[發(fā)明專利]雷達(dá)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110306893.9
• 申請(qǐng)日: 2011-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN102680961A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 早瀨佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G01S13/00
• 分類號(hào): G01S13/00;G01S7/40
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)裝置，該雷達(dá)裝置例如裝載于車輛上，對(duì)多個(gè)發(fā)送天線進(jìn)行切換以將發(fā)送信號(hào)作為電磁波來發(fā)送，利用接收天線將被目標(biāo)反射的電磁波作為接收信號(hào)來接收，并基于接收信號(hào)而檢測(cè)出到目標(biāo)的距離、與目標(biāo)的相對(duì)速度、以及目標(biāo)的角度。

背景技術(shù)

作為裝載于車輛等、用于車速/車間控制(ACC：Adaptive?CruiseControl(自適應(yīng)巡航控制))或沖撞緩解制動(dòng)裝置等的雷達(dá)裝置的一種，已知有能夠同時(shí)檢測(cè)出到目標(biāo)的距離及與目標(biāo)的相對(duì)速度的FMCW(FrequencyModulated?Continuous?Wave：頻率調(diào)制連續(xù)波)方式的雷達(dá)裝置(以下稱作“FMCW雷達(dá)裝置”)。

此外，F(xiàn)MCW方式是雷達(dá)發(fā)送方式的一種，且能夠通過計(jì)算出發(fā)送波和接收波(被目標(biāo)反射的發(fā)送波)的頻率之差來計(jì)算出到對(duì)象物(目標(biāo))的距離以及與目標(biāo)的相對(duì)速度。

在此，F(xiàn)MCW雷達(dá)是對(duì)CW(Continuous?Wave：連續(xù)波)雷達(dá)的發(fā)送信號(hào)執(zhí)行FM調(diào)制的雷達(dá)。即，在FMCW雷達(dá)裝置中，振蕩器的頻率由三角波調(diào)制而成為發(fā)送信號(hào)，并從發(fā)送天線發(fā)射到外部。此外，該發(fā)送信號(hào)被目標(biāo)反射并被接收天線所接收的接收信號(hào)經(jīng)歷由到目標(biāo)的距離所引起的時(shí)間延遲、以及對(duì)應(yīng)于與目標(biāo)的相對(duì)速度的頻移。

隨后，通過將經(jīng)歷該頻移的接收信號(hào)與發(fā)送信號(hào)進(jìn)行混頻，能夠得到拍頻信號(hào)。因此，通過在每個(gè)調(diào)制周期分別測(cè)定頻率增大的上升區(qū)間的拍頻頻率和頻率減小的下降區(qū)間的拍頻頻率，能夠計(jì)算出到目標(biāo)的距離以及與目標(biāo)的相對(duì)速度。此外，這種技術(shù)是FMCW雷達(dá)裝置中的一般技術(shù)和公知技術(shù)。

另一方面，為了檢測(cè)出目標(biāo)角度，即接收波的到達(dá)角度，已知有利用配置在空間上的不同位置的多個(gè)天線的方法。作為這種方法，已知有例如MUSIC(MUltiple?SIgnal?Classification：多信號(hào)分類)或ESPRIT(Estimation?ofSignal?Parameters?via?Rotational?Invariance?Techniques：經(jīng)由旋轉(zhuǎn)不變性技術(shù)的信號(hào)參數(shù)估計(jì))等方法。

在這些利用相位的角度算法中，一般而言，天線孔徑越大、能夠獲得越優(yōu)的角度分辨率是公知的。然而，在存在像在有限空間中設(shè)置雷達(dá)裝置之類的制約的情況下，所得的角度分辨率是有限度的。因此，采用了如下對(duì)策：在多個(gè)接收天線的兩端配置2個(gè)發(fā)送天線，一邊切換2個(gè)發(fā)送天線一邊以分時(shí)方式發(fā)送電磁波，并利用各自的接收結(jié)果來實(shí)現(xiàn)約2倍的等效孔徑。

在此，在這種結(jié)構(gòu)的雷達(dá)裝置中，切換2個(gè)發(fā)送天線以選擇用于發(fā)送電磁波的發(fā)送天線的發(fā)送開關(guān)發(fā)生故障，從而總是接通或者總是斷開，在此情況下，盡管能夠正常計(jì)算出到目標(biāo)的距離以及與目標(biāo)的相對(duì)速度，然而不能正常計(jì)算出目標(biāo)的角度。換言之，盡管計(jì)算出錯(cuò)誤的目標(biāo)角度，但由于能夠執(zhí)行目標(biāo)角度的計(jì)算本身，因此，難以檢測(cè)出發(fā)送開關(guān)的故障。

此外，還已知有一種雷達(dá)裝置，其包括多個(gè)收發(fā)天線、以及設(shè)置在各收發(fā)天線上并切換收發(fā)天線的收發(fā)開關(guān)，依次切換收發(fā)開關(guān)并比較各收發(fā)天線的接收信號(hào)的電平，基于比較結(jié)果來檢測(cè)出收發(fā)開關(guān)的故障(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本國(guó)專利特開2007-171162號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

然而，現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題。

即，如專利文獻(xiàn)1中所記載的雷達(dá)裝置，在包括多個(gè)收發(fā)天線和收發(fā)開關(guān)的情況下，通過執(zhí)行收發(fā)天線的所有收發(fā)組合來檢測(cè)出收發(fā)開關(guān)的故障。

另一方面，在包括多個(gè)發(fā)送天線和發(fā)送開關(guān)來替代多個(gè)收發(fā)天線和收發(fā)開關(guān)的的雷達(dá)裝置中，發(fā)送開關(guān)僅有助于電磁波的發(fā)送，而接收天線總是處于接收狀態(tài)，因此，存在難以檢測(cè)出發(fā)送開關(guān)的故障的問題。

例如，考慮如下情形：在發(fā)送天線(第一發(fā)送天線、第二發(fā)送天線)和接收天線各配置2個(gè)的情況下，選擇第一發(fā)送天線的第一發(fā)送開關(guān)固定于接通狀態(tài)。此時(shí)，在第一發(fā)送天線的發(fā)送期間，從第一發(fā)送天線正常發(fā)送的電磁波由2個(gè)接收天線所接收，而在第二發(fā)送天線的發(fā)送期間，從第一發(fā)送天線及第二發(fā)送天線同時(shí)發(fā)送的電磁波經(jīng)合成而由2個(gè)接收天線所接收。該情況下，難以僅通過發(fā)送開關(guān)的切換組合來檢測(cè)出發(fā)送開關(guān)固定于接通狀態(tài)。

本發(fā)明是為了解決如上所述的問題而完成的，其目的在于獲得包括多個(gè)發(fā)送天線和對(duì)發(fā)送電磁波的發(fā)送天線進(jìn)行選擇的發(fā)送開關(guān)、并能夠檢測(cè)出發(fā)送開關(guān)的故障的雷達(dá)裝置。