具有不同工作模式的雷达装置制造方法及图纸

本公开提供一种雷达装置。在该雷达装置中，峰值提取器对拍频信号执行频率分析，以基于第一和第二检测模式中的对应一个的拍频信号获得第一和第二检测模式中每个的频谱。峰值提取器从第一检测模式获得的频谱提取多个第一峰值信号分量，且从对第二检测模式获得的频谱提取多个第二峰值信号分量。确定器比较多个第一峰值信号分量中的每个第一峰值信号分量与多个第二峰值信号分量中的对应的一个第二峰值信号分量，以根据比较的结果确定在拍频信号中是否包括噪声。

【技术实现步骤摘要】
具有不同工作模式的雷达装置
本公开涉及如下这种雷达装置：其被设计为发送调频无线电波信号和基于发送的无线电波信号从目标接收返回信号，即回波信号，从而检测反射发送的无线电波信号的目标。
技术介绍
近来，使用雷达装置作为例如用于电机交通工具的防碰撞设备。作为这种雷达装置已知FM-CW（Frequency-ModulatedContinuousWave，调频连续波）雷达装置。FM-CW雷达装置被设计为使用调频无线电连续波信号（FM-CW波信号）作为发送信号。如图7的图（a）中的实线所示，通常的FM-CW雷达装置作为雷达波信号发送连续波发送信号Ss，通过三角形信号对该连续波发送信号Ss进行频率调制以使其具有随着时间而循环上下线性变化的频率。FM-CW雷达装置还接收返回信号（即回波信号）作为接收信号Sr；基于发送信号Ss从目标的反射生成了此回波信号作为接收信号Sr。如图7的图（a）中的虚线所示，接收信号Sr相对于发送信号Ss延迟时间Tr；雷达波信号在雷达与目标之间做出往返需要时间Tr。也就是说延迟时间Tr取决于雷达与目标之间的距离。另外，接收信号Sr相对于发送信号Ss在频率上偏移；该频率偏移被称为fd，表示接收信号Sr相对于发送信号Ss的多普勒偏移。多普勒偏移fd取决于目标与雷达之间的相对速度。通过混频器把接收信号Sr和发送信号Ss混频在一起生成包括接收信号Sr与发送信号Ss之差的频率分量的拍频信号B（见图7的图（b））。发送信号Ss的频率上升的时段期间拍频信号B的频率被称作针对上调制频率的频率fb1，发送信号Ss的频率下降的时段期间拍频信号B的频率被称作针对下调制频率的频率fb2。发送信号Ss的频率上升的时段被表示成上调制时段，发送信号Ss的频率下降的时段被表示成下调制时段。使用针对上调制和下调制的频率fb1和fb2允许通过以下等式[1]表示基于延迟时间Tr的频率fr，以及通过以下等式[2]表示多普勒偏移fd：使用频率fr和fd允许通过以下等式[3]和[4]表示目标与雷达之间的距离R和其之间的相对速度V：其中，c表示无线电波的传播速度，fm表示三角形信号的调制频率fm，ΔF表示发送信号Ss频率的变化，Fo表示发送信号Ss的中心频率。为了识别上调制和下调制的频率fb1和fb2，按采样频率对拍频信号B的值采样。上调制时段期间拍频信号B的采样值经受快速傅立叶变换（FFT），从而获得针对上调制的拍频信号B的频率分量。类似地，下调制时段期间拍频信号B的采样值经受FFT，从而获得针对下调制的拍频信号B的强度中的频率分量。从针对上调制的拍频信号B的强度的频率分量提取上调制时段期间拍频信号B的强度的峰值频率分量，作为频率fb1。类似地，从针对下调制的拍频信号B的强度的频率分量提取下调制时段期间拍频信号B的强度的峰值频率分量，作为频率fb2。众所周知，采样频率fs应当设置为拍频信号B的上限频率的两倍或更多。也就是说，应当确定要从雷达发送的调频发送信号Ss频率的变化和三角形信号的调制时段1/fm，以使得将会基于来自雷达预定检测范围中存在的任何目标的回波信号生成的拍频信号B的频率分量在针对拍频信号B的检测所限定的有效频率范围内；此有效频率范围等于或低于上限频率。已存在用以消除如下这种噪声的各种途径：该噪声被混频器转换成针对拍频信号B的检测所限定的有效频率范围内的频率分量，即消除如下这种噪声：它们的频率接近要作为发送信号发送的雷达波信号的频率。在与日本专利公开No.4356758对应的美国专利申请公开No.2008/0231496A1中公开了这些已知噪声消除途径的一个示例。
技术实现思路
通常使用毫米波段（即，千兆赫兹频段）内的无线电波信号作为用于交通工具的FM-CW雷达装置的发送信号。为此，在混频器中安装这些噪声消除途径中的一个，该噪声消除途径在输入到混频器中的频率在毫米波段内的发送信号中最有效。从而，如果噪声具有毫米波段以外即有效频率范围以外且被输入到混频器的例如兆赫兹或更高数量级的频率，则噪声分量可以在其频率不变然而幅度削减的情况下通过混频器，以使得它们可以叠加在拍频信号上。在FFT中，如果噪声分量的频率低于采样频率fs的一半（即，fs/2），叠加在拍频信号上的噪声分量可如原样地被采样；此频率fs/2被称作奈奎斯特频率。另一方面，在FFT中，如果拍频信号上叠加的噪声的频率高于奈奎斯特频率fs/2，则可以对噪声分量采样，且其频率看起来向奈奎斯特频率fs/2的下侧偏移，即相对于奈奎斯特频率fs/2对称。这些噪声分量会致使FM-CW雷达装置的目标检测准确性降低。鉴于上述状况，本公开的一个方面力求提供一种被设计为解决上述问题的雷达装置。具体地，本公开的替选方面旨在于提供能够确定在拍频信号中是否存在噪声分量、以及消除噪声所致的不利影响的这种雷达装置。根据本公开的第一示例性方面，提供一种雷达装置。该雷达装置包括：收发器，被配置为依次以第一和第二检测模式工作，以发送具有如下频率的无线电波信号，所述频率按第一和第二检测模式的各自的改变速率改变，以及基于无线电波信号接收一个或更多个无线电信号作为接收信号。第一检测模式中的改变速率与第二检测模式中的改变速率不同。该雷达装置包括：拍频信号生成器，被配置为根据无线电波信号和接收信号生成针对第一和第二检测模式中的每个的拍频信号。该雷达装置包括峰值提取器。该峰值提取器被配置为：对拍频信号执行频率分析以基于针对第一和第二检测模式中的对应一个的拍频信号获得针对第一和第二检测模式中的每个的频谱。峰值提取器还被配置为从针对第一检测模式获得的频谱提取多个第一峰值信号分量，从针对第二检测模式获得的频谱提取多个第二峰值信号分量。多个第一峰值信号分量和多个第二峰值信号分量中的每个在针对第一和第二检测模式的对应一个的频谱中具有强度上的局部峰值。雷达装置包括：目标信息生成器，被配置为根据第一检测模式中峰值提取器提取的多个第一峰值信号分量生成关于第一目标的信息，以及根据第二检测模式中峰值提取器提取的多个第二峰值信号分量生成关于第二目标的信息。雷达装置包括：确定器，被配置为比较多个第一峰值信号分量中的每个与多个第二峰值信号分量中的对应的一个，以根据比较的结果确定在拍频信号中是否包括噪声。具体地，即使接收信号的分量在拍频信号生成器的有效频率范围内，信号分量也可以在其频率不变的情况下通过拍频信号生成器，以使得它们可以作为噪声叠加在拍频信号上。另外，如果与接收信号一起向拍频信号生成器输入频率在拍频信号生成器的有效频率范围之外的接收信号的分量，则它们可以在其频率不变的情况下通过拍频信号生成器，以使得它们可以作为噪声叠加在拍频信号上。这些噪声可以呈现为频谱中的峰值信号分量。第一检测模式中作为噪声的第一峰值信号分量的每个的频率与第二检测模式中作为噪声的第二峰值信号分量中的对应一个的相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达装置，包括：收发器，被配置为依次以第一和第二检测模式工作，以发送具有如下频率的无线电波信号，所述频率按第一和第二检测模式的各自的改变速率改变，并基于无线电波信号接收一个或更多个无线电信号作为接收信号，第一检测模式中的改变速率与第二检测模式中的改变速率不同；拍频信号生成器，被配置为根据所述无线电波信号和所述接收信号生成所述第一和第二检测模式中每个的拍频信号；峰值提取器，被配置为：对所述拍频信号执行频率分析以基于所述第一和第二检测模式中对应一个的拍频信号获得所述第一和第二检测模式中的每个的频谱，以及从对所述第一检测模式获得的频谱提取多个第一峰值信号分量、以及从对所述第二检测模式获得的频谱提取多个第二峰值信号分量，多个第一峰值信号分量和多个第二峰值信号分量中的每个在第一和第二检测模式中的对应一个的频谱中具有强度上的局部峰值；目标信息生成器，被配置为根据所述第一检测模式中所述峰值提取器提取的多个第一峰值信号分量生成关于第一目标的信息，以及根据所述第二检测模式中所述峰值提取器提取的多个第二峰值信号分量生成关于第二目标的信息；以及确定器，被配置为比较多个第一峰值信号分量中的每个第一峰值信号分量与多个第二峰值信号分量中的对应一个第二峰值信号分量，以根据比较的结果确定在所述拍频信号中是否包括噪声。...

【技术特征摘要】
2011.11.02 JP 2011-2413761.一种雷达装置，包括：收发器，被配置为依次以第一和第二检测模式工作，以发送具有如下频率的无线电波信号，所述频率按第一和第二检测模式的各自的改变速率改变，并基于无线电波信号接收一个或更多个无线电信号作为接收信号，第一检测模式中的改变速率与第二检测模式中的改变速率不同；拍频信号生成器，被配置为根据所述无线电波信号和所述接收信号生成所述第一和第二检测模式中每个的拍频信号，所述拍频信号生成器具有用于生成拍频信号的有效频率范围；峰值提取器，被配置为：对所述拍频信号执行频率分析以基于所述第一和第二检测模式中对应一个的拍频信号获得所述第一和第二检测模式中的每个的频谱，以及从对所述第一检测模式获得的频谱提取多个第一峰值信号分量、以及从对所述第二检测模式获得的频谱提取多个第二峰值信号分量，多个第一峰值信号分量和多个第二峰值信号分量中的每个在第一和第二检测模式中的对应一个的频谱中具有强度上的局部峰值；目标信息生成器，被配置为根据所述第一检测模式中所述峰值提取器提取的多个第一峰值信号分量生成关于第一目标的信息，以及根据所述第二检测模式中所述峰值提取器提取的多个第二峰值信号分量生成关于第二目标的信息；以及确定器，被配置为比较多个第一峰值信号分量中的每个第一峰值信号分量与多个第二峰值信号分量中的对应一个第二峰值信号分量，以根据比较的结果确定在所述拍频信号中是否包括从所述拍频信号生成器的有效频率范围外产生的噪声。2.如权利要求1所述的雷达装置，其中，所述确定器被配置为根据比较的结果确定在多个第一峰值信号分量中的每个第一峰值信号分量与多个第二峰值信号分量中的对应一个第二峰值信号分量之间是否满足预定条件，以及根据是否满足预定条件的确定结果确定在拍频信号中是否包括噪声，所述预定条件包括如下条件：多个第一峰值信号分量中的至少一个第一峰值信号分量的频率与多个第二峰值信号分量中对应的至少一个第二峰值信号分量的频率基本上匹配。3.如权利要求2所述的雷达装置，其中，所述预定条件包括如下条件：多个第一峰值信号分量中的至少一个第一峰值信号分量的强度水平与多个第二峰值信号分量中的对应的至少一个第二峰值信号分量的强度水平基本上匹配。4.如权利要求2所述的雷达装置，其中：所述收发器包括发送天线和接收天线，且被配置为经由所述发送天线执行无线电波信号的发送，经由所述接收天线执行一个或更多个返回信号的接收，所述发送天线和接收天线中的至少一个包括多个天线，所述发送天线和接收天线的组合构成多个信道，以使得基于一个或更多个返回信号对于多个信道中的每个信道获得所述接收信号；所述拍频信号生成器被配置为：根据所述第一和第二检测模式中每个的无线电波信号和对应的接收信号生成多个信道中每个信道的拍频信号；所述峰值提取器被配置为：对所述第一和第二检测模式中每个的各个信道的拍频信号执行频率分析，以基于所述第一和第二检测模式中每个的各个信道的拍频信号获得频谱，从对所述第一检测模式获得的频谱提取所述多个第一峰值信号分量，以及从对所述第二检测模式获得的频谱提取所述多个第二峰值信号分量，以及获得产生多个第一峰值信号分量中每个第一峰值信号分量的返回信号的到达方位，和产生多个第二峰值信号分量中每个第二峰值信号分量的返回信号的到达方位；以及所述预定条件包括产生多个第一峰值信号分量中的一个第一峰值信号分量的返回信号的到达方位与产生多个第二峰值信号分量中的对应一个第二峰值信号分量的返回信号的到达方位基本上匹配。5.如权利要求1所述的雷达装置，其中，所述确定器被配置为在根据比较的结果确定多个第一峰值信号分量中的至少一个第一峰值信号分量与多个第二峰值信号分量中的对应的至少一个第二峰值信号分量基本上匹配时确定在所述拍频信号中包括噪声，所述雷达装置进一步包括：噪声消除器，被配置为分别从多个第一峰值信号分量和多个第二峰值信号分量消除所述至少一个第一峰值信号分量和所述对应的至少一个第二峰值信号分量；所述目标信息生成器被配置为根据消除了所述至少一个第一峰值信号分量的多个第一峰值信号分量生成关于所述第一目标的信息，以及根据消除了所述对应的至少一个第二峰值信号分量的多个第二峰值信号分量生成关于所述第二目标的信息。6.如权利要求1所述的雷达装置，进一步包括：中断单元，被配置为在确定所述拍频信号中包括噪声时中断所述目标信息生成器的工作。7.如权利要求1所述的雷达装置，进一步包括：信息提供单元，被配置为在确定所述拍频信号中包括噪声时提供在所述雷达装置周围的无线电环境中存在一些异常的信息。8.如权利要求1所述的雷达装置，其中，所述确定器被配置为在根据比较的结果确定多个第一峰值信号分量中的至少一个第一峰值信号分量与多个第二峰值信号分量中的对应的至少一个第二峰值信号分量基本上匹配时确定在所述拍频信号中包括噪声，所述雷达装置进一步包括：标识设置单元，被配置为对所述至少一个第一峰值信号分量和所述对应的至少一个第二峰值信号分量设置标识；所述目标信息生成器被配置为：在根据多个第一峰值信号分量生成关于所述第一目标的信息时，将设置了标识的至少一个第一峰值信号分量作为可靠性低的第一峰值信号分量来处理；以及在根据多个第二峰值信号分量生成关于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：北川英树，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：