小尺寸低功耗短程雷达及其控制的方法技术

反射部分辐射短脉冲波到空间。接收部分包括分支电路，用于接收辐射到空间的反射的短脉冲波并且同相地将反射波信号分支为第一和第二信号，和检测电路包括用于将第一和第二信号线性相乘的线性乘法器和用于从线性乘法器的输出信号提取基带分量的低通滤波器。信号处理部分基于信号处理部分的输出执行在空间中存在的目标的分析操作。控制部分按照信号处理部分的分析结果，对发射部分和接收部分的至少一个执行预定控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种短程雷达以及其控制的方法，尤其涉及一种采用如下技术的短程雷达及其控制的方法，这种技术具体来说，用于利用简单和小尺寸的配置实现在分配给汽车雷达或用于辅助视力残障者行走的雷达的从22GHz至29GHz的准毫米波段(UWB超宽频带)的范围内使用的短程雷达，并且从用于在预定周期辐射窄宽度脉冲波(短距离波)到空间并且接收和检测从存在于空间的目标反射的波，以基于其检测的输出分析在所述空间存在的目标的这些短程雷达中，实现低功耗。
技术介绍
使用传统的已知的脉冲波探测空中目标的脉冲雷达，基本上具有如图14所示的配置。也就是说，在如图14所示的这种脉冲雷达10中，在预定周期Tg接收从随后描述的控制部分16输出的触发信号G时，发射机部分11产生具有与触发信号G同步的预定宽度和预定载频的脉冲波Pt，并且经由发射天线11a将所产生的脉冲波辐射到空间。该脉冲波Pt通过在空间1中存在的目标1a反射，使得其反射波Pr由接收机部分12的接收天线12a接收，接着通过检测器电路13检测被接收的波。信号处理器部分15基于在当从发射机部分11发射脉冲波时被定义为参考定时的同时从接收机部分12输出检测输出D时的定时，或者例如其输出波形，分析在空间1中存在的目标1a。控制部分16基于信号处理器部分15等的处理结果，对发射机部分11和接收机部分12作出各种控制。这样一种脉冲雷达10的基本配置在下面的专利文献1和2中被公开专利文献1Jpn.Pat.Appln.KOKAI Publication No.7-012921专利文献2Jpn.Pat.Appln.KOKAI Publication No.8-313619在具有这样一种基本配置的脉冲雷达中，下面两种类型的脉冲雷达被认为是近年来已经被设计为实际可用的汽车雷达。出于诸如防止机动车碰撞或控制驾驶之类的在高速驾驶时辅助的目的，通过使用毫米波段频率(77GHz)和在长距离情况下探查具有高输出的窄角度范围，进行了第一种类型的脉冲雷达的开发。出于诸如汽车的死角辅助和将车入库辅助之类的在低速驾驶时辅助的目的，通过在使用亚毫米(quasi millimeter)波段频率(22GHz至29GHz)和在长距离情况下探查具有低输出的宽角度范围，对第二种类型的脉冲雷达进行了开发。在该第二种类型脉冲雷达中使用的亚毫米波段通常称作为UWB(超宽频带)，并且被用在医用雷达、用于弱视者的行走辅助雷达以及短距离通信系统等以及汽车雷达。由于UWB是宽频段，因此，在雷达系统中，可以使用具有比1ns更短宽度的短脉冲，并且期待可以实现具有高距离分辨率的短程雷达。
技术实现思路
然而，实际上为了实现使用UWB并且具有高距离分辨率的短程雷达，存在随后所述的要解决的几个问题。最重要的问题之一是，尽管在将汽车雷达合并到各种车辆，或者用于视觉障碍者辅助行走的雷达的便携式使用中需要减少尺寸并且低功耗，但是传统的脉冲雷达不能充分响应这样一种需求。即，从通过传统的脉冲雷达的接收机部分12可以获得相位信息的事实，可以将正交型检测器电路用作检测器电路13。如图15所示的该正交型检测器电路13利用分配器13a同相分支输入信号S，并且分别输入被分支的信号到两个混频器13b和13c。这里，在通过利用90度分配器13d划分为每个具有90度相位差的信号之后，本地信号L被分别输入到两个混频器13b和13c。接着，两个混频器13b和13c将输入信号S和被划分成每个具有90度相位差的信号的本地信号L混频。本地信号L被用来例如分支来自如图14所示的发射机部分11的脉冲波(发射波)的部分。接着，两个滤波器13e和13f从来自两个混频器13b和13c的输出分量采样基带分量I和Q。利用如图14所示的信号处理器部分15在经由例如采样保持电路或A/D转换器(尽管未示出)等处理之后执行对这些基带分量I和Q的计算处理，由此使得可能掌握输入信号S，即来自如图14a所示的目标1a的反射波Pr的强度和相位。因此，这样一种正交型的检测器电路13不仅要求两个混频器13b和13c，而且要求两种系统，如跟随这些混频器的电路，如采样保持电路或A/D转换器，并且存在的问题是脉冲雷达的设备结构变得复杂，导致更高的成本。而且，正交型检测器电路13要求放大器等，因为存在要求用具有足够的功率的本地信号提供给两个混频器13b和13c，并且存在的问题是，脉冲雷达的整个设备结构变得复杂，导致高功耗。而且，在亚毫米波段的90度分配器13d因为其分布恒定类型和小损耗在环形“环形波导(rat race)”类型中是适合的。因此，问题是这种“环形波导”类型结构的90度分配器13d几乎不与IC电路混合，并且电路结构变得尺寸更大。此外，用在正交型检测器电路13中的本地信号L的频率，正如上面所述，是接收频率本身，而且处于高电平。因此，需要严重的屏蔽，以便防止电缆铺设或泄漏元件的接收。因此，问题是将设备尺寸下降变得困难。另一方面，可能要考虑带有用在功率测量等中的二极管的峰值监测器电路，代替使用如上所述的具有复杂结构和高功耗的正交型检测器电路。因此，具有二极管的峰值检测器电路在原理上讲响应速度低，无法检测具有如上所述的1ns或更少的短脉冲的接收信号。此外，在用作目标1a的目标具有诸如金属平板之类的高反射因子的情形中，发射脉冲波形类似于从目标反射和返回的接收波形。在此情形中，如前面所述，通过分支发射波用作本地信号的正交型检测器电路13被用作检测器电路，利用信号处理器部分15获得检测的输出的相关，由此使得可能检测到具有高灵敏度的目标。因此，相对于具有分散特性的目标，如人体，即使正交型检测器电路13被用作检测器电路，接收脉冲具有长的拖尾，并且其波形与理想的波形不同。因此，问题是相关输出变小，并且雷达感测能力更低。为了解决与传统技术相关联的如上所述的问题，作出了本专利技术。本专利技术的目的是提供短程雷达和用于控制短程雷达的方法，该短程雷达在UWB中可用，尺寸小并且功耗低。为了实现如上所述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了一种短程雷达，包括发射机部分(21)，其辐射短程波(Pt)到空间(1)；接收机部分(30)，其具有检测器电路(33)，该检测器电路(33)包括分支电路(34)，用于接收利用发射机部分(21)辐射到空间(1)的短程波(Pt)的反射波(Pr)并同相地将该反射波(Pr)的信号分支成第一和第二信号(V1，V2)；线性乘法器(35)，用于将由分支电路(34)同相分支的第一和第二信号(V1，V2)线性相乘；以及低通滤波器(36)，用于采样来自线性乘法器(35)的输出信号基带分量；信号处理器部分(40)，用于基于来自接收机部分(30)的输出执行存在于空间(1)中的目标(1a)的分析处理；以及控制部分(50)，用于基于来自信号处理器部分(40)的分析结果，对于发射机部分(21)和接收机部分(30)中的至少一个作出预定控制。为了实现如上所述的目的，根据本专利技术的第二方面，进一步提供了根据第一方面的短程雷达，其中检测器电路(33)的线性乘法器(35)包括吉尔伯特混频器。为了实现如上所述的目的，根据本专利技术的第三方面，进一步提供了根据第一方面的短程雷达，其中所述接收机部分(30)具有采样保持电路(37)，用于对于检测器电路(33)的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短程雷达，包括：发射机部分，其辐射短程波到空间；接收机部分，其具有检测器电路，该检测器电路包括：分支电路，用于接收利用发射机部分辐射到空间的短程波的反射波并同相地将该反射波的信号分支成第一和第二信号，线性乘法器，用于将由分支电路同相分支的第一和第二信号线性相乘，以及低通滤波器，用于从来自线性乘法器的输出信号采样基带分量；信号处理器部分，用于基于来自接收机部分的输出执行存在于空间中的目标的分析处理；以及控制部分，用于基于来自信号处理器部分的分析结果，对于发射机部分和接收机部分中的至少一个作出预定控制。

【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：手代木扶，内野政治，齐藤澄夫，江岛正宪，
申请(专利权)人：安立股份有限公司，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]