[發明專利]雷達裝置以及具備該雷達裝置的汽車

有效

• 申請號: 201880056881.5
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN111051918B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 柏木克久;湯淺敦之
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: G01S13/34
• 分類號: G01S13/34;G01S13/42;H01Q3/22;H01Q21/06;G01S7/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王瑋;張豐橋

本發明提供能夠不使用時間分辨率較高的檢測電路、AD轉換電路，而以簡單的電路低成本且精度良好地測定目標物的俯仰角的雷達裝置、以及具備該雷達裝置的汽車。從發送天線(Tx)發送通過多值FSK調制得到的發送信號波(S_tx)，且在目標物(7)反射并返回的反射波作為接收信號波(S_rx)被接收天線(Rx(1)、…、Rx(n?1)、Rx(n))接收。通過使用多值FSK作為調制方式，從而來自目標物(7)的接收信號波(S_rx)與發送信號波(S_tx)的差頻成為目標物(7)的多普勒頻率。因此，目標物(7)的俯仰角不根據以往的接收信號波的頻率，而根據發送信號波(Stx)的頻率(f_i)由運算器(6)運算。

技術領域

本發明涉及具備計算目標物的俯仰角的功能的雷達裝置以及具備該雷達裝置的汽車。

背景技術

以往，作為這種雷達裝置，例如有專利文獻1所公開的船舶用雷達裝置。在該雷達裝置中，從天線發送發送波束，所以發送信號經由包含移相器等而成的俯仰角方向掃描部送至天線。天線通過在高度方向上層疊許多的天線元件而構成，并繞旋轉軸旋轉。發送信號是線性調頻脈沖信號，被施加了直線狀的頻率調制。對于一個脈沖的發送波束來說，主波束的放射方向在頻率較低的脈沖初始朝向最下方的俯角方向，隨著發送信號的頻率的增加朝向上方變化。在頻率最高的脈沖終止期，其放射方向朝向最上方的仰角方向。由天線接收到的反射回波的接收信號成分通過俯仰角方向掃描部，且接收波束的俯仰角方向的角度與發送波束的角度一致的部分被送至接收部。

在接收部中，使用傅立葉轉換等解析方法，檢測各時間的接收信號的頻率成分。根據檢測出的接收信號的頻率成分，可知是發送信號的對應的頻率成分的反射回波，并求出發送波束的主波束朝向的俯仰角。另外，根據接收時間求出發送波束的電磁波往復的距離。在如這樣的專利文獻1所公開的船舶用雷達裝置那樣，對位于遠距離的船舶那樣的目標物進行測距的雷達裝置中，即使是粗略的距離分辨率，若考慮目標物的大小則也不成為問題，所以能夠延長線性調頻脈沖期間。因此，也能夠利用簡單的電路構成實現與距離對應的時間差的測定。另外，隨著每仰角方向的電力增加，接收靈敏度也提高。

另外，以往，也有專利文獻2所公開的雷達裝置。該雷達裝置通過發送天線Tx1、Tx2和接收天線Rx1、Rx2、Rx3、Rx4全部將開口面的長邊方向沿垂直方向配置而構成。兩個接收天線Rx1、Rx2隔開元件間隔Lh沿水平方向配置，兩個發送天線Tx1、Tx2沿水平方向配置為隔著兩個接收天線Rx1、Rx2。并且，兩個接收天線Rx3、Rx4以元件間隔Lv沿垂直方向配置，并且，與發送天線Tx2相鄰地沿水平方向配置。根據沿水平方向配置的兩個接收天線Rx1、Rx2的相位差求出目標物的方位角，根據沿垂直方向配置的兩個接收天線Rx3、Rx4的相位差求出目標物的俯仰角。

專利文獻1：日本特開2012-108075號公報

專利文獻2：日本特開2012-98107號公報

相對于如專利文獻1所公開的雷達裝置那樣，對位于遠距離的船舶那樣的目標物進行測距的雷達裝置，在如車載雷達那樣的檢測比較近距離并且小型的目標物的情況下，與船舶那樣的遠距離的目標物相比需要提高距離分辨率和接收系統的時間分辨率。其結果，發送信號的線性調頻脈沖期間變短，目標物的檢測靈敏度與使發送信號成為頻率偏移調制(FSK)波那樣的連續波并發送的情況相比較劣化。另外，由于到達目標物的距離較短，所以為了檢測發送信號波與反射波的時間差，需要時間分辨率較高的檢測電路。例如，若將光速設為c，則到達目標物的距離R為6[m]的情況下的該時間差Δt為Δt＝2R/c＝40[nsec]。為了精度良好地測定該時間差，需要具備較高的取樣頻率的檢測電路、AD(模擬/數字)轉換電路的裝置。另外，由于在仰角方向配置天線、或者追加接收系統(LNA、MIXER、IFAMP、FILTER)，而存在電路變得復雜，成本提高這樣的問題。

發明內容