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Auf
die Offenbarung der
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2007-235385 , eingereicht am 11. September
2007, einschließlich ihrer Beschreibung, Zeichnung und
Zusammenfassung, wird hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug
genommen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Radar mit Äquivalenzzeitabtastung
(Equivalent Time Sampling Radar) und insbesondere die Unterdrückung
von Interferenz zwischen Radargeräten oder die Unterdrückung
einer Interferenzwelle, die durch eine elektrische Welle eines anderen
Rundsendesignals oder eines anderen Kommunikationssignals erzeugt
wird.
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In
einem herkömmlichen Radar mit Äquivalenzzeitabtastung
wird ein Abstand auf der Basis einer Umlaufzeit berechnet, d. h.
einer Zeit, die sich von dem Zeitpunkt, zu dem ein Sendepulssignal
auf einem Ziel reflektiert wird, das einer Abstandsmessung unterzogen
wird, bis zu dem Zeitpunkt erstreckt, zu dem das Reflexionssignal
empfangen wird. Wenn sich innerhalb des Abstandsmessbereichs des
vorstehend erwähnten herkömmlichen Radars ein
anderes Radar befindet, ist es für das herkömmliche
Radar schwierig, zu bestimmen, ob das Empfangspulssignal das vom
eigenen Radar ausgesendete Signal (Reflexionswelle) oder das vom
anderen Radar ausgesendete Signal (Interferenzwelle) ist, wodurch
die Abstandsmessgenauigkeit herabgesetzt wird. Wenn die zeitliche
Steuerung der Abtastung mit der elektrischen Welle eines andere
Rundsendesignals, eines Kommunikationssignals oder eines ähnlichen
Signals synchron ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür,
dass zwischen dem Empfangssignal und dem von einem anderen Radar
ausgesendeten Signal Interferenz auftritt.
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Im
Patentdokument
JP-A-2005-24563 ist
ein Kurzstrecken- oder Nahbereichsradarsystem für ein Fahrzeug
beschrieben, das in einem programmierbaren digitalen Empfänger
ein nichtlineares Filter (adaptives Interferenzfilter) zum Unterdrücken
eines von einem anderen Radar empfangenen Radarpulses aufweist.
Insbesondere unterdrückt der Empfänger die Interferenzwelle
(d. h. den vom anderen Radar ausgesendeten Sendepuls) durch das
programmierbare nichtlineare Filter. Dadurch wird der Puls unterdrückt,
der statistisch wesentlich häufiger auftritt als andere
durch den Empfänger empfangene Pulse.
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Im
Patentdokument
JP-A-2006-177985 ist eine
Technik zum Verhindern einer Funktionsstörung aufgrund
von Interferenz von einem anderen Radar unter Verwendung eines Pseudozufallssignalgenerators
in einem auf eine Nahbereichserfassung begrenzten Pulsradargerät
mit einer hohen Abstandsauflösung beschrieben. Insbesondere
wird ein Signal unter Verwendung eines ersten Signals, das ein Basissignal
für die Erzeugung eines Sendepulses darstellt, eines zweiten
Signals für eine Phasenmodulation einer Frequenz, die niedriger
ist als diejenige des ersten Signals, und eines Pseuduzufallssignals für
eine Amplitudenmodulation erzeugt, das mit einer Zwischenfrequenz
zwischen den Frequenzen des ersten und des zweiten Signals erzeugt
wird, und das erzeugte Signal wird verzögert, wodurch ein
Steuerpulssignal erzeugt wird. Ein Rauschband kann unter Verwendung
eines Schmalbandfilters begrenzt werden, und eine Fehlfunktion durch
die Erfassung falscher Ziele durch die Interferenz von anderen Radareinheiten
kann durch ein Spreizspektrumsystem unterdrückt werden.
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In
den Patentdokumenten
JP-A-2005-24563 und
JP-A-2006-177985 ist
die zeitliche Steuerung für den Sendepuls oder die zeitliche
Steuerung für die Abtastung des Empfangspulses jedoch von
einem Referenztakt abhängig, so dass sich ein Problem dahingehend
ergibt, dass eine zufriedenstellende Wirkung der Verminderung der
Interferenz für elektrische Wellen, die mit einer Frequenz
oder einer zeitlichen Steuerung übertragen werden, die
mit dem Referenztakt synchron ist, nicht erwartet werden kann (die
Interferenzwelle, die in den Patentdokumenten
JP-A-2005-24563 und
JP-A-2006-177985 behandelt werden
soll, ist nicht die vorstehend beschriebene Interferenzwelle).
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Die
vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der vorstehend erwähnten
Situation entwickelt, und es ist Aufgabe der Erfindung, ein Radar
mit Äquivalenzzeitabtastung bereitzustellen, das eine mit
dem Referenztakt synchrone Interferenzwelle separieren kann, um
den Sendepuls vom eigenen Radar effektiv abzutasten.
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Um
das vorstehend erwähnte Problem zu lösen, wird
durch die vorliegende Erfindung ein Radar mit Äquivalenzzeitabtastung
bereitgestellt, das einen Dithertakterzeugungsabschnitt, einen Sendepulserzeugungsabschnitt
und einen Abtast-Halteabschnitt aufweist. Der Dithertakterzeugungsabschnitt
erzeugt einen Dithertakt, der durch Ändern der Anstiegsszeit und
der Abfallzeit des Referenztakts erhalten wird, der mit einer konstanten
Periode wiederholt ein- oder ausgeschaltet wird. Der Sendepulserzeugungsabschnitt
erzeugt zu den jeweiligen Anstiegs- oder Abfallzeiten des Dithertaktes
einen von einer Sendeantenne nach außen abgestrahlten Sendepuls.
Der Abtast-Halteabschnitt tastet einen durch eine Empfangsantenne
empfangenen Empfangspuls auf der Basis eines Abtastpulses ab, der
durch zeitliches Sweepen der Anstiegs- oder Abfallzeit des Dithertaktes
erhalten wird, um einen langperiodischen Empfangspuls zu erzeugen,
der durch Expandieren des Empfangspulses auf einer Zeitachse erhalten
wird.
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In
der vorliegenden Erfindung weist der Dithertakterzeugungsabschnitt
vorzugsweise einen Referenztakterzeugungsabschnitt und einen Ditherabschnitt
auf. Der Ditherabschnitt ändert die Änderungszeit
des Referenztaktes auf der Basis eines Rauschsignals und erzeugt
den Dithertakt.
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In
der vorliegenden Erfindung kann der Ditherabschnitt die Änderungszeit
des Referenztaktes innerhalb einer vorgegebenen Schwankungsbreite
zufällig ändern, die durch die Frequenz des Sendepulses
oder die Frequenz des Empfangspulses spezifiziert ist. Außerdem
kann der Ditherabschnitt die Änderungszeit des Referenztaktes
derart ändern, dass die Änderungszeit des zufälligen
Taktes eine Wahrscheinlichkeitsverteilung innerhalb der vorstehend
erwähnten vorgegebenen Schwankungsbreite bildet.
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In
der vorliegenden Erfindung kann der Ditherabschnitt einen Rauschsignalgenerator
zum Erzeugen eines Rauschsignals und einen Synthetisator zum Binarisieren
einer synthetischen Wellenform unter Verwendung eines Schwellenwertes
aufweisen, die durch Synthetisieren des durch den Referenztakterzeugungsabschnitts
erzeugten Referenztaktes und des durch den Rauschsignalgenerator
erzeugten Rauschsignals erhalten wird, um den Dithertakt auszugeben.
In diesem Fall kann der Ditherabschnitt ferner eine Dither-Einstelleinrichtung aufweisen,
die die Änderungszeit des Dithertaktes durch Einstellen
der Frequenz des durch den Rauschsignalgenerator erzeugten Rauschsignals gemäß der
Frequenz des Empfangspulses oder der Frequenz des Sendepulses einstellt.
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In
der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung vorzugsweise einen
Interferenzwellenunterdrückungsabschnitt auf, dem der durch
den Abtast-Halteabschnitt erzeugte langperiodische Empfangspuls
zugeführt wird, und der vom Sendepuls verschiedene Pulse
als die Interferenzwelle unterdrückt. Beispielsweise kann
als Interferenzwellenunterdrü ckungsabschnitt ein Tiefpassfilter
oder ein Abschnitt zum Ausführen einer statistischen Verarbeitung
verwendet werden. Das Tiefpassfilter lässt nur ein vorgegebenes
Niederfrequenzband des langperiodischen Empfangspulses durch. Der
Abschnitt zum Ausführen einer statistischen Verarbeitung
führt dagegen eine statistische Verarbeitung auf der Basis
einer Abtastung über mehrere Perioden aus und unterdrückt
die Interferenzwelle, die eine niedrige zeitliche Korrelation mit
dem Abtastpuls aufweist.
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Erfindungsgemäß werden
die Abstrahlung des Sendepulses nach außen und die Abtastung
des Empfangspulses auf der Basis der Änderungszeit des
Dithertaktes synchron gesteuert. Weil der Dithertakt zeitlich streut
oder schwankt, da seine Änderungszeit zufällig
ist, wird die zeitliche Korrelation zwischen dem basierend auf dem
Dithertakt erzeugten Sendepuls und der Interferenzwelle niedrig. Durch
Vermindern der zeitlichen Korrelation zwischen dem Sendepuls und
der Interferenzwelle, wie vorstehend beschrieben wurde, kann die
mit dem Referenztakt synchrone Interferenzwelle separiert werden,
wodurch der Sendepuls vom eigenen Radar effektiv abgetastet werden
kann.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen näher
beschrieben; es zeigen:
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1 eine
Erläuterungsansicht eines herkömmlichen Abtastpulses;
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2 eine
Erläuterungsansicht eines durch Dithern erhaltenen Abtastpulses;
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3 ein
Blockdiagramm eines Radars mit Äquivalenzzeitabtastung;
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4 eine
Ansicht zum Darstellen von Signalwellenformen an den in 3 dargestellten
Punkten A bis F;
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5 ein
Blockdiagramm eines Ditherabschnitts;
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6 ein
Wellenformdiagramm zum Darstellen von Wellenformen an den Punkten
a bis c in 5;
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7 eine
Erläuterungsansicht des Dithertaktes; und
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8A und 8B Diagramme
zum Darstellen einer Simulationswellenform der Interferenzwelle.
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Modell zum Unterdrücken einer
Interferenzwelle
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Bevor
die spezifische Konfiguration eines erfindungsgemäßen
Radars mit Äquivalenzzeitabtastung erläutert wird,
wird zunächst unter Bezug auf die 1 und 2 ein
erfindungsgemäßer Mechanismus zum Unterdrücken
einer Interferenzwelle beschrieben. 1 zeigt
eine Erläuterungsansicht eines herkömmlichen Abtastpulses
zum Darstellen einer Beziehung zwischen einem Abtastpuls, einem Reflexionspuls,
einem Interferenzpuls, wobei der Reflexionspuls und der Interferenzpuls
einen Empfangspuls bilden, und einer Interferenzwelle nach dem Abtasten.
Der Abtastpuls spezifiziert die Änderungszeit, zu der die
Spannung des zu extrahierenden Empfangspulses abgetastet wird. In
diesem Fall wird die Spannung des Empfangspulses zum Zeitpunkt des
Anstiegs (vom aus-auf den eingeschalteten Zustand) oder des Abfalls
(vom ein-auf den ausgeschalteten Zustand) des Abtastpulses abgetastet (in
der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Abtastzeit
der Abfallzeit vom hohen oder H-Pegel).
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Der
Empfangspuls ist ein Signal, das die synthetisierte Welle des Reflexionssignals
und des Interferenzsignals darstellt. In 1 sind die
Reflexionswelle und die Interferenzwelle zur vereinfachenden Erläuterung
getrennt dargestellt. Im durch das Empfangssystem empfangenen Empfangspuls
ist die Reflexionswelle das Signal des Sendepulses, das vom eigenen
Radar ausgesendet und durch ein Ziel reflektiert wird. Im durch
das Empfangssystem empfangenen Empfangspuls ist die Interferenzwelle
ein Signal eines Sendepulses, der von einem vom eigenen Radar verschiedenen
System oder Systemen ausgesendet wird. In der vorliegenden Erfindung
wird vorausgesetzt, dass die Interferenzwelle eine periodische Wellenform
hat und ein Signal ist, das mit einem später beschriebenen
Referenztakt synchron ist.
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Wenn
die Frequenz der Interferenzwelle in der Nähe der n-fachen
Frequenz des Abtastpulses liegt (wobei n eine natürliche
Zahl ist), wird die zeitliche Korrelation zwischen den beiden Signalen
hoch, so dass sie in der Äquivalenzzeitabtastung nicht
unterscheidbar sind. Dies ist der Fall, weil während der Äquivalenzzeitabtastung
nicht nur die gewünschte Reflexionswelle, sondern auch
die Interferenzwelle auf der Zeitachse expandiert werden kann. Dadurch wird
die Interferenzwelle nach dem Abtasten der Reflexionswelle nach
dem Abtasten überlagert (Video-Wellenform).
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2 zeigt
eine Erläuterungsansicht eines erfindungsgemäß durch
Dithern erhaltenen Abtastpulses. Der Ausdruck "Dithern" bezeichnet
hierbei eine Technik zum zufälligen Ändern der Änderungszeit
des Taktes durch absichtliches Anwenden eines Jitter-Signals (nicht
Spannungsrauschen, sondern zeitliches Rauschen) auf den Abtastpuls,
der ein Taktsignal ist. In diesem Fall ändert sich die Änderungszeit
des Taktes im gleichen Puls zufällig, so dass die zeitliche
Korrelation zwischen dem gleichen Puls und der Interferenzwelle
auch dann niedrig ist, wenn die Frequenz der Interferenzwelle der
Frequenz des Empfangssignals gleicht. Daher wird die Interferenzwelle
nach dem Abtasten ein Zufallsrauschsignals. Die Interferenzwelle
nach dem Abtasten erscheint als eine Hochfrequenzrauschkomponente
in der synthetischen Wellenform der Reflexionswelle nach dem Abtasten
und der Interferenzwelle nach dem Abtasten. Daher wird die Interferenzwelle
durch Ausführen einer Filterverarbeitung zum Unterdrücken
der Hochfrequenzrauschkomponente unterdrückt, wodurch das
Sig nal, das die Reflexionswelle als eine Hauptkomponente enthält,
effektiv extrahiert werden kann.
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Radar mit Äquivalenzzeitabtastung
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3 zeigt
ein Blockdiagramm eines Radars mit Äquivalenzzeitabtastung,
in dem die in 2 dargestellte Technik installiert
ist. Das Radar mit Äquivalenzzeitabtastung weist einen
Dithertakterzeugungsabschnitt 1, einen Sendeabschnitt 2,
einen Empfangsabschnitt 3, einen Sweep-Signalerzeugungsabschnitt 4,
einen Abtastpulserzeugungsabschnitt 5, einen Abtast-Halteabschnitt 6,
einen Interferenzwellenunterdrückungsabschnitt 7 und
einen Abstandsmessabschnitt 8 auf. 4 zeigt
Signalwellenformen an den in 3 dargestellten
Punkten A bis F.
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Der
Dithertakterzeugungsabschnitt 1 erzeugt einen Dithertakt
durch zufällige zeitliche Streuung der Änderungszeit
eines Referenztaktes, der sich mit einer festen Periode wiederholt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird der Dithertakt durch Dithern erzeugt,
wobei, um dies zu realisieren, der Dithertakterzeugungsabschnitt 1 aus
einem Referenztakterzeugungsabschnitt 11 und einem Ditherabschnitt 12 besteht.
Der Referenztakterzeugungsabschnitt 11 erzeugt einen rechteckigen
Referenztakt (Punkt A in 4), dess EIN- und AUS-Zustand
sich mit einer festen Periode wiederholen. Der Referenztakt weist eine
sich wiederholende Wellenform auf, in der ein H-Pegel (EIN) und
ein L-Pegel (AUS) in gleichen Intervallen alternierend geschaltet
werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Zeitpunkt,
zu dem der Referenztakt sich vom H-Pegel auf den L-Pegel ändert,
als "Änderungszeit" bezeichnet. Der Ditherabschnitt 12 ändert
die Änderungszeit des durch der Referenztakterzeugungsabschnitt 11 erzeugten
Referenztaktes basierend auf Rauschen zufällig, wodurch
ein rechteckiger Dithertakt erzeugt wird (Punkt B in 4).
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Der
Sendeabschnitt 2 emittiert den Sendepuls zu der Änderungszeit
des durch den Dithertakterzeugungsabschnitt 1 erzeugten
Dithertaktes nach außen, d. h., zu dem Zeitpunkt, zu dem
der Dithertakt sich vom H-Pegel auf den L-Pegel ändert.
Der Sendeabschnitt 2 besteht im Wesentlichen aus einem Sendepulserzeugungsabschnitt 2a,
einem Bandpassfilter 2b und einer Sendeantenne 2c.
Der Sendepulserzeugungsabschnitt 2a erzeugt einen Sendepuls,
der durch die Sendeantenne 2c zu jeder Änderungszeit
des durch den Dithertakterzeugungsabschnitt 1 erzeugten
Dithertaktes nach außen emittiert wird. Insbesondere wird
zum Zeitpunkt des Abfalls des dem Sendepulserzeugungsabschnitts 2a zugeführten
Dithertaktes ein Sendepuls erzeugt. Der im Sendepulserzeugungsabschnitt 2a erzeugte
Sendepuls wird über die Sendeantenne 2c und das
Bandpassfilter 2b, das zum Begrenzen des Sendepulses auf
das durch staatliche Rechtsvorschriften vorgeschriebene Kommunikationsband
dient, nach außen emittiert.
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Der
Empfangsabschnitt 3 empfängt einen Empfangspuls,
der einen durch ein Ziel T reflektierten Puls (Reflexionspuls) unter
den vom Sendeabschnitt 2 emittierten Pulsen aufweist (Punkt
E in 4). Der Empfangsabschnitt 3 besteht im
Wesentlichen aus einer Empfangsantenne 3a und einem Bandpassfilter 3b.
Die Empfangsantenne 3a empfängt Pulse von außen
als Empfangspulse. Das Bandpassfilter 3b dient zum Unterdrücken
von von außen eingetragenem Rauschen, das im Empfangssignal
enthalten ist, oder zum Verhindern eines Verlusts des durch den Abtastpulserzeugungsabschnitt 5 erzeugten
Abtastpulses. Der das Bandpassfilter 3b durchlaufende Empfangspuls
wird dem Abtast-Halteabschnitt 6 zugeführt.
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Der
Sweep-Signalerzeugungsabschnitt 4 erzeugt wiederholt ein
Sweep-Signal (Punkt C in 4), das eine Rampen welle wird,
gemäß der Periode des vorstehend erwähnten
Referenztaktes. Der Spannungspegel der Rampenwelle nimmt linear
zu, bis die Anzahl der Anstiege des Referenztaktes eine vorgegebene
Anzahl erreicht, und wird zu dem Zeitpunkt auf null zurückgesetzt,
zu dem die Anzahl der Perioden des Referenztaktes die vorgegebene
Anzahl erreicht. Der Abtastpulserzeugungsabschnitt 5 erzeugt
einen rechteckigen Abtastpuls (Punkt D in 4) auf der
Basis des im Sweep-Signalerzeugungsabschnitt 4 erzeugten
Sweep-Signals und des im Dithertakterzeugungsabschnitt 1 erzeugten Dithertaktes.
Insbesondere wird der Abtastpuls durch Verzögern (Expandieren)
des im Dithertakterzeugungsabschnitt 1 erzeugten Dithertaktes
gemäß der Spannung des durch den Sweep-Signalerzeugungsabschnitt 4 erzeugten
Sweep-Signals erzeugt. In der vorliegenden Ausführungsform
nimmt die Verzögerung des Dithertaktes mit zunehmender
Spannung des Sweep-Signals zu.
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Der
Abtast-Halteabschnitt 6 hält die Spannung des
durch den Empfangsabschnitt 3 zu der Änderungszeit
des durch den Abtastpulserzeugungsabschnitt 5 erzeugten
Abtastpulses vorübergehend, um die Äquivalenzzeitabtastung
auszuführen. Dadurch wird ein langperiodischer Empfangspuls
erzeugt (Punkt F in 4), der durch Expandieren des
Empfangspulses auf der Zeitachse erhalten wird. Die Abtastzeit des
Abtastpulses entspricht der Abfallzeit des Abtastpulses. Der erzeugte
langperiodische Empfangspuls wird für die Abstandsmessung
des Ziels T verwendet.
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Der
Interferenzwellenunterdrückungsabschnitt 7 handhabt
den zugeführten langperiodischen Empfangspuls als zu verarbeitendes
Objekt und unterdrückt die vom Sendepuls verschiedenen
Pulse als Interferenzwelle (die mit dem Referenztakt synchronisiert
ist). Beispielsweise kann als Interferenzwellenunterdrückungsabschnitt 7 ein
Tiefpassfilter verwendet werden, das nur ein vorgegebenes Niederfrequenzband
des langperiodischen Empfangspulses durchlässt. Die im
langperiodischen Empfangspuls enthaltene Interferenzwelle hat eine niedrige
zeitliche Korrelation mit der Änderungszeit des Abtastpulses,
so dass sie als Hochfrequenzkomponente erscheint, deren Frequenz
höher ist als diejenige der Reflexionswelle oder eines ähnlichen
Signals, wie durch die in 2 dargestellte
Interferenzwelle nach dem Abtasten dargestellt ist. Daher kann durch
Unterdrücken der Hochfrequenzkomponente, d. h. der Interferenzwelle,
durch das Tiefpassfilter die als Niederfrequenzkomponente durchgelassene
ursprüngliche Reflexionswelle effektiv extrahiert werden.
Dann wird der durch das Tiefpassfilter durchgelassene langperiodische
Empfangspuls einer Verstärkung und Digitalisierung unterzogen.
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Als
Interferenzwellenunterdrückungsabschnitt 7 kann
ein Abschnitt zum Ausführen einer statistischen Verarbeitung
verwendet werden, der die Interferenzwelle durch eine statistische
Verarbeitung basierend auf einer Abtastung über mehrere
Prioden unterdrückt. Insbesondere werden die langperiodischen
Empfangspulse für mehrere Perioden erhalten, und der Mittelwert
der langperiodischen Empfangspulse wird berechnet. Die in den jeweiligen langperiodischen
Empfangspulsen enthaltenen Interferenzwellen beinhalten eine Zufälligkeit,
so dass sie nicht den gleichen Wert haben. Daher kann die Interferenzwelle
durch Ausführen der vorstehend beschriebenen statistischen
Verarbeitung unterdrückt werden.
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Der
Abstandsmessabschnitt 8 führt eine Abstandsmessung
des Ziels T (z. B. eines Hindernisses), das Gegenstand der Anstandsmessung
ist, auf der Basis des den Interferenzunterdrückungsabschnitt 7 durchlaufenden
langperiodischen Empfangspulses aus. Wie bekannt ist, wird der Abstand zum
Ziel T auf der Basis des Zeitpunktes, zu dem sich ein dem Hinder nis
zugeordneter positiver oder negativer Peak bildet, eindeutig berechnet.
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5 zeigt
ein Blockdiagramm des Ditherabschnitts 12, und 6 zeigt
ein Wellenformdiagramm an Punkten a bis c in 5. Der Ditherabschnitt 12 weist
einen Rauschsignalgenerator 12a, einen Verstärker 12b,
eine Dithereinstelleinrichtung 12c und einen Synthetisator 12d auf.
Der Rauschsignalgenerator 12a erzeugt zufälliges
Rauschen. Beispielsweise kann Lawinenrauschen eines Transistors als
Rauschsignal verwendet werden. Der Verstärker 12b verstärkt
das durch den Rauschsignalgenerator 12a erzeugte Rauschsignal.
Die Dithereinstelleinrichtung 12c stellt die Frequenz des
durch den Rauschsignalgenerator 12a erzeugten Rauschsignals
gemäß der Frequenz des Empfangspulses oder der Frequenz
des Sendepulses ein (Punkt b in 6). Die
Frequenz des Rauschsignals wird eingestellt, um die Änderungszeit
des Dithertaktes einzustellen.
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Der
Synthetisator 12d erzeugt auf der Basis des durch den Verstärker 12b verstärkten
Rauschsignals einen Dithertakt (Punkt c in 6), der
durch zufälliges Ändern der Änderungszeit
des durch den Referenztakterzeugungsabschnitt 11 erzeugten
Referenztaktes erhalten wird (Punkt a in 6). Der Dithertakt
wird in einer CR-Integrationsschaltung erzeugt, die aus einem Kondensator
und einem Widerstandelement besteht. Wenn die beiden Wellenformen
synthetisiert sind, wird eine synthetische Wellenform erzeugt, in
der der unvollständig integrierten Rechteckwelle ein Rauschsignal überlagert
ist, wie durch den Punkt a + b in 6 dargestellt
ist. Diese synthetische Wellenform wird unter Verwendung eines Schmitt-Trigger-Invertierers
oder eines ähnlichen Elements gemäß einem
vorgegebenen Schwellenwert binarisiert. Dadurch wird der Dithertakt
erzeugt, dem eine zufällige Schwankung aufgeprägt
ist, wie durch den Punkt c in 6 dargestellt
ist. Die zufällige Schwankung hat eine zeitliche Variation
(Zufälligkeit), weil dass durch den Rauschsignalgenerator 12a erzeugte
Lawinenrauschen verwendet wird.
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In
der vorliegenden Ausführungsform sind der Referenztakterzeugungsabschnitt 11 und
der Ditherabschnitt 12 getrennt, und sie ist derart konfiguriert,
dass der Ditherabschnitt 12 dem durch den Referenztakterzeugungsabschnitt 11 erzeugten
Referenztakt eine Schwankung aufprägt. Mit dieser Konfiguration
kann die minimale Funktion als Pulsradar gewährleistet
und gesichert werden (fehlersicher), auch wenn der Ditherabschnitt 12 aufgrund
eines Ausfalls des Rauschsignalgenerators 12a, des Verstärkers 12b oder
der Dithereinstelleinrichtung 12c nicht als Ditherabschnitt 12 arbeitet.
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7 zeigt
eine Erläuterungsansicht des Dithertaktes. Der Ditherabschnitt 12 erzeugt
den Dithertakt mit der durch die Frequenz des Sendepulses oder die
Frequenz des Empfangspulses spezifizierten Schwankungsbreite. Die
Zeitlänge der durch den Ditherabschnitt 12 erzeugten
zufälligen Schwankung wird derart eingestellt, dass sie
zumindest nicht kürzer ist als eine Periode der niedrigsten
Frequenz des Empfangspulses (insbesondere des das Bandpassfilter 3b durchlaufenden
Empfangspulses). Dies dient zum Unterdrücken der Interferenz
im Frequenzband des Empfangspulses. Die vorstehend erwähnte eine
Periode entspricht der minimalen erforderlichen Schwankungsbreite
für die Streuung der Interferenzwelle. Der Ditherabschnitt 12 erzeugt
den Dithertakt derart, dass die Dithertaktschwankung innerhalb der
spezifizierten Periode eine vorgegebene Wahrscheinlichkeitsverteilung
bildet (einschließlich des Falls einer Gleichverteilung).
Die Änderungszeit des Dithertaktes ist von der Wahrscheinlichkeitsverteilung
(z. B. einer Normalverteilung) abhängig, in der der Mittelpunkt
innerhalb der spezifizierten Periode eine hohe Wahrscheinlichkeit
hat. Die Zeitlänge der zufälligen Schwankung kann
derart eingestellt werden, dass sie nicht nur nicht kürzer
ist als eine Periode der niedrigsten Frequzenz des Empfangspulses, sondern
darüber hinaus auch nicht kürzer als eine Periode
der niedrigsten Frequenz des von der Sendeantenne 2c emittierten
Sendepulses.
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Die 8A und 8B zeigen
Diagramme zum Darstellen einer Simulationswellenform der Interferenzwelle. 8A zeigt
die Wellenform des langperiodischen Empfangspulses (Reflexionswelle, Interferenzwelle),
der durch ein herkömmliches Verfahren abgetastet wird,
während 8B die Wellenform des langperiodischen
Empfangspulses zeigt, der durch die vorliegende Ausführungsform
des Verfahrens abgetastet wird. Der durch den Abtast-Halteabschnitt 6 erzeugte
langperiodische Empfangspuls hat eine Wellenform, die durch Synthetisieren
der Reflexionswelle und der Interferenzwelle erhalten wird. Die
Wellenformen der Reflexionswellen im herkömmlichen Verfahren
und in der vorliegenden Ausführungsform des Verfahrens
sind einander ähnlich. Die Interferenzwelle gemäß dem
herkömmlichen Verfahren ist als Sinuswelle geformt, während
die Interferenzwelle gemäß der vorliegenden Ausführungsform
des Verfahrens als zufälliges Rauschsignal geformt ist.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, werden erfindungsgemäß die
Emission des Sendepulses nach außen und die Abtastung des
Empfangspulses auf der Basis der Anstiegs- oder Abfallzeit des Dithertaktes
synchron gesteuert. Weil die Schwankung des Dithertaktes zufällig
variiert, wird die zeitliche Korrelation zwischen dem auf der Basis
des Dithertaktes erzeugten Sendepulses und der Interferenzwelle niedrig
(die Interferenzwelle selbst hat eine niedrige zeitliche Korrelation
mit dem Dithertakt).
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Als
Ergebnis der Verminderung der Korrelation zwischen den beiden Signalen
erscheint die Komponente der Interferenzwelle, die in dem durch
den Abtast-Halteabschnitt 6 erzeugten langperiodischen Empfangspuls
enthalten ist, als zufälliges hochfrequentes Rauschen.
Daher kann die Komponente der Interferenzwelle durch den Interferenzwellenunterdrückungsabschnitt 7,
der beispielsweise ein Tiefpassfilter ist, unterdrückt
werden. Dadurch kann die mit dem Referenztakt synchrone Interferenzwelle
separiert werden, so dass der Sendepuls vom eigenen Radar effektiv
abgetastet werden kann.
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In
der vorliegenden Ausführungsform kann der Grad oder die
Rate der Äquivalenzzeitabtastung erhöht werden,
um die Leistungsfähigkeit (Unterdrückungsverhältnis)
der Interferenzwellenunterdrückung zu erhöhen.
Dadurch kann der Einfluss der mit dem Abtastpuls synchronen Interferenzwelle
weiter vermindert werden.
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Der
zum Erhalten des langperiodischen Pulses für eine Periode
(einen Rahmen) erforderliche Abtastgrad kann auch in Verbindung
mit der Äquivalenzzeitabtastung verwendet werden, indem
der Abtastgrad durch das Dithern des Dithereinstellabschnitts 12c auf
einen im Wesentlichen konstanten Wert eingestellt wird.
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Obwohl
in der vorliegenden Ausführungsform das Lawinenrauschen
als das durch den Rauschsignalgenerator 12a erzeugte Rauschsignal verwendet
wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Es kann auch zufälliges Rauschen verwendet werden, das
nicht vom Referenztakt abhängig ist, wie beispielsweise
thermisches Rauschen oder Zenerrauschen.
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Der
durch den Abtastpulserzeugungsabschnitt 5 erzeugte Abtastpuls
wird in der vorliegenden Ausführungsform auf der Basis
des Sweep-Signals erzeugt. In der vorliegenden Erfin dung ist es
jedoch ausreichend, wenn die Äquivalenzzeitabtastung gemäß der Änderungszeit
des Dithertaktes bezüglich des Empfangspulses ausgeführt
wird. Insbesondere kann die Änderungszeit des Dithertaktes
mit einer festen Rate vorverlegt/verzögert werden oder
bei jeder Periode der Erzeugung des Abtastpulses bezüglich
des Dithertaktes zufällig geändert werden. Beispielsweise
kann ein Abtastpuls erzeugt werden, der bezüglich der Abfallzeit
t des Dithertaktes zu den Zeitpunkten ±δ, ±2δ, ±3δ,
... abfällt. Außerdem kann ein Abtastpuls erzeugt
werden, der bezüglich der Abfallzeit t des Dithertaktes
zu den Zeitpunkten +δ, –2δ, +3δ,
... abfällt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-235385 [0001]
- - JP 2005-24563 A [0004, 0006, 0006]
- - JP 2006-177985 A [0005, 0006, 0006]