JP5726852B2 - 送信信号と受信信号とを分離しかつ妨害放射を抑制する装置を持つレーダシステム及び方法 - Google Patents
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Description
物体の側方位置を正確に求めるために、多くの異なる方向における放射ローブが必要である。これは、センサに統合されて並列に又はほぼ並列に動作せしめられる複数のなるべく平面構造の送信アンテナ及び/又は受信アンテナにより、ますます実現される。アンテナが互いに影響を及ぼさないようにするため、これらのアンテナは非常によく分離又は絶縁されねばならないが、これは今まで費用のかかる回路技術によっても満足できるように達せられない。例として24GHz−UWBセンサ(UWB=超広帯域)があげられる。即ち非常に限定された周波数許容のため、非常に僅かな送信出力しか放射されず、それにより本来の送信アンテナを介して不十分な絶縁により意図せずに放射される電力が、送信アンテナを介して放射される電力と同じ大きさとなり、それが物体の方位角評価の際問題を生じ、また個々の角度範囲における感度低下を生じる可能性がある。
複数のアンテナを使用する場合、複数の並列な受信バスが設けられ、それがアナログ及びディジタル信号処理のための高い費用を生じる。
別のシステムにより行われる妨害結合又は放射は、レーダ周波数範囲又は電子評価装置の低周波部分が動作する範囲において、不正確な検出従って誤反応に至る可能性がある。
図1に大まかに示されている実施例が考察される。レーダシステムは、送信信号を放射する1つの送信アンテナ1.1と、物体において反射される送信信号を同時に受信する複数の受信アンテナ1.2とを持っている。
同じ高周波範囲で動作するレーダシステムの入射。これらの入社は受信アンテナを越えて入り込む。
低周波範囲にある他のシステム(例えば車両外の無線システム又は車両内の他のシステム)により行われる入射又は結合であって、理想的に遮蔽されないハウジング又は車両側導線を介して入り込む。
レーダシステム自体により生じる妨害信号(例えば電圧調整器のクロック)であって、低周波受信チャネルへ結合する。
図1による実施例では、今まで電力が送信アンテナ1.1のみを介してのみ放射される理想的な場合が考察された。しかし実際には受信アンテナ1.2を介しても電力が放射される。なぜならば、ミキサ1.5は理想的には絶縁せず、従って発振器から発するミキサの入力電力の一部が、ミキサを通って受信アンテナへ漏れ、そこで放射されるからである。
さて次の実施例は、複数の送信アンテナ及び少なくとも1つの受信アンテナを持つレーダシステムのために容易に実施可能であり、1つの受信アンテナ及び2つの送信アンテナを持つ構成について説明される。
(4つの送信アンテナの代わりに)2つの送信アンテナしか存在しない。
両方の送信アンテナは同時に作動せしめられ、従って1024個のランプの各々が同時に両方のアンテナで送信される(それによりマルチプレクサはない)。
切換え可能なインバータ11.4は、(発振器とミキサとの間ではなく)両方の送信アンテナの1つの前に設けられる。
さて次の実施例は、少なくとも1つの送信アンテナ及び複数の受信アンテナを持つレーダシステムのために容易に実施可能であり、1つの送信アンテナ及び2つの受信アンテナを持つ構成について説明する。
(2つの代わりに)1つの送信アンテナのみがあり、その代わりに(1つの代わりに)2つの受信アンテナがある。
両方の受信アンテナの同時に受信される信号は、ミキサの後で加算器12.11において加算され、その際まず第1の受信アンテナに属する信号が、切換え可能なインバータ12.4を通過する(加算により続いて1つの受信信号のみが必要である)。
切換え可能なインバータの位相位置の0°と180°との間の偶然の変化は、長さ31のフィードバックされる2進シフトレジスタにより行われる。即ちシフトレジスタの出力が1に等しいと、反転が行われ、0に対しては反転されない。それにより両方の状態は平均して同じ頻度で現れ、順次に続く状態(従ってランプからランプへのそのつどの位相変化)は非常によい近似で相関されないので、位相変化により生じる雑音は、三次元スペクトルにおいて非常によい近似で白色である。シフトレジスタは完全に偶然のプロセスを示さないので(例えば出力例は2Lの周期を持ち、ここでLはシフトレジスタの長さである)、もっと正確には擬似プロセスでもある。
Claims (10)
- 自動車用レーダシステムのための妨害放射を抑制する方法であって、
1つの測定サイクルにおいて、1つ又は複数の実質的に同じ高周波個別送信信号が放射され、これらの個別送信信号の時間間隔が、平均して、特に物体の相対速度を求めかつ検出感度を高めるため、最大に関心のある距離に対応する受信される信号の伝搬時間より大きく、
受信される信号が高周波送信信号と混合され、それにより個別受信信号の列を表す低周波受信信号が生じ、
順次に続く低周波個別受信信号にわたって、個別送信信号及び/又は混合のために使用される高周波個別送信信号及び/又は低周波個別受信信号自体の位相位置が変化されることによって、個別受信信号の位相位置が変化され、
放射される信号の周波数経過が、同じ傾斜の直線的周波数ランプの1つ又は複数の列を含み、位相位置の変化がランプ単位に行われ、
自身により又は他のシステムにより行われる妨害結合又は妨害放射が、レーダ周波数範囲又は電子評価装置の低周波部分が動作するか感応する範囲において、信号処理の際物体から受信する信号に対して関連付けられることなく挙動し、従って妨害結合又は妨害放射の大部分が抑制されるようにするために、位相位置の変化が利用され、個別送信信号及び/又は混合のために使用される高周波送信信号及び/又は低周波個別受信信号の位相位置の変化が、決定的又は擬似偶然的又は偶然的な方式で行われるか、又は決定的又は偶然的又は擬似偶然的な成分から構成され、これらの信号が選択的に反転され、従って位相を180°回転されるか又は不変にされるか、或いは交互に0°及び180°だけ変化されることによって、位相位置の変化が行われ、
信号処理手段において、低周波個別受信信号について、例えば、反転された位相位置が再度反転される前に、一次DFTが行なわれ、その後二次DFTが行なわれ、この二次DFTにおいて有効成分に相関しかつ妨害成分に相関しない積分が行われ、その結果妨害成分が雑音としてのみ現れ、従って誤った物体検出及び/又は物体寸法の著しく誤りのある算定に至らない、
方法。 - 放射される信号の振幅経過が、短いパルスの1つ又は複数の列を含み、位相位置の変化がパルス単位に行われる、請求項1に記載の方法。
- 異なるアンテナにより同時に送信及び受信する際、位相位置の変化により、例えば受信バスの理想的でない分離又は完全でない後方絶縁により受信アンテナを介して意図せずに送信されて混合のために使用される高周波送信信号の成分が、送信アンテナを介して送信される信号から、物体における反射及び受信後、信号処理手段において少なくとも大幅に分離される、請求項1又は2に記載の方法。
- 複数の送信及び/又は受信用アンテナがあって、異なる組合わせで並列又は直列に使用され、アンテナの異なる組合わせにおいてこれらの組合わせから、物体における反射により、レーダシステムに対するこれらの物体の角度が算定され、位相位置の変化により、角度算定における誤りが少なくとも大幅に回避される、請求項3に記載の方法。
- 送信アンテナ及び送信アンテナを介して放射される電力の重畳により、著しく減少した検出感度を持つ角度範囲とならないように、位相位置の変化が行われる、請求項3に記載の方法。
- 複数のアンテナで同時に送信が行われ、異なるアンテナの個別送信信号の相対位相位置が変化され、それにより異なるアンテナの個別送信信号が同じアンテナで受信された際、それらの個別送信信号が少なくとも近似的に分離可能である、請求項1から5までのいずれか1つに記載の方法。
- 2つのアンテナで同時に送信が行われ、両方のアンテナの個別送信信号の相対位相位置が、偶然に又は擬似偶然に又は個別送信信号単位で交互に0°及び180°だけ変化される、請求項6に記載の方法。
- 複数のアンテナで同時に受信が行われ、アンテナの受信信号が高周波数範囲又は低周波数範囲で加算され、加算の際異なるアンテナの個別受信信号の相対位相位置が変化され、それにより異なるアンテナの受信信号が、後で信号処理手段において少なくとも近似的に再び分離可能であり、その結果受信信号の処理の一部が共通なバスで行われる、請求項1から7までのいずれか1つに記載の方法。
- それぞれ1つの個別受信信号の評価の前又は評価の際又は評価の後に、使用された位相位置変化が修正される、請求項1から8までのいずれか1つに記載の方法。
- 請求項1から9までのいずれか1つに記載の方法により妨害放射の影響を抑制する自動車用周辺検出レーダシステムであって、
複数のアンテナを含むことができかつ送信信号を放射する送信手段、複数のアンテナを含むことができかつ物体において反射される送信信号を受信する受信手段、及び受信される信号を処理する信号処理手段を含み、
1つの測定サイクルにおいて、実質的に同じ高周波の個別送信信号の1列又は複数列が放射され、
これらの個別送信信号の時間間隔が、平均して、特に物体の相対速度を算定しかつ検出感度を高めるため、最大に関心のある距離に対応する受信される信号の伝搬時間より大きく、
受信される信号が高周波送信信号と混合され、それにより個別受信信号の列を表す低周波受信信号が生じるものにおいて、
更に個別受信信号の位相回転手段が設けられ、位相回転手段により、個別送信信号及び/又は混合のため使用される高周波個別送信信号及び/又は低周波受信信号自体の位相位置が変化され、個別送信信号及び/又は混合のために使用される高周波送信信号及び/又は低周波個別受信信号の位相位置の変化が、決定的又は擬似偶然的又は偶然的な方式で行われるか、又は決定的又は偶然的又は擬似偶然的な成分から構成され、これらの信号が選択的に反転され、従って位相を180°回転されるか又は不変にされるか、或いは交互に0°及び180°だけ変化されることによって、位相位置の変化が行われ、
更に信号処理手段が設けられ、信号処理手段において、低周波個別受信信号について、例えば、反転された位相位置が再度反転される前に、一次DFTが行なわれ、その後二次DFTが行なわれ、この二次DFTにおいて有効成分に相関しかつ妨害成分に相関しない積分が行われ、その結果妨害成分が雑音としてのみ現れ、従って誤った物体検出及び/又は物体寸法の著しく誤りのある算定に至らない、
ことを特徴とする、レーダシステム。
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