專利名稱：用于檢測方位角的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于基于通過多個接收天線從目標接收的反射波來檢測目標的方位角(azimuth)(即，方位角方向、定向、或者方向)的方法和裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)地，眾所周知，在被稱為相位單脈沖雷達裝置的雷達裝置中，多個接收天線接收從發(fā)射天線發(fā)射并且通過被目標反射返回的反射波，并且根據(jù)在每一個接收天線處的接收信號的相位偏移(換句話說，相差)來檢測目標的方位角。然而，當使用相差來檢測方位角時，基于不能區(qū)別相差Δρ和Δρ + 360°，產(chǎn)生了所謂的混淆(不明確)。因此由于方位角只能在相差變化360° (例如_180°<Δ 3彡180° )的范圍內(nèi)被唯一地確定，所以產(chǎn)生了問題。因此，提出了一種方法，在該方法中，通過使用多個發(fā)射天線，其中每個發(fā)射天線都具有不同的波束指向性，并且在發(fā)射天線之間連續(xù)地切換，利用關于已被使用的發(fā)射波束的信息(方向和波束寬度)，擴大方位角檢測的范圍，并且判斷檢測結(jié)果是歸因于目標的反射還是混淆(例如，參考日本專利No. 4238375)。然而，當使用每個天線都具有不同的波束指向性的多個發(fā)射天線時，要求精確地確定發(fā)射天線的方向，并且由于制造變得困難產(chǎn)生了問題。此外，當考慮應用于實際的設備時，也可以考慮使用電子掃描方法，在電子掃描方法中使用天線單元被排列于同一平面上的陣列天線而不是每個天線都具有不同的波束指向性的多個天線，通過改變提供給配置陣列天線的每一個天線單元的發(fā)射信號的相位來改變發(fā)射波束的方向。在該實例中，作為改變提供給陣列天線的發(fā)射信號的相位的相位控制器，移相器、 羅特曼透鏡、巴特勒矩陣等是已知的。然而，由于實現(xiàn)這些相位控制器在性能和成本方面是困難，于是產(chǎn)生了問題。

發(fā)明內(nèi)容
已實現(xiàn)本發(fā)明以解決上述的問題。本發(fā)明的一個目標在于提供一種用于檢測方位角的方法和裝置，該方法和裝置能夠使用更簡單的配置來獲得擴大的方位角范圍。用以實現(xiàn)上文所描述的目標的本發(fā)明的方位角檢測裝置包括發(fā)射陣列天線，由多個沿預先設定的陣列軸排列的發(fā)射側(cè)天線單元組成；以及接收陣列天線，由沿陣列軸排列的多個接收側(cè)天線單元組成。信號獲取模塊通過利用信道發(fā)射和接收搜索波(即，一束用于搜索的連續(xù)波)來獲取針對每一個信道的接收信號，該信道是發(fā)射側(cè)天線單元和接收側(cè)天線單元的任意組合。然后，分析模塊利用由信號獲取裝置獲取的接收信號，沿發(fā)射側(cè)天線單元和接收側(cè)天線單元中的一個單元陣列，執(zhí)行第一空間頻率分析，并且利用第一空間頻率分析的結(jié)果，沿發(fā)射側(cè)天線單元和接收側(cè)天線單元中的另一個單元陣列，執(zhí)行第二空間頻率分析
4(也就是說，二維頻率分析)。根據(jù)分析結(jié)果，方位角計算模塊確定對搜索波進行反射的目標的方位角。作為空間頻率分析，例如，可以使用波束成形器或者諸如多信號分類(MUSIC 多信號分類)之類的高分辨率處理。在沿接收側(cè)天線單元的單元陣列執(zhí)行的空間頻率分析中，對無線電波的到達方向的檢測利用由接收側(cè)天線單元的布置所確定的特性來執(zhí)行。在沿發(fā)射側(cè)天線單元的單元陣列執(zhí)行的空間頻率分析中，對無線電波的到達方向的檢測利用由發(fā)射側(cè)天線單元的布置所確定的特征來執(zhí)行。在如上文所描述的進行配置的本發(fā)明的方位角檢測裝置中，通過沿發(fā)射側(cè)天線單元的單元陣列的空間頻率分析，在不使用相位控制器的情況下，實現(xiàn)了等同于發(fā)射波束切換的處理。因此，可以利用簡單的配置來實現(xiàn)方位角檢測范圍的擴大。此外，在本發(fā)明的方位角檢測裝置中，作為執(zhí)行二維頻率分析的結(jié)果，根據(jù)基于發(fā)射側(cè)天線單元的布置和接收側(cè)天線單元的布置所確定的兩個特性的組合的結(jié)果來檢測方位角。因此，例如，在波束成形器中，實現(xiàn)了將波束寬度變窄的效果，并且可以提高方位角檢測的分辨率?？梢詫⒍鄠€發(fā)射側(cè)天線單元和多個接收側(cè)天線單元各自排列成均勻間隔開或非均勻間隔開。當天線單元被排列成非均勻間隔開時，需要改變相差360°的方位角寬度與各天線單元的組合不同。因此，可以抑制柵瓣的產(chǎn)生，并從而抑制混淆的出現(xiàn)。此外，當天線單元被等間隔排列時，優(yōu)選地被設置發(fā)射側(cè)天線單元的布置間隔以及接收側(cè)天線的布置間隔，以使得當能夠在方位角檢測裝置中實現(xiàn)對方位角進行檢測的方位角寬度作為檢測范圍時，發(fā)射陣列天線的主瓣和柵瓣之間的方位角差是檢測范圍或者大于檢測范圍。在這種情況下，當抑制了的發(fā)射陣列天線的柵瓣效應(位于檢測范圍外的目標的混淆)在檢測范圍內(nèi)的出現(xiàn)時，檢測范圍可以被擴大到它的最大值?？梢詫z測范圍設置成正整數(shù)乘以單元方位角寬度，該單元方位角寬度是將從鄰近的接收側(cè)天線單元獲得的接收信號的相差改變360°所需的方位角寬度，或者相反地，該檢測范圍可以比該單元方位角寬度更窄。此外，在本發(fā)明的方位角檢測裝置中，發(fā)射陣列天線和接收陣列天線可以由單個陣列天線來配置。在這種情況下，天線所要求的尺寸被減半，并且可以實現(xiàn)配置的進一步的簡化。此外，信號獲取模塊可以被配置為以時分方式來操作多個發(fā)射側(cè)天線單元。然而，在這種情況下，在發(fā)射側(cè)天線單元切換后的一段時間，基于從發(fā)射側(cè)天線單元在切換之前發(fā)送的搜索波，接收側(cè)天線單元可以接收到反射波。因此，當執(zhí)行伴隨發(fā)射側(cè)天線單元切換的信道切換時，信號獲取模塊優(yōu)選地等待一段等待時間，然后針對切換后的信道開始進行接收信號的捕獲，其中上述等待時間被設置成比搜索波傳輸預先設定的最大檢測距離并返回所需的時間量更長。


在附圖中圖1是根據(jù)第一實施例的雷達裝置的整體配置的方框圖；圖2是設置天線單元的布置間隔(placement spacing)所需的參數(shù)之間的關系的說明圖；圖3A和圖;3B是設置天線單元的布置間隔所需的參數(shù)之間的關系的說明圖；圖4是由信號處理器執(zhí)行的方位角檢測過程的詳細流程圖；圖5是無線電波等的發(fā)射和接收的時序的說明圖；圖6A和圖6B是在空間頻率分析過程中使用的信道和數(shù)據(jù)之間的關系的說明圖；圖7是由二維空間頻率分析所形成的波束的概況的說明圖；以及圖8是根據(jù)第二實施例的雷達裝置的整體配置的方框圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖，將應用本發(fā)明的用于檢測方位角的裝置詳細描述為各個實施例。 在下文中，在實踐中將根據(jù)本發(fā)明的裝置簡化為一種方位角測量裝置。術語“方位角”也被稱為方位角方向，定向，或者只是方向。[第一實施例]參照圖1-圖7，現(xiàn)在將對根據(jù)本發(fā)明第一實施例的方位角檢測裝置進行描述。圖1是用于應用本發(fā)明的車輛的雷達裝置1的整體結(jié)構的方框圖。在本實施例中， 將雷達裝置即用于從車輛來檢測方位角的裝置安裝在車輛上。因此，該車輛的外部場所可以被定義成在其中方位角檢測方位角的場所。如圖1中所示出的，雷達裝置1包括發(fā)射陣列天線2，該發(fā)射陣列天線2由排列成單排的M個(根據(jù)第一實施例M = 4)天線單元(在下文中也被稱為“發(fā)射側(cè)天線單元”) AT1到ATm組成；根據(jù)調(diào)制命令CM產(chǎn)生調(diào)制信號MD的數(shù)模(DA)轉(zhuǎn)換器4 ；以及發(fā)射機3，該發(fā)射機3通過發(fā)射陣列天線2發(fā)射毫米波段的雷達波作為由調(diào)制信號MD調(diào)制的搜索波(即一束用于搜索的連續(xù)的波)。雷達裝置1還包括接收陣列天線5，該接收陣列天線5由排列成單排的N個(根據(jù)第一實施例N = 4)天線單元(在下文中也被稱為“接收側(cè)天線單元”)AIi1到組成，并且其接收從發(fā)射機3發(fā)射并由諸如前述的車輛或者道路側(cè)物體的目標反射的雷達波(在下文中稱為反射波)；N信道接收機6，其從來自接收陣列天線5的接收信號SR1到產(chǎn)生差拍信號B1到 ；由N個AD轉(zhuǎn)換器AD1到ADn組成的模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換部7，上述N個AD轉(zhuǎn)換器 AD1到ADn分別對由接收機6產(chǎn)生的差拍信號B1到 進行采樣并且將所采樣的差拍信號B1 到 轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)D1到Dn ；以及信號處理器8，該信號處理器8基于通過AD轉(zhuǎn)換部7載入的數(shù)字數(shù)據(jù)D1到Dn執(zhí)行不同類型的信號處理。(天線)在發(fā)射陣列天線2和接收陣列天線5中，車輛寬度方向(水平方向)充當陣列軸， 并且各天線單元沿該陣列軸排列。此外，發(fā)射側(cè)天線單元AT1到ATm以相等的間隔dl排列，并且接收側(cè)天線單元AR1 到ARn也以不同于間隔dl的相等間隔d2排列。如圖2中所示出的，設置間隔dl和d2以使得發(fā)射陣列天線2的主瓣(lobe)和柵瓣之間的方位角差為α，并且在雷達裝置1中可以在其上執(zhí)行目標的方位角檢測的范圍 (下文中指的是“檢測范圍”)為β，方位角差α是檢測范圍β或者大于檢測范圍。換句話說，在檢測范圍β內(nèi)，所述設置使得可以在不受發(fā)射陣列天線2的柵瓣的影響下檢測目標的方位角。此外，以單位方位角寬度為Y，其中該單位方位角寬度是接收側(cè)天線單元AR1到的各接收信號SR1到3&之間的相差改變360°所需的方位角寬度(換句話說，方位角
寬度使得目標的方位角可以從接收信號的相差唯一地確定)，檢測范圍β被設置成整數(shù) “a”(a > 1)乘以Y。也就是說，檢測范圍β ( = aX Y)被設置成以使用相位混淆總計達到“a”個循環(huán)。圖2是方位角差α，檢測范圍β以及單位方位角寬度、之間關系的示意圖，在該情況下，“a” = 3并且α = β。特別地，以發(fā)射陣列天線2的主瓣的方向(與前表面方向有關的角度)為θ，以雷達波的波長為λ，使用表達式(1)來表示間隔dl與方位角差α之間的關系(參見圖3Α 和圖3Β)，以及使用表達式(2)來表示間隔d2和方位角寬度Y之間的關系，間隔dl和d2 可以從在其中表達式(1)和( 關于間隔dl和d2被求解的表達式中被確定出。dl · sin( θ 士 α )-λ = dlsin θ (1)λ = d2sin γ(2)在表達式(1)中，等式左邊圓括號內(nèi)的部分在圖3Α中的實例中是正的，在圖;3Β中的實例中是負的。(發(fā)射機)發(fā)射機3包括用于產(chǎn)生毫米波段的高頻信號的高頻振蕩器31，該高頻振蕩器的振蕩頻率根據(jù)調(diào)制信號MD的信號電平而改變；分配器33，該分配器33將來自于高頻振蕩器31的輸出的功率分配給發(fā)射信號ST和本地信號L ；以及選擇器32，該選擇器32根據(jù)來自信號處理器8的選擇信號SE將發(fā)射信號ST提供給發(fā)射側(cè)天線單元AT1到ATn中的任意一個。選擇器32對選擇信號SE進行響應，其中在來自信號處理器8的分時(time sharing) 上給予上述選擇信號。根據(jù)本實施例，將具有固定信號電平的信號和信號電平以三角波形狀進行改變的信號用作調(diào)制信號MD。在前一情況下，雷達波成為具有固定頻率(CW)的連續(xù)波，在后一種情況下，雷達波成為經(jīng)頻率調(diào)制的連續(xù)波(FM-CW)。(接收機)接收機6由高頻混頻器MX1到MXn組成，其中高頻混頻器MX1到MXn分別將本地信號L與來自接收側(cè)天線單元AR1到的接收信號SR1到進行組合并且產(chǎn)生差拍信號B1 到 ，這些差拍信號B1到 是這些信號間的差的頻率分量的；以及分別對所產(chǎn)生的差拍信號B1到 進行放大的放大器AMP1到AMIV此后，發(fā)射側(cè)天線單元ATmOn= 1，2，...M)和接收側(cè)天線單元At n(n = 1,2,...N) 的組合被稱為信道CHmn。由包含發(fā)射側(cè)天線單元ATm的N個信道CHml到CHrt所組成的信道組被稱為發(fā)射側(cè)固定的信道組(transmission-side fixed channel group)，并且由包含接收側(cè)天線單元AIin的M個信道CHln到CHfc所組成的信道組被稱為接收側(cè)固定的信道組 (reception-side fixed channel group)。此外，當ATm被選擇作為發(fā)射側(cè)天線單元時，基于接收側(cè)天線單元AI n的接收信號而產(chǎn)生的數(shù)字數(shù)據(jù)由Dmn表示。(除了由信號處理器所執(zhí)行的操作的其它操作)在如上文所描述的進行配置的雷達裝置1中，雷達波從發(fā)射側(cè)利用選擇信號SE所選擇的發(fā)射側(cè)天線單元ATm中的任意一個被發(fā)射出去，并且該雷達波的反射波由各接收側(cè)天線單元AR1到所接收。此外，在雷達裝置1中，基于分別從天線單元AR1到輸出的 N個接收信號SR1到，獲得關于固定于發(fā)射側(cè)天線單元ATm的發(fā)射側(cè)固定的信道組CHml 到CHdin的數(shù)字數(shù)據(jù)Dml到Drt。當在通過選擇信號SE連續(xù)地改變用于雷達波發(fā)射的發(fā)射側(cè)天線單元ATm的同時重復執(zhí)行該操作時，獲得關于全部MXN個信道CH11到CHmn的數(shù)字數(shù)據(jù)D11到DM。(信號處理器)信號處理器8主要由已知的微計算機進行配置，其中該已知的微計算機由中央處理單元(CPU)，只讀存儲器(ROM)，隨機存取存儲器(RAM)等組成。信號處理器8包括用于輸入來自AD變換器7的數(shù)據(jù)的輸入端口，用于執(zhí)行快速傅里葉變換(FFT)的數(shù)字信號處理器(DSP)等。信號處理器8基于選擇信號SE固定一個發(fā)射側(cè)天線單元ATm(換句話說，選擇一個發(fā)射側(cè)固定的信道組CHml到CHJ。信號處理器8還執(zhí)行目標檢測處理，方位角檢測處理等。在目標檢測處理中，輸出調(diào)制信號MD以使得雷達波變成FM-CW。每次當由頻率逐漸地上升的向上調(diào)制和頻率逐漸下降的向下調(diào)制組成的測量周期結(jié)束時，基于關于單個發(fā)射側(cè)固定的信道組的數(shù)字數(shù)據(jù)Dml到Drt，計算與反射雷達波的目標間的距離和相對速度，其中該由單個發(fā)射側(cè)固定的信道組在測量周期期間由AD轉(zhuǎn)換器7反復進行采樣。在方位角檢測處理中，輸出調(diào)制信號MD以使得將雷達波變成CW?；谶x擇信號SE，連續(xù)地切換發(fā)射側(cè)天線單元AT1到ATm，獲得關于所有信道CH11到CHmn的數(shù)字數(shù)據(jù)D11到DM?；跀?shù)字數(shù)據(jù)D11 到Dm，檢測出存在目標的方向。在處理過程中的目標檢測處理中，信號處理器8基于來自于目標的反射波，通過識別頻率分量來檢測目標，例如，針對每個信道，通過對構成所選擇的發(fā)射側(cè)固定的信道組的N個信道CHml到CHdin中重復獲取的數(shù)字數(shù)據(jù)Dml到Drt分別執(zhí)行FFT處理。對于每一個檢測到的目標，使用在FMCW雷達領域中已知的方法來計算距離和相對速度。(方位角檢測過程)接著，與本發(fā)明的主要部分有關的方位角檢測過程將參照圖4中的流程圖來進行描述。方位角檢測過程與目標檢測過程交替地開始，或者每次目標檢測過程都被執(zhí)行多次。當開始方位角檢測過程時，首先，在SllO處，用于指定發(fā)射側(cè)天線單元AT的參數(shù) m被重置為1。在S120處，利用被輸出到DA轉(zhuǎn)換器4的調(diào)制命令CM開始產(chǎn)生變成連續(xù)波 (Cff)的發(fā)射信號，調(diào)制命令CM使得能夠輸出具有固定電平的調(diào)制信號MD。在S130處，設置信號SE被設置成使得選擇器33在時分方式下根據(jù)參數(shù)m的設置來選擇發(fā)射側(cè)天線單元AT。在S140處，雷達裝置1等待往返時間的上限(等待時段)，其中往返時間的上限(upper limit round-trip time)被設置成雷達波傳輸最大的檢測距離并且返回所需的時間量，或者更長的時間。在S150處，通過AD轉(zhuǎn)換器7獲取數(shù)字數(shù)據(jù)Dml到DmN (也就是說，針對發(fā)射側(cè)固定的信道組CHml到CHrt的數(shù)據(jù))。在S160處，增加參數(shù)m(m —m+1)。在S170處，對參數(shù)m是否大于發(fā)射側(cè)天線單元數(shù)M進行判斷。當判斷m等于或者小于M，假定未選擇的發(fā)射側(cè)天線單元(就此，發(fā)射側(cè)固定的信道組)是存在的，重復執(zhí)行S130到S160的處理。在S170處，當判斷m大于M,假定已經(jīng)獲得針對所有的發(fā)射側(cè)天線單元(就此，發(fā)射側(cè)固定的信道組)的數(shù)據(jù)，并且處理轉(zhuǎn)到S180。停止輸出調(diào)制命令CM，從而停止了發(fā)射信號的產(chǎn)生。換句話說，如圖5中所示出的，連續(xù)地選擇發(fā)射天線AT1到ATM，并且從所選擇的發(fā)射天線處發(fā)射雷達波。當選擇了某一發(fā)射天線ATm時，在等待了上述的往返時間上限之后， 獲得了針對信道CHml到CHdin的數(shù)字數(shù)據(jù)。作為針對所有發(fā)射信道重復該處理的結(jié)果，獲得了針對所有信道的數(shù)字數(shù)據(jù)。在S190處，對于具有相同的接收側(cè)天線單元AIin的每M個信道CHln到CHfc (換句話說，接收側(cè)固定的信道組Tei到TeN ；參見圖6A)執(zhí)行波束成形(數(shù)字波束成形)。作為結(jié)果，對于N個接收側(cè)信道組Tei到TeN中的每一個，獲得每M個頻段的計算結(jié)果(頻率和強度)。在計算結(jié)果中，頻率指示了由發(fā)射陣列天線形成的每一個波束的方向(參見圖7中由實線指示的區(qū)域)，并且強度指示了波束的接收強度。在S200處，根據(jù)在S190處針對每一個接收側(cè)固定的信道組Tei到Tffl所得到的計算結(jié)果，對關于相同頻段(在下文中也稱為“接收固定的頻段”)的每N個計算結(jié)果(參見圖6B)執(zhí)行波束成形。作為結(jié)果，關于M個接收固定的頻段中的每一個，獲得了每N個頻段的計算結(jié)果(頻率和強度)。在計算結(jié)果中，頻率指示了在由接收固定的頻段所指定的發(fā)射波束內(nèi)、由接收陣列天線所形成的每個波束(然而，參見圖7中在由接收固定的頻段所指定的發(fā)射波束內(nèi)、不包括由實線所指示的區(qū)域的區(qū)域)的方向，并且強度指示了波束的接收強度。換句話說，根據(jù)在S200處的計算結(jié)果，獲得了在檢測范圍β內(nèi)的接收強度分布。在S210處，將目標所存在的方向從在S200處得到的接收強度分布中提取出來 (在該方向上，接收強度是預先設定的門限或高于該門限)，完成了方位角檢測過程。以這種方式獲得的目標的方位角信息以及通過目標檢測過程所獲得的與該目標間的距離和相對速度被用于控制，執(zhí)行上述控制以在自動巡航或車輛運行期間避免危險情形或?qū)⑽ｋU情形通知駕駛員等。(效果)如上文所描述的，在雷達裝置1中，通過使用由M個發(fā)射側(cè)天線單元AT1到ATm組成的發(fā)射陣列天線2和由N個接收側(cè)天線單元AR1到組成的接收陣列天線5，獲得了針對所有信道CH11到CHmn的數(shù)字數(shù)據(jù)D11到Dmn，其中上述所有信道CH11到CHmn是發(fā)射側(cè)天線單元ATm和接收側(cè)天線單元組合。此外，作為在發(fā)射側(cè)天線單元的陣列方向上和在接收側(cè)天線單元的陣列方向上對數(shù)字數(shù)據(jù)D11到Dmn執(zhí)行二維空間頻率分析(波束形成)的結(jié)果，創(chuàng)建了接收強度分布，并且從該接收強度分布確定反射雷達波的目標所存在的方向。因此，在雷達裝置1中，作為波束成形的結(jié)果，其中在該波束成形中將接收側(cè)信道單元被，在不使用相位控制器的情況下，實現(xiàn)了與發(fā)射波束切換等同的過程。因此，可以利用簡單的配置來實現(xiàn)方位角檢測范圍的擴大。
此外，在雷達裝置1中，由于執(zhí)行了二維空間頻率分析，其效果等同于將發(fā)射波束和接收波束相乘，因此，可以獲得利用變窄的波束進行掃描，提高了方位角檢測的準確度。此外，在雷達裝置1中，設置發(fā)射側(cè)天線單元41\到々1 的布置間隔dl以使得發(fā)射陣列天線2的主瓣和柵瓣之間的方位角差α成為檢測范圍β或者比β更大，并且設置接收側(cè)天線單元ARjj 的布置間隔d2以使得檢測范圍β成為“a”乘以單位方位角寬度
Y ο因此，在雷達裝置1中，由于抑制了發(fā)射陣列天線2的柵瓣效應(與檢測范圍β 外的目標的混淆)在檢測范圍β內(nèi)出現(xiàn)，因此可以利用檢測范圍β至其最大潛能來執(zhí)行方位角檢測。此外，在本發(fā)明的方位角檢測裝置中，發(fā)射陣列天線和接收陣列天線可以由單個陣列天線來配置。(第二實施例)參照圖8，現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的方位角檢測裝置。根據(jù)第二實施例的雷達裝置10僅與根據(jù)第一實施例的雷達裝置1部分地不同。將主要描述該不同。(配置)如圖8中所示出的，雷達裝置10包括由M個(根據(jù)第二實施例，Μ = 4)排列成單排的天線單元A1到Am組成的發(fā)射/接收陣列天線12，而不是發(fā)射陣列天線2和接收陣列天線5。此外，代替選擇器33，雷達裝置10包括，分別設置于天線單元A1到An內(nèi)的定向耦合器DJ1到DJn，以及根據(jù)來自信號處理器8的選擇信號SE來向定向耦合器DJ1到DJn中的任一個(從而，天線單元Al到AN)提供發(fā)射信號ST的選擇器13。以與根據(jù)第一實施例的發(fā)射側(cè)天線單元AT1到々1 的方法相類似的方法，設置天線單元A1到Am的布置間隔以使得在陣列天線12的主瓣和柵瓣之間的方位角差α等于檢測范圍β或者比β更大。(效果)在如上文所描述的進行配置的雷達裝置10中，與雷達裝置1相比，天線所需的尺寸被減半，并且可以實現(xiàn)配置的進一步簡化。(其它實施例)上文描述了本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明并不局限于上述的實施例并且在不脫離本發(fā)明的保護范圍的基礎上，可以做出各種改變。例如，根據(jù)上述的實施例，發(fā)射側(cè)天線單元AT1到ΑΤΜ、接收側(cè)天線單元AR1到ARN、 天線單元~到Am每個都以相等的間隔排列。然而，天線單元可以被不均勻地間隔開，即，以不相等的(不規(guī)則的)的間隔排列。為了設置不相等的間隔，可以使用在JP-A-2008-M1702 公開文本中描述的技術。當天線單元以不均勻的間隔排列時，改變360°的相差所需的方位角寬度與針對每個天線單元的組合是不同的。因此，可以抑制柵瓣的產(chǎn)生，并從而抑制混淆的出現(xiàn)。然而，當天線單元以不均勻的間隔排列時，需要外加轉(zhuǎn)子來執(zhí)行計算，其中在執(zhí)行波束成形時，該轉(zhuǎn)子以與天線間隔成反比的方式進行旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)上文描述的實施例，將檢測范圍β設置成整數(shù)“a”乘以單位方位角寬度Y。 然而，對于1 > a > 0，檢測范圍β可以被設置成比單位方位角寬度Y更窄。根據(jù)上文描述的實施例，波束成形器被用于空間頻率分析。然而，可以使用諸如 MUSIC之類的高分辨率處理。根據(jù)上文描述的實施例，方位角檢測過程通過對分別從目標檢測過程獲得的數(shù)據(jù)進行處理來執(zhí)行方位角檢測過程。然而，可以利用在目標檢測過程中獲得的數(shù)據(jù)來執(zhí)行方位角檢測過程。根據(jù)上文描述的實施例，在針對具有固定的接收側(cè)天線單元的每個接收側(cè)固定的信道組執(zhí)行第一空間頻率分析之后，利用來自第一空間頻率分析的結(jié)果來對每個頻段執(zhí)行第二空間頻率分析。然而，可以針對具有固定的發(fā)射側(cè)天線單元的每個發(fā)射側(cè)固定的信道組來執(zhí)行第一空間頻率分析，并且可以利用來自第一空間頻率分析的結(jié)果來對每個頻段執(zhí)行第二空間頻率分析。為了完整性，應當提及的是，到目前為止所說明的各種實施例并不是可能的實施例的確定的列表。本領域的技術人員可以理解，在不偏離基本的發(fā)明構思的基礎上，對各種結(jié)構細節(jié)進行組合或者利用從現(xiàn)有技術已知的技術來對它們進行補充或修改是可能的。
1權利要求
1.一種用于檢測從存在于場所中的裝置來看的方位角的裝置(1、10)，所述裝置包括具有沿預先設定的陣列軸排列的多個發(fā)射天線單元(AT1-AT4)的發(fā)射陣列天線O)，以及具有沿所述陣列軸排列的多個接收天線單元(AR1-AR4)的接收陣列天線(3)；信號獲取模塊(8(S110-180)、3、4、6、7、13)，用于通過發(fā)送和接收通過每一個信道的搜索波來獲取針對每一個信道的接收信號，其中所述信道是每一個所述發(fā)射天線單元和每一個所述接收天線單元的任意組合；第一分析模塊(8 ；S190)，用于利用由所述信號獲取模塊所獲取的接收信號，沿所述發(fā)射天線單元和所述接收天線單元中任意一個的陣列軸執(zhí)行第一空間頻率分析；第二分析模塊(8 ；S200)，用于利用所述第一空間頻率分析的結(jié)果，沿所述發(fā)射天線單元和所述接收天線單元中另一個的陣列軸執(zhí)行第二空間頻率分析；以及方位角計算模塊(8 ；S210)，用于根據(jù)來自所述第二空間頻率分析的分析結(jié)果，確定反射所述搜索信號的目標的方位角。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述多個發(fā)射天線單元以等間隔沿所述陣列軸間隔排列，并且所述多個接收天線單元以等間隔沿所述陣列軸間隔排列。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中設置所述發(fā)射天線單元的所述間隔和所述接收天線單元的所述間隔以使得所述發(fā)射陣列天線的主瓣和柵瓣之間的方位角差等于或大于檢測范圍，所述檢測范圍是方位角寬度，所述裝置能夠檢測所述方位角直到所述方位角寬度為止。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其中將所述檢測范圍設置成一個數(shù)量，該數(shù)量是正整數(shù)乘以單位方位角寬度，通過所述單位方位角寬度，來自接收天線單元中的相互鄰近的單元的接收信號被給予了 360度的相差。
5.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其中將所述檢測范圍設置成比所述方位角寬度窄的數(shù)量，通過所述方位角寬度，來自接收天線單元中的相互鄰近的單元的接收信號被給予了 360 度的相差。
6.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述發(fā)射天線單元和所述接收天線單元分別以不均勻的間隔排列。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的裝置，其中所述發(fā)射陣列天線和所述接收陣列天線被制作成單個陣列天線。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的裝置，其中所述信號獲取模塊被配置為允許所述發(fā)射天線單元在時分技術下操作。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其中所述信號獲取模塊被配置為使所述發(fā)射天線單元的切換伴隨著在所述信道的切換之間的等待時段，所述等待時段被設置成比所述搜索波傳輸預定的最大檢測距離并返回所需的時間段長。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的裝置，其中所述第一空間頻率分析和所述第二空間頻率分析是波束成形處理或高分辨率處理。
11.一種用于檢測從存在于場所中的裝置來看的方位角的方法，所述裝置包括具有沿預先設定的陣列軸排列的多個發(fā)射天線單元(AT1-AT4)的發(fā)射陣列天線O)，以及具有沿所述陣列軸排列的多個接收天線單元(AR1-AR4)的接收陣列天線(3)，所述方法包括通過發(fā)送和接收通過每一個信道的搜索波來獲取針對每一個信道的接收信號，其中所述信道是每一個所述發(fā)射天線單元和每一個所述接收天線單元的任意組合；首先，利用通過所述信號獲取步驟獲取的接收信號，沿所述發(fā)射天線單元和所述接收天線單元中的任意一個的陣列軸執(zhí)行第一空間頻率分析；其次，利用所述第一空間頻率分析的結(jié)果，沿所述發(fā)射天線單元和所述接收天線單元中的另一個的陣列軸執(zhí)行第二空間頻率分析；以及根據(jù)來自所述第二空間頻率分析的分析結(jié)果，確定反射所述搜索信號的目標的方位
全文摘要
一種用于檢測方位角的裝置具有發(fā)射陣列天線和接收陣列天線，其中發(fā)射陣列天線具有多個沿陣列軸排列的發(fā)射天線單元，接收陣列天線具有多個沿陣列軸排列的接收天線單元。通過發(fā)送和接收搜索波通過每個信道來獲取針對每個信道的接收信號。所述信道是發(fā)射天線單元中的每一個和接收天線單元中的每一個的任意組合。利用接收信號，沿發(fā)射天線單元和接收天線單元中的任何一個的陣列軸執(zhí)行第一空間頻率分析。然后，利用第一空間頻率分析的結(jié)果，沿天線單元中另一個的陣列軸執(zhí)行第二空間頻率分析。基于來自第二空間頻率分析的分析結(jié)果確定目標的方位角。
文檔編號G01S13/06GK102360077SQ201110200980
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權日2010年6月4日
發(fā)明者中林健人, 夏目一馬, 水谷玲義 申請人:株式會社電裝