雷达制造技术

本发明专利技术公开了一种雷达。对于ＦＭ－ＣＷ雷达的差频信号的频谱中出现的突出部，将在所定频率差以内的波束方位方向上连续的突出部群认为是来自同一物标的反射波所引起的，从上升调制区间的突出部群和下降调制区间的突出部群的组合，计算物标的相对距离以及相对速度。对于相对速度较大的物标能够进行适当的组群，多个物标存在时，也能够进行正确的组对。而且能够消除外来噪声和装置内部的噪声带来的问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过发射和接受对连续波进行了频率调制的电波来探测物标的雷达。
技术介绍
通过发射和接受对连续波(CW)进行了频率调制(FM)的电波来探测物标的FM-CM雷达发射在频率逐渐上升的上升调制区间和频率逐渐下降的下降调制区间所形成的时间上周期变化的三角波发射信号，接受包括来自物标的反射信号的接收信号，根据发射信号和接收信号之间的频率差信号的差频信号的频谱来获得物标的相对距离和相对速度。另外，上述操作利用朝着所给方位的一个波束，通过顺次改变这一波束的方位来探知在所定方位角范围内分布的物标。对于单一物标，在上升调制区间和下降调制区间，基于来自物标的反射波的差频信号的频谱分别会出现单一的突出部。因此，根据上升调制区间的差频信号频率(以下称为“上拍频”)和下降调制区间的差频信号频率(以下称为“下拍频”)，从突出部的峰值频率可以获得物标的相对距离和相对速度。但是，当探测范围内存在多个物标时，分别对应同一波束的上升调制区间和下降调制区间，频谱上会出现许多突出部。因此，多个上拍频和多个下拍频的组对(以下称为“组对”)就有可能出现错误。在日本专利公报特开2000-65921中公开的雷达将频谱上出现的同一频率的各个突出部进行组群，所代表波束方位相同的各个突出部进行组对。然而，通过本申请的专利技术人的研究，提出以下问题。即，对于装载雷达的自车在高速行走时相对于道路一侧物体和逆行车道的车辆的相对速度较大的物标，上拍频和下拍频的差值较大，难以进行适当的组群。还有，交通量较大以及道路一侧物体较多时，会探测到许多上述代表波束方位相同的波群，因此难以进行高精度的组对。还有，由于来自雷达外部的噪声电波和雷达内部产生的噪声的影响，频谱上同一频率的突出部也可能作为上拍频和下拍频出现。其结果是会得出并不存在的物标的相对距离和相对速度，或者也可能对组对产生不良影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种雷达，其特征是能够对相对速度较大的物标进行适当的组群，能够对许多物标进行正确的组对，尤其是能够克服外来噪声和装置内部的噪声的影响。本专利技术的一种雷达，包括发射在频率逐渐上升的上升调制区间、频率逐渐下降的下降调制区间所形成的时间上周期变化的三角波发射信号、接收包含来自物标的反射信号的接收信号的发射接收单元，使所述发射信号的波束方位在遍及所定方位角内进行变化的扫描单元，求出与表示所述发射信号和所述接收信号之间的频率差信号的差频信号的频谱有关的数据的频率分析单元，根据所述上升调制区间的所述差频信号的频率和所述下降调制区间的所述差频信号的频率，检测出物标的相对距离或相对速度的探测单元，其特征是设置了能够将所述频谱上出现的突出部在所定频率差以内的所述波束方位方向连续分布的突出部群作为来自同一物标的反射波，对上升调制区间的所述突出部群和下降调制区间的所述突出部群的信号组进行对照的单元，。因此，由于将在差频信号的频谱上出现的突出部在所定频率差以内的所述波束方位方向连续分布的突出部群作为来自同一物标的反射波，所以对于即使相对速度较大的物标也能够进行正确的组群。另外，当存在许多物标时，也能够对于每一个物标探测出一个突出部群，从而减少组对错误。还有，本专利技术只对于所述突出部在波束方位方向的连续数为所定数以上的突出部群进行上述对照，以防止将随机出现的噪声等持续时间较短的噪声成分误作为突出部群而提取出来。还有，本专利技术将所述突出部在遍及波束方位方向的全方向连续分布而且该突出部的信号强度大致一定的突出部群作为特异群，将该特异群除去之后再进行对照。这样，与来自实际物标的反射波相关的拍频以外的信号成分不会作为对照的对象。因此不会给组对带来不良影响。还有，当上述特异群在上升调制区间和下降调制区间两方都出现时，将该特异群除去之后再进行对照。还有，本专利技术当特异群随着波束方位循环变化而循环出现时，将该特异群除去。还有，本专利技术的所述扫描单元能够改变波束方位的变化速度，所述发射接收单元能够改变上升调制区间和下降调制区间的循环速度，如果所述特异群的频率大致一定，与波束方位的变化速度无关，或与上述循环速度的变化无关，则将该特异群除去。这样除去连续出现的噪声成分不会对组对造成影响。还有，本专利技术在所述突出部群内，对中心方位相等的各个突出部群进行上述对照。这样即使存在在波束方位方向分散的多个物标，也可以容易地进行对照。还有，本专利技术对所述突出部的信号强度大致相等的各个突出部群进行对照。这样可以确保对同一物标引起的各个突出部群进行对照。还有，本专利技术作为搭载在移动物体上的雷达，包括获取该移动物体的移动速度的单元，从所述移动速度来确定通过将所述上升调制区间的所述突出部和下降调制区间的所述突出部进行组合所获得的频率范围，然后在该频率范围进行对照。这样，可以避免通常不可能存在的相对距离和相对速度的组合，限制应该进行对照的候选数，从而缩短对照所要时间，同时可以处理多个物标，还可以降低出现组对错误的概率。还有，本专利技术求出所述突出部群的方位方向的各个信号强度分布的相关度，对该相关度较高的突出部群优先进行上述对照。这样可以提高同一物标引起的各个突出部群的组对精度。附图说明图1是表示雷达结构的方框图。图2是表示随物标的相对距离以及相对速度的变化而发生的发射信号和接收信号的频率变化的例子。图3是表示探测范围的波束与物标的关系的图。图4是表示每个波束方位的峰值频谱的例子。图5是表示从每个波束方位的峰值频谱除去噪声成分的例子。图6是表示从每个波束方位的峰值频谱除去噪声成分的例子。图7是表示从上升调制区间和下降调制区间的每个波束方位的峰值频谱根据方位的一致性进行组对的例子。图8是表示从上升调制区间和下降调制区间的每个波束方位的峰值频谱根据信号强度的一致性进行组对的例子。图9是表示从上升调制区间和下降调制区间的每个波束方位的峰值频谱根据相对速度的出现概率进行组对的例子。图10是表示从上升调制区间和下降调制区间的每个波束方位的峰值频谱根据方位方向的信号强度分布的一致性进行组对的例子。图11是表示雷达控制部的操作顺序的流程图。图中符号说明1-前端，2-雷达控制部，13-一览表，101-信号处理部，102-调制·波束方位探测控制部，103-扫描·通信控制部。具体实施例方式下面参照各图，说明有关本专利技术的实施方式的雷达结构。图1为表示雷达结构的方框图。图1中，1为发射接受毫米波信号的前端，2为与前端1相连的雷达控制部。雷达控制部2内的101表示差频信号的信号处理部，102表示进行发射信号的调制以及波束方位的探测的控制部，103表示进行波束扫描和通信控制的部分。同步生成部11产生用于发射信号调制的同步信号。调制控制部12将发射与同步信号同期的各个时间所需发射频率的毫米波信号的控制数据(数值)输出到LUT13。该LUT13为事先将与输入值对应的输出值的关系制成的一览表。DA转换器14将与一览表13输出的数值相对应的模拟电压信号传送到前端1。前端1上具有电压控制振荡器(VCO)，从DA转换器14输出的电压作为控制电压输入到VCO，发射与此电压对应的毫米波信号。前端1装备有混频回路，将对发射信号进行耦合而取出的局部信号和接收信号进行混频，而输出差频信号。AD转换器15将差频信号按照所定采样周期进行采样，并转换成数字化数据串。信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达，包括：发射在频率逐渐上升的上升调制区间、频率逐渐下降的下降调制区间所形成的时间上周期变化的三角波发射信号、接收包含来自物标的反射信号的接收信号的发射接收单元，使所述发射信号的波束方位在遍及所定方位角内进行变化的扫描单元，求出与表示所述发射信号和所述接收信号之间的频率差信号的差频信号的频谱有关的数据的频率分析单元，根据所述上升调制区间的所述差频信号的频率和所述下降调制区间的所述差频信号的频率，检测出物标的相对距离或相对速度的探测单元，其特征在于：设置了能够将所述频谱上出现的突出部在所定频率差以内的所述波束方位方向连续分布的突出部群作为来自同一物标的反射波，对上升调制区间的所述突出部群和下降调制区间的所述突出部群的信号组进行对照的单元，将所述突出部在遍及波束方位方向的全方向连续分布而且该突出部的信号强度一定的突出部群作为特异群，将该特异群除去之后再进行对照。

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