專利名稱：雷達裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用毫米波的車載用的雷達裝置，尤其在規(guī)定角范圍內(nèi)掃 描波束方向，根據(jù)接收信號探測目標的雷達裝置。
背景技術(shù)：
以往有關(guān)于利用毫米波的車載用的雷達裝置的各種方案，在上述的雷 達裝置中，在規(guī)定掃描角范圍內(nèi)一邊掃描天線， 一邊發(fā)送發(fā)送波束，通過 由目標反射的接收信號探測目標的角度掃描型雷達裝置。
但是，在角度掃描型雷達裝置中，由于發(fā)送波束的發(fā)送范圍為扇形， 因此距自車距離越遠，探測范圍越大，在自車附近探測范圍變窄。
在專利文獻l中，作為解決上述問題的角度掃描型雷達裝置公開了一 種雷達裝置，其中配設(shè)有各自指向方向稍微不同的多個天線，通過改變用 于收發(fā)的天線的組合，來設(shè)定遠距離、近距離。具體地來說，該雷達裝置 通過采用鄰接的多個天線使發(fā)送波束寬度變窄，使遠距離的方位分辨率提 高，通過采用比這種遠距離探知所利用的天線少的天線數(shù)增大發(fā)送波束寬 度，從而使近距離的探測范圍擴大。
專利文獻1:特開平8—334557號公報
但是，現(xiàn)有的一般的角度掃描型雷達裝置不能探測掃描角范圍外的目 標。例如難以識別釆用最外角(掃描角范圍的端部)探測的接收信號的峰 值為在該角度方向上存在的目標，還是在范圍外存在的目標。
此外，專利文獻1中所述的雷達裝置必須使用多個天線，在采用多個 天線進行發(fā)送波束控制的情況下，必須進行用于對控制用的開關(guān)組和上述 開關(guān)組進行控制的復(fù)雜的控制處理。進而，由于遠距離的探測和近距離的 探測所利用的天線不同，因此必須分別進行不同的動作控制。

發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)采用一個天線進行遠距離的探 測和近距離的廣角探測的雷達裝置。
本發(fā)明的雷達裝置，具備發(fā)送波束形成單元，其形成從天線向外部 發(fā)送的發(fā)送波束；波束掃描單元，其在規(guī)定掃描角范圍內(nèi)掃描發(fā)送波束； 和接收探測單元，其根據(jù)發(fā)送波束由目標反射而由天線得到的接收信號， 探測目標，針對位于自掃描角范圍的規(guī)定方位角朝向至少一端X。的方位 角的目標，向X。的方位角發(fā)送的發(fā)送波束所對應(yīng)的接收信號強度被設(shè)定 為比相對于X。的方位角更靠近規(guī)定方位角側(cè)的至少一個發(fā)送波束所對應(yīng) 的接收信號強度低。
在該結(jié)構(gòu)中，對各掃描角進行下述設(shè)定，即針對存在于某掃描角(方 位角)X。方向的目標，使位于規(guī)定方位角側(cè)的至少一個掃描角方向的發(fā)送 波束的接收信號的強度比掃描角X。方向的發(fā)送波束的接收信號的強度高。 從而，接收信號強度的峰值出現(xiàn)的掃描角一方，相對于目標的掃描角(方 位角)更靠近規(guī)定方位角側(cè)。
此外，本發(fā)明的雷達裝置的特征在于，向X。的方位角發(fā)送的發(fā)送波 束所對應(yīng)的接收信號強度被設(shè)定為比相對于X。的方位角更靠近規(guī)定方位 角側(cè)的與發(fā)送波束鄰接的發(fā)送波束所對應(yīng)的接收信號強度低。
在該結(jié)構(gòu)中，對各掃描角進行下述設(shè)定，即針對存在于某掃描角(方 位角)X。方向的目標，使與規(guī)定方位角側(cè)鄰接的掃描角方向的發(fā)送波束的 接收信號的強度比掃描角X。方向的發(fā)送波束的接收信號的強度高。從而， 相對于目標的掃描角(方位角)，接收信號強度的峰值出現(xiàn)在與規(guī)定方位 角側(cè)鄰接的方位角。
此外，本發(fā)明的雷達裝置的特征在于，采用發(fā)送波束形成機構(gòu)，設(shè)定 為相對于掃描角范圍的規(guī)定方向的天線增益，使各掃描角方向的天線增益 朝向一端逐漸降低。
在該結(jié)構(gòu)中，在目標存在于某一掃描角方向的情況下，發(fā)送到相對該 掃描角方向更靠近規(guī)定方向側(cè)的掃描角方向的發(fā)送波束的接收信號，比發(fā) 送到目標存在的掃描角方向的發(fā)送波束的接收信號大。
此外，本發(fā)明的雷達裝置的特征在于，采用發(fā)送波束形成機構(gòu)，使各
掃描角方向的發(fā)送波束的寬度從掃描角范圍的規(guī)定方向朝向一端逐漸變
寬o
在該結(jié)構(gòu)中，即使發(fā)送波束的強度朝向一端方向而不減弱，只采用天 線的特性，能夠使發(fā)送波的波束方向強度具有分布。進而，越靠近一端側(cè) 的波束，能夠得到來自越大范圍的接收信號。由此，接收信號的峰值出現(xiàn) 的掃描角一方，相對于目標的掃描角(方位角)更靠近規(guī)定方向側(cè)。
此外，本發(fā)明的雷達裝置的特征在于，采用接收探測單元，按照相對 于掃描角范圍的規(guī)定方向的接收信號強度，使接收信號強度朝向一端逐漸 降低的方式，校正各掃描角方向的接收信號強度。
在該結(jié)構(gòu)中，如上述各結(jié)構(gòu)那樣不對發(fā)送波束進行控制，而控制接收 信號。從而，得到與控制上述的發(fā)送波束時相同的結(jié)果。另外，除了發(fā)送 波束的控制之外，也可進行接收信號的控制，通過進行上述處理能進一步 明確每個掃描角方向的不同。
此外，本發(fā)明的雷達裝置的特征在于，具備存儲單元，其中存儲有目 標的方位角和接收信號強度之間的對應(yīng)表或關(guān)系式，接收探測單元，檢測 出接收信號強度成為極大值的掃描角，并將該檢測出的掃描角應(yīng)用于對應(yīng) 表或關(guān)系式中，來探測目標的方位角。
在該結(jié)構(gòu)中，通過將接收信號強度的極大(峰值)的掃描角和此時的 目標的方位角預(yù)先關(guān)聯(lián)起來，如果根據(jù)所得到的接收信號強度的掃描角分 布檢測接收信號強度的峰值，則探測到目標的方位角。
此外，本發(fā)明的雷達裝置的特征在于，釆用接收探測單元，對各發(fā)送 波束的接收信號強度進行插補，檢測出接收信號強度的極大值。
在該結(jié)構(gòu)中，對根據(jù)掃描角分辨率而離散出現(xiàn)的各掃描角方向的接收 信號進行插補(例如置換為規(guī)定連續(xù)函數(shù)等)，來檢測峰值，通過這樣得 到更準確的峰值位置。
發(fā)明效果
通過本發(fā)明，接收信號強度的峰值出現(xiàn)在相對于目標存在的實際的掃 描角(方位角)更靠近掃描角范圍的中心側(cè)，從而在掃描角范圍的端部以 及端部附近，存在于相對掃描角范圍靠近外側(cè)的目標的接收信號強度的峰 值出現(xiàn)在掃描角范圍內(nèi)。由此，能夠探測相對于實際發(fā)送發(fā)送波束的掃描
角范圍更靠近外側(cè)的目標。
此外，通過本發(fā)明，越靠近掃描角范圍的端部，發(fā)送波束具有的范圍 越大，從而能夠探測從掃描角范圍的端部向外側(cè)更遠離的位置的目標。
此外，通過本發(fā)明，通過控制接收信號強度，在掃描角范圍的端部以 及端部附近，存在于相對掃描角范圍靠近外側(cè)的目標的接收信號的峰值出 現(xiàn)在掃描角范圍內(nèi)。由此，能夠探測相對于實際發(fā)送發(fā)送波束的掃描角范 圍更靠近外側(cè)的目標。
此外，通過本發(fā)明，將目標的掃描角和接收信號強度的峰值的掃描角 關(guān)聯(lián)起來，而不依賴于掃描角范圍內(nèi)還是范圍外，通過這樣根據(jù)接收信號 強度的峰值能夠容易地探測目標的掃描角即方位。
此外，通過本發(fā)明，通過對各掃描角的接收信號強度進行插補，使離 散出現(xiàn)的接收信號強度變得連續(xù)，接收信號強度的掃描角分布變得更細 密。通過這種接收信號強度的掃描角分布探測峰值，則能夠更準確地探測 目標的方位。


圖1為表示第1實施方式的雷達裝置的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2為表示各掃描角方向的發(fā)送波束的接收信號強度的分布的示意圖。
圖3為表示方位角(掃描角)和相對天線增益之間的關(guān)系的天線增益 模式圖。
圖4為發(fā)送波束為圖3所示的分布時的接收信號強度的峰值方位角和 目標方位角之間的關(guān)系圖。
圖5為表示目標存在于0。放上時的發(fā)送波束方位角和與其對應(yīng)的接收 信號強度的關(guān)系的圖。
圖6為表示目標存在于5。方向時的發(fā)送波束方位角和與其對應(yīng)的接收 信號強度的關(guān)系的圖。
圖7為表示目標存在于10。方向時的發(fā)送波束方位角和與其對應(yīng)的接 收信號強度的關(guān)系的圖。
圖8為表示目標存在于15。方向時的發(fā)送波束方位角和與其對應(yīng)的接
收信號強度的關(guān)系的圖。
圖9為表示第2實施方式中的方位角和相對天線增益之間的關(guān)系的天
線增益模式圖。
圖10為表示發(fā)送波束為圖9所示的分布時的接收信號強度的峰值方 位角和目標方位角之間的關(guān)系圖。
圖11為表示目標存在于0。方向時的發(fā)送波束方位角和與其對應(yīng)的接 收信號強度的關(guān)系的圖。
圖12為表示目標存在于5。方向時的發(fā)送波束方位角和與其對應(yīng)的接
收信號強度的關(guān)系的圖。
圖13為表示目標存在于10。方向時的發(fā)送波束方位角和與其對應(yīng)的接
收信號強度的關(guān)系的圖。
圖14為表示目標存在于15。方向時的發(fā)送波束方位角和與其對應(yīng)的接
收信號強度的關(guān)系的圖。
圖15為表示目標存在于20。方向時的發(fā)送波束方位角和與其對應(yīng)的接
收信號強度的關(guān)系的圖。
圖16為第3實施方式的雷達裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖17為表示第3實施方式的雷達裝置的其他結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖18為以近似二階函數(shù)的方式對接收信號強度并進行插補時的概念圖。
符號說明 1 —控制部 2—VC0 3 —稱合^ 4一循環(huán)器
5 —天線
6 —混頻器
7— LPF
8— A/D變換部 9一天線掃描機構(gòu) IO —數(shù)據(jù)處理部 ll一FFT處理部 12 —峰值檢測部 13—目標探測部 14一數(shù)據(jù)校正部 15—VGA
具體實施例方式
參照圖1 圖8對本發(fā)明的第1實施方式相關(guān)的雷達裝置進行說明。 另外，在本實施方式中，作為雷達裝置以安裝到汽車的FM—CW雷達裝 置為例進行說明。
圖1為表示本實施方式的雷達裝置的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
本實施方式的雷達裝置具備控制部1、 VC02、耦合器(coupler) 3、 循環(huán)器4、天線5、混頻器6、低通濾波器(LPF) 7、 A/D變換部8、天線 掃描機構(gòu)9、數(shù)據(jù)處理部IO。數(shù)據(jù)處理部IO具備FFT處理部11、峰值檢 測部12、目標探測部13。
控制部1依次生成調(diào)制發(fā)送信號的調(diào)制信號的數(shù)字數(shù)據(jù)，并基于該數(shù) 字數(shù)據(jù)向VC02輸出控制電壓。VC02按照從控制部1輸入的控制電壓使 振蕩頻率變化。由此，使VC02的振蕩頻率例如以三角波狀連續(xù)的方式 FM調(diào)制。耦合器3將被FM調(diào)制的發(fā)送信號傳送到循環(huán)器4側(cè)，并且以 規(guī)定分配比將一部分發(fā)送信號作為本地信號提供給混頻器6。循環(huán)器4將 發(fā)送信號向天線5側(cè)傳送，此外將來自天線5的接收信號提供給混頻器6。 天線5將VC02的被FM調(diào)制的連續(xù)波的發(fā)送信號作為具有規(guī)定寬度的發(fā) 送波束進行發(fā)送。此外，天線5通過天線掃描機構(gòu)9使發(fā)送波束的方向以 整個規(guī)定掃描角度范圍內(nèi)周期變化，并進行發(fā)送波束的掃描。另外，在以 下的說明中，表示從自車沿水平方向進行波束掃描的例子，上述掃描角相 當(dāng)于方位角。此時，各發(fā)送波束的放射方向的中心的角度間距、即掃描角 的分辨率被預(yù)先設(shè)定，進而每個掃描角的發(fā)送波束強度也被預(yù)先設(shè)定。
圖2為表示各掃描角方向的發(fā)送波束的接收信號強度的分布的示意 圖，(A)為整體圖，(B)為局部放大圖。在圖2中，501、 502R 505R、 502L 505L表示發(fā)送波束形狀以及由該發(fā)送波束得到的接收信號強度分
布的形狀。在此，所謂發(fā)送波束的接收信號強度表示在各個方位角方向(掃 描角方向)上，向位于距自車相同距離的目標發(fā)送發(fā)送波束而得到的接收 信號強度。
圖3為表示方位角(掃描角)和相對天線增益之間的關(guān)系的天線增益 模式(pattern)圖。在此，方位角表示以天線5的掃描角范圍的中心方向 為0。方向，與該0。方向所構(gòu)成的角度。此外，方位角為從自車向放射方向 觀察時的右側(cè)方向設(shè)為角度成為+的方向，左側(cè)方向為角度成為一的方 向。
發(fā)送波束被設(shè)定為，掃描角范圍的中心方向的發(fā)送波束的接收信號強 度比其他掃描角方向的發(fā)送波束的接收信號強度強，發(fā)送波束的接收信號 強度被設(shè)定為隨著從掃描角范圍的中心方向向端部方向而緩緩變?nèi)酢＠?如圖2所示，在朝向放射方向的右側(cè)的區(qū)域中，相對中心方向的發(fā)送波束 的接收強度501，各掃描角方向的接收強度502R、 503R、 504R、 505R隨 著從中心方向到端部而依次變?nèi)?。此外，朝向放射方向的左?cè)區(qū)域中，相 對中心方向的發(fā)送波束的接收強度501，各掃描角方向的接收強度502L、 503L、 504L、 505L被設(shè)定為隨著從中心方向到端部而依次變?nèi)酢?br> 而且，在鄰接的發(fā)送波束彼此之間例如在X。方向存在目標，掃描角 峰值為y。的情況下，按照向與中心側(cè)鄰接的X。一y。方向發(fā)送的發(fā)送波束 的X。方向的接收信號強度一方比向X。方向發(fā)送的發(fā)送波束的X。方向的接 收強度強的方式設(shè)定。例如，如圖2所示，在發(fā)送波束505R的中心方向 存在成為目標的其他車輛100時，設(shè)定為發(fā)送波束504R的發(fā)送波束505R 的中心方向上的接收信號強度542R—方比發(fā)送波束505R的該發(fā)送波束的 中心方向的接收強度551R強。
這種情況的具體示例為圖3，在圖3的情況下，掃描角分辨率為1°。 圖3的設(shè)定為，針對+1°方向的目標，使以0。方向為中心的發(fā)送波束的接 收信號強度一方比以+ l。方向為中心方向的發(fā)送波束所引起的接收信號 強度高。該關(guān)系(分布)被設(shè)定從掃描角范圍的中心(0°方向)到端部即 十15。方向為止即使掃描角增加也相同。而且，設(shè)定為針對掃描角范圍的 一端即+ 15。方向的目標，使以+ 14。方向為中心的發(fā)送信號所對應(yīng)的接收 信號強度一方比以+ 15。方向為中心方向的發(fā)送波束所對應(yīng)的接收信號強 度高。另外，在圖3的設(shè)定表示相對+角度方向(右側(cè)方向)的掃描角的 分布，但相對一角度方向(左側(cè)方向)的掃描角的分布也相同。之后，上 述+角度方向的分布和一角度方向的分布也可不完全相同，另外也可只為 一個方向(+角度方向或一角度方向)。
通過采用這種設(shè)定，能夠得到圖4所示的接收信號強度的峰值掃描角 和目標方位角之間的關(guān)系。
圖4為接收信號強度的峰值掃描角和目標方位角之間的關(guān)系圖。
由此，接收信號強度的峰值掃描角具有除了中心方向(0°方向)以外， 自目標方位角向中心方向(0°方向)偏離1。的關(guān)系。
上述設(shè)定的發(fā)送波束由目標反射，作為來自相同方向的反射信號由天 線5接收。天線5將接收信號向循環(huán)器4輸出，循環(huán)器4將接收信號向混 頻器6傳送。
混頻器6將來自耦合器3的本地信號和來自循環(huán)器4的接收信號混頻 后，輸出IF拍頻(beat)信號。LPF7除去IF拍頻信號中無用的高頻成分， A/D變換部8將該信號變換為抽樣數(shù)據(jù)串后，提供給數(shù)據(jù)處理部10的FFT 處理部11。
FFT處理部11對由A/D變換部8所變換的抽樣數(shù)據(jù)串進行FFT處理 后，提供給峰值檢測部12。峰值檢測部12通過對被FFT處理后的數(shù)據(jù)進 行閾值處理，檢測出各掃描角方向的接收信號強度后，提供給目標探測部 13。目標探測部13采用以下所示的方法根據(jù)各掃描角方向的接收信號強 度的分布探測目標的方位角。此時，目標探測部13通過已知的FM—CW 方法檢測從自車到目標的相對距離以及相對速度。
圖5 圖8為表示在各方位角方向存在目標的情況下發(fā)送波束掃描角 和與該掃描角對應(yīng)的接收信號強度的關(guān)系的圖。上述圖5 圖8的結(jié)果表 示將圖3所示的發(fā)送波束的模式用于發(fā)送接收雙方的情況。這里，圖5表 示目標存在于0。方向(掃描角范圍的中心方向)的情況，圖6表示目標存 在于+ 5°方向的情況。圖7表示目標存在于+ 10。方向的情況，圖8表示目 標存在于+ 15°方向的情況。
目標探測部13得到至少掃描一次發(fā)送波束的結(jié)果時，采用由峰值檢 測部12檢測出的接收信號強度，檢測出接收信號強度的掃描角分布。如
圖5 圖8所示，數(shù)據(jù)處理部10將目標的方位角和與該方位角對應(yīng)的接收 信號強度的掃描角分布關(guān)聯(lián)而預(yù)先存儲起來，或者預(yù)先存儲圖4所示的目 標方位角和接收信號強度的極大值的掃描角之間的關(guān)系。之后，目標探測 部13，檢測出根據(jù)由這一次掃描得到的接收信號強度的掃描角分布取得極 大值的接收信號強度的掃描角方向，讀出上述被存儲的接收信號強度成為 極大值的掃描角和目標的方位角之間的關(guān)系(圖4)，將上述檢測結(jié)果和 存儲信息進行比較。之后，目標探測部13基于比較結(jié)果檢測出目標方位 角。例如，如果得到在圖7所示的發(fā)送波束方位角度為9。時具有極大值的 接收信號強度分布，則探測到在10。方向存在目標，如果得到在圖8所示 的發(fā)送波束方位角度為14。時具有極大值的接收信號強度分布，則探測到 在15。方向存在目標。
由此，在本實施方式中，相對于表示接收信號強度分布的極大值的掃
描角，目標存在的方位角成為偏離中心r的一側(cè)的方位角(掃描角)。通
過利用這種關(guān)系，存在于掃描角范圍外的方位角16。的位置的目標能夠在 接收信號強度的極大值出現(xiàn)在15。時探測到。因此，也能探測到實際位于 掃描發(fā)送波束的角度范圍外側(cè)的目標。即通過釆用本實施方式的上述的結(jié) 構(gòu)，可更大地取得能近距離探測的方位。
此時，如上所述，發(fā)送波束的接收信號強度被設(shè)定為越靠近掃描角范 圍的端部越低，因此在端部方向不能探測到存在于遠離自車的目標，但能 探測到位于近距離的目標。
另一方面，在掃描角范圍的中心部，能夠設(shè)定與以往大致相同的接收 信號強度，因此在中心部能夠如以往那樣探測到遠離自車的目標。
其結(jié)果，在能夠存在于掃描角范圍的中心方向附近的其他車輛正確探 測到遠距離，并且在自車附近寬范圍內(nèi)能夠探測到其他車輛，能夠確切且 早期地探測到進行突然急超車的其他車輛等。
另外，在上述的說明中，根據(jù)掃描角方向的接收信號強度的極大值探 測到目標的方位角。但是，通過將如圖5 圖8所示的目標的方位角和接 收信號強度的分布模式關(guān)聯(lián)并預(yù)先存儲起來，將檢測出的接收信號強度的 分布模式和所存儲的接收信號強度的分布模式進行比較，也能夠探測目標 的方位角。采用這種分布模式的方法中，得到按目標的每個方位角不同的
分布模式，因此能夠唯一地決定目標的方位角。
接下來，參照圖9 圖15對第2實施方式相關(guān)的雷達裝置進行說明。
本實施方式的雷達裝置與第1實施方式所示的雷達裝置的結(jié)構(gòu)相同， 發(fā)送波束的控制方法和與此相伴的波束檢測方法不同。因此，省略各構(gòu)成 要素的說明，以下只對發(fā)送波束的控制方法以及峰值檢測方法進行說明。
圖9為表示本實施方式中的方位角和相對天線增益之間的關(guān)系的天線 增益模式圖。這里，方位角以及掃描角表示以天線5的掃描角范圍的中心 方向為0。方向，與該0°方向所構(gòu)成的角。此外，對方位角而言，將從自車 朝向放射方向觀察時的右手方向設(shè)為角度成+的方向，將左手方向身為角 度成一的方向。此外，掃描角分辨率為1。。
發(fā)送波束被設(shè)定為，掃描角范圍的中心方向的發(fā)送波束的接收強度比 其他掃描角方向的發(fā)送波束的接收強度強，發(fā)送波束的接收信號強度隨著 從掃描角范圍的中心方向朝向端部方向而緩緩變?nèi)?。此外，發(fā)送波束被設(shè) 定為使發(fā)送波束寬度隨著從掃描角范圍的中心方向朝向端部方向而緩緩 變寬。
例如，在圖9的例子中，0°方向的發(fā)送波束的波束寬度大約為±3°而6° 左右，但掃描角越大，波束寬度越大，掃描角范圍的端部即+ 15。方向的 發(fā)送波束的波束寬度為20。以上。由此，+15°方向的發(fā)送波束被位于方位 角25。的目標反射，得到接收信號。
通過采用這種設(shè)定，能得到圖10所示的接收信號強度的峰值掃描角 和目標方位角之間的關(guān)系。
圖10為發(fā)送波束為圖9所示的分布時的接收信號強度的峰值掃描角 和目標方位角之間的關(guān)系圖。
如圖10所示，接收信號強度的峰值掃描角具有除了 0。方向以外，大 致從目標方位角偏離中心方向(0°方向)的關(guān)系。例如在目標方位角為5。 的情況下，接收信號強度的峰值掃描角為4。，目標方位角為20。的情況下 接收信號強度的峰值掃描角為13°。而且，如果接收信號強度的峰值掃描 角為15°，則目標方位角為22。。由此，通過采用本實施方式的發(fā)送波束的 控制方法，實際僅通過以±15°掃描發(fā)送波束能檢測出存在于大致±22°的范 圍的目標的方位。
另一方面，圖11 圖15為表示在目標存在于各方位角方向時發(fā)送波 束掃描角和與其對應(yīng)的接收信號強度的關(guān)系的圖。上述圖11 圖15的結(jié) 果表示將圖9所示的發(fā)送波束的模式用于發(fā)送接收雙方的情況。在此，圖 11表示目標存在于0。方向(掃描角范圍的中心方向)的情況，圖12表示 目標存在于+ 5°方向的情況。圖13表示目標存在于+ 10°方向的情況，圖 14表示目標存在于+ 15。方向的情況。另夕卜，15表示目標存在于+20。方向 的情況。
在本實施方式的雷達裝置中，在數(shù)據(jù)處理部10中，將如圖11 圖15 所示的目標的方位角和與此對應(yīng)的接收信號強度的掃描角分布關(guān)聯(lián)并預(yù) 先存儲起來，或者將圖10所示的目標方位角和接收信號強度的極大值的 掃描角之間的關(guān)系預(yù)先存儲起來。之后，目標探測部13檢測出根據(jù)由這 次掃描得到的接收信號強度的掃描角分布取得極大值的接收信號強度的 掃描角方向，讀出上述所存儲的接收信號強度成為極大值的掃描角和目標 方位角之間的關(guān)系(圖4)，將上述檢測結(jié)果與存儲信息進行比較。之后， 目標探測部13基于比較結(jié)果檢測出目標方位角。例如，如果得到如圖13 所示的發(fā)送波束掃描角為8。時具有極大值的接收信號強度分布，則探測到 目標存在于10°方向，如果得到圖14所示的發(fā)送波束掃描角為11°時具有 極大值的接收信號強度分布，則探測到目標存在于15°方向。進而，如果 得到圖15所示的發(fā)送波束掃描角為13。時具有極大值的接收信號強度分 布，則探測到目標存在于20。方向。
由此，在本實施方式中，相對于表示接收信號強度分布的極大值的方 位角，目標存在的方位角存在于偏離中心的一側(cè)。由此，如圖15所示， 能夠探測到實際上相對于掃描發(fā)送波束的角度范圍更靠近外側(cè)的目標。即 通過采用本實施方式的上述結(jié)構(gòu)，能夠更大地取得近距離探測的方位。此 外，在本實施方式中，越靠近掃描角范圍的端值，使發(fā)送波束寬度越大， 從而通過第1實施方式所示的方法能夠進一步探測到大范圍。
另一方面，在掃描角范圍的中心部，通過設(shè)定與以往以及第l實施方 式大致相同的發(fā)送波束寬度，在中心部能夠采用以往的方法探測距自車遠 離的目標。
其結(jié)果，能夠正確地探測到存在于掃描角范圍的中心方向附近的其他
車輛直到遠距離位置，并且在自車附近能夠以更廣的范圍探測其他車輛， 能夠確切且更早期地探測到進行突然超出的其他車輛等。
另外，在上述的說明中，根據(jù)接收信號強度成為極大值的掃描角探測 到目標的方位角。但是，通過將圖11 圖15所示的目標方位角和接收信 號強度的掃描角分布模式關(guān)聯(lián)地預(yù)先存儲起來，對所檢測到的接收信號強 度的掃描角分布模式和所存儲的接收信號強度的分布模式進行比較，而能 夠探測目標的方位角。采用這種分布模式的方法，得到按目標的每個方位 角不同的分布模式，因此能夠唯一地決定目標的方位角。
接下來，參照圖16、圖17對第3實施方式相關(guān)的雷達裝置進行說明。 圖16為本實施方式的雷達裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。本實施方式的雷達裝 置，相對于第1實施方式的圖1所示的雷達裝置，在混頻器6和LPF7之 間設(shè)置有VGA (Variable Gain Amplifier) 15，其他結(jié)構(gòu)相同。
VGA15為能夠控制增益的放大器。VGA15從天線掃描機構(gòu)9提供發(fā) 送波束的掃描角信息，VGA15基于該掃描角信息使從混頻器6輸出的IF 拍頻信號的放大率變化。由此，即使不進行發(fā)送波束的強度控制，也能進 行相對圖3所示的方位角的相對天線增益的控制。由此，被增益調(diào)整的IF 拍頻信號與第1實施方式相同，介由LPF7通過A/D變換部8被數(shù)字變換 后提供給數(shù)據(jù)處理部10。數(shù)據(jù)處理部10如第1實施方式所示處理輸入數(shù) 據(jù)來探測目標。
通過這種結(jié)構(gòu)，不用進行發(fā)送波束的掃描角的強度控制，能夠正確地 探測到存在于掃描角范圍的中心方向附近的其他車輛直到遠距離位置，并 且能夠在自車附近以大范圍探測其他車輛。
另外，圖16表示在混頻器6和LPF7之間設(shè)置VGA15的結(jié)構(gòu)，但如 圖16所示，也可不采用VGA15，而在數(shù)據(jù)處理部10的FFT處理部11和 峰值檢測部12之間設(shè)置電平校正部14。
圖17為表示本實施方式的雷達裝置的其他結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
在具有這種結(jié)構(gòu)的情況下，得到不進行掃描角方向的強度控制的發(fā)送 波束所對應(yīng)的拍頻信號，并進行FFT處理。電平校正部14基于從控制部 1輸入的發(fā)送波束的掃描角信息對被FFT處理的數(shù)據(jù)進行電平校正。由此， 即使不進行發(fā)送波束的強度控制，也能進行對于圖3所示的方位角的相對
天線增益的控制。
由此，并不限于發(fā)送波束強度的掃描角的控制，通過由接收系統(tǒng)的各 電路元件對接收信號或接收數(shù)據(jù)的強度進行調(diào)整/校正，能夠正確地探測到 存在于掃描角范圍的中心方向附近的其他車輛直到遠距離位置，并且在自 車附近能夠以大范圍探測其他車輛。
另外，在本實施方式的上述說明中，表示了不進行發(fā)送波束強度的掃 描角的控制的情況，但也可以在進行發(fā)送波束強度的掃描角控制的狀態(tài)下 進行接收信號以及接收數(shù)據(jù)的調(diào)整/校正。
此外，在上述的各實施方式中，表示了將接收強度為最大的方位角配 置在掃描角范圍的中心的例子，但也可按照與雷達裝置的設(shè)置位置或設(shè)置 數(shù)目對應(yīng)，掃描角范圍的中心以外的方位的接收信號強度成為最大的方式 進行設(shè)定。例如，在車輛的前面的兩側(cè)設(shè)置兩個雷達的情況下，設(shè)定為在 左側(cè)的雷達中位于距掃描角范圍的中心右側(cè)的方位的接收信號強度最大， 在右側(cè)的雷達中位于距掃描角范圍的中心左側(cè)的方位的接收信號強度最 大。
進而，在第3實施方式所示的方式中，雷達的接收信號強度分布能通 過電平校正部14進行校正，也可按照條件使該校正不同。因此例如在按 照車輛的舵角切換掃描角范圍的接收強度最大點，能夠隨時變更目標的可 探測范圍。
此外，在上述的各實施方式中，根據(jù)基于掃描角度間距的離散的接收 信號強度的實際測量值探測到峰值的掃描角，但也可對所得到的接收信號 強度的分布進行插補處理來探測峰值的掃描角。
例如，圖18為以近似二階函數(shù)方式對接收信號強度并進行插補時的
概念圖。此時，根據(jù)由近似式表示的接收信號強度曲線探測峰值的掃描角。 在此，所探測到的峰值的掃描角，采用與根據(jù)由近似式表示曲線所得到的 成為峰值的角最接近的掃描角。之后，采用如上那樣探測到的掃描角，通 過上述第1實施方式所示的方法探測目標的方位角。通過采用上述方法， 能夠?qū)γ總€掃描角的接收信號強度的偏差進行校正，能夠探測更恰當(dāng)?shù)姆?值的掃描角。另外，作為插補方法，除了上述的二階函數(shù)的近似之外，也 可采用其他函數(shù)的近似，平滑(移動平均)、取得多個接收信號強度和與 其對應(yīng)的掃描角的點來取得重心的方法等。
權(quán)利要求
1、一種雷達裝置，具備發(fā)送波束形成單元，其形成從天線向外部發(fā)送的發(fā)送波束；波束掃描單元，其在規(guī)定掃描角范圍內(nèi)掃描發(fā)送波束；和接收探測單元，其根據(jù)上述發(fā)送波束由目標反射而由上述天線得到的接收信號，探測上述目標，針對位于自上述掃描角范圍的規(guī)定方位角朝向至少一端X°的方位角的目標，向上述X°的方位角發(fā)送的發(fā)送波束所對應(yīng)的接收信號強度被設(shè)定為比相對于上述X°的方位角更靠近上述規(guī)定方位角側(cè)的至少一個發(fā)送波束所對應(yīng)的接收信號強度低。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達裝置，其特征在于，向上述X。的方位角發(fā)送的發(fā)送波束所對應(yīng)的接收信號強度被設(shè)定為 比相對于上述X。的方位角更靠近上述規(guī)定方位角側(cè)的與上述發(fā)送波束鄰 接的發(fā)送波束所對應(yīng)的接收信號強度低。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達裝置，其特征在于， 上述發(fā)送波束形成單元，按照相對于上述掃描角范圍的上述規(guī)定方向的天線增益，使各掃描角方向的天線增益朝向上述一端逐漸降低的方式進 行設(shè)定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求'1 3中任一項所述的雷達裝置，其特征在于， 上述發(fā)送波束形成單元，使各掃描角方向的發(fā)送波束的寬度從上述掃描角范圍的上述規(guī)定方向朝向上述一端逐漸變寬。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的雷達裝置，其特征在于， 上述接收探測單元，按照相對于上述掃描角范圍的上述規(guī)定方向的接收信號強度，使接收信號強度朝向上述一端逐漸降低的方式，校正各掃描 角方向的接收信號強度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的雷達裝置，其特征在于， 具備存儲單元，其中存儲有上述目標的方位角和上述接收信號強度之間的對應(yīng)表或關(guān)系式，上述接收探測單元，檢測出接收信號強度成為極大值的掃描角，并將 該檢測出的掃描角應(yīng)用于上述對應(yīng)表或關(guān)系式中，來探測上述目標的方位 角。
7、根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的雷達裝置，其特征在于， 上述接收探測單元，對各發(fā)送波束的接收信號強度進行插補，檢測出 上述接收信號強度的極大值。
全文摘要
發(fā)送波束，按照發(fā)送波束的接收強度從掃描角范圍的中心方向向端部方向緩緩減弱的方式設(shè)定。例如在成為目標的其他車輛(100)存在于發(fā)送波束(505R)的中心方向時，按照發(fā)送波束(504R)的接收強度一方比發(fā)送波束(505R)的中心方向接收強度(551R)強的方式設(shè)定。檢測該發(fā)送波束的接收信號強度的掃描角分布時，出現(xiàn)接收信號強度的峰值的掃描角與目標實際存在的方位角相比更靠近掃描角范圍的中心側(cè)。從而，存在于與發(fā)送波束的掃描角范圍相比更靠近規(guī)定量外側(cè)的區(qū)域的目標的接收信號強度的峰值出現(xiàn)在掃描角范圍內(nèi)。
文檔編號G01S7/282GK101185009SQ20068001874
公開日2008年5月21日 申請日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者中西基 申請人:株式會社村田制作所