DE102006017007B4

DE102006017007B4 - Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102006017007B4
Application number: DE102006017007A
Authority: DE
Inventors: Shinsaku Noda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: US7443336B2; US20080238761A1; JP4188361B2; DE102006017007A1; JP2007139691A

Abstract

Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge, bei der ein Übertragungssignal zu einer Übertragungsimpulswelle durch Verwendung einer vorbestimmten Einschaltzeit und Ausschaltzeit konvertiert wird, die Übertragungsimpulswelle von einer Übertragungsantenne zu einem Zielobjekt übertragen wird, ein Signal, das durch das Zielobjekt reflektiert wird, durch eine Empfangsantenne empfangen wird und ein Abstand zu dem Zielobjekt basierend auf einer Verzögerungszeit zwischen der Übertragungsimpulswelle und dem Signal, das durch die Empfangsantenne empfangen wird, berechnet wird, mit
einer Empfangssteuereinrichtung (6) zum Steuern des Durchlassens und Blockierens des empfangenen Signals in Synchronisation mit der Übertragungsimpulswelle;
einer Formungseinrichtung (14) zum Wellen-Formen einer nacheilenden Flanke einer Impulswelle des empfangenen Signals, so dass die nacheilende Flanke der Impulswelle verzögert wird; und
einer Abtasteinrichtung (18) zum Abtasten des empfangenen Signals nach Ablauf einer vorbestimmte Zeitperiode, nach dem Start des Durchlassens des empfangenen Signal durch die Empfangssteuereinrichtung.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge zum Messen eines Abstands zu einem benachbarten Fahrzeug, einer relativen Geschwindigkeit davon etc. für die Zwecke einer Abstandssteuerung von Auto zu Auto, Kollisionsschadenmilderung und dergleichen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Konventionell wird für derartige Impulsradarvorrichtungen für Fahrzeuge einen Millimeterwelle in dem 76 GHz-Band als eine Übertragungswelle verwendet. In einem Fall einer Verwendung einer derartigen Hochfrequenzwelle gibt es ein Problem dadurch, dass da Isolation zwischen Elementen oder Leitungen im allgemeinen kaum gesichert ist, die Übertragungsimpulswelle einer empfangenden Schaltung direkt überlagert wird. Dies führt zu einer Sättigung der empfangenden Schaltung, wobei dadurch eine richtige Erfassungsoperation verhindert wird.
Um ein derartiges Problem zu lösen, wurde eine Radarvorrichtung vorgeschlagen, in der verhindert wird, dass ein Übertragungssignal einem empfangenen Signal überlagert wird (z. B. siehe JP 09-243738 A ). In der Radarvorrichtung wird ein Frequenzmodulationssteuersignal zu einem Spannungssteueroszillator eingegeben, und ein Übertragungssignal, das frequenz-moduliert ist, wird einer Übertragungs- und Empfangsantenne über eine Antennenteilungseinheit zugeführt, um zu einem Zielobjekt als eine Funkwelle übertragen zu werden. Die übertragene Funkwelle wird durch das Zielobjekt reflektiert und wird durch die Übertragungs- und Empfangsantenne empfangen. Ein Mischer mischt das empfangene Signal mit dem Übertragungssignal, das von dem Spannungssteueroszillator ausgegeben wird, und gibt ein Schwebungssignal aus. Da ein Verfahren zum Kalkulieren eines Abstands zu dem Zielobjekt, das auf dem Schwebungssignal basiert, dem vom üblichen FMCW-Radar ähnlich ist, wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen.
In der konventionellen Radarvorrichtung wird Zeitmultiplexübertragung und Empfang ausgeführt, um die oben erwähnte Überlagerung des Übertragungssignals auf dem empfangenen Signal zu vermeiden. Ein Schalter der Übertragungsseite ist zwischen dem Spannungssteueroszillator und der Antennenteilungseinheit vorgesehen, und ein Schalter der Empfangsseite ist zwischen der Antennenteilungseinheit und dem Mischer vorgesehen. Der Schalter der Übertragungsseite wird durch einen Übertragungs- und Empfangssteueroszillator gesteuert. Der Schalter der Empfangsseite wird durch einen Inverter so gesteuert, um ausgeschaltet zu sein, wenn der Schalter der Übertragungsseite eingeschaltet ist (zu einer Zeit einer Übertragung), und eingeschaltet zu sein, wenn der Schalter der Übertragungsseite ausgeschaltet ist (zur Zeit vom Empfang).
Ein Signal wird mit einer Verzögerungszeit von Td = 2R/c (c zeigt die Lichtgeschwindigkeit an) entsprechend einem Abstand R zu dem Zielobjekt empfangen, von der Übertragungsimpulswelle, die durch den Schalter der Übertragungsseite generiert wird. Wegen einer Funktion des Schalters der Empfangsseite wird ein Signal praktisch nicht in einer Signalempfangsperiode empfangen, wenn der Schalter der Übertragungsseite eingeschaltet ist, sondern wird nur in der Übertragungszeit empfangen, nachdem der Schalter der Übertragungsseite ausgeschaltet ist. Wie oben beschrieben, wird das Zielobjekt in einem Zustand erfasst, wo verhindert wird, dass das Übertraungssignal in dem empfangenen Signal überlagert wird.
In einem Fall jedoch, wo eine Schaltung durch Verwenden der oben erwähnten konventionellen Radarvorrichtung tatsächlich konfiguriert wird, wird Schaltrauschen wegen einem Einfluss von Ladung und Entladung in einem Schalterelement generiert, wenn der Schalter der Empfangsseite ein- und ausgeschaltet wird, und insbesondere wird ein empfangenes Signal entsprechend einem Zielobjekt, das in einem kurzen Abstand existiert, in der oben erwähnten Signalempfangsperiode gestört, wodurch die Kurzstreckenerfassungsfähigkeit abgesenkt wird oder die Kurzstreckenerfassung unterdrückt wird.
Aus US 3.725.925 A beschreibt eine Sende- und Empfangseinrichtung zum Ermitteln von Zielobjekten innerhalb eines begrenzten Nahbereichs. Dazu werden Impulse ausgesendet und von einem Zielobjekt reflektierte Impulse empfangen. Da die Amplitude der reflektierten Impulse mit der Entfernung vom Zielobjekt absinkt, wird bei der beschriebenen Sende- und Empfangseinrichtung mithilfe eines Tiefpassfilters eine Begrenzung der Anstiegszeit des empfangenen Impulses bewirkt, um eine Kompensation der entfernungsabhängigen Amplitude des Ausgangssignals in einer Gatterschaltung bei Reflektionen von Zielobjekten durchzuführen, wenn sich die Zielobjekte direkt bei der beschriebenen Sende- und Empfangseinrichtung befinden. Auf diese Weise wird innerhalb eines vorgegebenen Entfernungsbereichs im Wesentlichen konstante Empfindlichkeit erzielt, während außerhalb des vorgegebenen Empfangsbereichs die Empfindlichkeit im Wesentlichen auf null reduziert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unternommen, um das obige Problem zu lösen, und hat ein Ziel, eine Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge vorzusehen, die zum geeigneten Erfassen eines Zielobjektes in einem kurzen Abstand fähig ist, ohne eine unnötige Einschränkung in einer Isolation innerhalb einer Schaltung aufzuerlegen, selbst unter dem Einfluss von Schaltrauschen, das von einem Schaltelement generiert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Impulsradarvorrichtung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine preiswerte Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge vorzusehen, in der Isolation in einer Schaltung nicht unnötig verbessert werden muss, und um ein Zielobjekt in einem kurzen Abstand angemessen zu erfassen, ohne durch ein Schaltrauschen beeinträchtigt zu werden, das von einer Empfangssteuerschaltung generiert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den begleitenden Zeichnungen sind:
1 ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A bis 2D Wellenformdiagramme jeweiliger Schalter, die in 1 gezeigt werden, eines empfangenen Signals und eines Schaltrauschens;
3 ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4A bis 4C Wellenformdiagramme eines Übertragungs- und Empfangsschalters, der in 3 gezeigt wird, eines empfangenen Signals und eines Schaltrauschens;
5 ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
7 ein Diagramm, das eine Änderung in der Abtastzeitsteuerung in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in 1 gezeigte Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge enthält eine Modulationssignal-Generierungssektion 11, die als ein Modulationssignal eine Dreieckwelle ähnlich zu der, die in einem üblichen FMCW-Radar verwendet wird, ausgibt, und einen Spannungssteueroszillator (in den Zeichnungen durch ”VCO” angezeigt) 1, der ein Übertragungssignal ausgibt, das in Übereinstimmung mit dem Modulationssignal frequenz-moduliert ist, beide von denen eine Frequenzmodulationseinheit bilden, die die Frequenz des Übertragungssignals so ändert, um mit der Zeit anzusteigen und abzufallen.
Ferner enthält die Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge einen Schalter der Übertragungsseite 5, der gemäß einem Impulssteuersignal, das durch eine Impulsgenerierungssektion 12 generiert wird, gesteuert wird, ein und aus zu sein, so um ein Übertragungssignal, das von dem Spannungssteueroszillator 1 ausgegeben wird, zu einer Übertragungsimpulswelle zu konvertieren, und einen Schalter der Empfangsseite 6, der eine Empfangssteuereinheit bildet, die gemäß dem Impulssteuersignal, das einen Inverter 15 durchlaufen hat, der das Impulssteuersignal invertiert, das durch die Impulsgenerierungssektion 12 generiert wird, gesteuert wird, ein und aus zu sein, so um das Durchlassen und Blockieren eines empfangenen Signals in Synchronisation mit der Übertragungsimpulswelle zu steuern.
Ferner enthält die Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge einen Zirkulator 13, der als eine Übertragungs- und Empfangsverbindungseinheit dient, die die Übertragungsimpulswelle, die den Schalter der Übertragungsseite 5 durchlaufen hat, einer integrierten Übertragungs- und Empfangsantenne 3 zuführt, die für sowohl Übertragung als auch Empfang verwendet wird, und einem Signal erlaubt, das durch die Übertragungs- und Empfangsantenne 3 empfangen wird, dort durch als ein empfangenes Signal zu passieren; einen Mischer 4, der das Übertragungssignal, das von dem Spannungssteueroszillator 1 ausgegeben wird, und das empfangene Signal, das durch den Zirkulator 13 eingegeben wird, mischt und einen Basisbandempfangsimpuls ausgibt; und ein Tiefpassfilter (in den Zeichnungen durch ”LPF” angezeigt) 14, das als eine Formungseinheit dient, die den Basisbandempfangsimpuls empfängt, der von dem Mischer 4 ausgegeben wird, und die nacheilende Flanke des Basisbandempfangsimpulses formt, um verzögert zu sein.
Ferner enthält die Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge einen A/D-Wandler 18, der als eine Abtasteinheit dient, die eine Ausgabe des Tiefpassfilters 14 abtastet, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode abläuft, nachdem der Schalter der Empfangsseite 6, der als die Empfangssteuereinheit dient, beginnt, das empfangene Signal dort durchlaufen zu lassen; und eine CPU 20, die ein Signal empfängt, das durch den A/D-Wandler 18 abgetastet wird, eine Schwebungsfrequenz von dort durch Verwenden schneller Fourier-Transformation (FFT) extrahiert, den Abstand zu und die relative Geschwindigkeit von einem Zielobjekt wie in einem üblichen FMCW-Radar kalkuliert und ein Erfassungsergebnis zu einer externen Einrichtung ausgibt. Es ist selbstverständlich, dass Operationen der Modulationssignal-Generierungssektion 11 und der Impulsgenerierungssektion 12 durch die CPU 20 gesteuert werden.
Als Nächstes wird eine Operation der Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge, die in 1 gezeigt wird, mit Bezug auf Signalzeitsteuerungsdiagramme beschrieben, die in 2A bis 2D gezeigt werden. Es wird eine Dreieckwelle von der Modulationssignal-Generierungssektion 11 ähnlich zu einem üblichen FMCW-Radar ausgegeben, und wird zu dem Spannungssteueroszillator 1 als ein Modulationssignal eingegeben. Der Spannungssteueroszillator 1 gibt ein Übertragungssignal aus, das in Übereinstimmung mit dem Modulationssignal frequenz-moduliert ist. Das Übertragungssignal, das von dem Spannungssteueroszillator 1 ausgegeben wird, wird verteilt und zu dem Schalter der Übertragungsseite 5 und dem Mischer 4 eingegeben. Der Schalter der Übertragungsseite 5 konvertiert das Übertragungssignal zu einer Übertragungsimpulswelle, wie in 2A gezeigt, in Übereinstimmung mit einem Impulssteuersignal, das durch die Impulsgenerierungssektion 12 generiert wird. Die Übertragungsimpulswelle wird der Übertragungs- und Empfangsantenne 3 durch den Zirkulator 13 zugeführt, um zu einem Zielobjekt (nicht gezeigt) als eine Funkwelle übertragen zu werden.
Die Funkwelle, die durch das Zielobjekt reflektiert wird, wird durch die Übertragungs- und Empfangsantenne 3 empfangen und als ein empfangenes Signal zu dem Mischer 4 durch den Zirkulator 13 eingegeben. In dem Mischer 4 werden das Übertragungssignal und das empfangene Signal gemischt und als ein Basisbandempfangsimpuls zu dem Tiefpassfilter 14 ausgegeben. Das Tiefpassfilter 14 gibt den Basisbandempfangsimpuls, wobei seine nacheilende Flanke verzögert ist, wie in 2C gezeigt, zu dem Schalter der Empfangsseite 6 aus.
Der Schalter der Empfangsseite 6 wird durch den Inverter 15 so gesteuert, um in der Phase entgegengesetzt zu der des Schalters der Übertragungsseite 5 zu arbeiten, wobei die Operation des Schalters der Empfangsseite 6 in 2B gezeigt wird. Der Schalter der Empfangsseite 6 blockiert einen Wellenformabschnitt 16 des Basisbandempfangsimpulses, der in 2C gezeigt wird, und erlaubt nur einem Wellenformabschnitt 17 davon, dort durch zu passieren und zu dem A/D-Wandler 18 eingegeben zu werden. Zu dieser Zeit wird, wie in konventionellen Radareinrichtungen, Schaltrauschen des Schalters der Empfangsseite 6 generiert, wie in 2D gezeigt, und in dem Basisbandempfangsimpuls überlagert.
Der A/D-Wandler 18 führt eine Abtastung in einer Zeitsteuerung 19 durch, die in 2C gezeigt wird, nachdem eine Zeitperiode abläuft, während der das Schaltrauschen konvergiert ist, um Abtastung eines Abschnitts zu vermeiden, der durch das Schaltrauschen gestört wird. Zu dieser Zeit wird die nacheilende Flanke des Basisbandempfangsimpulses durch das Tiefpassfilter 14 verzögert, sodass der Basisbandempfangsimpuls erfasst werden kann, selbst oder gerade wenn Abtastung durchgeführt wird, nachdem das Schaltrauschen konvergiert ist.
Ein Signal, das durch den A/D-Wandler 18 abgetastet wird, wird zu der CPU 20 eingegeben, wo eine Schwebungsfrequenz durch Verwenden der schnellen Fourier-Transformation (FFT) extrahiert wird, und ein Abstand zu und eine relative Geschwindigkeit von einem Zielobjekt werden ähnlich zu einem üblichen FMCW-Radar kalkuliert, und ein Erfassungsergebnis wird zu einer externen Einrichtung (nicht gezeigt) ausgegeben.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist es deshalb möglich, eine preiswerte Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge vorzusehen, in der Isolation in einer Schaltung nicht unnötig verbessert werden muss, und um ein Zielobjekt in einem kurzen Abstand angemessen zu erfassen, ohne durch das Schaltrauschen beeinträchtigt zu werden, das durch die Empfangssteuereinheit generiert wird.
Ferner sind die Übertragungsantenne und die Empfangsantenne integriert, sodass eine kompakte Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge bereitgestellt werden kann, wodurch ein Fahrzeugdesign nicht beeinträchtigt wird.
Mit der Bereitstellung des Zirkulators 13 ist ein Steuersignal zum Umschalten von Übertragung und Empfang unnötig. Somit wird eine Last der CPU 20 reduziert, und es kann eine fortgeschrittenere Signalverarbeitung durchgeführt werden.
Da der Abstand zu einem Zielobjekt mit höherer Genauigkeit gemessen werden kann, wird ein Abstand von Auto zu Auto komfortabler und eine Kollisionsschadenmilderungsoperation kann auch angemessen durchgeführt werden.
Zweite Ausführungsform
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge der zweiten Ausführungsform, die in 3 gezeigt wird, unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt wird, dadurch, dass der Schalter der Übertragungsseite 5, der Schalter der Empfangsseite 6, der Zirkulator 13 und der Inverter 15 durch einen Übertragungs- und Empfangswechselschalter 21 ersetzt sind. Die anderen Strukturen sind die gleichen wie jene in der Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Somit sind den gleichen Komponenten die gleichen Bezugszeichen gegeben, und Beschreibungen davon werden weggelassen.
Als Nächstes wird eine Operation der in 3 gezeigten Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge mit Bezug auf Signalzeitsteuerungsdiagramme beschrieben, die in 4A bis 4C gezeigt werden. Prozesse, die durchgeführt werden, bis der Spannungssteueroszillator 1 ein Übertragungssignal ausgibt, sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform, sodass Beschreibungen davon hier weggelassen werden. Das Übertragungssignal, das von dem Spannungssteueroszillator 1 ausgegeben wird, wird verteilt und zu dem Übertragungs- und Empfangswechselschalter 21 und dem Mischer 4 eingegeben. Der Übertragungs- und Empfangswechselschalter 21 konvertiert das Übertragungssignal zu einer Übertragungsimpulswelle, die in 4A gezeigt wird, in Übereinstimmung mit einem Impulssteuersignal, das durch die Impulsgenerierungssektion 12 generiert wird. Die Übertragungsimpulswelle wird der Übertragungs- und Empfangsantenne 3 zugeführt, um zu einem Zielobjekt (nicht gezeigt) als eine Funkwelle übertragen zu werden. Die Funkwelle, die durch das Zielobjekt reflektiert wird, wird durch die Übertragungs- und Empfangsantenne 3 empfangen und als ein empfangenes Signal zu dem Mischer 4 durch den Übertragungs- und Empfangswechselschalter 21 eingegeben. In dem Mischer 4 werden das Übertragungssignal und das empfangene Signal gemischt und als ein Basisbandempfangsimpuls zu dem Tiefpassfilter 14 ausgegeben. Das Tiefpassfilter 14 gibt den Basisbandempfangsimpuls, wobei seine nacheilende Flanke verzögert ist, wie in 4B gezeigt wird, zu dem A/D-Wandler 18 aus.
In der zweiten Ausführungsform wird ähnlich zu der ersten Ausführungsform ein Schaltrauschen generiert, wie in 4C gezeigt wird, und in dem Basisbandempfangsimpuls überlagert. Die nacheilende Flanke des Basisbandempfangsimpulses wird jedoch durch das Tiefpassfilter 14 verzögert, und der A/D-Wandler 18 führt Abtastung in einer Zeitsteuerung 19 durch, die in 4B gezeigt wird, nachdem das Schaltrauschen konvergiert ist. Somit kann der Basisbandempfangsimpuls erfasst werden.
Prozesse, die durchgeführt werden, nachdem eine Ausgabe des A/D-Wandlers 18 zu der CPU 20 eingegeben ist, sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform, und somit werden Beschreibungen davon hier weggelassen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird der Übertragungs- und Empfangswechselschalter 21 als eine Übertragungsantenne und eine Empfangsantenne verwendet, sodass weder eine Übertragungssteuereinheit noch eine Empfangssteuereinheit erforderlich sind, was zu geringen Kosten und Miniaturisierung führt.
Dritte Ausführungsform
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge der dritten Ausführungsform, die in 5 gezeigt wird, unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt wird, dadurch, dass der Zirkulator 13, der als die Übertragungs- und Empfangsverbindungseinheit dient, durch eine 90-Grad-Hybridschaltung 22 ersetzt ist. Die anderen Strukturen sind die gleichen wie jene in der Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Somit sind den gleichen Komponenten die gleichen Bezugszeichen gegeben, und Beschreibungen davon werden weggelassen.
In der dritten Ausführungsform wird die 90-Grad-Hybridschaltung 22 verwendet, um eine Ausgabe des Schalters der Übertragungsseite 5 der Übertragungs- und Empfangsantenne 3 zuzuführen, und um ein Signal, das durch die Übertragungs- und Empfangsantenne 3 empfangen wird, zu dem Mischer 4 einzugeben.
Gemäß der dritten Ausführungsform kann die 90-Grad-Hybridschaltung 22 in dem gleichen Prozess wie andere Übertragungsleitungen, wie etwa Mikrostreifenleitungen, konfiguriert werden, und es ist nicht erforderlich, dass ein Teil, wie etwa ein Ferritelement, das für den Zirkulator 13 notwendig ist, zu montieren. Deshalb können die für einen Aufbau erforderlichen Kosten reduziert werden, und die Zuverlässigkeit kann verbessert werden.
Vierte Ausführungsform
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge der vierten Ausführungsform, die in 6 gezeigt wird, unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt wird, dadurch, dass die Modulationssignal-Generierungssektion 11 und der Spannungssteueroszillator 1 durch einen Oszillator 23 ersetzt werden, der ein Übertragungssignal ausgibt, und es ist ferner eine Abtastzeitsteuersektion 25 vorgesehen. Die Abtastzeitsteuersektion 25 ändert sequenziell die Verzögerungszeit des A/D-Wandlers 18, der als die Abtastungseinheit dient, wenn ein Zielobjekt erfasst wird. Die Verzögerungszeit des A/D-Wandlers 18, von dem Zeitpunkt, wenn der Schalter der Empfangsseite 6 beginnt, ein empfangenes Signal dort durchzulassen, zu dem Zeitpunkt, wenn das empfangene Signal abgetastet wird, ist variabel. Die anderen Strukturen sind die gleichen wie jene in der Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt wird. Somit sind den gleichen Komponenten die gleichen Bezugszeichen gegeben, und Beschreibungen davon werden weggelassen.
Als Nächstes wird eine Operation der in 6 gezeigten Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge mit Bezug auf 2A bis 2C und eine Wellenform, die in 7 gezeigt wird, beschrieben. In 6 wird ein Übertragungssignal von dem Oszillator 23 ausgegeben, und verteilt und zu dem Schalter der Übertragungsseite 5 und dem Mischer 4 eingegeben. Der Schalter der Übertragungsseite 5 konvertiert das Übertragungssignal zu einer Übertragungsimpulswelle, die in 2A gezeigt wird, in Übereinstimmung mit einem Impulssteuersignal, das durch die Impulsgenerierungssektion 12 generiert wird. Die Übertragungsimpulswelle wird der Übertragungs- und Empfangsantenne 3 durch den Zirkulator 13 zugeführt, um zu einem Zielobjekt (nicht gezeigt) als eine Funkwelle übertragen zu werden.
Die Funkwelle, die durch das Zielobjekt reflektiert wird, wird durch die Übertragungs- und Empfangsantenne 3 empfangen und als ein empfangenes Signal zu dem Mischer 4 durch den Zirkulator 13 eingegeben. In dem Mischer 4 werden das Übertragungssignal und das empfangene Signal gemischt und als ein Basisbandempfangsimpuls zu dem Tiefpassfilter 14 ausgegeben. Das Tiefpassfilter 14 gibt den Basisbandempfangsimpuls, wobei seine nacheilende Flanke verzögert ist, wie in 2C gezeigt wird, zu dem Schalter der Empfangsseite 6 aus. Der Schalter der Empfangsseite 6 wird durch den Inverter 15 so gesteuert, um in der Phase entgegengesetzt zu der des Schalters der Übertragungsseite 5 zu arbeiten, wobei die Operation des Schalters der Empfangsseite 6 in 2B gezeigt wird. Der Schalter der Empfangsseite 6 blockiert den Wellenformabschnitt 16 des Basisbandempfangsimpulses, der in 2C gezeigt wird, und erlaubt dem Wellenformabschnitt 17 davon, dort durch zu passieren und zu dem A/D-Wandler 18 eingegeben zu werden.
Der A/D-Wandler 18 führt eine Abtastung in der Zeitsteuerung 19 durch, die in 2C gezeigt wird, nachdem eine Zeitperiode abläuft, während der das Schaltrauschen konvergiert ist, um eine Abtastung eines Abschnitts zu vermeiden, der durch das Schaltrauschen verteilt wird. Zu dieser Zeit wird die nacheilende Flanke des Basisbandempfangsimpulses durch das Tiefpassfilter 14 verzögert, sodass der Basisbandempfangsimpuls erfasst werden kann, selbst oder gerade wenn die Abtastung durchgeführt wird, nachdem das Schaltrauschen konvergiert ist.
Basierend auf einem Signal, das durch den A/D-Wandler 18 abgetastet wird, beurteilt die CPU 20 das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Zielobjektes. Speziell beurteilt die CPU 20, dass das Zielobjekt existiert, wenn die Größe des abgetasteten Signals eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
Bezug nehmend auf 7 wird eine Abtastungsoperation in der vierten Ausführungsform detailliert beschrieben. In 7 zeigt Bezugszeichen 24 einen Basisbandempfangsimpuls an. Wenn ein Zielobjekt nicht erfasst ist, wird eine Abtastung in der Zeitsteuerung 19 durchgeführt, die in 7 gezeigt wird. Wenn ein Zielobjekt einmal erfasst ist, steuert die CPU 20 die Abtastzeitsteuersektion 25, die Abtastzeit zu einer Zeitsteuerung 26 zu ändern, die in 7 gezeigt wird. Die Abtastzeit wird weiter zu einer Zeitsteuerung 27 geändert, die in 7 gezeigt wird, in der nächsten Abtastung, und es wird eine Abtastung in der Zeitsteuerung 27 durchgeführt.
Auf diese Weise wird eine Abtastung durch sequenzielles Ändern der Abtastzeitsteuerung durchgeführt, sodass die Änderungen mit der Zeit des Basisbandempfangsimpulses, der durch das Tiefpassfilter 14 geformt wird, beobachtet werden können. Da die Antwortzeit des Tiefpassfilters 14 bekannt ist, ist offensichtlich, dass eine Zeit Td, die für eine Funkwelle erforderlich ist, um ein Zielobjekt zu erreichen und von ihm zurückzukehren, durch Vergleichen der Antwortzeit des Tiefpassfilters 14 mit der beobachteten Änderung mit der Zeit der Basisbandempfangsimpulswelle gemessen werden kann. Deshalb kann ein Abstand zu dem Zielobjekt genau gemessen werden.
Gemäß der vierten Ausführungsform kann ein Abstand zu dem Zielobjekt mit hoher Genauigkeit und in einer kurzen Zeit gemessen werden, ohne die Abtastverzögerungszeit sequenziell zu ändern.

Claims

Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge, bei der ein Übertragungssignal zu einer Übertragungsimpulswelle durch Verwendung einer vorbestimmten Einschaltzeit und Ausschaltzeit konvertiert wird, die Übertragungsimpulswelle von einer Übertragungsantenne zu einem Zielobjekt übertragen wird, ein Signal, das durch das Zielobjekt reflektiert wird, durch eine Empfangsantenne empfangen wird und ein Abstand zu dem Zielobjekt basierend auf einer Verzögerungszeit zwischen der Übertragungsimpulswelle und dem Signal, das durch die Empfangsantenne empfangen wird, berechnet wird, mit einer Empfangssteuereinrichtung (6) zum Steuern des Durchlassens und Blockierens des empfangenen Signals in Synchronisation mit der Übertragungsimpulswelle; einer Formungseinrichtung (14) zum Wellen-Formen einer nacheilenden Flanke einer Impulswelle des empfangenen Signals, so dass die nacheilende Flanke der Impulswelle verzögert wird; und einer Abtasteinrichtung (18) zum Abtasten des empfangenen Signals nach Ablauf einer vorbestimmte Zeitperiode, nach dem Start des Durchlassens des empfangenen Signal durch die Empfangssteuereinrichtung.
Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1, mit einer Übertragungs- und Empfangsverbindungseinrichtung (13), wobei: die Übertragungsantenne und die Empfangsantenne eine integrierte Übertragungs- und Empfangsantenne (3) bilden, die für sowohl Übertragung als auch Empfang verwendbar ist; und die Übertragungs- und Empfangsverbindungseinrichtung (13) die Übertragungsimpulswelle der Übertragungs- und Empfangsantenne zuführt, und erlaubt, dass ein Signal, das durch die Übertragungs- und Empfangsantenne empfangen wird, dort als das empfangene Signal durchläuft.
Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 2, wobei die Übertragungs- und Empfangsverbindungseinrichtung (13) einen Zirkulator umfasst.
Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 2, wobei die Empfangssteuereinrichtung und die Übertragungs- und Empfangsverbindungseinrichtung durch einen Übertragungs- und Empfangswechselschalter (21) realisiert sind.
Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 2, wobei die Übertragungs- und Empfangsverbindungseinrichtung einen 90-Grad-Hybridkoppler umfasst.
Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Frequenzmodulationseinrichtung (1, 11) zum Ändern einer Frequenz des Übertragungssignals, so dass die Frequenz mit der Zeit ansteigt oder abfällt.
Impulsradarvorrichtung für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Abtastzeitsteuereinrichtung (25), wobei: eine Verzögerungszeit der Abtasteinrichtung (18), von einem Zeitpunkt ab dem Start des Durchlassens des empfangenen Signals durch die Empfangssteuereinrichtung bis zu einem Zeitpunkt des Abtastens des empfangenen Signals variabel ist; und wobei die Abtastzeitsteuereinrichtung (25) sequenziell die Verzögerungszeit der Abtasteinrichtung ändert, wenn das Zielobjekt erfasst ist.