[发明专利]雷达装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式来观测车辆的距离和速度的雷达装置。

背景技术

作为用雷达装置对行驶在道路上的车辆进行观测时的简易雷达方式已知有FMCW方式(例如，参照非专利文献1)。在采用了这一FMCW方式的雷达装置时，距离和速度为未知数。因此，作为收发波形，一般而言通过将上行线性调频脉冲(up chirp)和下行线性调频脉冲(down chirp)组合起来而同时计算出两个参数。

但是，在用上行线性调频脉冲和下行线性调频脉冲所收发的信号的拍频(beat frequency)轴上，即便目标相同频率也不同。因此，在仅仅存在单一目标的情况下能够取得对应。但是，在存在多个目标的情况下，就有针对各目标的每一个上行线性调频脉冲和下行线性调频脉冲的对偶(pairing)变得困难之类的问题。另外，因需要收发上行线性调频脉冲和下行线性调频脉冲，故有循环时间变长之类的问题。

另外，在与距离分辨率有关的频带上存在制约、或者在与角度分辨率有关的天线开口长度上存在制约的情况下，就有在密集目标的分离性能上产生制约之类的问题。

除了这些问题以外，在积分数N较少且同一PRF(Pulse Repetition Frequenoy：脉冲反复频率)的情况下，就有对信号进行了FFT(Fast Fourier Transform：快速傅立叶变换)以后的拍频轴的各频率组(bank)幅宽(PRF/N)变大而使频率分辨率发生劣化，基于该频率所计算出的距离及速度的精度发生劣化之类的问题。

另外，在实数信号进行复数傅立叶变换，通过仅抽取正(或者负)的频率来抽取出复数信号的情况下，就有在目标拍频的正确符号为负(或者正)时无法计算正确的距离、速度以及角度之类的问题。

另外，通过为了在近距离处使拍频接近于直流(频率为0)分量将频率倾斜度(频带B/扫频(sweep)时间T)增大，有必要即便在近距离处也使拍频成为从直流进行了隔离的频率。在此情况下，就有在频带B和取样频率PRF上存在制约时无法使积分数N变大之类的问题。特别是在观测远距离目标的情况下，由于若积分数变少则SN比(信号/噪声比)变小，所以检测性能及精度发生劣化。

图1是表示以往的雷达装置之构成的系统图，图2是表示此雷达装置之动作的流程图。此雷达装置具备：天线10、收发器20以及信号处理器30。

用收发器20内部的发送器21扫频后的信号从天线发射元件11进行发射。另一方面，在多个天线接收元件12接收到的信号分别通过多个混频器22进行频率变换，并发送到信号处理器30。在信号处理器30，来自收发器20的拍频信号用AD变换器31变换成数字信号，并作为元件信号发送到上行系列下行系列抽取部37(步骤S201)。图3以及图4表示收发的上行线性调频脉冲及下行线性调频脉冲的扫频信号。

上行系列下行系列抽取部37从发自AD变换器31的元件信号(数字信号)分离上行线性调频脉冲信号和下行线性调频脉冲信号并发送到FFT部33(步骤S202)。FFT部33对发自上行系列下行系列抽取部37的上行线性调频脉冲信号和下行线性调频脉冲信号进行快速傅立叶变换并变换成频率轴上的信号，然后发送到DBF(Digital Beam Forming：数字波束形成)部34。

DBF部34使用发自FFT部33的频率轴的信号，形成∑波束(上行系列以及下行系列)和Δ波束(步骤S203)。在DBF部34所形成的∑波束被发送到对偶部38，Δ波束被发送到测角部36。对偶部38基于对∑波束的上行系列和下行系列的信号进行了FFT的结果，如图5所示那样抽取振幅持有极值的频率(步骤S204)。这一关系式如下式所示。

[数学公式1]

Δf1＝fd-fr

Δf2＝fd+fr…(1)

fr=Δf2-Δf12]]>