專利名稱：目標測距的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定到目標的距離的方法，本發(fā)明尤其但并不排他 地適用于汽車雷達系統(tǒng)，該汽車雷達系統(tǒng)具有微波傳感器以使用組合有 脈沖傳輸?shù)恼{(diào)頻載波來檢測障礙物。
背景技術(shù)：
汽車警告和避免碰撞所釆用的諸如WO 03/044559 Al 、 WO 03/044560 Al、 US 6646587 B2、 JP 2000275333、 JP2004333269以及 JP2004144696中描述的多種系統(tǒng)中的一種是調(diào)頻中斷連續(xù)波(FMICW) 雷達。在這種系統(tǒng)中，如圖l中的框所示，在壓控振蕩器VCO中，使用 調(diào)頻器FM在預定頻率范圍AF上以周期為Tsw的周期性方式來線性掃描 由振蕩器OSC生成的載波的頻率。通過在控制模塊CM控制下的線性波 形生成器LWG來提供調(diào)制圖形。調(diào)頻連續(xù)波(FM-CW)信號通過耦合 器CPL耦合到在其中將該信號放大的功率放大器PA，并接著通過收發(fā)開 關(guān)TRS進行選通(gate),所述收發(fā)開關(guān)TRS由控制模塊CM觸發(fā)并以 脈沖重復頻率PRI進行操作。收發(fā)開關(guān)TRS周期性地將功率放大器PA 的輸出耦合到天線AN —段較短間隔A1V，以獲得導向感興趣的障礙物 OB的脈沖化RF傳輸信號TX。在通常為選通時段TPRI=1/PRI的一小段 的該間隔期間，開關(guān)TRS將雷達接收機保持為與天線斷開連接。由同一 天線檢測延遲了與目標距離D成比例的時間r的反射信號RX，并通過收 發(fā)開關(guān)TRS將該反射信號RX耦合到低噪聲放大器LNA。
在下變頻器DR中，從障礙物反射的脈沖信號與由從耦合器CPL接 收到的發(fā)送信號的版本形成的基準信號混合。因為發(fā)送和接收的脈沖信 號相互存在延遲，所以發(fā)送和接收的脈沖信號的瞬時頻率不同。因此，在下變頻器的輸出處獲得的差拍信號(beat signal)具有差動頻率FD，該 頻率Fd與到障礙物的未知距寓D成正比。
下變頻器DR的輸出被遞送給信號處理器模塊SPM，該信號處理器 模塊SPM包括由來自時鐘CLK的時鐘脈沖驅(qū)動的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和數(shù) 字處理器DP。轉(zhuǎn)換器ADC將來自下變頻器DR的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號， 由數(shù)字處理器DP使用，以確定該差拍頻率并由此進行目標測距。
例如，如圖2a所示，由線性波形生成器LWG提供的調(diào)制圖形可以 遵從具有恒定斜率的周期三角波。因為采用這種特定波形還允許根據(jù)從 發(fā)送和接收信號在三角波的上升和下降部分引起的差動頻率偏移對計算 的多普勒頻率估計移動的障礙物的速度，所以采用這種特定波形通常要 比其他線性調(diào)制方案(例如鋸齒)更優(yōu)選。
圖2b示出了在圖1的系統(tǒng)的各個點處觀察到的脈沖信號?？梢钥闯?開關(guān)TRS的操作確保反射的信號僅在預定時隙ATK期間被耦合到雷達接 收機，該預定時隙AT,在用于從發(fā)射機發(fā)送信號的時隙ATT的外部。這種 選通策略最小化了源自天線耦合的強信號，所述強信號可能導致在接收 機中產(chǎn)生不期望的效應，例如接收機放大器和/或模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的飽 和0
應該在預期的距離范圍上保持差拍頻率和目標距離之間的關(guān)系。這 要求發(fā)送信號具有較高的頻率掃描線性度，這對雷達發(fā)射機中的壓控振 蕩器VCO強加了嚴格的要求。
已經(jīng)以各種方式來處理與雷達中頻率掃描的線性化相關(guān)的問題。已 經(jīng)提出了幾種改善方法，所述方法或者通過改善雷達發(fā)射機的操作來獲 得較高的頻率掃描線性度，或者最小化由于這種非線性導致的效應。
在美國專利4,539,565中提供了可能的解決方案的例子。在圖3中示 出了該所提出的方法的硬件實現(xiàn)，其目的在于補償發(fā)射機中引起的頻率 掃描的非線性。將這樣的數(shù)據(jù)應用于線性化器，該數(shù)據(jù)表示經(jīng)歷了由于 在發(fā)送信號中的頻率掃描中出現(xiàn)非線性所導致的相位旋轉(zhuǎn)的接收信號。 在該線性化器中，數(shù)據(jù)采樣在時間上被偏移，以與線性掃描應出現(xiàn)的數(shù) 據(jù)采樣重合。另選的是，數(shù)據(jù)信號可以與其頻率考慮了發(fā)送信號中的非線性的時間相關(guān)糾正{言號(time-dependent correction signal)進行混合， 來獲得頻率被歸一化了的差拍信號。該經(jīng)歸一化了的差拍信號被應用于 處理器以建立它的頻譜并將該頻譜劃分成多個頻率盒(frequency bin), 以使得落入所述盒中的信號指示到被測距障礙物的對應距離。該提出的 方法可以獲得0.1-0.5%的線性控制。對于包括用于中長范圍的避免碰撞 的FMICW雷達在內(nèi)的大多數(shù)應用來說，這是足夠的了，在所述大多數(shù) 應用中，僅需要在比頻率掃描的持續(xù)時間Tsw短很多的時間間隔上維持 線性。
在FMICW雷達中，從單個頻率掃描持續(xù)時間Tsw期間所觀察的接 收到的脈沖串估計信號的包絡，并由此估計信號的頻率FD。為了使這種 估計準確，需要保證在不短于持續(xù)時間Tsw的時間間隔內(nèi)觀察接收到的 信號。然而，因為對于比特定臨界值短的距離來說，差拍信號的周期 TD二1/FD隨測量的距離D減小，所以不能滿足該條件。在圖2c中呈現(xiàn)了 該具體情況。
上面描述的由開關(guān)TRS執(zhí)行的選通策略導致了 FMICW雷達的短距 離性能的另一限制。如圖2b中所示，對于比發(fā)送脈沖的持續(xù)時間A1V短 的延時r，遞送到下變頻器DR的脈沖的持續(xù)時間Ar。"咸少(并由此減少 了遞送到下變頻器DR的脈沖的能量)。由于例如放大器LNA和下變頻 器DR中的噪音和帶寬限制，導致這種被縮短的脈沖的形狀更可能失真。 結(jié)果，轉(zhuǎn)換器ADC中以由時鐘CLK管理的速率執(zhí)行的采樣處理可能未 正確地確定脈沖的幅度。這可能引起在根據(jù)數(shù)字處理器DP中執(zhí)行的計算 進行差拍頻率估計時產(chǎn)生誤差，并由此引起關(guān)于障礙物距離的錯誤指示。
從上面可以看出，采用所描述的信號處理策略的FMICW雷達系統(tǒng) 在短距離方面存在性能損失。因此特別是在用于避免碰撞或/和警告系統(tǒng) 的應用中，期望開發(fā)新的信號處理方法和裝置，來以比現(xiàn)有技術(shù)所提供 的更有效的方式改善FMICW雷達尤其在短距離方面的性能。

發(fā)明內(nèi)容
在所附權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的各方面。
6根據(jù)本發(fā)明的進一步的獨立方面，在通過以下步驟操作的目標測距 系統(tǒng)中發(fā)送從頻率掃描信號導出的脈沖并確定所述頻率掃描信號和該 頻率掃描信號從目標的反射的組合的差拍頻率，從所述組合信號中導出 二階(或更高階)諧波。因此，顯著地增強所述差拍頻率的確定，并由 此增強了目標距離的確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一獨立方面，所述方面可以與前一段中描述的方面 一起使用或分開使用，在通過以下步驟操作的目標測距系統(tǒng)中發(fā)送從 頻率掃描信號導出的脈沖并確定該頻率掃描信號和該頻率掃描信號的從 目標的反射的組合的差拍頻率，以這樣的方式進行該頻率掃描，即，頻 率在各脈沖重復間隔的開始處的改變速率比結(jié)束處改變速率高很多。在 現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，因為差拍頻率與目標距離成比例，所以在計算該差拍 頻率時的任何誤差在較近范圍處都具有成比例的大的影響。因此，因為 對于目標距離而言，目標越近，差拍頻率的變化越大，所以本發(fā)明的本 方面至少部分補償了這種影響。
非線性頻率掃描例如可以包括在所有各脈沖重復間隔中的對數(shù)變 化，或者在各脈沖重復間隔內(nèi)以不同速率進行的多個線性變化。


現(xiàn)在將參照附圖借助實施例來描述實施本發(fā)明的構(gòu)造。
圖1是用于汽車避免碰撞的常規(guī)FMICW雷達系統(tǒng)的框圖。
圖2a示出了用于FMICW雷達系統(tǒng)的線性調(diào)制圖形。
圖2b例示了在FMICW雷達系統(tǒng)的各個點處觀察到的脈沖信號。
圖2c例示了重建差拍信號的包絡以估計它的頻率的處理。
圖3是用于補償根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)建的頻率掃描中的非線性的網(wǎng)絡的
硬件實現(xiàn)的框圖。
圖4例示了頻率和距離確定中的有限觀察時間的效應。 圖5a示出了在根據(jù)本發(fā)明的雷達系統(tǒng)中使用的波形的一部分的頻率
/時間特性段的實施例。
圖5b示出了所述波形的另一部分的頻率/時間特性段的實施例。圖5C示出了波形的形成周期性"波狀"三角圖案的頻率上掃描和下掃 描的交替周期。
圖6是用于生成圖5a到圖5c的波形的非線性頻率掃描生成器的簡 化的功能框圖。
圖7a和圖7b例示了在根據(jù)本發(fā)明的另一系統(tǒng)中使用的波形的分段 線性頻率/時間特性的實施例。
圖8是用于生成圖7a和圖7b的波形的分段線性頻率掃描生成器的 簡化的功能框圖。
圖9示意性示出了在本發(fā)明的系統(tǒng)中獲取釆樣和生成值的時間圖。
圖10示意性示出了具有正弦包絡的主脈沖序列和通過在本發(fā)明的 實施方式中使用的方波整形操作獲得的所得脈沖序列。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的FMICW雷達系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式
為了完全領(lǐng)會本發(fā)明提供的益處和優(yōu)點，將在實施例1中考慮具有 理論參數(shù)的汽車FMICW雷達的基本性能。 實施例1
假設在微波范圍內(nèi)操作的汽車FMICW雷達具有以下參數(shù) 線性頻率掃描的持續(xù)時間Tsw， Tsw=4ms; 掃描期間的頻移(excursion) AF ， AF=80MHz; 脈沖重復間隔TpR^2^。
圖2a針對所分析的理論汽車雷達示意性示出了時間和頻率之間的關(guān)
系(頻率/時間特性)。
在這種情況中，因為脈沖重復間隔Tpr!等于2^，所以距離測量的
明確范圍將延伸至300m。在采用線性頻率掃描的雷達中，根據(jù)兩個頻率
之間的差Fd來摘定到障礙物的距寓D，所述兩個頻率為發(fā)送的波形的頻
率和障礙物反射的波形的頻率，其中 _ 2D c
C
其中C是光速；SFT是頻率/時間特性的斜率，該斜率由下式給出因此，在考慮的情況中，在距離D:3m處的障礙物將引起400Hz的 頻率差(差拍)FD。
如果差拍頻率Fo的測量(由此，距離確定)在等于頻率掃描的持續(xù) 時間Tsw的時間間隔內(nèi)完成，則頻譜分析的頻率臺階("盒")的寬度等于 l/Tsw=250Hz。 3-dB帶寬和主波瓣的基分別等于0.9/IW和2/Tsw。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，當持續(xù)時間Tsw的適當形狀的觀察窗 口被應用于接收到的信號以抑制不期望的頻率的側(cè)瓣時，該3-dB帶寬將 增加。例如，對于漢明窗，主瓣的3-dB帶寬將等于1.3/Tsw。
圖4例示了頻率和距離確定處理中有限觀察時間的效應。如所看到 的，由于頻率分析的恒定帶寬，使得距離測量中的相對誤差在較短距離 處增加，引起顯著的性能降低。
在本發(fā)明的實施例中，與理論的現(xiàn)有系統(tǒng)的線性掃描相比較， FMICW雷達釆用的頻率掃描被設計為獲得基本單調(diào)但非線性的頻率掃 描，它具有以下特性
1. 整體頻移AF保持不變，或者甚至可以被減小；
2. 各脈沖重復間隔Tpw內(nèi)的(部分)頻移保持不變，或者甚至可以
3. 頻率掃描的持續(xù)時間Tsw保持不變；
4. 相鄰脈沖重復間隔中的頻率/時間特性是被適當?shù)乇舜似屏说?副本；
5. 在各脈沖重復間隔TPRI內(nèi)，頻率/時間特性是時間的單調(diào)函數(shù)， 對于越小的時間值，斜率越陡峭。
優(yōu)選的是，在各脈沖重復間隔TpRj內(nèi)，頻率/時間特性的形狀將遵從
對數(shù)"軟限幅器(soft limiter)"的形狀，在對應于感興趣的最大距離的偏 置(offset)時間值處達到它的穩(wěn)定水平(plateau level)。 一般來說，因為 此距離將始終比系統(tǒng)的明確范圍小，所以將在比脈沖重復間隔Tpju的持 續(xù)時間短的偏置時間處達到穩(wěn)定水平。頻率/時間特性的對數(shù)形狀將趨向 于減輕雷達性能在較短距離處的降低。圖5a示出了頻率/時間特性段的實施例，所述特性表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu) 建的非線性頻率上掃描(up-sweep)。完整的上掃描包括多個相同的非下 降掃描段，各段的起點與各自發(fā)送的雷達脈沖的觸發(fā)時間重合。以下， 對應于此觸發(fā)時間的頻率將被稱為觸發(fā)頻率。因此，非線性頻率掃描將 保持基本線性掃描(underlying linear sweep)中發(fā)生的所有觸發(fā)時間和觸 發(fā)頻率的值具有相同掃描持續(xù)時間Tsw、相同的整體頻移AF以及相同的 脈沖重復間隔Tpiu。
類似地，完整的下掃描將包括多個非上升掃描段；在圖5b中示出了 適當?shù)膾呙瓒蔚膶嵤├?br> 在實際應用中，汽車FMICW雷達將重復并交替地產(chǎn)生頻率上掃描 和頻率下掃描，形成圖5c中示出的周期"波狀"三角圖案。
圖11例示了根據(jù)本發(fā)明的汽車障礙物檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)除下面所描 述的內(nèi)容外，類似于圖l的系統(tǒng)，并且相同的標號表示相同的整件。
圖11的實施例具有非線性頻率掃描生成器NFSG，而不是圖1中所 示的汽車FMICW雷達的框CM、 LWG以及VCO。圖6是非線性頻率掃 描生成器NTFSG的簡化的功能框圖。非線性頻率掃描生成器NFSG包括 耦合器CPL、頻率電壓轉(zhuǎn)換器FVC、差分放大器DIF、環(huán)路濾波器LPF、 壓控振蕩器VCO以及非線性波形生成器NWG。
非線性波形生成器NWG包括定時/控制單元TCU、數(shù)字階梯波生成 器STR、數(shù)字掃描段生成器SWT、數(shù)字加法器ADD以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC。
非線性波形生成器NWG的功能和操作可以概述如下
1, 響應于定時/控制單元TCU提供的觸發(fā)脈沖TR的時間序列，可 以是"升序/降序"(可反向)計數(shù)器的數(shù)字階梯波生成器STR以交替的方 式按升序或降序產(chǎn)生連續(xù)二進制數(shù)ST。階梯波形的各"臺階"的持續(xù)時間
等于脈沖重復間隔TpRj。
2. 在各脈沖重復間隔TpRj期間，數(shù)字掃描段生成器SWT從定時/ 控制單元TCU接收M個脈沖的序列MT，以產(chǎn)生對對數(shù)掃描段的數(shù)字近 似SW;產(chǎn)生的掃描段的類型("升序"或"降序")直接對應于該數(shù)字階梯 波生成器STR提供的上升或下降數(shù)字階梯圖案。3.在數(shù)字加法器ADD中將各掃描段SW適當?shù)刂丿B到階梯圖案的 各個臺階ST上，以產(chǎn)生圖5b的"波狀"三角圖案的數(shù)字表示的要素CS; 接著，在數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC中將各數(shù)字表示CS轉(zhuǎn)換成各電壓值A(chǔ)S。
例如，數(shù)字掃描段生成器SWT可以被實現(xiàn)為使用合適的計數(shù)器，所 述計數(shù)器的輸出被用作充當"查找"表的只讀存儲器的地址。該存儲器存 儲對對數(shù)函數(shù)的數(shù)字近似；如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，例如被稱為"美國 mu-law"和"歐洲A-law"的兩種合適的近似被廣泛用于數(shù)字語音壓縮中。
配置為"閉環(huán)"控制系統(tǒng)的非線性頻率掃描生成器NFSG的功能和操 作可以概述如下
1. 輸出頻率掃描FS的電壓的一部分被耦合器CPL轉(zhuǎn)向饋送到頻率 電壓轉(zhuǎn)換器FVC，以產(chǎn)生與信號FS的瞬時頻率成比例的電壓信號FV。
2. 在差分放大器DIF中將兩個信號相減以產(chǎn)生表示實際產(chǎn)生的頻率 圖案和所要求的頻率圖案這兩個頻率圖案之間的差異的時變誤差電壓 ER，所述兩個信號為表示壓控振蕩器VCO的瞬時頻率的軌跡的FV， 和表示要求的"波狀"階梯頻率圖案的AS。
3. 在低通"環(huán)路"濾波器LPF中處理時變誤差電壓ER以產(chǎn)生控制電 壓CV，所述控制電壓CV以這樣的方式修改壓控振蕩器VCO的頻率， 即，使該壓控振蕩器VCO的頻率遵從要求的"波狀"階梯頻率圖案。
在實際硬件實現(xiàn)中，非線性頻率掃描生成器NFSG采用的壓控振蕩 器VCO例如可以在2-GHz頻帶中進行操作，這是因為可便宜地購得商用 現(xiàn)貨RF設備。隨后，如從現(xiàn)有技術(shù)已知的，可以通過后隨合適的帶通濾 波器的RF混合器的常規(guī)組合來將VCO信號"上變頻"到期望的操作頻率 (例如，77GHz或95GHz)。
圖7a示出了本發(fā)明的修改實施方式中使用的不同的非線性頻率掃描 的頻率/時間特性的實施例。在這種情況中，完整的上掃描包括多個相同 的斜坡掃描段。因為各掃描段在觸發(fā)時間和到達下一觸發(fā)頻率的結(jié)束時 間TV之間具有恒定的斜率，所以最大雷達范圍將對應于所述結(jié)束時間的 值確定的范圍。這種構(gòu)造使得在較短距離處有增強的性能，并因此在諸 如巡航控制和"走走停停"行進的汽車雷達的短距離應用中具有特別的重要性。
圖7b示出了用于構(gòu)建頻率下掃描的掃描段的實施例。 下面的實施例2分析了當用本發(fā)明的本實施方式的分段線性頻率掃
描替換常規(guī)線性頻率掃描時，在汽車FMICW雷達的短距離性能方面的
潛在改善。
實施例2
再次考慮實施例1的理論汽車FMICW雷達，并假設線性掃描段的 持續(xù)時間從2^s減小到400ns。在這種情況中，最大操作距離降低到60m，
但是頻率/時間特性的局部斜率從理論值20Hz/ns增加到100Hz/ns。結(jié)果， 對于在3m距離處的障礙物，差拍頻率FD將從400Hz增加到2000Hz。因 此，在時間間隔Tsw=4ms和頻率分辨率1.3/Tsw=325Hz (當使用漢明窗 時)內(nèi)通過頻譜分析確定距離的任務現(xiàn)在將簡單得多。
圖8是在圖11的構(gòu)造中使用以生成圖7a和圖7b的波形的非線性(但 是是分段線性的)頻率掃描生成器NFSG的簡化功能框圖。
非線性頻率掃描生成器NFSG包括壓控振蕩器VCO、頻率掃描線性 化器FSL、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC、合適的存儲器MEM、 開關(guān)SWC以及定時/控制單元TCU。
頻率掃描線性化器FSL可以是用于常規(guī)FMCW和FMICW雷達的一 種已知系統(tǒng)。線性化器FSL產(chǎn)生掃描電壓SV，該掃描電壓SV被成形為 用以獲得壓控振蕩器VCO的頻率的線性改變。
圖8中示出的系統(tǒng)的功能和操作可以概述如下
1. 系統(tǒng)以兩種模式操作
標準(全范圍)模式，其中壓控振蕩器VCO通過開關(guān)SWC從線性 化器FSL接收控制電壓SV;
小范圍(縮放)模式，其中壓控振蕩器VCO通過開關(guān)SWC從數(shù)模 轉(zhuǎn)換器DAC接收控制電壓CV。
2. 當系統(tǒng)以標準模式操作時，模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC以定時/控制單元 TCU確定的采樣時間SA對控制電壓SV采樣。將電壓SV的采樣的二進 制值儲存在存儲器MEM中、定時/控制單元TCU提供的位置AD處。在經(jīng)過掃描間隔Tsw后，該存儲器MEM將包含引起壓控振蕩器VCO線性 頻率改變的掃描電壓波形SV的離散時間二進制表示。
3.當系統(tǒng)以小范圍(縮放)模式操作時，數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC在定時/ 控制單元TCU確定的時刻SD處從該存儲器MEM接收控制電壓SV的 儲存采樣的二進制值BC。然而，在脈沖重復間隔Tpw期間，以這樣的方 式加速"重放"處理，艮口，在比脈沖重復間隔Tpw短的時間間隔TR內(nèi)到達
下一觸發(fā)頻率。結(jié)果，頻率/時間特性的局部斜率SFT將增加因子TpR/TR，
引起頻率的顯著改善，由此引起距離確定的顯著改善。 圖9示意性示出了以下兩種處理的時間圖
獲得樣本SV;
生成值cv。
在汽車FMICW雷達中，操作的兩種模式可以交替。例如，為了探 測目的而掃描整個范圍并記錄潛在障礙物可以采用標準模式，而小范圍 (縮放)模式可以被用來檢查更靠近雷達的障礙物。
圖11的實施方式還包括當僅存在一個障礙物時尤其是在非常短距離 處可以改善汽車FMICW雷達的性能的進一步特征。信號處理器模塊SPM 加入頻率加倍電路FD，來在進行頻譜分析之前對處理的信號的頻率加 倍。結(jié)果，差拍頻率的值將被加倍，引起頻率的顯著改善，由此引起距 離確定的顯著改善。
頻率加倍電路FD可以被安排為執(zhí)行信號方波整形操作。圖10示意 性示出了具有表示差拍頻率FD的正弦包絡的主脈沖序列，和在方波整形 電路的輸出處觀察到的由此產(chǎn)生的脈沖序列。該產(chǎn)生的脈沖序列的包絡 也是正弦的，但是它以頻率2Fd変化。
汽車FMICW雷達中的非線性頻率掃描和/或頻率加倍(通過方波整 形)的應用將導致測量的差拍頻率和被確定的距離之間的非線性關(guān)系。 結(jié)果，合適的頻率/范圍變換將必須被包括在信號處理算法中。
方波整形電路可以具有各種替代物。例如，電路FD可以被設置為 導出遞送給該電路的信號的絕對值?？梢允褂脤С龈唠A諧波的電路來代 替使用設置為產(chǎn)生信號的二次諧波的頻率加倍電路。出于示例和描述的目的，已經(jīng)呈現(xiàn)了對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的前 面的描述。這些描述并非窮盡性的并且不希望其將本發(fā)明限制在公開的 精確形式。根據(jù)前面的描述，很明顯，許多修改、變型以及變化將使本 領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在適合于能想到的具體使用的各種實施例中利用本發(fā) 明。
權(quán)利要求
1. 一種確定到目標的距離的方法，該方法包括 生成主調(diào)頻信號；從該主信號中導出基準信號和詢問信號，該詢問信號包括不同頻率 的離散脈沖；發(fā)送所述詢問信號；獲得接收信號，該接收信號包括該詢問信號從目標的反射；以及 將該基準信號與該接收信號進行組合，以導出指示到該目標的距離 的差拍頻率；其特征在于，導出該差拍頻率的諧波的步驟，所述諧波至少為二次諧波，并根據(jù) 所述諧波確定到該目標的距離。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過獲得將該基準信號和該接收 信號進行組合所得的信號的絕對值來導出所述諧波。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中通過對將該基準信號和該接收信 號進行組合所得的信號進行方波整形來導出所述諧波。
4. 如前述的權(quán)利要求中的任意一個所述的方法，其中各脈沖在脈沖 重復間隔開始處被發(fā)送，并且所述主信號的頻率在各脈沖重復間隔的較 早部分期間的速率改變比在較晚部分期間的速率改變更大。
5. —種確定到目標的距離的方法，該方法包括 生成主調(diào)頻信號；從該主信號導出基準信號和詢問信號，該詢問信號包括不同頻率的 連續(xù)脈沖，在各個脈沖重復間隔的開始處發(fā)送各脈沖； 發(fā)送所述詢問信號；獲得接收信號，所述接收信號包括該詢問信號從目標的反射；以及 將該基準信號與該接收信號進行組合，以導出指示到所述目標的距 離的差拍頻率；其特性在于，所述主信號的頻率在各脈沖重復間隔的較早部分期間的改變速率比較晚部分期間的改變速率更大。
6. 如權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的方法，其中在各脈沖重復間隔 內(nèi)，所述主信號的頻率以連續(xù)的非線性方式改變，該頻率以非連續(xù)的方 式在該脈沖重復間隔的邊界處改變。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在各脈沖重復間隔內(nèi)，該主信 號的頻率以對數(shù)方式改變。
8. 如權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的方法，其中，在各脈沖重復間 隔內(nèi)，該主信號的頻率以非連續(xù)的線性方式改變。
9. 如權(quán)利要求4到8中的任一個所述的方法，其中各脈沖重復間隔 內(nèi)的所述主信號的頻率/時間特性是其他脈沖重復間隔內(nèi)的特性的偏移版 本。
10. 如權(quán)利要求4到9中的任一個所述的方法，該方法包括在第一 模式和第二模式之間切換的步驟，在該第一模式中該主信號的頻率在各 脈沖重復間隔的較早部分期間的改變速率比較晚部分期間的改變速率更 大，在所述第二模式中所述主信號的頻率在多個脈沖重復間隔中線性改 變。
11. 被構(gòu)造為根據(jù)如前面的權(quán)利要求中的任意一個所述的方法進行 操作的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種目標測距系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過傳輸從頻率掃描信號導出的脈沖并確定該頻率掃描信號和它從目標的反射的組合的差拍頻率來進行操作。從所述組合信號中導出二階(或更高階)諧波。因此，顯著地增強了所述差拍頻率的確定，并由此增強目標范圍的確定。以這樣的方式進行頻率掃描，即，頻率在各脈沖重復間隔的開始處的改變速率比結(jié)束處的改變速率高很多。因此，因為頻率變化集中在脈沖傳輸?shù)臅r間段內(nèi)，所以即使來自其中源信號和反射之間的延時很短的較近目標的反射也將引起較高的差拍頻率。
文檔編號G01S13/34GK101313232SQ200680043588
公開日2008年11月26日 申請日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者保羅·拉特利夫, 沃伊切赫·馬霍夫斯基, 維斯瓦夫·耶日·紹納斯克 申請人:三菱電機株式會社