專利名稱：雷達的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雷達系統(tǒng)，該雷達系統(tǒng)通過使用毫米波段無線電波來檢測像車輛這樣的目標。
背景技術：
專利文獻1中所揭示的一種已知的雷達系統(tǒng)是安裝在像汽車這樣的車輛中的雷達系統(tǒng)，用于測量車輛等的間距。
專利文獻1中所揭示的雷達系統(tǒng)使波束掃描器將一波束引導至三個方向上。如果在多個不同的波束方向上檢測到相同的目標，則該雷達系統(tǒng)根據各方向上接收信號的強度來計算目標的角度。另一方面，如果只在單個波束方向上檢測到目標，則該雷達系統(tǒng)確定目標的角度等于預設角度。
專利文獻1公布號為2000-338222的未經審查的日本專利申請發(fā)明內容本發(fā)明要解決的問題然而，上述已知的用在車輛中的雷達系統(tǒng)不能夠以等于或小于檢測無線電波的波束寬度的分辨率來跟蹤目標的移動。此外，在接收信號強度根據波束方位(azimuth)方向變化而變化的觀察過程中，接收信號強度達到峰值的那個波束方位并不必然地表示準確的目標中心位置。換句話說，用在車輛中的已知雷達系統(tǒng)的問題在于，其測量目標的方位的精確度較低。
除專利文獻1所描述的方法以外，即使其寬度已達最小的波束被用于方位方向上的掃描，方位方向上的分辨率也要由該方位方向上的取樣間隔來確定。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種在檢測目標位置方面性能有所提高的雷達系統(tǒng)，與無法以等于或小于檢測無線電波的波束寬度的分辨率來檢測目標的移動過程這樣一種情形相比，該雷達系統(tǒng)能夠以較高的分辨率能力來檢測目標的方位，以及與由方位方向上取樣間隔來確定方位方向上的分辨率這樣一種情形相比，本發(fā)明的雷達系統(tǒng)的檢測分辨率都是比較高的，并且本發(fā)明還能夠解決接收信號強度的峰值位置偏移目標中心這一問題。
解決這些問題的手段根據本發(fā)明的一個方面，雷達系統(tǒng)包括接收信號強度分布檢測裝置，該裝置用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從中心處預定的方位的左邊延伸到右邊，該裝置還用于接收從目標反射的波，改變波束的中心方位，并以預定的角度間隔和各預定的距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，該裝置基于波束方位寬度和兩個方位處的接收信號強度來檢測與作為目標中心方位的近似等腰三角形的頂點相對應的那個方位，其中這兩個方位是彼此分開的中心方位檢測方位寬度并且位于與在到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值相對應的那個方位的左邊和右邊，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，該近似等腰三角形使波束方位寬度作為其底邊并使表示接收信號強度的兩個點位于兩條斜邊上。
根據本發(fā)明的另一個方面，在雷達系統(tǒng)中，目標中心方位檢測裝置進一步包括這樣一種裝置，它定義多個中心方位檢測方位寬度，檢測與各中心方位檢測寬度有關的近似等腰三角形的頂點所對應的方位，并且對檢測到的方位執(zhí)行加權平均。
根據本發(fā)明的另一個方面，雷達系統(tǒng)包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從中心處的預定的方位的左邊延伸到右邊，該裝置還用于接收從目標反射的波，改變波束的中心方位，并以預定的角度間隔和各預定的距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，基于波束方位寬度、到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位處的接收信號強度、以及被中心方位檢測方位寬度分布離開到上述最大值所對應的方位的左邊和右邊的那兩個方位處的兩個接收信號強度中較高的那個接收信號強度，該裝置可測量作為目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，該近似等腰三角形使波束方位寬度作為其底邊并使表示接收信號強度的兩個點位于兩條斜邊上。
根據本發(fā)明的另一個方面，雷達系統(tǒng)包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從中心處預定的方位的左邊延伸到右邊，該裝置還用于接收從目標反射的波，改變波束的中心方位，并且以預定的角度間隔和各預定距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，該裝置基于多個方位處的接收信號強度來檢測作為目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，該多個方位是預定的中心方位檢測方位寬度并位于到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位的左邊和右邊，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，該近似等腰三角形使多個用于表示多個方位處的接收信號強度的點位于其兩個斜邊上。
根據本發(fā)明的另一個方面，雷達系統(tǒng)進一步包括這樣一種裝置，該裝置用于當近似等腰三角形的底邊長度小于波束的主瓣的波束方位寬度時執(zhí)行處理，使得該近似等腰三角形所對應的方位不被視為目標的中心方位。
根據本發(fā)明的另一個方面，雷達系統(tǒng)包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)射具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從中心處預定的方位的左邊延伸到右邊，該裝置還用于接收從目標反射的波，改變波束的中心方位，并且以預定的角度間隔和各預定的距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，基于到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的方位處的接收信號強度，也基于被中心方位檢測方位寬度分別離開到上述最大值所對應的方位的左邊和右邊的那兩個方位處的兩個接收信號強度中較弱的那個接收信號強度、或位于與該較弱的接收信號強度所對應的方位相同的一側的多個方位處的多個接收信號強度，該裝置檢測作為目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，該近似等腰三角形使多個用于表示接收信號強度的點位于其斜邊之一上并使波束方位寬度作為其底邊。
根據本發(fā)明的另一個方面，雷達系統(tǒng)包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從中心處預定的方位的左邊延伸到右邊，該裝置還用于接收目標反射的波，改變波束的中心方位，并且以預定的角度間隔和各預定距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，該裝置基于到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的方位處的接收信號強度以及一個或多個方位處的一個或多個接收信號強度，來檢測作為目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，其中該一個或多個方位是該最大值所對應的方位內(左邊或后邊)的一個或多個中心方位檢測方位寬度，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，該近似等腰三角形使多個用于表示接收信號強度的點位于其斜邊之一上并且使波束方位寬度作為其底邊。
根據本發(fā)明的另一個方面，雷達系統(tǒng)包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從中心處預定的方位的左邊延伸到右邊，該裝置還用于接收從目標反射的波，改變波束的中心方位，并且以預定的角度間隔和各預定距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，如果接收信號達到其最大值的那個方位位于檢測方位角度范圍的末端(左邊或右邊)，并且如果通過從半個波束方位寬度中減去中心方位檢測方位寬度以使波束方位寬度變?yōu)橐话霃亩@得的方位寬度的比率小于在某一方位(該方位是在到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應于最大值的最外圍方位到所對應的左邊或右邊最外圍方位之內的中心方位檢測方位寬度)處的接收信號強度的比率這一條件滿足，則該裝置基于最大值所對應的最外圍方位處的信號強度、作為最外圍方位內中心方位檢測方位寬度的那個方位處的接收信號強度以及波束方位寬度來檢測作為目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，該近似等腰三角形使波束方位寬度作為其底邊并使用于表示接收信號強度的兩個點位于其兩個斜邊上，并且如果上述條件不滿足，則基于到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位處的接收信號強度以及在一個或多個方位(該一個或多個方位是最大值所對應的方位內(左邊或右邊)的一個或多個中心方位檢測方位寬度)處的一個或多個接收信號強度，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，該近似等腰三角形使多個用于表示接收信號強度的點位于其斜邊之一上并且使波束方位寬度作為其底邊。
根據本發(fā)明的另一個方面，雷達系統(tǒng)進一步包括接收信號強度分布校正裝置，該裝置用于如果到目標的距離之內的接收信號強度分布在該方位方向上延伸到比波束方位寬度還要遠的地方，則從該接收信號強度分布中減去一個與等腰三角形相對應的分布，該等腰三角形使目標中心方位檢測裝置所檢測到的目標方位作為其頂點并且使波束方位寬度作為其底邊。
根據本發(fā)明的另一個方面，在雷達系統(tǒng)中，接收信號強度分布校正裝置按順序從接收信號強度分布中減去與其中心方位被檢測的目標相對應的等腰三角形所對應的分布。
根據本發(fā)明的另一個方面，在雷達系統(tǒng)中，接收信號強度分布檢測裝置在檢測方位角度范圍內改變波束的中心方位，并且目標中心方位檢測裝置進一步包括根據到目標的距離內接收信號強度分布中最大值所對應的方位來改變中心方位檢測方位寬度這樣一種裝置。
本發(fā)明的優(yōu)勢效果根據本發(fā)明的一個方面，接收信號強度檢測裝置以預定的角度間隔和各預定距離來檢測接收信號強度的分布，并且目標中心方位檢測裝置基于波束方位寬度和兩個方位處的接收信號強度來檢測目標的方位，這兩個方位彼此分開并且位于到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的方位的左邊和右邊。當在直角坐標系(其中示出了與方位變化有關的接收信號強度分布)中表達從波束掃描中獲得的目標方位和接收信號強度分布時，接收信號強度分布可用等腰三角形來近似，該等腰三角形使波束方位寬度所確定的方位寬度作為其底邊。因此，與無法以等于或小于檢測無線電波的波束寬度的分辨率來檢測目標移動的情形以及由方位方向上取樣間隔來確定方位方向上分辨率的情形相比，可以以更高的分辨率能力來檢測方位。
根據本發(fā)明的另一個方面，定義了多個中心方位檢測方位寬度，并且對相對于這些中心方位檢測方位寬度而檢測出的目標中心方位執(zhí)行加權平均。因此，根據接收信號強度分布的形狀，可以以高精確度來檢測目標的中心方位。
根據本發(fā)明的另一個方面，接收信號強度分布檢測裝置以預定的角度間隔并對于各預定距離來檢測接收信號強度的分布，并且目標中心方位檢測裝置基于波束方位寬度、到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位處的接收信號強度、以及被中心方位檢測寬度分別離開到最大值所對應的方位的左邊和右邊的那兩個方位處的兩個接收信號強度中較強的那個接收信號強度，來檢測目標的方位。因此，可以在帶有特殊重要性的情況下檢測目標的方位，該特殊的重要性被給予由接收信號強度分布中出現(xiàn)的鐘形曲線的頂端所表示的接收信號強度。
根據本發(fā)明的另一個方面，使多個點位于其兩個斜邊上的等腰三角形的頂端可以被檢測成目標的中心方位，該多個點都表示與方位變化相關的接收信號強度分布中的接收信號強度。因此，從接收信號強度分布中的多個點中，可以精確地檢測出目標的中心方位。
根據本發(fā)明的另一個方面，當接收信號強度分布是由近似等腰三角形(該近似等腰三角形使用于表示接收信號強度分布中的接收信號強度的點位于其兩個斜邊上)來近似時，如果近似等腰三角形的底邊長度小于波束的主瓣的方位寬度，則執(zhí)行處理，使得近似等腰三角形的頂點所對應的方位不被視為目標的中心方位。因此，可以防止錯誤的檢測，其中目標的中心方位是從旁瓣所對應的接收信號強度分布中檢測到的。
根據本發(fā)明的另一個方面，使多個點位于其斜邊之一上的近似等腰三角形的頂點可以被檢測成目標的中心方位，該多個點表示與方位變化相關的接收信號強度分布中的接收信號強度。因此，從接收信號強度分布中的多個點中，可以精確地檢測出目標的中心方位。
根據本發(fā)明的另一個方面，當基于多個方位(該多個方位是彼此分開且位于接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位的左邊或右邊的預定的峰值檢測方位寬度)處的接收信號強度用等腰三角形來近似接收信號強度分布的形狀時，對應于等腰三角形的頂點的方位被檢測成目標的中心方位。因此，目標的中心方位可以被檢測到，即便在從目標反射的波中所產生的接收信號強度分布中出現(xiàn)的鐘形圖案存在于檢測角度范圍的任一端。因此，基本上在檢測方位角度范圍內整個角度范圍上都可以檢測到目標的中心方位。
根據本發(fā)明的另一個方面，即便接收信號的最大值所對應的方位位于檢測方位角度范圍的末端(左邊或右邊)，如果作為最大值所對應的方位內的中心方位檢測方位寬度的方位處的信號強度可以被視為等腰三角形的兩個斜邊上的點，則使表示接收信號強度的兩個點位于其兩個斜邊上的等腰三角形的頂點所對應的方位也可以被檢測成目標的中心方位。因此可以精確地檢測目標的中心方位，即便它位于檢測方位角度范圍的末端附近。
根據本發(fā)明的另一個方面，如果在方位方向上兩個目標靠得很近，其距離小于波束方位寬度，則從這些目標反射的波所對應的接收信號強度分布具有部分重疊的鐘形圖案。在本發(fā)明中，如果接收信號強度分布在方位方向上延伸到比波束方位寬度要遠的地方，則從接收信號強度分布中減去某一方位處的目標所對應的等腰三角形所對應的分布，該方位是從由斜邊之一上的多個點所表示的接收信號強度中獲得的。因此，可以提取出從其它目標中產生的接收信號強度分布。因此，即便兩個目標靠得很近，其距離小于波束方位寬度，也可以檢測到各目標的中心方位。
根據本發(fā)明的另一個方面，接收信號強度分布檢測裝置在檢測方位角度范圍內改變波束的中心方位，同時目標中心方位檢測裝置依據檢測方位角度范圍內的中心方位來改變峰值檢測方位寬度。因此，即便為響應于波束的中心方位的變化而改變波束的方位寬度，也可以以高精確度來檢測目標的中心方位。


圖1是示出了根據第一實施例的雷達系統(tǒng)的信號系統(tǒng)結構的方框圖。
圖2示出了天線、波束和目標的位置關系。
圖3示出了在雷達系統(tǒng)的上調制周期和下調制周期中所產生的差拍信號之間的頻率差異示例。
圖4示出了在方位方向上峰值組的信號強度分布示例。
圖5是示出了雷達系統(tǒng)的處理步驟的流程圖。
圖6是示出了圖5中步驟S10的處理步驟的流程圖。
圖7示出了接收信號強度分布與近似等腰三角形之間的關系。
圖8示出了接收信號強度分布的形狀根據波束方位變化的示例。
圖9示出了根據第二實施例的雷達系統(tǒng)的目標中心方位檢測方法。
圖10是示出了目標中心方位檢測的步驟的流程圖。
圖11示出了根據第三實施例接收信號強度分布與近似等腰三角形之間的關系。
圖12示出了根據第四實施例的雷達系統(tǒng)的目標中心方位檢測方法。
圖13是示出了目標中心方位檢測步驟的流程圖。
圖14示出了根據第五實施例的雷達系統(tǒng)的目標中心方位檢測方法。
圖15示出了根據第六實施例的雷達系統(tǒng)的目標中心方位檢測方法。
圖16示出了根據第七實施例在接收信號強度分布與近似等腰三角形之間的關系。
圖17示出了根據第八實施例主瓣、旁瓣以及目標的位置關系。
圖18示出了接收信號強度分布的形狀在主瓣和旁瓣之間的差異。
圖19示出了根據第九實施例兩個目標相對于雷達系統(tǒng)的位置關系的一個示例。
圖20示出了從上述關系中獲得的接收信號強度分布的一個示例。
圖21示出了用于檢測一個目標的中心方位的方法。
圖22示出了用于檢測另一個目標的中心方位的方法。
圖23示出了雷達系統(tǒng)的目標中心方位檢測方法。
參考數(shù)字IL近似等腰三角形IB近似等腰三角形的底邊(方位寬度)IH近似等腰三角形的高Td近似等腰三角形的頂點方位(目標的中心方位)DL接收信號強度分布DW中心方位檢測方位寬度IS近似等腰三角形的斜邊具體實施方式
現(xiàn)在參照圖1到8將描述第一實施例的雷達系統(tǒng)。
圖1是示出了雷達系統(tǒng)整體結構的方框圖。VCO1根據DA轉換器11所輸出的控制電壓改變振蕩頻率。隔離器2將振蕩信號從VCO1發(fā)送到耦合器3以便阻擋反射信號進入VCO1。在把信號通過隔離器2發(fā)送到循環(huán)器4的同時，耦合器3按預定的比率將發(fā)送信號的一部分作為局部信號Lo發(fā)送到混頻器。循環(huán)器4將該發(fā)射信號發(fā)送給天線5，同時將接收信號從天線5提供給混頻器6。天線5向特定的方向發(fā)送來自VCO1的頻率調制連續(xù)波的毫米波束，并接收來自該特定方向的反射信號。此外，天線5在檢測角范圍中周期性地改變波束的方向。
混頻器6將來自耦合器3的局部信號Lo與來自循環(huán)器4的接收信號混合起來以輸出一個中頻信號IF。IF放大電路7根據距離按預定的增益放大該中頻信號。AD轉換器8將放大后的電壓信號轉變?yōu)閿?shù)字數(shù)據并將該數(shù)字數(shù)據提供給DSP9。當接收到來自AD轉換器8的數(shù)字數(shù)據時，DSP9暫時存儲與至少一個掃描相對應的數(shù)字數(shù)據(即，在預定的檢測角范圍內用多波束來進行掃描)。然后，根據下文所描述的處理，DSP9從天線、天線到目標的距離以及目標相對于天線的相對速度中計算目標的方位。微控制器單元(MCU)10接著將用于VCO1的調制數(shù)據提供給D/A轉換器11，以便用連續(xù)的三角波對VCO1的振蕩頻率進行頻率調制。此外，MCU10對掃描機構12執(zhí)行處理以改變天線5的方向。此外，MCU10向DSP9提供數(shù)據，該數(shù)據描述調制信號到VCO1的定時以及天線5的方向和方位。
DSP9包括FFT處理器91，該處理器接收由AD轉換器8所產生的數(shù)字數(shù)據并確定頻譜；峰值檢測處理器92，用于從頻譜中檢測頻率軸上的峰值位置；方位計算處理器93，用于檢測被檢測的目標的中心方位；以及處理器94，用于計算到目標的距離和目標的相對速度。
圖2示出了作為目標的車輛、天線以及波束之間的位置關系。參考數(shù)字b-n、…、b0、…以及b+n各表示來自天線5的檢測波波束。波束掃描是通過在檢測角范圍中改變天線5的方向而實現(xiàn)的。
圖3示出了在發(fā)送信號和接收信號之間頻率變化差異的示例，該差異是由到目標的距離和目標的相對速度所引起的。上差拍頻率fBU表示在發(fā)送信號的頻率上升模式中發(fā)送信號和接收信號之間的頻率差，下差拍頻率fBD表示在發(fā)送信號的頻率下降模式中發(fā)送信號和接收信號之間的頻率差，并且Δf表示頻移寬度。發(fā)送信號和接收信號的三角波之間沿時間軸的移動(時間差)對應于無線電波傳播到目標又返回天線所必需的時間。發(fā)送信號和接收信號之間沿頻率軸的移動對應于多普勒移動的量，它是由目標相對于天線的相對速度引起的。該時間差和多普勒移動量改變上差拍fBU和下差拍fBD的值。換句話說，檢測上差拍和下差拍的頻率可給出從雷達系統(tǒng)到目標的距離以及目標相對于雷達系統(tǒng)的速度。
圖4示出了用于不同方位的頻譜排列在該方位方向上的一個示例。圖4(A)示出了在不同方位處波束的上調制周期中差拍信號的頻譜中出現(xiàn)的峰值的峰值頻率。圖4(B)示出了在不同方位處波束的下調制周期中差拍信號的頻譜中出現(xiàn)的峰值的峰值頻率。波束方位是由橫軸表示的，而頻譜中所包括的峰值的頻率是由縱軸所表示的并畫在直角坐標系中。
在本示例中，如圖4(A)所示，峰值組Gu1和峰值組Gu2出現(xiàn)在上調制周期中；各組包括以特定形狀分布在波束方位和頻率方向上的峰值。相似的是，如圖4(B)所示，峰值組Gd1和峰值組Gd2出現(xiàn)在下調制周期中；各組包括以特定形狀分布在波束方位和頻率方向上的峰值。
在圖4中，只有頻譜中所包括的各個峰值的位置是用黑點來表示的。它們的強度分布(接收信號強度)在方位方向上是鐘形的。
此處，執(zhí)行配對以確定上調制周期中出現(xiàn)的多個峰值組中的哪一個與下調制周期中出現(xiàn)的多個峰值組中的哪一個配對。換句話說，確定兩個組是否是由相同目標的反射所產生的。
然后，基于在上調制周期和下調制周期中要被配對的兩個組的頻率來確定到目標的距離和目標的相對速度。
圖5是示出了圖1中的DSP9和MCU10的處理過程的流程圖。首先，掃描裝置12執(zhí)行控制以引導光束到初始方位(S1)。在這種情況下，獲得了由A/D轉換器8所產生的差拍信號數(shù)字數(shù)據中的一部分，該部分與預定的取樣計數(shù)一樣多，并且對所獲得的數(shù)據執(zhí)行FFT(S2→S3)。
接下來，檢測到頻譜中信號強度達到其頻率軸上的峰值的那部分。然后，提取出在該峰值頻率處的其峰值頻率和信號強度(S4)。
接下來，通過參照所提取的峰值頻率和相鄰(之前的)波束方位處的信號強度，確定在當前波束方位處的峰值頻率及其相應的信號強度要被分配給哪一個組(S5)。換句話說，對峰值頻率之差在預定范圍內的那些進行分組。
然后，在用一個波束代替波束方位之后，執(zhí)行相似的處理(S6→S7→S2…)。
通過重復上述處理直到最后的波束，在上調制周期和下調制周期中用于各波束方位的峰值頻譜被確定在檢測范圍中，并在該方位方向上具有預定的寬度。
接下來，針對各組在方位方向上確定典型的方位、典型的峰值頻率、典型的信號強度以及信號強度分布(S8)。例如，在波束方位方向上并沿頻率軸而延伸的組的中心方位被用作典型的方位，在典型的方位處沿頻率軸延伸的頻率范圍的中心被用作典型的峰值頻率，并且在典型的峰值頻率處的信號強度被用作典型的信號強度。此外，在典型的峰值頻率處范圍方向上的信號強度變化被當作接收信號強度分布數(shù)據來計算。
接下來，由下述方法來確定各組的中心方位(S10)。然后，到目標的距離和用于精確確定目標的中心方位的數(shù)據被輸出給下一級系統(tǒng)(S11)。
圖7示出了在預定的距離處的上差拍信號或下差拍信號的接收信號強度在該波束方位方向上的分布示例。橫軸表示波束中心方位并特別地示出了接收信號強度分布曲線是鐘形的范圍。縱軸表示通過將接收信號強度的峰值定義成1而歸一化的接收信號強度。圖7中的各個圓圈表示在各波束方位處的接收信號強度。用來連接由這些圓圈所表示的多個點的曲線DL代表在方位方向上接收信號強度的分布。接收信號強度分布DL可以用等角三角形IL來近似，其中方位寬度IB用作其底邊并且高為IH。在下文中，該等腰三角形IL被稱為近似等腰三角形。在到目標的距離給定的情況下，作為近似等腰三角形IL底邊的方位寬度IB是由目標的方位寬度和波束的方位寬度來決定的。換句話說，IB隨著該方位方向上目標寬度的增大而增大，并且IB也隨著波束寬度在該方位方向上的增大而增大。不過，目標的方位寬度的可能范圍是有限的。例如，對于車載毫米波雷達而言，要被檢測的目標是車輛。因此，作為近似等腰三角形IL底邊的方位寬度IB可以由到目標的給定距離處的波束方位寬度來確定的。
同時，即便目標的尺寸相同，目標的方位寬度也會隨著離雷達系統(tǒng)天線的距離的減小而增大，而目標的方位寬度則隨著離雷達系統(tǒng)天線的距離的增大而減小。不過，要被檢測的目標的距離的可能范圍是有限的。例如，對于車載毫米波雷達而言，10米以外的車輛通常被當作檢測目標。因此，不管到目標的距離是多少，作為近似等腰三角形IL底邊的方位寬度IB采用由波束范圍寬度所確定的恒定值。
接收信號強度的絕對值正比于目標的大小和反射系數(shù)，并反比于到目標的距離的平方。如果通過將峰值定義為1而使接收信號強度歸一化，則作為近似等腰三角形IL底邊的方位寬度IB是由波束方位寬度來確定的。在圖7中，為便于查看，通過將峰值定義為1，使接收信號強度分布DL歸一化。
圖6是示出了用于圖5步驟S10中檢測目標的中心方位的處理步驟的流程圖。首先，針對可檢測的距離范圍內的各距離，確定在基本上相同的距離處的接收信號強度分布(S111)。接下來，針對各距離，檢測接收信號強度達到其峰值的方位(S112)。在圖7所示的示例中，接收信號強度達到其峰值的波束方位A3被檢測到了。然后，從離峰值方位和作為近似等腰三角形底邊的方位寬度較遠的預定數(shù)目的波束的接收信號強度中計算出目標的中心方位(S113)。在圖7所示的示例中，波束的接收信號強度L1和L5被提取出來，這些波束是遠離峰值方位A3的中心方位檢測方位寬度DW(即，用于中心方位的檢測的方位寬度)，并且通過使用下述的方程，近似等腰三角形IL的中心方位Td被確定為目標的中心方位。
在圖7中，高為L1和L5的兩個陰影直角三角形底邊長度的和等于通過從近似等腰三角形底邊長度IB中減去(A5-A1)所對應的長度而獲得的差值。既然這些三角形是相似的并關于縱軸對稱，那么高為L1的直角三角形的底邊長度可表達為{IB-(A5-A1)}/(L1+L5)。
通過將近似等腰三角形底邊長度IB的一半長度加上從A1中減去上述底邊長度而獲得的那個差值，便可以獲得目標的中心方位Td，由此，可表達如下Td＝A1+IB/2-{(IB-A5+A1)L1}/(L1+L5)…(1)將A1＝-0.2°、A2＝-0.1°、A3＝0°、A4＝1.0°、A5＝2.0°、IB＝6.2°、L1＝0.27以及L5＝0.51代入方程(1)，可給出目標方位Td為0.33°。因此，與無法以等于或小于檢測無線電波的波束寬度的分辨率來檢測目標的移動的情形以及方位方向上的分辨率由方位方向上的取樣間隔來確定的情形相比，可以以更高的分辨率來檢測目標的中心方位。
圖8示出了當波束方位變化而目標的大小和離目標的距離保持不變時接收信號強度分布的變化示例。在圖8中，橫軸表示主輻射器相對于電介質透鏡的相對位置。在電介質透鏡的焦平面上，沿基本上與該電介質透鏡的光軸正交的曲線或直線移動主輻射器。隨著主輻射器離光軸的距離變得越來越遠，方位方向上的波束寬度或與方位方向正交的方向上的波束寬度會因電介質透鏡的彗形象差而增大。因此，隨著波束方位離主輻射器的前面變得越來越遠，接收信號強度的峰值隨著波束寬度的增大而相對地減小。因此，當用于確定近似等腰三角形的底邊(方位寬度)IB的波束方位寬度根據峰值方位而變化時，可以使接收信號強度分布中出現(xiàn)的鐘形圖案以高精確度近似成等腰三角形(即，等腰三角形與鐘形圖案的匹配)。此外，根據會依賴于波束方位而改變的接收信號強度，如有必要，可以改變中心方位檢測方位寬度DW。
通過使用方程，或通過參照預先準備的表格，可以獲得用于確定近似等腰三角形底邊(方位寬度)的波束方位寬度和中心方位檢測方位寬度DW。
接下來，將參照圖9和圖10來描述第二實施例的雷達系統(tǒng)。
與第一實施例的差別在于用于檢測目標的中心方位的過程。在圖7所示的示例中，近似等腰三角形的頂點方位是基于兩個波束的接收信號強度來確定的，這兩個波束是彼此分開的中心方位檢測方位寬度DW，其峰值方位為A3，它是從接收信號強度分布中獲得的并位于兩個波束中心。不過，在圖9所示的示例中，給出了三個中心方位檢測方位寬度DW1、DW2和DW3，以替代上述單個的中心方位檢測方位寬度DW。然后，無論哪種情形，中心方位都是基于波束的接收信號強度來檢測的，這些波束是它們相應的方位寬度并離遠離峰值方位。
圖10是示出了第一實施例的圖5中步驟S10的處理過程的流程圖。首先，針對可檢測的距離范圍內各個距離，確定在基本上相同的距離處的接收信號強度分布(S111)。接下來，針對各個距離，檢測接收信號強度達到其峰值的方位A3(S112)。然后，定義三個中心方位檢測方位寬度DW1、DW2和DW3，而非上述單個中心方位檢測方位寬度DW。接下來，相對于各個中心方位檢測方位寬度DW1、DW2和DW3，來確定波束的接收信號強度，這些波束是它們相對應的方位寬度，并遠離峰值方位?；诎瓷鲜龃_定的接收信號強度，確定近似等腰三角形的頂點方位(S113’)。然后，對相對于中心方位檢測方位寬度DW1、DW2和DW3而確定的頂點方位進行加權平均而獲得的那個數(shù)值被當作目標的中心方位加以檢測。
具體來講，各中心方位檢測方位寬度DW1、DW2和DW3所對應的目標中心方位Td1、Td2和Td3是基于方程(1)來確定的。然后，對中心方位Td1、Td2和Td3執(zhí)行加權平均最終會給出目標的中心方位。此處，中心方位檢測方位寬度越小則意味著檢測中心方位的精確度越高，因為中心方位是基于峰值方位處或其附近處的接收信號強度來確定的。即，中心方位是下式來確定的Td＝(Wd1*Td1+Wd2*Td2+Wd3*Td3)/(Wd1+Wd2+Wd3)…(2)其中Wd1、Wd2和Wd3表示用于各個中心方位Td1、Td2和Td3的加權平均的權重。這些權重具有這樣的關系Wd1＞Wd2＞Wd3。
盡管在圖9所示的示例中給出了中心方位檢測方位寬度，但中心方位檢測方位寬度的數(shù)目可以進一步增加。如果要執(zhí)行近似等腰三角形和接收信號強度分布的匹配，并且將特定的重要性給予接收信號強度分布的整體形狀，則可以這樣設置加權平均的權重，使得基于波束方位處的接收信號強度將更多的權重添加到中心方位，這些波束方位遠離峰值方位某一度數(shù)，同時隨著中心方位檢測方位寬度的減小或增大添加更少的權重。
接下來，參照圖11將描述第三實施例的雷達系統(tǒng)。
圖11示出了在預定的距離處上差拍信號或下差拍信號的接收信號強度在波束方位方向上的分布示例。橫軸表示波束中心方位并特別示出了接收信號強度分布曲線是鐘形的范圍。在各波束方位處接收信號強度與圖7所示情形相同。
在上述第一和第二實施例中，在接收信號強度分布中，目標的中心方位是基于兩個波束方位處的波束方位寬度和接收信號強度來檢測的，這兩個方位分開一個中心方位檢測方位寬度，達到最大值所對應的方位的左邊和右邊。不過，在第三實施例中，目標的中心方位是基于如下因素來檢測的最大值所對應的方位處的接收信號強度；最大值所對應的方位的左邊和右邊兩個方位所對應的兩個接收信號強度中較高的那個接收信號強度，這兩個方位到最大值所對應的方位都是中心方位檢測方位寬度；以及波束方位寬度。換句話說，在圖11所示的示例中，在峰值方位A3附近的兩個方位A2和A4所對應的接收信號強度中，提取出較大的接收信號強度(對應于方位A4)和接收信號強度L3(對應于峰值方位A3)。然后，通過下面的方程，近似等腰三角形IL的中心方位Td是作為目標的中心方位加以計算的Td＝A3+IB/2-{(IB-A4+A3)L3}/(L3+L4)…(3)方程(3)可以以和方程(1)相同的方式來推導。
接下來，將參照圖12和圖13描述第四實施例的雷達系統(tǒng)。
在上述第一到第三實施例中，由波束方位寬度所確定的方位寬度被定義成近似等腰三角形的底邊。不過，在第四實施例中，近似等腰三角形的頂點方位是基于該近似等腰三角形兩斜邊上的點來確定的并被當作目標的中心方位來加以檢測。
圖13是示出了第一實施例的圖5中步驟S10的處理過程的流程圖。首先，相對于可檢測的距離范圍內的各距離，確定在基本上相同距離處的接收信號強度分布(S111)。然后，對于各距離，檢測接收信號強度達到其峰值的方位A3(S112)。接下來，確定在方位方向上相鄰的四個波束處的接收信號強度L1、L2、L3和L4。然后，在其兩個斜邊上具有四個點(這四個點表示接收信號強度L1、L2、L3和L4)的近似等腰三角形的頂點方位被確定為目標的中心方位。
如果給出A1＝-0.2°、A2＝-0.1°、A3＝0°、A4＝1.0°、A5＝2.0°、L1＝0.27、L2＝0.65、L4＝0.90以及L5＝0.51，并且縱軸表示接收信號強度L，橫軸表示波束寬度“a”，近似等腰三角形IL左側的直斜線可表達為L＝0.38a+1.02。相似的是，近似等腰三角形IL右側的直斜線可表達為L＝-0.39a+1.29。因此，給出了近似等腰三角形IL的頂點(這兩個直斜線相交在此)所對應的“a”＝0.34°，并且獲得了目標的中心方位0.34°。
在圖12所示的示例中，接收信號強度是相對于各個波束方位A2、A1、A4和A5而被提取的，這些波束方位是按該順序沿方位方向彼此相鄰的并以峰值方位A3為中心。不過，近似等腰三角形兩條斜邊上的點所對應的波束方位的組合并不限于這樣。例如，可以從峰值方位中提取出第二和第三波束所對應的兩個點、或從峰值方位中提取出第一和第三波束所對應的兩個點。基于從峰值方位中第一到第n波束方位范圍中多個任意波束方位處所獲得的接收信號強度，可以用最小二乘法等來確定近似的直線。然后，兩個近似直線相交的交叉點可以被確定為目標的中心方位。
接下來，參照圖14將描述第五實施例的雷達系統(tǒng)。
在上述第一到第四實施例中，等腰三角形被定義成使兩個或多個波束方位處的接收信號強度所對應的點位于兩個斜邊上，然后，等腰三角形的頂點所對應的中心方位Td被確定為目標的中心方位。不過，在第六實施例中，只使用等腰三角形的一個斜邊，將該等腰三角形的頂點所對應的中心方位Td確定為目標的中心方位。
在圖14中，對最大值所對應的方位A3處的接收信號強度L3、方位A4處的接收信號強度L4以及方位A2處的接收信號強度L2進行比較，其中方位A4是最大值所對應的方位右邊(在本示例中，緊靠右邊)的中心方位檢測方位寬度，方位A2是最大值所對應的方位左邊(在本示例中，緊靠左邊)的中心方位檢測方位寬度。然后，確定等腰三角形IL，最低的接收信號強度所對應的點和最高的接收信號強度所對應的點都位于其斜邊之一上，并且該等腰三角形具有底邊(方位寬度)IB。
或者，通過比較最大值所對應的方位右邊的方位A4處的接收信號強度L4和最大值所對應的方位左邊的方位A2處的接收信號強度L2，便可以使用在較低的接收信號強度的方向上排列的多個點。在圖4所示的示例中，在方位A1處的接收信號強度L1也可以用來定義等腰三角形，使得近似等腰三角形(它通過多個點，這些點表示接收信號強度L3、L2和L1)形成該等腰三角形的斜邊之一。
接下來，將參照圖15來描述第六實施例的雷達系統(tǒng)。
上述第一到第四實施例中的任意一個示出了一個示例，其中目標的中心方位存在于檢測方位范圍內，并且其中鐘形圖案出現(xiàn)在接收信號強度分布中。不過，如果目標的中心方位位于檢測方位范圍的最遠邊界處或位于最遠邊界以外，則只有從目標反射的波所產生的鐘形圖案的一部分會出現(xiàn)在檢測方位范圍中接收信號強度分布中。在第六實施例中，為響應于這樣一種情形，來檢測目標的中心方位。
具體來講，當在直角坐標系中表達方位變化所對應的接收信號強度分布時，近似等腰三角形(它在其斜邊上具有多個點，這些點表示接收信號強度，它還使波束方位寬度所定義的方位寬度作為其底邊)的頂點所對應的方位被當作目標的中心方位加以檢測。在圖15所示的示例中，基于波束方位A3處的接收信號強度L3和波束方位A4處的接收信號強度L4，近似等腰三角形IL的頂點方位Td被當作目標的中心方位加以檢測。
如果給出波束方位A3＝-10°并且A4＝-9°以及它們各自的接收信號強度L3＝0.9并且L4＝0.52，則近似等腰三角形IL右側的直斜線可以表達成L＝-0.38a-2.9。將L＝0代入該方程會得到“a”＝-7.6。如果給出方位寬度IB(它是近似等腰三角形IL的底邊)為6.4°，則從IB/2＝3.2中減去-7.6可得到-10.8，并以之作為近似等腰三角形IL的頂點方位Td。由此可檢測到位于檢測方位范圍之外的目標的中心方位，在本示例中檢測方位范圍是從-10°到+10°。
接下來，將參照圖16來描述第七實施例的雷達系統(tǒng)。
在圖15所示的示例中，目標的中心方位位于檢測方位范圍之外。不過，當檢測方位范圍的末端與峰值方位匹配時，有這樣一種情形，其中目標的中心方位位于檢測方位范圍內。圖16示出了這樣一種情形。具體來講，用于表示峰值方位A3處的接收信號強度的點和用于表示波束方位A4(在內部且靠近峰值方位A3)處的接收信號強度的點位于它們相應的等腰三角形斜邊上。
參照圖16，在左邊高為L3的直角三角形和右邊高為L4的直角三角形中，如果近似等腰三角形的頂點方位等于A3，則右邊的直角三角形的底邊可表達為IB/2-(A4-A3)，左邊的直角三角形的底邊可表達為IB/2。既然左邊和右邊的兩個直角三角形是相似的，那么下面的關系可以推導出L4/L3＝{IB/2-(A4-A3)}/(IB/2)即便等腰三角形的頂點方位偏離A3，兩個直角三角形的相似性也可以保持。因此，如圖16所示，通過檢查下列不定式是否滿足，可以確定方位A3是否位于近似等腰三角形的左斜邊上L4/L3＞(IB/2-(A4-A3))/(IB/2)……(4)如果該不定式滿足，則像上述第三實施例所描述的那樣，基于方程(3)來檢測目標的中心方位。如果(4)不滿足，則用第六實施例中所描述的方法來檢測目標的中心方位。
接下來，將參照圖17和18來描述第八實施例的雷達系統(tǒng)。
從雷達系統(tǒng)的天線中來看，圖17示出了各目標的距離和方位的關系以及天線的主瓣和旁瓣。透鏡天線和天線的主輻射器之間的關系決定了天線的主瓣ML的方位。同時，天線的旁瓣SL1和SL2出現(xiàn)在與主瓣不同的方向上。圖17示出了一種狀態(tài)，其中，在主瓣ML可以檢測目標B(如果目標B存在的話，即處于主瓣ML可以接收來自目標B的反射波的位置關系)的條件下，波束從旁瓣SL1被發(fā)送到目標A，并且接收到從目標A反射的波。
圖18示出了疊加曲線，它們表示用旁瓣SL1從目標A中接收到的信號強度分布以及用主瓣ML從目標B(如果目標B存在的話)中接收到的信號強度分布。此處，DLs表示在-9°方向上從目標A中產生的接收信號強度分布，而DLm表示從目標B(當目標B存在于-2°的方向上并且對應于主瓣ML時)中產生的接收信號強度分布。
如果目標的中心方位是基于根據第四實施例的接收信號強度分布中各方位處的接收信號來計算的話(圖12中所示的方法)，則近似等腰三角形IL的頂點方位-2.7°被確定了。不過，該數(shù)值與目標A的實際方位-9°相差很大。
如圖18所示，旁瓣SL的波束方位寬度小于主瓣ML的波束方位寬度。因此，對于相同的目標方位寬度，基于旁瓣所對應的接收信號強度分布而確定的近似等腰三角形的底邊寬度(方位寬度)小于基于主瓣所對應的接收信號強度分布DLm而確定的近似等腰三角形的底邊寬度。使用這種關系來避免目標的中心方位的錯位檢測。
具體來講，當在直角坐標系中表達方位變化所對應的接收信號強度分布時，如果確定了近似等腰三角形(它在其兩個斜邊上具有多個點，這些點表示接收信號強度)的底邊的方位寬度，并且如果所確定的方位寬度小于基于主瓣的近似等腰三角形的底邊方位寬度，則被用作確定上述近似等腰三角形的根據的接收信號強度分布被視為旁瓣所對應的接收信號強度分布，由此，該近似等腰三角形的頂點方位不會作為目標的中心方位被輸出。
接下來，將參照圖19到23來描述第九實施例的雷達系統(tǒng)。
在第一到第八實施例所描述的示例中，單個目標使單個鐘形圖案出現(xiàn)在接收信號強度分布中。不過，當多個相鄰目標位于基本上相同距離處并且從雷達系統(tǒng)的角度看基本上在相同的方位方向上時，必須對各個目標執(zhí)行處理以便檢測中心方位。在第九實施例中執(zhí)行這種處理。
圖19示出了在雷達系統(tǒng)以及該雷達系統(tǒng)前兩個目標A和B之間的關系。圖20示出了基于圖19所示的關系的一種示例性接收信號強度分布。如果只有圖19所示的目標A存在，則可獲得具有由DL1所表示的形狀的接收信號強度分布。如果只有目標B存在，則可獲得具有由DL2所表示的形狀的接收信號強度分布。如果目標A和B同時存在，則可以獲得具有修改了的鐘形的接收信號強度分布，該形狀具有由DL表示的兩個稍微上升的部分。
圖23是示出了用第九實施例的雷達系統(tǒng)來檢測目標的中心方位的處理步驟的流程圖。首先，對于可檢測的距離范圍內的各個距離，確定在基本上相同的距離處的接收信號強度分布(S111)。接下來，針對各距離，檢測接收信號強度達到其峰值的方位(S112)。然后，檢測在接收信號強度分布DL中預定的閾值處方位范圍之內的峰值方位的偏移(S116)。在該示例中，如圖20所示，在預定的閾值處，峰值方位Ap向方位范圍DB的中心的左邊偏移。
接下來，基于與偏移一側接收信號強度分布DL的傾斜相匹配的等腰三角形，來檢測目標之一的中心方位(S117)。圖21示出了這種示例。此處，確定近似等腰三角形IL1，其左斜邊與接收信號強度分布DL左側的傾斜相匹配。該斜邊的斜率和方位范圍(IB2/2)是近似等腰三角形IL1底邊的一半，確定了近似等腰三角形的頂點方位Td1。該方位Td1是圖19所示的目標A的方位。
接下來，從接收信號強度分布DL中減去近似等腰三角形IL1所對應的分布，便可給出從其它目標反射的波所產生的接收信號強度分布(S118)。圖22(A)示出了這樣的示例。從接收信號強度分布DL中減去近似等腰三角形IL1所對應的分布可以給出另一種接收信號強度分布DL2’。既然圖20中所示的目標A和B所對應的接收信號強度分布DL1和DL2并不必然地在相同相位中重疊，那么實際獲得的接收信號強度分布DL也并不嚴格地等于DL1和DL2的總和。不過，粗略地講，有可能將接收信號強度分布DL視作DL1和DL2的總和。
接下來，基于與接收信號強度分布DL2’的傾斜相匹配的等腰三角形來檢測其它目標的中心方位(S119)。圖22(B)示出了這樣的示例。具體來講，首先，確定與新獲得的接收信號強度分布DL2’的傾斜相匹配的近似等腰三角形的斜邊IS2。然后，IS2的斜率以及作為近似等腰三角形底邊的方位寬度IB的一半將近似等腰三角形的頂點方位Td2確定為目標的中心方位。
該近似等腰三角形的斜邊與之前確定的目標的中心方位Td1隔有一定距離的傾斜相匹配。這意味著該斜邊與原始的接收信號強度分布DL的一部分相匹配。因此，既然使用了從目標B反射的波所產生的接收信號強度分布的有效形狀，那么可以以高精確度來確定目標B的中心方位。
在上述示例中，兩個相鄰的目標基本上位于相同的距離處并且從雷達系統(tǒng)的角度看基本上位于相同的方位方向上。相似的方法可應用于這樣的情形，其中三個或更多相鄰的目標位于基本上相同的距離處以及基本上相同的方位方向上。具體來講，通過重復圖23所示過程中的步驟S112到S119，按順序地從接收信號強度分布中減去其中心方位被檢測的那個目標所對應的近似等腰三角形的分布。由此按順序地檢測出多個目標中的每一個的中心方位。
權利要求
1.一種雷達系統(tǒng)，它包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從預定的中心方位的左邊延伸到右邊，該裝置還用于接收從目標反射的波，改變所述波束的中心方位，以及按預定的角度間隔并針對各預定的距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，該裝置基于兩個方位處的波束方位寬度和接收信號強度來檢測作為所述目標的中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的方位，所述兩個方位是彼此分開的中心方位檢測方位寬度且位于到所述目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位的左邊和右邊，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，所述近似等腰三角形使所述波束方位寬度作為其底邊并使表示接收信號強度的兩個點位于其兩個斜邊上。
2.如權利要求1所述的雷達系統(tǒng)，其特征在于，所述目標中心方位檢測裝置進一步包括這樣一種裝置，它用于定義多個中心方位檢測方位寬度，檢測與各中心方位檢測方位寬度有關的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，并且對所檢測到的方位執(zhí)行加權平均。
3.一種雷達系統(tǒng)，它包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從預定的中心方位的左邊延伸到右邊，所述裝置還用于接收從目標反射的波，改變所述波束的中心方位，以及以預定的角度間隔并針對各預定的距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，該裝置基于波束方位寬度、到目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位處的接收信號強度、以及兩個方位處的兩個接收信號強度中較高的那個接收信號強度，來檢測作為所述目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，所述兩個方位被中心方位檢測方位寬度分別分離到所述最大值所對應的方位的左邊和右邊，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，所述近似等腰三角形使所述波束方位作為其底邊并使表示接收信號強度的兩個點位于其兩個斜邊上。
4.一種雷達系統(tǒng)，它包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從預定的中心方位的左邊延伸到右邊，所述裝置還用于接收從目標反射的波，改變所述波束的中心方位，以及以預定的角度間隔并針對各預定的距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，所述裝置基于多個方位處的接收信號強度來檢測作為所述目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，所述多個方位是彼此遠離預定的中心方位檢測方位寬度，并位于到所述目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位的左邊和右邊，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，所述近似等腰三角形使表示多個方位處的接收信號強度的多個點位于其兩個斜邊上。
5.如權利要求4所述的雷達系統(tǒng)，還包括這樣一種裝置，如果所述近似等腰三角形的底邊長度小于所述波束主瓣的波束方位寬度，則所述裝置執(zhí)行處理，使得所述近似等腰三角形的頂點所對應的方位并不被視為所述目標的中心方位。
6.一種雷達系統(tǒng)，它包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從預定的中心方位的左邊延伸到右邊，所述裝置還用于接收從目標反射的波，改變所述波束的中心方位，以及以預定的角度間隔并針對各預定的距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，所述裝置基于到所述目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的方位處的接收信號強度，也基于兩個方位處的兩個接收信號強度中較低的那個接收信號強度或者位于與所述較低的接收信號強度所對應的方位相同一側的多個方位處的多個接收信號強度，來檢測作為所述目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，所述兩個方位被中心方位檢測方位寬度分別分開到所述最大值所對應的方位的左邊和右邊，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，所述近似等腰三角形使表示接收信號強度的多個點位于其斜邊之一上并使所述波束方位作為其底邊。
7.一種雷達系統(tǒng)，它包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從預定的中心方位的左邊延伸到右邊，所述裝置還用于接收從目標反射的波，改變所述波束的中心方位，以及以預定的角度間隔并針對各預定的距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，所述裝置基于到所述目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位處的接收信號強度以及一個或多個方位處的一個或多個接收信號強度，來檢測作為所述目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，所述一個或多個方位是所述最大值所對應的方位內部(左邊或右邊)的一個或多個中心方位檢測方位寬度，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，所述近似等腰三角形使表示接收信號強度的多個點位于其斜邊之一上并使所述波束方位寬度作為其底邊。
8.一種雷達系統(tǒng)，它包括接收信號強度分布檢測裝置，用于發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，該預定的方位寬度從預定的中心方位的左邊延伸到右邊，所述裝置還用于接收從目標反射的波，改變所述波束的中心方位，以及以預定的角度間隔并針對各預定的距離來檢測接收信號強度的分布；以及目標中心方位檢測裝置，如果接收信號達到其最大值的那個方位位于檢測方位角度范圍的末端(左邊或右邊)，并且如果通過從所述波束方位寬度一半中減去中心方位檢測方位寬度以使所述波束方位寬度減半從而獲得的方位寬度的比率小于某一方位處接收信號強度的比率這一條件滿足，其中所述某一方位是到所述目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的最外圍方位內部(左邊或右邊)到所述最大值所對應的最外圍方位的中心方位檢測方位寬度，則所述裝置基于所述最大值所對應的最外圍方位處的信號強度、作為所述最外圍方位內部中心方位檢測方位寬度的方位處的接收信號強度、以及波束方位寬度，來檢測作為所述目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，所述近似等腰三角形使波束方位寬度作為其底邊并使表示接收信號強度的兩個點位于其兩個斜邊上，并且如果上述條件不滿足，則所述裝置基于到所述目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位處的接收信號強度以及一個或多個方位處的一個或多個接收信號強度，來檢測作為所述目標中心方位的近似等腰三角形的頂點所對應的那個方位，其中所述一個或多個方位是所述最大值所對應的方位內(左邊或右邊)的一個或多個中心方位檢測方位寬度，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，所述近似等腰三角形使表示接收信號強度的多個點位于其斜邊之一上并使所述波束方位寬度作為其底邊。
9.如權利要求6或7所述的雷達系統(tǒng)，還包括接收信號強度分布校正裝置，如果到目標的距離之內接收信號強度分布在所述方位方向上延伸到比所述波束方位寬度還要遠的地方，則該裝置可用于從所述接收信號強度分布中減去等腰三角形所對應的一個分布，所述等腰三角形使所述目標中心方位檢測裝置所檢測的目標的方位作為其頂點并使所述波束方位寬度作為其底邊。
10.如權利要求9所述的雷達系統(tǒng)，其特征在于，所述接收信號強度分布校正裝置按順序地從所述接收信號強度分布中減去其中心方位被檢測的那個目標所對應的等腰三角形的分布。
11.如權利要求1到3以及6到10中任意一條所述的雷達系統(tǒng)，其特征在于，所述接收信號強度分布檢測裝置在檢測方位角度范圍內改變所述波束的中心方位，并且所述目標中心方位檢測裝置進一步包括根據到所述目標的距離之內接收信號強度分布中最大值所對應的那個方位來改變中心方位檢測方位寬度的裝置。
全文摘要
一種雷達系統(tǒng)發(fā)送具有預定的方位寬度的檢測無線電波波束，接收從目標反射的波，改變波束的中心方位，以預定的角度間隔并針對各預定的距離來檢測接收信號強度的分布。然后，當在直角坐標系中表達與方位變化相關的接收信號強度分布時，等腰三角形的頂點所對應的方位被當作目標的中心方位加以檢測，該等腰三角形是接收信號強度分布的近似并使波束方位寬度所確定的方位寬度作為其底邊。由此，與無法以等于或小于檢測無線電波的波束寬度的分辨率來檢測目標的移動這種情形以及在方位方向上的分辨率是由該方位方向上的取樣間隔來確定的情形相比，該雷達系統(tǒng)可以以更高的分辨率能力來檢測目標的方位。此外，接收信號強度的峰值位置與目標中心的偏移問題也可以得以解決。
文檔編號G01S13/42GK1871526SQ200480031458
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月5日 優(yōu)先權日2003年11月18日
發(fā)明者中西基 申請人:株式會社村田制作所