellt. Die Daten, die ein Simulationsergebnis für die Übertragungsstrahlmusterformung durch ein herkömmliches Verfahren zum Vergleich mit C001 angeben, sind C002. Das herkömmliche Verfahren ist ein Extensive Cancellation Algorithm (ECA)-Verfahren, das in Nicht-Patentliteratur 1 beschrieben wird. Das ECA-Verfahren ist W_{nt, f} =S_ECA in der obigen Gleichung (16).
• Ein Ergebnis eines Vergleichs zwischen den Daten C001 und den Daten C002 zeigt, dass eine Spitze des Übertragungsstrahlmusters sich asymptotisch 40 (Grad) nähert, was einem wahren DOD-Wert entspricht, und dass ein Fehler in der Radareinrichtung 2 reduziert wird. Dies resultiert daraus, dass eine Operation der obigen Gleichung (21) durchgeführt wird, und dadurch unnötige, in den Zielreflexionswellen enthaltene Übertragungssignalanteile unterdrückt werden.
• Die Funktionen der Signalempfangseinheit 21, der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22, der Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 und der Strahlformungseinheit 25, die in der Radareinrichtung 2 enthalten sind, werden durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert. Das heißt, die Radareinrichtung 2 umfasst die Verarbeitungsschaltung, die Verarbeitung von Schritt ST1 bis Schritt ST5 in 2 ausführt. Die Verarbeitungsschaltung kann zweckgebundene Hardware sein, kann aber auch eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) sein, die in einem Arbeitsspeicher gespeicherte Programme ausführt.
• 5A ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zeigt, die die Funktionen der Radareinrichtung 2 implementiert. 5B ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zeigt, die Software ausführt, die die Funktionen der Radareinrichtung 2 implementiert. In 5A und 5B ist eine Eingabeschnittstelle 100 eine Schnittstelle, die die von den Empfangsantennen 5 und den Übertragungssignalbeschaffungsantennen 6 ausgegebenen Signale an die Radareinrichtung 2 weiterleitet. Eine Ausgabeschnittstelle 101 ist eine Schnittstelle, die ein DOD-Schätzungsergebnis oder eine ähnliche Ausgabe von der Radareinrichtung 2 an eine Einrichtung in einem späteren Stadium weiterleitet.
• In einem Fall, in dem die Verarbeitungsschaltung eine Verarbeitungsschaltung 102 von zweckgebundener Hardware ist, wie in 5A dargestellt, entspricht die Verarbeitungsschaltung 102 zum Beispiel einem einzelnen Schaltkreis, einem zusammengesetzten Schaltkreis, einem programmierten Prozessor, einem parallel programmierten Prozessor, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer im Feld programmierbaren Gatteranordnung (FPGA) oder einer Kombination davon. Die Funktionen der Signalempfangseinheit 21, der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22, der Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 und der Strahlformungseinheit 25, die in der Radareinrichtung 2 enthalten sind, können durch verschiedene Verarbeitungsschaltungen implementiert sein und diese Funktionen können gemeinsam durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert sein.
• In einem Fall, in dem die in 5B dargestellte Verarbeitungsschaltung ein Prozessor 103 ist, werden die Funktionen der Signalempfangseinheit 21, der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22, der Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 und der Strahlformungseinheit 25, die in der Radareinrichtung 2 enthalten sind, durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware implementiert. Es ist zu beachten, dass die Software oder die Firmware als Programm beschrieben und im Arbeitsspeicher 104 gespeichert wird.
• Durch Lesen und Ausführen des in dem Arbeitsspeicher 104 gespeicherten Programms, implementiert der Prozessor 103 die Funktionen der Signalempfangseinheit 21, der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22, der Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 und der Strahlformungseinheit 25, die in der Radareinrichtung 2 enthalten sind. Die Radareinrichtung 2 enthält beispielsweise den Arbeitsspeicher 104, in dem die Programme gespeichert sind, zum Ausführen der Verarbeitung in den Schritten ST1 bis ST5 des in 2 dargestellten Flussdiagramms, wenn die Programme durch den Prozessor 103 ausgeführt werden. Diese Programme veranlassen einen Computer, einen Ablauf oder ein Verarbeitungsverfahren auszuführen, das von der Signalempfangseinheit 21, der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22, der Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 und der Strahlformungseinheit 25 durchgeführt wird. Der Arbeitsspeicher 104 kann ein computerlesbares Speichermedium sein, das Programme speichert, die den Computer veranlassen, als die Signalempfangseinheit 21, die Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22, die Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, die Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 und die Strahlformungseinheit 25 zu arbeiten.
• Der Arbeitsspeicher 104 entspricht beispielsweise einem nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher wie einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Flashspeicher, einem löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM) oder einem elektrischen EPROM (EEPROM), einer magnetischen Scheibe, einer flexiblen Scheibe, einer optischen Scheibe, einer Compactdisc, einer MiniDisc, einer DVD oder dergleichen.
• Einige der Funktionen der Signalempfangseinheit 21, der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22, der Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 und der Strahlformungseinheit 25, die in der Radareinrichtung 2 enthalten sind, können durch zweckgebundene Hardware implementiert sein und einige der Funktionen können durch Software oder Firmware implementiert sein. Zum Beispiel werden die Funktionen der Signalempfangseinheit 21 und der Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22 von der Verarbeitungsschaltung 102 implementiert, bei der es sich um die zweckgebundene Hardware handelt, und die Funktionen der Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, der Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24 und der Strahlformungseinheit 25 werden von dem Prozessor 103 implementiert, der die in dem Arbeitsspeicher 104 gespeicherten Programme liest und ausführt. Wie oben beschrieben, kann die Verarbeitungsschaltung die oben genannten Funktionen durch Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination davon implementieren.
• Wie vorstehend beschrieben umfasst die Radareinrichtung 2 gemäß Ausführungsform 1 die Signalempfangseinheit 21, die Übertragungswellen empfängt, die von den Übertragungsantennen 4 unter Verwendung der Empfangsantennen 5 übertragen werden, und Empfangssignale beschafft, die Übertragungssignalbeschaffungseinheit 22, die die von den Übertragungsantennen 4 übertragenen Übertragungswellen unter Verwendung der Übertragungssignalbeschaffungsantennen 6 empfängt und die empfangenen Empfangssignale als Übertragungssignalrepliken beschafft, die Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit 23, die unnötige Signale der von der Signalempfangseinheit 21 beschafften Empfangssignale unterdrückt, die Kreuzkorrelationsoperationseinheit 24, die Kreuzkorrelationswerte zwischen den Übertragungssignalrepliken und den Empfangssignalen einschließlich der unterdrückten unnötigen Signale berechnet, und die Strahlformungseinheit 25, die Strahlen formt und eine Richtung eines Ziels unter Verwendung der den jeweiligen Übertragungssignalen entsprechenden Kreuzkorrelationswerte schätzt. Folglich kann die Radareinrichtung 2 eine Übertragungs-DBF und DOD-Schätzung durchführen, selbst wenn SDM-MIMO-Übertragungssignale verwendet werden.
• Es ist zu beachten, dass jede Komponente gemäß der Ausführungsform modifiziert werden kann oder dass jede Komponente gemäß der Ausführungsform weggelassen werden kann.
• INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
• Die Radareinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann z. B. zur Durchführung von Erfassung und Positionsmessung eines Hindernisses in der Umgebung eines Fahrzeugs verwendet werden.
• BEZUGSZEICHENLISTE
• 1: Radarsystem, 2: Radareinrichtung, 3: Übertragungsstation, 4: Übertragungsantenne, 5: Empfangsantenne, 6: Übertragungssignalbeschaffungsantenne, 21: Signalempfangseinheit, 22: Übertragungssignalbeschaffungseinheit, 23: Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit, 24: Kreuzkorrelationsoperationseinheit, 25: Strahlformungseinheit, 100: Eingabeschnittstelle, 101: Ausgabeschnittstelle, 102: Verarbeitungsschaltung, 103: Prozessor, 104: Arbeitsspeicher.

Claims (8)

1. Radareinrichtung zum Durchführen einer Erfassung und Positionsmessung eines Ziels unter Verwendung einer Funkwelle eines Übertragungssignals, das von jeder einer Vielzahl von Übertragungsantennen übertragen wird, wobei die Radareinrichtung umfasst: eine Signalempfangseinheit zum Empfangen einer von jeder der Übertragungsantennen übertragenen Übertragungswelle unter Verwendung einer Empfangsantenne, und zum Beschaffen eines Empfangssignals; eine Übertragungssignalbeschaffungseinheit zum Empfangen einer von jeder der Übertragungsantennen übertragenen Übertragungswelle unter Verwendung einer Übertragungssignalbeschaffungsantenne, und zum Beschaffen eines empfangenen Empfangssignals als Übertragungssignalreplik; eine Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit zum Unterdrücken eines unnötigen Signals des von der Signalempfangseinheit beschafften Empfangssignals; eine Kreuzkorrelationsoperationseinheit zum Berechnen eines Kreuzkorrelationswerts zwischen der Übertragungssignalreplik und dem Empfangssignal einschließlich des unterdrückten unnötigen Signals; und eine Strahlformungseinheit zum Bilden eines Strahls und zum Schätzen der Richtung des Ziels unter Verwendung des dem Übertragungssignal entsprechenden Kreuzkorrelationswerts.
2. Radareinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Übertragungssignalbeschaffungseinheit die Übertragungssignalreplik wiederherstellt, indem ein Empfangssignal einer Übertragungswelle demoduliert wird, die einen reduzierten Mehrwegeinfluss unter den von jeder der Übertragungsantennen übertragenen Übertragungswellen aufweist.
3. Radareinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Übertragungssignalbeschaffungseinheit das Empfangssignal der Übertragungswelle als Übertragungssignalreplik beschafft, wobei die Übertragungswelle von jeder der Übertragungsantennen übertragen wird, für die ein Richtstrahl geformt wurde, und den reduzierten Mehrwegeinfluss aufweist.
4. Radareinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit das unnötige Signal unter Verwendung einer Projektionsmatrix unterdrückt, die einen Signalvektor unterdrückt, der dadurch erhalten wird, dass der Übertragungssignalreplik eine Ausbreitungsverzögerungszeit der Übertragungswelle und eine Phasendrehung entsprechend einer Dopplerfrequenz des Ziels gegeben wird.
5. Radareinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Strahlformungseinheit einen Strahl formt, indem sie dem Übertragungssignal einen Wert hinzufügt, wobei der Wert durch Multiplikation einer komplexen Amplitude mit dem dem Übertragungssignal entsprechenden Kreuzkorrelationswert erhalten wird.
6. Radareinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Strahlformungseinheit die Richtung des Ziels unter Verwendung einer Phasendifferenz oder einer Leistungsdifferenz des Kreuzkorrelationswertes entsprechend dem Übertragungssignal schätzt.
7. Radarsystem, umfassend: eine Übertragungsstation zum Übertragen der Funkwelle von jeder der Vielzahl von Übertragungsantennen; und die Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Radarverfahren des Durchführens einer Erfassung und Positionsmessung eines Ziels unter Verwendung einer Funkwelle eines Übertragungssignals, das von jeder einer Vielzahl von Übertragungsantennen übertragen wird, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Empfangens, durch eine Signalempfangseinheit, einer von jeder der Übertragungsantennen übertragenen Übertragungswelle unter Verwendung einer Empfangsantenne, und des Beschaffens eines Empfangssignals; einen Schritt des Empfangens, durch eine Übertragungssignalbeschaffungseinheit, einer von jeder der Übertragungsantennen übertragenen Übertragungswelle unter Verwendung einer Übertragungssignalbeschaffungsantenne, und des Beschaffens eines empfangenen Empfangssignals als Übertragungssignalreplik; einen Schritt des Unterdrückens, unter Verwendung einer Unnötiges-Signal-Unterdrückungseinheit, eines unnötigen Signals des von der Signalempfangseinheit beschafften Empfangssignals; einen Schritt des Berechnens, unter Verwendung einer Kreuzkorrelationsoperationseinheit, eines Kreuzkorrelationswerts zwischen der Übertragungssignalreplik und dem Empfangssignal einschließlich des unterdrückten unnötigen Signals; und einen Schritt des Bildens, unter Verwendung einer Strahlformungseinheit, eines Strahls und des Schätzens einer Richtung des Ziels unter Verwendung des dem Übertragungssignal entsprechenden Kreuzkorrelationswerts.

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