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CN101042435B - 单脉冲式雷达装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电波探测装置及其方法。该电波探测装置和方法可以降低前方的探测对象物的错误探测。例如单脉冲式雷达最开始接收到对应于来自广角发送天线的发送信号的接收信号的情况下(S1至S3：YES)，根据该接收信号运算角度，并根据该角度来判定是否具有前方目标存在的可能性(S4、S5)。在判定为具有存在可能性时，单脉冲式雷达切换到指向性的半功率角比广角发送天线更窄的窄角发送天线(S6)，根据对应于来自窄角发送天线的发送信号的接收信号，运算角度，并根据该角度来判定是否探测到了前方目标(S7至S10)。然后，当判定为探测到了前方目标时，单脉冲式雷达输出目标探测信号(S11)。本发明可适用于单脉冲式雷达。

Description

单脉冲式雷达装置
技术领域
本发明涉及单脉冲式雷达装置，特别涉及在探测到前方的对象物时，可以正确地确定是因为实际上在前方存在对象物而得到的正确的探测，还是因为在左右前方各存在1个对象物而导致的错误探测的单脉冲式雷达装置。
背景技术
以往，作为为了避免本车辆与其他车辆的冲撞而探测具有冲撞可能性的其他车辆的电波探测装置(雷达)，具有将单脉冲式雷达安装在本车辆上的技术(例如参照专利文献1)。
所谓单脉冲式，是指进行角度检测的一个方式。即，单脉冲式雷达对探测对象物相对于自身的前方中心方向的角度进行检测。换言之，当在本车的前方部分上安装了单脉冲式雷达时，本车的前方的其他车辆成为探测对象物，通过单脉冲式雷达检测出本车的前方的其他车辆的角度。另一方面，当在本车的后方部分上安装了单脉冲式雷达时，本车的后方的其他车辆成为探测对象物，通过单脉冲式雷达检测本车的后方的其他车辆的角度。
下面，参照图1至图4，进一步说明单脉冲方式。
如图1所示，在现有的单脉冲式雷达1中，设有发送天线11，在该发送天线11的左右两侧分别设有接收天线12-L、12-R。
从发送天线11发送发送信号Ss。
该发送信号Ss在探测对象物2上反射，该反射信号作为接收信号Srl被左边的接收天线12-L接收，并且该反射信号还作为接收信号Srr被右边的接收天线12-R接收。
于是，单脉冲式雷达1使用接收信号Srl和接收信号Srr，用单脉冲方式计算探测对象物2的角度θ。
此时，单脉冲方式还大致分为相位单脉冲方式和振幅单脉冲方式。
相位单脉冲方式指下面这样的方式。
即，如图1所示，由于探测对象物2与左边的接收天线12-L之间的距离不同于探测对象物2与右边的接收天线12-R之间的距离，所以接收信号Srl和接收信号Srr之间产生相位差Δφ。此时，如果把2个接收天线12-L、12-R之间的距离描述为d，则探测对象物2的角度θ按下面的式子(1)那样表示。
Δφ＝(2πd/λ)sin θ    ...(1)
在式子(1)中，λ表示接收信号Srl、Srr的波长。
因此，单脉冲式雷达1检测接收信号Srl和接收信号Srr之间的相位差Δφ，根据该相位差Δφ和式子(1)来计算探测对象物2的角度θ。
这种方式为相位单脉冲方式。
另一方面，振幅单脉冲方式指下面这样的方式。
即，左边的接收天线12-L的指向性DL和右边的接收天线12-R的指向性Dr例如按照图2的增益特性那样分布。此时，左边的接收天线12-L的接收信号Srl和右边的接收天线12-R的接收信号Srr之和的信号的信号强度，以及接收信号Srl和接收信号Srr之差的信号的信号强度分别成为图3的增益特性所示的曲线Sadd和曲线Sdif那样。进而，该和信号与差信号两者的信号强度之比成为图4的增益特性所示的曲线R1那样。
因此，单脉冲式雷达1使用左边的接收天线12-L的接收信号Srl和右边的接收天线12-R的接收信号Srr，分别生成它们的和信号以及差信号，并运算该和信号与差信号两者的信号强度之比，将该运算结果与预先保存的图4的增益特性的数据进行比较，从而计算出探测对象物2的角度θ。
这种方式为振幅单脉冲方式。
专利文献1：日本特开2002-267750号
但是，在以往的单脉冲式雷达1中，如图5所示，当在左前方存在探测对象物2，而且，在右前方存在探测对象物3时，角度θ被检测为接近0度的角度。其结果，尽管实际上在前方中心方向附近什么都不存在，但以往的单脉冲式雷达1还是检测出宛如前方中心方向附近存在探测对象物4一样，即、具有探测到只是幻影的探测对象物4的问题。
该问题的产生原因如下所述。即，如图5所示，在左边的接收天线12-L中，发送信号Ss2在探测对象物2上的反射信号被接收作为接收信号Sr2l，同时发送信号Ss3在探测对象物3上的反射信号被接收作为接收信号Sr3l。同样地，在右边的接收天线12-R中，发送信号Ss2在探测对象物2上的反射信号被接收作为接收信号Sr2r，同时发送信号Ss3在探测对象物3上的反射信号被接收作为接收信号Sr3r。因此，对于以往的单脉冲式雷达1而言，分别将接收信号Sr2l和接收信号Sr3l的混合信号作为左边的接收天线12-L的接收信号来使用，另外将接收信号Sr2r和接收信号Sr3r的混合信号作为右边的接收天线12-R的接收信号来使用，进行角度的检测。由此，产生上述问题。
此时，当探测对象物2相对于单脉冲式传感器1的相对速度v1和探测对象物3相对于单脉冲式传感器1的相对速度v2不同时，由于多普勒(Doppler)效应而使接收信号Sr2l和接收信号Sr3l的频率变得分别不同，另外，接收信号Sr2r和接收信号Sr3r的频率也变得分别不同。因此，如果是能够检测出多普勒信号的频率(以下称为多普勒频率)和相位等的单脉冲式传感器，例如如果为采用了2频率CW方式的单脉冲式传感器(参照专利文献1)，则可以区别接收信号Sr2l和接收信号Sr3l，另外也可以区别接收信号Sr2r和接收信号Sr3r，所以能够解决上述问题。
但是，当探测对象物2的相对速度v1和探测对象物3的相对速度v2相同时，不产生多普勒频率。即，接收信号Sr2l和接收信号Sr3l的频率相同，另外，接收信号Sr2r和接收信号Sr3r的频率也相同。因此，即使为采用了2频率CW方式的单脉冲式传感器，也无法区别接收信号Sr2l和接收信号Sr3l，另外也无法区别接收信号Sr2r和接收信号Sr3r。由此，依然会产生上述问题。
综上所述，可以归结为这种问题，即在以往的单脉冲式传感器中，当探测到前方中心方向附近的探测对象物时，无法正确地确定该探测是因为实际上在前方存在对象物而得到的正确的探测，还是因为在左前方和右前方各存在1个对象物而导致的错误探测。
发明内容
本发明是鉴于上述状况而完成的，本发明在探测到前方的对象物时，可以正确地确定该探测是因为实际上在前方存在对象物而得到的正确的探测，还是因为在左前方和右前方各存在1个对象物而导致的错误探测。
本发明的一个方面的单脉冲式雷达装置(51)使用多个天线(62-L，62-R，62-W，62-N)，根据由这其中的2个以上的天线所接收到的接收信号来探测前方存在的对象物，该电波探测装置具有：第1天线，其发送第1发送信号(61-W)；位置确定单元(66)，其使用由上述2个以上的天线所接收到的各接收信号，来确定对象物的位置；以及对象物探测单元(68)，其具有发送第2发送信号的第2天线作为窄角发送单元(61-N)，其中，上述第2天线的指向性窄于上述第1天线的指向性；上述对象物探测单元(68)基于上述第2发送信号是否被上述对象物反射来检查上述对象物的存在，并且上述第1天线和上述第2天线具有大致相同的指向性的角度的中心轴。
由此，在探测到前方的探测对象物时、即判断为具有探测对象物存在的可能性时，可以正确地确定该探测是因为实际上在前方存在对象物而得到的正确的探测，还是因为在左前方和右前方各存在1个对象物而导致的错误探测。
多个天线例如由安装于单脉冲式传感器上的天线构成。
位置确定单元和对象物探测单元分别构成为包括进行信号处理的电路和执行作为软件的信号处理的计算机等。用包括来描述是因为还包括其他的构成要素、例如用于接收成为信号处理的对象的信号的天线或者输出成为信号处理的对象的信号的相机和传感器等。
由此，可以沿用以往的单脉冲式传感器的一部分，容易地实现电波探测装置。
该单脉冲式雷达装置还可以具有切换单元，该切换单元在基于上述第2发送信号是否被上述对象物反射而检查出上述对象物的存在，将发送用的天线切换为上述第2发送天线，在结束了对上述对象物的存在的确认之后，该切换单元将发送用的天线切换为上述第1发送天线。
由此，在位置确定单元进行对象物的位置的确定时，可靠地使用第1发送天线，另外，在确认单元进行对象物的确认时，可靠地使用第2发送天线。
切换单元例如由1输入2输出的切换电路构成。
该单脉冲式雷达装置还可以具有速度距离运算单元，所述速度距离运算单元使用由2个以上的上述天线所接收到的上述各接收信号中的至少一部分接收信号，运算与上述探测对象物的相对速度和距离中的至少一方，上述位置确定单元还使用上述速度距离运算单元的运算结果中的至少一部分，来确定上述对象物的位置，还使用上述速度距离运算单元的运算结果中的至少一部分，来确认上述对象物的存在。
由此，由于能用于确定单元进行的对象物的位置的确定、确认单元进行的对象物的确认的判断材料增加，所以能够实现更为正确的对象物的探测。
由此，在探测到前方的探测对象物时，即在判断为具有探测对象物存在的可能性时，可以正确地确定该探测是因为实际上在前方存在对象物而得到的正确的探测，还是因为在左前方和右前方各存在1个对象物而导致的错误探测。
如上所述，根据本发明，可以探测前方的对象物。特别地，可以减少该情况下的错误探测。具体而言，在探测到前方的对象物时，即在判断为具有探测对象物存在的可能性时，也可以正确地确定该探测是因为实际上在前方存在对象物而得到的正确的探测，还是因为在左前方和右前方各存在1个对象物而导致的错误探测。
附图说明
图1是说明单脉冲方式的图。
图2是说明单脉冲方式的图。
图3是说明单脉冲方式的图。
图4是说明单脉冲方式的图。
图5是说明以往的单脉冲式雷达具有的问题点的图。
图6是说明应用了本发明的方法的图。
图7是说明应用了本发明的方法的图。
图8是表示应用了本发明的单脉冲式雷达的功能性结构例的功能框图。
图9是说明图8的单脉冲式雷达的处理例的流程图。
图10是表示应用了本发明的单脉冲式雷达的硬件结构例的框图。
图11是表示应用了本发明的单脉冲式雷达的全部或者一部分硬件结构的其他例子的框图。
标号说明
1以往的单脉冲式雷达；2探测对象物；3探测对象物；4被错误探测为探测对象物的幻影；11发送天线；12-L接收天线；12-R接收天线；51应用了本发明的单脉冲式雷达；61-W广角发送天线；61-N窄角发送天线；62-L接收天线；62-R接收天线；63发送信号生成部；64切换部；65-L接收信号提取部；65-R接收信号提取部；66角度运算部；67切换控制部；68前方目标探测部；69相对速度/距离运算部；712频率CW振荡部；72调制部；73放大部；81-L和信号生成部；81-R差信号生成部；82-L、82-R放大部；83-L、83-R混合部；84-L、84-R LPF部；85-L、85-RA/D转换部；86-L、86-R FFT部；91振幅运算部；92角度决定部；101CPU；102ROM；103RAM；104总线；105输入输出接口；106输入部；107输出部；108存储部；109通信部；110驱动器；111可移动介质。
具体实施方式
首先，参照图6和图7，说明应用本发明的方法之一(下面单纯称为本发明的方法)。而且，将在后面叙述应用本发明的其他方法。
在此说明的本发明的方法以通过单脉冲方式进行前方中心方向附近的探测对象物的探测为前提。该探测通过图6和图7所示的单脉冲式雷达51来执行。
而且，此处所谓的前方是指相对于单脉冲式雷达51而言的前方，即图6和图7中的图中上方向。其中，如果着眼于安装有单脉冲式雷达51的本车辆，则如在“背景技术”中所述那样，根据单脉冲式雷达51的安装位置，此处所谓的前方会成为对本车而言的前方或者后方。
单脉冲式雷达51除了与以往相同的天线、即除了2个接收天线62-L、62-R和发送天线61-W(图6)之外，还具有指向性的半功率角比发送天线61-W更窄的发送天线61-N(图7)。即，单脉冲式雷达51具有指向性的半功率角为θw的发送天线61-W和指向性的半功率角为θn(θn＜θw)的发送天线61-N，构成为可以自由地切换发送天线61-W、61-N。
而且，下面将发送天线61-W称为广角发送天线61-W，将发送天线61-N称为窄角发送天线61-N。
该单脉冲式雷达51首先如图6所示，使用广角发送天线61-W，进行前方中心方向附近的探测对象物的探测(下面称为广角探测)。更准确地，如后面所述由于实际的探测是使用窄角发送天线61-N来进行的，所以在广角探测中判断有无前方中心方向附近的探测对象物存在的可能性。
例如在本实施方式的广角探测中，由接收天线62-L、62-R接收接收信号，当利用单脉冲方式对该接收信号检测出的角度在阈值(例如小于图7的θn的角度)以下的情况下，判断为具有前方中心方向附近的探测对象物存在的可能性。与此相对，除此之外的情况下，即接收天线62-L、62-R没有接收到接收信号的情况，或者即使接收到接收信号，但利用单脉冲方式对该接收信号检测出的角度超过了阈值的情况下，判断为没有前方中心方向附近的探测对象物存在的可能性。
其中，广角探测的方法，不特别限于本实施方式的方法，只要是使用单脉冲方式的方法则可以为任意的方法。例如，当单脉冲式雷达51不仅能测定探测对象物的角度，还能测定其相对速度和距离时，例如构成为后述的图10那样的情况下，也可以采用不只考虑角度还考虑相对速度和距离来确定有无前方中心方向附近的探测对象物存在的可能性的方法。
通过这种广角探测，当检测出前方中心方向附近的探测对象物存在的可能性的情况下，进而单脉冲式雷达51如图7所示那样，使用窄角发送天线61-N进行前方中心方向附近的探测对象物的探测(下面称为窄角探测)。
在本实施方式的窄角探测中，应用与上述的广角探测的本实施方式的方法相同的方法。即，在本实施方式的窄角探测中，由接收天线62-L、62-R接收接收信号，在利用单脉冲方式对该接收信号检测出的角度在阈值(例如在本实施方式中为与广角探测的阈值相同的角度)以下的情况下，判断为探测到前方中心方向附近的探测对象物。与此相对，在除此之外的情况下，即接收天线62-L、62-R没有接收到接收信号的情况下，或者即使接收到接收信号，但利用单脉冲方式对该接收信号检测出的角度超过了阈值的情况下，判断为没有探测到前方中心方向附近的探测对象物。
其中，窄角探测的方法不限于本实施方式的方法，只要是使用单脉冲方式的方法则可以为任意方法。例如，由于广角探测本身已结束，所以也可以采用仅根据有无接收信号来确定有无探测到前方中心方向附近的探测对象物的方法。另外，例如在单脉冲式雷达51不仅能测定探测对象物的角度，还能测定其相对速度和距离时，例如构成为后述的图10那样的情况下，也可以采用不只考虑角度还考虑相对速度和距离来确定有无探测到前方中心方向附近的探测对象物的方法。
另外，在本实施方式中，在广角探测中所使用的阈值和在窄角探测中所使用的阈值为相同角度。其中，两者的阈值也可以分别采用不同的角度。
这样，单脉冲式雷达51在通过广角探测探测到前方中心方向附近的探测对象物时，不将该探测结果作为最终探测结果，而是进而进行窄角探测，当在窄角探测中也探测到前方中心方向附近的探测对象物时，才将该探测结果作为最终探测结果来使用。由此，可以得到更为准确的最终探测结果。
换言之，以往只进行此处所谓的广角探测，将该探测结果直接作为最终探测结果进行使用。但如上所述，那样的广角探测结果难以确定是因为实际上在前方存在探测对象物的正确的探测结果，还是因为在左前方和右前方各存在1个探测对象物的错误探测结果。特别地，当在左前方和右前方各存在1个的探测对象物的相对速度相同时，该确定变得非常困难。
与此相对，单脉冲式雷达51通过使用窄角探测的探测结果，可以正确地确定广角探测结果是因为实际上在前方存在探测对象物而得到的正确的探测结果，还是因为在左前方和右前方各存在1个探测对象物而导致的错误探测结果。
具体地例如图6所示那样，在除了在左前方存在探测对象物2之外，还在右前方存在探测对象物3的情况下，如果进行使用广角天线61-W的广角探测，则如使用图5所述的那样，检测出接近0度的角度。其结果，尽管实际上在前方中心方向附近什么都不存在，但还是检测出宛如存在探测对象物4那样。即，探测出只是幻影的探测对象物4。
于是，这种情况下，如图7所示，单脉冲式雷达51进而进行使用窄角天线61-N的窄角检测。此时，与探测对象物2的相对速度v1和探测对象物3的相对速度v2无关，即，即使相对速度v1和相对速度v2相同时，也因为来自窄角天线61-N的发送信号不会到达探测对象物2和探测对象物3，所以接收天线62-L、62-R上接收不到接收信号。其结果，单脉冲式雷达51不管探测对象物2的相对速度v1和探测对象物3的相对速度v2如何，即，即使在相对速度v1和相对速度v2相同时，也可以判断为前方中心方向附近不存在探测对象物、即可以判断为广角探测中所探测到的探测对象物4只不过是幻影。
与此相对，虽然没有图示，但当在前方中心方向附近存在实际的探测对象物时，来自广角天线61-W的发送信号和来自窄角天线61-N的发送信号都到达该探测对象物。其结果，在广角探测和窄角探测中都探测到该实际的探测对象物。
以上所说明的进行广角探测和窄角探测的方法是本发明的方法。
图8示出了表示应用了该本发明的方法的单脉冲式雷达51的功能的功能框图。
在图8的例子的单脉冲式雷达51中，设有上述天线，即广角发送天线61-W、窄角发送天线61-N、接收天线62-L和接收天线62-R。进而，在单脉冲式雷达51中，设有发送信号生成部63～前方目标探测部68。
发送信号生成部63生成发送信号提供给切换部64。
发送信号生成部63所生成的发送信号只要是能从广角发送天线61-W和窄角发送天线61-N发送的形态即可，没有特别限定。关于发送信号的具体例子参照图10在后面叙述。
切换部64根据后述的切换控制部67的控制，将来自发送信号生成部63的发送信号的输出目的地切换为广角发送天线61-W侧和窄角发送天线61-N侧中的任一侧。
即，当切换部64的输出目的地被切换为广角发送天线61-W侧时，来自发送信号生成部63的发送信号从广角发送天线61-W被输出，进行使用图6所叙述的上述广角探测。
另一方面，当切换部64的输出目的地被切换为窄角发送天线61-N侧时，来自发送信号生成部63的发送信号从窄角发送天线61-N被输出，进行使用图7所叙述的上述窄角探测。
在存在有探测对象物的情况下，来自广角发送天线61-W或窄角发送天线61-N的发送信号在该探测对象物上反射，该反射信号作为接收信号被接收天线62-L和接收天线62-R分别接收。
当单脉冲式雷达51采用了相位单脉冲方式时，如图中实线所示那样，接收信号提取部65-L提取出由接收天线62-L所接收的接收信号，进而根据需要适当转换为可在后述的角度运算部66中使用的其他形态，将其作为输出信号提供给角度运算部66。另外，接收信号提取部65-R提取出由接收天线62-R所接收的接收信号，进而根据需要，可适当转换为在后述的角度运算部66中使用的其他形态，将其作为输出信号提供给角度运算部66。
另一方面，当单脉冲式雷达51采用了振幅单脉冲方式时，如图中实线和虚线所示那样，接收信号提取部65-L提取出由接收天线62-L所接收的接收信号和由接收天线62-R所接收的接收信号的和信号，进而根据需要适当转换为可在后述的角度运算部66中使用的形态，将其作为输出信号提供给角度运算部66。另外，接收信号提取部65-R提取出由接收天线62-L所接收的接收信号和由接收天线62-R所接收的接收信号的差信号，进而根据需要，可适当转换为在后述的角度运算部66中使用的形态，将其作为输出信号提供给角度运算部66。
角度运算部66使用接收信号提取部65-R、65-L的各输出信号，按照相位单脉冲方式或者振幅单脉冲方式运算角度。角度运算部66的运算结果被通知给前方目标探测部68。
切换控制部67按照来自后述的前方目标探测部68的切换指令，进行切换切换部64的输出目的地的控制。
前方目标探测部68根据从角度运算部66通知的角度，进行上述的广角探测或者窄角探测。然后，前方目标探测部68在广角探测之后的窄角探测中，当判断为探测到前方中心方向附近的探测对象物时，将表示该探测结果的信号输出到外部。另外，前方目标探测部68在从广角探测切换到窄角探测时，或者从窄角探测切换到广角探测时，对切换控制部67发布切换指令。而且，下面将从前方目标探测部68所输出的信号称为目标探测信号。另外，伴随该称呼，将前方中心方向附近的探测对象物称为前方目标。
而且，可以省略切换控制部67和前方目标探测部68。即，在单脉冲式雷达51中，可以只是进行角度检测。其中在该情况下，关于切换控制部67和前方目标探测部68所具有的功能，需要委托给未图示的外部的信号处理装置等。
图9的流程图表示具有该图8的功能性结构的单脉冲式雷达51的处理例。
在图9的步骤S1中，切换部64根据切换控制部67的控制，将其输出目的地切换为广角发送天线61-W侧。
在步骤S2中，广角发送天线61-W发送从发送信号生成部63经由切换部64而提供来的发送信号。
在步骤S3中，角度运算部66判定是否接收了接收信号。
在没有提供接收信号提取部65-L、65-R的各输出信号的期间，在步骤S3中判定为没有接收到接收信号，处理返回到步骤S1，重复步骤S1及步骤S1之后的处理。而且，该情况下，因为切换部64的输出目的地已经切换到广角发送天线61-W侧，所以步骤S1的处理实质上不被执行而进入步骤S2。
之后，当在图6的±θw的范围内进入了1个以上的其他车辆等探测对象物时，在步骤S2的处理中被发送的发送信号被1个以上的探测对象物分别反射，各反射信号被接收天线62-L、62-R所接收。于是，如上所述，接收信号提取部65-L、65-R的各输出信号被提供给角度运算部66。于是，在步骤S4中，角度运算部66使用接收信号提取部65-L、65-R的各输出信号，按照相位单脉冲方式或者振幅单脉冲方式运算角度，将该运算结果通知给前方目标探测部68。
在步骤S5中，前方目标探测部68根据从角度运算部66通知的角度，判定是否具有前方目标存在的可能性。如上所述，在本实施方式中，前方目标探测部68根据从角度运算部66通知的角度是否在阈值(例如小于图7的θn的角度)以下，来判定是否具有前方目标存在的可能性。
在步骤S5中，当判定为没有前方目标存在的可能性时，即，在本实施方式中角度超过了阈值的情况下，处理返回到步骤S1，重复步骤S1及步骤S1之后的处理。而且，在该情况下，因为切换部64的输出目的地已经被切换到广角发送天线61-W侧，所以步骤S1的处理实质上不被执行而进入步骤S2。
与此相对，当在步骤S5中判定为具有前方目标存在的可能性时，即，在本实施方式中角度在阈值以下的情况下，从前方目标探测部68向切换控制部67发布切换指令，处理进入到步骤S6。
在步骤S6中，切换部64根据接收到切换指令的切换控制部67的控制，将其输出目的地切换为窄角发送天线61-N侧。
在步骤S7中，窄角发送天线61-N发送从发送信号生成部63经由切换部64而提供来的发送信号。
在步骤S8中，角度运算部66判定是否接收了接收信号。
具体地例如，在图8中虽然没有箭头等的图示，但角度运算部66可以从发送信号生成部63获得步骤S7的发送信号的发送定时。此时，在虽然从该发送定时起已经过了规定时间也没有提供接收信号提取部65-L、65-R的各输出信号时，角度运算部66在步骤S8中判定为没有接收到接收信号。于是，该判定结果被通知给前方目标探测部68，接收到该通知，前方目标探测部68向切换控制部67发布切换指令，处理返回到步骤S1。然后，在步骤S1中，切换部64的输出目的地被切换到广角发送天线61-W侧，执行步骤S2及步骤S2以后的处理。
与此相对，在从发送信号的发送定时起经过规定时间之前，提供了接收信号提取部65-L、65-R的各输出信号时，角度运算部66在步骤S8判定为接收到接收信号。然后，在步骤S9中，角度运算部66使用接收信号提取部65-L、65-R的各输出信号，按照相位单脉冲方式或者振幅单脉冲方式运算角度，并将该运算结果通知给前方目标探测部68。
在步骤S10中，前方目标探测部68根据从角度运算部66通知的角度，判定是否探测到前方目标。如上所述，在本实施方式中，前方目标探测部68根据从角度运算部66通知的角度是否在阈值以下，来判定是否探测到前方目标。
而且，在步骤S10的处理中所使用的阈值如上所述，与在本实施方式中在步骤S5的处理中所使用的阈值为相同角度，但也可以采用各自不同的角度。
在步骤S10中，当判断为未探测到前方目标时，即，在本实施方式中当角度超过阈值时，从前方目标探测部68向切换控制部67发布切换指令，处理返回到步骤S1。然后，在步骤S1中，切换部64的输出目的地被切换到广角发送天线61-W侧，执行步骤S2及步骤S2以后的处理。
与此相对，在步骤S10中，当判断为探测到前方目标时，即，在本实施方式中当角度在阈值以下时，前方目标探测部68在步骤S11中，输出目标探测信号。
步骤S12中，前方目标探测部68判定是否指示了处理结束。
当步骤S12中判定为指示了处理结束时，结束单脉冲式雷达51的处理。
与此相对，在步骤S12中，当判断为未指示处理结束时，从前方目标探测部68向切换控制部67发布切换指令，处理返回到步骤S1。然后，在步骤S1中，切换部64的输出目的地被切换到广角发送天线61-W侧，执行步骤S2及步骤S2以后的处理。
这样，应用了本发明的单脉冲式雷达51在广角探测中，当探测到前方目标时，不马上输出目标探测信号，而判断为该探测结果只不过表示有存在可能性，进而进行窄角探测。然后，单脉冲式雷达51在该窄角探测中也探测到前方目标时，才输出目标探测信号。
即，单脉冲式雷达51通过进行窄角探测，从而判定在窄角探测之前进行的广角探测是因为实际在存在前方目标而进行的正确的探测，还是因为在左前方和右前方分别存在1个目标而进行的错误探测。然后，单脉冲式雷达51在判定为是正确的探测时才输出目标探测信号。
由此，在利用该目标探测信号进行避免本车和其他车辆的冲撞的处理的未图示的信号处理部中，可以正确地执行该处理。即，能够特别降低冲撞的错误检测等。
另外，上述一系列的处理(或者其中的一部分处理)、例如按照上述图9的流程图进行的处理，既可以通过硬件来执行，也可以通过软件来执行。
当通过硬件来执行该一系列的处理(或者其中的一部分处理)时，单脉冲式雷达51例如可以构成为图10所示那样。即，图10表示采用了振幅单脉冲方式的单脉冲式雷达51的硬件结构例。
在图10的例子中，发送信号生成部63构成为包括2频率CW振荡部71、调制部72和放大部73。
2频率CW振荡部71例如将按时分割来切换频率为f1的CW(Continuous Wave，连续波)和频率为f2的CW的结果所得到的信号(下面称为2频率CW)作为载波进行振荡，并提供给调制部72。
调制部72对2频率CW进行例如AM(Amplitude Modulation，振幅调制)调制，将结果所得到的信号提供给放大部73。而且，AM不过只是单纯的示例，调制部72的调制方式可以是任意的方式。
放大部73对调制部72进行了调制的2频率CW适当地进行放大处理等各种处理，将结果所得到的信号作为输出信号提供给切换部64。该放大部73的输出信号经由切换部64被提供给广角发送天线61-W或窄角天线61-N，作为发送信号以电波的方式被输出。
该发送信号被探测对象物所反射，该反射信号作为接收信号分别由接收天线62-L、62-R接收，并提供给接收信号提取部65-L、65-R。
该接收信号提取部65-L构成为包括和信号生成部81-L、放大部82-L、混合部83-L、LPF部84-L、A/D转换部85-L和FFT部86-L。
和信号生成部81-L生成由接收天线62-L所接收的接收信号和由接收天线62-R所接收的接收信号的和信号，并提供给放大部82-L。
放大部82-L对于来自和信号生成部81-L的和信号适当地进行放大处理等各种处理，将结果所得到的信号作为输出信号提供给混合部83-L。
混合部83-L对放大部82-L的输出信号和来自发送信号生成部63的发送信号进行混合，将结果所得到的信号作为输出信号提供给LPF部84-L。LPF部84-L对于混合部83-L的输出信号进行LPF(Low Pass Filter，低通滤波)处理，将结果所得到的信号作为输出信号提供给A/D转换部85-L。A/D转换部85-L对于LPF部84-L的输出信号进行A/D转换(Analogto Digital，模拟到数字)处理，将结果所得到的数字信号作为输出信号提供给FFT部86-L。
FFT部86-L对A/D转换部85-L的输出信号、即数字的和信号进行FFT(Fast Fourier Transform)分析处理，将该和信号的FFT分析结果提供给角度运算部66和相对速度/距离运算部69。
相对于这种结构的接收信号提取部65-L，接收信号提取部65-R如下构成。即，接收信号提取部65-R构成为包括差信号生成部81-R、放大部82-R、混合部83-R、LPF部84-R、A/D转换部85-R和FFT部86-R。
差信号生成部81-R生成由接收天线62-L所接收的接收信号和由接收天线62-R所接收的接收信号的差信号，并提供给放大部82-R。
放大部82-R、混合部83-R、LPF部84-R、A/D转换部85-R和FFT部86-R分别与上述放大部82-L、混合部83-L、LPF部84-L、A/D转换部85-L和FFT部86-L具有基本相同的结构和功能。因此，省略对这些各部分的个别说明。
从这样构成的接收信号提取部65-R最终输出差信号的FFT分析结果，提供给角度运算部66和相对速度/距离运算部69。
这样，分别向角度运算部66提供和信号与差信号的各FFT分析结果。具体而言，图10的例子中，角度运算部66构成为包括振幅运算部91和角度确定部92。向这其中的振幅运算部91分别提供和信号与差信号的各FFT分析结果。
振幅运算部91根据和信号与差信号的各FFT分析结果，运算使用图4所叙述的上述和信号与差信号两者的信号强度之比，将该运算结果提供给角度确定部92。
角度确定部92预先保存了例如图4的增益特性的数据，通过比较该图4的数据和振幅运算部91的运算结果来确定角度，并将该角度提供给前方目标探测部68。
另外，在图10的例子中，还设有相对速度/距离运算部69，向该相对速度/距离运算部69也提供和信号与差信号的各FFT分析结果。于是，相对速度/距离运算部69使用和信号与差信号的各FFT分析结果等，来运算与探测对象物的相对速度和距离中的至少一方，并将该运算结果提供给前方目标探测部68。
而且，本实施方式中，相对速度/距离运算部69运算与探测对象物的相对速度和距离这两者。此时的与探测对象物的相对速度和距离的运算方法没有特别限定，但是例如在本实施方式中使用了下面这样的2频率CW方式的运算方法。
即，图10的例子中，发送信号的载波如上所述使用了按时分割来切换频率f1和f2的2频率CW。即，图10的例子中，可以说发送信号具有2个频率f1和f2。
重复说明，该发送信号在探测对象物上反射，并且该反射信号作为接收信号被单脉冲式雷达51所接收。
此时，如果在单脉冲式雷达51和探测对象物之间存在相对速度v，则对于发送信号的频率f1、f2分别产生多普勒频率Δf1、Δf2，其结果，接收信号的频率分别成为频率f1+Δf1、f2+Δf2。
换言之，具有2个频率f1+Δf1、f2+Δf2的2频率CW作为载波而被调制结果所得到的信号成为与接收信号等效的信号。
于是，相对速度/距离运算部69根据和信号和差信号的各FFT分析结果，计算多普勒频率Δf1或Δf2，通过进行下式(2)或者式(3)的运算，从而可以求出单脉冲式雷达51和探测对象物的相对速度v。
v＝c*Δf1/(2*f1)...(2)
v＝c*Δf2/(2*f2)...(3)
而且，c表示光速。
另外，相对速度/距离运算部69根据和信号和差信号的各FFT分析结果，计算出多普勒频率Δf1的多普勒信号的相位Δφ1与多普勒频率Δf2的多普勒信号的相位Δφ2之差、即相位差Δφ1-Δφ2，通过进行下式(4)的运算，从而可以求出单脉冲式雷达51和探测对象物之间的距离L。
L＝c*(Δφ1-Δφ2)/4π*(f1-f2)...(4)
这种运算方法是2频率CW方式的运算方法。
应用了这种2频率CW方式的运算方法的相对速度/距离运算部69的运算结果、即与探测对象物的相对速度和距离，被提供给前方目标探测部68。因此，前方目标探测部68除了来自角度运算部66的角度之外，可以还考虑所述相对速度和距离，来判断有无探测到前方目标。
即，在图10的例子中，作为图9的例子中的步骤S5的处理的判断基准，不仅可以使用角度是否在阈值以下，还可以使用所述相对速度和距离中的至少一方。同样地，作为图9的例子中的步骤S10的处理的判断基准，不仅可以使用角度是否在阈值以下，而且还可以使用所述相对速度和距离中的至少一方。
这样，图10的例子中的前方目标探测部68由于不仅考虑角度，还可以考虑相对速度和距离来探测前方目标，所以能够更为正确地输出目标探测信号。
以上说明了通过硬件实现上述一系列处理(或者其中的一部分处理)的情况下的一个实施方式。
另一方面，当通过软件实现上述一系列处理(或者其中的一部分处理)的情况下，单脉冲式雷达51或其一部分例如可以由图11所示那样的计算机来构成。
在图11中，CPU(Central Processing Unit)101按照记录在ROM(ReadOnly Memory)102中的程序、或者从存储部108装载到RAM(RandomAccess Memory)103中的程序执行各种处理。RAM 103中还适当地存储有CPU 101执行各种处理所必需的数据等。
CPU 101、ROM 102和RAM 103经由总线104而相互连接。在该总线104上还连接着输入输出接口105。
输入输出接口105上连接有由键盘、鼠标等构成的输入部106、由显示器等构成的输出部107、由硬盘等构成的存储部108和由调制解调器、终端适配器等构成的通信部109。通信部109经由包括因特网在内的网络而与其他的装置进行通信处理。进而，通信部109还进行用于使从广角天线61-W或窄角天线61-N发送发送信号，或者使接收天线62-L、62-R接收针对该发送信号的接收信号的收发处理。
输入输出接口105上根据需要还连接有驱动器110，适当地安装有由磁盘、光盘、光磁盘或者半导体存储器等构成的可移动介质111，从它们中读取的计算机程序根据需要安装在存储部108中。
在通过软件执行一系列的处理时，将构成该软件的程序从网络或记录介质安装到组装入专用的硬件中的计算机上，或者安装到通过安装各种程序从而可以执行各种功能的例如通用的个人计算机等上。
包含这种程序的记录介质如图11所示，不仅可以由独立于装置主体、为了提供程序而发布给用户的记录有程序的磁盘(包含软盘)、光盘(包含CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)、DVD(Digital VersatileDisk))、光磁盘(包含MD(Mini-Disk))或者半导体存储器等构成的可移动介质(封装介质)111构成，而且还可以由以预先组装入装置主体中的状态被提供给用户的记录有程序的ROM 102或存储部108所包含的硬盘等构成。
而且，在本说明书中，描述记录在记录介质中的程序的步骤当然包括按照其顺序按时序进行的处理，而且还包括未必按照时序进行处理、而可并行地或者独立地执行的处理。
另外，本发明不仅可适用于上述单脉冲式雷达51，而且还能应用于各种结构的装置和系统中。而且，此处所谓系统表示由多个处理装置或处理部所构成的装置整体。
即，以上说明的方法是为了易于和以往的单脉冲式雷达进行比较，而以应用于单脉冲式雷达为前提的方法。但是，本发明的目的之一在于在探测到前方的对象物时，可以正确地确定该探测是因为实际上在前方存在对象物而得到的正确的探测，还是因为在左前方和右前方各存在1个对象物而导致的错误探测。因此，为了达成该目的，不限于上述说明的本发明的方法，只要是例如下面的方法即可。
即，该方法只要是使用多个天线，根据这其中的2个以上的天线所接收的接收信号来探测前方存在的对象物，且该方法使用由2个以上的天线所接收的各接收信号，确定对象物的位置，当所确定的位置为规定范围时，确认该对象物的存在，就能达成上述目的。换言之，该方法才是本发明的方法，其一例就是以应用于上述单脉冲式雷达为前提的方法。
因此，应用了本发明的电波探测装置除了上述的单脉冲式雷达51之外，还可以作为例如下面的装置来实现。
即，上述单脉冲式雷达51按照使用与第1发送信号对应的2个以上的接收信号的单脉冲方式来运算角度，并根据该角度确定对象物的位置。另外，单脉冲式雷达51在该角度为第1阈值以下时判断为对象物的位置在规定范围内，发送相对于上述第1发送信号、其指向性为窄角的第2发送信号，按照使用与该第2发送信号对应的2个以上的接收信号的单脉冲方式再次运算角度，当该角度为第2阈值以下时确认为存在对象物，在此之外的情况下确认为不存在。
其中用于确定对象物的位置和用于确认对象物的存在而使用的角度的运算方法不特别限于单脉冲方式，例如也可以采用CAPON方法、MUSIC方法、SPACE方法等。
进而，进行对象物的确认的确认方法不特别限于使用上述角度的方法，可以采用各种方法。
例如，可以采用设置超声波传感器等来代替窄角天线，根据超声波传感器等的检测信号来进行对象物的确认这样的确认方法。
例如，可以采用设置拍摄前方的相机来代替窄角天线，根据该相机所拍摄的图像进行对象物的确认这样的确认方法。而且，此处所谓的图像是不仅包括静止图像，还包括动态图像的广义概念。
另外，可以采用例如通过改变发送输出来产生有效的发送电波输出，来控制角度范围这样的确认方法。即，可以采用如下的确认方法：在相当于使用广角天线的期间的第1期间，使角度范围变宽，另一方面，在相当于使用窄角天线的期间的第2期间，使角度范围变窄，在该第2期间内进行对象物的确认。
可以采用例如通过使用移相器来控制指向性这样的确认方法。即，可以采用如下的确认方法：在相当于使用广角天线的期间的第1期间，使指向性变宽，另一方面，在相当于使用窄角天线的期间的第2期间，使指向性变窄，在该第2期间内进行对象物的确认。
另外，例如在上述2频率CW方式的测距雷达等距离雷达中，当在近距离处和远距离处分别具有相同速度的物体时，其中间点被检测为对象物体的位置。于是，可以采用如下的确认方法：通过改变发送天线的发送功率，从而使电波仅到达一定范围内，进行在该范围内是否存在对象的确认。

Claims (3)

1.一种单脉冲式雷达装置(51)，该单脉冲式雷达装置使用多个天线(62-L，62-R，62-W，62-N)，根据由这其中的2个以上的天线所接收到的接收信号来探测前方存在的对象物，其特征在于，该电波探测装置具有：
第1天线，其发送第1发送信号(61-W)；
位置确定单元(66)，其使用由上述2个以上的天线所接收到的各接收信号，来确定对象物的位置；以及
对象物探测单元(68)，其具有发送第2发送信号的第2天线作为窄角发送单元(61-N)，其中，上述第2天线的指向性窄于上述第1天线的指向性；
其特征在于：
上述对象物探测单元(68)基于上述第2发送信号是否被上述对象物反射来检查上述对象物的存在，并且上述第1天线和上述第2天线具有大致相同的指向性的角度的中心轴。
2.根据权利要求1所述的单脉冲式雷达装置(51)，其特征在于，该单脉冲式雷达装置还具有切换单元(67)，当基于上述第2发送信号是否被上述对象物反射而检查出上述对象物的存在时，该切换单元将发送用的天线切换为上述第2发送天线，在结束了上述对象物的存在的确认之后，该切换单元将发送用的天线切换为上述第1发送天线。
3.根据权利要求1所述的单脉冲式雷达装置(51)，其特征在于，该电波探测装置还具有速度距离运算单元(69)，所述速度距离运算单元使用由2个以上的上述天线所接收到的上述各接收信号中的至少一部分接收信号，运算与上述探测对象物的相对速度和距离中的至少一方，
上述位置确定单元(66)还使用上述速度距离运算单元(69)的运算结果中的至少一部分，来确定上述对象物的位置，
还使用上述速度距离运算单元(69)的运算结果中的至少一部分，来确认上述对象物的存在。
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