DE102006006781A1

DE102006006781A1 - FMCW-Radarvorrichtung und Verfahren zur Erfassung einer Störung

Info

Publication number: DE102006006781A1
Application number: DE102006006781A
Authority: DE
Inventors: Kazuma Kariya Natsume; Yuu Kariya Watanabe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: JP2006220624A; DE102006006781B4; US20060181448A1; JP4462060B2; US7339518B2

Abstract

Eine FMCW-Radarvorrichtung unterzieht ein Schwebungssignal in einem Frequenzzunahmeintervall und in einem Frequenzabnahmeintervall einer Frequenzanalyse, um Frequenzkomponenten in einem vorbestimmten hohen Frequenzbereich zu erhalten, der einen Frequenzbereich überschreitet, der einem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem ein Zielobjekt erfasst werden sollte. Anschließend berechnet die FMCW-Radarvorrichtung jeweils einen eine Summe an Intensitäten von Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich betreffenden Wert für das Frequenzzunahmeintervall und das Frequenzabnahmeintervall. Wenn eines der berechneten Integrale über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, bestimmt die FMCW-Radarvorrichtung, dass sie durch eine nahe Radarvorrichtung gestört wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine frequenzmodulierte Dauerstrichradarvorrichtung (nachstehend als FMCW-Radarvorrichtung bezeichnet) und ein Verfahren zur Erfassung einer Störung durch eine von einer weiteren Radarvorrichtung ausgesendeten Radarwelle mit hoher Genauigkeit.

Die JP 2002-168947 A offenbart eine FMCW-Radarvorrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe eines Zielobjekts (z.B. Abstand zum Zielobjekt oder relative Geschwindigkeit des Zielobjekts), die ferner dazu ausgelegt ist, eine auftretende Störung durch eine weitere Radarvorrichtung auf zwei verschiedene Weise zu erfassen.

Die erste Variante besteht darin, dass die FMCW-Radarvorrichtung eine Amplitude eines einer von dem Zielobjekt reflektierten Radarwelle entsprechenden Empfangssignals oder einer Amplitude eines einen Frequenzunterschied zwischen einer ausgesendeten Radarwelle und der reflektierten Radarwelle darstellenden Schwebungssignals mit einem vorbestimmten Amplitudenschwellenwert vergleicht. Wenn die Amplitude des Empfangssignals oder die Amplitude des Schwebungssignals über dem vorbestimmten Amplitudenschwellenwert liegt, bestimmt die FMCW-Radarvorrichtung daraufhin, dass sie durch die weitere Radarvorrichtung gestört wird.

Die zweite Variante besteht darin, dass die FMCW-Radarvorrichtung eine Peakfrequenz des Schwebungssignals mit einem vorbestimmten Frequenzschwellenwert vergleicht, welcher dem am weitesten entfernt gelegenen Ende eines Zielobjektabstandsbereichs entspricht, in dem das Zielobjekt erfasst werden sollte. Die Peakfrequenz des Schwebungssignals entspricht einer Frequenz, bei der eine Amplitude des Schwebungssignals ein lokales Maximum erreicht. Eine Korrespondenz zwischen einer Frequenz und einem Abstand hängt von einer Änderung der Frequenz der ausgesendeten Radarwelle über die Zeit ab. Wenn die Frequenz des Schwebungssignals über dem vorbestimmten Frequenzschwellenwert liegt, bestimmt die FMCW-Radarvorrichtung daraufhin, dass sie durch die weitere Radarvorrichtung gestört wird.

Die erste Variante funktioniert aufgrund der Tatsache, dass die Störung die Amplitude des Empfangssignals und somit die des Schwebungssignals erhöht, da die FMCW-Radarvorrichtung zusätzlich zu der reflektierten Radarwelle eine von der weiteren Radarvorrichtung ausgesendete Radarwelle empfängt, wenn sie durch die weitere Radarvorrichtung gestört wird.

Befindet sich jedoch ein Zielobjekt mit einem hohen Reflexionsvermögen bezüglich der Radarwelle in der Nähe der FMCW-Radarvorrichtung, erfasst die FMCW-Radarvorrichtung das Empfangssignal möglicherweise mit einer über der Schwellenwertamplitude liegenden Amplitude. Ferner ist die Amplitude des Empfangssignals in einem sehr niedrigen Frequenzbereich sehr hoch, da sich ein Teil der von der FMCW-Radarvorrichtung ausgesendeten Radarwelle durch Beugung stets von einer Sendeantenne zu einer Empfangsantenne ausbreitet.

Folglich ist es schwierig, lediglich auf der Grundlage des Faktors, ob die Amplitude des Empfangssignals oder des Schwebungssignals über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, eine Bestimmung, ob die FMCW-Radarvorrich tung durch eine weitere Radarvorrichtung gestört wird, mit hoher Genauigkeit auszuführen, da die Amplitude des Empfangssignals sowohl durch die Störung als auch durch einige andere Ursachen erhöht werden kann.

Die zweite Variante funktioniert aufgrund der Tatsache, dass die Peakfrequenz des Schwebungssignals tendenziell unter der Maximalfrequenz liegt, welche dem Abstand von der FMCW-Radarvorrichtung zu dem am weitesten entfernt gelegenen Ende des Zielerfassungsabstandsbereichs entspricht, da die Peakfrequenz des Schwebungssignals grundsätzlich proportional zum Abstand des Zielobjekts ist. Folglich bestimmt die FMCW-Radarvorrichtung, dass das Schwebungssignal mit einer Störung durch die weitere Radarvorrichtung überlagert erzeugt wird, wenn die Frequenz des Schwebungssignals über der Maximalabstandsfrequenz liegt, welche dem am weitesten entfernt gelegenen Ende des Abstandsbereichs entspricht, indem das Zielobjekt erfasst werden sollte.

Ist die FMCW-Radarvorrichtung in einem Fahrzeug installiert, kommt es jedoch häufig vor, dass sich ein Gebäude, ein größeres Fahrzeug mit einer Beladung oder dergleichen an einem Ort befindet, der weiter entfernt als das am weitesten entfernt gelegene Ende des Zielerfassungsabstandsbereichs gelegen ist. Wenn das Gebäude, die Beladung oder dergleichen eine große Fläche aufweist, die annähernd orthogonal zu einer Ausbreitungsrichtung der von der FMCW-Radarvorrichtung ausgesendeten Radarwelle gelegen und dazu geeignet ist, die Radarwelle zu reflektieren, empfängt die FMCW-Radarvorrichtung mitunter die reflektierte Radarwelle von dem großen Hindernis, wie beispielsweise dem Gebäude oder der Beladung. Folglich erfasst die FMCW-Radarvorrichtung das Schwebungssignal mit der Peakfrequenz, die über der Maximalfrequenz liegt, welche dem Abstand zu dem am weitesten entfernt gelegenen Ende des Zielerfassungsabstandsbereichs entspricht.

Folglich ist nicht einzig die Störung durch die weitere Radarvorrichtung dafür verantwortlich, dass das Schwebungssignal die Peakfrequenz aufweist, die über der Maximalfrequenz liegt, welche dem Abstand zu dem am weitesten entfernt gelegenen Ende des Zielerfassungsabstandsbereichs entspricht.

Es ist folglich schwierig, lediglich auf der Grundlage des Faktors, ob die Peakfrequenz des Schwebungssignals über der Maximalfrequenz liegt, welche dem Abstand zu dem am weitesten entfernt gelegenen Ende des Zielerfassungsabstandsbereichs entspricht, eine Bestimmung mit hoher Genauigkeit auszuführen, ob die FMCW-Radarvorrichtung durch eine weitere Radarvorrichtung gestört wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, eine FMCW-Radarvorrichtung bereitzustellen, die dazu ausgelegt ist, mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, ob sie durch eine weitere Radarvorrichtung gestört wird.

Eine FMCW-Radarvorrichtung berechnet einen Wert, der eine Summe an Intensitäten von Frequenzkomponenten des Schwebungssignals betrifft, wobei die Frequenzkomponenten in einem hohen Frequenzbereich liegen, der einen Frequenzbereich überschreitet, der einem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem das Zielobjekt zu erfassen ist. Anschließend bestimmt die FMCW-Radarvorrichtung auf der Grundlage des die Summe betreffenden Werts, ob die reflektierte Funkwelle durch eine weitere Radarvorrichtung störend beeinflusst wird.

Wenn sich gemäß vorstehender Beschreibung ein Zielhindernis mit einem hohen Reflexionsvermögen an einem Ort befindet, der weiter als das am weitesten entfernt gelegene Ende des Zielerfassungsabstandsbereichs gelegen ist, erfasst die FMCW-Radarvorrichtung ein Schwebungssignal mit einer Peakfrequenz, die über einer Frequenz liegt, welche dem Abstand zu dem am weitesten entfernt gelegenen Ende des Zielerfassungsabstandsbereichs entspricht. Folglich ist es schwierig, lediglich auf der Grundlage des Faktors, ob die Frequenz des Schwebungssignals über der Frequenz liegt, welche dem Abstand des am weitesten entfernt gelegenen Endes des Zielerfassungsabstandsbereichs entspricht, eine Bestimmung mit hoher Genauigkeit auszuführen, ob die FMCW-Radarvorrichtung durch eine weitere Radarvorrichtung gestört wird. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass sich mehrere, ein hohes Reflexionsvermögen aufweisende Hindernisse an mehreren Orten befinden, die weiter als das am weitesten entfernt gelegene Ende des Zielerfassungsabstandsbereichs entfernt gelegen sind.

Die FMCW-Radarvorrichtung erfasst ein Schwebungssignal, das einen Frequenzunterschied zwischen dem von der FMCW-Radarvorrichtung erzeugten Übertragungssignal und dem Empfangssignal darstellt, das aus der Radarwelle einer weiteren Radarvorrichtung (wie beispielsweise einer weiteren FMCW-Radarvorrichtung, einer Zweifrequenz-CW-Radarvorrichtung, einer Mehrfrequenz-CW-Radarvorrichtung, einer Puls-Radarvorrichtung und einer Spread-Spectrum-Radarvorrichtung) erzeugt wurde, wenn ein Frequenzbereich einer von der weiteren Radarvorrichtung ausgesendeten Radarwelle dem Frequenzbereich der von der FMCW-Radarvorrichtung der vorliegenden Erfindung ausgesendeten und empfangenen Radarwelle entspricht oder nahezu entspricht.

Es ist ebenso sehr unwahrscheinlich, dass zwei verschiedene Radarvorrichtungen Radarwellen mit der gleichen Frequenzvariation aussenden, bedingt durch verschiedene Übertragungsverfahren und Hersteller, oder sogar individuelle Unterschiede zwischen Radarvorrichtungen gleicher Bauart. Folglich unterscheiden sich Frequenzvariationen der Radarwellen voneinander. Dies führt dazu, dass das Schwebungssignal, das gemäß obiger Beschreibung den Frequenzunterschied zwischen dem von der FMCW-Radarvorrichtung erzeugten Übertragungssignal und dem aus der Radarwelle einer weiteren Radarvorrichtung erzeugten Empfangssignal darstellt, Frequenzkomponenten in einem breiten Frequenzbereich von einer niedrigen Frequenz bis zu einer hohen Frequenz aufweist, da sich die Frequenzen dieses Übertragungssignals und dieses Empfangssignals unterschiedlich ändern. Der breite Frequenzbereich beinhaltet einen Frequenzbereich, der einen Frequenzbereich überschreitet, welcher dem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem das Zielobjekt erfasst werden sollte.

Auf der Grundlage dieser Tatsache berechnet die FMCW-Radarvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Wert, der eine Summe an Intensitäten von Frequenzkomponenten des Schwebungssignals eines steigenden Intervalls oder des Schwebungssignals eines fallenden Intervalls betrifft, die (Frequenzkomponenten) in einem hohen Frequenzbereich liegen, der einen Frequenzbereich überschreitet, der einem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem das Zielobjekt zu erfassen ist, und bestimmt auf der Grundlage des die Summe betreffenden Werts, ob die FMCW-Radarvorrichtung durch eine andere Radarvorrichtung gestört wird.

Das aus der Radarwelle einer weiteren Radarvorrichtung erzeugte Schwebungssignal weist gemäß obiger Beschreibung Frequenzkomponenten in einem breiten Frequenzbereich von der niedrigen Frequenz zu der hohen Frequenz auf. Folglich kann über eine Berechnung des die Summe betreffenden Werts mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, ob die FMCW-Radarvorrichtung durch eine weitere Radarvorrichtung gestört wird, da einzig die durch die weitere Radarvorrichtung verursachte Störung den die Summe betreffenden Wert um einen großen Betrag erhöht.

Die obigen und weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, näher ersichtlich. In der Zeichnung zeigt:
1 ein Blockdiagramm einer FMCW-Radarvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2A ein Zeitdiagramm eines Übertragungssignals fs und eines Empfangssignals fr;
2B ein Zeitdiagramm einer Schwebungsfrequenz, die einen Frequenzunterschied zwischen dem Übertragungssignal fs und dem Empfangssignal fr entspricht;
3 eine Draufsicht auf eine Situation, bei der eine Störung zwischen der FMCW-Radarvorrichtung und einer weiteren Radarvorrichtung auftritt;
4A ein Diagramm einer Situation, bei der eine weitere Radarvorrichtung einer Radarwelle mit konstanter Frequenz aussendet, die in einem Übertragungsfrequenzbereich der FMCW-Radarvorrichtung liegt;
4B ein Diagramm einer Situation, bei der eine weitere Radarvorrichtung eine Radarwelle mit einer sich ändernden Frequenz aussendet, von der ein Teil in dem Übertragungsfrequenzbereich der FMCW-Radarvorrichtung liegt;
4C ein Diagramm, das einen Störungseinfluss auf ein Frequenzspektrum eines Schwebungssignals veranschaulicht;
5 ein Diagramm eines Beispiels des Frequenzspektrums des Schwebungssignals in einem Zeitabschnitt, in dem eine Übertragungsfrequenz ansteigt oder abfällt, für den Fall, bei dem die FMCW-Radarvorrichtung in einem Fahrzeug installiert ist;
6 eine Draufsicht auf eine Situation, bei welcher das Frequenzspektrum des Schwebungssignals durch ein vorhandenes Objekt (z.B. eine Leitplanke) entlang einer Straße beeinflusst wird;
7 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zur Erfassung eines Ziels, der einen Prozess zur Bestimmung eines Auftretens der Störung beinhaltet; und
8 ein Diagramm eines Frequenzspektrums einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend wird eine FMCW-Radarvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die in der 1 gezeigte FMCW-Radarvorrichtung 2 ist in einem Fahrzeug installiert und erfasst einen Abstand zu einem Zielobjekt (z.B. einem vorausfahrenden Fahrzeug) und/oder eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts (z.B. einem vorausfahrenden Fahrzeug).
Die FMCW-Radarvorrichtung 2 weist, wie in 1 gezeigt, einen Sender 4, einen Empfänger 6, einen A/D-Wandler 8, einen Mikrocomputer (MC) 10, einen Zeitgeber 18 und Antennen AS und AR auf.
Der Sender 4 dient zum Aussenden einer Millimeterradarwelle über die Antenne AS und weist einen D/A-Wandler 12, einen spannungsgesteuerten Oszillator 14 und einen Splitter 16 auf. Der D/A-Wandler 12 empfängt ein digitales Signal mit einer Frequenz, die im Zeitbereich abwechselnd graduell erhöht und verringert wird, von dem Mikrocomputer 10 und wandelt das empfangene digitale Signal in ein Analogsignal. Der spannungsgesteuerte Oszillator 14 empfängt das Analogsignal als Modulationssignal und erzeugt ein Funk- bzw. HF-Signal in einem Millimeterwellenband. Der Splitter 16 trennt das von dem spannungsgesteuerten Oszillator 14 erzeugte Funkfrequenzsignal in ein Übertragungssignal (d.h. die Millimeterradarwelle) fs und ein lokales Signal LO. Das Übertragungssignal fs weist eine sich rekursiv ändernde Frequenz auf, die durch das von dem Mikrocomputer 10 erzeugte digitale Signal bestimmt wird. Das Übertragungssignal fs wird an die Antenne AS und das lokale Signal LO an den Empfänger 6 gegeben.
Die Antenne AR empfängt eine reflektierte Radarwelle, die von dem Zielobjekt kommt, welches die von der Antenne AS ausgesendete Millimeterradarwelle reflektiert, und gibt ein der empfangenen reflektierten Radarwelle entsprechendes Empfangssignal fr an den Empfänger 6.
Der Empfänger 6 weist einen Mischer MX und einen Verstärker AMP auf. Der Mischer MX mischt das lokale Signal LO und das von der Antenne AR kommende Empfangssignal fr, um ein einem Frequenzunterschied zwischen beiden entsprechendes Schwebungssignal zu erzeugen. Der Verstärker AMP verstärkt das von dem Mischer MX erzeugte Schwebungssignal.
Das von dem Verstärker AMP verstärkte Schwebungssignal wird an den A/D-Wandler 8 gegeben. Der A/D-Wandler 8 nimmt das Schwebungssignal an einem von dem Zeitgeber 18 bestimmten Zeitpunkt auf und wandelt das aufgenommene Signal in ein digitales Signal. Das aus dem Schwebungssignal gewandelte digitale Signal wird an den Mikrocomputer 10 gegeben, welcher das eingegebene Signal zur Berechnung des Abstands und/oder der relativen Geschwindigkeit verwendet.
Der Zeitgeber 18 bestimmt den Zeitpunkt zum Aufnehmen des Schwebungssignals durch den A/D-Wandler, indem er jedes Mal, wenn eine Abtastperiode endet, ein Abtastaufforderungssignal an den A/D-Wandler gibt. Der Zeitgeber 18 startet auf den Empfang einer Aufforderung zum Starten einer Erfassung von dem Mikrocomputer 10 hin eine rekursive Erfassung von Abläufen der Abtastperiode und stoppt die rekursive Erfassung, wenn die Anzahl an Abläufen eine vorbestimmte Abtastanzahl erreicht.
Eine Abtastfrequenz kann von einem Hersteller auf einen Wert voreingestellt sein, der eine Erfassung von Frequenzkomponenten des Schwebungssignals in einen hohen Frequenzbereich ermöglicht, der einem weit reichenden Abstandsbereich entspricht, der weiter als ein Zielerfassungsabstandsbereich reicht. Der Zielerfassungsabstandsbereich ist ein Abstandsbereich, in welchem der Abstand oder die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts erfasst werden kann. Die Abtastfrequenz ist gemäß der für den Zeitgeber 18 bestimmten Abtastfrequenz vorgegeben.
Wenn das am weitesten entfernt gelegene Ende des Zielerfassungsabstandsbereichs in eines Abstands von 150 bis 200 Metern liegt, wird die Abtastfrequenz derart bestimmt, dass die Frequenzkomponenten in einem Frequenzbereich bis zu einer Maximalfrequenz von 333 kHz erfasst werden, was einem Abstand von 512 m entspricht, wenn die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts Null (0) ist. Genauer gesagt, die Abtastfrequenz wird auf der Grundlage des Abtasttheorems bestimmt, so dass sie mindestens der doppelten (d.h. 666 kHz in dem obigen Fall) Maximalfrequenz (d.h. 333 kHz in dem obigen Fall) entspricht. Auf diese Weise können die in dem Frequenzbereich bis zu der Maximalfrequenz vorhandenen Frequenzkomponenten richtig erfasst werden.
Der Mikrocomputer 10 besteht hauptsächlich aus einer CPU, einem ROM und einem RAM und berechnet den Abstand und/oder die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts auf der Grundlage der digitalen Daten von dem A/D-Wandler 8. Der Mikrocomputer 10 weist einen digitalen Signalprozessor (DSP) zum Ausführen einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) in einem Frequenzanalyseprozess auf. Der berechnete Abstand und die berechnete relative Geschwindigkeit werden beispielsweise an eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung gegeben, die eine Funktion zur Regelung des Abstands zu dem vorausfahrenden Fahrzeug aufweist, bei welcher diese Daten beispielsweise verwendet werden.
Nachstehend wird ein Betrieb der FMCW-Radarvorrichtung 2 zur Erfassung des Abstands und der relativen Geschwindigkeit bezüglich des Zielobjekts beschrieben.
Der Sender 4 sendet die Millimeterradarwelle als in der 2 gezeigte frequenzmodulierte kontinuierliche Welle (FMCW) über die Antenne AS aus. Wenn die Millimeterradarwelle von dem Zielobjekt reflektiert wird, wird die reflektierte Radarwelle von der Antenne AR empfangen. Anschließend mischt der Mischer MX das von der Antenne AR erzeugte Empfangssignal fr mit dem lokalen Signal LO, um das Schwebungssignal zu erzeugen, welches den Frequenzun terschied zwischen dem Empfangssignal fr und dem dem Übertragungssignal fs entsprechenden lokalen Signal LO anzeigt.
Die Frequenz des Sende- bzw. Übertragungssignals fs ändert sich periodisch, wobei eine Periode einer Frequenzänderung des Übertragungssignals fs ein Frequenzzunahmeintervall, in welchem die Frequenz graduell erhöht wird, und ein Frequenzabnahmeintervall aufweist, in welchem die Frequenz graduell verringert wird. Der A/D-Wandler 8 nimmt sowohl in dem Frequenzzunahmeintervall als auch in dem Frequenzabnahmeintervall das Schwebungssignal bei der vorbestimmten Abtastperiode rekursiv auf und wandelt das aufgenommene Schwebungssignal in das digitale Signal. Auf diese Weise wird, wie in 2B gezeigt, das Schwebungssignal 101 in dem Frequenzzunahmeintervall und das Schwebungssignal 102 in dem Frequenzabnahmeintervall erzeugt.
Wenn die Geschwindigkeit des die FMCW-Radarvorrichtung 2 aufweisenden Fahrzeugs der Geschwindigkeit des Zielobjekts entspricht, d.h. die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts Null ist, wird die reflektierte Radarwelle um eine Zeit verzögert, die von der Radarwelle benötigt wird, um einen Abstand D zwischen dem Zielobjekt und der FMCW-Radarvorrichtung 2 hin und her zu laufen. In diesem Fall wird das Empfangssignal fr um die Verzögerungszeit td bezüglich des Übertragungssignals fs zeitlich verschoben, und folglich ist eine Peakfrequenz fbu des Schwebungssignals in dem Frequenzzunahmeintervall gleich einer Peakfrequenz fbd des Schwebungssignals in dem Frequenzabnahmeintervall (fbu = fbd).
Wenn die Geschwindigkeit des die FMCW-Radarvorrichtung 2 aufweisenden Fahrzeugs nicht der Geschwindigkeitszielobjektes entspricht, d.h. die relative Geschwindig keit des Zielobjekts nicht Null ist, weist die reflektierte Radarwelle eine Dopplerverschiebung auf. Folglich wird das Empfangssignal fr bezüglich des Übertragungssignals fs im Frequenzbereich um eine der Dopplerverschiebung entsprechende Frequenz fd sowie im Zeitbereich um die Verzögerungszeit td verschoben. Wie in den 2A und 2B gezeigt, unterscheidet sich die Peakfrequenz fbu des Schwebungssignals 101 in dem Frequenzzunahmeintervall von der Peakfrequenz fbd des Schwebungssignals 102 in dem Frequenzabnahmeintervall.
Folglich wird das Empfangssignal fr auf der Grundlage des Abstands D zu dem Zielobjekt und der relativen Geschwindigkeit V des Zielobjekts im Zeit- bzw. Frequenzbereich verschoben. Genauer gesagt, eine Komponente des Frequenzunterschieds zwischen dem Übertragungssignal fs und dem Empfangssignal fr, die einzig die Verschiebung auf der in der 2A gezeigten Zeitachse betrifft, entspricht dem Abstand D zu dem Zielobjekt. Ferner entspricht eine Komponente des Frequenzunterschieds, die einzig die Verschiebung auf der in der 2A gezeigten Frequenzachse betrifft, der relativen Geschwindigkeit V des Zielobjekts. Beide Frequenzunterschiede werden über die Gleichungen (1) und (2) berechnet. fb = (|fbu| + |fbd|)/2 (1) fd = (|fbu| – |fbd|)/2 (2)
Die berechneten Frequenzunterschiede fb und fd, welche dem Abstand D und der relativen Geschwindigkeit V entsprechen, können in den nachstehend angegebenen Gleichungen (3) und (4) eingesetzt werden, um den Abstand D und die relative Geschwindigkeit V zu berechnen. D = {C/(4 × ΔF) × fm)} × fb (3) V = {C/(2 × f0)} × fd (4)wobei ΔF einem Übertragungsfrequenzbereich entspricht, in dem sich die Frequenz des Übertragungssignals fs ändert, f0 einer Mittenfrequenz des Übertragungsfrequenzbereichs entspricht, fm der Periode einer Frequenzänderung des Übertragungssignals entspricht und C der Lichtgeschwindigkeit entspricht.
Nachstehend wird ein Verfahren beschrieben, mit dem bestimmt werden kann, ob die FMCW-Radarvorrichtung 2 durch eine von einer weiteren Radarvorrichtung ausgesendete Radarwelle gestört wird.
Weit verbreiteten Radarvorrichtungen (z.B. eine FMCW-Radarvorrichtung, eine Zweifrequenz-CW-Radarvorrichtung, eine Mehrfrequenz-CW-Radarvorrichtung, eine Puls-Radarvorrichtung und eine Spread-Spectrum-Radarvorrichtung), die einen Abstand oder dergleichen zu einem Zielobjekt erfassen, indem sie eine Millimeterwelle als Radarwelle verwenden, ist ein nahe 76 GHz gelegenes Frequenzband zugewiesen. Folglich kann es passieren, dass sich diese Radarvorrichtungen gegenseitig stören.
In einer in der 3 gezeigten Situation, bei der eine Radarvorrichtung 106 in einem entgegenkommenden Fahrzeug 106 installiert ist, das aus einer der Fahrtrichtung des die FMCW-Radarvorrichtung 2 aufweisenden Fahrzeugs 107 entgegengesetzten Richtung kommt, empfängt die FMCW-Radarvorrichtung 2 möglicherweise eine von der in dem entgegenkommenden Fahrzeug 106 installierten Radarvorrichtung 105 gesendete Radarwelle 108 sowie die von der FMCW-Radarvorrichtung 2 ausgesendete und von dem vorausfahrenden Fahrzeug 110 reflektierte Radarwelle 109. Wenn die FMCW-Radarvorrichtung 2 die von der Radarvor richtung 105 ausgesendete Radarwelle 108 empfängt, erzeugt die FMCW-Radarvorrichtung 2 das Schwebungssignal, das einen Frequenzunterschied zwischen dem der Radarwelle 108 und dem Übertragungssignal fs entsprechenden Empfangssignal fr und dem Übertragungssignal fs.
Wenn die Frequenz der Radarwelle 108 der Frequenz der reflektierten Radarwelle 109 entspricht oder nahezu entspricht, weist das gemäß dem Empfangssignal der Radarwelle 108 erzeugte Schwebungssignal eine Frequenzkomponente auf, welche dem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem das Zielobjekt erfasst werden sollte. Wenn eine nahe Radarvorrichtung, wie beispielsweise die Radarvorrichtung 105, die FMCW-Radarvorrichtung 2 stört, ist es folglich schwierig, den Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 110 oder die relative Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 110 mit Hilfe der Peakfrequenz fbu des Schwebungssignals in dem Frequenzzunahmeintervall und der Peakfrequenz fbd des Schwebungssignals in dem Frequenzabnahmeintervall richtig zu erfassen. Folglich muss das Auftreten Störung durch die nahe Radarvorrichtung mit einem hohen Maß an Genauigkeit erfasst und Maßnahmen gegen die Störung veranlasst werden.
In dem in der 4A gezeigten Fall sendet die nahe Radarvorrichtung (wie beispielsweise eine Zweifrequenz-CW-Radarvorrichtung, eine Mehrfrequenz-CW-Radarvorrichtung, eine Puls-Radarvorrichtung oder eine Spread-Spectrum-Radarvorrichtung) eine Radarwelle mit einer konstanten Frequenz aus, wobei die konstante Frequenz in dem Übertragungsfrequenzbereich liegt, in dem sich die Frequenz des Übertragungssignals fs der FMCW-Radarvorrichtung 2 ändert. In diesem Fall ändert sich ein Frequenzunterschied zwischen dem lokalen Signal LO (entspricht dem Übertragungssignal fs) und einem Empfangssignal 115 der von der nahen Radarvorrichtung ausgesendeten Radar welle, wie durch die Schattierungen in der 4A gezeigt, zwischen einem kleinen und einem großen Wert.
In dem in der 4B gezeigten Fall sendet die nahe Radarvorrichtung, gleich einer weiteren FMCW-Radarvorrichtung, eine Radarwelle mit einer sich ändernde Frequenz, wobei sich ein Teil eines Bereichs, in dem sich die sich ändernde Frequenz ändert, und ein Teil des Übertragungsfrequenzbereichs der FMCW-Radarvorrichtung 2 überlappen. In diesem Fall ändert sich ein Frequenzunterschied zwischen dem lokalen Signal LO und einem Empfangssignal 116 der von der nahen Radarvorrichtung gesendeten Radarwelle, wie durch die Schattierungen in der 4B gezeigt, ebenso zwischen einem kleinen und einem großen Wert.
Es kann vorkommen, dass die nahe Radarvorrichtung eine Radarwelle aussendet, die ein der von der FMCW-Radarvorrichtung 2 ausgesendeten Radarwelle entsprechendes Frequenzänderungsmuster aufweist, d.h., es kann passieren, dass eine Änderungsrate der Frequenz der von der nahen Radarvorrichtung ausgesendeten Radarwelle der von der FMCW-Radarvorrichtung 2 ausgesendeten Radarwelle nahezu entspricht, und dass das Frequenzzunahmeintervall und das Frequenzabnahmeintervall der von der nahen Radarvorrichtung ausgesendeten Radarwelle nahezu synchron zu den Intervallen der FMCW-Radarvorrichtung 2 sind. In diesem Fall bleibt ein Frequenzunterschied zwischen dem lokalen Signal LO und einem Empfangssignal der von der nahen Radarvorrichtung ausgesendeten Radarwelle im Zeitbereich nahezu unverändert. In diesem Fall weist das Schwebungssignal seinen Peakwert folglich in einem schmalen Frequenzbandbereich auf.
Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass zwei verschiedene Radarvorrichtungen Radarwellen mit den gleichen Fre quenzänderungsmustern aussenden, bedingt durch verschiedene Übertragungsverfahren und Hersteller, oder sogar individuelle Unterschiede zwischen Radarvorrichtungen gleicher Bauart. Folglich sind die Änderungsraten der Frequenzen der Radarwellen zweier verschiedener Radarvorrichtungen verschieden und die Frequenzzunahmeintervalle und die Frequenzabnahmeintervalle der Radarwellen von den verschiedenen Radarvorrichtungen nicht synchron zueinander. Dies führt dazu, dass sich der Frequenzunterschied zwischen dem lokalen Signal LO und dem Empfangssignal der von der nahen Radarwelle gesendeten Radarwelle in Abhängigkeit der Differenz in den Frequenzänderungen zwischen der nahen Radarvorrichtung und der FMCW-Radarvorrichtung 2 zwischen einen kleinen und einem großen Wert ändert.
In beiden der in den 4A und 4B gezeigten Fällen weist das Schwebungssignal Frequenzkomponenten in einem breiten Frequenzbereich von einer niedrigen zu einer hohen Frequenz auf, da sich der Frequenzunterschied zwischen dem lokalen Signal LO und dem Empfangssignal von der nahen Radarvorrichtung gemäß obiger Beschreibung von einem kleinen zu einem großen Wert ändert. Wenn die FMCW-Radarvorrichtung 2 durch die nahe Radarvorrichtung gestört wird, weist das mit Hilfe eines Frequenzanalyseprozesses (insbesondere einer schnellen Fouriertransformation) erhaltene Frequenzspektrum des Schwebungssignals in dem breiten Frequenzbereich durch die Störung bedingt erhöhte Intensitäten auf. Die in dem Schwebungssignal enthaltenen Frequenzkomponenten mit den erhöhten Intensitäten weisen Frequenzkomponenten in einem Frequenzbereich auf, der über einem Zielerfassungsfrequenzbereich liegt, welcher dem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem das Zielobjekt erfasst werden sollte.
In der 5 zeigen eine durchgezogene Linie 121 und eine gestrichelte Linie 122 das Frequenzspektrum des Schwebungssignals in dem Frequenzzunahmeintervall oder in dem Frequenzabnahmeintervall für den Fall, bei dem die FMCW-Radarvorrichtung 2 in einem Fahrzeug installiert ist. Genauer gesagt, die durchgezogene Linie 121 zeigt das Frequenzspektrum für den Fall, bei dem die FMCW-Radarvorrichtung 2 durch das nahe Fahrzeug gestört wird, und die gestrichelte Linie 122 zeigt das Frequenzspektrum für den Fall, bei dem die FMCW-Radarvorrichtung 2 nicht durch die Störung beeinträchtigt wird.
Wenn sich vorausfahrende Fahrzeuge in den Zielerfassungsabstandsbereich befinden, weisen die Spektren 121 und 122, wie in 5 gezeigt, Peaks 123, 124 und 125 auf, deren Frequenzen von den Abständen und den relativen Geschwindigkeiten der vorausfahrenden Fahrzeuge abhängen.
Wenn sich ein langes Hindernis, wie beispielsweise eine Leitplanke oder eine Seitenwand eines Tunnels, entlang einer Straßenseite erstreckt, reflektiert ein Abschnitt des langen Hindernisses in dem Zielerfassungsabstandsbereich der FMCW-Radarvorrichtung 2 die von der FMCW-Radarvorrichtung 2 ausgesendete Radarwelle in Richtung der FMCW-Radarvorrichtung 2, da die ausgesendete Radarwelle 131 mit einem relativ kleinen Einfallswinkel α (d.h. einem Einfallswinkel relativ dicht zu dem orthogonalen Winkel, senkrecht zu der Richtung des langen Hindernisses 132) auf den Abschnitt des langen Hindernisses 132 trifft. Folglich weist das keine Störung aufweisende Spektrum 122 Frequenzkomponenten 126 mit erhöhten Intensitäten in einem relativ breiten Frequenzbereich auf.
Demgegenüber sind die Frequenzkomponenten in einem hohen Frequenzbereich, der einem weit entfernt gelegenen Bereich entspricht, der weiter als der Zielerfassungsabstandsbereich gelegen ist, wie in 5 gezeigt, nicht erhöht, selbst wenn sich das lange Hindernis, wie bei spielsweise die Leitplanke, in dem von der FMCW-Radarvorrichtung 2 weit entfernt gelegenen Bereich befindet.
Ursache hierfür ist die Tatsache, dass die ausgesendete Radarwelle 133, wie in 6 gezeigt, mit einem relativ großen Einfallswinkel β (d.h. einem Einfallswinkel relativ dicht zu dem Winkel parallel zu dem langen Hindernis 132) auf einem weiteren Abschnitt des langen Hindernisses 132 in dem weit entfernt gelegenen Bereich trifft. Folglich reflektiert der Abschnitt des langen Hindernisses 132 in dem weit entfernt gelegenen Bereich die von der FMCW-Radarvorrichtung 2 ausgesendete Radarwelle 133 nicht in Richtung der FMCW-Radarvorrichtung 2, sondern in eine andere Richtung.
Ein Ort, der weiter als der Zielerfassungsabstandsbereich der FMCW-Radarvorrichtung 2 gelegen ist, kann beispielsweise ein Gebäude, ein großes Fahrzeug mit einer Beladung oder dergleichen sein. Ferner können das Gebäude, die Beladung oder dergleichen einen großen Oberflächenbereich aufweisen, der nahezu orthogonal zu einer Ausbreitungsrichtung der von der FMCW-Radarvorrichtung 2 ausgesendeten Radarwelle verläuft und bezüglich der Radarwelle reflektierend wird. In diesem Fall empfängt die FMCW-Radarvorrichtung 2 mitunter die von einem großen Hindernis, wie beispielsweise dem Gebäude, der Beladung oder dergleichen, reflektierte Funkwelle und werden die Frequenzkomponenten 127 in einem sehr schmalen Frequenzbereich, welcher dem Abstand und der relativen Geschwindigkeit des großen Hindernisses entspricht, in ihren Intensitäten erhöht.
Die obigen Tatsachen zeigen, dass einzig dann, wenn die FMCW-Radarvorrichtung 2 durch eine nahe Radarvorrichtung gestört wird, die Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich, welcher dem Abstandsbereich entspricht, der weiter als der Zielerfassungsabstandsbereich entfernt gelegen ist, insgesamt in ihren Intensitäten erhöht werden (6). Wenn die FMCW-Radarvorrichtung 2 den Frequenzanalyseprozess für das Schwebungssignal ausführt, erfasst sie die Intensitäten der Frequenzkomponenten (d.h. das Frequenzspektrum) des Schwebungssignals in dem hohen Frequenzbereich, welcher dem Abstandsbereich entspricht, der weiter als der Zielerfassungsabstandsbereich entfernt gelegen ist, und berechnet ein Intensitätsintegral über die Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich. Mit Hilfe des Integrals kann bestimmt werden, ob die Intensitäten der Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich insgesamt erhöht sind, und folglich kann richtig bestimmt werden, ob die FMCW-Radarvorrichtung durch die nahe Radarvorrichtung gestört wird.
Nachstehend wird ein Prozess zur Erfassung des Zielobjekts, welcher den Prozess zur Bestimmung des Auftretens der Störung beinhaltet, unter Bezugnahme auf das in der 7 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
Zunächst liest der Mikrocomputer 10 der FMCW-Radarvorrichtung 2 in Schritt S100 digitale Daten, in welche der A/D-Wandler 8 das von dem Empfänger 6 ausgegebene Schwebungssignal gewandelt hat. Die digitalen Daten des Schwebungssignals werden mit einer vorbestimmten Abtastfrequenz für die vorbestimmte Anzahl von Abtastmalen in dem Frequenzzunahmeintervall und in dem Frequenzabnahmeintervall gelesen und temporär in dem RAM gespeichert.
Anschließend führt der Mikrocomputer 10 in Schritt S110 den Frequenzanalyseprozess (insbesondere eine erste Fouriertransformation) für die in dem RAM gespeicherten digitalen Daten in dem Frequenzzunahmeintervall und in dem Frequenzabnahmeintervall aus. Durch die schnelle Fouriertransformation werden den jeweiligen Frequenzen ent sprechende komplexe Vektoren erzielt. Ein Absolutwert jedes komplexen Vektors zeigt eine Amplitude (d.h. eine Intensität) der entsprechenden Frequenz an. Mit Hilfe der schnellen Fouriertransformation werden folglich Daten für das Frequenzspektrum des Schwebungssignals erhalten, welche die Intensitäten des Schwebungssignals für die jeweiligen Frequenzen anzeigen. Der Frequenzanalyseprozess wird für das Schwebungssignal in dem Frequenzzunahmeintervall und für das Schwebungssignal in dem Frequenzabnahmeintervall getrennt ausgeführt.
Anschließend integriert der Mikrocomputer 10 in Schritt 120 die Intensitäten der Frequenzkomponenten über einen vorbestimmten hohen Frequenzbereichs getrennt für das Frequenzzunahmeintervall und das Frequenzabnahmeintervall. In dem in der 5 gezeigten Fall, bei dem die Maximalfrequenz des Zielerfassungsfrequenzbereichs auf 166 kHz gesetzt ist, was 256 m entspricht, wenn die relative Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs Null ist, ist der vorbestimmte hohe Frequenzbereich, wie durch die Schattierung in der 5 gezeigt, auf einen Bereich zwischen 200 und 333 kHz gesetzt.
Anschließend bestimmt der Mikrocomputer 10 in Schritt 130, ob die Integrale für das Frequenzzunahmeintervall und das Frequenzabnahmeintervall der Intensitäten des Schwebungssignals in dem hohen Frequenzbereich größer als ein Störungsschwellenwert sind, der als Schwellenwert zur Bestimmung des Auftretens der Störung durch die nahe Radarvorrichtung dient. Für die Bestimmung in Schritt S130 sind ein Ermitteln und ein Vergleichen des Störungsschwellenwerts mit dem Integral für das Frequenzzunahmeintervall oder dem Integral für das Frequenzabnahmeintervall ausreichend.
Wenn die Bestimmung des Schritts S130 positiv ist, führt der Mikrocomputer 10 anschließend Schritt S160 aus, um eine Maßnahme gegen die Störung durch das nahe Fahrzeug vorzunehmen.
Als Gegenmaßnahme kann der Mikrocomputer 10 insbesondere einen Prozess (insbesondere einen Frequenzsprung) ausführen, um den Übertragungsfrequenzbereich derart zu verschieben, dass der Sender 4 die Radarwelle mit Frequenzen überträgt, die sich von den Frequenzen unterscheiden, die von der nahen Radarvorrichtung verwendet werden, welche die FMCW-Radarvorrichtung 2 stört. Als Gegenmaßnahme kann der Mikrocomputer 10 ferner einen Prozess (insbesondere eine Polarisationsoberflächenänderung) ausführen, um die Antennen AS und AR um 90 Grad zu drehen, so dass die Empfindlichkeit der Antennen AS und AR bezüglich der Radarwelle von der störenden nahen Radarrichtung verringert wird. Als Gegenmaßnahme kann der Mikrocomputer 10 ferner einen Prozess zum Stoppen der Erfassung des Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts ausführen und den Fahrer entsprechend warnen.
Wenn die Bestimmung in Schritt S130 negativ ist, führt der Mikrocomputer 10 anschließend Schritt S140 aus. In Schritt S140 ermittelt der Mikrocomputer 10 Peakfrequenzen in dem Frequenzzunahmeintervall bzw. in dem Frequenzabnahmeintervall. Genauer gesagt, der Mikrocomputer 10 spezifiziert sämtliche Peakfrequenzen in den Daten für das Frequenzspektrum des Schwebungssignals in dem Frequenzzunahmeintervall und in dem Frequenzabnahmeintervall.
In Schritt S150 berechnet der Mikrocomputer 10 den Abstand D und die relative Geschwindigkeit V des Zielobjekts auf der Grundlage der Peakfrequenzen in dem Frequenzzunahmeintervall und in dem Frequenzabnahmeinter vall, indem er die Gleichungen (1) bis (4) verwendet. Wenn sowohl das Frequenzzunahmeintervall als auch das Frequenzabnahmeintervall mehrere Peakfrequenzen aufweist, bildet der Mikrocomputer 10 auf der Grundlage einer Änderung von Gegebenheiten im Zeitbereich Paare, von denen jedes eine Peakfrequenz in dem Frequenzzunahmeintervall und eine Peakfrequenz in dem Frequenzabnahmeintervall aufweist. Anschließend berechnet der Mikrocomputer 10 die Abstände D und die relativen Geschwindigkeiten V der jeweiligen Zielobjekte auf der Grundlage der Paare.
Wenn der Mikrocomputer 10 den Prozess für die schnelle Fouriertransformation des Schwebungssignals in dem Frequenzzunahmeintervall und in dem Frequenzabnahmeintervall ausführt, berechnet der Mikrocomputer 10 in dieser Ausführungsform die Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich, welcher dem weit entfernt gelegenen Abstandsbereich entspricht, der weiter als der Zielerfassungsabstandsbereich entfernt gelegen ist, in dem das Zielobjekt erfasst werden sollte. Die FMCW-Radarvorrichtung 2 kann den Prozess für die Fouriertransformation zum Erzielen der Peakfrequenzen des Schwebungssignals in dem Frequenzzunahmeintervall und in dem Frequenzabnahmeintervall ausführen. Auf diese weise werden die Intensitäten der Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich ermittelt, indem die Funktion (obige Fouriertransformation) ausgenutzt wird, welche die FMCW-Radarvorrichtung 2 bereits aufweist. Dies führt dazu, dass die FMCW-Radarvorrichtung 2 einfach aufgebaut werden kann, da die Funktion für die Fouriertransformation und die Funktion zur Ermittlung der Intensitäten für die Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich nicht separat implementiert werden muss.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die vorstehend beschriebene und in der Zeichnung gezeigte Aus führungsform beschränkt werden, sondern kann auf verschiedene Weisen verwirklicht werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
Ein Wert, der eine Summe betrifft, die zur Bestimmung dient, ob die Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich insgesamt in ihren Intensitäten erhöht sind, ist nicht auf die Integrale der Intensitäten der Frequenzkomponenten in dem vorbestimmten hohen Frequenzbereichs beschränkt.
Der die Summe betreffende Wert kann der Anzahl an Frequenzkomponenten entsprechen, die in dem vorbestimmten hohen Frequenzbereich liegen und eine einen vorbestimmten Intensitätsschwellenwert überschreitende Intensität aufweisen. Wird eine schnelle Fouriertransformation ausgeführt, so können die Intensitäten der Frequenzkomponenten diskret mit einer Frequenzauflösung ermittelt werden, die, wie in 8 gezeigt, von der vorbestimmten Abtastfrequenz abhängt. Der Mikrocomputer 10 kann bestimmen, dass die Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich insgesamt aufgrund der Störung durch das nahe Fahrzeug erhöht sind, wenn die Anzahl an Frequenzkomponenten mit einer den vorbestimmten Intensitätsschwellenwert überschreitenden Intensität eine vorbestimmte Anzahl (d.h. die Hälfte der Anzahl aller erhaltenen Frequenzkomponenten) überschreitet. Der vorbestimmte Intensitätsschwellenwert kann auf einen Intensitätswert eingestellt werden, der mit Ausnahme von der Störung der nahen Radarvorrichtung nicht erreicht werden kann.
Wenn sämtliche der Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich insgesamt durch die Störung der nahen Radarvorrichtung erhöht sind, erhöht sich die Anzahl an Frequenzkomponenten mit einer den vorbestimmten Intensi tätsschwellenwert überschreitenden Intensität. Folglich kann die modifizierte FMCW-Radarvorrichtung 2 das Auftreten der Störung durch die von einer weiteren Radarvorrichtung ausgesendeten Radarwelle mit hoher Genauigkeit bestimmen.
Ferner kann die FMCW-Radarvorrichtung 2 ein Bandpassfilter oder ein Hochpassfilter aufweisen, um Signale mit einer Frequenz, welche den Zielerfassungsfrequenzbereich überschreitet, welcher dem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem das Zielobjekt erfasst werden sollte, durchzulassen. Anschließend kann der Mikrocomputer 10 den Frequenzanalyseprozess für ein Signal ausführen, welches das Hochpass- oder das Bandpassfilter passiert hat und Intensitäten für Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich berechnen. Ferner kann der Mikrocomputer 10 den die Summe der Intensitäten der Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereichs betreffenden Wert ermitteln, indem er eine Summe der berechneten Intensitäten für Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich berechnet oder die Anzahl an Frequenzkomponenten bestimmt, die in dem hohen Frequenzbereich über dem vorbestimmten Intensitätsschwellenwert liegen.
Die FMCW-Radarvorrichtung 2 kann eine Mehrzahl von Antennen AR zum Empfangen einer Radarwelle aufweisen, wobei die Antennen AR in einer horizontalen Linie angeordnet sein können. Anschließend kann der Mikrocomputer 10 eine Richtung des Zielobjekts erfassen, indem er unter den von der Mehrzahl der Antennen AR empfangenen reflektierten Wellen die Unterschiede in der Amplitude oder der Phase berechnet. In diesem Fall kann die FMCW-Radarvorrichtung 2 eine Mehrzahl von Empfängern 6 aufweisen, deren Gesamtzahl der Anzahl an Antennen AR entspricht. Wenn die FMCW-Radarvorrichtung 2 nur einen Empfänger 6 aufweist, kann sie eine Schaltvorrichtung aufweisen, um den Empfänger 6 in zeitlicher Reihenfolge jeweils mit den Antennen AR zu verbinden.
Wenn die FMCW-Radarvorrichtung 2 eine Mehrzahl von Antennen AR zum Empfangen einer Radarwelle aufweist, kann der Mikrocomputer 10 ein Schwebungssignal verwenden, das aus einem von einer der Antennen AR ausgegebenen Empfangssignal erzeugt wird, um zu bestimmen, ob die FMCW-Radarvorrichtung 2 durch die nahe Radarvorrichtung gestört wird. Andernfalls kann der Mikrocomputer 10 einen Mittelwert der Schwebungssignale berechnen, die aus den von allen Antennen AR ausgegebenen Empfangssignalen erzeugt werden, und die berechneten Mittelwert-Spektrumdaten verwenden, um zu bestimmen, ob die FMCW-Radarvorrichtung 2 durch die nahe Radarvorrichtung gestört wird.
Vorstehend wurden eine FMCW-Radarvorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung einer Störung offenbart.
Eine FMCW-Radarvorrichtung unterzieht ein Schwebungssignal in einem Frequenzzunahmeintervall und in einem Frequenzabnahmeintervall einer Frequenzanalyse, um Frequenzkomponenten in einem vorbestimmten hohen Frequenzbereich zu erhalten, der einen Frequenzbereich überschreitet, der einem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem ein Zielobjekt erfasst werden sollte. Anschließend berechnet die FMCW-Radarvorrichtung jeweils einen eine Summe an Intensitäten von Frequenzkomponenten in dem hohen Frequenzbereich betreffenden Wert für das Frequenzzunahmeintervall und das Frequenzabnahmeintervall. Wenn eines der berechneten Integrale über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, bestimmt die FMCW-Radarvorrichtung, dass sie durch eine nahe Radarvorrichtung gestört wird.

Claims

FMCW-Radarvorrichtung mit: – einer Übertragungssignalerzeugungseinheit (14) zum Erzeugen eines Übertragungssignals mit einer in einem ersten Intervall steigenden und in einem zweiten Intervall fallenden Frequenz; – einer Radarwellenübertragungseinheit (AS) zur Wandeln des Übertragungssignals in eine Übertragungsradarwelle und zum Übertragen der Übertragungsradarwelle; – einer Empfangseinheit (AR) zum Empfangen einer reflektierten Funkwelle, die von einem die Übertragungsradarwelle reflektierenden Zielobjekt kommt, und zum Erzeugen eines Empfangssignals aus der reflektierten Funkwelle; – einer Schwebungssignalerzeugungseinheit (6) zum Erzeugen eines Schwebungssignals des ersten Intervalls und eines Schwebungssignals des zweiten Intervalls, wobei das Schwebungssignal des ersten Intervalls einen Frequenzunterschied zwischen dem Übertragungssignal und dem Empfangssignal in dem ersten Intervall und das Schwebungssignal des zweiten Intervalls einen Frequenzunterschied zwischen dem Übertragungssignal und dem Empfangssignal in dem zweiten Intervall anzeigt; – einer Frequenzanalyseeinheit (8, S110, S140) zum Bestimmen einer ersten Peakfrequenz des Schwebungssignals des ersten Intervalls und einer zweiten Peakfrequenz des Schwebungssignals des zweiten Intervalls mit Hilfe einer Frequenzanalyse, wobei die Amplitude des Schwebungssignals des ersten Intervalls an der ersten Peakfrequenz ein lokales Maximum erreicht und die Amplitude des Schwebungssignals des zweiten Intervalls an der zweiten Peakfrequenz ein lokales Maximum erreicht; und – einer Abstands-/Geschwindigkeitsberechnungseinheit (S150) zum Berechnen eines Abstands von der FMCW-Radarvorrichtung zu dem Zielobjekt und einer relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts bezüglich der FMCW-Radarvorrichtung auf der Grundlage der ersten und zweiten Peakfrequenz; gekennzeichnet durch – eine Summenberechnungseinheit (S120) zum Berechnen eines Werts, der eine Summe an Intensitäten von Frequenzkomponenten des Schwebungssignals des ersten Intervalls oder des Schwebungssignals des zweiten Intervalls betrifft, wobei die Frequenzkomponenten in einem hohen Frequenzbereich liegen, der einen Frequenzbereich überschreitet, der einem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem das Zielobjekt zu erfassen ist; und – eine Bestimmungseinheit (S130) zum Bestimmen auf der Grundlage des die Summe betreffenden Werts, ob die reflektierte Funkwelle durch eine weitere Radarvorrichtung störend beeinflusst wird.
FMCW-Radarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Frequenzanalyseeinheit (8, S110, S140) die Frequenzkomponenten des Schwebungssignals des ersten Intervalls oder des Schwebungssignals des zweiten Intervalls bestimmt, indem sie das Schwebungssignal des ersten Intervalls bzw. das Schwebungssignal des zweiten Intervalls einer Frequenzanalyse unterzieht; und – die Summenberechnungseinheit (S120) ein Intensitätsintegral über die von der Frequenzanalyseeinheit (8, S110, S140) bestimmten Frequenzkomponenten als den die Summe betreffenden Wert berechnet.
FMCW-Radarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Frequenzanalyseeinheit (8, S110, S140) die Frequenzkomponenten des Schwebungssignals der ersten Intervalls oder des Schwebungssignals des zweiten Intervalls bestimmt, indem sie das Schwebungssignal des ersten Intervalls bzw. das Schwebungssignal des zweiten Intervalls einer Frequenzanalyse unterzieht; und – die Summenberechnungseinheit (S120) eine Anzahl der von der Frequenzanalyseeinheit (8, S110, S140) bestimmten Frequenzkomponenten als den die Summe betreffenden Wert berechnet, wobei jede der Frequenzkomponenten eine über einem vorbestimmten Intensitätsschwellenwert liegende Intensität aufweist.
FMCW-Radarvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzanalyseeinheit (8, S110, S140) einen A/D-Wandler (8) aufweist, welcher das Schwebungssignal des ersten Intervalls und das Schwebungssignal des zweiten Intervalls aufnimmt und jedes aufgenommene Schwebungssignal mit einer vorbestimmten Abtastfrequenz rekursiv in ein digitales Signal wandelt, wobei die vorbestimmte Abtastfrequenz mindestens der doppelten Maximalfrequenz des hohen Frequenzbereichs entspricht.
FMCW-Radarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summenberechnungseinheit (S120) einen Teil des Schwebungssignals des ersten Intervalls oder des Schwebungssignals des zweiten Intervalls wählt, wobei der Teil in dem hohen Frequenzbereich liegt, und ein Intensitätsintegral über die in dem Teil beinhalteten Frequenzkomponenten als den die Summe betreffenden wert berechnet.
FMCW-Radarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summenberechnungseinheit (S120) einen Teil des Schwebungssignals des ersten Intervalls oder des Schwebungssignals des zweiten Intervalls wählt, wobei der Teil in dem hohen Frequenzbereich liegt, und eine Anzahl an Frequenzkomponenten, von denen jede in dem Teil beinhaltet ist und eine über einem vorbestimmten Intensitätsschwellenwert liegende Intensität aufweist, als den die Summe betreffenden Wert berechnet.
FMCW-Radarvorrichtung mit: – einer Übertragungssignalerzeugungseinheit (14) zum Erzeugen eines Übertragungssignals mit einer sich ändernden Frequenz; – einer Radarwellenübertragungseinheit (AS) zum Wandeln des Übertragungssignals in eine Übertragungsradarwelle und zum Übertragen der Übertragungsradarwelle; – einer Empfangseinheit (AR) zum Empfangen einer reflektierten Funkwelle, die von einem die Übertragungsradarwelle reflektierenden Zielobjekt kommt, und zum Erzeugen eines Empfangssignals aus der reflektierten Radarwelle; – einer Schwebungssignalerzeugungseinheit (6) zum Erzeugen eines Schwebungssignals, das einen Frequenzunterschied zwischen dem Übertragungssignal und dem Empfangssignal anzeigt; – einer Frequenzanalyseeinheit (8, S110, S140) zum Bestimmen einer Peakfrequenz des Schwebungssignals mit Hilfe einer Frequenzanalyse, wobei die Amplitude des Schwebungssignals an der Peakfrequent ein lokales Maximum erreicht; und – einer Zielobjekterfassungseinheit (S150) zum Erfassen eines Zielobjekts auf der Grundlage der Peakfrequenz; gekennzeichnet durch – eine Summenberechnungseinheit (S120) zum Berechnen eines Werts, der eine Summe an Intensitäten von Frequenzkomponenten des Schwebungssignals betrifft, wobei die Frequenzkomponenten in einem hohen Frequenzbereich liegen, der einen Frequenzbereich überschreitet, der einem Zielerfassungsabstandsbereich entspricht, in dem das Zielobjekt zu erfassen ist; und – eine Bestimmungseinheit (S130) zum Bestimmen auf der Grundlage des die Summe betreffenden Werts, ob die reflektierte Funkwelle durch eine weitere Radarvorrichtung störend beeinflusst wird.
Verfahren zur Erfassung einer Störung einer FMCW-Radarvorrichtung (2) durch eine weitere Radarvorrichtung, mit den Schritten: – Aussenden (AS) einer Radarwelle mit einer sich ändernden Frequenz von der FMCW-Radarvorrichtung; – Empfangen (AR) einer reflektierten Funkwelle, die von einem die Übertragungsradarwelle reflektierenden Zielobjekt kommt, an der FMCW-Radarvorrichtung; – Erzeugen (6) eines einen Frequenzunterschied zwischen der Übertragungsradarwelle und der reflektierten Funkwelle anzeigenden Schwebungssignals; – Bestimmen (S140) einer Peakfrequenz des Schwebungssignal, wobei die Amplitude des Schwebungssignals an der Peakfrequenz ein lokales Maximum erreicht; und – Erfassen (S150) des Zielobjekts auf der Grundlage der Peakfrequenz; gekennzeichnet durch die Schritte – Berechnen (S120) eines Werts, der eine Summe an Intensitäten von Frequenzkomponenten des Schwebungssignals betrifft, wobei die Frequenzkomponenten in einem hohen Frequenzbereich liegen, der einen Frequenzbereich überschreitet, der einem Zielerfassungsab standsbereich entspricht, in welchem das Zielobjekt zu erfassen ist; und – Bestimmen (S130) auf der Grundlage des die Summe betreffenden Werts, ob die reflektierte Funkwelle durch eine weitere Radarvorrichtung störend beeinflusst wird.