本發(fā)明涉及在MIMO傳送系統(tǒng)的接收端,分離從發(fā)送端的各天線到達配置在該接收端的每根天線的信號的正交分離裝置以及正交分離方法。
本申請基于并要求于2014年8月28提出的日本專利申請第2014-174382號的優(yōu)先權,其內(nèi)容引用于此。
背景技術:
作為車載用的雷達裝置,已知FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave:調(diào)頻連續(xù)波)方式的雷達裝置(例如參照專利文獻1)。通過這種雷達裝置,能夠測量目標的速度、距離、方位角。此外,近年來,使用了MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output:多輸入多輸出)技術的MIMO雷達受到注目。通過MIMO雷達,由于能夠設想性地增加天線數(shù),所以能夠期待改善作為雷達裝置的基本性能之一的方位角的分辨率。
在MIMO雷達中,需要在接收側(cè)識別從發(fā)送側(cè)的多個發(fā)送天線分別發(fā)送的信號,作為這種信號的識別方式之一,已知有時間分離方式。根據(jù)時間分離方式,從發(fā)送側(cè)的多個發(fā)送天線的各個錯開時間依次發(fā)送信號。在接收側(cè),由于接收由各發(fā)送天線發(fā)送的信號的反射波的時間不同,所以能夠識別與發(fā)送天線對應的信號。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本國專利申請公開第2009-25159號公報。
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
但是,根據(jù)時間分離方式,存在限制可測量的速度的問題。即,在測量目標的速度的情況下,需要求得從特定的發(fā)送天線發(fā)送的信號的反射波的相位旋轉(zhuǎn)量(多普勒量)。此時,需要識別從特定的發(fā)送天線發(fā)送的信號并抽樣。
在此,根據(jù)時間分離方式,發(fā)送天線的個數(shù)越多,從每個發(fā)送天線發(fā)送的信號的時間間隔越長。此時,需要延長從特定的發(fā)送天線接受的信號的抽樣的時間間隔。若抽樣的時間間隔變長,則根據(jù)抽樣定理,可觀測的接收信號的頻率降低。其結(jié)果,降低可測量的速度的上限,難以檢測出高速移動的目標。
本發(fā)明鑒于上述情況而得到,目的在于提供大幅度緩和現(xiàn)有例子的限制,并且能夠分離經(jīng)由形成在分別多個配置在發(fā)送端和接收端的天線的每對的傳輸路徑到達的脈沖波的正交分離裝置以及正交分離方法
解決課題的手段
本發(fā)明的第一方式的正交分離裝置包括:解調(diào)部,通過同時發(fā)送相位分別不同的作為已知的離散值的列而設定的多個M個的脈沖波,對分別到達多個N的天線的多個P(=M×N)的脈沖波(R11~R1M)、……、(RN1~RNM),實施與每個所述多個N的天線對應的解調(diào)處理,生成所述多個P的解調(diào)信號(R’11~R’1M)、……、(R’N1~R’NM);以及相位調(diào)整部,根據(jù)所述已知的離散值的列,收集多個P的解調(diào)信號(R’11~R’1M)、……、(R’N1~R’NM)的相位的差異,生成多個P的同相信號(r11~r1M)、……、(rN1~rNM)。
本發(fā)明的第一方式的正交分離裝置還可以包括:積分部,在所述多個P的同相信號(r11~r1M)、……、(rN1~rNM)內(nèi),對相當于單獨到達所述多個N的天線的脈沖波的每個同相信號的組合(r11~rN1)、……、(r1M~rNM)積分,得到與所述多個N的天線單獨對應的接收波S1~SN。
本發(fā)明的第二方式的正交分離方法是通過同時發(fā)送相位分別不同的作為已知的離散值的列而設定的多個M個的脈沖波,對分別到達多個N的天線的多個P(=M×N)的脈沖波(R11~R1M)、……、(RN1~RNM),實施與每個所述多個N的天線對應的解調(diào)處理,生成所述多個P的解調(diào)信號(R’11~R’1M)、……、(R’N1~R’NM),根據(jù)所述已知的離散值的列,收集多個P的解調(diào)信號(R’11~R’1M)、……、(R’N1~R’NM)的相位的差異,生成多個P的同相信號(r11~r1M)、……、(rN1~rNM)。
本發(fā)明的第二方式的正交分離方法可以在所述多個P的同相信號(r11~r1M)、……、(rN1~rNM)內(nèi),對相當于單獨到達所述多個N的天線的脈沖波的每個同相信號的組合(r11~rN1)、……、(r1M~rNM)積分,得到與所述多個N的天線分別對應的接收波S1~SN。
根據(jù)上述的第一方式的正交分離裝置以及第二方式的正交分離方法,多個M個的脈沖波在該脈沖波的發(fā)送端,沒有在頻率軸上和時間軸上的任一個復用,設定為各個相位分別不同的已知的離散值的列,在接收端,以這些離散值的列為根據(jù),收集相位。
而且,由于這樣在收集相位的每個脈沖波的組合進行積分,能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)由在被提供到上述多個M個的脈沖波的發(fā)送的M個的天線和配置在接收端的N的天線之間所形成的MN通路的輸送路而分別到達的脈沖波的分離。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的第一方式的正交分離裝置以及第二方式的正交分離方法,與現(xiàn)有例子相比較,不受下述(1)~(3)的限制的任一個的大幅度的阻礙,經(jīng)由發(fā)送端和接收端分別具有的多個天線的任一對所輸送的脈沖波被精度良好穩(wěn)定且廉價的分離。
(1)作為MIMO輸送的對象的脈沖波的脈沖寬度或每間隔能實現(xiàn)的數(shù)字信號處理的處理量
(2)在這些脈沖寬度或每間隔得到的接收波的信息量的縮減
(3)接收帶域所要求的廣帶域化。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的構成例的圖。
圖2是用于說明本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的接收部的詳細構成例和信號的流程的圖。
圖3是用于示出在本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的接收部的接收動作的流程的圖。
圖4A是用于補充說明本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的動作的圖,是示出檢波部的輸出波形的一例的圖。
圖4B是用于補充說明本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的動作的圖,是示出積分部的輸出波形的一例的圖。
圖4C是用于補充說明本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的動作的圖,是示出信號處理部的輸出波形的一例的圖。
圖5A示出本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的動作的模擬結(jié)果,是示出作為模擬條件,將目標距離設定為100m,將目標速度設定為速度測量范圍內(nèi)的-10km/h(表示接近速度),將目標方位角設定為30°(表示目標位于左方),將速度測量范圍設定為±53km/h時的模擬結(jié)果的圖。
圖5B示出本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的動作的模擬結(jié)果,是示出作為模擬條件,將目標距離設定為100m,將目標速度設定為速度測量范圍內(nèi)的-10km/h(表示接近速度),將目標方位角設定為30°(表示目標位于左方),將速度測量范圍設定為±53km/h時的模擬結(jié)果的圖。
圖5C示出本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的動作的模擬結(jié)果,是示出作為模擬條件,將目標距離設定為100m,將目標速度設為速度測量范圍內(nèi)的-10km/h(表示接近速度),將目標方位角設定為30°(表示目標位于左方),將速度測量范圍設定為±53km/h時的模擬結(jié)果的圖。
圖5D示出本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的動作的模擬結(jié)果,是示出作為模擬條件,將目標距離設定為100m,將目標速度設定為超過速度測量范圍的200km/h,將目標方位角設定為-30°時的模擬結(jié)果的圖。
圖5E示出本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的動作的模擬結(jié)果,是示出作為模擬條件,將目標距離設定為100m,將目標速度設定為超過速度測量范圍的200km/h,將目標方位角設定為-30°時的模擬結(jié)果的圖。
圖5F示出本發(fā)明的實施方式的雷達裝置的動作的模擬結(jié)果,是示出作為模擬條件,將目標距離設定為100m,將目標速度設為超過速度測量范圍的200km/h,將目標方位角設定為-30°時的模擬結(jié)果的圖。
具體實施方式
下面,參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
簡要地,本實施方式的FMCW雷達裝置,其特征在于,在發(fā)送側(cè),形成發(fā)送信號的頻率調(diào)制連續(xù)波(以下稱為“FMCW波”。)的頻率在從規(guī)定的下限值上升到規(guī)定的上限值的每個規(guī)定的信號區(qū)域(后述的“掃頻”)適用離散性的相位調(diào)制,在接收側(cè),通過在每個該信號區(qū)域中實施與發(fā)送側(cè)相逆的相位調(diào)制,實現(xiàn)信號的正交分離。即,在本實施方式中,不是通過輸送路(空間)的特性的不同而得到信號的正交性,而是通過各信號區(qū)域的相位的組合實現(xiàn)信號的正交性。這種信號區(qū)域的相位的組合通過使用隨機數(shù)等產(chǎn)生的符號,在發(fā)送天線中確定,向各發(fā)送天線分配由用于確定上述信號區(qū)域的相位的組合的符號形成的符號列。
[雷達裝置的構成的說明]
圖1是示出本發(fā)明的實施方式的雷達裝置1的構成例的圖。
雷達裝置1包括信號產(chǎn)生部10、符號產(chǎn)生部20、調(diào)制部30、發(fā)送天線陣列40、接收天線陣列50、接收部60、信號處理部70,作為FMCW方式的MIMO雷達構成。
發(fā)送天線陣列40包括多個發(fā)送天線41~44。在本實施方式中,發(fā)送天線陣列40是具備4個發(fā)送天線41~44的4元件天線。構成發(fā)送天線陣列40的多個發(fā)送天線的個數(shù)可以任意設定。接收天線陣列50包括多個發(fā)送天線51~56。在本實施方式中,接收天線陣列50是具備6個接收天線51~56的6元件天線。構成接收天線陣列50的多個接收天線的個數(shù)也可以任意設定。
在多個接收天線51~56的各個接收的信號是從多個發(fā)送天線41~44的各個發(fā)送的信號的線形結(jié)合。在MIMO雷達中,需要在接收側(cè)識別從多個發(fā)送天線41~44的各個發(fā)送的信號。本實施方式的雷達裝置1在正交分離從多個發(fā)送天線41~44發(fā)送的信號的方法上具有主要的特征。
信號產(chǎn)生部10構成為產(chǎn)生從多個發(fā)送天線41~44分別發(fā)送的多個發(fā)送信號。多個發(fā)送信號可以是彼此相同的信號,也可以是彼此不同的信號。在本實施方式中,信號產(chǎn)生部10構成為作為從多個發(fā)送天線41~44分別發(fā)送的發(fā)送信號產(chǎn)生相同的信號。
由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的發(fā)送信號是由頻率從規(guī)定的最小值直線性上升到規(guī)定的最大值的FMCW波(線性調(diào)頻信號)的重復形成的信號。在下文中,將相當于上述FMCW波的重復周期的信號區(qū)域稱為“掃頻”。
此外,不限定于FMCW波,信號產(chǎn)生部10作為發(fā)送信號可以產(chǎn)生任意的信號。例如,發(fā)送信號可以包括由電壓在一定期間內(nèi)直線性上升的三角波的重復形成的信號,也可以為脈沖信號,可以任意地設定該脈沖信號的信號波形。
符號產(chǎn)生部20構成為產(chǎn)生與多個發(fā)送天線41~44對應的彼此不同的的多個符號列。符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生包含2值符號的符號列,上述2值符號示出在后述的調(diào)制部30中調(diào)制發(fā)送信號的相位時使用的相位旋轉(zhuǎn)量(0°或180°)。在下文中,為了說明的便利,將示出0°的相位旋轉(zhuǎn)量的符號的值作為“0”,將示出180°的相位旋轉(zhuǎn)量的符號的值作為“π”。
符號產(chǎn)生部20隨機產(chǎn)生與4個發(fā)送天線41~44對應的4個不同的符號列。符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的符號列例如像“ππππ0ππ0π……”那樣包含“0”和“π”的2值符號,“0”和“π”排列順序利用隨機的方法在每個發(fā)送天線確定。
具體而言,在本實施方式中,符號產(chǎn)生部20構成為產(chǎn)生“ππππ0ππ0π……0π0π”作為與發(fā)送天線41對應的第一符號列,產(chǎn)生“0ππ0ππ000……π0π0”作為與發(fā)送天線42對應的第二符號列,產(chǎn)生“0π000π000……0π0π”作為與發(fā)送天線43對應的第三符號列,產(chǎn)生“π0π0ππ0ππ……0πππ”作為與發(fā)送天線44對應的第四符號列。此外,將后述的接收部60中作為一次接收處理對象的發(fā)送信號的掃頻個數(shù)設為“500”,關聯(lián)于此,將各符號列所包含的符號的總數(shù)設定為“500”。
此外,符號列可以僅包含示出“0”和“π”中一個的符號。此外,由作為符號列的2值符號示出的相位旋轉(zhuǎn)量不限于0°以及180°,例如像30°以及90°那樣,以成為彼此不同的相位旋轉(zhuǎn)量為限度,可以任意地設定。此外,作為符號列的符號不限于2值符號,可以為3值以上的符號,也可以為多值的符號。
此外,由多值的符號示出的多個相位旋轉(zhuǎn)量的彼此間的相位間隔無需是等間隔。此外,作為成為符號列的符號的排列的設定方法,除使用隨機的方法之外,舉出例如使用M系列或金氏碼的方法,但以符號的排列不同作為限制,符號的排列可以任意地設定。此外,成為符號列的符號的總數(shù),即符號列的長度也可以任意地設定。
調(diào)制部30用于根據(jù)由符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的符號列,通過使由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的發(fā)送信號的相位旋轉(zhuǎn),對發(fā)送信號相位調(diào)制。在本實施方式中,通過在每個掃頻將發(fā)送信號的相位僅旋轉(zhuǎn)0°(0弧度)或180°(π弧度)的任一個,對發(fā)送信號相位調(diào)制。
對于各掃頻是否適用0°以及180°的任一相位旋轉(zhuǎn)量,與由符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的成為符號列的符號的值(0以及π)確定。在本實施方式中,例如對于從發(fā)送天線41發(fā)送的發(fā)送信號Tx1的第一個掃頻,適用通過被分配到發(fā)送天線41的第一符號列的第一個符號的值所示的相位旋轉(zhuǎn)量,對于第二個掃頻,適用根據(jù)同符號列的第二個符號的值示出的相位旋轉(zhuǎn)量,以下相同。
調(diào)制部30將相位調(diào)制后的發(fā)送信號供給到發(fā)送天線41。在圖1中,僅代表性地示出對于發(fā)送天線41設置的調(diào)制部30,對其他發(fā)送天線42~44的各個也設置調(diào)制部30。即,在雷達裝置1中包括與多個發(fā)送天線41~44對應的多個調(diào)制部30。在本實施方式中,需要留意的是,如上所述,從信號產(chǎn)生部10分別輸入到多個調(diào)制部30的發(fā)送信號彼此相同,但從符號產(chǎn)生部20分別輸入到多個調(diào)制部30的符號列彼此不同。
此外,可以將與多個發(fā)送天線41~44對應的多個調(diào)制部30統(tǒng)合為一。是設置與多個發(fā)送天線41~44對應的多個調(diào)制部30,還是將多個調(diào)制部30統(tǒng)合為一并不是本發(fā)明的本質(zhì),可以配合本發(fā)明的實施方式來任意地設定。若將與多個發(fā)送天線41~44對應的多個調(diào)制部30在形式上作為一個調(diào)制部30表現(xiàn),則調(diào)制部30構成為根據(jù)由符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的多個符號列,對由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的多個發(fā)送信號相位調(diào)制,分別供給到多個發(fā)送天線41~44。
接收部60包括檢波部61、解調(diào)部62以及積分部63。在圖1中沒有圖示,接收部60與接收天線51~56的各個對應設置。在下文中,著重說明與接收天線51對應設置的接收部60。
構成接收部60的檢波部61用于對由對應的接收天線51接收的接收信號進行檢波。檢波部61的檢波處理根據(jù)雷達方式設定。本實施方式的雷達裝置1是FMCW方式的雷達裝置,所以檢波部61作為檢波處理實施傅里葉變換。但是,不限定于該例,例如,若雷達裝置1是脈沖雷達方式的雷達裝置,則檢波部61作為檢波處理實施振幅檢波。此外,若雷達裝置1是脈沖壓縮雷達方式的雷達裝置,則檢波部61作為檢波處理實施脈沖壓縮處理。
解調(diào)部62用于根據(jù)上述多個符號列(第一符號列~第四符號列),將被檢波部61檢波的信號逆相位調(diào)制來解調(diào)。積分部63用于積分由解調(diào)部62解調(diào)的信號,生成與從發(fā)送天線41~44分別發(fā)送的多個發(fā)送信號對應的接收信號Rx11、Rx12、Rx13、Rx14。
圖2是用于說明本發(fā)明的實施方式的雷達裝置1的接收部60的詳細構成例和信號的流程的圖。在圖2的上層示意性示出在接收天線51~56的各個所接收的發(fā)送信號Tx1~Tx4的波形圖。在同波形圖中,橫軸表示時間t,縱軸表示發(fā)送信號的頻率f。在圖2的中部示出輸入在接收天線51接收發(fā)送信號Tx1~Tx4而得的混合信號的接收部60的詳細的構成。在圖2的下層中,除從與接收天線51對應設置的接收部60輸入到信號處理部70的接收信號Rx1之外,示出從與接收天線52~56對應設置的接收部60(未圖示)輸入到信號處理部70的接收信號Rx2~Rx6。
在本實施方式中,檢波部61包括與接收部60中成為一次接收處理的對象的各發(fā)送信號的掃頻的個數(shù)(即,上述多個符號列的各個的長度)對應的多個檢波處理部61001、61002、61003、……、61500。在本實施方式中,將接收部60中成為一次接收處理對象的各發(fā)送信號的掃頻個數(shù)設為500,檢波處理部61001、61002、61003、……、61500的總數(shù)配合上述掃頻的個數(shù)(即符號列的長度),設定為“500”。檢波處理部61001、61002、61003、……、61500的各輸出信號僅按照與發(fā)送天線41~44的個數(shù)(=4)對應的數(shù)分支。
解調(diào)部62包括多個解調(diào)處理部621~624,多個解調(diào)處理部621~624通過在上述多個符號列(第一符號列~第四符號列)中所包含的符號中,使用時間位置對應的多個符號,對檢波處理部61001~61500的輸出信號進行逆相位調(diào)制來解調(diào)。多個解調(diào)處理部621~624將解調(diào)處理部621~624作為一組,與多個檢波處理部61001~61500的各個對應設置。
在本實施方式中,解調(diào)處理部621對于在上述調(diào)制部30中從發(fā)送天線41發(fā)送的發(fā)送信號所實施的相位調(diào)制實施逆相位調(diào)制。即,解調(diào)處理部621對在調(diào)制部30中從發(fā)送天線42發(fā)送的發(fā)送信號,使用與成為被適用的符號列的符號相逆的符號(以下,稱為“逆符號”。)形成的符號列,進行相位調(diào)制。
例如,如果對于從發(fā)送天線41發(fā)送的發(fā)送信號所適用的成為符號列的某符號是“π”,則其逆符號為“-π”。該逆符號[-π]表示向?qū)⑾辔慌c發(fā)送時的逆方向僅旋轉(zhuǎn)π。即,使用逆符號的相位調(diào)制表示使信號的相位返回相位調(diào)制前的原相位。此外,如果符號是“0”,由于其逆符號的相位的旋轉(zhuǎn)量是零,則不進行相位的旋轉(zhuǎn)。
同樣地,解調(diào)處理部622對于在上述調(diào)制部30中從發(fā)送天線42發(fā)送的發(fā)送信號所實施的相位調(diào)制,實施逆相位調(diào)制。解調(diào)處理部623對于在上述調(diào)制部30中從發(fā)送天線43發(fā)送的發(fā)送信號所實施的相位調(diào)制,實施逆相位調(diào)制。解調(diào)處理部624對于在上述調(diào)制部30中從發(fā)送天線44發(fā)送的發(fā)送信號所實施的相位調(diào)制,實施逆相位調(diào)制。
積分部63包括與多個發(fā)送天線41~44對應的多個積分處理部631~634。多個積分處理部631~634的各個構成為在設置于多個檢波處理部61001~61500的各個的解調(diào)處理部621~624中,使用與屬于同一符號列的符號相當?shù)哪娣?,積分被逆相位調(diào)制的信號。具體而言,解調(diào)處理部621使用與發(fā)送天線41對應的成為第一符號列的符號的逆符號,積分逆相位調(diào)制的500個解調(diào)處理部621的輸出信號。該積分結(jié)果作為接收信號Rx11從積分處理部631輸出。
解調(diào)處理部622使用與發(fā)送天線42對應的成為第二符號列的符號的逆符號,積分逆相位調(diào)制的500個解調(diào)處理部622的輸出信號。該積分結(jié)果作為接收信號Rx12從積分處理部632輸出。解調(diào)處理部623使用與發(fā)送天線43對應的成為第三符號列的符號的逆符號,積分逆相位調(diào)制的、500個解調(diào)處理部623的輸出信號。該積分結(jié)果作為接收信號Rx13從積分處理部633輸出。
解調(diào)處理部624使用與發(fā)送天線44對應的成為第四符號列的符號的逆符號,積分逆相位調(diào)制的500個解調(diào)處理部624的輸出信號。該積分結(jié)果作為接收信號Rx14從積分處理部634輸出。
如后所述,接收信號Rx11~Rx14是正交分離的信號,是識別從發(fā)送天線41~44發(fā)送的各個信號而得到的接收信號。
從上述積分處理部631~634分別輸出的接收信號Rx11、Rx12、Rx13、Rx14從與接收天線51對應設置的接收部60作為接收信號Rx1被供給到信號處理部70。同樣地,接收信號Rx2~Rx6從與其他接收天線52~56的各個對應設置的接收部60分別供給到信號處理部70。
信號處理部70用于通過在每個發(fā)送天線合成與上述接收天線51~56對應設置的接收部60的積分部63積分的信號,實施波束形成處理,生成目標的方位角θ相關的信息。
[雷達裝置的動作的說明]
接著,說明本發(fā)明的實施方式的雷達裝置1的動作。
首先,說明雷達裝置1的發(fā)送動作。如圖2的上層所示,信號產(chǎn)生部10作為發(fā)送信號Tx1~Tx4,以一定周期重復產(chǎn)生頻率f從規(guī)定的最小值直線性上升到規(guī)定的最大值的FMCW波。但是,發(fā)送信號Tx1~Tx4是在由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的時刻彼此相同的信號。
另一方面,符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生與發(fā)送天線41~44對應的第一符號列、第二符號列、第三符號列、第四符號列。在本實施方式中,如上所述,符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生“ππππ0ππ0π……0π0π”作為第一符號列,產(chǎn)生“0ππ0ππ000……π0π0”作為第二符號列,產(chǎn)生“0π000π000……0π0π”作為第三符號列,產(chǎn)生“π0π0ππ0ππ……0πππ”作為第四符號列。
接著,調(diào)制部30應用由符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的符號列,對由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的發(fā)送信號實施符號調(diào)制處理(相位調(diào)制)。詳細來說,與發(fā)送天線41對應的調(diào)制部30應用由符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的第一符號列,對由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的發(fā)送信號Tx1相位調(diào)制。具體而言,如圖2的上層所示,調(diào)制部30將發(fā)送信號Tx的第一個掃頻S1001的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)由第一符號列的第一個符號的值“π”所示的相位旋轉(zhuǎn)量(+180°)。通過該相位調(diào)制,翻轉(zhuǎn)第一個掃頻S1001的發(fā)送信號Tx1的相位。
此外,調(diào)制部30將發(fā)送信號Tx的第二個掃頻S1002的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)由第一符號列的第二個符號的值“π”所示的相位旋轉(zhuǎn)量(+180°)。與下文相同,調(diào)制部30依次適用第一符號列的符號的值,實施相位調(diào)制,將發(fā)送信號Tx1的第500個掃頻S1500的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)由第一符號列的第500個的符號的值“π”所示的相位旋轉(zhuǎn)量(+180°)。
在該例子中,例如發(fā)送信號Tx1的第5個掃頻S1005的信號僅相位旋轉(zhuǎn)由第一符號列的第5個符號的值“0”所示出的相位旋轉(zhuǎn)量(+0°)。此時,實際上不進行相位旋轉(zhuǎn),第5個掃頻S1005的發(fā)送信號Tx1維持原相位。
與上述發(fā)送信號Tx1的相位調(diào)制同時,在與發(fā)送天線42~44對應設置的調(diào)制部30中,分別應用由符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的從第二符號列到第四符號列,在每個掃頻中實施由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的發(fā)送信號Tx2~Tx4的相位調(diào)制。即,與發(fā)送天線42對應的調(diào)制部30應用由符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的第二符號列,對由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的發(fā)送信號Tx2的掃頻S2001~S2500相位調(diào)制。
此外,與發(fā)送天線43對應的調(diào)制部30應用由符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的第三符號列,對由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的發(fā)送信號Tx3的掃頻S3001~S3500相位調(diào)制。此外,與發(fā)送天線44對應的調(diào)制部30應用由符號產(chǎn)生部20產(chǎn)生的第四符號列,對由信號產(chǎn)生部10產(chǎn)生的發(fā)送信號Tx4的掃頻S4001~S4500進行相位調(diào)制。
被與發(fā)送天線41~44對應的調(diào)制部30相位調(diào)制后的各信號分別從發(fā)送天線41~44發(fā)送。若向目標照射從發(fā)送天線41~44發(fā)送來的信號的電波,則產(chǎn)生其反射波。來自目標的反射波分別在接收天線51~56接收。此時,例如在接收天線51中接收從發(fā)送天線41~44發(fā)送的信號。同樣地,例如在接收天線52~56的各個中,接收從發(fā)送天線41~44發(fā)送的信號。
接著,說明雷達裝置1的接收動作。
在此,為了簡化說明,著眼于與接收天線51對應設置的接收部60的動作,進行說明。
圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式的雷達裝置1的接收部60的接收動作的流程的圖。此外,圖4A~圖4C是用于補充說明本發(fā)明的實施方式的雷達裝置1的動作的圖,圖4A示出檢波部61的輸出波形的一例,圖4B示出積分部63的輸出波形的一例,圖4C示出信號處理部70的輸出波形的一例。
通過接收側(cè)的接收天線51~56的各個,接收作為從全體的發(fā)送天線41~44發(fā)送的發(fā)送信號的線形結(jié)合的信號。構成與接收天線51對應的接收部60的檢波部61虛擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換由接收天線51接收的接收信號(步驟ST1)。構成與其他的接收天線52~56對應的接收部60的檢波部61也同樣地,模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換由接收天線52~56分別接收的接收信號。因此,由6個接收天線51~56的各個接收的接收信號被檢波部61模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換。
接著,與接收天線51對應的檢波部61對由接收天線51接收而除去干擾成分的接收信號,實施頻率方向的“傅里葉變換”(當要求高速時,也可以是高速傅里葉變換(FFT)。)(步驟ST2)。具體而言,構成檢波部61的檢波處理部61001對在接收天線51接收發(fā)送信號Tx1~Tx4的第一個掃頻S1001、S2001、S3001、S4001而得到的混合信號實施頻率方向的傅里葉變換。
此外,檢波處理部61002對于在接收天線51接收發(fā)送信號Tx1~Tx4的第2個掃頻S1002、S2002、S3002、S4002而得到的混合信號實施頻率方向的傅里葉變換。與下文同樣地,檢波處理部61500對在接收天線51接收發(fā)送信號Tx1~Tx4的第500個掃頻S1500、S2500、S3500、S4500而得到的混合信號實施頻率方向的傅里葉變換。通過該傅里葉變換,檢波部61實施目標距離的提取。在圖4A例示的檢波部61的輸出波形中,混合使用從上述第一符號列到第四符號列分別被符號化的發(fā)送信號Tx1~Tx4的信號成分。
與接收天線51對應的檢波部61在上述頻率方向的傅里葉變換的處理的過程中,提取到目標的距離r,生成與距離r相關的信息。與接收天線52~56對應的檢波部61也同樣地,對于除去干擾成分的信號實施頻率方向的傅里葉變換。因此,通過6個接收天線51~56的各個接收的接收信號在頻率方向被分別與接收天線51~56對應設置的檢波部61傅里葉變換。在此,被分別與接收天線51~56對應設置的檢波部61通過傅里葉變換而得到的信號是包含從發(fā)送天線41~44分別發(fā)送的發(fā)送信號Tx1~Tx4的各信號成分的混合信號。
接著,解調(diào)部62對從檢波部61的檢波處理部61001~61500分別輸出的混合信號,實施符號解調(diào)處理(逆符號化處理)(步驟ST3)。即,與檢波處理部61001對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部621對從檢波處理部61001輸出的混合信號實施在通過發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx1的第1個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理的逆相位調(diào)制。具體而言,解調(diào)處理部621使用與第一符號列的第1個符號對應的逆符號,使從檢波處理部61001輸出的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)-180°。
與檢波處理部61001對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部622對從檢波處理部61001輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,逆相位調(diào)制是發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx2的第1個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部622使用與第二符號列的第1個符號對應的逆符號,使從檢波處理部61001輸出的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)-0°。這種情況下,實際上不進行相位旋轉(zhuǎn),維持原相位。
與檢波處理部61001對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部623對從檢波處理部61001輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,逆相位調(diào)制是發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx3的第1個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部623使用與第三符號列的第1個符號對應的逆符號,使從檢波處理部61001輸出的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)-0°。這種情況下,也實際上不進行相位旋轉(zhuǎn),維持原相位。
與檢波處理部61001對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部624對從檢波處理部61001輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,所述逆相位調(diào)制相當于發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx4的第1個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部624使用與第四符號列的第1個符號對應的逆符號,在與發(fā)送側(cè)的相位調(diào)制的逆方向上,使從檢波處理部61001輸出的信號的相位旋轉(zhuǎn)-180°。
這樣,在與檢波處理部61001對應設置的解調(diào)處理部621~624中,對于從檢波處理部61001輸出的混合信號,使用與第一符號列、第二符號列、第三符號列、第四符號列的各第1個符號對應的逆符號,進行逆相位調(diào)制。
此外,與檢波處理部61002對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部621對從檢波處理部61002輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,所述逆相位調(diào)制是在發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx1的第2個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部621使用與第一符號列的第2個符號對應的逆符號,使從檢波處理部61002輸出的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)-180°。
與檢波處理部61002對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部622對從檢波處理部61002輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,所述逆相位調(diào)制是在發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx2的第2個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部622使用與第二符號列的第2個符號對應的逆符號,使從檢波處理部61002輸出的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)-180°。
與檢波處理部61002對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部623對從檢波處理部61002輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,所述逆相位調(diào)制是在發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx3的第2個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部623使用與第三符號列的第2個符號對應的逆符號,使從檢波處理部61002輸出的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)-180°。
與檢波處理部61002對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部624對從檢波處理部61002輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,所述逆相位調(diào)制是在發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx4的第2個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部624使用與第四符號列的第2個符號對應的逆符號,在發(fā)送側(cè)的相位調(diào)制的逆方向上使從檢波處理部61001輸出的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)-0°。此時,混合信號的相位維持原相位。
這樣,在與檢波處理部61002對應設置的解調(diào)處理部621~624中,對于從檢波處理部61002輸出的混合信號,使用與第一符號列、第二符號列、第三符號列、第四符號列的各第2個符號對應的逆符號,進行逆相位調(diào)制。
并且,與檢波處理部61003對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部621對從檢波處理部61003輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,逆相位調(diào)制是在發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx1的第3個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部621使用與第一符號列的第3個符號對應的逆符號,使從檢波處理部61003輸出的信號的相位旋轉(zhuǎn)-180°。
與檢波處理部61003對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部622對從檢波處理部61003輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,所述逆相位調(diào)制是在發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx2的第3個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部622使用與第二符號列的第3個符號對應的逆符號,使從檢波處理部61003輸出的信號的相位旋轉(zhuǎn)-180°。
與檢波處理部61003對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部623對從檢波處理部61003輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,所述逆相位調(diào)制是在發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx3的第3個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部623使用與第三符號列的第3個符號對應的逆符號,使從檢波處理部61003輸出的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)-0°。此時,混合信號的相位維持原相位。
與檢波處理部61003對應設置的解調(diào)部62的解調(diào)處理部624對從檢波處理部61003輸出的混合信號實施逆相位調(diào)制,所述逆相位調(diào)制是在發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30對發(fā)送信號Tx4的第3個掃頻實施的相位調(diào)制的逆處理。具體而言,解調(diào)處理部624使用與第四符號列的第3個符號對應的逆符號,在發(fā)送側(cè)的相位調(diào)制的逆方向上使從檢波處理部61003輸出的信號的相位僅旋轉(zhuǎn)-180°。
這樣,在與檢波處理部61003對應設置的解調(diào)處理部621~624中,對于從檢波處理部61003輸出的混合信號,使用與第一符號列、第二符號列、第三符號列、第四符號列的各第3個符號對應的逆符號,進行逆相位調(diào)制。
與下文相同,在與檢波處理部61500對應設置的解調(diào)處理部621~624中,對于從檢波處理部61500輸出的混合信號,使用與第一符號列、第二符號列、第三符號列、第四符號列的各第500個符號對應的逆符號,進行逆相位調(diào)制。
如上所述,解調(diào)部62對于從檢波部61輸出的混合信號,在每個掃頻切換逆符號,實施符號解調(diào)處理(逆符號化處理)。
若在后述積分部63的積分處理之前,則解調(diào)部62的符號解調(diào)處理可以在任意階段實施。
接著,積分部63通過對由解調(diào)部62解調(diào)的信號實施時間方向上的傅里葉變換,積分與檢波處理部61001~61500的各個對應設置的解調(diào)處理部621~624的輸出信號(步驟ST4)。該積分的結(jié)果從對應的發(fā)送天線發(fā)送的發(fā)送信號中分辨信號成分而獲得。
這種積分可以通過以下的任何方式實現(xiàn)。
(1)保留相位信息而進行的算術加法
(2)校正相對于目標的移動速度的多普勒相位的相干積分
此外,上述相干積分可以在下面的任何方式下進行,在該過程中,可以在各成分中通過窗函數(shù)等的權重的乘算,實現(xiàn)不同的多普勒成分的干擾對策。
(a)關于目標,校正示出作為已知的速度的多普勒相位。
(b)以任意速度為前提進行,校正示出該速度的多普勒相位。
在這種處理的基礎上,積分部63提取目標的速度v,生成與該速度v相關的信息。
若具體說明,則構成積分部63的積分處理部631積分與檢波處理部61001~61500的各個對應設置的解調(diào)處理部621的各輸出信號。積分處理部631輸出示出該積分的運算結(jié)果F00(v,r)的接收信號Rx11。在圖4B例示的積分處理部631的輸出波形中,上述發(fā)送信號Tx1~Tx4的信號成分中,僅識別并包含發(fā)送信號Tx1的信號成分。
構成積分部63的積分處理部632積分與檢波處理部61001~61500的各個對應設置的解調(diào)處置部622的各輸出信號。積分處理部632輸出示出該積分的運算結(jié)果F10(v,r)的接收信號Rx12。此外,構成積分部63的積分處理部633積分與檢波處理部61001~61500的各個對應設置的解調(diào)處置部623的各輸出信號。積分處理部633輸出示出該積分的運算結(jié)果F20(v,r)的接收信號Rx13。
構成積分部63的積分處理部634積分與檢波處理部61001~61500的各個對應設置的解調(diào)處置部624的各輸出信號。積分處理部634輸出示出該積分的運算結(jié)果F30(v,r)的接收信號Rx14。
在上述時間方向上的傅里葉變換的運算結(jié)果F00(v,r)~F30(v,r)的各個中,包含與目標的速度v相關的信息和與到目標的距離r相關的信息作為與接收天線51對應的接收信息。
與上述接收天線51對應設置的接收部60同樣地,在與其他接收天線52~56對應設置的接收部60中也實施同樣的接收處理。而且,接收信號Rx1~Rx6從與接收天線51~56的各個對應設置的接收部60分別被供給到信號處理部70。
如上所述,在接收部60的接收處理的過程中,在積分部63的積分處理(多普勒處理)之前的階段,由解調(diào)處理部621~624,對于檢波發(fā)送信號Tx1~Tx4而得到的混合信號的500個掃頻,實施作為與發(fā)送側(cè)為逆處理的逆相位調(diào)制。此時,若著眼于與檢波處理部61001~61500對應設置的500個解調(diào)處理部621的輸出,則對于從檢波處理部61001~61500分別輸出的混合信號,實施與使用發(fā)送側(cè)的調(diào)制部30的第一符號列的相位調(diào)制相逆的相位調(diào)制。其結(jié)果,在解調(diào)處理部621的輸出信號中,提高發(fā)送信號Tx1的信號成分出現(xiàn)的概率。
對此,在發(fā)送側(cè)使用與第一符號列不同的第二符號列、第三符號列、第四符號列進行相位調(diào)制的發(fā)送信號Tx2、Tx3、Tx4的各信號成分,在解調(diào)處理部621中,若實施與使用了第一符號列的相位調(diào)制相逆的調(diào)制,則發(fā)送信號Tx2~Tx4的各信號成分擴散而成為噪音,該信號成分出現(xiàn)在解調(diào)處理部621的輸出信號的概率降低。
因此,如果在積分處理部631積分與檢波處理部61001~61500對應設置的500個解調(diào)處理部621的輸出信號,則能夠從由檢波處理部61001~61500輸出的混合信號中識別發(fā)送信號Tx1的信號成分。這一點在積分處理部631的積分處理中,表示實施發(fā)送信號Tx1的正交分離。
同樣地,對于從檢波處理部61001~61500分別輸出的混合信號,在解調(diào)處理部622中,如果實施與使用了第二符號列的相位調(diào)制相逆的相位調(diào)制,則在解調(diào)處理部622的輸出信號中,發(fā)送信號Tx2的信號成分出現(xiàn)的概率升高。因此,如果在積分處理部632積分與檢波處理部61001~61500對應設置的500個解調(diào)處理部622的輸出信號,則能夠從由檢波處理部61001~61500輸出的混合信號中識別發(fā)送信號Tx2的信號成分。這一點在積分處理部632的積分處理中,表示實施發(fā)送信號Tx2的正交分離。
同樣地,對于從檢波處理部61001~61500分別輸出的混合信號,在解調(diào)處理部623中,若實施與使用了第三符號列的相位調(diào)制相逆的相位調(diào)制,則在解調(diào)處理部623的輸出信號中,發(fā)送信號Tx3的信號成分出現(xiàn)的概率升高。因此,如果在積分處理部633積分與檢波處理部61001~61500對應設置的500個解調(diào)處理部623的輸出信號,則能夠從由檢波處理部61001~61500輸出的混合信號中識別發(fā)送信號Tx3的信號成分。這一點在積分處理部633的積分處理中,表示實施發(fā)送信號Tx3的正交分離。
同樣地,對于從檢波處理部61001~61500分別輸出的混合信號,在解調(diào)處理部624中,如果實施與使用了第四符號列的相位調(diào)制相逆的相位調(diào)制,則在解調(diào)處理部624的輸出信號中,發(fā)送信號Tx4的信號成分出現(xiàn)的概率升高。因此,如果在積分處理部634積分與檢波處理部61001~61500對應設置的500個解調(diào)處理部624的輸出信號,則能夠從由檢波處理部61001~61500輸出的混合信號中識別發(fā)送信號Tx4的信號成分。這一點在積分處理部634的積分處理中,表示實施發(fā)送信號Tx4的正交分離。
信號處理部70從與上述接收天線51~56對應設置的接收部60的積分部63輸出的接收信號Rx1~Rx4提取目標方位角θ,生成與該方位角θ相關的信息(步驟ST5)。在本實施方式中,信號處理部70通過對從積分部63輸出的接收信號Rx1~Rx6,實施規(guī)定的波束形成處理,提取目標的方位角θ,生成與方位角θ相關的信息。
如圖4C所示,通過信號處理部70的波束形成處理,得到包含表示目標的方位角θ的主瓣的波形。
信號處理部70輸出與目標的速度v相關的信息、與到目標的距離r相關的信息、與目標的方位角θ相關的信息作為波束形成處理的運算結(jié)果F(v,r,θ)。
如上所述,接收部60在通過檢波部61進行距離提取的階段不進行信號的正交分離,通過解調(diào)部62實施逆相位解調(diào)信號,將相位還原為以前后,在通過積分部63進行速度提取的階段,實施正交分離。由此,形成MIMO的假想陣列。
圖5A~圖5F是示出本發(fā)明的實施方式的雷達裝置1的動作的模擬結(jié)果的圖。在該模擬實驗中,使用M系列分別產(chǎn)生第一符號列至第四符號列,將速度測量范圍設定在±53km/h。
圖5A~圖5C示出作為模擬的條件,將目標距離設定為100m,將目標的速度設定為速度測量范圍內(nèi)的-10km/h,將目標的方位角設定為-30°時的模擬結(jié)果,圖5A示出目標的距離的模擬結(jié)果,圖5B示出目標的速度的模擬結(jié)果,圖5C示出目標的方位角的模擬結(jié)果。
如圖5A所示,通過模擬實驗,作為到目標的距離r得到100.1m。此外,如圖5B所示,通過模擬實驗,作為目標的速度v得到-10km/h。并且,如圖5C所示,通過模擬實驗,作為目標的方位角θ得到-30°。從該模擬結(jié)果可知,能夠確認能良好地測量目標的距離r、速度v、方位角θ。這表示通過使用了上述第一符號列到第四符號列的符號化處理以及逆符號化處理,能夠正交分離發(fā)送信號Tx1~Tx4。
圖5D~圖5F示出作為模擬的條件,將目標的距離設定為100m,將目標的速度設定為超過速度測量范圍的200km/h,將目標的方位角設定為-30°時的模擬結(jié)果,圖5D示出目標的距離r的模擬結(jié)果,圖5E示出目標的速度v的模擬結(jié)果,圖5F示出目標的方位角θ的模擬結(jié)果。
如圖5A所示,通過模擬實驗,作為到目標的距離r得到98m。此外,如圖5C所示,通過模擬實驗,作為目標的方位角θ得到-30°。對此,如圖5B所示,作為目標的速度v,得到與設定值(200km/h)不同的-12.3km/h。但是,即便是超過速度測量范圍的速度,也能夠確認能夠形成假想陣列。
根據(jù)上述實施方式,能夠在接收側(cè)識別從發(fā)送天線41~44同時發(fā)送的發(fā)送信號Tx1~Tx4的各信號成分。因此,能夠縮短接收信號的抽樣時間。因此,不會降低可測量的速度的上限。
此外,根據(jù)上述實施方式,關于6個接收天線51~56的各個,接收從4個發(fā)送天線41~44分別發(fā)送的發(fā)送信號,能夠得到24類識別后的接收信號。這表示能夠得到與使用24個天線時相同的天線性能。因此,根據(jù)上述實施方式,能夠抑制天線元件的增加,并能改善天線的基本性能,尤其能夠改善方位角的分辨率。
此外,根據(jù)上述實施方式,能夠?qū)⒍鄠€發(fā)送信號Tx1~Tx4的各頻率帶設定在相同帶域。因此,能夠設定使用的頻率帶域為狹長,能夠使用狹長的頻率帶域檢測目標。
此外,根據(jù)上述實施方式,無需在接收部60實施相位調(diào)整(Phase Adjust:相位調(diào)整)。因此,能夠簡化接收部60的處理以及構成。
此外,根據(jù)上述實施方式,僅通過在每個掃頻切換符號實現(xiàn)信號的正交分離。由此,能夠通過軟件實現(xiàn)與正交分離相關的處理,無需硬件的追加或變更。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)硬件構成的簡化以及小規(guī)?;⑶夷軌?qū)崿F(xiàn)相對于雷達方式的標準化。
此外,根據(jù)上述實施方式,由于不使用高速符號,能夠縮窄接收側(cè)的帶域。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)與FMCW方式的雷達的親和性優(yōu)異的正交分離方式。
此外,根據(jù)上述實施方式,由于在掃頻內(nèi)符號不變化,不會向符號化脈沖方式那種硬件導致的擴大信號變形。因此,能夠抑制起因于信號變形導致的特性的劣化,能夠抑制亂真信號等的產(chǎn)生。
此外,根據(jù)上述實施方式,與使用符號化脈沖方式識別信號的情況相比,檢波部61在模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的抽樣頻率在幾MHz程度就足夠。因此,能夠使用低速的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)檢波部61。
在上述實施方式中,將本發(fā)明作為雷達裝置1表現(xiàn),但本發(fā)明也能夠作為在雷達裝置1中實施的信號識別方法表現(xiàn)。此時,本發(fā)明的實施方式的信號識別方法是通過雷達裝置的信號識別方法,所述雷達裝置包括:多個發(fā)送天線;信號產(chǎn)生部,產(chǎn)生從所述多個發(fā)送天線分別發(fā)送的多個發(fā)送信號;符號產(chǎn)生部,產(chǎn)生與所述多個發(fā)送天線對應的彼此不同的多個符號列;調(diào)制部,根據(jù)所述多個符號列,相位調(diào)制由所述信號產(chǎn)生部產(chǎn)生的多個發(fā)送信號,分別供給到所述多個發(fā)送天線;多個接收天線;以及多個接收部,與所述多個接收天線對應,所述多個接收部包括:檢波階段,檢波由對應的接收天線接收接收信號;解調(diào)階段,根據(jù)所述多個符號列,逆相位調(diào)制在所述檢波階段被檢波的信號并解調(diào);以及積分階段,積分在所述解調(diào)階段被解調(diào)的信號,生成與所述多個發(fā)送信號對應的信號。
此外,本發(fā)明也能夠作為正交分離裝置表現(xiàn)。此時,本發(fā)明的正交分離裝置若將發(fā)送側(cè)的天線的個數(shù)設為M(M為任意的自然數(shù)),將接收側(cè)的天線的個數(shù)設為N(N為任意的自然數(shù)),則本發(fā)明的正交分離裝置包括:解調(diào)部,通過從多個M的天線同時發(fā)送相位分別不同的作為已知的離散值的列而設定的多個M個的脈沖波,對分別到達多個N的天線的多個P(=M×N)的脈沖波(R11~R1M)、……、(RN1~RNM),實施與每個所述多個N的天線對應的解調(diào)處理,生成所述多個P的解調(diào)信號(R’11~R’1M)、……、(R’N1~R’NM);以及相位調(diào)整部,根據(jù)所述已知的離散值的列,收集多個P的解調(diào)信號(R’11~R’1M)、……、(R’N1~R’NM)的相位的差異,生成多個P的同相信號(r11~r1M)、……、(rN1~rNM)。此外,本發(fā)明的正交分離裝置還可以包括:積分部,在所述多個P的同相信號(r11~r1M)、……、(rN1~rNM)內(nèi),對相當于單獨到達所述多個N的天線的脈沖波的每個同相信號的組合(r11~rN1)、……、(r1M~rNM)積分,得到與所述多個N的天線單獨對應的接收波S1~SN。
此外,本發(fā)明也能夠作為正交分離方法表現(xiàn)。此時,本發(fā)明的正交分離方法包括:通過同時發(fā)送相位分別不同的作為已知的離散值的列而設定的多個M個的脈沖波,對分別到達多個N的天線的多個P(=M×N)的脈沖波(R11~R1M)、……、(RN1~RNM),實施與每個所述多個N的天線對應的解調(diào)處理,生成所述多個P的解調(diào)信號(R’11~R’1M)、……、(R’N1~R’NM),根據(jù)所述已知的離散值的列,收集多個P的解調(diào)信號(R’11~R’1M)、……、(R’N1~R’NM)的相位的差異,生成多個P的同相信號(r11~r1M)、……、(rN1~rNM)。在該正交分離方法中,可以在所述多個P的同相信號(r11~r1M)、……、(rN1~rNM)內(nèi),對相當于單獨到達所述多個N的天線的脈沖波的每個同相信號的組合(r11~rN1)、……、(r1M~rNM)積分,得到與所述多個N的天線單獨對應的接收波S1~SN。
此外,在本實施方式中,將本發(fā)明適用于FMCW雷達的發(fā)送系統(tǒng)以及接收系統(tǒng)的空中線系統(tǒng)。
但是,本發(fā)明不限定于這種FMCW雷達,對于MIMO方式的脈沖雷達或脈沖壓縮雷達也能夠同樣地應用從目標物發(fā)送來的作為反射波到達的脈沖波的正交分離。
此外,本發(fā)明不限定于這種雷達,發(fā)送波以及接收波是脈沖波,且相位若在每個發(fā)送用的天線不同的作為已知的離散的值設定,則無論應通過脈沖波輸送的輸送信息以及調(diào)制方式如何,能夠應用多種MIMO無線輸送系統(tǒng)。
此外,在這種情況下,應通過已述的檢波部61(檢波處理部61001、61002、61003、……、61500)進行的處理必須通過應用本發(fā)明的雷達或MIMO輸送系統(tǒng)的調(diào)制方式或多元連接方式的解調(diào)處理置換。
并且,在本實施方式中,在解調(diào)部62(解調(diào)處理部621~624)如已述信號的相位還原相位調(diào)制前的原相位(收集這些信號的相位)之后,例如,在僅應進行下述的處理的情況下,可以不設置積分部63(積分處理部631~634)。
(1)基于相關審定的希望的信號的提取或識別的處理
(2)通過僅適當組合MIMO輸送路的一部分而進行的波束形成
在上文中,說明了本發(fā)明的實施方式,但本發(fā)明不限定于上述實施方式,在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi),能夠進行變更、附加、置換等。
符號的說明
1、雷達裝置 10、信號產(chǎn)生部
20、符號產(chǎn)生部 30、調(diào)制部
40、發(fā)送天線陣列 41~44、發(fā)送天線
50、接收天線陣列 51~56、接收天線
60、接收部 61、檢波部
61001~61004、檢波處理部(FFT) 62、解調(diào)部
621~624、解調(diào)處理部 63、積分部
631~634、積分處理部(FFT) 70、信號處理部。