Title:
Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug
Kind Code:
B4
Abstract:

Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug, die an ein Kraftfahrzeug angebracht ist und einen Radarvorrichtungskörper (100) enthält, der einen Oszillator (11) enthält, der ein Hochfrequenzsignal ausgibt, eine Funkwellen-Senderantenne (7), die als Sende-Funkwelle das Hochfrequenzsignal sendet, das der Oszillator (11) ausgegeben hat, ein Strahlerfeld mit mehreren Elementantennen (1) zum Empfangen von Funkwellen, eine Emissionseinrichtung (18), die eine Sendezeit der Sende-Funkwelle steuert, Mischer (3), die die empfangenen Funkwellen abwärtsmischen, die durch die mehreren Elementantennen (1) empfangen sind, und Taktsignale erzeugen, und eine Signalverarbeitungseinheit (102), die eine Berechnung zum Bestimmen der Phasen von jeder der Elementantennen (1) aus den Taktsignalen und zum Wiedergewinnen von Positionsinformation eines Ziels vor dem Kraftfahrzeug durchführt, wobei die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug Folgendes aufweist:
eine Phasen-Speichereinrichtung (12), die die Phase der empfangenen Funkwelle im Voraus speichert, die sekundär von außerhalb des Ziels ankommt;
eine Importiereinrichtung (13) für die empfangenen Funkwellen, die durch die Funkwellen-Empfangszeit getriggert wird, die von der Emissionseinrichtung (18) erhalten wird, und die die empfangenen Funkwellen in Reaktion auf die Zeit importiert, zu welcher sie jede der Elementantennen (1) erreichen;
eine Phasen-Detektionseinrichtung (14), die die Phase der durch die Importiereinrichtung (13) eingelesenen empfangenen Funkwelle bestimmt;
eine Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung (15), die die durch die Phasen-Speichereinrichtung (12) im Voraus gespeicherte Phase mit der durch die Phasen-Detektionseinrichtung (14) detektierten Phase vergleicht und einen Phasenkorrekturbetrag von jeder der Elementantennen (1) extrahiert und speichert; und
eine Phasenkorrektureinrichtung (16), die die Phase eines empfangenen Signals von jeder der Elementantennen (1) auf der Basis der durch die Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung (15) erhaltenen Phasenkorrekturbeträge korrigiert.



Inventors:
Takagi, Toshikazu (Tokyo, JP)
Application Number:
DE102007038629A
Publication Date:
09/18/2008
Filing Date:
08/16/2007
Assignee:
Mitsubishi Electric Corp. (Tokyo, JP)
International Classes:
Foreign References:
JP2002162460A2002-06-07
JPH10332811A1998-12-18
Attorney, Agent or Firm:
HOFFMANN - EITLE Patent- und Rechtsanwälte PartmbB, 81925, München, DE
Claims:
1. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug, die an ein Kraftfahrzeug angebracht ist und einen Radarvorrichtungskörper (100) enthält, der einen Oszillator (11) enthält, der ein Hochfrequenzsignal ausgibt, eine Funkwellen-Senderantenne (7), die als Sende-Funkwelle das Hochfrequenzsignal sendet, das der Oszillator (11) ausgegeben hat, ein Strahlerfeld mit mehreren Elementantennen (1) zum Empfangen von Funkwellen, eine Emissionseinrichtung (18), die eine Sendezeit der Sende-Funkwelle steuert, Mischer (3), die die empfangenen Funkwellen abwärtsmischen, die durch die mehreren Elementantennen (1) empfangen sind, und Taktsignale erzeugen, und eine Signalverarbeitungseinheit (102), die eine Berechnung zum Bestimmen der Phasen von jeder der Elementantennen (1) aus den Taktsignalen und zum Wiedergewinnen von Positionsinformation eines Ziels vor dem Kraftfahrzeug durchführt, wobei die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug Folgendes aufweist:
eine Phasen-Speichereinrichtung (12), die die Phase der empfangenen Funkwelle im Voraus speichert, die sekundär von außerhalb des Ziels ankommt;
eine Importiereinrichtung (13) für die empfangenen Funkwellen, die durch die Funkwellen-Empfangszeit getriggert wird, die von der Emissionseinrichtung (18) erhalten wird, und die die empfangenen Funkwellen in Reaktion auf die Zeit importiert, zu welcher sie jede der Elementantennen (1) erreichen;
eine Phasen-Detektionseinrichtung (14), die die Phase der durch die Importiereinrichtung (13) eingelesenen empfangenen Funkwelle bestimmt;
eine Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung (15), die die durch die Phasen-Speichereinrichtung (12) im Voraus gespeicherte Phase mit der durch die Phasen-Detektionseinrichtung (14) detektierten Phase vergleicht und einen Phasenkorrekturbetrag von jeder der Elementantennen (1) extrahiert und speichert; und
eine Phasenkorrektureinrichtung (16), die die Phase eines empfangenen Signals von jeder der Elementantennen (1) auf der Basis der durch die Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung (15) erhaltenen Phasenkorrekturbeträge korrigiert.

2. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die empfangene Funkwelle eine Leckwelle von der Funkwellen-Senderantenne (7) ist und die Importiereinrichtung (13) die empfangene Funkwelle in Reaktion auf die Zeit importiert, zu welcher die Leckwelle die Elementantennen (1) erreicht.

3. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die empfangene Funkwelle eine reflektierte Welle einer Antennenkuppel (200) der Radarvorrichtung ist, und die Importiereinrichtung (13) die empfangene Funkwelle in Reaktion auf die Zeit importiert, zu welcher die reflektierte Welle der Antennenkuppel (200) die Elementantennen (1) erreicht.

4. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die empfangene Funkwelle eine reflektierte Welle von einem Kraftfahrzeugkarosserie-Strukturobjekt (300) in der Nähe eines Kraftfahrzeug-Anbringteilabschnitts ist und die Importiereinrichtung (13) die empfangene Funkwelle in Reaktion auf die Zeit importiert, zu welcher die reflektierte Welle von dem Kraftfahrzeugkarosserie-Strukturobjekt (300) der Elementantennen (1) erreicht.

5. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Importiereinrichtung (13) eine Verstärkungssteuerung von IF-Verstärkern durchführt, die die Taktsignale verstärken, auf der Basis der Zeit des Empfangs der Sende-Funkwelle, die durch die Emissionseinrichtung (18) erhalten ist.

6. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Phasen-Speichereinrichtung (12), die Importiereinrichtung für eine empfangene Funkwelle (13), die Phasen-Detektionseinrichtung (14), die Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung (15) und die Phasen-Korrektureinrichtung (16) innerhalb der Signalverarbeitungseinheit (102) konfiguriert sind.

7. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Signalverarbeitungseinheit (102) einen normalen Modus enthält, der eine Detektionsverarbeitung des Ziels durchführt, und einen Phasenkorrekturmodus, der eine Phasenkorrektur der Antenne durchführt, sich zu dem Phasenkorrekturmodus bewegt, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, und zu dem normalen Modus nach dem Ende des Phasenkorrekturmodus zurückkehrt.

8. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, wobei die vorbestimmte Bedingung irgendeine davon ist, wenn ein Zündschalter des Kraftfahrzeugs EIN ist, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gleich einer vorbestimmten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit oder geringer als diese ist, oder wenn die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug das Ziel nicht detektiert hat.

9. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, wobei der Phasenkorrekturmodus durchgeführt wird, wenn die vorbestimmte Bedingung für ein Ausmaß an Zeit andauert, das gleich einem vorbestimmten Ausmaß an Zeit oder größer als dieses ist.

10. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung (15) den Phasenkorrekturbetrag auf der Basis von Temperaturkorrekturdaten entsprechend einem Abstandsfehler zwischen Elementantennen von jeder Innentemperatur des Radarvorrichtungskörpers (100), im Voraus gespeichert, extrahiert.

11. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, die weiterhin eine Fehler-Detektionseinrichtung (22, 23) aufweist, die bestimmt, dass die Elementantennen (1) einen Fehler haben, wenn der Phasenkorrekturbetrag eine vorbestimmte Schwelle übersteigt.

12. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, wobei die Schwelle entsprechend einer jeweiligen Innentemperatur des Radarvorrichtungskörpers (100) eingestellt ist.

13. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, wobei dann, wenn die Fehler-Detektionseinrichtung (22, 23) einen Fehler der Elementantennen (1) detektiert, sie ein Rücksetzen auf den Radarvorrichtungskörper (100) anwendet oder ein Antreiben von diesem stoppt.

14. Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, wobei die Fehler-Detektionseinrichtung (22, 23) eine Mitteilungseinrichtung enthält, die dann, wenn die Fehler-Detektionseinrichtung (22, 23) einen Fehler der Elementantennen (1) detektiert, einen Anwender darüber benachrichtigt.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug, die in einem Kraftfahrzeug installiert ist und Positionsinformation eines Ziels vor dem Kraftfahrzeug wiedergewinnt, und insbesondere eine Phasenkorrektur einer Antenne der Radarvorrichtung.

Eine Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug ist eine digitalstrahlausbildende (DBF-)Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug, die eine adaptive Strahlerfeld-Technologie verwendet, wo mehrere Elementantennen angeordnet sind und die die Charakteristiken der Antenne durch adaptives Steuern der Amplitude und der Phase von Signalen ändert, die durch die Elementantennen empfangen werden. Die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug ist im vorderen Teilabschnitt eines Kraftfahrzeugs installiert, emittiert bzw. sendet einen Funkstrahl im Millimeterwellenband oder einen Laserstrahl in Richtung nach vorn, empfängt den durch ein Ziel reflektierten Strahl und detektiert, ob das Ziel vorhanden ist oder nicht und Positionsinformation (einen relativen Abstand, eine Richtung, eine relative Geschwindigkeit) zu dem Ziel.

Das Grundprinzip der Erzeugung und der Abtastung des Antennenstrahls in einer solchen DBF-Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug wird durch 11 kurz beschrieben werden.

Wie es in 11 gezeigt ist, weist eine Funkwellen-Empfangsantenne A mehrere Elementantennen RX(1) bis RX(n) auf, die in Interwallen d angeordnet sind.

Unter der Annahme, dass veranlasst wird, dass eine Funkwelle B einer Wellenlänge λ von außen auf die Funkwellen-Empfangsantenne A unter einem Winkel θ in Bezug auf eine Vorderseitenrichtung C der Elementantennen RX(1) bis RX(n) einfällt, die durch die gepunktete Linie in der Figur dargestellt sind, wird ein Phasenverzögerungsausmaß r(n) der Funkwelle, die jede der Elementantennen RX(1) bis RX(n) erreicht, geometrisch wie im folgenden Ausdruck (1) bestimmt. RX(1): r(1) = 0
RX(2): r(2) = dsinθ/λ
RX(3): r(3) = 2dsinθ/λ
RX(4): r(4) = 3dsinθ/λ
RX(n): r(n) = (n – 1)sinθ/λ(1)

Hier empfängt jede der Elementantennen RX(1) bis RX(n) die Funkwelle B mit derselben Phase durch Fortschalten der Phase von allen Elementantennen RX(1) bis RX(n) um den Phasenverzögerungsbetrag θ durch eine DBF-Verarbeitung. Somit wird die Strahlungscharakteristik eines Antennenfeldes 1 in der θ-Richtung ausgerichtet.

Das bedeutet, dass es durch geeignetes Steuern dieses Phasenbetrags möglich wird, dem Antennenstrahl in einer vorbestimmten Richtung abzutasten.

Das Obige ist das Grundprinzip der Erzeugung und des Abtastens eines Antennenstrahls durch eine DBF-Verarbeitung.

Jedoch ist ein Verstärker zum Verstärken des empfangenen Signals der Funkwellen-Empfangsantenne ein aktives Element, und dann, wenn mehrere Verstärker verwendet werden, treten Phasenfehler aufgrund von Temperaturänderungen und säkularen Änderungen in den Verstärkerteilabschnitten auf. Weiterhin wird die Toleranz der Intervalle der angeordneten Elementantenne, die im Prozess einer Antennenherstellung entsteht, ein Antennenphasenfehler.

Weil verschiedene Fehlerfaktoren, wie beispielsweise die oben angegebenen, enthalten sind, werden die Phasen r'(n) der Elementantennen, die tatsächlich detektiert werden, wie im folgenden Ausdruck (2).

Hier ist Δdn ein Abstandsfehler zwischen Elementantennen, ist Δθn ein Planarisierungs- bzw. Flachheitsfehler, der aufgrund eines Verziehens und einer thermischen Expansion einer flachen Platte auftritt, auf welcher die Elementantennen angeordnet sind, ist Φn ein Phasenfehler, der aus der Verzögerung aktiver Vorrichtungen und von Schaltungsphasen resultiert, und ist an ein Phasenfehler aktiver Vorrichtungen resultierend aus Temperaturcharakteristiken und säkularen Änderungen. r(1)' = (d + Δd1)sin(θ + Δθ1)/λ + Φ1 + α1
r(2)' = 2(d + Δd2)sin(θ + Δθ2)/λ + Φ2 + α2
r(3)' = 3(d + Δd3)sin(θ + Δθ3)/λ + Φ3 + α3
r(n)' = (n – 1)(d + Δdn)sin(θ + Δθn)/λ + Φn + αn(2)

Um eine innewohnende Radarleistungsfähigkeit im Kraftfahrzeug ohne einen Abfall einer Zieldetektionsgenauigkeit in der Nutzungsumgebung der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug beizubehalten, ist es nötig, anfängliche Phasenfehler und Phasenfehler der Antenne und des Empfangssystems die in Begleitung mit Temperaturcharakteristiken und säkularen Änderungen auftreten, zu korrigieren.

Aus diesem Grund wird bei der in beispielsweise JP-A-2002-162460 beschriebenen DBF-Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug eine Technik verwendet, bei welcher die Phasenfehler einer Referenz-Elementantenne und anderer Elementantennen detektiert werden und von dem detektierten Phasenfehlern der detektierte Phasenfehler einer anderen Elementantenne, die zu der Gruppe gehört, die die Referenz-Elementantenne enthält, als Referenz verwendet wird, und der detektierte Phasenfehler mit einem geschätzten Phasenfehler pro Elementantenne verglichen wird, die zu der anderen Gruppe gehört, um einen Phasenkorrekturwert zu bestimmen. Jedoch gibt es die Probleme, dass eine Elementantenne, die als Referenz dient, erforderlich ist, und es nötig ist, einen Standardreflektor in einer Azimutrichtung von 0 Grad vor dem Strahlerfeld anzuordnen, um einen anfänglichen Phasenfehler zu detektieren, und eine Phasenkorrekturverarbeitung solange nicht implementiert wird, bis der detektierte Signalpegel, der aus dem Ziel resultiert, gleich einer konstanten Schwelle oder größer als diese ist.

Des Weiteren ist aus der JP 10-332811 A eine Radarvorrichtung mit einer Mehrzahl von Sende-/Empfangseinheiten bekannt. Ferner ist dort eine Speicherschaltung zum Bereitstellen von Referenzdaten vorgesehen.

Angesichts der oben beschriebenen Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, die Phasenfehler von Antennen und eines Empfangssystems detektieren und korrigieren und einen Abfall bezüglich der Detektionsgenauigkeit eines Radars ungeachtet dessen verhindern kann, ob ein Ziel vor einem Kraftfahrzeug und in einer Fahrumgebung vorhanden ist oder nicht.

Die obige Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2–14 angegeben. Gemäß der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug der vorliegenden Erfindung können Phasenfehler einer Antennen und eines Empfangssystems, die in Begleitung mit einer Toleranz während einer Herstellung der Antenne der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug, Temperaturänderungen und säkulären Änderungen auftreten, ungeachtet dessen auf einfache Weise korrigiert werden, ob ein Ziel in Richtung nach vorn vorhanden ist oder nicht, und kann ein Abfall bezüglich der Detektionsgenauigkeit des Radars verhindert werden.

Die vorangehende und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung klarer werden, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, wobei:

1 ein Konfigurationsdiagramm einer Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug ist, die zu einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört;

2 ein Ablaufdiagramm ist, dass den Ablauf einer Verarbeitung zeigt, die zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört;

3 ein Konfigurationsdiagramm einer Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug ist, die zu einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört;

4 ein Ablaufdiagramm ist, das den Ablauf einer Verarbeitung zeigt, die zu dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört;

5 ein Konfigurationsdiagramm einer Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug ist, die zu einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört;

6 ein Ablaufdiagramm ist, das den Ablauf einer Verarbeitung zeigt, die zu dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehör;

7 ein Konfigurationsdiagramm einer Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug ist, die zu einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört;

8 ein Ablaufdiagramm ist, das den Ablauf einer Verarbeitung zeigt, die zu dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört;

9 ein Ablaufdiagramm ist, dass den Ablauf einer Verarbeitung im Bezug ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

10 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer Verarbeitung zeigt, die zu einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört; und

11 ist ein erklärendes Diagramm, das das Grundprinzip einer DBF-Verarbeitung durch eine DBF-Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug zeigt.

Es folgt eine detaillierte Beschreibung.

Erstes Ausführungsbeispiel

1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug zeigt, die ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.

Die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug ist durch einen Radarvorrichtungskörper 100 konfiguriert, der eine Transceivereinheit 101 und eine Signalverarbeitungseinheit 102 und eine Radom bzw. eine Antennenkuppel 200 enthält. Die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug ist an einem Kraftfahrzeug angebracht und gewinnt Positionsinformation eines Ziels vor dem Kraftfahrzeug wieder.

In der Transceivereinheit 101 des Radarvorrichtungskörpers 100 wird ein durch einen Oszillator 11 ausgegebenes Hochfrequenzsignal mit einem Multiplizierer 10 multipliziert, darauf folgend durch einen Verstärker 8 über einen Richtkoppler 9 verstärkt und wird in die Luft als Funkwelle von 50 GHz bis 100 GHz von einer Funkwellen-Sendeantenne 7·TX in die Luft ausgesendet. Zu dieser Zeit wird die Ausgabe (z. B. die Amplitude, die Frequenz, die Sendezeitgabe, etc.) des Oszillators 11 durch eine Emissionseinrichtung 18 gesteuert, die innerhalb des Signalprozessors 102 angeordnet ist und die Sendezeitgabe der Funkwelle misst.

Um die ankommende Funkwelle zu empfangen, ist ein Strahlerfeld mit mehreren Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) angeordnet, und die durch die Elementantennen 1 empfangenen Empfangswellen werden durch Verstärker mit niedrigem Rauschen (LNA) 2 verstärkt und darauf folgend zu Mischern 3 eingegeben.

Zwischenzeitlich wird ein Teil des durch den Richtkoppler 9 getrennten Hochfrequenzsignals zu den Mischern 3 eingegeben, werden die empfangenen Wellen nach einer Verstärkung durch den LNA 2 durch die Mischer 3 abwärts gemischt und werden Taktsignale erzeugt.

Die erhaltenen Taktsignale werden zu IF-Verstärkern 4 eingegeben, ein Rauschen wird davon durch Filter 5 entfernt und die Taktsignale werden über A/D-Wandler 6 zu der Signalverarbeitungseinheit 102 importiert.

Die Signalverarbeitungseinheit 102 ist durch eine Phasen-Speichereinrichtung 12, eine Importiereinrichtung für eine empfangene Welle 13, eine Phasen-Detektionseinrichtung 14, eine Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung 15, eine Phasen-Korrektureinrichtung 16, eine Ziel-Detektionseinrichtung 17 und eine Emissionseinrichtung 18 konfiguriert. Die Signalverarbeitungseinheit 102 detektiert die Phase jeder der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) durch eine FFT-Verarbeitung der Taktsignale, die durch die Phasen-Detektionseinrichtung 14 erhalten sind, führt eine Erzeugung und eine Abtastung eines Antennenstrahls durch eine DBF-Verarbeitung durch und gewinnt Positionsinformationen des Ziels vor dem Kraftfahrzeug wieder.

Die Phasen-Speichereinrichtung 12 speichert eine ankommende vorbestimmte Richtung in Bezug auf eine Funkwelle, die sekundär von außerhalb des Ziels ankommt – z. B. eine Leckwelle von der Funkwellen-Sendeantenne 7·TX. Die Phase der hier gespeicherten empfangenen Welle kann entweder ein Entwurfswert oder ein Vorgabewert zu der Zeit einer Antennenherstellung sein.

Die Importiereinrichtung für eine empfangenen Welle 13 wird durch eine Funkwellen-Empfangszeitgabe getriggert, die von der Emissionseinrichtung 18 erhalten ist, und importiert die empfangene Welle in Reaktion auf die Zeit, zu welcher sie jede der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) erreicht.

Die Phasen-Detektionseinrichtung 14 führt eine Hochgeschwindigkeits-FFT-Berechnungsverarbeitung von den erhaltenen Taktsignalen durch und detektiert die Phase von jeder der Elementantennen.

Die Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung 15 vergleicht die Phase von jeder der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n), die durch die Phasen-Detektionseinrichtung 14 erhalten ist, mit der Phase einer empfangenen Welle, die durch die Phasen-Speichereinrichtung 12 im Voraus gespeichert ist, extrahiert Phasenkorrekturbeträge und speichert die Phasenkorrekturbeträge separat von den im Voraus gespeicherten Phasen der Elementantennen.

Die Phasen-Korrektureinrichtung 16 versetzt die Phasen der Elementantennen auf der Basis der Phasenkorrekturbeträge, wenn ein Ziel durch die Ziel-Detektionseinrichtung 17 detektiert wird, und korrigiert Phasenfehler, die Temperaturcharakteristiken und säkuläre Änderungen begleiten.

2 ist ein Ablaufdiagramm, dass den Ablauf einer Verarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit 102 zeigt.

Eine Bestimmungsverarbeitung S1 ist durch die Importiereinrichtung für eine empfangene Welle 13 implementiert. Beispielsweise wird ein Steuersignal, wie beispielsweise eine Pulsemission S/W in der Emissionseinrichtung 18, dazu verwendet, zu Überwachen, ob es eine Funkwellen-Empfangszeitgabe gibt oder nicht, die aus der Funkwellen-Empfangszeitgabe der Funkwellen-Senderantenne 7·TX bestimmt ist, und wenn die Funkwellen-Empfangszeitgabe detektiert wird, bewegt sich der Ablauf zu einer Importierverarbeitung für eine empfangene Welle S2.

Wenn die Funkwellen-Empfangszeitgabe nicht detektiert wird, bewegt sich der Ablauf zu einer Ziel-Detektionsverarbeitung S4, und eine Ziel-Detektionsverarbeitung, die ein normales Ziel detektiert, wird durchgeführt.

Die Importierverarbeitung für eine empfangene Welle S2 ist durch die Importiereinrichtung für eine empfangene Welle 13 implementiert. Die Verstärkungen der IF-Verstärker 4 werden von den empfangenen Wellen von jeder der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) gesteuert, um optimale Taktsignalpegel zu erhalten, die Taktsignale werden zu der Signalverarbeitungseinheit 102 über die A/D-Wandler 6 importiert und der Ablauf bewegt sich zu einer Phasenkorrekturbetrags-Extraktionsverarbeitung S3, um den Phasenkorrekturbetrag von jeder der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) zu extrahieren.

Bei der Phasenkorrekturbetrags-Extraktionsverarbeitung S3 wird eine Wiederholverarbeitung resultierend aus einer Verarbeitung für eine RX(n)-Phasenberechnung (FFT) S31, einer Erfassungsverarbeitung für im Voraus gespeicherte Phasendaten β(n) S32 und einer Berechnungsverarbeitung für einen Phasenkorrekturbetrag α(n) S33 durchgeführt und werden Phasenkorrekturbeträge α(n) in Bezug auf die Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) extrahiert.

Die Verarbeitung S31 für eine RX(n)-Phasenberechnung (FFT) ist durch die Phasen-Detektionseinrichtung 14 implementiert. Die Phase von jeder der Elementantennen wird durch eine FFT-Verarbeitung aus dem Taktsignal von jeder der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) detektiert, das durch die Importierverarbeitung S2 für eine empfangene Welle erhalten ist, um aktuelle Phasen r'(n) zu erfassen.

Bei der Erfassungsverarbeitung S32 für im Voraus gespeicherte Phasendaten β(n) werden Phasendaten β(n) in Bezug auf die Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n), die durch die Phasen-Speichereinrichtung 12 im Voraus gespeichert sind, erfasst.

Die Berechnungsverarbeitung S33 für einen Phasenkorrekturbetrag α(n) ist durch die Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung 15 implementiert, die einen Phasenkorrekturbetrag α(n) zum Berechnen der Differenz zwischen den Phasendaten β(n) in Bezug auf die Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) durchführt, die erfasst worden sind, und den aktuellen Phasen r'(n), die bei der Verarbeitung S31 für eine RX(n)-Phasenberechnung (FFT) erfasst sind.

Das Grundprinzip der Phasenkorrekturbetrags-Extraktionsverarbeitung S3 ist wie folgt.

Im Ausdruck (2) wird dann, wenn die empfangene Welle beispielsweise eine Leckwelle von der Funkwellen-Senderantenne 7·TX ist, der Einfallswinkel der Funkwelle θ = π/2, weil die Funkwelle von der Richtung der Funkwellen-Senderantenne 7·TX ankommt.

Weiterhin ist deshalb, weil der Fehler Φn resultierend aus einer Flachheitsverschlechterung θ>>Δθn ist, Δθn ein Pegel, der in Bezug auf θ = π/2 ignoriert werden kann. Somit wird der Ausdruck der Sinusfunktion im Ausdruck (2) wie folgt. sin(θ + Δθn) ≅ sinθ = 1(3)

Wenn der erste Ausdruck und der zweite Ausdruck des Ausdrucks (2) wie folgt durch βn ersetzt werden, dann wird das Folgende erhalten. β(n) = (n – 1)(d + Δdn)sin(θ + Δθn)/λ + Φn(4)

Hier wird deshalb, weil der Variationsbetrag des – Abstandsfehlers zwischen Elementantennen Δdn hauptsächlich aufgrund einer thermischen Expansion der flachen Platte ist, auf welcher die Elementantennen angeordnet sind, er derselbe Gradient in Bezug auf Temperaturänderungen (dasselbe gilt auch für den Flachheitsfehler Δθn). Jedoch sind der Abstandsfehler zwischen Elementantennen Δdn und der Flachheitsfehler Δθn im Vergleich zu dem Phasenfehler Φn resultierend aus der Verzögerung von aktiven Vorrichtungen und Schaltkreispfaden und der Verzögerungszeit (Phasenfehler) an resultierend aus Temperaturänderungen und säkularen Änderungen extrem gering, so dass das Folgende erhalten wird, wenn diese weggelassen werden. βn = (n – 1)dsinθ/λ + Φn(5)

Somit werden die Phasen r'(n) der Elementantennen, die tatsächlich detektiert werden, aus dem Ausdruck (2) wie im folgenden Ausdruck. r'(1) = β1 + α1
r'(2) = β2 + α2
r'(3) = β3 + α3
r'(4) = β4 + α4
r'(n) = βn + αn(6)

Im obigen Ausdruck kann der anfängliche Phasenfehler βn der Elementantennen einschließlich des Phasenfehlers Φn resultierend aus der Verzögerung aktiver Vorrichtungen und von Schaltkreispfaden durch eine reale Maschinenuntersuchung zu der Zeit eines Zusammenbaus und zu der Zeit eines Versands gemessen werden, so dass es genügt, die Phase βn im Voraus zu speichern (oder derselbe Effekt wird auch selbst mit β'n = (n – 1)d·sinθ/λ erhalten, versetzt man den Ausdruck Φn nach außen, so dass r'(n) = β'n + Φn + αn).

Durch Berechnen der Differenz zwischen βn und den detektierten Phasen r'(n) durch den folgenden Ausdruck (7) können die Phasenfehler an der Antenne und des Empfangssystems der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug in Bezug auf Temperaturcharakteristiken und säkulare Änderungen auf einfache Weise berechnet werden. α1 = β1 – r'(1)
α2 = β2 – r'(2)
α3 = β3 – r'(3)
α4 = β4 – r'(4)
αn = βn – r'(n)(7)

Folglich wird durch Extrahieren des Phasenkorrekturbetrags an von jeder der Elementantennen 1RX(1) bis RX(n) durch die Phasenkorrekturbetrags-Extraktionsverarbeitung S3 und durch Versetzen des extrahierten an als Phasenkorrekturbeträge in Bezug auf die Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) bei der Ziel-Detektionsverarbeitung S4 ein Erzeugen und ein Abtasten eines Antennenstrahls, dessen Antennen- und Empfangssystem-Phasenfehler bei einer DBF-Verarbeitung korrigiert worden ist, möglich.

Wie es oben beschrieben ist, ist eine Phasenkorrektur der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) ungeachtet dessen möglich, ob das Ziel vor dem Kraftfahrzeug vorhanden ist oder nicht.

Im Vorangehenden wurde als die Funkwelle, die sekundär von außerhalb eines Ziels ankommt, beispielsweise eine Leckwelle von der Funkwellen-Senderantenne 7·TX angenommen und war die Ankunftsrichtung der empfangenen Welle 7 diejenige der Funkwellen-Senderantenne, aber derselbe Effekt wird selbst mit einer reflektierten Welle erhalten, die von einem strukturellen Objekt innerhalb des minimalen Detektionsabstands der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug ankommt – z. B. einem Kraftfahrzeugkarosserie-Strukturobjekt 300 in der Nähe eines Kraftfahrzeuganbringteilabschnitts – weil die Phasendaten β(n) in Bezug auf die Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) jeweils in Bezug auf diese Objekte bestimmt werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

3 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug, die ein zweites Ausführungsbeispiel bei der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer Verarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit davon zeigt.

Das zweite Ausführungsbeispiel ist diesbezüglich dasselbe wie das erste Ausführungsbeispiel, dass die Signalverarbeitungseinheit 102 einen Mode (einen normalen Mode) enthält, der eine Ziel-Detektionsverarbeitung durchführt, und einen Mode (einen Phasenkorrekturmode), der eine Phasenkorrektur der Antennen durchführt, aber das zweite Ausführungsbeispiel ist so konfiguriert, dass Verarbeitungen S5, S6 und S7 vor der Verarbeitung S1 hinzugefügt sind und die Signalverarbeitungseinheit 102 sich durch die Importiereinrichtung für eine empfangene Welle 13 zu dem Phasenkorrekturmode bewegt, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, und nach dem Ende des Phasenkorrekturmodes zu dem normalen Mode zurückkehrt.

Hier wird die vorbestimmte Bedingung auf der Basis von Information resultierend aus der Ziel-Detektionseinrichtung 17 der Signalverarbeitungseinheit 102 des Radarvorrichtungskörpers 100 bestimmt, und ist dann, wenn ein Zündschalter des Kraftfahrzeugs EIN ist, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gleich einer separat bestimmten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit oder kleiner als diese ist (z. B. wie beispielsweise während eines Verkehrsstaus, wenn die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug keine Winkelmessfähigkeit erfordert oder wenn das Kraftfahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt oder wenn das Kraftfahrzeug gestoppt ist), oder wenn die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug das Ziel nicht detektiert hat.

Darüber hinaus bewegt sich die Signalverarbeitungseinheit 102 zu dem Phasenkorrekturmode und implementiert eine Phasenkorrektur der Antennen und des Empfangssystems der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug, wenn die vorbestimmte Bedingung für ein Ausmaß an Zeit andauert, das gleich einem vorbestimmten Ausmaß an Zeit oder größer als dieses ist, wodurch eine Situation, in welcher der Phasenkorrekturmode und der normale Mode häufig zurück und nach vorn schalten, gesteuert wird (Verarbeitung S6, S7).

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Anzahl von Malen, für welche eine Phasenkorrektur der Antennen und des Empfangssystems durchgeführt wird, gesteuert werden, so dass die Signalverarbeitungsbelastung der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug gesteuert wird, und als Ergebnis wird ein Auftreten von Fehlfunktionen resultierend aus einer Phasenkorrekturverarbeitung im normalen Mode verhindert. Darüber hinaus kann deshalb, weil die Signalverarbeitungseinheit 102 konfiguriert ist, um sich zu dem Phasenkorrekturmode zu bewegen, wenn die vorbestimmte Bedingung für ein Ausmaß an Zeit andauert, das gleich einem vorbestimmten Ausmaß an Zeit oder größer als dieses ist, eine Situation, in welcher das Berechnungsergebnis des Phasenkorrekturbetrags aufgrund eines häufigen Rückwärts- und Vorwärtsschaltens zwischen dem Phasenkorrekturmode und dem normalen Mode instabil wird, oder eine Situation, in welcher eine Steuerung der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug instabil wird, gesteuert werden.

Drittes Ausführungsbeispiel

5 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug, die ein drittes Ausführungsbeispiel bei der vorliegenden Erfindung zeigt. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer Verarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit davon zeigt.

Das dritte Ausführungsbeispiel ist dasselbe wie das zweite Ausführungsbeispiel diesbezüglich, dass die Signalverarbeitungseinheit 102 konfiguriert ist, um sich durch die Importiereinrichtung für eine empfangene Welle 13 zu dem Phasenkorrekturmode zu bewegen, wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, nach dem Ende des Phasenkorrekturmodes zu dem normalen Mode zurückkehrt und sich durch die Importiereinrichtung für eine empfangene Welle 13 zu dem Phasenkorrekturmode bewegt, wenn die vorbestimmte Bedingung – wie beispielsweise dann, wenn der Zündschalter des Kraftfahrzeugs EIN ist, wenn die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit gleich einer separat bestimmten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit oder kleiner als diese ist (z. B. während eines Verkehrsstaus, wenn die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug keine Winkelmessfähigkeit erfordert, oder dann, wenn das Kraftfahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, oder dann, wenn das Kraftfahrzeug gestoppt ist), oder wenn die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug das Ziel nicht detektiert hat – erfüllt ist. Während jedoch beim zweiten Ausführungsbeispiel auf der Basis von Information basierend auf der Ziel-Detektionseinrichtung 17 bestimmt wird, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist oder nicht, ist beim dritten Ausführungsbeispiel eine Verarbeitung S8, die dieses auf der Basis eines Außenseitensignals von einer Außenseitensignal-Zufuhreinrichtung 19, wie beispielsweise der Ausgabe eines Kraftfahrzeuggeschwindigkeitssensors oder von ähnlichem, der im Kraftfahrzeug angeordnet ist, anstelle der Verarbeitung S5 angeordnet.

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird gleich dem zweiten Ausführungsbeispiel der Effekt erhalten, dass eine Situation, in welcher das Berechnungsergebnis des Phasenkorrekturbetrags aufgrund eines häufigen Rückwärts- und Vorwärtsschaltens zwischen dem Phasenkorrekturmode und dem normalen Mode instabil wird, oder eine Situation, in welcher eine Steuerung der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug instabil wird, gesteuert werden kann.

Viertes Ausführungsbeispiel

7 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug, die ein viertes Ausführungsbeispiel bei der vorliegenden Erfindung zeigt. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer Verarbeitung in Bezug auf das vierte Ausführungsbeispiel bei der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beim vierten Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu der Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels ein Temperatursensor 20 und eine Temperaturdetektionseinrichtung 21, die eine Temperatur detektiert, in den Radarvorrichtungskörper 100 angeordnet, und ist die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug konfiguriert, um eine innere Temperatur T des Radarvorrichtungskörpers 100 zu überwachen, und um eine Phasenkorrektur in Bezug auf einen Zwischenelementantennen-Abstandsfehler und einen Flachheitsfehler durchführen zu können, die sich aufgrund einer Innentemperatur ändern, auf der Basis von Temperaturkorrekturdaten in der Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung 15.

Die Temperaturkorrekturdaten sind beispielsweise der Abstandsfehler zwischen Elementantennen Δdn. Der Abstandsfehler zwischen Elementantennen Δdn von jeder inneren Temperatur T wird als vorbestimmte Temperaturkorrekturdaten in der Phasenkorrekturbetrags-Extraktionseinrichtung 15 im Voraus gespeichert, und weil Δdn unter Verwendung der inneren Temperatur T als Parameter bestimmt wird, wird β(n, T) durch den Ausdruck (4) bestimmt.

In 8 wird die Innentemperatur T durch eine Verarbeitung S9 erfasst und wird bei einer Phasenkorrekturbetrags-Extraktionsverarbeitung S10 eine Verarbeitung S101 für eine RX(n)-Phasenberechnung (FFT) durchgeführt, werden darauf folgend Phasendaten β(n, T) unter Verwendung der Innentemperatur T des Radarvorrichtungskörpers 100 als Parameter für jede der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) bei einer Verarbeitung S102 umfasst und wird eine Extraktionsverarbeitung für einen Phasenkorrekturbetrag α (n, T) bei einer Verarbeitung S103 durchgeführt, wodurch ein Phasenkorrekturbetrag α(n, T) einschließlich des Zwischenelementantennen-Abstandsfehlers Δdn erhalten.

Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird deshalb, weil ein Phasenkorrekturbetrag, der zu einer jeweiligen Innentemperatur des Radarvorrichtungskörpers 100 passt, erhalten wird, eine Phasenkorrektur in Bezug auch auf einen Zwischenelementantennen-Abstandsfehler und einen Flachheitsfehler möglich, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändern, und kann die Phasenkorrekturgenauigkeit der Antenne und des Empfangssystems weiter verbessert werden.

Fünftes Ausführungsbeispiel

9 ist ein Teil eines Ablaufdiagramms, das den Ablauf einer Verarbeitung in Bezug auf ein fünftes Ausführungsbeispiel bei der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beim fünften Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel in der Phasen-Speichereinrichtung 12 zusätzlich zu β(n) der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) eine Schwelle ξ(n) in Bezug auf β(n) gespeichert und ist eine Fehler-Detektionseinrichtung 22 innerhalb der Signalverarbeitungseinheit 102 angeordnet.

Die Verarbeitung der 9 wird nach der Verarbeitung S33 bei der Phasenkorrekturbetrags-Extraktionsverarbeitung S3 der 2 implementiert. Bei der Verarbeitung S34 wird die im Voraus gespeicherte Schwelle ξ(n) erfasst, wird es durch eine Verarbeitung S35 bestimmt, ob der durch die Verarbeitung S33 erhaltene Phasenkorrekturbetrag α(n) die Schwelle ξ(n) übersteigt oder nicht, und wenn der Phasenkorrekturbetrag α(n) jeder Elementantenne, der detektiert worden ist, die Schwelle ξ(n) übersteigt, dann bewegt sich der Ablauf zu einer Fehlerverarbeitung S36.

Bei der Fehlerverarbeitung S36 wird ein Rücksetzen auf den Radarvorrichtungskörper 100 angewendet oder werden der Radarvorrichtungskörper 100 und das System, das den Radarvorrichtungskörper 100 verwendet, abgeschaltet.

Weiterhin wird beispielsweise ein Anwender darüber benachrichtigt, dass die Zuverlässigkeit der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug abgefallen ist, und zwar durch ein Blitzlicht an einem Bedienungspult oder durch Benachrichtigen über eine Anormalität unter Verwendung einer anderen Vorrichtung im Kraftfahrzeug, wie beispielsweise eines Autonavigationssystems oder eines Auto-Audioeinheit.

Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel können deshalb, weil ein Fehler der Antenne und des Empfangssystems der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug detektiert werden kann, eine Fehlfunktion der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug und eine Fehlfunktion eines Systems, das die Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug enthält, verhindert werden.

Sechstes Ausführungsbeispiel

10 ist ein Teil eines Ablaufdiagramms, das den Ablauf einer Verarbeitung in Bezug auf ein sechstes Ausführungsbeispiel bei der vorliegenden Erfindung zeigt.

Zusätzlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist in der Phasen-Speichereinrichtung 12 zusätzlich zu β(n) der Elementantennen 1·RX(1) bis RX(n) eine Schwelle ξ(n, T) in Bezug auf β(n) gespeichert, und ist eine Fehler-Detektionseinrichtung 23 innerhalb der Signalverarbeitungseinrichtung 102 angeordnet.

Die Verarbeitung der 10 ist nach der Verarbeitung S103 bei der Phasenkorrekturbetrags-Extraktionsverarbeitung S10 der 8 implementiert.

Bei einer Verarbeitung S104 wird die im Voraus gespeicherte Schwelle ξ(n, T) erfasst, wird es durch eine Verarbeitung S105 bestimmt, ob der durch die Verarbeitung S103 erhaltene Phasenkorrekturbetrag α(n) die Schwelle ξ(n, T) übersteigt oder nicht, und wenn der Phasenkorrekturbetrag α(n) jeder Elementantenne, der detektiert worden ist, die Schwelle ξ(n, T) übersteigt, dann bewegt sich der Ablauf zu einer Fehlerverarbeitung S106.

Bei der Fehlerverarbeitung S106 wird ein Rücksetzen auf den Radarvorrichtungskörper 100 angewendet, oder werden der Radarvorrichtungskörper 100 und das System, das den Radarvorrichtungskörper 100 verwendet, abgeschaltet.

Weiterhin wird beispielsweise ein Anwender darüber benachrichtigt, dass die Zuverlässigkeit der Radarvorrichtung im Kraftfahrzeug abgefallen ist und zwar durch ein Blitzlicht auf einem Bedienpult, oder durch Benachrichtigen über eine Anormalität unter Verwendung einer anderen Vorrichtung im Kraftfahrzeug, wie beispielsweise eines Autonavigationssystems oder eines Auto-Audioeinheit.

Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird durch Anordnen der Schwelle ξ(n, T) in Bezug auf β(n, T) pro Temperatur in Bezug auf eine Variation, wo Variationsbeträge zu derselben Teilung in Bezug auf eine Temperatur werden, wie beispielsweise ein Zwischenelementantennen-Abstandsfehler Δdn und ein Flachheitsfehler Δθn, die von einer thermischen Expansion abhängen, eine Fehlerbestimmungsunterscheidung diesbezüglich, ob es ein Phasenfehler resultierend aus Temperaturcharakteristiken oder ein Phasenfehler resultierend aus säkulären Änderungen ist, möglich.

Verschiedene Modifikationen und Abänderungen dieser Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet klar werden, ohne von dem Schutzumfang und Sinngehalt dieser Erfindung abzuweichen, und es sollte verstanden werden, dass diese nicht auf die hierin aufgezeigten illustrativen Ausführungsbeispiele beschränkt ist.