[发明专利]用于检测目标方位的雷达设备

说明书

技术领域

概括地说，本发明公开内容涉及用于确定包括至少目标的方位(方向)信息的雷达设备。

背景技术

通常将雷达设备使用为用于发动机车辆的驾驶支持设备。FM-CW(调频连续波)雷达设备公知为是这种雷达设备。

一般情况下，FM-CW雷达设备将连续雷达波发射成发射信号，其是将频率调制成具有随时间在上升段中增加，随时间在下降段中减少的频率；上升段和下降段组成一个调制周期。FM-CW雷达设备通过接收天线的各接收信道接收到达回波(到达波)，作为接收的信号；这些接收信道排列成一行。通过雷达波从目标(例如，对于雷达波进行反射的对象点)的反射来生成这些回波。

FM-CW雷达设备基于所接收的信号生成与反射雷达波的目标相关联的信息。例如，这种典型的FM-CW雷达设备在日本专利申请公报No.2006-47282中进行了公开。

具体而言，这种类型的FM-CW雷达设备将发射信号与接收信号(接收回波)进行混频以生成差拍信号。差拍信号中的每一个都具有与相应的接收信道的接收信号和发射信号之间的频率差相同的频率。FM-CW雷达设备在上升段和下降段的每一个中，对差拍信号的每一个执行频谱分析，以获得在上升段和下降段的每一个中强度的峰值的频率分量。这些峰值频率分量中的每一个意味着：存在作为相应到达回波的源的目标候选者；峰值频率分量称为“频率峰值”。

接着，FM-CW雷达设备执行已知的方位估计算法中的一种(换言之，DOA(到达方向)估计算法)，估计到达回波的方位(方向)，也就是说，来自相对应的目标候选者的到达回波相对于每一个频率峰值的预定参考轴的角度。随后，FM-CW雷达设备针对每一个频率峰值，对来自该目标候选者的相应回波的接收功率进行估计。

其后，FM-CW雷达设备执行公知的“配对匹配”任务，以从这些频率峰值中提取至少一对上升段中的频率峰值和下降段中的相应频率峰值；所述至少一对频率峰值满足下面两种条件：

第一条件在于：与所述至少一对频率峰值中的一个相对应的到达回波和与另一个相对应的到达回波之间的方向差位于预定的角范围之内。第二条件在于：与所述至少一对频率峰值中的一个相对应的到达回波和与另一个相对应的到达回波之间的接收功率差位于预定的功率范围之内。

FM-CW雷达设备估计，所提取的至少一对频率峰值是否与反射了雷达波的至少一个相同目标候选者相对应。

因此，FM-CW雷达设备基于所述至少一个提取的频率峰值对，计算该雷达设备和相应的至少一个目标候选者之间的距离和相对速度。因此，FM-CW雷达设备生成目标信息，后者包括：该雷达设备和相应的至少一个目标候选者之间的距离和相对速度、相应的至少一个目标候选者的方位。

作为方位估计算法的高分辨率算法是已知的。这些高分辨率算法中的一种是MUSIC(多重信号分类)算法，另一种是ESPRIT(旋转不变技术信号参数估计)算法。

这些高分辨率算法生成来自各信道的接收信号的自相关矩阵，获得该自相关矩阵的特征值，基于该自相关矩阵的特征值对到达回波的数量进行估计。具体而言，MUSIC算法基于到达回波的数量和特征值获得MUSIC谱，提取该MUSIC谱中的尖锐峰值(深零点)。随后，MUSIC算法针对每一个尖锐峰值，估计相应的到达回波的方位，并针对每一个尖锐峰值，估计来自该目标的到达回波的接收功率。

发明内容

方位分辨率公知为是对于方位估计性能的测量。上面所述的雷达设备的方位分辨率，表示来自相邻目标(相邻目标候选者)的到达回波的方位之间的最小角度；直到相邻到达回波之间的实际角度大于方位分辨率(最小角度)为止，这些到达回波才可以彼此完全地分离开。除基于雷达设备的信号处理性能之外，雷达设备的方位分辨率还基于其硬件性能来确定。例如，这种雷达设备的硬件性能取决于接收天线的物理特性；例如，接收天线的这些物理特性包括接收信道的特性和接收信道之间的间隔。例如，这种雷达设备的信号处理性能取决于安装在该雷达设备中的方位估计算法里的一种。

这可以导致对下面参数进行估计的准确性降低：取决于第一和第二目标候选者之间的位置关系的来自第一目标候选者的第一到达回波的方位和接收功率以及来自与第一目标候选者相邻的第二目标候选者的第二到达回波的方位和接收功率。

具体而言，如果在来自第一和第二目标候选者的到达回波的相应方位的差小于方位分辨率的情况下，第一和第二目标候选者到达，则雷达设备不能完全地且稳定地将来自第一和第二目标候选者的到达回波分离开。