[发明专利]具有固定目标抑制的FMCW雷达

说明书

现有技术

本发明涉及一个用于汽车的FMCW雷达系统。

FMCW雷达系统在汽车中例如用于自动的间距控制(ACC：AdaptiveCruise Control)，并且在此用于测量在前面行驶的汽车的间距和相对速度。原则上以一个雷达系统能够从雷达回波的信号传输时间中确定雷达目标的间距。在雷达目标上、其离开雷达传感器或朝着雷达传感器移动、此外根据多普勒效应产生接收信号的频率偏移并且从这个频率偏移中能够计算出目标的相对速度。

FMCW雷达(FMCW＝Frequency Modulated Continuous Wave)的功能原理基于此，即连续发送雷达信号，可是该信号具有一个调制的、也就是时间变化的频率。因为在雷达信号到达雷达目标并且返回期间发送信号的频率以已知的方式变化，因此在发送信号和接收信号之间的频率差依赖于信号的传输时间并因此依赖于雷达目标的间距。这种依赖性当然还不能够明确地确定间距，因为在雷达目标移动时频率差也依赖于相对速度。已知了若干消除这种多义性的可能性。在一个常用的方法中、比如在DE 42 42 700 A1中描述的、调制具有两个彼此交替跟随的斜坡的频率，该斜坡的斜率不同(主要仅仅是斜率的符号不同)。从如此获得的目标应答中然后能够对于每个雷达目标明确地确定间距和相对速度。

考虑到较高的间距分辨率希望调制具有尽可能陡的斜坡的频率。但是这引起依赖于相对速度的多普勒频移小于依赖于间距的频率偏移。由于这个原因常常很难分离具有不同相对速度、可是处在接近相同距离的相互目标。

当然由此特别产生这样的问题，除了在前面行驶的汽车外雷达传感器也定位大量的固定目标。这例如在建筑工地或桥梁上行车道变窄的区域内是这种情况，在那里护栏到行车道中心具有如此小的侧间距，致使雷达波瓣能探测到护栏。竖直的柱子当然形成大量的固定目标，在该柱子上安装护栏，这些固定目标掩盖了前面行驶的汽车获得的目标应答，如此不能或至少不能可靠或仅仅以非常高的计算费用识别汽车的目标应答。

发明内容

具有在权利要求1中给出的特征的本发明有这样的优点，当存在固定目标时能够可靠定位移动的雷达目标。

根据本发明由此能够实现具有滤波装置的雷达系统，该滤波装置有选择地抑制固定目标的目标应答。在这种关系中“有选择”意味着通滤波波不或至少不十分显著地抑制或甚至放大移动物体的目标应答，使得移动物体明显地从固定目标的背面下突显出来，可以简单并且可靠地识别移动物体。

由从属权利要求中得出本发明的有益设计方案和改进。

在一个优选实施形式中如此形成滤波装置，即其如此叠加多个以确定的时间偏移接收的目标应答，使得针对固定目标的破坏性干扰占支配地位。这是可能的，因为在以时间偏移ΔT接收的目标应答之间的相位差依赖于间距差，在时间ΔT内目标物体间距的变化为所述间距差。该间距差等于相对速度和时间偏移ΔT之积。对于固定目标相对速度在数值上等于汽车的本身速度。通过适当选择时间偏移ΔT因此能够实现，如果相对速度和本身速度之比等于1，也就是在固定目标的情况下刚好出现破坏性的干扰。

可是根据雷达波的周期性本质不仅仅在这种特殊速度比的情况下出现破坏性的干扰，而是如果相对速度和本身速度之比为奇整数时也出现破坏性的干扰。可是这种附加的破坏性干扰通常处在这样的速度范围内，在实际使用的雷达系统中不出现这样的速度范围。

另一方面通过适当地设计滤波器能够实现在相对速度接近于零的情况下出现有益的干扰，使得通滤波波甚至还能放大以大致相同速度在前面行驶的汽车的目标应答。

通过根据本发明的滤波抑制的、受到干扰的固定目标通常不处在行车道上而是处在行车道的边缘，雷达系统关注的重点在于：固定目标以相对于汽车的前进方向的一个确定的方位角α出现。因此在本身速度和相对速度的矢量之间产生一个相应的角度差α，根据本发明的一个改进在设计滤波器的情况下通过相应的矫正项考虑该角度差。

在本发明的一个实施形式中，在发送的雷达信号的两个不同调制斜坡内、例如在两个连续的斜坡内接收在滤波的情况下彼此叠加的目标应答。原则上这两个斜坡可以具有不同的斜率并且甚至具有相反符号的斜率。但是对于信号的简单分析以下情况有益的即：具有相同符号的斜率而且特别是斜率彼此相同。

在另一个实施形式中，在调制信号的同一斜坡内时间偏移地接收两个叠加的目标应答也是可能的，在这种情况下通过适当的校正来考虑这种情况，即在已发送的雷达信号的不同频率范围接收目标应答。