雷達裝置及信號生成裝置的制造方法
【專利摘要】雷達裝置包括：求接收脈沖信號和發(fā)送脈沖信號的相關(guān)值的相關(guān)器；基于相關(guān)值估計接收脈沖信號的I分量的誤差和Q分量的誤差的IQ誤差估計單元；計算用于校正I分量的誤差及Q分量的誤差的校正參數(shù)的校正參數(shù)計算單元；以及基于校正參數(shù)校正I分量的誤差及Q分量的誤差的RXIQ誤差校正單元。
【專利說明】
雷達裝置及信號生成裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及檢測目標(biāo)物的雷達裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知通過將脈沖信號發(fā)射到空中，接收由目標(biāo)物反射的反射波信號，測量距目標(biāo)物的距離或目標(biāo)物的方向等來檢測目標(biāo)物的雷達裝置。在這樣的雷達裝置中，以往，在由RF單元處理的信號中存在I分量的誤差或Q分量的誤差的情況下，對于正確的頻率分量的頻域，在正負反轉(zhuǎn)的頻域中出現(xiàn)錯誤的頻率分量，所以多普勒估計結(jié)果的檢測性能劣化。
[0003]相對于此，專利文獻I公開了在由RF單元處理的信號中存在I分量的誤差或Q分量的誤差的情況中，通過由正確的頻率分量的大小及錯誤的頻率分量的大小計算正確的頻率分量的大小，不使多普勒估計結(jié)果的檢測性能劣化的雷達裝置。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本特開2000-338230號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]可是，在專利文獻I中，在正負反轉(zhuǎn)的頻域的各自中，在包含了由不同的目標(biāo)物反射的反射波信號的正確的頻率分量的情況下，難以檢測全部的目標(biāo)物。
[0008]本發(fā)明的非限定性的實施例，提供能夠防止旁瓣特性的劣化及多普勒估計結(jié)果的檢測性能的劣化，同時即使在正負反轉(zhuǎn)的頻域的各自中，包含了由不同的目標(biāo)物反射的反射波信號的正確的頻率分量的情況下，也能夠檢測全部的目標(biāo)物的雷達裝置。
[0009]本發(fā)明的一方案為雷達裝置，包括:脈沖生成單元，對每個發(fā)送周期依次生成I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號；相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號，給予90度的相位旋轉(zhuǎn);DAC變換單元，將所述相位旋轉(zhuǎn)后的I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號變換為基帶模擬信號;發(fā)送單元，發(fā)送將所述基帶模擬信號變換為無線頻率的雷達信號;接收單元，接收所述雷達信號被目標(biāo)物反射的反射波信號并變換為基帶模擬信號;ADC變換單元，將所述接收到的基帶模擬信號變換為數(shù)字的兩個接收脈沖信號;相關(guān)器，求所述發(fā)送脈沖信號和所述接收脈沖信號的相關(guān)值;誤差估計單元，基于所述相關(guān)值，估計所述接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差;校正參數(shù)計算單元，計算用于校正所述I分量的誤差及Q分量的誤差的校正參數(shù)；以及誤差校正單元，基于所述校正參數(shù)，校正所述發(fā)送脈沖信號及所述接收脈沖信號的至少一方的I分量的誤差及Q分量的誤差。
[0010]本發(fā)明的一方案為信號生成裝置，包括:脈沖生成單元，對每個發(fā)送周期依次生成I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號；相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號，給予90度的相位旋轉(zhuǎn);輸出單元，將所述相位旋轉(zhuǎn)后的I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號輸出到發(fā)送單元;輸入單元，將接收單元接收到的由目標(biāo)物反射的反射波信號作為接收脈沖信號輸入;相關(guān)器，求所述發(fā)送脈沖信號和所述接收脈沖信號的相關(guān)值;誤差估計單元，基于所述相關(guān)值，估計所述接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差;校正參數(shù)計算單元，計算用于校正所述I分量的誤差及Q分量的誤差的校正參數(shù)；以及誤差校正單元，基于所述校正參數(shù)，校正所述發(fā)送脈沖信號及所述接收脈沖信號的至少一方的I分量的誤差及Q分量的誤差。
[0011]這些概括性的并且特定的方案，也可以通過系統(tǒng)、裝置及方法的任意組合來實現(xiàn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方案的雷達裝置，能夠防止旁瓣特性的劣化及多普勒估計結(jié)果的檢測性能的劣化，同時即使在正負反轉(zhuǎn)的頻域的各自中，包含了由不同的目標(biāo)物反射的反射波信號的正確的頻率分量的情況下，也能夠檢測全部的目標(biāo)物。
[0013]從說明書和附圖中將更清楚本發(fā)明的一方案中的其他優(yōu)點和效果。這些優(yōu)點和/或效果可以由各種實施方式和說明書及附圖所記載的特征來分別提供，不需要為了獲得一個或一個以上的同一特征而提供全部特征。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的雷達裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0015]圖2是表示本發(fā)明的實施方式I中的RXIQ誤差校正單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖3是表示反射波信號的延遲分布的圖。
[0017]圖4是表示將接收脈沖信號的I分量及Q分量繪制在1-Q平面上的情況的一例子的圖。
[0018]圖5A是表示接收脈沖信號的1-Q平面上有振幅誤差的I分量及Q分量的校正前的狀態(tài)的圖。
[0019]圖5B是表示接收脈沖信號的1-Q平面上有振幅誤差的I分量及Q分量的校正后的狀態(tài)的圖。
[0020]圖6A是表不在接收脈沖信號的1-Q平面上有相位誤差的I分量及Q分量的校正前的狀態(tài)的圖。
[0021]圖6B是表示接收脈沖信號的1-Q平面上有相位誤差的I分量及Q分量的校正后的狀態(tài)的圖。
[0022]圖7是表示本發(fā)明的實施方式2的雷達裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0023]圖8是表示本發(fā)明的實施方式3的雷達裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0024]圖9是表示本發(fā)明的實施方式4的雷達裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0025]圖10是表示本發(fā)明的實施方式4中的延遲分布的圖。
[0026]圖11是表示本發(fā)明的實施方式5中的RXIQ誤差校正單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0027]圖12是表示本發(fā)明的實施方式6中的RXIQ誤差校正單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實施方式】
[0028]在本發(fā)明中，首先，在RF單元中的發(fā)送信號處理序列及接收信號處理序列中，使用了分別包括相位旋轉(zhuǎn)單元的雷達裝置。在該雷達裝置中，在發(fā)送信號處理序列中以數(shù)個脈沖為單位對脈沖信號給予相位旋轉(zhuǎn)，與相位旋轉(zhuǎn)同步，在接收信號處理序列中對于反射波信號在與發(fā)送信號處理序列中給予的相位旋轉(zhuǎn)的方向的相反方向上給予相位旋轉(zhuǎn)。由此，在發(fā)送信號序列的相位旋轉(zhuǎn)單元和接收信號處理序列的相位旋轉(zhuǎn)單元之間的處理中，能夠?qū)F單元產(chǎn)生的I分量的誤差及Q分量的誤差平坦化地消除，能夠?qū)崿F(xiàn)與無RF誤差時同等的旁瓣特性。即，通過上述雷達裝置，能夠得到防止在專利文獻I中未考慮的旁瓣特性的劣化的效果。
[0029]其后，在本發(fā)明中，在雷達裝置中，在傳輸路徑中接收到附加了多普勒相位變動分量的反射波信號的情況中，將接收到的反射波信號在后級中進行FFT處理來估計目標(biāo)物的速度分量時，對于正確的頻率分量的頻域檢測在正負反轉(zhuǎn)的頻域中錯誤的頻率分量，所以需要相應(yīng)處理多普勒估計結(jié)果的檢測性能劣化，而且重復(fù)了研究。
[0030]因而，在本發(fā)明中，開發(fā)出能夠防止旁瓣特性的劣化及多普勒估計結(jié)果的檢測性能的劣化，同時即使在正負反轉(zhuǎn)的頻域的各自中，包含了由不同的目標(biāo)物反射的反射波信號的正確的頻率分量的情況下，也能夠檢測全部的目標(biāo)物的本發(fā)明的雷達裝置。
[0031]以下，適當(dāng)參照附圖詳細地說明本發(fā)明的各實施方式。
[0032](實施方式I)
[0033]〈雷達裝置的結(jié)構(gòu)〉
[0034]一邊參照圖1，一邊在以下詳細說明本發(fā)明的實施方式I的雷達裝置100的結(jié)構(gòu)。
[0035]雷達裝置100包括:脈沖生成單元101;TX相位旋轉(zhuǎn)單元102;數(shù)字/模擬變換器(以下，記載為“DAC”)103;無線發(fā)送單元104;天線105;天線106;無線接收單元107;模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(以下，記載為“ADC” ) 108 ； RXIQ誤差校正單元109 ； RX相位旋轉(zhuǎn)單元110 ；相關(guān)器111 ；IQ誤差估計單元112;校正參數(shù)計算單元113;以及目標(biāo)物檢測單元114。脈沖生成單元101以及TX相位旋轉(zhuǎn)單元102構(gòu)成信號生成單元。
[0036]脈沖生成單元101對每個發(fā)送周期生成作為雷達信號基礎(chǔ)的包含I分量信號及Q分量信號的一組脈沖信號。以下，將脈沖生成單元101生成的脈沖信號稱為“發(fā)送脈沖信號”。脈沖生成單元101將發(fā)送脈沖信號在規(guī)定的周期輸出到TX相位旋轉(zhuǎn)單元102，同時輸出到相關(guān)器111。在脈沖調(diào)制中，被分配1-Q平面上的星座中的規(guī)定的調(diào)制碼元。
[0037]TX相位旋轉(zhuǎn)單元102對于從脈沖生成單元101輸出的兩個發(fā)送脈沖信號給予規(guī)定量的相位旋轉(zhuǎn)并輸出到DAC103 JX相位旋轉(zhuǎn)單元102典型地對每兩個發(fā)送脈沖信號給予90°的相位旋轉(zhuǎn)。
[0038]DAC103對于從TX相位旋轉(zhuǎn)單元102輸出的數(shù)字形式的兩個發(fā)送脈沖信號進行基于QPSK調(diào)制的向模擬信號的轉(zhuǎn)換，將模擬信號輸出到無線發(fā)送單元104。
[0039]無線發(fā)送單元104對于從DAC103輸出的基帶的模擬信號進行無線處理(上變頻、放大等)，生成雷達信號，并從天線105發(fā)送。從天線105發(fā)送的雷達信號被目標(biāo)物反射，成為反射波信號。反射波信號被天線106接收。
[0040]無線接收單元107對于被天線106接收到的反射波信號進行無線處理(下變頻、放大等)，生成包含I分量及Q分量的基帶的模擬信號，將模擬信號輸出到ADC108。
[0041 ] ADC108將從無線接收單元107輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的兩個脈沖信號(以下，稱為“接收脈沖信號”)，輸出到RXIQ誤差校正單元109。
[0042]RXIQ誤差校正單元109基于由校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)，對從ADC108輸出的接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差進行校正，并輸出到RX相位旋轉(zhuǎn)單元110。
[0043]在通常模式中，對于從RXIQ誤差校正單元109輸出的接收脈沖信號，RX相位旋轉(zhuǎn)單元110給予相對在TX相位旋轉(zhuǎn)單元102中對發(fā)送脈沖信號給予的相位旋轉(zhuǎn)為相反方向的相同的旋轉(zhuǎn)量的相位旋轉(zhuǎn)，并輸出到相關(guān)器111。此外，在誤差校正模式中，RX相位旋轉(zhuǎn)單元110不進行相位旋轉(zhuǎn)處理，而將從RXIQ誤差校正單元109輸出的接收脈沖信號直接輸出到相關(guān)器1U。再有，通常模式是進行檢測目標(biāo)物的動作時的模式。此外，誤差校正模式是進行對I分量的誤差及Q分量的誤差進行校正的動作時的模式。
[0044]相關(guān)器111取從RX相位旋轉(zhuǎn)單元110輸出的接收脈沖信號和從脈沖生成單元101輸出的發(fā)送脈沖信號之間的相關(guān)，將求得的相關(guān)值輸出到IQ誤差估計單元112及目標(biāo)物檢測單元114。
[0045]IQ誤差估計單元112根據(jù)從相關(guān)器111輸出的相關(guān)值來估計在接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差，將估計結(jié)果輸出到校正參數(shù)計算單元113。
[0046]校正參數(shù)計算單元113基于從IQ誤差估計單元112輸出的I分量的誤差及Q分量的誤差的估計結(jié)果來求校正參數(shù)，將求得的校正參數(shù)輸出到RXIQ誤差校正單元109。
[0047]目標(biāo)物檢測單元114將從相關(guān)器111輸出的、規(guī)定次數(shù)的發(fā)送周期的整個期間的相關(guān)值相加來計算相干積分值，由算出的相干積分值來檢測目標(biāo)物。
[0048]〈RXIQ誤差校正單元的結(jié)構(gòu)〉
[0049]一邊參照圖2，一邊在以下詳細地說明本發(fā)明的實施方式I中的RXIQ誤差校正單元109的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0050]RXIQ誤差校正單元109具有:乘法器201;乘法器202;乘法器203;以及加法器204。[0051 ]乘法器201將從ADC108輸出的包含接收脈沖信號的誤差的I分量(I)和從校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)(l+α)相乘來校正I分量，將不包含誤差的I分量(V )輸出到RX相位旋轉(zhuǎn)單元110。這里，α是校正I分量和Q分量之間的振幅誤差的參數(shù)。
[0052]乘法器202將從ADC108輸出的接收脈沖信號的I分量和從校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)β相乘并輸出到加法器204。這里，β是校正I分量和Q分量之間的正交相位誤差的參數(shù)。
[0053]乘法器203將從ADC108輸出的包含接收脈沖信號的誤差的Q分量(Q)和從校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)(l-α)相乘并輸出到加法器204。
[0054]加法器204將從乘法器202輸出的乘法結(jié)果和從乘法器203輸出的乘法結(jié)果相加來校正Q分量，將不包含誤差的Q分量(Q')輸出到RX相位旋轉(zhuǎn)單元110。
[0055]〈I分量的誤差及Q分量的誤差的校正方法〉
[0056]下面，一邊參照圖3至圖6，一邊在以下詳細地說明本實施方式中的I分量的誤差及Q分量的誤差的校正方法。
[0057]圖3是表示反射波信號的延遲分布的圖。圖3中，橫軸為距離，縱軸是反射波信號的功率。
[0058]在圖3中，對每發(fā)送兩個脈沖信號，呈現(xiàn)一個峰值。該峰值與被檢測的目標(biāo)物的數(shù)呈現(xiàn)相同的數(shù)。在雷達裝置100中，在天線105及天線106中產(chǎn)生較大的隔離，所以在I分量的誤差及Q分量的誤差的校正中，使用天線105及天線106的隔離造成的延遲分布的峰值。在本實施方式中，對每兩個脈沖信號給予90°的相位旋轉(zhuǎn)，所以延遲分布中出現(xiàn)的峰值的相位也旋轉(zhuǎn)90°。
[0059]圖4是表示將接收脈沖信號的I分量及Q分量繪制在1-Q平面上的情況下的一例子的圖。
[0060]在無I分量的誤差及Q分量的誤差的狀態(tài)的情況下，連結(jié)了在1-Q平面上繪制的I分量及Q分量的圖形為正方形。在有I分量的誤差及Q分量的誤差的情況下，如圖4所示，連結(jié)了1-Q平面上繪制的I分量及Q分量的圖形成為與正方形不同的形狀(平行四邊形)。因此，根據(jù)1-Q平面上繪制的至少三個I分量及Q分量的坐標(biāo)，IQ誤差估計單元112使I分量的誤差及Q分量的誤差的大小成為指標(biāo)，估計I分量的誤差及Q分量的誤差。
[0061 ]具體地說，IQ誤差估計單元112從1-Q平面上繪制的三個I分量及Q分量的坐標(biāo)計算兩個指標(biāo)。在將第I脈沖信號及第2脈沖信號的1-Q平面中的I分量及Q分量的坐標(biāo)設(shè)為P1，將第3脈沖信號及第4脈沖信號的1-Q平面中的I分量及Q分量的坐標(biāo)設(shè)為P2，將第5脈沖信號及第6脈沖信號的1-Q平面中的I分量及Q分量的坐標(biāo)設(shè)為P3的情況下，IQ誤差估計單元112求從原點O至坐標(biāo)Pl的距離和從原點O至坐標(biāo)P2的距離之差的絕對值并作為指標(biāo)I，同時求坐#P1和坐標(biāo)P2之間的距離與坐標(biāo)P2和坐標(biāo)P3之間的距離之差的絕對值并作為指標(biāo)2。然后，在無I分量的誤差及無Q分量的誤差的情況下，IQ誤差估計單元112通過指標(biāo)I和指標(biāo)2兩者為“O”，將指標(biāo)I和指標(biāo)2的相加值作為指標(biāo)值來求。
[0062]校正參數(shù)計算單元113使用α和β兩個參數(shù)，可設(shè)定校正參數(shù)。校正參數(shù)計算單元113使用參數(shù)α、β，對以下5個條件，求上述的指標(biāo)值。
[0063]條件1 = (α，β)
[0064]條件2 = (α+Δ1，β)
[0065]條件3 = (α-Δ1，β)
[0066]條件4=(€[，3+厶2)
[0067]條件5= (€[，3-厶2)
[0068]校正參數(shù)計算單元113實施求最小的指標(biāo)值并更新條件的算法，反復(fù)這樣的更新(Iterat1n)，反復(fù)進行條件的更新直至指標(biāo)值為最小為止。然后，校正參數(shù)計算單元113將由上述的條件I至條件5求得的各指標(biāo)值進行比較，求最小的指標(biāo)值，將使用了作為最小的指標(biāo)值的條件的參數(shù)的校正參數(shù)輸出到RXIQ誤差校正單元109。由此，直接地降低接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差，能夠避免多普勒估計結(jié)果的檢測性能的劣化。
[0069]再有，在由上述的條件I至條件5求得的指標(biāo)值為閾值以下的情況下，校正參數(shù)計算單元113也可以在中途停止條件的更新，將使用了作為閾值以下的指標(biāo)值的條件的參數(shù)的校正參數(shù)輸出到RXIQ誤差校正單元109。這種情況下，能夠更快地進行對I分量的誤差及Q分量的誤差進行校正的處理。
[0070]如圖5A所示，I分量及Q分量包含振幅誤差的情況下，RXIQ誤差校正單元109使用在校正參數(shù)計算單元113通過上述方法求得的校正參數(shù)，對包含振幅誤差的I分量及Q分量進行校正，得到圖5B中實線所示的消除了振幅誤差的I分量及Q分量。
[0071]此外，如圖6A所示，在I分量及Q分量包含相位誤差的情況下，RXIQ誤差校正單元109使用在校正參數(shù)計算單元113中通過上述方法求得的校正參數(shù)，將因包含相位誤差而彼此不正交的I軸和Q軸進行校正，得到如圖6B所示的通過消除了相位誤差的I分量及Q分量而彼此正交的I軸和Q軸。
[0072]再有，對于包含振幅誤差和相位誤差兩者的I分量及Q分量，RXIQ誤差校正單元109進行在圖5和圖6兩者中所示的處理。
[0073]如以上，本實施方式的雷達裝置，求接收脈沖信號和發(fā)送脈沖信號之間的相關(guān)值，基于求得的相關(guān)值估計I分量的誤差和Q分量的誤差，同時對于接收脈沖信號，對估計出的I分量的誤差及Q分量的誤差進行校正。由此，能夠防止旁瓣特性的劣化及多普勒估計結(jié)果的檢測性能的劣化，同時即使在正負反轉(zhuǎn)的頻域的各自中，包含由不同的目標(biāo)物反射的反射波信號的正確的頻率分量的情況下，也能夠檢測全部的目標(biāo)物。
[0074](實施方式2)
[0075]〈雷達裝置的結(jié)構(gòu)〉
[0076]一邊參照圖7，一邊在以下詳細地說明本發(fā)明的實施方式2的雷達裝置700的結(jié)構(gòu)。
[0077]再有，在圖7的雷達裝置700中，對與圖1的雷達裝置100相同的結(jié)構(gòu)部分附加相同標(biāo)號，省略其說明。
[0078]與圖1的雷達裝置100比較，圖7的雷達裝置700采用除去RX相位旋轉(zhuǎn)單元110及相關(guān)器111，追加相關(guān)器701及RX相位旋轉(zhuǎn)單元702的結(jié)構(gòu)。
[0079]RXIQ誤差校正單元109基于由校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)，對從ADC108輸出的接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差進行校正，將接收脈沖信號輸出到相關(guān)器701。
[0080]相關(guān)器701取從RXIQ誤差校正單元109輸出的接收脈沖信號和從脈沖生成單元101輸出的發(fā)送脈沖信號之間的相關(guān)，將求得的相關(guān)值輸出到IQ誤差估計單元112及RX相位旋轉(zhuǎn)單元702。
[0081]IQ誤差估計單元112由從相關(guān)器701輸出的相關(guān)值來估計接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差，將估計結(jié)果輸出到校正參數(shù)計算單元113。
[0082]對于從相關(guān)器701輸出的相關(guān)值的相位分量，RX相位旋轉(zhuǎn)單元702給予與在TX相位旋轉(zhuǎn)單元102中對發(fā)送脈沖信號給予的相位旋轉(zhuǎn)為相反方向的相位旋轉(zhuǎn)，輸出到目標(biāo)物檢測單元114。
[0083]目標(biāo)物檢測單元114將從RX相位旋轉(zhuǎn)單元702輸出的、在整個規(guī)定次數(shù)的發(fā)送周期的期間的相關(guān)值相加算，計算相干積分值，由算出的相干積分值檢測目標(biāo)物。
[0084]再有，在本實施方式中，I分量的誤差及Q分量的誤差的校正方法與上述實施方式I為相同的方法，所以省略其說明。
[0085]如以上，根據(jù)本實施方式，除了上述實施方式I的效果之外，還能夠并行地進行對I分量的誤差及Q分量的誤差進行校正的動作和檢測目標(biāo)物的動作。
[0086](實施方式3)
[0087]〈雷達裝置的結(jié)構(gòu)〉
[0088]一邊參照圖8，一邊在以下詳細地說明本發(fā)明的實施方式3的雷達裝置800的結(jié)構(gòu)。
[0089]再有，在圖8的雷達裝置800中，對與圖7的雷達裝置700為相同結(jié)構(gòu)的部分附加相同標(biāo)號，省略其說明。
[0090]與圖7的雷達裝置700比較，圖8的雷達裝置800采用除去RXIQ誤差校正單元109，追加TXIQ誤差校正單元801的結(jié)構(gòu)。
[0091]TX相位旋轉(zhuǎn)單元102對于從脈沖生成單元101輸出的發(fā)送脈沖信號給予規(guī)定量的相位旋轉(zhuǎn)并輸出到TXIQ誤差校正單元801。
[0092]TXIQ誤差校正單元801基于由校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)，預(yù)先校正從TX相位旋轉(zhuǎn)單元102輸出的發(fā)送脈沖信號的I分量及Q分量并輸出到DAC103，以使在無線區(qū)間重疊的、被預(yù)測為與反射波信號(接收脈沖信號)中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差相抵消。
[0093]DAC103將從TXIQ誤差校正單元801輸出的數(shù)字形式的發(fā)送脈沖信號轉(zhuǎn)換為模擬信號后輸出到無線發(fā)送單元104。
[0094]再有，TXIQ誤差校正單元801的結(jié)構(gòu)與圖2為相同結(jié)構(gòu)，所以省略其說明。
[0095]此外，在本實施方式中，I分量的誤差及Q分量的誤差的校正方法與上述實施方式I為相同方法，所以省略其說明。
[0096]如以上，根據(jù)本實施方式，能夠得到與上述實施方式2同樣的效果。
[0097](實施方式4)
[0098]〈雷達裝置的結(jié)構(gòu)〉
[0099]一邊參照圖9，一邊在以下詳細地說明本發(fā)明的實施方式4的雷達裝置900的結(jié)構(gòu)。
[0100]再有，在圖9的雷達裝置900中，對與圖7的雷達裝置700為相同結(jié)構(gòu)的部分附加相同標(biāo)號，省略其說明。
[0101]與圖7的雷達裝置700比較，圖9的雷達裝置900采用除去校正參數(shù)計算單元113，追加圖8的TXIQ誤差校正單元801及校正參數(shù)計算單元901的結(jié)構(gòu)。
[0102]IQ誤差估計單元112由從相關(guān)器701輸出的相關(guān)值來估計接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差，將估計結(jié)果輸出到校正參數(shù)計算單元901。
[0103]校正參數(shù)計算單元901基于從IQ誤差估計單元112輸出的I分量的誤差及Q分量的誤差的估計結(jié)果，求校正參數(shù)，將求得的校正參數(shù)輸出到TXIQ誤差校正單元801及RXIQ誤差校正單元109。
[0104]再有，TXIQ誤差校正單元801及RXIQ誤差校正單元109的結(jié)構(gòu)與圖2為相同結(jié)構(gòu)，所以省略其說明。
[0105]〈I分量的誤差及Q分量的誤差的校正方法〉
[0106]一邊參照圖10，一邊在以下詳細地說明本發(fā)明的實施方式4中的I分量的誤差及Q分量的誤差的校正方法。
[0107]TXIQ誤差校正單元801中將用于校正I分量的誤差及Q分量的誤差的參數(shù)設(shè)為(α?，P1)，RXIQ誤差校正單元109中將用于校正I分量的誤差及Q分量的誤差的參數(shù)設(shè)為(α2，β2)。校正參數(shù)計算單元901求這四個參數(shù)的最佳解。
[0108]在發(fā)送脈沖信號中包含I分量的誤差及Q分量的誤差的情況下，I分量的誤差及Q分量的誤差經(jīng)由相位旋轉(zhuǎn)而混入在反射波信號(接收脈沖信號)中。因脈沖信號的發(fā)送及接收產(chǎn)生的I分量的誤差及Q分量的誤差I(lǐng)Qerr，如以下的式(I)表示。
[0109]IQerr=(發(fā)送脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差的誤差矢量).exp
(」Φ) +(接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差的誤差矢量)
[0110]…⑴
[0111]由于需要找到所有條件下IQerr為O的參數(shù)，所以校正參數(shù)計算單元901找到(發(fā)送脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差的誤差矢量)=0及(接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差的誤差矢量)=0的校正參數(shù)。
[0112]具體地說，校正參數(shù)計算單元901將在隔離中附加的相位旋轉(zhuǎn)設(shè)為EXP(j?)，找到滿足在不同的兩個隔離路徑中各自IQerr為O的式(2)所示的聯(lián)立方程式的解。
[0113]IQerrl =(發(fā)送脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差的誤差矢量).exp(j Φ I) + (接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差的誤差矢量)=O
[0114]IQerr2=(發(fā)送脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差的誤差矢量).exp
(j Φ 2) + (接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差的誤差矢量)=O
[0115]…⑵
[0116]因此，在圖10那樣的延遲分布中，校正參數(shù)計算單元901關(guān)注隔離路徑的不同的兩個峰值的相位，在將對隔離路徑I的指標(biāo)設(shè)為ESTl，將對隔離路徑2的指標(biāo)設(shè)為EST2的情況下，根據(jù)以下的九個條件，計算ESTl和EST2。
[0117]條件1 = (α1，β1，α2，β2)
[0118]條件2 = (α1+Δ 1，β1，α2，β2)
[0119]條件3 = (α1-Δ 1，β1，α2，β2)
[0120]條件4=(α1，β1+Δ2，α2，β2)
[0121]條件5 = (α1，β1-Δ2，α2，β2)
[0122]條件6 = (α1，β1，α2+Δ3，β2)
[0123]條件7 = (α1，β1，α2_Δ3，β2)
[0124]條件8 = (α1，β1，α2，β2+Δ4)
[0125]條件9= (01，31，€[2，02-厶4)
[Ο126]校正參數(shù)計算單元901在這九個條件之中反復(fù)進行條件的更新直至EST1+EST2的值為最小為止，將使用EST1+EST2的值為最小的條件的參數(shù)設(shè)定的校正參數(shù)，輸出到TXIQ誤差校正單元801及RXIQ誤差校正單元109。
[0127]再有，上述中使用兩個隔離路徑求得校正參數(shù)，但也可以使用對停止的目標(biāo)物的相關(guān)值的峰值來求校正參數(shù)。
[0128]如以上，根據(jù)本實施方式，對于發(fā)送脈沖信號中包含的I分量及Q分量和接收脈沖信號中包含的I分量及Q分量進行誤差校正，所以比上述實施方式I至3能夠更高精度地防止旁瓣特性的劣化及多普勒估計結(jié)果的檢測性能的劣化，并且即使在正負反轉(zhuǎn)的頻域的各自中，包含由不同的目標(biāo)物反射的反射波信號的正確的頻率分量的情況下，也能夠檢測全部的目標(biāo)物。
[〇129](實施方式5)
[0130]本發(fā)明的實施方式5是RXIQ誤差校正單元109的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形(variat1n)。再有，本實施方式的雷達裝置與圖1為相同結(jié)構(gòu)，所以省略其說明。
[0131]〈RXIQ誤差校正單元的結(jié)構(gòu)〉
[0132]一邊參照圖11，一邊在以下詳細地說明本實施方式中的RXIQ誤差校正單元109的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0133]RXIQ誤差校正單元109具有乘法器1001、乘法器1002、以及加法器1003。
[0134]乘法器1001將從ADC108輸出的包含接收脈沖信號的誤差的I分量(I)和從校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)(l+α)相乘來校正I分量，將不包含誤差的I分量(V )輸出到RX相位旋轉(zhuǎn)單元110。
[0135]乘法器1002將從ADC108輸出的接收脈沖信號的I分量和從校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)β相乘后輸出到加法器1003。
[0136]加法器1003將從ADC108輸出的包含接收脈沖信號的誤差的Q分量(Q)和從乘法器1002輸出的乘法結(jié)果相加來校正Q分量，將不包含誤差的Q分量(QQ輸出到RX相位旋轉(zhuǎn)單元HO。
[0137]再有，在本實施方式中，也可以將TXIQ誤差校正單元801的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)成圖11的結(jié)構(gòu)。
[0138](實施方式6)
[0139]本發(fā)明的實施方式6是RXIQ誤差校正單元109的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形。再有，本實施方式的雷達裝置與圖1為相同結(jié)構(gòu)，所以省略其說明。
[0140]〈RXIQ誤差校正單元的結(jié)構(gòu)〉
[0141]一邊參照圖12，一邊在以下詳細地說明本實施方式中的RXIQ誤差校正單元109的結(jié)構(gòu)。
[0142]RXIQ誤差校正單元109具有乘法器1101、乘法器1102、乘法器1103、乘法器1104、加法器1105、以及加法器1106。
[0143]乘法器1101將從ADC108輸出的包含接收脈沖信號的誤差的I分量(I)和從校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)(l+α)相乘后輸出到加法器1105。
[0144]乘法器1102將從ADC108輸出的包含接收脈沖信號的誤差的I分量(I)和從校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)β相乘后輸出到加法器1106。
[0145]乘法器1103將從ADC108輸出的包含接收脈沖信號的誤差的Q分量(Q)和從校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)γ相乘后輸出到加法器1105。
[0146]乘法器1104將從ADC108輸出的包含接收脈沖信號的誤差的Q分量(Q)和從校正參數(shù)計算單元113輸出的校正參數(shù)(l-α)相乘后輸出到加法器1106。
[0147]加法器1105將從乘法器1101輸出的乘法結(jié)果和從乘法器1103輸出的乘法結(jié)果相加算，對I分量進行校正，將不包含誤差的I分量(V )輸出到RX相位旋轉(zhuǎn)單元110。
[0148]加法器1106將從乘法器1102輸出的乘法結(jié)果和從乘法器1104輸出的乘法結(jié)果相加來校正Q分量，將不包含誤差的Q分量(QQ輸出到RX相位旋轉(zhuǎn)單元110。
[0149]再有，在本實施方式中，也可以使TXIQ誤差校正單元801的內(nèi)部結(jié)構(gòu)成為圖12的結(jié)構(gòu)。
[0150]本發(fā)明中，構(gòu)件的種類、配置、個數(shù)等不限定于前述實施方式，在將該結(jié)構(gòu)要素適當(dāng)置換為具有同等的作用效果的結(jié)構(gòu)要素等的、不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可適當(dāng)變更。
[0151 ]具體地說，在上述實施方式I至實施方式6中，實施了求最小的指標(biāo)值來更新設(shè)定值的算法，但也可以預(yù)先存儲將指標(biāo)值和校正參數(shù)相對應(yīng)的表，選擇與求得的指標(biāo)值相對應(yīng)的校正參數(shù)。
[0152]作為本發(fā)明的實施方式的各種形式，包含以下形式。
[0153]第I發(fā)明的雷達裝置包括:脈沖生成單元，對每個發(fā)送周期依次生成I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號；相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號，給予90度的相位旋轉(zhuǎn);DAC變換單元，將所述相位旋轉(zhuǎn)后的I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號變換為基帶模擬信號；發(fā)送單元，發(fā)送將所述基帶模擬信號變換為無線頻率的雷達信號;接收單元，接收所述雷達信號被目標(biāo)物反射的反射波信號并變換為基帶模擬信號;ADC變換單元，將所述接收到的基帶模擬信號變換為數(shù)字的兩個接收脈沖信號；相關(guān)器，求所述發(fā)送脈沖信號和所述接收脈沖信號的相關(guān)值;誤差估計單元，基于所述相關(guān)值，估計所述接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差;校正參數(shù)計算單元，計算用于校正所述I分量的誤差及Q分量的誤差的校正參數(shù)；以及誤差校正單元，基于所述校正參數(shù)，校正所述發(fā)送脈沖信號及所述接收脈沖信號的至少一方的I分量的誤差及Q分量的誤差。
[0154]第2發(fā)明的雷達裝置是上述第I發(fā)明的雷達裝置，還包括:發(fā)送相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述發(fā)送脈沖信號給予規(guī)定量的相位旋轉(zhuǎn)；以及接收相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述接收脈沖信號或所述相關(guān)值的任意一個，給予相對于所述發(fā)送相位旋轉(zhuǎn)單元對所述發(fā)送脈沖信號給予的相位旋轉(zhuǎn)為相反方向、相同的旋轉(zhuǎn)量的相位旋轉(zhuǎn)。
[0155]第3發(fā)明的信號生成裝置包括:脈沖生成單元，對每個發(fā)送周期依次生成I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號；相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號，給予90度的相位旋轉(zhuǎn);輸出單元，將所述相位旋轉(zhuǎn)后的I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號輸出到發(fā)送單元;輸入單元，將接收單元接收到的由目標(biāo)物反射的反射波信號作為接收脈沖信號輸入;相關(guān)器，求所述發(fā)送脈沖信號和所述接收脈沖信號的相關(guān)值;誤差估計單元，基于所述相關(guān)值，估計所述接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差;校正參數(shù)計算單元，計算用于校正所述I分量的誤差及Q分量的誤差的校正參數(shù)；以及誤差校正單元，基于所述校正參數(shù)，校正所述發(fā)送脈沖信號及所述接收脈沖信號的至少一方的I分量的誤差及Q分量的誤差。
[0156]第4發(fā)明的信號生成裝置是上述第3發(fā)明的信號生成裝置，還包括:對于所述發(fā)送脈沖信號給予規(guī)定量的相位旋轉(zhuǎn)的發(fā)送相位旋轉(zhuǎn)單元，以及對于所述接收脈沖信號或所述相關(guān)值的任意一個，給予相對于所述發(fā)送相位旋轉(zhuǎn)單元對所述發(fā)送脈沖信號給予的相位旋轉(zhuǎn)為相反方向且相同的旋轉(zhuǎn)量的相位旋轉(zhuǎn)的接收相位旋轉(zhuǎn)單元。
[0157]第5發(fā)明的信號生成裝置是上述第3發(fā)明的信號生成裝置，所述輸出單元將所述相位旋轉(zhuǎn)后的I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號變換為基帶模擬信號，輸出到發(fā)送單元。
[0158]第6發(fā)明的信號生成裝置是上述第3發(fā)明的信號生成裝置，所述輸入單元將所述反射波信號的基帶模擬信號變換為數(shù)字的兩個所述接收脈沖信號。
[0159]以上，一邊參照附圖一邊說明了各種實施方式，但不言而喻，本發(fā)明不限定于這樣的例子。只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，在權(quán)利要求所記載的范疇內(nèi)，顯然可設(shè)想各種變更例或修正例，并認可它們當(dāng)然屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。此外，在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍中，也可以將上述實施方式中的各構(gòu)成要素任意地組合。
[0160]在上述各實施方式中，通過用硬件構(gòu)成的例子說明了本發(fā)明，但也可以在與硬件的協(xié)同中通過軟件實現(xiàn)本發(fā)明。
[0161]此外，用于上述實施方式的說明中的各功能塊通常被作為具有輸入端子和輸出端子的集成電路即LSI來實現(xiàn)。這些功能塊既可以被單獨地集成為單芯片，也可以包含一部分或全部地被集成為單芯片。雖然這里稱為LSI，但根據(jù)集成程度，可以被稱為1C、系統(tǒng)LS1、超大 LSI(Super LSI)、或特大 LSI(Ultra LSI)。
[0162]此外，集成電路化的方法不限于LSI，也可使用專用電路或通用處理器來實現(xiàn)。也可以使用可在LSI制造后編程的FPGA(Field Programmable Gate Array:現(xiàn)場可編程門陣列)，或者使用可重構(gòu)LSI內(nèi)部的電路單元的連接、設(shè)定的可重構(gòu)處理器(Reconf igurableProcessor)。
[0163]再者，隨著半導(dǎo)體的技術(shù)進步或隨之派生的其它技術(shù)，如果出現(xiàn)能夠替代LSI的集成電路化的技術(shù)，當(dāng)然可利用該技術(shù)進行功能塊的集成化。還存在著適用生物技術(shù)等的可能性。
[0164]工業(yè)實用性
[0165]本發(fā)明的雷達裝置適合于檢測目標(biāo)物。
[0166]標(biāo)號說明
[0167]100、700、800、900 雷達裝置
[0168]101脈沖生成單元
[0169]102 TX相位旋轉(zhuǎn)單元
[0170]103 DAC
[0171]104無線發(fā)送單元
[0172]105、106 天線[〇173]107無線接收單元
[0174]108 ADC
[0175]109 RXIQ誤差校正單元
[0176]110、702 RX相位旋轉(zhuǎn)單元
[0177]111、701 相關(guān)器
[0178]112 IQ誤差估計單元
[0179]113,901校正參數(shù)計算單元
[0180]114目標(biāo)物檢測單元
[0181]201、202、203、1001、1002、1101、1102、1103、1104 乘法器
[0182]204、1003、1105、1106 加法器
[0183]801 TXIQ誤差校正單元
【主權(quán)項】
1.雷達裝置，包括: 脈沖生成單元，對每個發(fā)送周期依次生成I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號； 相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號，給予90度的相位旋轉(zhuǎn)； DAC變換單元，將所述相位旋轉(zhuǎn)后的I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號變換為基帶模擬信號； 發(fā)送單元，發(fā)送將所述基帶模擬信號變換為無線頻率的雷達信號； 接收單元，接收所述雷達信號被目標(biāo)物反射的反射波信號并變換為基帶模擬信號； ADC變換單元，將所述接收到的基帶模擬信號變換為數(shù)字的兩個接收脈沖信號； 相關(guān)器，求所述發(fā)送脈沖信號和所述接收脈沖信號的相關(guān)值； 誤差估計單元，基于所述相關(guān)值，估計所述接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差； 校正參數(shù)計算單元，計算用于校正所述I分量的誤差及Q分量的誤差的校正參數(shù)；以及誤差校正單元，基于所述校正參數(shù)，校正所述發(fā)送脈沖信號及所述接收脈沖信號的至少一方的I分量的誤差及Q分量的誤差。2.如權(quán)利要求1所述的雷達裝置，還包括: 發(fā)送相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述發(fā)送脈沖信號給予規(guī)定量的相位旋轉(zhuǎn)；以及接收相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述接收脈沖信號或所述相關(guān)值的任意一個，給予相對于所述發(fā)送相位旋轉(zhuǎn)單元對所述發(fā)送脈沖信號給予的相位旋轉(zhuǎn)為相反方向、相同的旋轉(zhuǎn)量的相位旋轉(zhuǎn)。3.信號生成裝置，包括: 脈沖生成單元，對每個發(fā)送周期依次生成I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號； 相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號，給予90度的相位旋轉(zhuǎn)； 輸出單元，將所述相位旋轉(zhuǎn)后的I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號輸出到發(fā)送單元； 輸入單元，將接收單元接收到的由目標(biāo)物反射的反射波信號作為接收脈沖信號輸入； 相關(guān)器，求所述發(fā)送脈沖信號和所述接收脈沖信號的相關(guān)值； 誤差估計單元，基于所述相關(guān)值，估計所述接收脈沖信號中包含的I分量的誤差及Q分量的誤差； 校正參數(shù)計算單元，計算用于校正所述I分量的誤差及Q分量的誤差的校正參數(shù)；以及誤差校正單元，基于所述校正參數(shù)，校正所述發(fā)送脈沖信號及所述接收脈沖信號的至少一方的I分量的誤差及Q分量的誤差。4.如權(quán)利要求3所述的信號生成裝置，還包括: 發(fā)送相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述發(fā)送脈沖信號給予規(guī)定量的相位旋轉(zhuǎn)；以及接收相位旋轉(zhuǎn)單元，對于所述接收脈沖信號或所述相關(guān)值的任意一個，給予相對于所述發(fā)送相位旋轉(zhuǎn)單元對所述發(fā)送脈沖信號給予的相位旋轉(zhuǎn)為相反方向、相同的旋轉(zhuǎn)量的相位旋轉(zhuǎn)。5.如權(quán)利要求3所述的信號生成裝置， 所述輸出單元將所述相位旋轉(zhuǎn)后的I分量脈沖信號及Q分量脈沖信號變換為基帶模擬信號，輸出到發(fā)送單元。6.如權(quán)利要求3所述的信號生成裝置， 所述輸入單元將所述反射波信號的基帶模擬信號變換為數(shù)字的兩個所述接收脈沖信號。
【文檔編號】G01S7/288GK105938190SQ201610055723
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年1月27日
【發(fā)明人】森田忠士
【申請人】松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社