JP7428726B2 - 特に車両で使用するためのコヒーレントなマルチスタティックレーダシステム - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、特に車両に使用することができるレーダシステムに関する。

背景情勢
遠方の物体を検出するためにレーダシステムが使用される。目標は、レーダシステムを用いて少なくとも物体の位置を決定できることであるが、場合によってはその移動速度および／または移動方向に関する情報も決定できることである。この目的のために、レーダシステムは、レーダ信号を電磁波の形態で送信するためにレーダセンサを使用し、これらのレーダ信号のエコー、すなわち物体から反射されて戻ってくるレーダ信号の成分を検出する。

特に、レーダシステムは、例えば支援システムを介して車両の運転者に支援を提供するために、またはこのようにして得られた情報に基づいて車両を自律的に制御するために、他の車両または障害物などの物体を自動的に検出するために最新の車両で使用される。

発明の開示
この背景に対して、ここに提示された手法は、独立請求項によるレーダシステムおよびそのようなレーダシステムを備えた車両を導入する。本明細書に提示された手法の有利なさらなる発展および改良は、説明からもたらされ、従属請求項に記載されている。

本発明の利点
本発明の実施形態は、有利には、比較的簡素な設計のレーダシステムを使用して、物体の位置、移動の速度および／または方向を測定することができる精度を高めることを可能にすることができる。このようなより精密なレーダシステムは、車両において有利に使用することができる。

本発明の第１の態様によれば、特に車両で使用することができるレーダシステムが説明される。レーダシステムは、第１のレーダ信号を送受信するレーダセンサと、レーダセンサが受信したレーダ信号を処理する評価装置と、を有する。レーダシステムは、増幅および変調された、受信されたレーダ信号を第２のレーダ信号として再送信するように構成された、いわゆるアクティブレーダタグを有することを特徴とする。レーダシステムは、評価装置が、物体で反射された第１のレーダ信号の、レーダセンサによって受信された成分と、物体で反射された第２のレーダ信号の、レーダセンサによって受信された成分と、の両方に基づいて、物体に関する情報を決定するように構成されることをさらに特徴とする。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の一実施形態によるレーダシステムを有する車両に関する。

本発明の実施形態に関する考えは、とりわけ、以下に記載される概念および知見に基づいていると考えられ得る。

物体の位置および動きをより正確に決定するために、すなわちレーダシステムの角度分解能を高めるために、空間的に分散されたレーダセンサのネットワークを設定することが提案されている。このネットワークで使用されるレーダセンサの各々は、信号生成ユニット、送信機、および受信機を含む本格的なレーダセンサを有するべきである。レーダセンサの各々は、物理的接続を介して関与するレーダセンサ間で共有されるＲＦアナログ信号によって制御される。

しかしながら、角度分解能を改善するために空間的に分離されたレーダセンサを相互接続することは、現在、電波天文学の分野でのみ行われている。この目的のために干渉分光法が使用される。空間的に分離されたレーダ信号のコヒーレント評価は、大部分が実験室条件下で、非常に特異的な技術を使用してのみ行われる。

空間的に分離された複数のレーダセンサを協働して評価するための他の手法が存在する。しかしながら、それらはいかなるコヒーレンスももたらさない。

複数のレーダ信号のコヒーレント評価のために、通常、高周波送信信号を、例えば剛性中空導体を介して、別々に配置された複数のレーダセンサに分配する必要がある。あるいは、共通の低周波基準信号をレーダセンサに提供することができ、これを使用してコヒーレント送信信号を生成することができる。両方の手法は、高度に特殊化されたレーダハードウェアおよび非常に大量の機械的労力を必要とする。したがって、これらの方法は、理想的な実験室設定以外ではまだ使用されていない。

コヒーレンスのない複数のレーダセンサからの信号の協調評価中に、信号対雑音比（ＳＮ比）は一般にかなり劣化するため、数メートルを超える動作はほとんど不可能である。信号コヒーレンスの欠如はまた、一般に、例えば角度および速度の推定に必要とされる位相評価を不可能にする。

ここに提示された手法は、空間的に分散されたレーダセンサのネットワークが仮想的に構築され、提案されたネットワークが信号およびノイズのコヒーレンスを維持するレーダシステムを提案する。これにより、依然として存在する位相情報に基づいて物体の距離を測定するだけでなく、ターゲット、すなわち物体または拡張物体の部分領域の移動の速度および角度も測定することが可能になる。レーダセンサの空間的分散は、より大きな角度分解能をもたらすことができる。これにより、仮想センサ位置の空間的分離から生じる物体の異なる視野角に基づいて、特に車両などの拡張物体の移動パラメータを直接推定することが可能になる。

大まかに要約すると、本明細書に提示されるレーダシステムの実施形態では、少なくとも１つのレーダセンサに加えて、少なくとも１つのいわゆるアクティブレーダタグを有するネットワークが設定される。レーダタグは、アクティブタグまたはリピータタグと呼ばれることもある。レーダタグは、レーダ信号を受信して増幅し、変調された形で再送信することができるシステムである。特に、レーダタグは、観測されている物体から反射されたＨＦレーダ信号を受信、増幅、および変調し、次いで雑音コヒーレンス、特に位相雑音コヒーレンスを破壊することなくそれらを再送信することができる。その結果、信号およびノイズのコヒーレンスが保存され、その結果、観測された物体の位相情報も評価することができ、したがって、例えば、角度および速度の推定に利用可能に保たれる。

したがって、提案されたレーダシステムのレーダタグは、レーダ信号を独立して生成することができない。しかしながら、それは、入射レーダ信号を受信し、変調し、能動的に増幅し、次いで再送信することができる。

レーダシステムのレーダセンサは、比較的広い周波数スペクトルにわたってレーダ信号を受信することができるので、レーダセンサ自体によって生成されて送信される第１のレーダ信号だけでなく、レーダタグによって変調されて返信される第２のレーダ信号もレーダセンサによって受信することができる。

ここで提案するレーダシステムの評価装置は、物体によって反射され、レーダセンサによって受信された第１のレーダ信号の成分に基づいて、観測されている物体に関する情報を決定することができる。さらに、評価装置は、物体によって反射され、またレーダセンサによって受信された第２のレーダ信号の成分に基づいて、物体に関する情報を決定することもできる。第２のレーダ信号は第１のレーダ信号の変調画像を表すので、一方では、第１のレーダ信号に含まれる位相情報は、それらの中にほとんどコヒーレントに含まれる。一方、実現された変調に起因して、第２のレーダ信号は、レーダセンサまたは評価装置によって２つのレーダ信号がそれぞれ区別されるために、わずかではあるが十分に第１のレーダ信号と異なる。

レーダタグを使用することにより、レーダセンサ間の物理的な接続を確立する必要がないため、現実的には、仮想的に分散型レーダセンサネットワークを構築することが可能になる。レーダタグは、レーダセンサによって放射され、物体によってレーダタグに向かって反射された第１のレーダ信号を受信し、それを増幅および変調し、次いでそれを送信センサノードとして機能するレーダセンサに向かって再送信する。これは、レーダタグの位置に応じて、観測された物体の追加の位相情報を提供し、これは、例えば、角度および速度の推定に使用することができる。

したがって、少なくとも１つのレーダセンサと共に１つまたは複数のレーダタグを使用することにより、追加の仮想センサ位置を生成することができる。したがって、レーダタグは、物理レーダセンサまたはレーダセンサに接続された評価装置で受信した第２のレーダ信号をコヒーレントに評価することができる追加のセンサとみなすことができる。仮想センサ位置の非常に大きな開口部は、位相コヒーレンスによって生成することができる。これにより、非常に高い角度分解能を達成することができる。得られた位相コヒーレンスは、観測された物体の速度情報の評価も可能にすることができる。ターゲットの信号対雑音比もまた、保存された雑音コヒーレンスによってほとんど影響されないままである。

本明細書で説明するレーダシステムの実施形態は、一般に、特別に開発されたレーダハードウェアを必要としない。１つまたは複数のアクティブレーダタグを追加し、評価装置に情報収集を適合させることによって、一般的なレーダシステムは、観測された物体に関する位置および動き情報を高精度に決定することが可能になり得る。

レーダタグ自体は、いくつかの構成要素のみからなる比較的簡素な設計であり得る。特に、レーダタグは、必ずしもデジタル回路を必要としない。レーダタグは、電源および適切な変調信号のみを必要とし、これは、本明細書に記載のレーダシステムで生成されるネットワークの機械的または電気的な設計にわずかな要件しか課さない。

本明細書に提示されたレーダシステムで使用することができるいくつかの異なるアクティブレーダタグが以前に説明されている。可能なアクティブレーダタグは、２００９ ＩＥＥＥ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ（ＤＯＩ：１０．１１０９／ＲＦＩＣ．２００９．５１３５５７６）で公開されたＳａｒｋａｓらの「Ｗ－ｂａｎｄ ６５ ｎｍ ＣＭＯＳ ａｎｄ ＳｉＧｅ ＢｉＣＭＯＳ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｗｉｔｈ ｌｕｍｐｅｄ Ｉ－Ｑ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔｅｒｓ」に記載されている。別の可能なアクティブレーダタグは、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，Ｖｏｌｕｍｅ：６５，Ｉｓｓｕｅ：１２，Ｄｅｃ．２０１７（ＤＯＩ：１０．１１０９／ＴＭＴＴ．２０１７．２７６９０７９）で発表されたＤａｄａｓｈらの「Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｌｏｗ－Ｐｏｗｅｒ Ａｃｔｉｖｅ Ｔａｇｓ ｆｏｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｗｉｔｈ ７７－８１－ＧＨｚ ＦＭＣＷ Ｒａｄａｒ」に記載されている。

一実施形態によれば、アクティブレーダタグは、増幅されて周波数変化によって周波数がシフトされた受信されたレーダ信号を第２のレーダ信号として再送信するように構成される。

言い換えれば、アクティブレーダタグは、変調レーダ信号を第２のレーダ信号として再送信する前に、受信されたレーダ信号の周波数を少し変化させる、すなわち周波数シフトを小さくすることによって、受信されたレーダ信号をモデル化することができる。一方では、このような周波数変調は、レーダタグにおいて技術的に実施が容易である。一方、周波数変化によって周波数がシフトした第２のレーダ信号は、レーダセンサによって容易に受信され、周波数差によって第１のレーダ信号または第１のレーダ信号のエコーと区別され得る。

特に、周波数変化は、０．５ｋＨｚ～２ＭＨｚ、好ましくは２ｋＨｚ～５００ｋＨｚ、より好ましくは１０ｋＨｚ～１００ｋＨｚであり得る。一方で、そのような周波数変化は、典型的には多くのギガヘルツの範囲の周波数で伝送されるレーダ信号の位相情報にわずかな影響しか及ぼさない。一方、このような周波数変化を有する第２のレーダ信号は、技術的に簡単な手段により、変化していない第１のレーダ信号と区別することができる。

一実施形態によれば、アクティブレーダタグは、少なくとも１０ｄＢまで、好ましくは少なくとも２０ｄＢまで増幅された受信されたレーダ信号を第２のレーダ信号として再送信するように構成される。

言い換えれば、レーダタグは、レーダセンサから第１のレーダ信号として物体に到達し、次いでレーダタグにエコーとして続くレーダ信号を増幅することができなければならず、それにより、少なくとも１０ｄＢまたはそれ以上までかなりの信号強度が失われ、その後に、第２のレーダ信号として増幅されたレーダ信号を再送信する。十分な増幅で第２のレーダ信号を再送信する能力は、第２のレーダ信号が、次にレーダセンサに戻る途中で信号強度を失うが、最終的に、そこで確実に検出されるのに十分な信号強度でレーダセンサに到達することを保証する。通常、レーダタグは４０ｄＢを超える利得を許容しない。

「少なくとも１０ｄＢまで」とは、レーダタグが一般に受信信号を少なくとも１０ｄＢまで増幅できることを意味すると理解することができるが、受信信号の特定の状況および信号強度に応じて、この増幅潜在能力をすべての場合に完全に利用する必要はない。むしろ、比較的強い信号が受信される場合には、より低い増幅を実施することもできる。

一実施形態によれば、レーダセンサは、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを有するＭＩＭＯレーダセンサである。

ＭＩＭＯ（多入力多出力）レーダセンサでは、各送信アンテナは他の送信アンテナとは独立して任意の送信信号を放射することができ、その信号は各受信アンテナによって受信され、デジタル化され、次いで共通のレーダ信号処理を受けることができる。Ｎ個の送信アンテナのアレイおよびＫ個の受信アンテナのアレイから、大幅に拡大された仮想開口部を有するＫ－Ｎ個の素子の仮想アレイが計算される。

ＭＩＭＯレーダシステムは、空間分解能を改善し、干渉に対する著しく改善された耐性を達成するために使用することができる。信号対雑音比を改善することによって、ターゲットの検出確率も増加する。

ここで説明するレーダシステムのレーダセンサは、従来のレーダシステムの点ターゲットと同様に、アンテナがすべて非常に小さな空間に集中しているモノスタティックＭＩＭＯレーダセンサであることが好ましい。対照的に、双静的または「分散型」ＭＩＭＯレーダセンサでは、アンテナは、各アンテナによって異なるアスペクト角からターゲットが見られるように空間に広く分散される。モノスタティックＭＩＭＯレーダシステムは、フェーズドアレイアンテナの間引きアレイと設計が類似しており、各放射器は、それ自体のトランシーバモジュールおよびそれ自体のＡ／Ｄ変換器を有する。しかしながら、フェーズドアレイアンテナでは、各放射器は、中央波形発生器で生成された送信信号のコピーのみを送信する（場合によっては時間シフトされる）。ＭＩＭＯレーダシステムでは、各放射器はそれ自体の波形発生器を有し、その後に、各放射器は個別の波形を使用する。この個々の波形は、エコー信号をそれらのソースに割り当てるための基礎でもある。より効果的なレーダ信号処理のために、各個々の送信信号は、その後のスキャンにおける個々のターゲットの信号対雑音比（ＳＮＲ）および信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を改善する目的で、具体的に修正することができる（「適応波形」）。それぞれの波形が互いに同期して、すなわち共通の「マザー発生器」からの同期クロックに基づいて送信機において生成される場合には、これはコヒーレントＭＩＭＯシステムと呼ばれる。

より具体的な実施形態によれば、ＭＩＭＯレーダセンサは、４つ未満の送信アンテナおよび５つ未満の受信アンテナを有することができる。

従来、従来の３つの送信アンテナおよび４つの受信アンテナよりも多くをそのＭＩＭＯレーダセンサに含めることによってレーダシステムの分解能を高める試みがなされてきた。例えば、分解能を向上させるために、６つの送信アンテナおよび８つの受信アンテナを有するＭＩＭＯレーダセンサが提案されている。しかしながら、これは複雑さを増大させ、したがってより大きな製造努力およびより高いコストをもたらす。

ここで提案されるレーダシステムでは、使用されるレーダセンサの複雑さを増大させる必要なく、改善された分解能を達成することができる。特に、最大３つの送信アンテナおよび最大４つの受信アンテナを有する簡素に設計された低コストのＭＩＭＯレーダセンサを使用することができる。

一実施形態によれば、第１のレーダ信号および第２のレーダ信号の両方は、４０ＧＨｚ～１２０ＧＨｚの周波数範囲、好ましくは６０ＧＨｚ～１００ＧＨｚの周波数範囲、より好ましくは７０ＧＨＺ～９０ＧＨｚの周波数範囲内にあり得る。

言い換えれば、レーダセンサは、前記周波数範囲でレーダ信号を送受信するように構成されてもよい。さらに、アクティブレーダタグは、前記周波数範囲のレーダ信号を受信、増幅、変調、および再送信するように構成されてもよい。例えば、７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚの周波数範囲で動作するように設計されたレーダタグが提案されている。

特に、レーダシステムで使用されるレーダ信号は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダ信号であり得る。

一実施形態によれば、レーダセンサおよびアクティブレーダタグは、１ｃｍ～１０ｍ、好ましくは１０ｃｍ～２ｍ、より好ましくは２０ｃｍ～２ｍの距離で互いに横方向に離間されてもよい。

言い換えれば、レーダセンサおよび１つもしくは複数のアクティブレーダタグは、それらがレーダセンサ自体の中の複数のアンテナ間の間隔よりも大幅に、例えば１０倍から千倍離れて配置されるように、互いに対して配置されてもよい。レーダセンサとアクティブレーダタグとの間の距離は、例えば、使用されるレーダ信号の波長の１０倍～千倍とすることができる。一方で、そのような横方向距離は、提案されたレーダシステムで高い空間分解能を達成することを可能にする。一方、受信されたレーダ信号の解釈における多義性は、依然としてほとんど困難なく分析することができる。

レーダセンサおよびレーダタグは、共通の表面、例えば、車体、例えばバンパーまたはフロントエプロンに配置することができる。しかしながら、それらは、異なる表面上および／または異なる高さに配置することもできる。例えば、レーダタグを車体側方に取り付け、レーダセンサを車体前方に取り付けてもよいし、その逆でもよい。

一実施形態によれば、アクティブレーダタグは、受信されたレーダ信号とは反対の方向に第２のレーダ信号を送信するように構成されてもよい。

言い換えれば、アクティブレーダタグは、受信アンテナが特定の角度範囲から来る第１のレーダ信号を受信することができ、送信アンテナが、実質的に第１のレーダ信号が受信された方向に、変調および増幅された第２のレーダ信号を返信することができるように構成することができる。これは、第２のレーダ信号が、第１のレーダ信号が反射された物体にエコーの形でアクティブレーダタグに大部分送信されることを意味する。

このような実施形態では、第１のレーダ信号は、これらの第１のレーダ信号の一部がレーダセンサに直接反射され、第１のレーダ信号の別の一部がアクティブレーダタグに向けて反射されるように、レーダセンサから物体に向けて放出され得る。次いで、アクティブレーダタグから、第２のレーダ信号が物体に送り返され、物体によってエコーとして反射されてレーダセンサに送られ得る。レーダセンサは、アクティブレーダタグで行われる変調に基づいて、第１のレーダ信号のエコーと第２のレーダ信号のエコーとを区別することができる。

したがって、全体として、レーダシステムは、物体に異なる角度からレーダ信号が照射される仮想的に配列されたネットワークとして機能することができ、その結果、異なる角度からのエコーをレーダセンサによって受信することができる。したがって、物体は、モノスタティック経路に沿ってだけでなく、バイスタティック経路に沿って、または複数のアクティブレーダタグが使用される場合には、マルチスタティック経路に沿って検出することができる。したがって、物体の異なる角度依存のレーダシグネチャにより、分解能の向上を達成することができる。

別の実施形態によれば、アクティブレーダタグは、レーダセンサに向かう方向に第２のレーダ信号を送信するように構成されてもよい。

言い換えれば、アクティブレーダタグは、第２のレーダ信号を、主に第１のレーダ信号のエコーが受信された物体に向かってではなく、レーダセンサに向かって直接送信することができる。これにより、第２のレーダ信号がレーダセンサに到達するまでに進まなければならない経路を短くすることができ、したがってレーダ信号の減衰損失を低減することができる。

本明細書で説明するレーダシステムの実施形態は、特に、本発明の第２の態様の実施形態による車両で使用することができる。一方では、提案されたレーダシステムが分解能の向上を可能にし、したがって他の車両または障害物などの遠方の物体の検出の確率を改善することができるという事実を有利に利用することができる。一方、提案されたレーダシステムが比較的少数の、簡素で安価な構成要素を必要とするという事実を有利に利用することができる。

本発明の可能な特徴および利点のいくつかは、様々な実施形態を参照してここで説明されることに留意されたい。当業者は、本発明のさらなる実施形態に到達するために、特徴を適切に組み合わせ、適合させ、または交換することができることを認識するであろう。

本発明の実施形態は、添付の図面を参照して以下に説明されるが、図面も説明も本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
本発明の一実施形態によるレーダシステムを有する車両を上方から見た図である。 本発明の一実施形態によるレーダシステムにおけるバイスタティック経路の信号経路を示す図である。 本発明の一実施形態によるレーダシステムのためのアクティブレーダタグの一例を示す図である。 本発明の代替的な実施形態によるレーダシステムにおけるバイスタティック経路の信号経路を示す図である。 本発明の別の代替的な実施形態によるレーダシステムにおけるバイスタティック経路の信号経路を示す図である。

図面は概略図にすぎず、縮尺通りではない。図面中の同一の参照符号は、同一または同一に作用する特徴を示す。

図１は、本発明の一実施形態によるレーダシステム３を有する自動車の形態の車両１を示す。レーダシステム３は、レーダセンサ５と、２つのアクティブレーダタグ７と、評価装置９と、を含む。

図示する例では、レーダセンサ５は、車両１の前部の中央、例えば車両１の本体のバンパーまたはエプロンの領域に配置されている。２つのアクティブレーダタグ７は、それぞれ車両１の同じ前方の両側に配置されている。しかしながら、そのような配置は単なる例示である。原則として、レーダセンサ５とアクティブレーダタグ７の両方を車両１の車体上の異なる点に配置することができる。

レーダセンサ５は、図示しない電源に接続され、第１のレーダ信号を送受信するように構成される。この目的のために、レーダセンサ５は、信号発生器と、少なくとも１つの送信アンテナと、少なくとも１つの受信アンテナと、を有する。好ましくは、レーダセンサ５は、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを有するＭＩＭＯレーダセンサとして装備される。

図示する例では、評価装置９は、レーダセンサ５の外部に設けられ、信号の交換のためにそれに接続される。あるいは、評価装置９をレーダセンサ５に組み込むこともできる。

アクティブレーダタグ７は、到来するレーダ信号を第２のレーダ信号として受信し、増幅し、変調し、次いで再送信するように構成される。この目的のために、各アクティブレーダタグ７は、少なくとも１つの受信アンテナ、１つの増幅器、１つの変調器、および１つの送信アンテナを有する。

図３は、アクティブレーダタグ７の例示的な実施形態を示す。レーダタグ７は、受信アンテナ１１と、三段低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３と、ミキサ１５と、外部局部発振器１７と、利得可変増幅器（ＶＧＡ）１９と、送信アンテナ２１と、を有する。

アクティブレーダタグ７は、例えば７７ＧＨｚ付近の周波数帯のＦＭＣＷレーダ信号を増幅すること、およびわずかに周波数をシフトさせることの両方ができる。

図２は、レーダシステム３が送受信するレーダ信号の信号経路を示している。

レーダセンサ５は、物体２３に向かう方向に第１のレーダ信号２５を送信する。第１のレーダ信号２５を一点鎖線で示す。物体２３では、この第１のレーダ信号２５の一部は、レーダセンサ５に直接反射して戻され、そこで第１のレーダ信号２５のエコー２７として受信することができる。第１のレーダ信号２５のエコー２７は点線で示されている。第１のレーダ信号２５の別の部分２９は、アクティブレーダタグ７に向かって反射される。第１のレーダ信号２５のこの部分２９は、第２のレーダ信号３１として物体２３に向けて送り返される前に、アクティブレーダタグ７によって受信され、増幅され、変調される。この第２のレーダ信号３１は、次に物体２３によって反射され、次いで、レーダセンサ５によってエコー３３として受信することができる。

次いで、評価装置９は、物体２３から反射された第１のレーダ信号２５の成分に対応するエコー２７と、物体２３から反射された第２のレーダ信号３１の成分に対応するエコー３３と、の両方に基づいて、物体２３に関する情報を収集することができる。

図示する例では、簡単にするために、レーダシステム３は、単一のアクティブレーダタグ７のみを含み、その結果、バイスタティック経路は、第１および第２のレーダ信号２５、３１ならびにそれらのエコー２７、２９、３３によって形成される。しかしながら、レーダシステム３はまた、複数のアクティブレーダタグ７を含んでもよく、その結果、マルチスタティック経路が生じる。

図４および図５は、代替的に構成されたレーダシステム３において送受信されるレーダ信号の信号経路を示す。

これらの場合も、レーダセンサ５は、物体２３に向かう方向に第１のレーダ信号２５を送信し、物体２３において、この第１のレーダ信号２５の一部がレーダセンサ５に直接反射して戻され、そこで第１のレーダ信号２５のエコー２７として受信され得る。図４に示す実施形態では、第１のレーダ信号２５の別の部分２９は、アクティブレーダタグ７に向かって反射される。第１のレーダ信号２５のこの部分２９は、アクティブレーダタグ７によって受信され、増幅され、変調される。次いで、それは、第２のレーダ信号３１として、レーダセンサ５に直接送信され、それによって受信される。あるいは、図５に示す実施形態では、第１のレーダ信号２５の一部は、レーダタグ７に向かって直接送信され、そこで増幅および変調され、次いで物体２３に向かって第２のレーダ信号３１として送信され、そこからエコー３３がレーダセンサ５に送信されて受信される。これらの実施形態はまた、図２の実施形態よりも大幅に短くすることができるバイスタティック経路をもたらす。

本発明の発明者らは、「Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｍｕｌｔｉｓｔａｔｉｃ ＭＩＭＯ Ｒａｄａｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｒｅｐｅａｔｅｒ Ｔａｇｓ」と題する科学論文において、使用可能なアクティブレーダタグの詳細、ならびにレーダシステムにおける可能な信号生成および信号評価の詳細を含む、本明細書に記載のレーダシステムの可能な実施形態のさらなる詳細を公開することを意図していることに留意されたい。この論文は、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｉｅｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓに掲載される予定である。

最後に、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの用語は、他の要素またはステップを排除するものではなく、「１つの（ｏｎｅ）」または「１つの（ａ）」などの用語は、複数を排除するものではないことに留意されたい。特許請求の範囲における参照符号は、限定とみなされるべきではない。

Claims (11)

1. 車両（１）で使用するレーダシステム（３）であって、前記レーダシステム（３）は、
   第１のレーダ信号（２５）を送受信するレーダセンサ（５）と、
   前記レーダセンサ（５）により受信されたレーダ信号（２７，３３）を処理する評価装置（９）と、を有し、
   前記レーダシステム（３）は、また、増幅および変調された、受信されたレーダ信号（２９）を第２のレーダ信号（３１）として再送信するように構成された少なくとも１つのアクティブレーダタグ（７）を有し、
   前記アクティブレーダタグ（７）は、増幅されて周波数変化によって周波数がシフトされた、受信されたレーダ信号（２９）を第２のレーダ信号（３１）として再送信するように構成され、
   前記レーダセンサ（５）および前記アクティブレーダタグ（７）は、１ｃｍ～１０ｍの距離で互いに横方向に離間されており、かつ前記評価装置（９）は、物体（２３）で反射された前記第１のレーダ信号（２５）の、前記レーダセンサ（５）によって受信された成分（２７）と、前記物体（２３）で反射された前記第２のレーダ信号（３１）の、前記レーダセンサ（５）によって受信された成分（３３）と、の両方に基づいて、前記物体（２３）に関する情報を決定するように構成される、ことを特徴とする
   レーダシステム（３）。
2. 前記アクティブレーダタグ（７）は、増幅されて周波数変調された、受信されたレーダ信号（２９）を第２のレーダ信号（３１）として再送信するように構成される、請求項１に記載のレーダシステム。
3. 前記周波数変化は、０．５ｋＨｚ～２ＭＨｚである、請求項１に記載のレーダシステム。
4. 前記アクティブレーダタグ（７）は、少なくとも１０ｄＢまで増幅された受信されたレーダ信号（２９）を第２のレーダ信号（３１）として再送信するように構成される、請求項１～３のいずれか１項に記載のレーダシステム。
5. 前記レーダセンサ（５）は、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを有するＭＩＭＯレーダセンサである、請求項１～４のいずれか１項に記載のレーダシステム。
6. 前記ＭＩＭＯレーダセンサは、４つ未満の送信アンテナおよび５つ未満の受信アンテナを有する、請求項５に記載のレーダシステム。
7. 前記第１のレーダ信号（２５）および前記第２のレーダ信号（３１）の両方は、４０ＧＨｚ～１２０ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項１～６のいずれか１項に記載のレーダシステム。
8. 前記レーダセンサ（５）および前記アクティブレーダタグ（７）は、１０ｃｍ～２ｍの距離で互いに横方向に離間されている、請求項１～７のいずれか１項に記載のレーダシステム。）
9. 前記アクティブレーダタグ（７）は、前記受信されたレーダ信号（２９）とは反対の方向に前記第２のレーダ信号（３１）を送信するように構成される、請求項１～８のいずれか１項に記載のレーダシステム。
10. 前記アクティブレーダタグ（７）は、前記レーダセンサ（５）に向かう方向に前記第２のレーダ信号（３１）を送信するように構成される、請求項１～８のいずれか１項に記載のレーダシステム。
11. 請求項１～１０のいずれか１項に記載のレーダシステム（３）を有する車両（１）。

Images