JP2001506011A - Radar system - Google Patents

Radar system

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Abstract

(57)【要約】 漏れ校正及び除去のシステム及び方法がレーダシステム(10)における標本抽出された下方変換レーダシステムの各ビーム位置の漏れ信号の複合同相かつ直角位相(I/Q)成分を予測する。デジタル形式の態様では、記憶漏れ校正信号(264)が標本抽出されたレーダ信号から減算され、かつ合成信号が処理(208、210、212)されてターゲットを検出する。漏れ信号試験(214)が十分な数の連続走査(216)に対する問題を表示する場合に、漏れ校正プロセス(250)が駆動され、各ビーム位置について、M個の連続I/Q波形が平均される(252)既知ターゲットが除去され(254、256、258)かつ生じた信号が基準化(262)かつ記憶される、新規の漏れ信号(364)がアナログ形式(366)に変換され、アナログ形式の下方変換されたレーダ信号(300)から減算され、複合I/Q成分がそこから(302、304)標本抽出される前に、かつ可変利得(303)によって基準化される。 Abstract: A leak calibration and elimination system and method predicts a composite in-phase and quadrature (I / Q) component of a leak signal at each beam position of a sampled down-conversion radar system in a radar system (10). I do. In a digital form, the memory leak calibration signal (264) is subtracted from the sampled radar signal and the combined signal is processed (208, 210, 212) to detect the target. If the leak signal test (214) indicates a problem for a sufficient number of continuous scans (216), the leak calibration process (250) is activated and for each beam position, the M consecutive I / Q waveforms are averaged. The new leak signal (364) is converted to analog form (366), where the known target is removed (254, 256, 258) and the resulting signal is scaled (262) and stored. Is subtracted from the downconverted radar signal (300), and the composite I / Q components are scaled before sampling (302, 304) therefrom and by a variable gain (303).

Description

【発明の詳細な説明】 レーダシステム 関連出願引用 この出願は1997年10月16日に出願された先の米国特許仮出願番号第6 0/066.025の利益を請求する。 この出願は1998年1月20日に出願された先の米国特許仮出願番号第60/ 071、964の利益も請求する。 技術分野 この発明はレーダシステムに関し、さらに詳細には持続波レーダシステムにお いて送信器から受信器までのレーダエネルギの漏れ効果を和らげるシステム及び 方法に関するものである。 発明の背景 レーダシステムはターゲットと連続的またはパルス状の何れかの電磁エネルギ のビームとの相互作用の効果を検知することによって、ターゲットの距離及び/ 又は速度を測定する。線形周波数変調持続波(LFM CW)レーダシステムに おいて、ターゲットは電磁エネルギを連続的に照射され、その周波数は周期的パ ターンに従って時間的に変調される。レーダ受信器は受信及び送信信号間の周波 数差からターゲットの距離を測定する。 LFM CWレーダシステムの有するひとつの問題は先ずターゲットと相互作 用しないで、受信器へ直接連結される送信エネルギの1部の漏れから生じその結 果、静止近接領域ターゲットとしてエイリアジングを生ずる。この漏れ信号強度 はそのサイドローブがターゲットリターン信号を覆い隠すほど十分大きくなるこ とがある。送受信両用信号アンテナを内蔵するレーダシステムはこのような漏れ 問題に特に敏感である。 多くの自動車用へのCW(持続波)の応用を含めて、いくつかの従来の線形周 波数変調持続波(LFM CW)は、レーダ信号を送受信するため分離アンテナ を使用している。分離アンテナが漏れの問題を本質的に減少させる一方で、この 方法が有する主要な困難は、分離送受信アンテナアレイを使用すると、システム のコストと寸法が法外に増大してしまうことである。 他の従来のCWレーダシステムは、受信信号を固定アナログ遅延ラインによっ て位相がずれる送受信号の1部とを混合することによって、受信信号中の漏れ成 分を除去する。アナログ遅延ラインは漏れに正確に整合されなければならない。 この方法の取り組みに伴う問題は、固定アナログ遅延ラインの遅延が温度変化な どに起因する漏れの変化に応答しないことである。アナログ遅延ラインに伴う問 題は、多重ビームアパーチャ(MBA)アーキテクチャレーダシステムにおいて は複合化され、システムでは各ビームが個別の漏れ経路を有しており従って付随 する漏れを補償する別々に遅延された信号が必要となる。ビーム数の増大に伴な い、対応する遅延ライン及び関連する高速スイッチの数により−−所定ビーム数 に対して正確な遅延ラインへ切換える−−は法外に高価でありかつ大きく重く持 ち運びにくくなることがある。 さらに他の従来のCWレーダシステムでは、フーリエ変換処理に先だってデー タに重み付けするかまたは他にフーリエ変換からのデータの最初のN領域のセル を無視することによって、最終的な信号処理段階の漏れ信号の効果を減少させる よう試みている。サイドローブレベルを減少させるためのフーリエ変換のより強 い振幅の重み付けに伴う問題は、ピーク幅を著しく拡幅してしまい、近接した間 隔を置かれたターゲットやその結果レーダシステム(及びホスト車両)に近接し たターゲットを認識するシステムの能力を減少させることである。明らかに、最 初のN領域セルを無視することに伴なう問題は、自動車の衝突の予測と回避レー ダにとって近い領域の情報が衝突までの時間及び衝突の可能性の評価に重要であ るということである。 なお他のシステムではCWレーダ以外のパルスレーダを使用することにより、 受信器がゲート制御され漏れ信号を無視する。自動車の衝突予測に適用した場合 、パルスレーダシステムは、非常に近い領域でターゲットを検出するには非常に 短いレーダパルス(6ナノ秒以下)を必要とし、短いパルスは十分な高電力で送 信し遠い領域のターゲットを検出するのは困難である。従って、自動車の衝突予 測のため必要に応じて近隣かつ遠方両領域のターゲットを検出するためには現行 では適さない。 発明の概要 この発明は、線形周波数変調(LFM)持続波(CW)レーダにおいて漏れ信 号を校正かつ除去しかつ、特に多重ビームアンテナアパーチャを必要とする自動 車への適用のための実時間処理システム及び方法を提供することにより上記問題 を解決する。使用される実際の波形は、後継のすべてのデータポイントがその特 定の周波数値に対する環境応答に対応する場合のLFMの階段形周波数合成波で ある。校正は、主にレーダエネルギを送信かつ受信するため使用される共通アン テナアパーチャによる漏れ信号を予測しかつ信号を除去する手段を提供してター ゲット検出能力を改良するようになされている。漏れ信号は内部のレーダ構成要 素と不完全による反射と伝達から主に生じる。漏れ信号よって進む経路は非常に 短いため、ほとんど常に実際のターゲットより極めて高い振幅(例えば、40か ら80dB)である。この振幅は信号のフーリエ変換処理がターゲットのほぼ等 しい広さである漏れのサイドローブによってその後支配されるので、漏れ信号が 実際に小さなターゲットを覆い隠す負の効果を有する。校正プロセスの結果とし ての予測された漏れ信号が正確でないと、測定漏れ信号の振幅は成長するであろ うし、かつ信号は周波数ドリフトにも見舞われ得る。周波数ドリフトはそれを領 域内に移動させ次に、単一のピーク以外の2個の近接した間隔のピークとして現 れよう。さらに、疑似ターゲットもレーダ送信器サブシステム内で各種混合段階 で生成された高調波により領域内に更に出現しよう。 多重アンテナビームを必要とする広域走査レーダシステムのため、多重ビーム を生成するためレーダエネルギが進行しうる各々特有経路の漏れ信号を計算しな ければならない。さらに、信号は大きな温度変化などの環境の相違により変化し うるので、漏れも各々の使用中に計算されなければならない。さらに、泥などの 破片がアンテナレードームで高密度に固められると、増大減衰並びに追加反射を 引き起こし、このリターン信号はより大きな事実上の漏れ信号としての一因とな るはずである。 この発明のある動作モードでは、仮定された漏れが除去された後で、残余信号 の信号振幅に基づいて必要に応じ、漏れ校正プロセスが実時間で漏れ信号を収集 する。別の動作モードでは、漏れプロセスは連続的にしかし低下データ転送率で 、例えば50から100走査毎に漏れ信号を収集する。また別の動作モードでは 、所定ア ンテナビーム内に漏れ以外の著しい信号振幅が存在しない時はいつでも漏れ信号 が収集され、所定アンテナビームは無信号の場合は常に自由時間を有しそれが記 録処理でないかぎり校正を行う利点を提供する。校正プロセスは、漏れ信号の多 数の事例を収集するステップと平均信号を生成して漏れ校正信号として使用され るステップとを含んでいる。ある実施の形態では、収集された漏れ信号は再帰的 線形予測器、即ち、カルマンフィルタを使用してLFM波形の各データポイント で以前の漏れテンプレートと任意に結合される。 この発明の混成アナログ/デジタル形式の実施の形態では、漏れ信号はアナロ グ形式に戻し変換され、その後漏れとターゲット情報を含む入力レーダ信号から 減算される。差の信号はその後、可変利得を用いて基準化され、従来技術のシス テムに対するよりはるかに大きなシステムダイナミックレンジのために供される 。 従って、この発明のひとつの目的は、MBAアーキテクチャレーダシステムの 各ビームの漏れ信号を記憶かつ除去する改良した手段を提供することである。 この発明の別の目的は、長い期間放置したレーダシステムを作動することがで き、システム動作特性を僅かに変化させかつ漏れ除去を引起して最適を外れる環 境変化、システム疲労または非重要部品疲労によるレーダシステムの動作特性に おける変化を克服する改良した手段を提供することである。 更にこの発明のまた別の目的は、レーダを衝突予測に必要とされる機能を発揮 できなくしてしまう特別動作モードにすることなく、漏れ信号情報を収集する改 良した手段を提供することである。 更にこの発明のまた別の目的は、漏れ信号を算出しかつ除去する最適手段を提 供することである。 更にこの発明のまた別の目的は、改良したターゲット検出能力を供給すること である。 これらの目的に従ってこの発明のひとつの特徴は、漏れ信号が前もって計算さ れ非破壊メモリにデジタル形式で記憶されるということである。 この発明のまた別の特徴は、個別漏れ信号が各個別レーダビームに対して記憶 されることである。 この発明のまた別の特徴は、各個別レーダビームが別々に校正されることであ る 。 この発明のまた別の特徴は、漏れ除去プロセスが連続的にモニタされレーダシ ステムを再校正する必要性を試験することである。 この発明のまた別の特徴は、レーダシステム内の背景タスクとして連続的に作 動していることである。 この発明のまた別の特徴は、動的校正が漏れと関連する周波数の従来既知の領 域内で漏れが除去される信号振幅に基づいて必要に応じて行なわれることである 。 この発明のまた別の特徴は、再校正が必要ならばまた必要な時に、システムが この機能をシステムの主な動作モードを中断することなく実行することである。 この発明のまた別の特徴は、新規に獲得した漏れデータが特定レーダの雑音統 計量及び各種構成部品の安定性による漏れ安定性に関するシステムの以前に規範 となった挙動に基づいて、最適線形予測技術、即ち、カルマンフィルタリングに より記憶漏れデータに最適に結合されることである。 この発明のまた別の特徴は可変利得増幅器を内蔵してMBAアンテナアレイの 各ビームの信号強度を最大にすることである。 この発明のまた別の特徴は、システムが同等または改良された性能のためによ り低解像度のアナログ−デジタル変換器を使用できることである。 この発明のまた別の特徴は、システムが漏れの時間変動をデジタル形式で追従 し、その後入力信号から除去のためこれをアナログ形式へ変換することである。 この発明のまた別の特徴は、漏れが各ビームに対して個別に除去され、かつ各 ビームの信号が同一振幅に基準化され各ビームのダイナミックレンジを最大にす ることにより、全ターゲット検出能力を改良することである。 この発明の具体的な特徴は、多数の付随する利点を提供する。従来技術に対す るこの発明の1つの利点は、デジタル形式で記憶された漏れ信号を内蔵すること により各ビーム用の高価で嵩ばる遅延ラインを要せずまたは遅延ラインのそれぞ れを駆動する高速RFスイッチの必要性もないことである。 この発明の別の利点は、関連する校正プロセスがレーダ動作の変更も及び操作 者の介在も必要としないことである。 この発明のまた別の利点は、適切に校正された漏れ信号がなくても、僅かに品 位 の劣るモードであるが校正が終了してかつ漏れが十分除去されるまでシステムは 動作を継続することである。 この発明の別の利点は、漏れ性能の動的試験により、システムがレーダ変更の 環境または動作上の特性として容易に自己適合できることである。 この発明の別の利点は、継続的な漏れ追跡及び更新により、システムがレーダ 変更の環境または動作上の特性として容易に自己適合できることである。 この発明の別の利点は、アナログ形式、アナログ減算及アナログ利得に変換す ることにより、量子化誤差による雑音を小さくすることである。 この発明の別の利点は、デジタル−アナログ変換器に使用するビット数を増加 することによりシステムダイナミックレンジを改良することができることである 。 この発明の別の利点は、システム費用の低減のため提供されるデジタル−アナ ログ変換器に使用するビット数を量子化誤差による雑音を変化させることなく減 少できることである。 この発明の別の利点は、通常のシステム動作モードを中断せずに、予測衝突レ ーダセンサが車両及びその乗員を継続して保護できることである。 この発明の別の利点は、入力データを既存データに結合することにより、漏れ 除去プロセスが最適ターゲット信号検出能力及び改良した全システム性能を提供 することである。 この発明の別の利点は、関連レーダシステムが温度、気候及びレードーム上の 破片などの環境上の影響に対して比較的不感受性であることである。 この発明の別の利点は、システムがターゲットの存在中であっても漏れデータ を収集できることである。 漏れ信号のデジタル記憶装置は、漏れ信号特有の変化に至りうるレーダハード ウェア環境の変化に自己適応させることができる高度に柔軟で基準化可能なシス テムを供給する。さらに、漏れを連続的に変化させる能力及びシステムの通常処 理を中断することなく、その漏れ信号を再計算する能力が自動車衝突予測のため 必要とされるような非常に強固で信頼できるシステムのため備えられる。 この発明のこれらと他の目的、特徴及び利点は、添付図面を参照して好ましい 実施の形態の次の詳細な記述を読みかつ末尾に添付した請求の範囲に従って見た 後、 更に十分に理解されよう。この発明は自動車の衝突予測への適用において記載さ れているが、この発明が多重ビームアパーチャがCWモードで作動している場合 の他のレーダの応用に適用され得ることは当業者にとって理解されよう。 図面の簡単な説明 図1はこの発明のブロック図を示す図面である。 図2はこの発明の第1の実施の形態による信号処理のブロック図を示す図面で ある。 図3はこの発明の第2の実施の形態による信号処理のブロック図を示す図面で ある。 図4は漏れ信号の時間レードーム特性を示すグラフである。 図5は時間に対するカルマン利得の値を示すグラフである。 図6は漏れによってなまらせたレーダリターン信号振幅走査を示すグラフであ る。 図7はこの発明による漏れ成分の除去後のレーダリターン信号を示すグラフで ある。 好適態様の詳細な説明 図1において、レーダシステム10には、ダイレクトデジタルシンセサイザ( DDS)24が組み込まれて信号処理器30の制御下で周波数の特定シーケンス を合成する。ダイレクトデジタルシンセサイザ24は、例えば40から100ナ ノ秒間隔以内に周波数を変えることによって生成された周波数を非常に迅速に変 化させる。ダイレクトデジタルシンセサイザ24は、当業者にとって理解できる ように、要望された周波数帯全体を網羅するオフセット周波数のくし形フィルタ ネットワークを有する単一専用高帯域装置によりまたは既製狭帯域シンセサイザ により形成されてもよい。中間周波数(IF)発振源26はダイレクトデジタル シンセサイザ24の出力にミキサ18.3によって混合され、ミキサ18.3か らの出力はダイレクトリファレンス発振器(DRO)20からの、またはガンダ イオードからミキサ18.1によって、出力と混合することによりさらに上方変 換され、その結果ほぼ47GHzの周波数を有するRF伝送信号を生ずる。RF 伝送信号は信号を1個又は多数のアンテナ12.1、12.2及び12.3の1 個又は多数によって伝送させ る信号処理器30の制御下でサーキュレーター16からアンテナビーム導波器1 4の中を通過し、その結果対象車両3の最も近接する領域を照射する。複数の固 定アンテナ12.1、12.2及び12.3、単一の可動アンテナ、またはフェ イズドアレイアンテナがこの発明から逸脱することなく組み込まれてもよい。 伝送された信号は固定または可動ターゲットの1個又はそれ以上から反射され 、アンテナシステム12に受信される。受信信号はサーキュレーター16によっ てミキサ18.2へ案内され、ミキサ18.2ではダイレクトリファレンス発振 器20からの出力と混合することによって下方変換され、下方変換された信号は ミキサ18.4によってダイレクトデジタルシンセサイザ24の出力と混合され 、ミキサ18.4では信号はさらに下方変換されて、その結果変調IFレーダ信 号が生成される。 デジタル形式の手段だけによって信号が校正されかつ除去されるこの発明の第 1の態様では、変調されたIFレーダ信号は経路25に追従し直交移相器(quadr ature phase shifter)28によって移相され、変調されたIFレーダ信号及び直 交移相したそのバージョンがそれぞれのアナログ−デジタル変換器26.1及び 26.2(ADC)によって標本抽出され、その結果信号処理器30に変調され たIFレーダ信号の振幅及び位相(A、φ)を有する複合手段を提供する。 漏れが混成アナログ/デジタル手段によって補償されるこの発明の第2の態様 では、信号処理器30からの漏れ信号のデジタル形式は、デジタル−アナログ変 換器34(DAC)によってアナログ形式に変換され、変調されたIFレーダ信 号から減算される。結果として生じる信号は、利得が信号処理器30の制御下に ある増幅器38によって基準化される。調節された信号は、直交移相器28によ って移相され、調節された信号及び直交移相したそのバージョン両方がそれぞれ のアナログ−デジタル変換器26.1及び26.2によって標本抽出され、その 結果信号処理器30に変調されたIFレーダ信号の振幅及び位相(A、φ)を有 する複合手段を提供する。 両態様において、信号処理器30はレーダシステム10の視界領域内のターゲ ットの領域及び速度を検出しかつ衝突が起きるかどうかを予測して、そうであれ ば、安全拘束システム32の駆動を制御する時間信号を適切に送出し、その結果 乗員の 傷害が和らげられる。 図2に、LFM−CW自動車のレーダシステムの全デジタルダイナミック漏れ 校正及び除去システムについての最初の態様による信号処理のブロック図を示す 。 図2において、第2ミキサ18.4からの下方変換されたレーダ信号200及 びその移相バージョンは、ステップ202でADC26.1及び26.2によっ て変換されて同相(I)及び直交移相された(Q)信号が形成される。ステップ 204で、DCバイアス及びI/Q非平衡状態が除去され、その結果、図4に示 すように、関連下方変換されたレーダ信号200に対応するI及びQ波形が提供 される。 下方変換されたレーダ信号は受信レーダリターン信号を有する漏れ信号の総計 を有する。受信レーダリターン信号は移動ターゲットによってドップラ移相され る。ただし、漏れ信号は静止ターゲットからのレーダ戻りについては送信周波数 と同様の一定周波数を有しているが、一般にレーダリターン信号より非常に大き な振幅を有している。多重ビームレーダシステムの各ビーム位置に向かう前もっ て計算された漏れ信号は、関連I及びQ波形−各ビーム位置の別々の漏れ信号− の形式のEPROMにプログラムコードと共に初めに記憶される。漏れ信号は、 それについて直接デジタル合成に起因する可干渉性のために関連したレーダ搬送 波及びチャープ信号と本来的に同調する。信号処理器30は、ステップ206で 漏れ信号の複合I/Q波形を後継の同相直角位相標本抽出複合I/Qレーダ信号 から減算し、かつステップ208での高速フーリエ変換及びステップ210での 一定誤警報率(Constant False Alarm Rate)(CFAR)検出処理から構成され る従来のLFM波形処理を行う。CFAR検出のプロセスは当業者にとって公知 であり、例えば”Radar 5 CFAR Thresholding in Clutter and Multiple Target Situations”by Herman Rholing in IEEE Transactions on Aerospace and Ele ctronic Systems,Vol.AES-19,No.4.July 1983において記載されており、こ れは本明細書に参照として組込まれている。 CFAR検出器の出力は考えられるターゲットレポート212のリストであり、 下記を含んでいる: 1.領域セル位置 2.関連多重ビームシステムにおける作動可能状態ビームのビーム数 3.信号の振幅 4.背景の振幅。 漏れ信号は、ステップ214で、漏れ位置がほぼ一定という事実に基づいて、 1から2の領域のセルの内部に対して特定レーダハードウェア構成に関して、の ために、漏れ信号の最大限領域セル位置を知るように予めセットされている漏れ テスタによって試験される。テスタは、漏れ信号の振幅及び様態を分析する。例 えば、領域スペース(FFT後)における漏れ信号の振幅がほぼ5dBのしきい 値と比較され、しきい値より大きく上昇していればそれは不正確な漏れ信号を表 わす。さらに、例えば、漏れ信号の様態は、FFT振幅スペースにおける3次モ ーメントを使用して試験される。使用される漏れ信号が正確でないと、漏れの振 幅は成長し、信号は周波数ドリフトにも見舞われ、周波数ドリフトはそれを領域 内に移動させ次に、単一のピーク以外の2個の近接した間隔のピークとして現れ る。 結果として生じる漏れレポートが許容値以内であれば、システムは普通の動作 で継続し何も行われない。漏れレポートが許容値外へ現れると、漏れ許容フラッ グがセットされる。このフラッグが次のN個についてNの内のm個をセットすれ ば、レーダは特定ビームを使用し、ステップ216ではシステムにはフラッグが 立てられ新しいビーム校正を開始する。m及びNの値は代表的には、4の内の3 であると選択される。あるいはまた、校正は100走査毎に自動的に再計画する ようにしてもい。システムは入力するレーダ信号を処理する最新有効漏れ信号を 使用する。 新たな校正を開始するためにシステムにフラッグを立てると、特定ビームのレ ーダの次の通過に際して、未処理I/Qレーダデータは、通常の両処理連鎖を通 って漏れ校正プロセス250に向けて送り出される。ステップ252では、連続 周波数階段状LFMレーダ信号における各ステップの実行和を計算することによ り、実行は熱によるガウス形雑音を平均化するフィルタを合計する。アンテナが 特定のビーム位置に戻されと、この合計プロセスがMの発生のため各ビーム位置 で継続し、ここで、例えば25から100の間のMの値が雑音を大幅に低減する 。実行和は複合データのI及びQチャネルに関して独立して行なわれ結果として 生じる漏れ信号の位相を保存する。この実行和は、連続波形サイクルのM個の多 きにわたる繰返LFM波形核の各時間サンプルごとに行なわれる。例えば入力波 形における時間サンプ ル1に対して、その値の25から100例が合計される。この処理ステップでは 、各LFMデータ収集間隔の間に入力データシーケンスに対応する関連平均波形 が生成される。 平均波形は、ステップ254、256及び258で濾過されて主漏れ信号及び システムの各種ミキサの画像排除能力が限定されているため存在することがある 漏れ信号のいずれかの画像を保存しながら、既知ターゲットを除去する。このよ うな濾過は、最初ステップ254でFFTを使用して平均波形を領域スペースに 伝送し;ステップ256でノッチフィルタを用いて関連ターゲットを除去し;か つ最後にステップ258で逆FFTを使用して濾過信号を時間領域に戻し伝送す る;ことによって達成してもよい。ステップ256のノッチフィルタはCFAR 検出ステップ210からの報告リスト212を利用して平均波形から除去するた めターゲットを識別する。あるいはまた、この濾過プロセスは時間領域で実行し てもよい。 一般に、ターゲットは、それらが漏れよりむしろさらに遠くの領域にあるので 、漏れ信号よりLFM波形の高い周波数信号として現れる。本明細書において以 前に記載したように、ターゲットが平均波形から除去されず、その後、システム が静止しかつレーダ視界に他の物体が存在する場合には、これらの物体は結果と して生じる損なわれた漏れ信号に併合され、従って、漏れと共にシステムによっ て校正されることになる。ただし、システムが再び動作し始めると、損なわれた 漏れ信号が差し引かれ、その後、減算プロセスが信号成分をそこには存在しない 入力信号に効果的に加えるので、損なわれた漏れ信号を使用する校正によりすべ ての後続走査のその同一位置に疑似ターゲットが出現するはずである。 その後ステップ260で、濾過信号は統一的振幅の信号であるように基準化さ れ漏れ減算論理ステップ206におけるより容易な基準化を提供し、記憶された 漏れ信号がそこから減算される前に入力I/Q信号のピーク値に合うように基準 化される。 ステップ252の平均波形の計算と共に、I及びQチャネルの分散波形が診断 対策として使用しかつ漏れ信号の品質を確認するため計算される。I及びQチャ ネルの分散は、ステップ264で漏れ参照信号としてステップ260から計算さ れた漏れ信号を記憶する前にステップ262で確認され、その結果、システムが レーダフ ロント終端ハードウェア問題に見舞われている場合には、非常に低品質の漏れ参 照信号が発生するのを防止する。例えば、隣接ポイントより5倍大きい分散波形 におけるいずれかのポイントの分散の結果として分散確認に障害が起きると、ス テップ260からの計算された漏れ信号は廃棄され、漏れ校正プロセス250が 繰り返される。2回試みた後で分散信号が許容値外であれば、診断フラッグがセ ットされ、例えば、MBAを非放射モードに切り替えることによってシステムは 自己試験モードに入り、その結果、レーダシステムは内部の漏れのみを測定する 。 ステップ262で、漏れ信号の分散が許容値以内であれば、計算された漏れ信 号はステップ264で入力レーダ信号から漏れを除去するのに次に使用するため の漏れ参照信号として記憶される。 図3にLFM自動車レーダシステムにおける混成アナログ/デジタルダイナミ ック形式の漏れ校正及び除去システムの第2の態様による信号処理ブロック図を 示す。図3において、ステップ364からの記憶デジタル漏れ信号は、ステップ 366のDAC34によってアナログ形式に変換される。システムはEPROM におけるプログラムコードで記憶される予め計算された漏れ信号で通常動作を始 め、個別の漏れ信号が各ビーム位置に関連させられかつ記憶される。ステップ3 66からの記憶漏れ信号はステップ301で下方変換されたレーダ信号300か ら減算され、結果として生じる信号はステップ303で可変利得増幅器によって 基準化され、ステップ303ではその利得は本明細書中先に記載したように信号 処理器30の制御下にある。調節された信号及び直角位相バージョンが標本抽出 されかつそれについて試されて、ステップ302及び304の関連したデジタル 形式の複合I/Q信号へ変換される。 信号処理器30は、検出を報告した各領域セルのためのN個の完全なLFM波 形の1組全体にわって、ステップ308の高速フーリエ変換(FFT)、ステップ 31Oの一定誤警報率(Constant False Alarm Rate)(CFAR)検出処理及び ステップ314のドップラ処理から構成される従来のLFM波形処理を行なう。 CFAR検出器の出力は考えられるターゲットレポート312のリストであり、 下記を含む: 1.領域セル位置 2.ビーム数 3.信号の振幅 4.背景の振幅。 5.ターゲットのドップラ(速度) ステップ316では、例えば、Nが約100である場合の入力レーダデータの N次走査ごとに、漏れ校正プロセス350を実行して(通常のレーダ信号処理に 加えて)追従しかつ漏れ信号を更新する。ステップ352では、特定ビーム位置 での完全なレーダドエルを有するMチャープが平均化され熱によるガウス形雑音 を減少させる。ここで例えば、Mは通常レーダ処理における適当な雑音低減、ド ップラ感度及び精度のため各ビーム位置(ドエル)での8から16個のチャープ である。平均値は、複合データのI及びQチャネルに関して独立して計算され漏 れ信号の位相を保存し、その結果、入力チャープ長さ、例えば64から128ポ イントに等しい長さを有する漏れ信号波形が発生される。平均値は互いに平均さ れた各波形のそれぞれのポイントにわたって計算され、その結果、平均波形が生 成される。 上記平均プロセスに加えて、I及びQチャネルの関連分散波形も計算され、こ れからステップ354のシステムが測定分散をカルマンフィルタ段階に使用され るI及びQチャネルの関連する記憶分散に対して比較することにより漏れ信号の 品質を確かめる診断を行う。この分散確認は、例えば、レーダシステムのフロン ト終端ハードウェア問題の結果として低品質の漏れ参照信号が発生するのを防護 する。低分散はシステムに公正に計算された漏れ参照信号を廃棄して別の信号を 計算させる。2回試みた後で分散信号がなお許容値外であれば、診断フラッグが セットされ、システムは自己試験モードに入る。 図4に示すように、この平均I/Q波形は正弦波の外観を呈する。漏れ信号の ドリフトは時間に対する関連波形に小さな混乱を発生する傾向がある。この発明 は、新しい入カデータを使用してこの波形の各ポイントを独立に取扱いかつ各ポ イントについて時間に対してカルマンフィルタを実行して関連カルマン利得マト リクスがステップ358で更新された後のステップ356で既存データに対する 修正をもたらす。フィルタの式は当業者にとって公知である: es_leak(i)=pred_old_leak(i)+利得*(信号(i)-pred_old_leak(i)) (1) 及び red_old_leak(i)=S*est_leak(i=1) (2) ここで、est_leakは予測された新しい漏れ値であり、signalは入力する新しい 信号データであり、pred_old_leakは、どの漏れがこの新しい時間iである必要 があるかについてフィルタからの予測値であり:かつ状態遷移マトリクスが: ここで、ΔTは更新間の時間である。 est_leak(i)は、ひとつの2要素ベクトルであって、その第1要素は信号の 同相に資するものであり、第2要素は信号の直角位相に資するものである。この 式は同相がcos(余弦)(i)に比例し、直角位相部は単に時間微分(またはこ のアプリケーション(速度)における)であるsin(正弦)(i)に比例してい るという事実を利用している。 利得マトリクスは次式によって定義された2×2マトリクスである: 利得=Ppred*(M*Ppred*MT+NM-1 (4) ここで、 Ppred=S*Pest*ST+NS (5) 及び Pest=(I=利得*M)Ppred (6) ここで、Ppredは予測漏れ値の共分散、Pestは予測漏れの共分散マトリクス かつMはこのアプリケーションの単位行列である測定マトリクスである。Iはそ のままである。 マトリクスNM及びNSは、それぞれ測定雑音マトリクス及びシステム雑音マト リクスであり、次式により与えられる: システム雑音マトリクスはシステムに時間に対するドリフトを生じさせる任意 「加速度」(直角位相微分)をモデルとして作られている。分散σI 2及びσQ 2はI 及びQチャネルのそれぞれの分散であって、分散はシステムが展開されステップ 354で入力データの分散と比較し性能を保証する時、予測されるものである。 システム雑音マトリクスの分散の第2組は、例えば時間間隔でデータ標本抽出す ることによって展開中のシステムドリフト特性をモデルとして作ることにより決 定される。ここで、分散の指標1及び2はそれぞれI及びQに対応する。システ ム雑音マトリクスのこれらの要素もシステムを調節するため基準化可能である。 システムはこれらのマトリクス及びPestの予測から始めて処理を開始する。Pe st は所望利得マトリクス特性であるべきものは何かに基づいてシステム展開中に 予測される。利得マトリクスは、時間に対する各期間の進化をグラフにした図5 に見られるようにそれぞれの繰り返しで変化する。 衝突の予測的適用のための全性能に衝撃を与えないシステムのひとつの特色は システムが静止しかつレーダの視界中に他の物体があると、それらは同様に校正 されることである。システムが再び動き始めると、校正信号はすべての後続走査 のその同一位置に疑似ターゲットを出現させるはずである。この理由は漏れ信号 が減算される時いかなる対応信号も存在しない場合、減算プロセスは入力波形に 信号を効果的に加えるためである。静止ターゲット(ホスト車両に対して相対的 な)がそれに衝突することはなくそれゆえ脅威ではないので、これは衝突予測に 対する問題とはならない。また、これらの疑似ターゲットは次組の走査が通った 後に最終的に校正され、漏れ校正プロセス350が再び実行される。 ステップ356からの新たに更新された漏れ信号はステップ364でプロセッ サ記憶装置に記憶されその後、自動車レーダシステムと共に工場出荷された漏れ 信号 に基づいたEPROMの代りに使用される。ただし、EPROMは上書されない のではなく校正が工場でプログラムした校正から離れて「一人歩き」するのを防 止するものである。 システムダイナミックレンジは下方変換レーダ信号300からステップ301 において減算されるアナログ−デジタル変換器(DAC)によってステップ36 4からの記憶デジタル漏れ信号をアナログ信号へステップ366で変換して、経 済的に改良する。生じる差信号は、ステップ303で可変利得増幅器38によっ て使用可能なダイナミックレンジのアナログ−デジタル変換器(ADC)を利用 するため増幅され、その結果、量子化誤差による雑音が減少し、かつシステムダ イナミックレンジが増大する。その改良は量子化雑音がシステム雑音フロア以下 に低下する条件内に定められる。システムダイナミックレンジを増大させると、 より小さいターゲットがシステムによって検出可能となる。 関連信号と量子化雑音との比によって表現されるようなADCのダイナミック レンジは、ADCの関連ビット数によって決定される: SQNRADC=20*log(PX/PQ)=20*log(3/2*22*(b+1)) (9) ここで、 PX=A2/2 (10) PQ=(A2/3)/2(b+1) (11) PX=最大信号電力 PQ=量子化ステップ電力 A=最大信号振幅 b=ビット数 レーダリターンは、漏れ信号及びターゲット信号の2信号構成要素から構成さ れる。複合信号はPc=PLEAKAGE+PTARGETである。PcはADCのオバーフロ ーを回避するためPxより小さいかまたは等しくなければならない。PcがPXに 等しくセットされると、ターゲット検出のため使用可能なSQNRは漏れとター ゲットとの比(LTR)によって減少する。LTRは10*logPLeakage/ PTargetに等しく、例えば、代表的には40から80dBである。 漏れ信号をアナログ形式に戻し変換すると、ターゲット検出のため使用可能な ダ イナミックレンジの増大が可能になる。漏れテンプレートの漏れ校正信号のデジ タル形式−電力PLTはDACの量子化誤差を差引いた漏れの電力PLに等しい : QNDAC=ALeakage 23/2(m+1) (12) PLT=PL−QNDAC (13) ここで、mはDACのビット数である。 漏れテンプレート信号をレーダ複合信号から減算すると次式が与えられる: Pdiff=PC−PLT=PTarget+QNDAC (14) 差信号は利得Gで増幅され、その結果生ずる増幅された信号は次式によって与 えられる: PGain=G*(PTarget+QNDAC) (15) PGrainがADCのPXに等しくなるようにGをセットすることが好ましい。 PLeakageが減算されても漏れ信号の値がなお分かっていれば、システムSQN Rは次式に等しい: SQNRsystem=(PLeak*G+PX)/PQ=G*(3/2)*22*(b+1) (16 ) QNDACがPTargetより大きい場合には、Gは1/QNDACに等しくかつSQNR は次式になる: SQNRSystem=10*log((3/2)*22*(b+m+1)) (17) これは、混成の実施の形態におけるADC及びDACのビット数の合計、即ち 、b+mが対応するデジタル形式の実施の形態におけるADCのビット数、即ち 、bに等しい場合には、単なるデジタル実施の形態における単一の比較的高価な 高分解能ADCで達成されるように、同一システム信号と雑音との比が混成の実 施の形態における低分解能ADC及びDACの比較的安価な組合せで達成される ことを示している。 この発明の両実施の形態にあっては、漏れ校正システムは、漏れ信号の動作の 長期間の変化に追従するようになっている。例えば、システムに許容値外のドリ フトを引き起こすはずである温度変動が数時間のオーダになりレーダ組立体を許 容値外へ熱的に膨張させるのに全く十分な熱による加熱を引き起こすことがある 。しかし、例えば多量の泥がレーダの上にはねかけられ、それがレードーム特性 に影響を与える場合には、システムはより迅速に反応できる。これらが短い持続 時間のためか 、またはより長い持続時間が漏れ参照信号計算に関する分散試験によってフラッ グが立てられ、かつ直ちにサービスの配慮が必要とされる潜在的なシステム欠陥 のレーダの制御処理タスクのフラッグを立てることがある場合には、損なわれる べきLFM波形を生じうる異常な電力サージなどの短期間の効果は漏れの計算に 影響を与えないはずである。 図6において、この発明の動作の例として、無補償漏れ原信号はターゲットス ペクトルを支配するように示されている。中間大のターゲットでも、背景に対す るそれらの振幅が著しく減少するので、ターゲットを検出するのは非常に困難で ある。より小形のターゲットは漏れ信号の背景によって完全に覆い隠される。図 7において、この発明に応じて漏れは上記動的漏れ校正プロセスによって著しく 減少し、背景クラッタ及び雑音を基準にしてターゲットを検出するのを非常に容 易にする。 特定の実施の形態が詳細に述べられたが、その詳細に対する各種変形実施例や 代替物が開示の全教示に鑑みて展開しうることは当業者にとって理解されよう。 従って、開示された特定の構成は説明のみであることを意味し、かつこの発明の 精神に関して制限するものではなく、この発明の範囲には添付請求の範囲の全幅 及びその同等物のいずれか及びすべてが与えられるべきである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                              Radar system                               Related application citations   This application is filed on Oct. 16, 1997, US Provisional Application No. 6 Claim a profit of 0 / 066.025. This application is a pending provisional application no. Claims of 071,964 are also claimed.                                 Technical field   The present invention relates to radar systems, and more particularly to continuous wave radar systems. To mitigate the effect of radar energy leakage from the transmitter to the receiver It is about the method.                                Background of the Invention   The radar system communicates with the target by either continuous or pulsed electromagnetic energy. By detecting the effect of the interaction with the target beam, the target distance and / or Or measure the speed. For linear frequency modulated continuous wave (LFM CW) radar systems In this case, the target is continuously irradiated with electromagnetic energy and its frequency is periodically changed. Modulated in time according to the turn. The radar receiver is the frequency between the received and transmitted signals. Measure the distance of the target from the number difference.   One problem with the LFM CW radar system is that it interacts with the target first. Without the use of a portion of the transmitted energy that is directly coupled to the receiver. As a result, aliasing occurs as a stationary proximity area target. This leak signal strength Must be large enough to cover the target return signal. There is. A radar system with a built-in dual-purpose signal antenna has such leakage. Especially sensitive to problems.   Some conventional linear circuits, including CW (continuous wave) applications for many vehicles Wave number modulated continuous wave (LFM CW) is a separate antenna for transmitting and receiving radar signals. You are using While a separate antenna essentially reduces the leakage problem, The major difficulty with the method is that using separate transmit and receive antenna arrays Cost and size increase prohibitively.   Other conventional CW radar systems route the received signal through a fixed analog delay line. Mixing with a part of the transmission / reception signal that is out of phase by Remove the minute. The analog delay line must be exactly matched for leakage. The problem with this approach is that fixed analog delay line delays can vary with temperature. Failure to respond to changes in leakage due to throat. Problems with analog delay lines The title is in a multiple beam aperture (MBA) architecture radar system. Are combined, in the system each beam has a separate leakage path and therefore Separately delayed signals are needed to compensate for the leakage that occurs. As the number of beams increases , Depending on the number of corresponding delay lines and associated high-speed switches--predetermined number of beams Switching to an accurate delay line is prohibitively expensive and large and heavy It may be difficult to carry.   In still other conventional CW radar systems, data is acquired prior to Fourier transform processing. Cells of the first N regions of data from the Fourier Transform, weighting or otherwise Reduce the effect of leaky signals in the final signal processing stage by ignoring Trying to do so. Stronger Fourier transform to reduce sidelobe levels The problem with weighting large amplitudes is that the peak width can be significantly widened and Close proximity to a target and, consequently, the radar system (and the host vehicle) Is to reduce the ability of the system to recognize the target. Obviously, The problem with ignoring the first N-region cell is that it predicts vehicle collisions and avoids collisions. Information on areas close to the data is important in assessing the time to collision and the likelihood of a collision. That is.   In other systems, pulse radar other than CW radar is used, The receiver is gated and ignores the leak signal. When applied to vehicle collision prediction , Pulse radar systems are very useful for detecting targets in very close areas Short radar pulses (less than 6 nanoseconds) are required, and short pulses are transmitted with sufficiently high power. It is difficult to detect targets in distant areas. Therefore, the vehicle collision To detect targets in both near and far areas as necessary for measurement Is not suitable.                                Summary of the Invention   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to linear leakage modulation (LFM) continuous wave (CW) radar. Automatically calibrate and remove signals and especially require multi-beam antenna apertures The above problem is addressed by providing a real-time processing system and method for vehicle applications. Solve. The actual waveform used is such that all subsequent data points are In the case of the LFM stepped frequency synthesized wave corresponding to the environmental response to a constant frequency value is there. Calibration is a common antenna used primarily for transmitting and receiving radar energy. It provides a means for predicting the leakage signal due to the tena aperture and removing the signal and It has been made to improve the get detection ability. Leakage signal requires internal radar configuration Primarily results from reflection and transmission due to elementary and imperfections. The path taken by the leak signal is very Because of their short length, they are almost always much higher in amplitude than the actual target (eg, 40 80 dB). This amplitude is approximately equal to the target's Fourier transform. The leakage signal is then dominated by the larger size of the leakage sidelobe, It actually has the negative effect of masking small targets. As a result of the calibration process If all predicted leakage signals are not accurate, the amplitude of the measured leakage signal will grow. Cattle can also suffer from frequency drift. Frequency drift And then present as two closely spaced peaks other than a single peak. Let's go. In addition, pseudo-targets are also mixed at various mixing stages within the radar transmitter subsystem. Will appear further in the region due to the harmonics generated in.   Multiple beams for wide area scanning radar systems that require multiple antenna beams Do not calculate the leakage signal for each specific path through which radar energy can travel to produce I have to. In addition, the signal may change due to environmental differences such as large temperature changes. As such, leaks must also be calculated during each use. In addition, mud When the debris is densely consolidated by the antenna radome, increased attenuation and additional reflections occur. Cause this return signal to contribute as a larger virtual leakage signal. Should be.   In one mode of operation of the present invention, after the assumed leakage is removed, the residual signal Leak calibration process collects leak signals in real time as needed based on signal amplitude I do. In another mode of operation, the leakage process is continuous but with a reduced data transfer rate For example, collect leak signals every 50 to 100 scans. In another mode of operation , Leakage signal whenever there is no significant signal amplitude other than leakage in the antenna beam Are collected and the given antenna beam always has free time when there is no signal, It offers the advantage of calibrating unless it is a recording process. The calibration process involves many leak signals. Collecting a number of cases and generating an average signal to be used as a leak calibration signal Steps. In one embodiment, the collected leak signal is recursive Each data point of the LFM waveform using a linear predictor, ie, a Kalman filter Is optionally combined with the previous leak template.   In a hybrid analog / digital embodiment of the present invention, the leakage signal is analog From the incoming radar signal, which contains the leakage and target information. Is subtracted. The difference signal is then scaled using a variable gain to provide a prior art system. Provided for much larger system dynamic range than for systems .   Accordingly, one object of the present invention is to provide an MBA architecture radar system. It is to provide an improved means for storing and removing the leakage signal of each beam.   Another object of the present invention is to operate a radar system that has been left for a long time. Sub-optimal changes in the operating characteristics of the system and slight leakage Operating characteristics of radar systems due to environmental changes, system fatigue or non-critical component fatigue To provide improved means of overcoming changes in the system.   Yet another object of the present invention is to provide radar with the functions required for collision prediction. A leak signal information collection without changing to a special operation mode It is to provide good means.   Yet another object of the present invention is to provide an optimal means for calculating and removing leakage signals. Is to provide.   Yet another object of the present invention is to provide improved target detection capabilities. It is.   One feature of the invention according to these objectives is that the leakage signal is calculated in advance. Is stored in digital form in non-destructive memory.   Another feature of the invention is that an individual leakage signal is stored for each individual radar beam. Is to be done.   Another feature of the invention is that each individual radar beam is calibrated separately. To .   Another feature of the present invention is that the leak elimination process is continuously monitored and radar Testing the need to recalibrate the stem.   Another feature of the present invention is that it is continuously operated as a background task in a radar system. It is working.   Yet another feature of the present invention is that the dynamic calibration has a previously known domain of frequencies associated with leakage. What to do as needed based on the signal amplitude at which the leakage is removed in the region .   Another feature of the invention is that the system can be re-calibrated if and when it is needed. This function is performed without interrupting the main operation mode of the system.   Another feature of the present invention is that newly acquired leakage data is used for noise analysis of a specific radar. Previous standards for systems relating to leakage stability due to metering and stability of various components Based on the behavior, the optimal linear prediction technology, that is, Kalman filtering It is more optimally combined with the memory leak data.   Yet another feature of the present invention is that the variable gain amplifier The purpose is to maximize the signal strength of each beam.   Another feature of the present invention is that the system is better for equivalent or improved performance. A lower resolution analog-to-digital converter can be used.   Another feature of the invention is that the system tracks the time variation of the leak in digital form And then converting it to analog form for removal from the input signal.   Another feature of the invention is that the leakage is removed individually for each beam and each Beam signals are scaled to the same amplitude to maximize the dynamic range of each beam. The goal is to improve the ability to detect all targets.   Specific features of the invention provide a number of attendant advantages. Conventional technology One advantage of the present invention is that it incorporates a leakage signal stored in digital form. Eliminates the need for expensive and bulky delay lines for each beam or each of the delay lines There is no need for a high-speed RF switch to drive the switch.   Another advantage of the present invention is that the associated calibration process can alter and operate radar operation. That is, no intervention is required.   Another advantage of the present invention is that even without a properly calibrated leakage signal, Rank System is inferior, but until the calibration is complete and the leaks are sufficiently removed It is to continue the operation.   Another advantage of the present invention is that dynamic testing of leakage performance allows the system to It is easily self-adapting as an environmental or operational characteristic.   Another advantage of the present invention is that continuous leak tracking and updates allow the system to be radar It can be easily adapted to the changing environment or operational characteristics.   Another advantage of the present invention is that it converts to analog form, analog subtraction and analog gain. Thus, noise due to quantization errors is reduced.   Another advantage of the present invention is that it increases the number of bits used in a digital-to-analog converter. Can improve the system dynamic range .   Another advantage of the present invention is the digital-analysis provided to reduce system costs. The number of bits used in the log converter is reduced without changing noise due to quantization errors. You can do less.   Another advantage of the present invention is that predictive collision levels can be achieved without interrupting normal system operating modes. Radar sensors can continue to protect the vehicle and its occupants.   Another advantage of the present invention is that by combining input data with existing data, Elimination process provides optimal target signal detection capability and improved overall system performance It is to be.   Another advantage of the present invention is that the associated radar system is It is relatively insensitive to environmental effects such as debris.   Another advantage of the present invention is that the system is Can be collected.   Digital storage of leak signals is a radar hardware that can lead to changes specific to leak signals. A highly flexible and scalable system that can adapt itself to changes in the hardware environment Supply system. In addition, the ability to continuously change the leak and the normal handling of the system The ability to recalculate the leak signal without interrupting the process Provided for a very robust and reliable system as required.   These and other objects, features and advantages of the present invention are preferred with reference to the accompanying drawings. The following detailed description of the embodiments has been read and viewed according to the claims appended hereto. rear, It will be more fully understood. This invention is described in its application to vehicle collision prediction. But the invention is applied when the multiple beam aperture is operating in CW mode. Those skilled in the art will appreciate that other radar applications can be applied.                             BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 shows a block diagram of the present invention.   FIG. 2 is a block diagram showing signal processing according to the first embodiment of the present invention. is there.   FIG. 3 is a block diagram showing signal processing according to a second embodiment of the present invention. is there.   FIG. 4 is a graph showing the time radome characteristics of the leak signal.   FIG. 5 is a graph showing the value of the Kalman gain with respect to time.   FIG. 6 is a graph showing radar return signal amplitude scan blunted by leakage. You.   FIG. 7 is a graph showing a radar return signal after removing a leakage component according to the present invention. is there.                           Detailed description of preferred embodiments   In FIG. 1, a radar system 10 includes a direct digital synthesizer ( A specific sequence of frequencies under the control of the signal processor 30 incorporating the DDS 24 Are synthesized. The direct digital synthesizer 24 has, for example, 40 to 100 processors. Changing the frequency generated by changing the frequency within a To The direct digital synthesizer 24 is understood by those skilled in the art. As described above, a comb filter with an offset frequency covering the entire required frequency band Off-the-shelf narrowband synthesizer with single dedicated high bandwidth device with network May be formed. Intermediate frequency (IF) oscillation source 26 is direct digital The output of the synthesizer 24 is mixed by the mixer 18.3, These outputs are from a direct reference oscillator (DRO) 20 or Further up-conversion by mixing with the output from mixer by the mixer 18.1 Which results in an RF transmission signal having a frequency of approximately 47 GHz. RF The transmitted signal is a signal of one or multiple antennas 12.1, 12.2 and 12.3. Transmitted by individual or multiple Under the control of the signal processor 30, the antenna beam director 1 4 and, as a result, irradiate the area closest to the target vehicle 3. Multiple solid Fixed antennas 12.1, 12.2 and 12.3, a single movable antenna or An idle array antenna may be incorporated without departing from the invention.   The transmitted signal is reflected from one or more of the fixed or movable targets , Are received by the antenna system 12. The received signal is circulated by the circulator 16. Is guided to the mixer 18.2, and the mixer 18.2 performs direct reference oscillation. Down-converted by mixing with the output from unit 20 and the down-converted signal is Mixed with the output of the direct digital synthesizer 24 by the mixer 18.4 , Mixer 18.4 further down-converts the signal, resulting in a modulated IF radar signal. Issue is generated.   The signal is calibrated and removed by digital means only. In one embodiment, the modulated IF radar signal follows path 25 and is quadrature shifted. (i.e., phase shifter) 28 and the IF The phase-shifted versions correspond to the respective analog-to-digital converters 26.1 and 26.2 (ADC), sampled and consequently modulated by the signal processor 30 Combined means having the amplitude and phase (A, φ) of the IF radar signal.   Second aspect of the invention wherein the leakage is compensated by hybrid analog / digital means Then, the digital format of the leak signal from the signal processor 30 is a digital-analog conversion. Converter 34 (DAC) converts the signal to analog form and modulates the IF radar signal. Is subtracted from the number. The resulting signal has a gain under the control of signal processor 30. It is scaled by an amplifier 38. The adjusted signal is output by the quadrature phase shifter 28. Both the adjusted signal and its quadrature phase shifted version Sampled by the analog-to-digital converters 26.1 and 26.2 of The result signal processor 30 has the amplitude and phase (A, φ) of the IF radar signal modulated. To provide a composite means.   In both embodiments, the signal processor 30 includes a target in the field of view of the radar system 10. Detect the area and speed of the unit and predict whether a collision will occur, and For example, a time signal for controlling the driving of the safety restraint system 32 is appropriately transmitted, and as a result, Crew Injuries are relieved.   Figure 2 shows the all-digital dynamic leakage of the LFM-CW automotive radar system. FIG. 3 shows a block diagram of signal processing according to a first aspect for a calibration and removal system .   In FIG. 2, the downconverted radar signal 200 and the second converted signal from the second mixer 18.4 are shown. And its phase-shifted version by ADCs 26.1 and 26.2 in step 202. To form an in-phase (I) and quadrature phase-shifted (Q) signal. Steps At 204, the DC bias and the I / Q imbalance are removed, resulting in the As such, I and Q waveforms corresponding to the associated down-converted radar signal 200 are provided. Is done.   The down-converted radar signal is the sum of the leakage signals with the received radar return signal Having. The received radar return signal is Doppler shifted by the moving target. You. However, the leakage signal is the transmission frequency for radar return from a stationary target. , But generally much larger than the radar return signal. Has a large amplitude. Before heading to each beam position in a multi-beam radar system The calculated leakage signal is the associated I and Q waveforms-a separate leakage signal for each beam position- Is first stored together with the program code in an EPROM of the form The leak signal is Radar transport related to it for coherence due to direct digital synthesis Naturally tuned with wave and chirp signals. The signal processor 30 determines in step 206 In-phase quadrature sampled composite I / Q radar signal succeeding the composite I / Q waveform of the leakage signal And fast Fourier transform at step 208 and at step 210 Consisting of Constant False Alarm Rate (CFAR) detection processing Conventional LFM waveform processing is performed. The process of CFAR detection is known to those skilled in the art For example, "Radar 5 CFAR Thresholding in Clutter and Multiple Target  Situations ”by Herman Rholing in IEEE Transactions on Aerospace and Ele ctronic Systems, Vol. AES-19, No. Four. As described in July 1983, Which is incorporated herein by reference. The output of the CFAR detector is a list of possible target reports 212, Includes:   1. Area cell position   2. Beam number of ready beams in a related multiple beam system   3. Signal amplitude   4. Background amplitude.   The leak signal is determined at step 214 based on the fact that the leak location is approximately constant. Regarding the specific radar hardware configuration with respect to the inside of the cell of the area 1 to 2, In order to know the maximum area cell position of the leak signal, a preset leak Tested by tester. The tester analyzes the amplitude and manner of the leak signal. An example For example, a threshold where the amplitude of the leakage signal in the area space (after FFT) is approximately 5 dB Value, and if it rises above the threshold, it indicates an inaccurate leak signal. I forgot. Further, for example, the mode of the leak signal may be a third-order mode in the FFT amplitude space. Tested using If the leak signal used is not accurate, The width grows, the signal also suffers from frequency drift, and the frequency drift And then appear as two closely spaced peaks other than a single peak You.   If the resulting leak report is within acceptable limits, the system will operate normally And continue with nothing. If a leak report appears out of tolerance, the leak Is set. This flag sets m of N for the next N If so, the radar uses a particular beam, and in step 216 the system flags Stand up and start a new beam calibration. The values of m and N are typically 3 out of 4 Is selected. Alternatively, calibration automatically reschedules every 100 scans You can do it. The system generates the latest effective leak signal that processes the incoming radar signal. use.   When you flag the system to start a new calibration, On the next pass of the radar, the raw I / Q radar data passes through both normal processing chains. To the leak calibration process 250. In step 252, By calculating the execution sum of each step in the frequency stepped LFM radar signal, The implementation sums the filters to average out the Gaussian noise due to the heat. Antenna When returned to a particular beam position, this summation process is repeated for each beam position due to the occurrence of M. Where values of M, for example between 25 and 100, significantly reduce noise . The running sum is performed independently for the I and Q channels of the composite data and as a result The phase of the resulting leakage signal is preserved. This running sum is the sum of M multiples in a continuous waveform cycle. Over time for each repeated LFM waveform nucleus. For example, input wave Time sump in form For each rule 1, 25 to 100 of the values are summed. In this processing step , Associated average waveform corresponding to the input data sequence during each LFM data acquisition interval Is generated.   The average waveform is filtered at steps 254, 256 and 258 to obtain the main leak signal and May exist due to limited image rejection capabilities of various mixers in the system Remove known targets while preserving any images of the leak signal. This Filtering first uses the FFT in step 254 to put the average waveform into the domain space. Transmitting; removing the associated target using a notch filter in step 256; Finally, at step 258, the filtered signal is transmitted back to the time domain using the inverse FFT. May be achieved by The notch filter of step 256 is CFAR Using the report list 212 from the detection step 210 to remove from the average waveform Identify the target. Alternatively, the filtration process is performed in the time domain You may.   In general, targets are more likely to be in , Appear as a higher frequency signal having an LFM waveform than the leakage signal. In this specification, As described previously, the target is not removed from the average waveform, and then the system Are stationary and there are other objects in radar view, these objects will The resulting leak signal is merged with the leak signal and Will be calibrated. However, when the system started working again, it was damaged The leak signal is subtracted, then the subtraction process does not have the signal component there Calibration with the impaired leakage signal does all the work, as it effectively adds to the input signal. A pseudo target should appear at that same location in all subsequent scans.   Thereafter, at step 260, the filtered signal is scaled to be a signal of uniform amplitude. Provides an easier scaling in step 206 and the stored Reference to match the peak value of the input I / Q signal before the leakage signal is subtracted from it Be transformed into   With the calculation of the average waveform in step 252, the dispersion waveforms of the I and Q channels are diagnosed. Calculated to use as a countermeasure and to check the quality of the leak signal. I and Q cha The variance of the flannel is calculated from step 260 as a leakage reference signal in step 264. The stored leak signal is checked in step 262 before it is stored, so that the system Raduff If you are experiencing front-end hardware issues, very low quality leaks To prevent the generation of an illumination signal. For example, a dispersion waveform 5 times larger than the adjacent point If the distribution check fails as a result of the distribution of any point in The calculated leak signal from step 260 is discarded and the leak calibration process 250 Repeated. If the scattered signal is out of tolerance after two attempts, the diagnostic flag is set. For example, by switching the MBA to non-radiative mode, the system Enter self-test mode, so that the radar system measures only internal leaks .   At step 262, if the variance of the leak signal is within the tolerance, the calculated leak signal The signal is then used in step 264 to remove leakage from the input radar signal. Is stored as the leakage reference signal.   Figure 3 shows a hybrid analog / digital dynamics in LFM automotive radar system. A signal processing block diagram according to a second embodiment of the leak type calibration and removal system of the Show. In FIG. 3, the stored digital leak signal from step 364 is The data is converted into an analog format by the DAC 366. The system is EPROM Normal operation starts with a pre-calculated leak signal stored in the program code at To this end, a separate leak signal is associated with each beam position and stored. Step 3 The memory leak signal from 66 is the radar signal 300 down-converted in step 301. Is subtracted from the output signal, and the resulting signal is In step 303, the gain is signaled as described earlier herein. Under the control of the processor 30. Conditioned signal and quadrature version sampled And tested on it, the associated digital of steps 302 and 304 It is converted into a composite I / Q signal of the form.   The signal processor 30 provides N complete LFM waves for each area cell reporting detection. Across the set of shapes, the fast Fourier transform (FFT) of step 308, step 31O Constant False Alarm Rate (CFAR) detection processing and A conventional LFM waveform processing composed of the Doppler processing in step 314 is performed. The output of the CFAR detector is a list of possible target reports 312, Including:   1. Area cell position   2. Number of beams   3. Signal amplitude   4. Background amplitude.   5. Target Doppler (speed)   In step 316, for example, when N is about 100, Perform a leak calibration process 350 for each Nth scan (for normal radar signal processing). Follow) and update the leak signal. In step 352, the specific beam position Gaussian noise due to heat with averaged M chirp with perfect radar dwell at Decrease. Here, for example, M is usually an appropriate noise reduction in radar processing, 8 to 16 chirps at each beam position (dwell) for sensitivity and accuracy It is. The average is calculated independently for the I and Q channels of the composite data and And preserves the phase of the signal, resulting in an input chirp length, eg, 64 to 128 points. A leak signal waveform having a length equal to int is generated. The averages are averaged to each other Calculated over each point in each of the resulting waveforms, resulting in an averaged waveform. Is done.   In addition to the above averaging process, the associated dispersion waveforms of the I and Q channels are also calculated, The system of step 354 then uses the measured variance for the Kalman filter stage. By comparing against the associated storage variance of the I and Q channels Make a diagnosis to confirm quality. This dispersion check can be performed, for example, by To prevent low quality leak reference signals from being generated as a result of hardware termination issues I do. Low dispersion allows the system to discard the fairly calculated leaky reference signal and replace it with another signal. Let me calculate. If the variance signal is still out of tolerance after two attempts, the diagnostic flag Set, system enters self-test mode.   As shown in FIG. 4, the average I / Q waveform has a sinusoidal appearance. Leak signal Drift tends to cause small perturbations in the relevant waveform over time. The invention Treats each point of this waveform independently using the new input data and Perform the Kalman filter on time for the int In step 356 after the Rix has been updated in step 358, the Bring a fix. The formula of the filter is known to those skilled in the art: es_leak (i) = pred_old_leak (i) + gain * (signal (i) -pred_old_leak (i)) (1) as well as red_old_leak (i) = S * est_leak (i = 1) (2)   Where est_leak is the predicted new leak value and signal is the new input Signal data, pred_old_leak, which leak must be this new time i Is the expected value from the filter as to whether there is: and the state transition matrix is: Here, ΔT is the time between updates.   est_leak (i) is one two-element vector whose first element is the signal The second factor contributes to the quadrature of the signal. this The equation states that the in-phase is proportional to cos (cosine) (i), and the quadrature is simply the time derivative (or Is proportional to the sine (i) To take advantage of the fact that   The gain matrix is a 2 × 2 matrix defined by: Gain = Ppred* (M * Ppred* MT+ NM)-1     (4) here, Ppred= S * Pest* ST+ NS                  (5) as well as Pest= (I = gain * M) Ppred                (6)   Where PpredIs the covariance of the predicted leakage value, PestIs the prediction covariance matrix M is a measurement matrix which is a unit matrix of this application. I is Remains.   Matrix NMAnd NSAre the measurement noise matrix and the system noise mat, respectively. And is given by:   System noise matrix is arbitrary that causes the system to drift over time It is made using "acceleration" (quadrature derivative) as a model. Variance σI TwoAnd σQ TwoIs I And the variance of each of the Q channels, where the variance is the This is expected when the performance is assured in comparison with the variance of the input data at 354. A second set of variances of the system noise matrix is sampled at time intervals, for example. To determine the system drift characteristics under development Is determined. Here, the variance indices 1 and 2 correspond to I and Q, respectively. System These elements of the noise matrix can also be scaled to adjust the system. The system uses these matrices and PestThe processing is started from the prediction of. Pe st During system deployment based on what should be the desired gain matrix characteristics is expected. The gain matrix graphs the evolution of each period over time in FIG. Changes with each iteration as seen in   One feature of a system that does not impact overall performance for predictive crash applications is If the system is stationary and there are other objects in the radar view, they will be calibrated as well Is to be done. When the system starts running again, the calibration signal Should spawn a pseudo-target at that same location. The reason is the leak signal If no corresponding signal is present when is subtracted, the subtraction process will This is to add a signal effectively. Stationary target (relative to host vehicle) Is not a threat and therefore not a threat, It does not matter. Also, these pseudo targets passed the next set of scans Later, it is finally calibrated and the leak calibration process 350 is performed again.   The newly updated leak signal from step 356 is processed at step 364 by the processor. Leaks stored in the storage unit and subsequently shipped with the automotive radar system signal Used in place of EPROMs based on However, EPROM is not overwritten Prevent the calibration from "walking alone" away from the factory programmed calibration. It stops.   The system dynamic range is calculated from the down-converted radar signal 300 to step 301. By an analog-to-digital converter (DAC) which is subtracted at step 36 4 is converted to an analog signal at step 366, And improve it. The resulting difference signal is output by the variable gain amplifier 38 in step 303. Utilizes an analog-to-digital converter (ADC) with a usable dynamic range To reduce noise due to quantization errors and reduce system noise. The dynamic range increases. The improvement is that the quantization noise is below the system noise floor It is determined within the conditions that decrease. By increasing the system dynamic range, Smaller targets can be detected by the system.   ADC dynamics as expressed by the ratio of the related signal to the quantization noise The range is determined by the number of relevant bits in the ADC: SQNRADC= 20 * log (PX/ PQ) = 20 * log (3/2 * 2)2 * (b + 1)) (9) here, PX= ATwo/ 2 (10) PQ= (ATwo/ 3) / 2(b + 1)                                   (11) PX= Maximum signal power PQ= Quantization step power A = maximum signal amplitude b = number of bits   The radar return consists of two signal components, a leak signal and a target signal. It is. The composite signal is Pc= PLEAKAGE+ PTARGETIt is. PcIs the ADC overflow P to avoidxMust be less than or equal. PcIs PXTo When set equal, the SQNR available for target detection is It is reduced by the ratio to get (LTR). LTR is 10 * logPLeakage/ PTarget, For example, typically 40 to 80 dB.   Converting the leak signal back to analog format allows it to be used for target detection Da The dynamic range can be increased. Of the leak calibration signal of the leak template The power PLT is the leakage power P obtained by subtracting the quantization error of the DAC.Lbe equivalent to : QNDAC= ALeakage Two3/2(m + 1)                  (12) PLT= PL-QNDAC                              (13) Here, m is the number of bits of the DAC. Subtracting the leaky template signal from the radar composite signal gives: Pdiff= PC−PLT= PTarget+ QNDAC          (14)   The difference signal is amplified by a gain G, and the resulting amplified signal is given by: available: PGain= G * (PTarget+ QNDAC) (15) PGrainIs the ADC PXIt is preferable to set G to be equal to PLeakageIf the value of the leak signal is still known even if R is equal to: SQNRsystem= (PLeak* G + PX) / PQ= G * (3/2) * 22 * (b + 1)  (16 ) QNDACIs PTargetIf greater, G is 1 / QNDACAnd SQNR Becomes SQNRSystem= 10 * log ((3/2) * 22 * (b + m + 1)) (17)   This is the sum of the number of ADC and DAC bits in the hybrid embodiment, , B + m corresponds to the number of bits of the ADC in the digital embodiment, that is, , B, a single relatively expensive digital implementation As achieved with high resolution ADCs, the ratio of the same system signal to noise is Achieved with a relatively inexpensive combination of low resolution ADC and DAC in embodiments It is shown that.   In both embodiments of the present invention, the leak calibration system provides for the operation of the leak signal. It follows the long-term changes. For example, if the system Temperature fluctuations, which would cause drifting, could be on the order of hours and allow the radar assembly May cause heating with enough heat to thermally expand out of range . However, for example, a lot of mud is splashed on the radar, which is a radome characteristic The system can react more quickly if it does. These are short lasting For time Or longer duration with variance testing for leaky reference signal calculation. Potential system flaws that require immediate attention and require service attention If the radar's control processing task can be flagged, it will be impaired Short-term effects, such as abnormal power surges that can produce the expected LFM waveform, can be used to calculate leakage. Should have no effect.   In FIG. 6, as an example of the operation of the present invention, the uncompensated leakage original signal is It is shown to dominate the vector. Intermediate-sized targets, even against the background It is very difficult to detect the target because their amplitude is significantly reduced. is there. Smaller targets are completely obscured by the background of the leak signal. Figure 7, in accordance with the present invention, leakage is significantly increased by the dynamic leak calibration process described above. Reduced, making it very easy to detect targets based on background clutter and noise. Make it easier.   Although specific embodiments have been described in detail, various modifications to the details and It will be appreciated by those skilled in the art that alternatives may be developed in light of the full teachings of the disclosure. Accordingly, the particular configuration disclosed is meant to be illustrative only and is not intended to limit the scope of the invention. Without limiting the spirit, the scope of the present invention includes the full width of the appended claims And any and all of its equivalents.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),CA,JP,K R (72)発明者 ジェイコブス,クレイグ エス. アメリカ合衆国 ミシガン州48335、ファ ーミントン ヒルズ、ルーズベルト コー ト 24762────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), CA, JP, K R (72) Inventor Jacobs, Craig S.             United States 48335, Michigan, Fa             -Minton Hills, Roosevelt Court             G 24762

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.持続波レーダシステムの漏れ除去方法であって、 a.下方変換レーダリターン信号の同相かつ直角位相成分であって、各前記成分 が周波数の繰返しシーケンスを含む関連波形を有する同相かつ直角位相成分を標 本抽出するステップと: b.記憶された漏れ信号の同相かつ直角位相成分を減算して合成信号を形成する ステップと; c.合成信号からの少なくとも1つの第1測定値を対応する少なくとも1つの第 1しきい値と比較するステップと: d.少なくとも1つの第1測定値がレーダリターン信号のN個の連続サンプルの 内のm個に対して対応する少なくとも1つの第1しきい値を超過する場合に漏れ 校正を行うステップを含み、 該漏れ校正が i)下方変換レーダリターン信号の連続する同相波形の実行平均値を、繰返しシ ーケンスのそれぞれの要素を連続繰返しシーケンス全体にわたって、平均するこ とにより計算して、関連平均化同相波形を発生すること; ii)下方変換レーダリターン信号の連続する直角位相波形の実行平均値を繰返 しシーケンスのそれぞれの要素を連続繰返しシーケンス全体にわたって、平均す ることにより計算して、関連平均直角位相波形を発生し、該同相波形及び該直角 位相波形が平均漏れ信号を構成すること; iii)平均漏れ信号に関連する少なくとも1つの分散波形を計算すること; iv)少なくとも1つの分散波形の少なくとも1つの第2測定値を対応する少な くとも1つの第2しきい値と比較すること; v)少なくとも1つの分散波形の少なくとも1つの第2測定値が対応する少なく とも1つの第2しきい値未満である場合には、平均漏れ信号を記憶漏れ信号とし て記憶すること;を含む、 前記方法。 2.記憶漏れ信号が予め計算された値に初めにセットされる、請求項1に記載 の 持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 3.下方変換レーダリターン信号の大きさに応じて記憶漏れ信号を基準化する ステップをさらに含む、請求項1に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法 。 4.記憶漏れ信号が基準化されて下方変換レーダリターン信号と同一のピーク 振幅を有する、請求項3に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 5.少なくとも1つの第1測定値が合成信号の漏れ成分の最大振幅を有する、 請求項1に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 6.第1測定値が合成信号の漏れ成分に対応する周波数の所定領域内で試験さ れる、請求項5に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 7.少なくとも1つの第1測定値が合成信号の漏れ成分の様態を含む、請求項 1に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 8.少なくとも1つの第1しきい値が合成信号の漏れ成分に多数の密に間隔を 置いたピークを含む、請求項7に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 9.少なくとも1つの第1測定値が合成信号の漏れ成分の領域定義域に3次モ ーメントを含む、請求項7に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 10.平均漏れ信号を記憶するに先だって平均漏れ信号を基準化するステップ をさらに含む、請求項7に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 11.持続波レーダシステムが変調された段階線形周波数であり、下方変換レ ーダリターン信号を処理するステップをさらに含むことにより、レーダリターン 信号によって表示されたゼロまたは多数のターゲットに対する領域を測定する、 請求項9に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 12.下方変換レーダリターン信号を処理するステップが高速フーリエ変換及 び一定誤警報率検出処理のステップを含む、請求項9に記載の持続波レーダシス テムの漏れ除去方法。 13.一定誤警報率検出処理ステップが領域セル位置、レーダビーム数、レー ダリターン信号の振幅及びレーダリターン信号の背景の振幅とから成る群から選 択された少なくとも1つの測定値を提供する、請求項12に記載の持続波レーダ システムの漏れ除去方法。 14.一定誤警報率検出処理ステップによって平均漏れ信号から検出されたタ ー ゲットを除去するステップをさらに含む、請求項13に記載の持続波レーダシス テムの漏れ除去方法。 15.ターゲットを除去するステップが平均漏れ信号を高速フーリエ変換して 、周波数定義域信号を形成し、一定誤警報率検出処理ステップによって検出され たターゲットに応じて周波数定義域信号をノッチ濾過して、ノッチ濾過された信 号を形成し、かつノッチ濾過された信号を逆高速フーリエ変換して、平均漏れ信 号の代替品を形成するステップを含む、請求項14に記載の持続波レーダシステ ムの漏れ除去方法。 16.一定誤警報率検出処理ステップにおいてターゲットが検出されない場合 漏れ校正を行うステップが行なわれる、請求項13に記載の持続波レーダシステ ムの漏れ除去方法。 17.持続波レーダシステムが多重ビームアレイを含み、記憶漏れ信号が前記 多重ビームアレイの各ビーム位置に対して別個であり、かつ漏れ校正を行うステ ップが前記多重ビームアレイの各ビーム位置に対して別々に行なわれる、請求項 1に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 18.持続波レーダシステムの漏れ除去方法であって、 a.記憶漏れ信号を下方変換レーダリターン信号から減算して、合成信号を形成 するステップであって、下方変換レーダリターン信号が周波数の繰返しシーケン スを含むステップと: b.周波数の繰返しシーケンスのN次発生毎に漏れ校正を行うステップを含み、 該漏れ校正が、 i)連続する合成信号の平均を繰返しシーケンスのそれぞれの要素を連続繰返し シーケンス全体にわたって平均することにより計算して、関連平均漏れ信号を発 生すること; ii)平均漏れ信号に関連する少なくとも1つの分散波形を計算すること; iii)少なくとも1つの分散波形の少なくとも1つの測定値を対応する少なく とも1つのしきい値と比較すること; iv)記憶漏れ信号を平均漏れ信号とカルマンフィルタによって組合せて、少な くとも1つの分散波形の少なくとも1つの測定値が対応する少なくとも1つのし きい 値より小さい場合に、更新漏れ信号を形成すること; v)更新漏れ信号を記憶漏れ信号として記憶すること;を含む、 前記方法。 19.カルマンフィルタがレーダシステムの雑音統計量に応答する、請求項1 8に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 20.カルマンフィルタがレーダシステムの漏れ安定性に応答する、請求項1 8に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 21.カルマンフィルタがレーダシステムの安定性に応答する、請求項18に 記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 22.カルマンフィルタの少なくとも1つの利得マトリクスを更新するステッ プをさらに含む、請求項18項に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 23.持続波レーダシステムの漏れ除去方法であって、 a.記憶漏れ信号をデジタル形式からアナログ形式へ変換して、アナログ漏れ信 号を形成するステップと: b.アナログ漏れ信号を下方変換レーダリターン信号から減算して、合成信号を 形成するステップと: c.合成信号の同相かつ直角位相成分であって、それぞれが周波数の繰返しシー ケンスを含む関連波形を有する同相かつ直角位相成分を標本抽出するステップと : d.周波数の繰返しシーケンスのN次発生毎に漏れ校正を行うステップを含み、 該漏れ校正が、 i)繰返しシーケンスのそれぞれの要素を連続繰返しシーケンス全体にわたって 平均することにより、下方変換レーダリターン信号の連続する同相波形の平均を 計算して、関連平均同相波形を発生すること; ii)繰返しシーケンスのそれぞれの要素を連続繰返しシーケンス全体にわたっ て平均することにより、下方変換レーダリターン信号の連続する直角位相波形の 平均を計算して、関連平均直角位相波形を発生し、同相波形及び直角位相波形が 平均漏れ信号を構成すること; iii)平均漏れ信号に関連する少なくとも1つの分散波形を計算すること; iv)少なくとも1つの分散波形の少なくとも1つの測定値を対応する少なくと も 1つのしきい値と比較すること; v)記憶漏れ信号を、少なくとも1つの分散波形の少なくとも1つの測定値が対 応する少なくとも1つのしきい値より小さい場合に、平均漏れ信号からの信号と 交換すること;を含む、 前記方法。 24.合成信号を基準化するステップをさらに含む、請求項23に記載の持続 波レーダシステムの漏れ除去方法。 25.合成信号の同相かつ直角位相成分を標本抽出するステップが、合成信号 を少なくとも1つのアナログ−デジタル変換器でデジタル形式からアナログ形式 へ変換するステップを含み、かつ合成信号を基準化するステップが少なくとも1 つのアナログ−デジタル変換器のダイナミックレンジに応答する、請求項24に 記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 26.持続波レーダシステムが変調された段階線形周波数であり、下方変換レ ーダリターン信号を処理するステップをさらに含み、レーダリターン信号によっ て表示されたゼロまたはそれ以上のターゲットに対する領域を測定する、請求項 23に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 27.下方変換レーダリターン信号を処理するステップが、高速フーリエ変換 及び一定誤警報率検出処理ステップを含み、かつ一定誤警報率検出処理ステップ が領域セル位置、レーダビーム数、レーダリターン信号の振幅及びレーダリター ン信号の背景の振幅とから成る群から選択された少なくとも1つの測定値を提供 する、請求項26に記載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 28.Nが10から1000の間である請求項23に記載の持続波レーダシス テムの漏れ除去方法。 29.平均値が5から50個のサンプルに基づく請求項23に記載の持続波レ ーダシステムの漏れ除去方法。 30.持続波レーダシステムが多重ビームアレイを含み、記憶漏れ信号が多重 ビームアレイの各ビーム位置に対して別個であり、かつ漏れ校正を行うステップ が多重ビームアレイの各ビーム位置に対して別々に行なわれる、請求項23に記 載の持続波レーダシステムの漏れ除去方法。 31.CWレーダシステムの漏れ除去システムであって、 a.CWレーダシステム内の下方変換レーダ信号に作動可能に結合された差動増 幅器、及び差動増幅器の入力と; b.信号処理器と; c.漏れ信号を記憶する信号処理器に作動可能に接続された記憶装置と; d.信号処理器に作動可能に接続されたデジタル−アナログ変換器と; e.それによって利得制御増幅器の入力が差動増幅器の出力に作動可能に接続さ れ、かつ利得制御増幅器の利得制御が信号処理器に作動可能に接続される利得制 御増幅器と; f.それによって第1アナログ−デジタル変換器が同相信号を信号処理器へ提供 する、第1アナログ−デジタル変換器、利得制御増幅器の出力に作動可能に接続 された第1アナログ−デジタル変換器の入力、信号処理器に作動可能に接続され た第1アナログ−デジタル変換器の出力; g.直交移相器、及び利得制御増幅器の出力に作動可能に接続された直交移相器 の入力と; h.それによって第2アナログ−デジタル変換器が直角位相信号を信号処理器へ 提供し、信号処理器が同相信号及び直角位相信号からの漏れ校正信号を計算し、 信号処理器が漏れ校正信号を前記デジタル−アナログ変換器へ出力し、かつ差動 増幅器がデジタル−アナログ変換器の出力での信号を下方変換レーダ信号から減 算する、第2アナログ−デジタル変換器、直交移相器の出力に作動可能に接続さ れた第2アナログ−デジタル変換器の入力、及び信号処理器に作動可能に接続さ れた第2アナログ−デジタル変換器の出力と;を含む、 前記システム。 32.利得制御増幅器の利得が、第1及び第2のアナログ−デジタル変換器の ダイナミックレンジに応答する、請求項31に記載のCWレーダシステムの漏れ を除去するシステム。[Claims]   1. A leak elimination method for a continuous wave radar system, comprising: a. In-phase and quadrature components of the down-converted radar return signal, wherein each of said components Detects in-phase and quadrature components with associated waveforms that contain a repetitive sequence of frequencies. Steps to extract: b. Subtract in-phase and quadrature components of stored leakage signal to form composite signal Steps; c. At least one first measurement from the combined signal is associated with at least one first Comparing with one threshold: d. At least one first measurement of N consecutive samples of the radar return signal; Leak if at least one corresponding first threshold is exceeded for m of the Performing a calibration, The leak calibration is i) Repeatedly calculate the effective average of the continuous in-phase waveform of the down-conversion radar return signal. Average each element of the sequence over the entire continuous repeating sequence. Generating an associated averaged in-phase waveform; ii) Repeat the running average of the continuous quadrature waveform of the down-converted radar return signal Average each element of the sequence over the entire continuous repeating sequence. To generate an associated average quadrature waveform, the in-phase waveform and the quadrature waveform. The phase waveform comprises an average leakage signal; iii) calculating at least one variance waveform associated with the average leakage signal; iv) at least one second measurement of the at least one dispersion waveform corresponding to Comparing to at least one second threshold; v) at least one second measurement of the at least one dispersion waveform corresponds to at least one If both are less than one second threshold, the average leak signal is used as the stored leak signal. Remembering; The method.   2. The memory leak signal of claim 1, wherein the memory leak signal is initially set to a pre-calculated value. of Leak elimination method for continuous wave radar systems.   3. Standardize the memory leak signal according to the magnitude of the down-conversion radar return signal The method of claim 1, further comprising the step of: .   4. The memory leak signal is scaled to the same peak as the downconverted radar return signal The method of claim 3, wherein the method has an amplitude.   5. At least one first measurement has a maximum amplitude of a leakage component of the composite signal; The method of claim 1 for removing a leak in a continuous wave radar system.   6. The first measurement is tested within a predetermined region of the frequency corresponding to the leakage component of the composite signal. The method according to claim 5, wherein the leakage is eliminated.   7. The at least one first measurement comprises an aspect of a leakage component of the composite signal. 2. The method for removing leakage of a continuous wave radar system according to claim 1.   8. At least one of the first thresholds provides a number of closely spaced leakage components of the composite signal. 8. The method of claim 7, including placing peaks.   9. At least one first measurement value is a tertiary model in the domain of the leakage component of the combined signal. 8. The method of claim 7, further comprising the step of:   10. Normalizing the average leak signal prior to storing the average leak signal The method of claim 7, further comprising:   11. The continuous wave radar system has a modulated stepped linear frequency and a down conversion level. Processing the radar return signal to provide a radar return signal. Measure the area for zero or multiple targets indicated by the signal, The method for removing leakage of a continuous wave radar system according to claim 9.   12. The step of processing the down-conversion radar return signal comprises fast Fourier transform and 10. The continuous wave radar system according to claim 9, further comprising a step of detecting a constant false alarm rate. How to remove system leaks.   13. The constant false alarm rate detection processing step includes the area cell position, the number of radar beams, Selected from the group consisting of the amplitude of the return signal and the background amplitude of the radar return signal. 13. The continuous wave radar according to claim 12, providing at least one selected measurement. How to eliminate leaks in the system.   14. The parameters detected from the average leak signal by the constant false alarm rate detection processing step ー 14. The continuous wave radar system according to claim 13, further comprising the step of removing a get. How to remove system leaks.   15. The step of removing the target is a fast Fourier transform of the average leak signal , Forming a frequency domain signal, detected by the constant false alarm rate detection processing step Notch filtering the frequency domain signal according to the target Signal and the notch filtered signal is subjected to inverse fast Fourier transform to obtain the average leakage signal. 15. The continuous wave radar system according to claim 14, comprising the step of forming a signal replacement. How to remove system leakage.   16. When no target is detected in the constant false alarm rate detection processing step 14. The continuous wave radar system according to claim 13, wherein a step of performing a leak calibration is performed. How to remove system leakage.   17. The continuous wave radar system includes a multiple beam array, and the stored leakage signal is Steps to perform leak calibration separately for each beam position in a multiple beam array Wherein said step is performed separately for each beam position of said multiple beam array. 2. The method for removing leakage of a continuous wave radar system according to claim 1.   18. A leak elimination method for a continuous wave radar system, comprising: a. Subtract the memory leak signal from the down-converted radar return signal to form a composite signal In which the down-converted radar return signal is repetitively sequenced in frequency. Steps including: b. Performing a leak calibration every Nth occurrence of a repeated sequence of frequencies, The leak calibration is i) repeating the average of successive synthesized signals, successively repeating each element of the sequence Calculate by averaging over the entire sequence to generate an associated average leakage signal Living; ii) calculating at least one variance waveform associated with the average leakage signal; iii) at least one measurement of at least one variance waveform is correspondingly reduced Comparing with a single threshold; iv) combining the memory leak signal with the average leak signal and the Kalman filter to reduce At least one measurement of at least one dispersion waveform corresponds to at least one Good Forming an update omission signal if less than the value; v) storing the updated missing signal as a stored missing signal; The method.   19. The Kalman filter is responsive to radar system noise statistics. 9. The method for removing leakage of a continuous wave radar system according to claim 8.   20. The Kalman filter is responsive to a radar system leakage stability. 9. The method for removing leakage of a continuous wave radar system according to claim 8.   21. 19. The method of claim 18, wherein the Kalman filter is responsive to radar system stability. A method for removing leakage of a continuous wave radar system as described.   22. Step for updating at least one gain matrix of the Kalman filter 19. The method of claim 18, further comprising the step of:   23. A leak elimination method for a continuous wave radar system, comprising: a. Converts a memory leak signal from digital format to analog format, The steps of forming a signal: b. The analog leakage signal is subtracted from the down-converted radar return signal to produce a composite signal. Steps to form: c. The in-phase and quadrature components of the composite signal, each of which has a repetitive frequency Sampling in-phase and quadrature components having associated waveforms including cans; : d. Performing a leak calibration every Nth occurrence of a repeated sequence of frequencies, The leak calibration is i) each element of the repeating sequence over the entire continuous repeating sequence By averaging, the average of successive in-phase waveforms of the down-conversion radar return signal is calculated. Calculating to generate a related average in-phase waveform; ii) Each element of the repeating sequence is spread over the entire continuous repeating sequence. Averaging to produce a continuous quadrature waveform of the downconverted radar return signal. Calculate the average to generate the associated average quadrature waveform, where the in-phase and quadrature waveforms are Composing the average leakage signal; iii) calculating at least one variance waveform associated with the average leakage signal; iv) at least one measurement of the at least one variance waveform correspondingly at least Also Comparing to one threshold; v) The memory leak signal is associated with at least one measurement of at least one variance waveform. A signal from the average leak signal if less than at least one corresponding threshold value. Exchanging; including The method.   24. 24. The persistence of claim 23, further comprising the step of scaling the composite signal. Wave radar system leak elimination method.   25. The step of sampling the in-phase and quadrature components of the composite signal comprises: A digital to analog format with at least one analog to digital converter To at least one of the steps of: 25. The method of claim 24, responsive to a dynamic range of two analog-to-digital converters. A method for removing leakage of a continuous wave radar system as described.   26. The continuous wave radar system has a modulated stepped linear frequency and a down conversion level. Further processing the radar return signal. Measuring the area against zero or more targets displayed as 24. The method for removing a leak in a continuous wave radar system according to claim 23.   27. The step of processing the down-converted radar return signal comprises a fast Fourier transform. And a constant false alarm rate detection processing step, and a constant false alarm rate detection processing step Is the area cell position, the number of radar beams, the amplitude of the radar return signal, and the radar retarder. Providing at least one measurement selected from the group consisting of: 27. The method of claim 26, wherein the leak is eliminated.   28. 24. The continuous wave radar system according to claim 23, wherein N is between 10 and 1000. How to remove system leaks.   29. 24. The continuous wave laser according to claim 23, wherein the average value is based on 5 to 50 samples. How to remove leaks in the radar system.   30. Continuous Wave Radar System Includes Multiple Beam Arrays and Memory Leakage Signals Are Multiplexed Performing a separate and leak calibration for each beam position in the beam array Is performed separately for each beam position of the multiple beam array. On-board continuous wave radar system.   31. A leak removal system for a CW radar system, a. A differential amplifier operatively coupled to a down-converted radar signal in a CW radar system. An amplifier and an input of a differential amplifier; b. A signal processor; c. A storage device operatively connected to a signal processor for storing the leak signal; d. A digital-to-analog converter operably connected to the signal processor; e. This operatively connects the input of the gain control amplifier to the output of the differential amplifier. Gain control wherein the gain control of the gain control amplifier is operatively connected to the signal processor. With an amplifier; f. The first analog-to-digital converter provides an in-phase signal to the signal processor. Operatively connected to the output of the first analog-to-digital converter, the gain control amplifier Input of the first analog-to-digital converter, operatively connected to the signal processor The output of the first analog-to-digital converter; g. Quadrature phase shifter and quadrature phase shifter operatively connected to the output of the gain control amplifier And input; h. This causes the second analog-to-digital converter to convert the quadrature signal to the signal processor. Providing a signal processor that calculates a leakage calibration signal from the in-phase and quadrature signals; A signal processor outputs a leak calibration signal to the digital-to-analog converter, and outputs An amplifier subtracts the signal at the output of the digital-to-analog converter from the down-converted radar signal. Operably connected to the output of a second analog-to-digital converter, a quadrature phase shifter. Input of a second analog-to-digital converter, and operably connected to a signal processor. The output of the second analog-to-digital converter obtained. The system.   32. The gain of the gain control amplifier is equal to the gain of the first and second analog-to-digital converters. 32. The CW radar system leak of claim 31 responsive to dynamic range. System to remove.
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