DE19932246C2

DE19932246C2 - Radar zur genauen Bestimmung von Scheinzielen

Info

Publication number: DE19932246C2
Application number: DE19932246A
Authority: DE
Inventors: Takashi Sato; Manabu Hirao
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: Nidec Elesys Corp
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JP2000028704A; US6157339A; DE19932246A1

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radar, insbesondere ein auf einem Fahrzeug vorgese henes Radar, das dazu verwendet wird zu bestimmen, ob ein erfaßtes Ziel ein Scheinziel ist.

Diese Anmeldung basiert auf der in Japan angemeldeten Patentanmeldung Nr. Hei 10- 191260, deren Inhalt hierin eingeschlossen ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Es ist ein herkömmliches, auf einem Fahrzeug angeordnetes Radarsystem bekannt, das zur Vermeidung der Kollision von Fahrzeugen oder dergleichen benutzt wird und das hervorra gend zur Bestimmung oder Beurteilung eines in einer horizontalen Richtung vorhandenen Hindernisses geeignet ist. Zum Beispiel ist ein Radar bekannt, das das Amplitudenvergleich- Monopuls-Verfahren anwendet (s. japanische ungeprüfte Patentanmeldung, erste Veröffent lichung, Nr. Hei-9-68573 und Nr. 8-334557 und andere). Beim Betrieb eines solchen Radar systems unter Verwendung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahrens wird (i) eine Funkwelle über eine Mehrzahl Antennenelemente ausgestrahlt, die so angeordnet sind, daß sich Teile der Strahlungsmuster von diesen gegenseitig überlappen, (ii) ein von einem Ziel reflektiertes Signal von einer Mehrzahl Antennenelemente empfangen, (iii) die Frequenz jedes empfangenen Signals in eine Zwischenfrequenz umgewandelt, (iv) das frequenz konvertierte Signal in ein digitales Signal umgewandelt und (v) das umgewandelte digitale Signal einem Signalprozessor zugeführt, um auf der Basis eines Frequenz-Analyseverfahrens, wie zum Beispiel FFT (Fast Fourier Transform), ein Ziel zu erfassen.

Bei dem herkömmlichen Radarsystem wird mit Bezug auf den Unterschied zwischen dem empfangenen Signal in der Winkelstellung des Hauptstrahlungslappens (der Hauptstrahlungs keule) und dem empfangenen Signal in der Winkelstellung des Seitenstrahlungslappens (der Seitenstrahlungskeule) ein von dem Seitenstrahlungslappen des von der Antenne empfange nen Signals erzeugtes Scheinziel des Ziels erzeugt.

Fig. 8 ist ein Schaubild zur Erläuterung eines bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Radarsystem durchgeführten Verfahrens zur Bestimmung eines Scheinziels, basierend auf dem Unterschied von Leistungswerten.

In Teil (A) der Figur zeigen die Kurven a und b jeweils das empfangene Signal Pra und das empfangene Signal Prb des von den beiden Empfangsantennen aufgenommenen Signals. Das empfangene Signal Pra und das empfangene Signal Prb gehören zu den Hauptstrahlungs lappen (Keule, Zipfel des Stralungsdiagramms). In Teil (B) von Fig. 8 zeigt die Kurve c das Verhältnis (PrΔ/PrΣ) der Summe zur Differenz der empfangenen Signal-Amplitudenwerte. In dem Signalprozessor ist die Schwelle Prth, wie in Teil (A) der Fig. 8 gezeigt, definiert, so daß die Winkelberechnung zum Erfassen des Winkels (des Ziels) nicht für Signale vorgenommen wird, die einen Pegel unterhalb der Schwelle aufweisen.

Die Winkelberechnung wird daher nicht für die den Winkelbereichen der Seitenstrahlungs lappen entsprechenden strichlierten Teile der Kurve c durchgeführt, so daß in diesen Be reichen kein Scheinbild des Ziels erzeugt wird. Um hier die Winkelberechnung innerhalb eines Winkelmessung-Abrufbereichs zu ermöglichen, muß die Schwelle Prth kleiner sein als das minimale empfangene Signal Prmin in einem Winkelberechnung-(oder Winkelmessung-) Bereich.

Jedoch besteht bei dem oben beschriebenen Radar das nachfolgende Problem. Das emp fangene Signal Pr wird (unter Verwendung der Radar-Gleichung) durch die nachfolgende Gleichung ausgedrückt:

Pr = Pt.Gt.Gr.λ².σ/(4π)³.R⁴ (1),

wobei Pt die übertragene elektrische Leistung, λ die Wellenlänge des übertragenen Signals, Gt den übertragenen Antennengewinn (Gain), σ die effektive Reflexionsfläche des Ziels, Gr den empfangenen Antennengewinn und R den Abstand zum Ziel bezeichnet.

In der obigen Gleichung haben Pt, Gt, Gr und λ für das Radar eigentümliche Werte.

In dem FMCW-Radar ist der Abstand R proportional zur Frequenz f des empfangenen Signals, und das empfangene Signal Pr umgekehrt proportional zu f. Falls eine Vor-Verzerrung-Schal tung mit Frequenzverlauf proportional zu f⁴ (d. h. f⁴ ist eine Gradient des Frequenzverlaufs) in der Empfangsschaltung verwendet wird (um den Dämpfungsausgleich unter Verwendung von "R" durchzuführen), hängt das dann empfangene Signal Pr deswegen von dem effektiven Reflektionsbereich σ des Zieles ab.

Fig. 9 ist ein Kurvenschaubild, das das empfangene Signal Pra und das empfangene Signal Prb wiedergibt, sowie das Verhältnis PrΔ/PrΣ, wenn die effektive Reflexionsfläche σ des Ziels groß ist. Wie aus Teil (A) in Fig. 9 ersichtlich ist, überschreitet das empfangene Signal in der Winkelposition entsprechend dem jeweiligen Seitenstrahlungslappen die Schwelle Prth, und in den entsprechenden Winkelbereichen werden Scheinziele erzeugt.

Fig. 10 ist ein Schaubild, in dem das empfangene Signal Pra und das empfangene Signal Prb sowie das Verhältnis PrΔ/PrΣ wiedergegeben sind, wenn die effektive Reflexionsfläche des Ziels klein ist. Wie in Teil (A) von Fig. 10 gezeigt ist, ist das minimale empfangene Signal Prmin innerhalb des Winkelmessung-Abfragebereichs kleiner als die Schwelle Prth; daher kann der Winkel innerhalb des relevanten Bereichs nicht berechnet werden, und die Winkelberechnung kann in dem Winkelmessung-Abfragebereich nicht durchgeführt werden.

Damit das empfangene Signal in dem Winkelbereich jedes Seitenstrahlungslappens gleich der Schwelle Prth oder kleiner als die Schwelle Prth in bezug auf die obere Grenze der effektiven Reflexionsfläche σ des Ziels ist, und damit das minimale empfangene Signal Prmin innerhalb des Winkelberechnungsbereichs gleich der Schwelle Prth oder größer als die Schwelle Prth in bezug auf die untere Grenze der effektiven Reflexionsfläche σ des Ziels ist, ist somit eine Antenne mit Seitenstrahlungslappen mit einem niedrigen Pegel erforderlich. Es gibt jedoch eine Grenze für die Reduzierung des Pegels der Seitenstrahlungslappen, und zudem ist eine Antenne mit einem verminderten Pegel der Seitenstrahlungslappen teuer.

Zusammenfassung der Erfindung

In Anbetracht der oben beschriebenen Umstände besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Radar zur Verfügung zu stellen, das bestimmen kann, ob ein erfaßtes Ziel ein Scheinziel ist, das durch einen Seitenstrahlungslappen des von der Antenne empfangenen Strahls erzeugt wird.

Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Radar bereit, das umfaßt:
Sendewellen-Erzeugungsmittel zum Senden einer Sendewelle zu einem Ziel;
erste und zweite Empfangsantennen, die durch eine vorbestimmte Distanz voneinander getrennt sind, zum individuellen Empfangen einer reflektierten Welle (Echowelle), die durch Reflexion der Sendewelle von dem Ziel weg erzielt wird;
Winkelberechnungsmittel zur Berechnung eines Zielwinkels, basierend auf Werten der von der ersten und der zweiten Empfangsantenne empfangenen Signale, unter Anwendung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahrens;
erste Phasendifferenz-Berechnungsmittel zur Berechnung eines Phasenunterschiedes zwischen den von der ersten und der zweiten Empfangsantenne empfangenen Signalen, basierend auf dem durch die Winkelberechnungsmittel berechneten Zielwinkel;
zweite Phasendifferenz-Berechnungsmittel zur direkten Berechnung eines Phasenunterschiedes zwischen den von der ersten und der zweiten Antenne empfangenen Signalen;
Phasendifferenz-Vergleichsmittel zum Vergleichen der Phasenunterschiede, die von den ersten und den zweiten Phasendifferenz-Berechnungsmitteln berechnet wurden; und
Determinierungsmittel zum Bestimmen, ob das Ziel ein Scheinziel ist, wobei das Ziel dann als ein reales Ziel bestimmt wird, wenn die durch das Phasendifferenz-Vergleichsmittel erhaltene Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, während das Ziel dann als ein Scheinziel bestimmt wird, wenn die durch das Phasendifferenz-Vergleichsmittel angegebene Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist.

Entsprechend dem obigen Aufbau erhält man die erste Phasendifferenz durch aktuelles Be rechnen des Zielwinkels in dem Winkelberechnungsmittel und durch Einsetzen des berech neten Winkel in eine theoretische bzw. Berechnungsformel (im Hinblick auf die Phasendiffe renz) in dem ersten Phasendifferenz-Berechnungsmittel. Die zweite Phasendifferenz wird unter Verwendung der aktuellen empfangenen Signale direkt in dem zweiten Phasendifferenz- Berechnungsmittel berechnet. Diese Phasendifferenzen werden miteinander verglichen, wo durch bestimmt wird, ob das Ziel in einer Seitenstrahlungslappen-Winkelposition des von der Empfangsantenne empfangenen Strahls vorhanden ist, und zwar basierend auf einem Unter schied zwischen zwei Phasendifferenz-Kennwerten.

Typischerweise berechnet das Winkelberechnungsmittel die Summe PrΣ und die Differenz PrΔ der Werte der von der ersten und von der zweiten Empfangsantenne empfangenen Signal- Amplitudenwerte, und berechnet dann das Verhältnis PrΔ/PrΣ der Differenz zu der Summe, und berechnet auf der Grundlage des Verhältnisses den Zielwinkel.

Gleichermaßen typischerweise berechnet das erste Phasendifferenz-Berechnungsmittel die Phasendifferenz nach der Formel "360d.sinθ/λ", worin d den Abstand zwischen der ersten und der zweiten Empfangsantenne, θ den durch das Winkelberechnungsmittel berechneten Zielwinkel und λ die Wellenlänge der Sendewelle bezeichnet.

Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Radar zur Verfügung, das umfaßt:
Sendewellen-Erzeugungsmittel zum Senden einer Sendewelle zu einem Ziel;
erste und zweite Empfangsantennen, die durch eine vorbestimmte Distanz voneinander ge trennt sind, zum individuellen Empfangen einer reflektierten Welle, die durch Reflexion der Sendewelle von dem Ziel weg erzielt wird;
erste Winkelberechnungsmittel zum Berechnen eines Zielwinkels, basierend auf Werten der von der ersten und von der zweiten Empfangsantenne empfangenen Signale, unter Anwen dung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahrens;
Phasendifferenz-Berechnungsmittel zur direkten Berechnung eines Phasenunterschieds zwischen den von der ersten und der zweiten Empfangsantenne empfangenen Signalen;
zweite Winkelberechnungsmittel zur Berechnung eines Zielwinkels, basierend auf dem von dem Phasendifferenz-Berechnungsmittel berechneten Phasenunterschied:
Winkel-Vergleichsmittel zum Vergleichen der von dem ersten und von dem zweiten Winkel berechnungsmittel berechneten Winkel; und
Determinierungsmittel zum Bestimmen, ob das Ziel ein Scheinziel ist, wobei das Ziel dann als ein reales Ziel bestimmt wird, wenn die durch das Winkelvergleichsmittel erhaltene Diffe renz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, während das Ziel als ein Scheinziel bestimmt wird, wenn die durch das Winkelvergleichsmittel erhaltene Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist.

Bei diesem Aufbau wird der Zielwinkel unter Verwendung der tatsächlich empfangenen Signale in dem ersten Winkelberechnungsmittel direkt berechnet. Parallel zu diesem Vorgang wird die Phasendifferenz unter Verwendung der tatsächlich empfangenen Signale in dem Phasendifferenz-Berechnungsmittel direkt berechnet, und diese Phasendifferenz wird in eine theoretische Formel (in Bezug auf den Winkel) in dem zweiten Winkelberechnungsmittel eingesetzt. Der direkt berechnete Zielwinkel und der Winkel, der unter Verwendung der theoretischen Formel berechnet wurde, werden miteinander verglichen, um dadurch zu be stimmen, ob das Ziel in einer Seitenstrahlungslappen-Winkelposition des von der Empfangs antenne empfangenen Strahls vorhanden ist, und zwar basierend auf einem Unterschied zwischen den beiden Winkelkennwerten.

Typischerweise berechnet das erste Winkelberechnungsmittel die Summe PrΣ und die Diffe renz PrΔ der Signal-Amplitudenwerte, die von der ersten und von der zweiten Empfangsan tenne empfangen werden, und berechnet dann das Verhältnis PrΔ/PrΣ der Differenz zu der Summe, und berechnet basierend auf dem Verhältnis den Zielwinkel.

Gleichermaßen typischerweise berechnet das zweite Winkelberechnungsmittel den Zielwinkel unter Verwendung einer Formel "sin^-1(ϕλ(360d))", in der d den Abstand zwischen der ersten und der zweiten Empfangsantenne, die mit dem Phasendifferenz-Berechnungsmittel berech nete Phasendifferenz und λ die Wellenlänge der Sendewelle bezeichnen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Scheinziel des Ziels, das durch einen Seitenstrahlungslappen des von der Antenne empfangenen Strahls erzeugt wird, genau zu bestimmen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein Schaubild zur Erläuterung des Aufbaus des Radars entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist ein Ablaufplan, der die mit dem Radar nach Fig. 1 durchgeführten Operationen wiedergibt.

Fig. 3A-3C sind Schaubilder zur Erläuterung des Prinzips der Winkelberechnung unter An wendung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahrens.

Fig. 4a-4C sind Schaubilder, die die Wirkungen der Zielwinkelberechnung zeigen, die durch die Seitenstrahlungslappen des von der Antenne empfangenen Strahls ver ursacht werden.

Fig. 5 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Phasendifferenz zwischen den empfangenen Signalen.

Fig. 6 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Differenz zwischen den Phasendifferenzen in den Seitenstrahlungslappen-Winkelbereichen.

Fig. 7 ist ein Schaubild zur Erläuterung des Aufbaus des Radars in einer zweiten Ausfüh rungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 ist ein Schaubild zur Erläuterung einer herkömmlichen Ausführungsform.

Fig. 9 ist ein Schaubild zur Erläuterung der bekannten Problematik.

Fig. 10 ist ein Schaubild zur Erläuterung der bekannten Problematik.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist ein Schaubild, das den Aufbau des Radars gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Wie in dieser Figur gezeigt, umfaßt das Radar in dieser Ausführungsform einen Oszillator 1, eine Sendeantenne 2, zwei Empfangsantennen 3a und 3b, Mischer (Mischgatter) 4a und 4b, in die die empfangenen Signale eingegeben werden und Verstärker 5a und 5b zur jeweiligen Verstärkung der von den Mischern 4a und 4b ausgegebe nen Signale sowie Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 6a und 6b zur jeweiligen Um wandlung der verstärkten Signale in digitale Signale und einen Signalprozessor 10.

Der Signalprozessor 10 umfaßt ein Winkelberechnungsteil(-abschnitt) 11, ein erstes Phasen differenz-Berechnungsteil(-abschnitt) 12, ein zweites Phasendifferenz-Berechnungsteil(-abschnitt) 13, ein Phasendifferenz-Vergleichsteil(-abschnitt) 14 und ein Scheinziel-Bestim mungsteil(-abschnitt) 15. Das Winkelberechnungsteil 11 berechnet den Zielwinkel unter Anwendung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahrens. Das erste Phasendifferenz-Be rechnungsteil 12 berechnet den Phasenunterschied, das heißt die Differenz zwischen den Phasen der empfangenen Signale, und zwar auf Basis von dem Winkelberechnungsteil 11 berechneter Winkeldaten. Das zweite Phasendifferenz-Berechnungsteil 13 berechnet direkt den Phasenunterschied zwischen den empfangenen Signalen.

Die von dem Radar nach Fig. 1 durchgeführten allgemeinen Operationen sind folgende: Das von dem Oszillator 1 erzeugte Signal wird durch die Sendeantenne 2 zu einem Ziel gesendet, und das Signal wird von dem Ziel reflektiert. Die reflektierte Welle wird dann von den Emp fangsantennen 3a und 3b empfangen. Die Frequenzen der von den Antennen 3a bzw. 3b emp fangenen Signale werden jeweils in Zwischenfrequenzen umgewandelt, und danach werden die Signale durch die Verstärker 5a und 5b verstärkt. Die verstärkten Signale werden durch die Analog-Digital-Wandler 6a und 6b weiter in digitale Signale umgewandelt und danach in den Signalprozessor 10 eingegeben.

In dem Signalprozessor 10 werden die Leistungs-/Energiewerte der empfangenen Signale (die die Zwischenfrequenzen aufweisen), die durch die Analog-Digital-Wandler 6a und 6b digi talisiert wurden, berechnet, und der Winkel des Ziels (das heißt, der Zielwinkel) wird durch das Winkelberechnungsteil 11 unter Anwendung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Ver fahrens berechnet. Das erste Phasendifferenz-Berechnungsteil 12 berechnet die Phasen differenz zwischen den beiden empfangenen Signalen, und zwar auf der Grundlage der be rechneten Winkeldaten. Die Phasendifferenz kann unter Anwendung einer Funktion in bezug auf den Phasenwinkel dargestellt werden, und die Phasendifferenz kann durch Einsetzen der berechneten Winkeldaten in diese Funktion und Berechnen der Funktion berechnet werden.

Gleichzeitig wird in dem zweiten Phasendifferenz-Berechnungsteil 13 des Signalprozessors 10 die Phasendifferenz zwischen den empfangenen Signalen direkt berechnet. Das Phasen differenz-Vergleichsteil 14 vergleicht die beiden Phasendifferenzen, die man von den Phasen differenz-Berechnungsteilen 12 und 13 erhält, und berechnet die Differenz zwischen diesen. Danach bestimmt das Scheinziel-Bestimmungsteil 15, ob das erfaßte Ziel ein Scheinziel ist, und zwar basierend auf der Differenz, die man von dem Phasendifferenz-Vergleichsteil 14 erhält. Falls der Zielwinkel einem Seitenstrahlungslappenwinkel des empfangenen Strahls entspricht, kann ein genauer Zielwinkel nicht unter Anwendung des Amplitudenvergleich- Monopuls-Verfahrens berechnet werden. In diesem Fall ist das erfaßte Ziel ein Scheinziel.

In dieser Position (in der ein Scheinziel erzeugt wird) ist die Phasendifferenz, die durch das erste Phasendifferenz-Berechnungsteil 12 berechnet wird, auch nicht korrekt, und dieser un korrekte Wert stimmt nicht mit (dem Wert) der Phasendifferenz überein, (der) die mit dem Phasendifferenz-Berechnungsteil 13 direkt berechnet wurde. Somit kann bestimmt werden, ob die Winkeldaten des erfaßten Ziels korrekt sind, das heißt ob das Ziel ein Scheinziel ist, und zwar durch Vergleichen der obigen Phasendifferenzen.

Im folgenden werden die Arbeitsvorgänge des Radars gemäß dem vorliegenden Ausführungs beispiel unter Bezugnahme auf den Ablaufplan nach Fig. 2 und die Schaubilder gemäß den Fig. 3 bis 6 erläutert. In dem Signalprozessor 10 nach Fig. 1 berechnet das Winkelbe rechnungsteil 11 die Leistungswerte der Zwischenfrequenzsignale (der empfangenen Signale), die durch die Analog-Digital-Wandler 6a und 6b digitalisiert werden, und berechnet den Ziel winkel unter Anwendung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahrens (siehe Schritt 1A).

Nachfolgend wird das Prinzip der Winkelberechnung unter Verwendung des Amplituden vergleich-Monopuls-Verfahrens unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3C erläutert. Wie aus Fig. 3A ersichtlich ist, weicht die durch die Kurve I des Antennengewinns (der Ver stärkung) Gra der Empfangsantenne 3a angezeigte Richtung von der Richtung ab, die durch die Kurve II des Antennengewinns Grb der Empfangsantenne 3b angegeben wird. Speziell diese Richtungen differieren jeweils von der Strahlungsrichtung des Radar (Winkel θ = 0°) um die spezifischen Winkel θa bzw. θb.

Bei dem Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahren werden von den obigen Antennenge winnen die Summe Antennengewinn GrΣ und der Differenz-Antennengewinn GrΔ berechnet. Hier ist die Summe Antennengewinn GtΣ der beiden Antennengewinne durch die Kurve III in Fig. 3b gezeigt, während der Differenz-Antennengewinn GrΔ zwischen den beiden Antennen gewinnen durch die Kurve IV in Fig. 3b aufgezeigt wird. Anschließend wird das Verhältnis der Differenzfrequenz GrΔ zur Summenfrequenz GrΣ berechnet. Fig. 3C zeigt das berechnete Verhältnis GrΔ/GrΣ. Wie die Kurve V zeigt, entspricht das Verhältnis dem Zielwinkel θ.

Das obige Verhältnis GrΔ/GrΣ stimmt mit dem Verhältnis (PrΔ/PrΣ) der Differenz zur Summe der Leistungswerte der Signale, die von den Antennen 3a und 3b empfangen werden, überein. Daher eignet sich das Winkelberechnungsteil 11 den Leistungswert des Zwischenfre quenzsignals des jeweils empfangenen Signals an, wobei dieser Wert äquivalent zum emp fangenen Signal-Amplitudenwert des jeweils empfangenen Signals ist, und berechnet das Verhältnis PrΔ/PrΣ, um dadurch das Leistungsverhältnis entsprechend dem Zielwinkel zu erhalten. Dementsprechend kann der Zielwinkel unter Benutzung des Leistungsverhältnisses berechnet werden.

Die Fig. 4A bis 4C zeigen (Kurven-)Schaubilder, die die Wirkungen der Zielwinkelbe rechnung zeigen, die von den Seitenstrahlungslappen des von der Antenne empfangenen Strahls verursacht werden. Fig. 4A zeigt Strahlen, die von den Antennen empfangen werden, wenn Seitenstrahlungslappen beobachtet werden. In dieser Figur gibt die Kurve VI einen Hauptstrahlungslappen des Antennengewinns der Empfangsantenne 3a an, während die Kurve VII einen Hauptstrahlungslappen des Antennengewinns der Empfangsantenne 3b wiedergibt. Fig. 4B zeigt den Summen-Antennengewinn GrΣ (siehe Kurve VIII) der beiden Antennenge winne der Empfangsantennen und den Differenz-Antennengewinn GrΔ (siehe Kurve IX) zwischen den beiden Antennengewinnen der Empfangsantennen. Fig. 4C zeigt das Verhältnis des Differenz-Antennengewinns GrΔ zum Summenantennengewinn GrΣ.

Wie Fig. 4C zeigt, ist in dem Winkelbereich, in dem die Seitenstrahlungslappen beobachtet werden, der Wert |GrΣ/GrΔ| aufgrund des Seitenstrahlungslappens kleiner. Daher wird eine Winkelposition in dem Seitenstrahlungslappen-Winkelbereich als eine Winkelposition be trachtet, die den gleichen Wert |GrΣ/GrΔ| in dem Hauptstrahlungslappen-Winkelbereich hat, so daß das Ziel in diesem Fall ein Scheinziel ist.

Das erste Phasendifferenz-Berechnungsteil 12 berechnet die Phasendifferenz zwischen den empfangenen Signalen, und zwar basierend auf den Winkeldaten, die durch das Winkelbe rechnungsteil 11 (siehe Schritt A2 in Fig. 2) berechnet werden. Die Phasendifferenz zwischen den empfangenen Signalen kann unter Anwendung einer Funktion mit Bezug auf den Ziel winkel dargestellt werden. Wie in Fig. 5 gezeigt wird, besteht eine Differenz "d.sinθ" zwischen dem Abstand vom Ziel zur Empfangsantenne 3a und der Unterschied (dem Ab stand) vom Ziel zur Empfangsantenne 3b. Hierbei ist "d" der Abstand zwischen den Emp fangsantennen, und θ bezeichnet den Zielwinkel von der (zur) Radarstrahlungsrichtung.

Dieser Unterschied zwischen den Abständen verursacht die Phasendifferenz zwischen den empfangenen Signalen, und diese Phasendifferenz ϕ kann als folgende Funktion des Winkels θ dargestellt werden:

ϕ(θ) = 360.d.sinθ/λ (°) (2),

wobei λ die Wellenlänge des Sendesignals bezeichnet.

In der obigen Formel sind der Abstand d zwischen den Empfangsantennen und die Wellen länge λ des Sendesignals bekannt, und der Winkel θ, den man von dem Winkelberechnungs teil 11 erhält, wird in die Formel (2) eingesetzt, um dadurch die Phasendifferenz ϕ(θ) zwischen den empfangenen Signalen zu berechnen.

Parallel zu der von dem Winkelberechnungsteil 11 durchgeführten Rechenoperation berechnet das zweite Phasendifferenz-Berechnungsteil 13 direkt den Phasenunterschied zwischen den empfangenen Signalen (siehe Schritt A3 in Fig. 2). In dem Berechnungsvorgang des Teils 13 werden die Phasen der beiden digitalisierten Zwischenfrequenzsignale unter Anwendung einer Frequenz-Analysemethode, wie zum Beispiel FFT, angenommen, und die Differenz zwischen den Phasen wird berechnet.

Fig. 6 zeigt die Phasendifferenzkurve X (die durch die strichlierte Kurve angegeben wird), die man nach Formel (2) erhält, und die Phasendifferenzkurve IX (die durch die ausgezogene Kurve angegeben wird), die man durch Einsetzen der Winkeldaten, und zwar berechnet unter Anwendung von GrΣ/GrΔ, wie in Fig. 4C gezeigt, in Formel (2) erhält. Das heißt, in der Figur ist die Kurve X eine Phasendifferenzkurve, die das Verhältnis zwischen der von dem zweiten Phasendifferenz-Berechnungsteil 13 berechneten Phasendifferenz und dem Winkel wieder gibt, während die Kurve XI die Phasendifferenzkurve ist, die das Verhältnis zwischen der von dem ersten Phasendifferenz-Berechnungsteil 12 berechneten Phasendifferenz und dem Winkel zeigt. Wie in Fig. 6 gezeigt, sind beide Kurven X und XI in den Seitenstrahlungs lappen-Winkelbereichen unterschiedlich, da in diesen Bereichen genaue Winkeldaten nicht berechnet werden können.

Als nächstes vergleicht das Phasendifferenz-Vergleichsteil 14 die Phasendifferenzen, die je weils von den ersten und den zweiten Phasendifferenz-Berechnungsteilen 12 und 13 berechnet wurden, um den Unterschied zwischen diesen zu berechnen (siehe Schritt A4 in Fig. 2). Wenn die von dem Phasendifferenz-Vergleichsteil 14 berechnete Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, stellt das Scheinziel-Bestimmungsteil 15 fest, daß die verglichenen Phasendifferenzen miteinander übereinstimmen und daß das Ziel ein reales Ziel ist (siehe Schritte S5 und A6 in Fig. 2). Wenn die berechnete Differenz gleich dem vorbestimmten Wert oder größer als dieser ist, stellt das Scheinziel-Bestimmungsteil 15 im Gegensatz dazu fest, daß die verglichenen Phasenunterschiede nicht miteinander übereinstimmen, das heißt, daß das Ziel in einer Seitenstrahlungslappen-Winkelposition vorhanden ist und daß das Ziel ein Scheinziel ist (siehe Schritte S5 und A7 in Fig. 2).

Nachfolgend wird das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung er läutert. Fig. 7 ist ein Schaubild, das den Aufbau des Radars gemäß dem zweiten Ausführungs beispiel wiedergibt. In Fig. 7 sind die Teile, die mit denen in Fig. 1 übereinstimmen, mit über einstimmenden Bezugszeichen bezeichnet, so daß hier auf eine entsprechende Erläuterung verzichtet wird.

In Fig. 7 umfaßt der Signalprozessor 20 ein(en) Winkelberechnungsteil(-abschnitt) 21, ein(en) Phasendifferenz-Berechnungsteil(-abschnitt) 22, ein(en) zweites(n) Winkelberechnungsteil (-abschnitt) 23, ein(en) Winkelvergleichsteil(-abschnitt) 24 und ein(en) Scheinziel-Bestim mungsteil(-abschnitt) 25.

Das erste Winkelberechnungsteil 21 berechnet die empfangenen Signal-Amplitudenwerte der digitalisierten Zwischenfrequenzsignale und berechnet den Zielwinkel unter Anwendung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahrens. Parallel zu diesem Vorgang berechnet das Phasendifferenz-Berechnungsteil 22 direkt die Phasendifferenz zwischen den empfangenen Signalen, und zwar auf der Basis der digitalisierten Zwischenfrequenzsignale. Das zweite Winkelberechnungsteil 23 berechnet den Zielwinkel θ, basierend auf der Phasendifferenz zwischen den empfangenen Signalen, die von dem Teil 22 berechnet werden, und zwar unter Verwendung der folgenden Formel:

θ = sin^-1(ϕ.λ/(360d)) (3).

Aus der obigen Formel ist ersichtlich, daß der Zielwinkel θ als Funktion der Phasendifferenz ϕ zwischen den empfangenen Signalen dargestellt werden kann.

Das Winkelvergleichsteil 24 vergleicht die Winkel, die jeweils von dem ersten und dem zwei ten Winkelberechnungsteil 21 und 23 berechnet werden, um die Differenz zwischen diesen zu berechnen. Wenn die von dem Winkelvergleichsteil 24 berechnete Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, stellt das Scheinziel-Bestimmungsteil 25 fest, daß die verglichenen Winkel miteinander übereinstimmen und das das Ziel ein reales Ziel ist. Wenn die berechnete Differenz gleich dem vorbestimmten Wert oder größer als dieser ist, stellt das Scheinziel- Bestimmungsteil 25 im Gegensatz dazu fest, daß die verglichenen Winkel nicht miteinander übereinstimmen, das heißt, daß das Ziel in einer Seitenstrahlungslappen-Winkelposition vorhanden ist und das Ziel ein Scheinziel ist.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die von zwei Winkelberechnungsteilen 21 und 23 berechneten Zielwinkel - wie oben dargelegt - miteinander verglichen, um festzu stellen, ob das erfaßte Ziel ein Scheinziel ist. Auch in diesem Fall kann - wie in dem ersten Ausführungsbeispiel - ein Scheinziel des Ziels festgestellt werden, das aufgrund eines Seiten strahlungslappens des Strahls, der von der Antennen empfangen wird, erzeugt wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können zum Beispiel drei oder mehrere Antennen vorgesehen sein, wobei zwei von diesen wahlweise benutzt werden.

Claims

1. Ein Radar, das umfaßt:
Sendewellen-Erzeugungsmittel zum Senden einer Sendewelle zu einem Ziel;
erste und zweite Empfangsantennen, die durch eine vorbestimmte Distanz voneinander getrennt sind, zum individuellen Empfangen einer reflektierten Welle (Echowelle), die durch Reflexion der Sendewelle von dem Ziel weg erzielt wird;
Winkelberechnungsmittel zur Berechnung eines Zielwinkels, basierend auf Werten der von der ersten und der zweiten Empfangsantenne empfangenen Signale, unter Anwendung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahrens;
erste Phasendifferenz-Berechnungsmittel zur Berechnung eines Phasenunterschiedes zwischen den von der ersten und der zweiten Empfangantenne empfangenen Signalen, basierend auf dem durch die Winkelberechnungsmittel berechneten Zielwinkel;
zweite Phasendifferenz-Berechnungsmittel zur direkten Berechnung eines Phasenunterschiedes zwischen den von der ersten und der zweiten Antenne empfangenen Signalen;
Phasendifferenz-Vergleichsmittel zum Vergleichen der Phasenunterschiede, die von den ersten und den zweiten Phasendifferenz-Berechnungsmitteln berechnet wurden; und
Determinierungsmittel zum Bestimmen, ob das Ziel ein Scheinziel ist, wobei das Ziel dann als ein reales Ziel bestimmt wird, wenn die durch das Phasendifferenz-Vergleichs mittel erhaltene Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, während das Ziel dann als ein Scheinziel bestimmt wird, wenn die durch das Phasendifferenz-Vergleichsmittel angegebene Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist.

2. Ein Radar nach Anspruch 1, bei dem das Winkelberechnungsmittel die Summe PrΣ und die Differenz PrΔ der von der ersten und der zweiten Empfangsantenne empfangene Signal- Amplitudenwerte berechnet und dann das Verhältnis PrΔ/PrΣ der Differenz zur Summe be rechnet und basierend auf dem Verhältnis den Zielwinkel berechnet.

3. Ein Radar, das umfaßt:
Sendewellen-Erzeugungsmittel zum Senden einer Sendewelle zu einem Ziel;
erste und zweite Empfangsantennen, die durch eine vorbestimmte Distanz voneinander ge trennt sind, zum individuellen Empfangen einer reflektierten Welle, die durch Reflexion der Sendewelle von dem Ziel weg erzielt wird;
erste Winkelberechnungsmittel zum Berechnen eines Zielwinkels, basierend auf Werten der von der ersten und von der zweiten Empfangsantenne empfangenen Signale, unter An wendung des Amplitudenvergleich-Monopuls-Verfahrens;
Phasendifferenz-Berechnungsmittel zur direkten Berechnung eines Phasenunterschieds zwischen den von der ersten und der zweiten Empfangsantenne empfangenen Signalen;
zweite Winkelberechnungsmittel zur Berechnung eines Zielwinkels, basierend auf dem von dem Phasendifferenz-Berechnungsmittel berechneten Phasenunterschied;
Winkel-Vergleichsmittel zum Vergleichen der von dem ersten und von dem zweiten Winkelberechnungsmittel berechneten Winkel; und
Determinierungsmittel zum Bestimmen, ob das Ziel ein Scheinziel ist, wobei das Ziel dann als ein reales Ziel bestimmt wird, wenn die durch das Winkelvergleichsmittel erhaltene Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, während das Ziel als ein Scheinziel be stimmt wird, wenn die durch das Winkelvergleichsmittel erhaltene Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist.

4. Ein Radar nach Anspruch 3, bei dem das erste Winkelberechnungsmittel die Summe PrΣ und die Differenz PrΔ der von der ersten und der zweiten Empfangsantenne empfangene Signal-Amplitudenwerte berechnet und dann das Verhältnis PrΔ/PrΣ der Differenz zur Summe berechnet und basierend auf dem Verhältnis den Zielwinkel berechnet.