雷达系统技术方案

通过将三角波形的频率调制发射给目标并接收从目标反射的信号产生差拍信号。对该差拍信号采样，并由窗函数使其倍增。在要确定离散频谱时，把从采样区段中心向两端幅值缓慢衰减的第一窗函数应用于频谱的低频区域（或距离区域），并将从采样区段中心向两端幅值急剧衰减的第二窗函数应用于频谱的高频区域（或长距离区域）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用无线电波检测目标的系统。具体地说，涉及一种雷达系统，它根据由发射信号和接收信号产生的差频信号频谱，检测目标。
技术介绍
使用毫米无线电波的FM-CW(频率调制连续波)雷达系统已被开发作为车载雷达系统。在FM-CW雷达系统中，对无线电波进行围绕预定频率的预定频率范围内的频率调制，并由发射信号和接收信号产生差频信号。识别差频信号在升频调制期间和在降频调制期间的差频频率，以计算从天线到目标的距离，以及目标相对于天线的相对速度，其中，在升频调制期间，发射信号的频率在上升，而在降频调制期间，发射信号的频率在下降。在升频调制期间和降频调制期间，以预定倾斜角度执行所述频率调制，将发射波调制成三角调制波。普通FM-CW雷达系统将压控振荡器(VCO)用于发射波的调制。但是，由于温度特性或者由于老化，VCO的振荡特性易于变化，从而引起调制波形失真。如果调制波形中发生任何失真，升频调制期间的三角调制波的倾斜角度就会与降频调制期间的三角调制波的倾斜角度不同。换言之，所述三角调制波变成非线性的。即使按下述方式实行离散傅立叶变换，带有任何失真的三角调制波也无法在频谱中提供尖锐的波峰，从而很难进行目标检测，或者造成严重的误差。如图18所示，通常对差频信号进行采样，将窗函数应用于采样数据，实行离散傅立叶变换，以产生频谱(分析频率)，并提取频谱中包括的、由来自目标的反射信号引起的任何波峰(以下简称“峰值提取”)。图16(A)示出无失真的三角调制波。图16(B)表示图16(A)所示的示例中，在升频调制期间和降频调制期间，差频信号的频率变化。图16(C)示出有失真的三角调制波。图16(D)表示图16(C)所示的示例中，在升频调制期间和降频调制期间，差频信号的频率变化。当三角调制波以上述方式发生失真时，在升频调制期间的差频信号的频率变得与在降频调制期间的差频信号的频率不同。图17表示调制波发生失真和没有失真时，各自的频谱的图。参考图17，“a”表示当调制波像图16(A)所示的示例那样，没有发生失真时的结果，“b”表示当调制波像图16(C)所示的示例那样，发生失真时的结果。当没有任何调制失真时，由于差频信号的频率在采样周期没有发生变化，所以会出现带宽非常窄的的波峰。相反，在有任何调制失真的情况下，由于差频信号的频率在采样周期持续地发生变化，所以会出现带宽较宽的波峰。因此，就存在很难检测目标，并且无法以更高的精度来检测距离等问题。因此，专利文献1到3中公开了将控制电压应用于VCO，以使时间频率特性成为线性的方法，其中，控制电压具有与VCO的电压频率特性相对的逆波形(反函数)。另外，专利文献4中公开了一种在差频信号的采样中，校正VCO的非线性的方法。此外，专利文献5中还公开了一种将与VCO的温度特性相对应的频率控制信号应用于VCO的方法。日本待审专利申请公开No.7-055924日本待审专利申请公开No.7-198833日本待审专利申请公开No.8-327728日本待审专利申请公开No.7-128439日本待审专利申请公开No.10-197625
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是在专利文献1到5公开的方法中，使用数模(DA)转换器或数字信号处理器(DSP)产生校正偏置电压，并将其应用于VCO，以产生高度线性的三角波。但是，因此而要求DA转换器或DSP(DSP中的算术处理器)，所以会使这种系统不合意地变得比较复杂，从而增加了系统成本。此外，由于必须计算各个VCO的补偿值，或者测量各VCO的温度特性，以实行校正，所以就存在测量、调整和设定工作都要求大量时间和精力，从而增大制造成本的问题。另外，由于校正中没有使用反馈环，所以校正可能包含由于老化所引起的偏移。如果在校正中使用比如锁相环(PLL)等反馈环，虽然可以解决因老化引发的问题，但是会使电路配置变得复杂，从而明显地加大制造成本。因此，本专利技术的目的在于提供一种雷达系统，这种雷达系统能够解决由调制波中的任何失真所引出的问题，却不使系统变得复杂和增大系统成本，从而易于以更高精度检测目标。为解决上述问题，本专利技术提供的装置为(1)本专利技术一种实施例的雷达系统，它包括用于发射经频率调制的发射信号，并产生包含与频率差对应的频率分量的差频信号的装置，其中所述频率差是发射信号与来自目标的反射信号间的频率差，并向该目标发射发射信号；频率分析装置，对差频信号进行采样，并将窗函数应用于采样数据，以产生离散频谱；用于产生在频谱中出现的波峰的峰值频率的装置，其中，所述波峰的出现是由反射信号引起的；以及目标检测装置，它根据峰值频率检测目标。所述频率分析装置以选择性的方式应用多个窗函数(多种类型的窗函数)，这些窗函数的幅值(加权)以不同方式，从采样周期中心向两侧衰减。将具有从采样周期中心向两侧缓慢衰减之幅值的窗函数应用于频谱中的低频带，以产生频谱，并将具有从采样周期中心向两侧急剧衰减之幅值的窗函数应用于频谱中的高频带，以产生频谱。(2)据本专利技术另一种实施例的雷达系统，它包括发射经过频率调制的发射信号，并产生包括与频率差相对应的频率分量的差频信号的装置，其中，所述频率差是发射信号与来自目标的反射信号之间的频率差，并向该目标发射发射信号；频率分析装置，对所述差频信号进行采样，并将窗函数应用于采样数据，以产生离散频谱；产生在频谱中出现的波峰的峰值频率的装置，其中，所述波峰的出现是由反射信号引起的；以及目标检测装置，它根据峰值频率检测目标。频率分析装置以选择的方式应用多个窗函数(多种类型的窗函数)，这些窗函数的幅值(加权)以不同方式，自采样周期中心向两侧衰减。当预测波峰出现在由频率分析产生的频谱中的低频带时，应用具有从采样周期中心向两侧缓慢衰减的振幅的窗函数，当预测波峰出现在由频率分析产生的频谱中的高频带时，应用具有从采样周期中心向两侧急剧衰减的振幅的窗函数。(3)在(2)所述的雷达系统中，重复由所述目标检测装置所实行的目标检测，并根据在最后检测，或者最后检测的前一检测中计算的到目标的距离，选择性地应用窗函数，这些窗函数的幅值以不同方式，从采样周期中心向两侧衰减。(4)本专利技术又一实施例的车辆上安装的车载雷达系统，它包括发射经过频率调制的发射信号，并产生包括与频率差相对应的频率分量的差频信号的装置，其中，所述频率差是发射信号与来自目标的反射信号之间的频率差，并向该目标发射发射信号；频率分析装置，对所述差频信号采样，并将窗函数应用于采样数据，以产生离散频谱；产生在频谱中出现的波峰的峰值频率的装置，其中，所述波峰的出现是由反射信号引起的；以及目标检测装置，它根据所述峰值频率检测目标。所述频率分析装置以选择的方式应用多个窗函数(多种类型的窗函数)，这些窗函数的幅值(加权)以不同方式，自采样周期中心向两侧衰减。当所属车辆低速行驶时，应用具有从采样周期中心向两侧缓慢衰减的振幅的窗函数，当所属车辆高速行驶时，应用具有从采样周期的中心向两侧急剧衰减的振幅的窗函数。(5)本专利技术再一实施例的车辆上安装的车载雷达系统，它包括发射经过频率调制的发射信号，并产生包括与频率差相对应的频率分量的差频信号的装置，其中，所述频率差是发射信号与来自目标的反射信号之间的频率差，并向该目标发射发射信号；频率分析装置，对所述差频信号采样，并将窗函数应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达系统，包括：用以发射经频率调制的发射信号，并产生包含与频率差相对应的频率分量的差频信号的装置，所述频率差是发射信号与来自目标的反射信号之间的频率差，而且所述发射信号是向该目标发射的；频率分析装置，对所述差频信号实行采 样，并将窗函数应用于所述采样数据，以产生离散频谱；用以产生在频谱中出现波峰的峰值频率的装置，所述波峰的出现是由反射信号引起的；以及目标检测装置，根据所述峰值频率检测目标，其中，所述频率分析装置选择性地应用多种窗函数作 为窗函数，这些窗函数的幅值按不同方式从采样周期中心向两侧衰减，以及将具有从采样周期中心向两侧缓慢衰减之幅值的窗函数应用于频谱中的低频带，以产生频谱，并将具有从采样周期的中心向两侧急剧衰减的振幅的窗函数应用于频谱中的高频带，以产生频谱 。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村哲，石井彻，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[]