亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：雷达成像装置、成像方法及其程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过发射发送信号并接收从目标的物体反射的该发送信号的反射波，来检测该物体的雷达成像装置以及成像方法等。
背景技术：
近些年，不论社会上的哪个领域，对于以放心和安全为目的的人体检测的需求不断增高。除了在世界中变得广泛的对恐怖活动的对策以外，在老人看护或灾害救助方面，对于人的检测也成为重要的课题。以往的方法是，利用红外线装置以及摄像机来检测人。但是，在利用了红外线的系统中所存在的问题是，在气温较高的场所，难于识别人的体温和外部环境。并且，在利用了摄像机的系统中所存在的问题是，在夜间或坏天气等不能得到充分的光线的环境中，灵敏度会急剧下降。近些年，为了解决这些问题，利用了雷达的成像系统 受到了关注。但是，由于利用了雷达的成像为了估计形状需要得到充分的数据，因此需要较多的天线或接收器的情况比较多。例如，相位阵列雷达系统改变多个接收器(发送器)的相位，并且控制电波的指向性以及方向，通过扫描来得到物体的形状的信息。但是，由于利用了这样的雷达的成像的系统会成为大型，或系统变得复杂，因此会出现成为高价格系统的问题。为了解决这样的问题，作为以单纯的构成来检测物体及其方向的以往的方法，例如有非专利文献I所记载的被称作多普勒波达方向估计法(DD0A:Doppler anddirection-of-arrival)的技术。图16示出了以往技术中的雷达装置的构成。图16所示的雷达装置901具备发送器910、接收器920和930、发送天线911、接收天线912和913。雷达装置901将目标931 933作为检测对象。雷达装置901从发送器910射出某一频率的检测电波，以接收器920和930来接收从目标931 933反射来的电波。在针对雷达装置901，目标931 933以某个视线方向速度移动的情况下，以接收器920和930接收的反射波的频率相对于从发送天线911辐射来的探测电波的频率，仅偏移与视线方向速度相对应的频率。根据该偏移了的频率，从而能够检测目标931 933各自的视线方向速度。在此，“视线方向速度”是指，目标931 933所具有的速度中，从雷达装置901沿着朝向目标的方向的速度成分。在此，称作对于雷达装置901的目标931 933的相对的速度成分。换而言之，如图16所示，在将目标931 933的速度分别设为VI、V2以及Vi时，目标931 933的视线方向速度则成为，沿着从雷达装置901朝向目标931 933的方向，将该速度分解的速度Vlf、V2f、以及Vif。S卩，雷达装置901从相对于探测电波的频率的以接收器920和930接收的反射波的频率中，检测目标931 933的视线方向速度Vlf、V2f、以及Vif。但是，如图16所示,在雷达装置901有两个接收系统,每个接收系统中包括接收天线以及与该接收天线对应的接收器。而且，接收天线912以及913被配置在不同的场所。据此，从各个目标931 933到接收天线912的距离、与从该目标931 933到接收天线913的距离互不相同。这样，由于从目标931 933到两个接收天线912以及913的距离不相同，因此能够检测目标931 933的方向。以下对方向检测的原理进行具体说明。在图16中，例如目标933与接收天线912相比位于与接收天线913近的位置，因此来自目标933的反射波比起接收天线912，先到达接收天线913。在对在接收天线912接收的反射波与在接收天线913接收的反射波进行比较的情况下，在接收天线912接收的反射波的相位落后于在接收天线913接收的反射波的相位。在此，从接收天线912以及接收天线913的正面来看，目标933位于0 i的方向，在两个接收天线912以及913相隔距离d而被配置的情况下，在接收天线912接收的反射波与在接收天线913接收的反射波的相位差由式I来表示。并且，将在接收天线912接收的反射波的相位设为￠1，将在接收天线913接收的反射波的相位设为￠2,将从发送天线911射出的探测电波的波长设为入。 4) 2- I = 2 31 d sin 0 / 入 …(式 I)若将该式I变形，则成为以下的式2，能够根据两个接收天线912以及913接收的反射波的相位差￠2 — $ I，来检测目标933的方向0。0 =SirT1I; ( ￠2-4) I)入/(2 d)}...(式 2)这是被称为DOA (direction-of-arrival :波达方向)的技术。如以上说明所述，图16所示的以往的雷达装置901通过检测相位和多普勒频率这双方，从而既能够进行多个目标的识别，又能够检测每个目标的方向和速度。另外，图16中的雷达装置901由于具有两个接收天线912以及913，虽然仅能够进行一维方向的检测，但是，例如除在包括接收天线912和接收天线913的直线以外，通过再配置一个接收天线，从而能够进行水平与垂直方向的二维方向的检测。像这样的雷达装置901例如在人体检测方面，能够利用人的各个部位的不同的运动来检测人体。具体而言，对于躯干而言，由于头、手、脚以不同的速度运动，因此能够根据其方向和速度来检测人体。但是，作为检测物体及其方向的以往技术，例如像专利文献I的记载那样，公开的技术是根据多个天线的每一个的射束模式特性以及扩频码(spreading code)的延迟时间，来检测物体的方向。(现有技术文献)(专利文献)专利文献I国际公开第97/40400号(非专利文献)非专利文献 I “Two-dimensional human tracking using a three-elementDoppler and direction-of-arrival (DDOA) radarLin, A. ; Ling, H. , IEEE RadarConference, April 2006,pp. 248-251.
发明概要发明要解决的问题
然而，在以往的非专利文献I的构成中所具有的问题是，若多普勒频率接近则DOA就不稳定。其原因是，由于雷达装置能够以多普勒频率来识别各个物体，因此相对于雷达装置以相同的视线方向速度来运动的物体就不能作为不同的物体来被识别。因此，波达方向(direction-of-arrival)也不能被识别。换而言之，探测电波的照射范围内的物体全部需要具有不同的多普勒频率，也就是说需要以不同的视线方向速度来运动。但是，世界上的万物大多是以不同的状态来运动的，因此偶然以与想要检测的目标相近的视线方向速度来运动的物体存在的可能性就非常大。这些都将成为检测目标的障碍。并且，在与探测电波处于同样的频带的通信系统或其他的雷达系统存在于附近的情况下，以往的雷达装置就会受到他们的影响，而不能检测目标。这样，以往的雷达装置则成为难于抵挡其他的系统的干扰的构成。因此，可以考虑到的构成为，按照从雷达装置的距离为彼此不同的距离范围的各个搜索范围，来检测目标。 然而，由于多普勒频率的分辩能力是按照解析时间的倒数而被决定的，因此在按照各个搜索范围来检测目标的情况下，在进行多普勒频率的分析时则需要较长的时间。这样，出现的问题是处理时间增长。由于上述这样处理时间的增长，因此会出现不能检测正在移动的目标的方向的情况。并且，即使将专利文献I的构成适用于检测多普勒频率的构成中，同样在进行多普勒频率的分析时需要较长的时间，因此处理时间也会增长。即，出现不能检测移动中的目标的方向的问题。

发明内容
本发明为了解决上述以往的问题，目的在于提供一种通过缩短处理时间，来提高对移动中的目标的方向进行检测的功能的雷达成像装置以及成像方法。用于解决问题的手段本发明的一个实施例所涉及的雷达成像装置包括发送部，通过利用发送扩频码对载波进行扩频，从而生成发送信号；发送天线，将所述发送信号作为辐射波来辐射；多个接收天线，该接收天线用于接收所述辐射波由物体反射后的反射波；延迟码产生部，利用M个扫描期间反复进行扫描处理，该扫描处理是指，在用于扫描与所述雷达成像装置相距的距离不同的N个搜索范围的所述扫描期间中，依次产生与所述发送扩频码为同一代码且与所述距离相对应的N个延迟码，M为2以上的整数，N为2以上的整数；多个解扩部，分别与多个所述接收天线相对应，各个所述解扩部依次利用所述N个延迟码，对由所对应的接收天线接收的反射波进行解扩；多个检波部，分别与多个所述解扩部相对应，各个所述检波部通过利用所述载波，对由所对应的解扩部进行了解扩的反射波进行正交检波，从而生成与由对应的接收天线接收的反射波相应的检波信号Ri j，i为I到N的整数，j为I到M的整数；存储部，与所述延迟码产生部中的延迟时间以及扫描期间相对应地，存储在多个所述检波部分别生成的检波信号Rij ;存储控制部，使与所述延迟码产生部中的所述N个延迟码相对应的互不相同的所述距离、以及与一个扫描期间相对应的N个所述检波信号Rlj RNj，在所述M个扫描期间中被反复写入到所述存储部，将所述距离相同且与互不相同的扫描期间相对应的M个检波信号Ril RiM的组，从所述存储部中依次读出；多普勒频率检测部，通过对由所述存储控制部读出的所述距离相同的M个检波信号Ril RiM进行频率分析，从而与多个所述检波部的每一个相对应地，对多普勒频率成分和与该多普勒频率成分相对应的相位以及强度进行检测，所述多普勒频率成分是，各个搜索范围中的所述反射波与所述载波之间的差的频率成分；以及方向估计部，从被检测出的分别与多个所述检波部相对应的相位中算出多个所述检波部之间的相位差，并根据算出的相位差检测各个搜索范围中的所述反射波的波达方向，据此来估计所述物体的方向。据此，作为多次延迟时间的扫描结果是，检波信号Rij被存储到存储部。并且，该雷达成像装置针对与该雷达成像装置相距相同距离 的检波信号Ril RiM，进行多普勒频率辨别处理。据此构成，能够不通过存储部就能够对检波信号Rij进行多普勒频率的辨别处理，这与每当处理结束就变更延迟时间的设定的单纯的构成相比，该雷达成像装置能够在得到所需的多普勒频率辨别处理的分辨率的同时，还能够缩短用于扫描距离范围所需要的时间。因此，该雷达成像装置能够提高估计移动中的目标方向的功能。并且，该雷达成像装置能够按照作为检测范围而被定义的各个搜索范围，来对与反射波相对应的检测信号Rij进行处理，所述检测范围是指，与该雷达成像装置相距的距离成为由扩频码的码速率决定的距离的k倍以上、且k+1倍以下的区域，k为0以上的整数。因此，该雷达成像装置即使在搜索范围以外存在具有相同的视线方向速度的物体的情况下，也能够不受来自该物体的反射波的影响，而能够辨别来自该检测范围的反射波的频率。即，该雷达成像装置在该检测范围内存在移动中的物体的情况下，即使在该检测范围以外也存在具有相同的视线方向速度的物体的情况下，也能够检测作为来自该检测范围中的物体的反射波与载波的差的频率的多普勒频率。并且，该雷达成像装置由于将代码调制后的信号用作了发送信号，因此即使有来自其他的雷达系统等发出的电波的影响，也能够识别由该代码本身发出的信号。即，该雷达成像装置能够降低因其他的雷达系统的影响。这样，由多普勒频率接近的目标或其他的系统的干扰的影响而造成的DOA变得不稳定的可能性得到了大幅度地减少，因此该雷达成像装置能够以简单的构成以短的时间来检测物体的方向。并且，也可以是，所述方向估计部，将包含由所述多普勒频率检测部检测出的强度成为规定的第一阈值以上的多普勒频率成分的所述反射波的波达方向，估计为所述物体的方向。据此，该雷达成像装置能够估计物体的方向。具体而言，该雷达成像装置针对强度为规定的第一阈值以上的多普勒频率，利用接收天线间的相位差以及接收天线间的物体上的距离，能够知道物体的方向。并且，也可以是，距离估计部，将如下搜索范围的所述距离估计为从所述雷达成像装置到所述物体的距离，该搜索范围的被检测出的多普勒频率成分的强度成为所述规定的第一阈值以上，该强度是由所述多普勒频率检测部检测出的。据此，该雷达成像装置由于能够得到从雷达成像装置到物体的距离信息，因此能够进行详细的信息处理。具体而言，在接收天线接收的信号由延迟码产生部生成，且以相对于发送扩频码具有规定的延迟时间的延迟码来解扩。因此，只有在信号从发送天线被辐射出后由物体反射，在被传输到接收天线时的往返延迟时间，与延迟码的延迟时间一致的情况下，接受了与物体的视线方向速度相对应的多普勒频移的载波LO才被再生。据此，通过多普勒频率检测部，与视线移动速度相对应的多普勒频率被输出。但是，在往返延迟时间与延迟码的延迟时间不一致的情况下，频谱则成为被扩频成依存于发送扩频码的码速率的宽频的状态，因此该影响几乎不会波及到多普勒频率检测部的检测结果。因此，在某延迟时间中，多普勒频率检测部的某一方的多普勒频率成为规定的第一阈值以上的强度的情况下，能够判断为物体存在于在该延迟时间的一半的时间中电磁波所行进的距离中。并且，也可以是，所述方向估计部，进一步，根据由所述多普勒频率检测部检测出的强度成为所述规定的第一阈值以上的多普勒频率成分，来估计视线方向速度，该视线方向速度是从所述雷达成像装置看到所述物体时的速度。据此，该雷达成像装置由于能够估计物体的视线方向速度，因此能够进行物体的接近预测等高度的判断。 并且，也可以是，所述N个延迟码具有相对于所述发送扩频码的互不相同的延迟时间；所述延迟时间是比特时间的整数倍，所述比特时间是分配给所述发送扩频码中的I比特的时间。据此，在能够使延迟码产生部的构成简单化的同时，只要在具有在多普勒频率检测部能够识别物体所反射的反射波的强度的情况下，就能够进行所有的检测。并且，也可以是，所述延迟时间是所述比特时间的K倍到K+N-1倍中的某一个，K为整数；在所述扫描处理中，通过对所述延迟时间从所述比特时间的K倍到K+N-1倍依次增加所述比特时间，或者通过对所述延迟时间从所述比特时间的K+N-1倍到K倍依次减少所述比特时间，来产生所述N个延迟码。据此，能够进一步地使延迟码产生部的构成简单化，并且能够抑制多个搜索范围间的干扰。并且，也可以是，所述距离估计部，从相对于由所述多普勒频率检测部检测出的每一个多普勒频率成分的所述延迟时间的、该多普勒频率成分的强度的分布中，确定强度成为极大的峰值强度，通过利用被确定的峰值强度、峰值前强度、以及峰值后强度进行内插处理，从而将比与所述比特时间相对应的距离小的距离作为分辨率，来估计从所述雷达成像装置到所述物体的距离，所述峰值前强度是指，相对于比与被确定的峰值强度相对应的延迟时间缩短了所述比特时间的延迟时间的强度，所述峰值后强度是指，相对于比与被确定的峰值强度相对应的延迟时间延长了所述比特时间的延迟时间的强度。据此，该雷达成像装置针对抽出的物体，能够以比搜索范围的长度更精细的分辨率、高精确度地检测物体的方向。并且，最好是，在将所述载波的频率设为f0，将作为从所述雷达成像装置看到所述物体时的速度的视线方向速度的设想最大值设为vmax，将所述视线方向速度的能够检测的分辨率设为vres时，所述发送扩频码以及所述延迟码的码率CR满足CR < 2 X f0 X vres/vmaxo据此，该雷达成像装置在以比搜索范围的长度更精细的分辨率来检测物体的距离时，能够降低误差。并且，也可以是，所述雷达成像装置还包括控制部，该控制部对第一工作模式和第二工作模式进行控制，所述第一工作模式是指，所述延迟码产生部反复进行M次所述扫描处理，所述第二工作模式是指，使同一延迟码反复产生；所述控制部包括在所述第一工作模式中，判断由所述多普勒频率检测部检测出的强度成为规定的第二阈值以上的多普勒频率成分是否存在，在判断为成为所述规定的第二阈值以上的多普勒频率成分存在的情况下，切换为所述第二工作模式；在所述第二工作模式中，所述延迟码产生部，使与如下搜索范围相对应的所述延迟码反复产生，该搜索范围的被检测出的多普勒频率成分成为所述规定的第二阈值以上，所述存储部，不存储利用与该搜索范围相对应的所述延迟码而被解扩以及被检波的检波信号，所述多普勒频率检测部，通过对没有存储在所述存储部的检波信号，以比所述扫描期间短的周期进行采样以及频率分析，从而再次检测被检测出成为所述规定的第二阈值以上的多普勒频率成分的搜索范围中的该多普勒频率成分的相位以及强度。据此，该雷达成像装置针对观测对象，能够提高方向精确度和距离精确度。并且，最好是，在所述第二工作模式中，所述多普勒频率检测部为了进行所述频率分析而需要的所述检波信号的观测时间，与为了反复M次所述扫描期间而需要的时间相同。据此，由于能够使速度的分辨率相等，因此能够抑制速度分辨率的降低，所述的速度的分辩率包括针对所有的搜索范围的判断物体是否存在时的速度的分辨率，以及针对被检测出成为规定的第二阈值以上的多普勒频率成分的搜索范围的物体，进行高精确度地方向和距离的检测时的速度的分辨率。并且，最好是，所述规定的第二阈值是，所述强度被判断为在所述规定的第二阈值以上的搜索范围成为N-2个以下的值。据此，能够使如下的时间相等，这些时间是指通过存储部针对所有的搜索范围进行多普勒频率分析所需的时间、以及不通过存储部针对所有的搜索范围中的任意的搜索范围进行多普勒频率分析所需要的时间。因此，能够不通过存储部来进行多普勒频率的辨别处理，这与每当处理结束就变更延迟时间的设定的单纯的构成相比，能够缩短雷达成像装置整体的处理时间。并且，本发明不仅能够作为具备具有上述的特征的处理部的雷达成像装置来实现，而且能够作为将雷达成像装置中所包含的特征性的处理作为步骤的雷达成像方法来实现。并且，本发明能够作为使雷达成像装置内的信号处理器，执行上述的成像方法中所包含的特征性的步骤的程序来实现。而且，也可以作为记录了这些程序的计算机可读取的CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory :只读光盘存储器)等记录介质,或者作为示出这些程序的信息、数据或信号来实现。并且，这些程序、信息、数据以及信号也可以通过因特网等通信网络来分发。发明效果通过以上所述，根据本发明能够提供一种雷达成像装置，该雷达成像装置能够提高对移动中的目标的方向进行检测的功能。


图I是示出本发明的实施例I中的雷达装置的构成的方框图。
图2是示出本发明的实施例I中的雷达装置的发送部的详细构成的方框图。图3是示出本发明的实施例I中的雷达装置的接收部的详细构成的方框图。图4是用于说明由本发明的实施例I中的雷达装置的控制部对延迟时间进行控制的图。图5示出了本发明的实施例中的雷达装置的信号存储部的构成的图。图6A示出了在本发明的实施例I中的雷达装置的信号存储部存储复数基带信号的顺序。图6B示出了从本发明的实施例I中的雷达装置的信号存储部读出复数基带信号的状态。 图7示出了本发明的实施例I中的雷达装置的多普勒频率辨别部的构成以及输入输出信号的结构。图8示出了本发明的实施例I中的雷达装置的物体检测部的输出信号的结构。图9是示出本发明的实施例I中的雷达装置的工作的流程图。图10是示出本发明的实施例I中的、图9的基带信号的写入处理的详细工作的流程图。图IlA示出了本发明的实施例I中的雷达装置的多普勒频率辨别部的特定的多普勒频率成分的输出信号强度。图IlB示出了本发明的实施例I中的相邻的距离门的信号强度的比与距离偏差值之间的关系。图12示出了本发明的实施例2中的雷达装置的控制部和信号处理部的构成。图13是示出本发明的实施例2中的雷达装置的工作的流程图。图14是示出本发明的实施例2中的雷达装置的第一工作模式的具体工作的流程图。图15是示出本发明的实施例2中的雷达装置的第二工作模式的具体工作的流程图。图16是示出以往的雷达装置的构成的方框图。
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的各个实施例进行说明。(实施例I)图I是示出实施例I所涉及的雷达装置100的构成的方框图。另外，图I中还示出了作为雷达装置100进行检测的对象的目标(对象物)200a以及200b。雷达装置100是本发明的雷达成像装置，具有检测目标200a以及200b的视线方向速度和方向的功能，以及利用扩频码(spreading code)来测量到目标200a和200b的距离的功能。具体而言，雷达装置100包括振荡器101、分配器102a和102b、扩频码产生部103a、延迟码产生部103b、发送部104、发送天线105、接收天线106a和106b、接收部107a和107b、信号处理部108、模拟一数字转换器109a、109b、109c和109d、以及控制部110。并且，对于目标200a和200b，在没有特殊需要区别的情况下，记作目标200。并且，将雷达装置100视为静止。以下对各个构成进行详细说明。(振荡器101)振荡器101生成频率为f0的局部振荡信号(称为载波)LO0载波LO的频率f0例如可以使用60GHz的频带。并且，振荡器101的构成即使是直接生成载波LO的频率f0，也可以是通过对在外部生成的信号进行倍频来生成所希望的频率f0的载波L0。(分配器102a 和 102b)分配器102a和102b通过分配输入信号，从而输出具有与输入信号相同的频率的两个信号。具体而言，分配器102a通过分配在振荡器101生成的载波L0，从而生成与载波LO具有相同频率f0的两个信号,该两个信号的一方被输出到发送部104,另一方输出到分配器102b。并且,分配器102b通过分配从分配器102a输入的信号,从而生成与该输入信号具有相同的频率的两个信号，也就是说生成具有与载波LO相同的频率f0的两个信号，该两个信号的一方被输出到接收部107a，另一方被输出到接收部107b。S卩，分配器102a和102b 将在振荡器101生成的频率f0的载波L0，输出到发送部104、接收部107a和107b。(扩频码产生部103a以及延迟码产生部103b)扩频码产生部103a产生在扩谱中使用的扩频码。扩频码例如是位速率为250Mbps的M序列码的扩频码(以下称为Ml)。并且，由扩频码产生部103a产生的扩频码Ml相当于本发明的发送扩频码。具体而言，扩频码产生部103a例如是数字电路，例如可以依次取出被存放在设置在扩频码产生部103a的外部的存储装置(图中未示出)的扩频码，或者可以根据被存储在扩频码产生部103a的内部或外部的规则(例如一定的格式)来依次生成扩频码。扩频码产生部103a将产生的扩频码输出到发送部104。延迟码产生部103b针对扩频码Ml产生具有延迟时间的延迟码(以下称为M2)。具体而言，延迟码产生部103b在M个扫描期间中，反复进行距离扫描工作(也称为扫描处理)，该距离扫描工作是指，在用于扫描与雷达装置100的距离不同的N个距离门的扫描期间中，依次产生N个延迟码M2，该N个延迟码M2与N个距离门到雷达装置100的距离相对应，且与发送代码Ml的代码相同，N为2以上的整数，M为2以上的整数。更具体而言，延迟码产生部103b产生延迟码M2，该延迟码M2是针对扩频码Ml延迟了延迟时间C2的代码，该延迟时间C2是由控制部110指示的时间。并且，控制部110将延迟时间Cl指示给扩频码产生部103a。该延迟时间Cl例如为零。在此，延迟时间C2是延迟码M2的时间波形落后于扩频码Ml的时间波形的时间，在延迟时间C2为零的情况下，扩频码Ml的时间波形与延迟码M2的时间波形相同，在延迟时间C2不为零的情况下，延迟码M2的时间波形则成为比扩频码Ml的时间波形落后了延迟时间C2的波形。具体而言，延迟码产生部103b例如是数字电路。该延迟码产生部103b按照控制部110的指示，参考扩频码产生部103a，通过以使被存放在被设置在扩频码产生部103a的外部的存储装置的代码相对于扩频码Ml延迟的状态，来依次取出该代码，从而产生延迟码M2。或者，延迟码产生部103b根据与用于产生扩频码Ml的一定格式相同的格式，通过以相对于扩频码Ml延迟了的状态来产生与扩频码Ml相同的代码，从而依次生成延迟码M2。(发送部104)
发送部104利用在扩频码产生部103a产生的扩频码M1，通过对局部振荡信号LO(载波)进行扩频，从而生成发送信号(以下称为RF OUT)。例如，发送部104作为图2所示的构成而被实现，其包括对载波LO与扩频码Ml进行乘法运算的扩频混频器141 ;以及通过对在扩频混频器141被扩频的载波LO进行放大，来生成发送信号RF OUT的放大器142。放大器142例如为了将从雷达装置100辐射来的电波设定为由法律所规定的适当的电平，而将在扩频混频器141被扩频的载波LO放大到该适当的电平。(发送天线105)在图I中，发送天线105将在发送部104被生成的发送信号RF OUT作为辐射波(以下称为rad_w)来进行辐射。从发送天线105辐射来的辐射波rad_w在目标200被反射，作为反射波(以下称为ref_w)由接收天线106a和106b来接收。(接收天线106a 和 106b) 接收天线106a和106b将接收的反射波ref_w作为输入信号(以下称为RF IN)，输出到对应的接收部107a和107b。换而言之，在接收天线106a接收的反射波ref_w，作为输入信号RF IN被输入到接收部107a。并且，在接收天线106b接收的反射波ref_w，作为输入信号RF IN被输入到接收部107b。(接收部107a 和 107b)接收部107a利用在延迟码产生部103b产生的延迟码M2，对在接收天线106a接收的反射波ref_w进行解扩。并且，接收部107a通过利用载波LO来对解扩后的反射波ref_w进行正交解调(也称为正交检波)，从而生成同相信号(Ia)以及正交信号(Qa)。该同相信号(Ia)是在接收部107a被解扩的反射波ref_w的、与和载波LO具有同相的相位成分相对应的信号。并且，正交信号(Qa)是在接收部107a被解扩的反射波ref_w的、与和载波LO正交的相位成分相对应的信号。这些同相信号(Ia)和正交信号(Qa)构成第一复数基带信号BBa,该第一复数基带信号BBa与在接收天线106a被接收的反射波ref_w的强度以及相位相对应。接收部107b利用在延迟码产生部103b产生的延迟码M2，对在接收天线106b接收的反射波ref_w进行解扩。并且，接收部107b通过利用载波LO对解扩后的反射波ref_w进行正交解调，从而生成同相信号(Ib)以及正交信号(Qb)。该同相信号(Ib)是在接收部107b被解扩的反射波ref_w的、与和载波LO同相的相位成分相对应的信号。并且，正交信号(Qb)是在接收部107b被解扩的反射波ref_w的、与和载波LO正交的相位成分相对应的信号。这些同相信号(Ib)和正交信号(Qb)构成第二复数基带信号BBb，该第二复数基带信号BBb与在接收天线106b接收的反射波ref_w的强度和相位相对应。并且，接收部107b具有与接收部107a相同的构成。在此，将接收部107a和接收部107b的构成作为接收部107，利用图3来进行说明。并且，与图3所示的接收部107相对应而被设置的接收天线106a和106b，在没有必要进行特殊区别的情况下，也有被记载为接收天线106的情况。并且，也有将同相信号(Ia)和同相信号(Ib)记载为同相信号(I)，将正交信号(Qa)和正交信号(Qb)记载为正交信号(Q),将第一复数基带信号BBa和第二复数基带信号BBb记载为复数基带信号BB的情况。并且，也有单纯地记载为基带信号的情况。
接收部107如图3所示，包括接收放大器175、解扩混频器171、分配器172a和172b、解调混频器173a和173b、以及移相器174。接收放大器175是用于对由接收天线106所接收的信号进行放大的放大器。即，接收放大器175对输入信号RF IN进行放大。接收放大器175是对微弱的接收信号(与输入信号RF IN同义)进行放大的放大器，并且最好是放大器本身是被精心设计成能够使新附加的噪声最小化的低噪声放大器。接收放大器175在其输出部一边将针对新被附加的噪声的输入信号的强度比保持为最大，一边对接收信号的强度进行放大，据此能够将在后级的电路中产生的噪声的影响抑制为最小。解扩混频器171相当于本发明的解扩部，利用针对扩频码Ml被延迟了的延迟码M2，来对在接收天线106a或接收电线106b被接收的反射波ref_w进行解扩。具体而言，对由接收放大器175被放大了的输入信号RF IN进行解扩。该解扩后的信号被称为“被解扩波”。在从福射波rad_w由发送天线105被福射,到该福射波rad_w由目标200反射并 由接收天线106接收为止的时间，与延迟码M2相对于扩频码Ml的延迟时间一致的情况下，在解扩混频器171的输出信号中，窄频带的被解扩波被再生。此时被输出的被解扩波的频率是，被提供到发送部104的载波LO的频率f0接受了因目标200的视线方向速度而产生的多普勒频移的频率。分配器172a与分配器102a和102b同样,分配被输入的信号，并输出与被输入的信号具有相同频率的信号。具体而言，分配器172a分配由解扩混频器171生成的被解扩波，将分配的一方的被解扩波输出到解调混频器173a，将分配的另一方的被解扩波输出到解调混频器173b。同样，分配器172b分配被输入的载波L0，将分配的一方的载波LO输出到解调混频器173a,将分配的另一方的载波LO输出到移相器174。移相器174将被输入的载波LO的相位偏移90°后输出。即，被输入到解调混频器173a的载波LO的相位与被输入到解调混频器173b的载波LO的相位相差90°。解调混频器173a和173b相当于本发明的检波部，是利用载波LO对在分配器172a被分配的被解扩波进行正交解调，来生成由同相信号(I)和正交信号(Q)构成的复数基带信号BB的正交解调器。具体而言，解调混频器173a通过利用载波LO对由分配器172a分配的被解扩波进行解调，从而生成同相信号(I)。并且，解调混频器173b通过利用由移相器174将相位偏移90°后的载波L0，来对由分配器172a分配的被解扩波，从而生成正交信号(Q)。据此，复数基带信号BB的频率具有，接收部107的输入信号RF IN的频率与载波LO的频率f0之间的差的频率。即，被输入到接收天线106的反射波ref_w由接收部107转换为基带信号BB，该反射波ref_w具有与相对于扩频码Ml的延迟码M2的延迟时间一致的往返延迟时间，所述基带信号BB是具有由生成了该反射波ref_w的目标200的视线方向速度所决定的多普勒频率的低频信号。据此，被输入到接收天线106的、具有与延迟码M2的延迟时间不一致的往返延迟时间的反射波ref_w,由接收部107转换为被扩频成中心频率为零的宽频的信号。该被扩频成中心频率为零的宽频的信号几乎不会对通常会产生的多普勒频率范围的低频信号成分产生影响。这样，雷达装置100只要仅对通常会产生的多普勒频率范围的信号成分进行处理，就能够在针对扩频码Ml以延迟码M2的延迟时间规定的距离的前后，有选择性地仅检测从位于特定的距离范围(以下称为距离门)的目标200反射的反射波ref_w，所述特定的距离范围具有以Ml以及M2的码速率规定的长度。具体而言，载波的频率是f0=60GHz，对象物的视线方向速度若最大为vmax=200km/h,利用光速c,多普勒频率的最大值fdmax则成为fdmax=2XvmaxXfO/c=22. 2kHz。并且，扩频码Ml的码速率CR与距离门的长度RG的关系是RG=c/(CRX2)。即，CR=250Mbps 时 RG=60cm。因此，雷达装置100在将某延迟时间设定为针对扩频码Ml的延迟码M2的延迟时间的情况下，能够有选择地仅检测存在于与该延迟时间相对应的距离的前后60cm的区间内的距离门。例如，在将延迟时间作为12ns的情况下，则与延迟时间12ns对应的距离成为ISOcm0并且，雷达装置100能够有选择地检测存在于离雷达装置100的距离为120cm以上且240cm以下的区间的目标200。
更具体而言，目标200的检测范围依存于扩频码Ml的自相关特性。例如，扩频码Ml为M序列码的情况下，直到包含与延迟时间对应的距离的距离门所相邻的距离门为止，都会有目标的影响。不过，能够与位于其他的距离门的目标区别开，有选择地进行检测。在接收部107a生成的第一复数基带信号BBa是，因检测范围内的目标200而多普勒频率的一个以上的频率成分fk (k为I以上的整数)重叠后的信号，所述检测范围与针对扩频码Ml的延迟码M2的延迟时间相对应。各个频率成分fk具有相位0 k和振幅Ak。因此，第一复数基带信号BBa不会受到因在检测范围以外的目标产生的多普勒频率的影响，所述检测范围与针对扩频码Ml的M2的延迟时间相对应。并且，振幅Ak相当于强度，意味着振幅Ak越大强度就越闻。(控制部110)控制部110针对在扩频码产生部103a产生的扩频码M1，以预先决定的顺序来设定在延迟码产生部103b产生的延迟码M2的延迟时间。该控制部110决定与各个距离门相对应的延迟时间，将该延迟时间指示给延迟码产生部103b。据此，第一复数基带信号BBa与第二复数基带信号BBb成为来自位于该距离门的目标的反射信号。控制部110通过针对扩频码Ml依次设定延迟码M2的延迟时间，从而能够网罗所有的目标检测范围，因此能够扫描距离门的中心位置(以下称为距离扫描工作)。并且，控制部110通过反复进行距离扫描工作，从而能够针对所有的距离门进行延迟时间的控制，以便获得反射波ref_w的时间序列波形。图4是用于说明控制部110进行延迟时间控制的图。并且，作为一个例子，将距离门的长度设为0. 6m，将检测范围设为0. 6XN[m]。在这种情况下，在扩频码产生部103a产生的扩频码Ml具有能够设定比N大的值的比特长L，扩频码产生部103a反复产生扩频码Ml。对于扩频码Ml的比特长L，通过将该L设定为大的值，从而距离门以外的信号泄漏到距离门内的比率就能够降低，由于这样会导致计测时间增长，因此只要考虑到这一点来决定即可。并且，控制部110为了网罗所有的目标的检测范围，因而控制针对扩频码Ml的延迟码M2的延迟时间，以使延迟码M2相对于扩频码Ml以0 N-I码片的升序来偏移。并且，控制部110在将延迟时间设定成延迟码M2相对于扩频码Ml以0 N-I码片的升序来偏移之后，再次设定延迟时间，以使延迟码M2的偏移为O码片。如以上所述，针对扩频码Ml的延迟码M2的延迟时间与该延迟时间所对应的离雷达装置100的距离相对应。因此，控制部110通过进行使由延迟码产生部103b产生的延迟码M2的延迟时间依次偏移的设定，从而雷达装置100能够检测与雷达装置100相距不同距离的N个距离门的每一个中的目标。S卩，在针对扩频码Ml的延迟码M2的偏移为0码片的情况下，能够检测第一个距离门的目标，在针对扩频码Ml的延迟码M2的偏移为i-1码片的情况下(I ( i ( N)，能够检测第i个目标。这样，将使针对扩频码Ml的延迟码M2从0 N-I码片依次移动的工作称为距离扫描工作(也称为扫描处理),将进行一次扫描工作所需要的时间称为扫描期间。控制部110利用M扫描期间来反复进行上述的距离扫描工作。并且，以后也有将第i个距离门记载为距离门编号i、将第j次距离扫描工作记载为距离扫描编号j的情况。根据以上这样的由控制部110进行的延迟时间的控制，而在延迟码产生部103b产 生的延迟码M2是与扩频码Ml相同的代码，并且是具有针对扩频码Ml彼此互不相同的延迟时间的N个代码。具体而言，N个延迟码M2如图4所示，是将扩频码Ml依次偏移I位扩频码Ml后的代码。换而言之，延迟码M2是针对扩频码Ml依次偏移规定时间后的代码。该规定的时间是比特时间，是给予扩频码Ml的I比特的时间。例如，在扩频码Ml的码速率CR为250Mbps (也有叫做cps的情况)的情况下，该规定的时间为4ns。S卩，N个延迟码M2是将扩频码Ml以4ns为单位来偏移后的代码。并且，与距离门的雷达装置100相距的距离是，从雷达装置100到距离门中所包含的某一点的距离，最好是到该距离门的中点的距离。例如，在距离门的长度为0. 6m的情况下，第3个距离门的与雷达装置100相距的距离最好是，第3个距离门中与雷达装置100相距最近的I. 5m、与第3个距离门的与雷达装置100相距最近的2. Im的中点，即为I. Sm。(信号处理部108)信号处理部108例如是DPS (Digital Signal Processor :数字信号处理)。该信号处理部108对第一复数基带信号BBa和第二复数基带信号BBb进行信号处理，所述第一复数基带信号BBa由在接收部107a生成的同相信号(Ia)以及正交信号(Qa)构成，所述第二复数基带信号BBb由在接收部107b生成的同相信号(Ib)以及正交信号(Qb)构成。并且，信号处理部108包括信号存储部181a和181b、多普勒频率辨别部182a和182b、波达方向计算部183、物体检测部184、以及存储控制部185。信号存储部181a将第一复数基带信号BBa的时间序列波形与距离门编号相关联后存储，所述第一复数基带信号BBa由在接收部107a生成的同相信号(Ia)和正交信号(Qa)构成，所述距离门编号是控制部110依次设定的、为了识别各个距离门而被赋予的编号。信号存储部181b将第二复数基带信号BBb的时间序列波形与距离门编号相关联后存储，所述第二复数基带信号BBb由在接收部107b生成的同相信号(Ib)和正交信号(Qb)构成。另外，信号存储部181b具有与信号存储部181a相同的构成。并且，信号存储部181a和信号存储部181b相当于本发明的存储部。利用图5，将信号存储部181a和181b的构成作为信号存储部181来进行说明。信号存储部181的构成为，能够按照每个与控制部110所设定的延迟时间相对应的距离门，在每次距离扫描时存储复数基带信号BB，复数基带信号BB由同相信号(I)和正交信号(Q)构成。具体而言，信号存储部181作为存放(NXM)要素的二维阵列的存储电路而被构成，该(NXM)要素是N个距离门编号和M个距离扫描编号的组合。并且，各个要素中能够存储同相信号(I)和正交信号(Q)。即，信号存储部181使同相信号(I)和正交信号(Q)、与延迟码产生部103b中的延迟时间所对应的距离门以及距离扫描对应起来进行保持。换而言之，信号存储部181使分别在接收部107a以及接收部107b生成的复数基带信号BB，与延迟码产生部103b中的延迟时间和距离扫描编号对应起来存储。通过存储控制部185，复数基带信号BB向信号存储部181的写入以及读出被控制，所述复数基带信号BB由同相信号(I)和正交信号(Q)构成。图6A示出了在信号存储部181存储了复数基带信号的状态。S卩，图6A示出了根据存储控制部185，从接收部107输出的复数基带信号的写入的状态。在图6A中，横轴示出了距离门编号(1、2、3…N),纵轴不出了扫描编号(1、2、3…M)。并且,扫描编号与距离扫描编号同义。并且，以后将第i个(I彡i彡N)的距离门且第j个(I彡j彡M)的距离扫描中 的复数基带信号记载为Rij。存储控制部185每当控制部110切换距离门时，将复数基带信号BB(同相信号(I)以及正交信号(Q))存储到，与切换后的距离门编号以及距离扫描编号对应的、信号存储部181的存储位置中。并且，与距离门编号以及距离扫描编号对应的存储位置可以是预先决定的，也可以是动态分配的。并且，存储控制部185在每当一次的距离扫描结束时，就将距离扫描编号前进一个，从而依次变更存储位置。换而言之，在将与第j个距离扫描编号的N个距离门编号对应的N要素的同相信号(I)以及正交信号(Q)写入到信号存储部181之后，将第j+1个距离扫描编号的同相信号(I)以及正交信号(Q)写入到信号存储部181。这样，信号存储部181对于所有的距离门，存储时间序列的复数基带信号BB，该时间系列的复数基带信号BB由时间系列的同相信号(I)以及正交信号(Q)构成。在信号存储部181的所有的存储位置全都存储了基带信号BB的情况下，存储控制部185对与目前的距离门编号以及距离扫描编号相对应的存储位置上存储的旧的基带信号BB进行覆盖。据此，能够时常保持存储在距离扫描方向上连续的、即时间序列上连续的最新的基带信号BB的状态。此时，由于在后述的多普勒频率辨别部182a以及182b的处理中的分界，示出了相当于信号存储部181的哪个距离扫描编号，因此作为时间序列上的不连续的点最好是设定存储最新的距离扫描编号的位置(图中未示出)。图6B示出了信号存储部181中所存储的复数基带信号被读出的状态。即示出了由存储控制部185进行的复数基带信号的读出状态。存储控制部185从信号存储部181，依次读出同一距离门且彼此不同的距离扫描所对应的M个基带信号BB。并且，存储控制部185在(NXM)要素全部被存储之后，也可以读出与同一距离门编号且互不相同的距离扫描编号相对应地被存储的M个基带信号，并且还可以在与某距离门编号的第M个距离扫描编号相对应的基带信号被存储的时刻，读出与该距离门编号相对应的M个基带信号。这样，存储控制部185将与延迟码产生部103b所产生的N个延迟码相对应的、到与雷达装置100相距的距离彼此互不相同的N个距离门的距离以及基带信号Rlj RNj，以M次距离扫描反复写入到信号存储部181，所述基带信号Rlj RNj是与同一距离扫描相对应的N个基带信号BB。并且，存储控制部185将基带信号Ril RiM的组从信号存储部181中依次读出，所述基带信号Ril RiM是距离门相同且与互不相同的距离扫描相对应的基带信号。这样，由存储控制部185读出的、距离门相同且互不相同的距离扫描所对应的M个基带信号Ril RiM，由多普勒频率辨别部182a以及182b被频率分析。并且，在图I中，雷达装置100具备与接收部107a相对应而被设置的信号存储部181a、以及与接收部107b相对应而被设置的信号存储部181b。但是，雷达装置100具有一个存储装置，该存储装置的不同区域也可以用作与接收部107a相对应的信号存储部181a以及与接收部107b相对应的信号存储部181b。在图I中，多普勒频率分辩部182a以及182b以频率成分为单位对复数基带信号 进行辨别，并以多普勒频率成分为单位来输出接收信号的相位和强度。多普勒频率辨别部182a以及182b分别相当于本发明的多普勒频率检测部，通过对由存储控制部185读出的距离门编号相同的M个基带信号Ril RiM进行频率分析，从而分别与接收部107a的检波部以及接收部107b相对应地检测多普勒频率成分以及与该多普勒频率成分相对应的相位和强度，所述多普勒频率成分是各个距离门中的反射波ref_w的频率与载波LO的频率f0之差的频率成分。利用图7对多普勒频率辨别部182a以及182b、以及他们的输入输出信号的结构进行说明。并且，多普勒频率辨别部182a和多普勒频率辨别部182b由于具有同样的构成，因此在此作为多普勒频率辨别部182来进行说明。多普勒频率辨别部182a以及182b的输入信号是，对应的信号存储部181中所存储的复数基带信号BB (复数基带信号RijX多普勒频率辨别部182的内部由按每个距离门而独立的快速傅立叶变换器(Fast FourierTransform FFT )构成。利用以上的构成，通过将接收信号暂时存储到信号存储部181，从而针对为了在多普勒频率辨别部得到所需的频率分辨率而需要的时间序列信号的时间长度，能够将距离扫描工作填入到该时间内。因此，在该构成中能够不使用信号存储部，而使接收部与多普勒频率辨别部直接连接，等待多普勒频率辨别处理的执行完毕，这与依次对距离门进行切换的情况相比，能够缩短整体的处理时间。具体而言，视线方向速度V与多普勒频率fd的关系是fd=2Xv/X。由于波长入为c/f0(c为光速，f0为载波LO的频率)，因此为了得到目标的视线方向速度的速度分辨率0. lm/s,因而多普勒频率分辨率fres需要为40Hz。因此，各个距离门的观测时间T必须是T=l/fres=25ms。换而言之，从在第一次的距离扫描中对第i个距离门的基带信号Ril进行采样的时间，到在第M次的距离扫描中对第i个距离本的基带信号RiM进行采样的时间为止，需要25ms。例如，将观测距离范围(雷达装置100的检测范围)作为0到20m，距离门的长度为0.6m的情况下，距离门的数量成为34。因此，不使用存储控制部185，为了满足上述的多普勒频率分辨率fres而需要以每个距离门的观测时间T，来对基带信号RiM进行采样的情况下，所有的距离门的观测时间则需要成为TX 34=850ms。对此，在本实施例中，通过存储控制不185，能够在第j次的距离扫描中对第i个距离门的基带信号Rij进行采样后，在直到对第j+1个距离扫描中的第i个距离门的基带信号Rij+1进行采样为止的期间中，对第i个距离门以外的基带信号进行采样。即，由于在针对一个距离门所要求的观测时间25ms之间，能够对不同的距离门的基带信号进行采样，因此所有的距离门的观测时间也成为25ms，从而能够使观测时间缩短相当于距离门数量的部分。也就是说，能够使多普勒频率辨别部182a以及多普勒频率辨别部182b的信号处理速度成为34倍的高速。另外，多普勒频率辨别部182a以及182b可以利用快速傅立叶变换以外的算法，也可以根据复数基带信号的时间系列波形来算出强度和相位的频谱。例如，多普勒频率辨别部182a以及182b也可以利用离散余弦变换或小波变换等算法。这样，多普勒频率辨别部182，通过对由存储控制部185读出的距离门编号相同的M个基带信号Ril RiM进行频率分析，从而能够将多普勒频率成分以及与该多普勒频率成分相对应的相位和强度，与接收部107a的检波部以及接收部107b相对应地进行检测，所述多普勒频率成分是各个距离门中的反射波ref_w的频率与载波LO的频率f0之差的频率成 分。由多普勒频率辨别部182进行频率分析而求出的多普勒频率成分，被包含在P个频带中。将该P个频带由多普勒频率编号I P来指定。即，来自多普勒频率辨别部182的输出信号是，与距离门编号以及多普勒频率编号建立了关联的强度信号和相位信号。再次参照图I。物体检测部184相当于本发明的距离估计部，将与在多普勒频率辨别部182a以及182b检测出的强度成为规定的阈值以上的多普勒频率成分被检测出的距离门与雷达装置100相距的距离，估计为从雷达装置100到目标200的距离。S卩，物体检测部184利用在多普勒频率辨别部182a以及182b的强度信号输出，判断在某个多普勒频率强度信号输出中具有一定强度以上的输出的距离门中存在目标，算出该距离门的该多普勒频率中的信号强度。据此，由于能够得到从雷达装置100到目标的距离信息，因此能够进行详细的信息处理。具体而言，在接收天线106a以及106b接收的反射波ref_w由延迟码M2解扩,该延迟码M2由延迟码产生部103b生成，且相对于发送代码Ml具有规定的延迟时间。因此，只有在信号从发送天线105被辐射出后由目标反射，在被传输到接收天线106a以及106b时的往返延迟时间，与延迟码M2的延迟时间一致的情况下，接受了与目标的视线方向速度相对应的多普勒频移的载波LO才被再生。据此，通过多普勒频率辨别部182a以及182b，与视线移动速度相对应的多普勒频率被输出。但是，在往返延迟时间与延迟码M2的延迟时间不一致的情况下，频谱则成为被扩频成依存于发送代码Ml的码速率的宽频的状态，因此该影响几乎不会波及到多普勒频率辨别部182a以及182b的检测结果。因此，在某延迟时间中，多普勒频率辨别部182a以及182b的某一方的多普勒频率成为规定的阈值以上的强度的情况下，能够判断为目标存在于在该延迟时间的一半的时间中电磁波所行进的距离中。作为判断目标存在的方法之一可以是，物体检测部184针对从多普勒频率辨别部182输出的强度信号以及从多普勒频率辨别部182b输出的强度信号，在这些信号的彼此相同的多普勒频率编号中，在强度a和强度b双方为一定强度以上的情况下，判断为目标存在，所述强度a是多普勒频率辨别部182a的强度信号，所述强度b是多普勒频率辨别部182b的强度信号。根据该方法，虽然能够减少错误的存在判断的概率，但是目标的检测率也会减少。并且，判断目标的存在的方法的其他的一个例子是，物体检测部184在强度a和强度b的某一方在一定强度以上的情况下，判断为存在目标。根据该方法，虽然能够提高目标的检测概率，但是错误的存在判断的概率也会增高。因此，对于判断目标的存在的方法，可以按照用途来利用上述的某个方法。另外，并非受上述的例子所限，也可以采用依存于强度a和强度b的其他的方法。例如，作为用于目标的存在判断的强度，物体检测部184可以利用强度a和强度b的平均值，也可以将两者中强度大的一方作为代表值，还可以将强度小的一方作为代表值。并且，物体检测部184可以按照用途来利用这些方法中的某个方法。另外，也可以采用依存于强度a和强度b的其他的计算方法。并且，也可以考虑离与关注的延迟时间相对应的距离门相隔一定距离的范围内存在的距离门中的强度a和强度b的值，来进行与关注的延迟时间相对应的距离门中的物体的存在判断。像这样的判断方法有用于，将路面反射等一定的距离范围内连续存在的物体作为背景，来进行人物或车辆等的检测中。
并且，物体检测部184将示出存在目标的距离门的信号和示出多普勒频率的信号，输出给波达方向计算部183。并且，物体检测部184将在波达方向计算部183算出的目标的各个方向，与各个目标的多普勒频率和距离门相关联后存储。波达方向计算部183相当于本发明的方向估计部,将反射波ref_w的波达方向估计为目标的方向，该反射波ref_w包含在多普勒频率辨别部182a以及182b被检测出的、强度在规定的阈值以上的多普勒频率成分。即，在物体检测部184判断为目标存在的距离门以及多普勒频率中，波达方向计算部183根据在多普勒频率辨别部182a检测出的相位与在多普勒频率辨别部182b检测出的相位的差，估计具有该距离门的该多普勒频率的反射波ref_w的波达方向(direction-of-arrival),将估计结果输出给物体检测部184。具体而言，对于强度成为规定的阈值以上的多普勒频率而言，能够利用接收天线106a与接收天线106b之间的相位差、以及接收天线106a与接收天线106b之间的物理上的距离，而得知目标的方向。图8是用于说明通过以上的处理而得到的结果的信号结构。具体而言，图8示出了被保持在物体检测部184中的、由强度信号和波达方向(direction-of-arrival)构成的作为数据的信号，所述强度信号是由多普勒频率辨别部182a以及182b检测出的，所述波达方向是由波达方向计算部183估计的。如该图所示，在物体检测部184中保持有与距离门编号和多普勒频率编号相对应的强度信号以及波达方向。此时，在没有判断为物体存在的距离门与多普勒频率的组合中，波达方向没有被计算因此没有意义。并且，物体检测部184也可以将图8所示的数据输出到雷达装置100的外部。并且，雷达装置100通过将成为对象物的存在判断基准的信号强度(阈值)设定为零，从而可以计算与所有的距离门和多普勒频率相对应的强度信号和波达方向。作为在这种情况下的输出信号的使用目的，例如通过进行统计的处理，从而对于进行目标的存在判断非常困难的微弱的反射信号ref_w，能够考虑到进行目标的存在判断或进行方向的决定。接着，对以上这种构成的雷达装置100的工作进行说明。图9是示出雷达装置100的工作的流程图。
首先，存储控制部185依次将在相同扫描期间的N个基带信号写入到信号存储部181a以及181b (步骤S101)。即，相同的距离扫描编号且距离门编号不同的N个基带信号Rlj RNj被依次写入到信号存储部181a以及181b。图10是示出图9的步骤S 101的详细工作的流程图。扩频码产生部103a在由控制部110指示的定时来产生扩频码Ml (步骤S201)。延迟码产生部103b在由控制部110指示的延迟时间产生延迟码M2。具体而言，延迟码产生部103b产生与最初的距离门(例如第一个距离门)相对应的延迟码Ml (步骤S202)。之后，利用由扩频码产生部103a产生的扩频码M1，发送部104对载波LO进行解扩，从而生成发送信号RF OUT。发送天线105将在发送部104生成的发送信号RF OUT作为 福射波rad_w来福射(步骤S203)。接着，接收天线106a以及106b接收在目标200反射的反射波ref_w(步骤S204)。并且，接收的反射波ref_w由接收部107a以及107b被解扩并被正交解调，作为基带信号Rij被输出到信号处理部108。存储控制部185将从接收部107a以及107b输出的基带信号Ri j写入到信号存储部181a以及181b (步骤S205)。具体而言，存储控制部185将从接收部107a输出的基带信号Rij与距离门编号和距离扫描编号相对应，写入到信号存储部181a，将从接收部107b输出的基带信号Rij与距离门编号和距离扫描编号相对应，写入到信号存储部181b。接着，存储控制部185判断所有的距离门的基带信号Rlj RNj的写入是否全都结束(步骤S206)。在写入没有结束的情况下(步骤S206的“否”)，延迟码产生部103b产生下一个距离门的延迟码M2 (步骤S207)，返回步骤S203。另外，在所有的距离门的基带信号Rij的写入全都结束的情况下(步骤S206的“是”)，结束基带信号的写入处理。再次参照图9进行说明。存储控制部185判断向信号存储部181a以及181b的基带信号的写入是否在所有的扫描期间结束(步骤S102)。S卩，存储控制部185判断第M次的距离扫描是否结束。在没有结束的情况下(步骤S102的“否”)，返回基带信号的写入处理(步骤 S101)。另外，在基带信号的写入在所有的扫描期间全都结束的情况下(步骤S102的“是”)，存储控制部185依次读出距离门相同且扫描期间互不相同的M个基带信号Ril RiM (步骤 S103)。多普勒频率辨别部182a以及多普勒频率辨别部182b，将由存储控制部185从信号存储部181a以及181b读出的M个基带信号Rij RiM，按照每个距离门来进行频率分析。即，多普勒频率辨别部182a以及多普勒频率辨别部182b对多普勒频率进行辨别(步骤S104)。之后,波达方向计算部183估计反射波ref_w的波达方向(步骤S105)。如以上所述，本发明所涉及的雷达装置100具备发送部104，通过利用扩频码Ml对载波LO进行扩频，从而生成发送信号RF OUT ;发送天线105，将发送信号RF OUT作为辐射波rad_w来福射；接收天线106a以及接收天线106b,接收放射波rad_w由物体200反射后的反射波ref_w ;延迟码产生部103b，利用M个距离扫描期间反复进行距离扫描，该距离扫描是指，在用于扫描与雷达装置100相距的距离不同的N个距离门的扫描期间中，依次产生与与扩频码Ml为同一代码且与雷达装置100相距的距离不同的N个延迟码M2 ;多个解扩混频器171，分别与接收天线106a以及接收天线106b相对应，各个解扩混频器依次利用N个延迟码，对由所对应的接收天线接收的反射波ref_w进行解扩；多个检波部，分别与多个解扩混频器171相对应，各个检波部通过利用载波LO，对由所对应的解扩混频器171进行了解扩的反射波ref_w进行正交检波,从而生成与由对应的接收天线接收的反射波ref_w相应的基带信号Ri j，i为I到N的整数，j为I到M的整数；信号存储部181a以及信号存储部181b，与在延迟码产生部103b中的延迟时间以及距离扫描期间相对应地，存储在多个所述检波部的每一个生成的基带信号Rij ;存储控制部185，使与延迟码产生部103b中的N个延迟码M2相对应的互不相同的距离、以及与一个扫描期间相对应的N个基带信号Rlj RNj，在M个距离扫描中被反复写入到信号存储部181a以及信号存储部181b，将与雷达装置100相距相同的距离且与互不相同的距离扫描相对应的M个基带信号Ril RiM的组，从信号存储部181a以及信号存储部181b依次读出；多普勒频率辨别部182a以及多普勒频率辨别部182b，通过对由存储控制部185读出的距离相同的M个基带信号Ril RiM进行频率分析，从而与多个检波部的每一个相对应地，对多普勒频率成分和与该多普勒频率成分相对应的相位以及强度进行检测，所述多普勒频率成分是，各个距离门中的反射波ref_w 与载波LO之间的差的频率成分；以及波达方向计算部183，从被检测出的分别与多个检波部的每一个相对应的相位中算出多个所述检波部之间的相位差，并根据算出的相位差检测各个距离门中的反射波ref_w的波达方向，据此来估计目标200的方向。据此，作为多次的延迟时间的距离扫描结果的基带信号Rij，被存储到信号存储部181a以及181b。并且，雷达装置100针对延迟时间相同的基带信号Ril RiM，按照各个距离门进行多普勒频率辨别处理。因此，由于能够不通过信号存储部181a以及181b就能够对基带信号Rij RiM执行多普勒频率辨别处理，因此与每当多普勒辨别处理结束时就变更延迟时间的设定这一构成相比，雷达装置100能够缩短用于检测检测范围中的对象所需要的时间。因此，雷达装置100能够提高检测移动中的目标的方向的功能。并且，本实施例所涉及的雷达装置100，按照每个作为检测范围而被定义的距离门，对与反射波ref_w相应的基带信号进行处理，所述检测范围是指，从该雷达装置100的距离为由扩频码Ml的码速率所决定的距离的k倍和k+1倍之间的区域，k为0以上的整数。因此，雷达装置100即使在距离门以外存在具有相同的视线方向速度的目标的情况下，也不会受到该目标的反射波ref_w的影响,而能够对来自该目标的反射波ref_w的频率进行辨别。即，在该距离门中有正在移动的目标的情况下，雷达装置100即使在该距离门以外存在具有相同的视线方向速度的目标的距离门存在的情况下，也能够检测作为来自该距离门中的目标的反射波ref_w与载波LO之间的差的频率的多普勒频率。并且，雷达装置100将M序列码用作扩频码Ml以及延迟码M2。在此，利用了 M序列码的扩频码Ml以及延迟码M2，与其他的信号之间的互相关较小。这样，雷达装置100即使在有从其他的雷达系统等发送的电波的影响下，也能够识别由代码本身所发出的信号。即，雷达装置100能够降低来自其他的雷达系统的影响。这样，由多普勒频率接近的目标或其他的系统的干扰的影响而造成的DOA变得不稳定的可能性得到了大幅度地减少，因此雷达装置100能够以简单的构成以短的时间来检测物体的方向。
并且，在以上的处理中，延迟码产生部103b的构成最好是，以相当于扩频码Ml的I比特的比特时间为单位，来产生针对扩频码Ml延迟了的代码M2。换而言之，N个延迟码M2对于发送代码Ml而言具有互不相同的延迟时间，延迟时间是比特时间的整数倍，该比特时间是分配给发送代码Ml中的I比特的时间。这样的构成是在具有能够接收对象物的反射信号强度的强度的情况下，对存在于特定的距离范围内的所有对象物进行不遗漏的检测的最有效的构成。即，不希望以比比特时间短的时间为单位来利用，这样会增加距离门的数量，从而造成信号处理的负荷增大。并且，也不希望以比比特时间长的时间为单位来利用，这样会造成距离门的不连续，从而会出现多个不能检测对象物的距离范围。因此，最好是以比特时间为单位来利用，这样能够使延迟码产生部103b的构成简单化。即，利用将比特时间作为时钟周期的同步电路，从而能够构成扩频码产生部103a和延迟码产生部103b。在以比比特时间短的时间为单位来利用的情况下，需要复杂的构成。例如，有在这些电路中采用同步电路的方法，同步电路是指，利用周期比比特时间短且频率高的时钟的电路。另外的方法是，在扩频码产生部103a和延迟码产生部103b中利用频率不同的个别的时钟，将这些电路作为非同步电路来构成。但是，这些都不能说是闻效率的实现方法。 S卩，能够实现的构成是，延迟码产生部103b将相当于扩频码Ml的I比特的比特时间作为单位，来产生相对于扩频码Ml延迟了的代码M2，这样既能够使延迟码产生部103b的构成简单化，又能够在信号处理部108具有能够识别目标所反射的反射波ref_w的情况下，对特定的距离范围内的所有对象物进行检测。并且，控制部110最好是进行以下的控制，即将依次设定到延迟码产生部103b的延迟时间相对于设定顺序单调增加或单调减少，以使对应的距离门连续起来。换而言之，最好是，延迟时间是发送代码Ml的比特时间的K倍到K+N-1倍中的某一个(K位整数)，控制部110在扫描处理中，将延迟时间从比特时间的K倍到K+N-1倍依次增加一个比特时间，或者将延迟时间从比特时间的K倍到K+N-1倍依次减少一个比特时间，从而产生N个延迟码M2。通过进行这样的控制，对于检测对象物的距离门前后的距离门，在因距离扫描工作而接收信号的过渡应答受到影响的情况下，由于该影响仅涉及到在距离上相邻的范围，因此在实用上没有问题。但是，在依次设定到延迟码产生部103b的延迟时间由控制部110控制成，对应的距离门不能成为连续的状态的情况下，接收信号的过渡应答的影响将会单独地产生在与对象物存在的距离不同的位置。因此，造成像这样因误认为目标存在于该位置的可能性增高的情况是不希望出现的。S卩，通过将延迟时间单调增加或单调减少来使对应的距离门成为连续的状态，从而能够使延迟码产生部103b的构成进一步简单化，而且能够抑制多个距离门之间的干扰。并且，在本实施例中，以接收天线为两个进行了说明，不过也可以增加到三个以上。例如，通过将接收天线配置在直角三角形的三个顶点，从而能够在三维空间上检测对象物。即，在两个天线之间，通过以上说明的顺序，来求出在包含由该两个天线所成的第一基线的面内的波达方向。并且，选择其他的两个天线来构成与第一基线正交的第二基线，通过以上说明的顺序，来估计包含第二基线的面内的对象物的波达方向。并且，通过对这些结果进行统合，从而能够对对象物的方向进行立体地检测。而且，将该检测结果与对象物的距离信息合在一起，从而能够在三维的空间上检测对象物。并且，雷达装置也可以利用三个以上的天线。通过使天线的数量增加，从而对于一个对象物能够求出重复的波达方向，通过对这些进行平均化，从而能够抑制噪声的影响。并且，将多个天线以不同的间隔来配置，因此能够排除由天线间的间隔与发送波的波长之间的关系而发生的波达方向的不确定性。(实施例I的变形例)并且，在实施例I的构成中，物体检测部184能够将距离门作为单位来检测离散的目标的存在位置，并且物体检测部184也可以针对扩频码Ml以及延迟码M2的码速率CR，比利用光速c来计算的距离门的长度RG=c/(2 X CR)更详细地，也就是说求出距离门中的详细的存在位置。本变形例所涉及的雷达装置几乎与实施例I所涉及的雷达装置100相同，物体检 该多普勒频率的强度分布中，确定强度成为最大的峰值强度，通过利用被确定的峰值强度、峰值前强度、以及峰值后强度进行内插处理，从而将比与比特时间相对应的距离小的距离作为分辨率，来估计从雷达装置到目标的距离，所述峰值前强度是指，相对于比与被确定的峰值强度相对应的延迟时间缩短了比特时间的延迟时间的强度，所述峰值后强度是指，相对于比与被确定的峰值强度相对应的延迟时间延长了比特时间的延迟时间的强度。具体而言，利用图IlA以及图IlB进行说明。物体检测部184按照每个多普勒频率，从相对于距离门编号的强度值的变化中，求出强度成为最大的峰值。并且，物体检测部184针对每个峰值，从峰值的强度Pa和其前后的距离门的强度中，抽出强度大的Pb。物体检测部184，在分配给Pb的距离门的距离Ra比分配给Pa的距离门的距离Rb短的情况下，成为Pl=Pb，Rl=Rb, P2=Pa, R2=Ra，相反，在分配给Pb的距离门的距离Ra比分配给Pa的距离门的距离Rb长的情况下，成为Pl=Pa，Rl=Ra,P2=Pb，R2=Rb。物体检测部184利用Rl，R2，PI, P2，来求出对象物的详细距离。图IlA示出了，在特定的多普勒频率中的对于距离门的信号强度，作为例子示出了强度的峰值为一个的情况。并且，图IlA的横轴是距离门编号。并且，图IlA示出了距离门的长度为0. 6m的情况下，与对应的雷达装置相距的距离。该强度变化成为相关波形，具体而言是，以扩频码Ml被调制的发送信号RF OUT由目标反射，针对该直到由接收天线106a以及106b接收为止的往返传输延迟时间(与往返延迟时间同义)，使延迟码M2的延迟时间以代码的比特时间为单位来发生变化时的波形。因此，将Rl和R2的中间位置作为基准，在考虑到目标的距离的偏差值的情况下，Pl与P2的比可以由代码的自相关如图IlB所示那样计算出来。利用该关系，物体检测部184从被测定的Pl和P2的值中求出目标的距离偏差值Roff，求出目标的详细距离为(RGl+RG2)/2+Rof。即，求出与图IlA所示的强度的分布中的真正的峰值的强度PO所对应的雷达装置相距的距离。另外，实际上，Pl和P2除了代码的自相关特性以外，还有受到因距离扫描工作而带来的接收信号的过渡应答给相邻的距离门造成的影响的可能性，因此最好是将反射体配置到雷达装置的前方，预先测定图IlB所示的曲线。
另外，在上述的说明中，虽然利用的是按照各个距离门算出的强度，在各个距离门由于是延迟码M2的延迟时间相对于扩频码Ml为——对应的，因此，图IlA表示的意思与对于特定的多普勒频率中的延迟码M2的延迟时间的信号强度相同。并且，分别与相邻的距离门编号对应的距离的距离间隔，与作为分配给扩频码Ml的I位的时间的比特时间相对应。因此，在该变形例中，物体检测部184按照由多普勒频率辨别部182a以及182b检测出的各个多普勒频率，来求出与针对扩频码Ml的延迟码M2的延迟时间相对应的该多普勒频率成分的强度分布。并且，物体检测部184从该分布中确定强度成为最大的峰值强度Pa，利用被确定的峰值的强度Pa、峰值前强度、以及峰值后强度中的大的强度Pb，来进行内插处理，所述峰值前强度是指，相对于比与被确定的峰值强度Pa相对应的延迟码M2的延迟时间缩短了比特时间的延迟时间的强度，所述峰值后强度是指，相对于比与被确定的峰值强度Pa相对应的延迟码的延迟时间长的延迟时间的强度。据此，物体检测部184能够将比作为与比特时间相对应的距离的距离门的长度小的距离作为分辨率，来估计从雷达装置到目标的距离。这样，物体检测部184能够根据比距离门的长度，以精细的分辨率，高精确度地检 测目标的方向。另外，在该例子中是利用相邻的两个距离门中的强度，来求出到目标的详细的距离的，而且还能够利用更多的距离门中的强度来求出详细的距离。据此，即使在超过与具有强度的峰值的距离门相邻的距离门的范围，受到过渡应答的影响的情况下等，也能够提高距离的精确度。并且，在以上的构成中，在将载波的频率设为f0，将成为检测对象的最大视线方向速度设为vmax，将视线方向速度的检测分辨率设为vres的情况下，最好是发送代码Ml以及延迟代码M2的码速率CR满足式3。CR ^ 2 X f0 X vres/vmax …(式 3)据此，根据距离门的长度以精细的分辨率来检测目标的距离时的误差能够得以减少。其原因是，来自以视线方向速度V来移动的对象物的反射波所具有的多普勒频率fd，对于载波的波长入为fd=2Xv/A。因此，要想实现视线方向速度的检测分辨率vres，作为多普勒频率的分辨率fdres则需要成为fdres=2XVres/X。为此，在多普勒频率辨别处理中，作为输入信号波形的持续时间Tfft，则需要Tf ft=I/f dr e S= A/ (2 X vres )。在此之间，视线方向速度为vmax的对象物向视线方向，也就是说向距离门方向移动距离L=TfftXvmax= A Xvmax/ (2Xvres)。并且,距离门的长度RG利用光速c和扩频码的码速率CR表示为RG=c/(2 X CR)。但是，在多普勒频率辨别处理的执行中，若对象物向距离门方向移动比距离门的长度的2倍还长的距离时，会在3个以上的距离门产生一个对象物的影响。据此，不希望利用图IlA以及图IlB所说明的详细的距离的算出结果的误差增大。因此，最好是满足L彡2XRG的关系。若利用上述的关系以及X=c/f0关系，则能够导出式3。(实施例2)接着，对实施例2所涉及的雷达装置进行说明。本发明所涉及的雷达装置几乎与实施例I所涉及的雷达装置100相同，还包括控制部，该控制部对第一工作模式和第二工作模式进行控制，所述第一工作模式是指，延迟码产生部103b反复进行M次扫描处理，所述第二工作模式是指，使同一延迟码M2反复产生；所述控制部，在所述第一工作模式中，判断由多普勒频率检测部182a和182b检测出的强度成为规定的第二阈值以上的多普勒频率成分是否存在，在判断为成为所述规定的第二阈值以上的多普勒频率成分存在的情况下，切换为所述第二工作模式；在第二工作模式中，延迟码产生部103b，使与被检测出的多普勒频率成分成为所述规定的第二阈值以上的距离门相对应的延迟码M2反复产生，信号存储部181a和181b，不存储利用与该距离门相对应的延迟码而被解扩以及被检波的检波信号，多普勒频率辨别部182a和182b，通过对没有存储在信号存储部181a和181b的检波信号，以比扫描期间短的周期进行采样以及频率分析，从而再次检测被检测出成为规定的第二阈值以上的多普勒频率成分的距离门中的该多普勒频率成分的相位以及强度。图12是示出实施例2中的控制部与信号处理部的构成的方框图，除有关雷达装置部分没有图示以外，与图I相同。如图12所示，实施例2所涉及的雷达装置取代图I中的控制部110而利用控制部210，取代信号处理部108而利用信号处理部208。并且，在图12 中，在与图I相同的构成部分采用与图I相同的记号。 在本实施例中，信号处理部208与信号处理部108相比，还具备开关286a、286b、286c、以及286d、下采样部287a以及287b。并且，信号处理部208具备物体检测部284来取代物体检测部184，将抽出距离门信号R’输出到控制部210。开关286a选择性地与接收部107a和信号存储部181a以及下采样部287b的一方相连接。同样，开关286b选择性地与接收部107b和信号存储部181b以及下采样部287b的一方相连接。开关286c选择性地与信号存储部181a以及下米样部287a的一方、和多普勒频率辨别部182a相连接。同样，开关286d选择性地与信号存储部181b以及下采样部287b的一方、和多普勒频率辨别部182b相连接。这些开关286a 286d按照从控制部210输出的开关控制信号S、以相同的定时进行切换。例如，在开关286a与接收部107a和信号存储部181a相连接的情况下，即图中的上方的路径被接通的情况下，开关286b与接收部107a和信号存储部181b相连接，开关286c与信号存储部181a和多普勒频率辨别部182a相连接，开关286d与信号存储部181b和多普勒频率辨别部182b相连接。下采样部287a以及287b是P: I的下采样器，由将频带设为1/P的低通滤波器、和以P个采样为单位抽出一个采样的抽选处理部。根据该处理，下采样部287a以及287b的输出信号中所包含的噪声能量被降低成输入信号的1/P。即，信噪比提高到P倍。具体而言，在第一工作模式时，被存储在信号存储部181中的复数基带信号BB，在信号处理部208的复数基带信号BB的输入侧被进行AD转换，从而成为被转换为数字值的信号。此时，AD转换的采样频率是第一采样频率，该第一采样频率是按照将距离门数量与快速傅立叶变换的采样频率相乘后的频率而被决定的。并且，快速傅立叶变换的采样频率是从多普勒频率辨别部182a以及182b所分析的多普勒频率的最大值中决定的。在此，在AD转换中，具有比作为采样频率的1/2的频率而被定义的奈奎斯特频率高的频率成分的输入信号，在被AD转换后返回到奈奎斯特频率以下，通过与AD转换的输入信号中所包含的奈奎斯特频率以下的频率成分相加，从而生成不能分离的噪声(假信号)。因此，最好是通过将低通滤波器设置在AD转换的输入部，从而能够预先对奈奎斯特频率以上的频率成分进行充分地抑制。将该低通滤波器称为抗混叠滤波器(Anti-aliasing filter)。此时,在第一工作模式中，在一个距离扫描期间内需要对与所有的距离门相对应的复数基带信号BB进行采样，因此在对AD转换中的奈奎斯特频率设定得较高的同时，也将抗混叠滤波器的截止频率设定得较高。即，AD转换的输入信号的频带是宽频带，第一采样频率被设计得较高。但是，信号的频带越宽，AD转换后的数字信号的噪声就越大。因此，在第二工作模式中，下采样部287a以及287b以比第一工作模式的扫描期间短的周期对基带信号BB进行采样。最好是，下采样部287a以及287b以与第一工作模式中的第一采样频率相同的周期来进行采样。据此，在第一工作模式和第二工作模式中，能够利用共同的抗混叠滤波器。接着，下采样部287a以及287b，在该下采样部287a以及287b的内部对AD转换后的数字信号，由低通滤波器进行频带的限制。下采样部287a以及287b，以作为其输出信号而得到的P个采样为单位，抽出一个采样。通过该操作，采样频率被变换为1/P。因此，对于被变换后的采样频率，为了不产生假信号，从而设计下采样部287a以及287b的内部的低通滤波器。具体而言，该低通滤波器的截止频率被设计成，比与下采样后的 采样率相对应的奈奎斯特频率低的频率。据此，能够减少在下采样部287a以及287b被下采样的基带信号的噪声。因此，在多普勒频率辨别部182a以及182b被辨别的每个多普勒频率中的强度以及相位的精确度被提高。控制部210与实施例I中的控制部110相比较，不同之处还有从信号处理部208抽出距离门信号R’被输入，开关控制信号S被输出到开关286a 286d。该控制部210除具有控制部110的功能以外，还具有以下的功能对第一工作模式和第二工作模式进行控制，所述第一工作模式是，延迟码产生部103b反复进行M次扫描处理，所述第二工作模式是，反复产生相同的延迟码M2，在第一工作模式中，判断是否有在多普勒频率辨别部182a以及182b检测的强度为规定阈值以上的多普勒频率成分，在判断为有成为规定阈值以上的多普勒频率成分的情况下，切换为第二工作模式。另外，在第一工作模式中，本实施例所涉及的雷达装置与实施例I所涉及的雷达装置100进行同样的工作，因此省略详细说明。在第二工作模式，控制部210通过将与被检测出强度为规定的阈值以上的多普勒频率的距离门相对应的延迟时间指示给延迟码产生部103b，从而能够反复产生与该距离门相对应的延迟码，所述强度成为规定的阈值以上的多普勒频率是在第一工作模式中由多普勒频率辨别部182a以及182b检测出的。并且，在第二工作模式中，控制部210通过开关控制信号S，使开关286a以及286c与下采样部287a —侧相连接，使开关286b以及286d与下采样部287b —侧相连接。换而言之，在第二工作模式，信号存储部181a以及181b不存储复数基带信号BB。因此，在第二工作模式，多普勒频率辨别部182a以及182b以比扫描期间短的周期，对被存储在信号存储部181a以及181b中的基带信号BB进行采样并进行频率分析。这样，多普勒频率辨别部182a以及182b能够检测，在被检测出成为规定的阈值以上的多普勒频率成分的距离门中的该多普勒频率成分的相位和强度。接着，对具有以上这种构成的实施例2所涉及的雷达装置的工作进行说明。图13是示出本实施例所涉及的雷达装置的工作的流程图。
首先，雷达装置以第一工作模式进行工作(步骤S301)。第一工作模式的具体的工作如图14所示。首先，控制部210将开关286a、286b、286c、以及286d设定到信号存储部181a以及181b 一侧(步骤 S401) 。接着，存储控制部185将接收信号存储到信号存储部181a以及181b，该接收信号是针对网罗了观测对象的距离范围的N个距离门的全体进行了 M次距离扫描的信号。SP，存储控制部185将在相同扫描期间的N个基带信号Rlj RNj，写入到信号存储部181a以及181b(步骤S402)。之后，存储控制部185判断基带信号的写入在所有的扫描期间是否结束(步骤S403)。在没有结束的情况下(步骤S403的“否”)，存储控制 部185返回到基带信号的写入处理(步骤S402)。并且，在基带信号的写入在所有的扫描期间结束的情况下(步骤S403的“是”)，存储控制部185依次读出距离门相同、且扫描期间互不相同的M个基带信号Ril RiM(步骤S404)。多普勒频率辨别部182a以及多普勒频率辨别部182b以距离门为单位，对通过存储控制部185从信号存储部181a以及181b读出的M个基带信号Ril RiM进行频率分析。即，多普勒频率辨别部182a以及多普勒频率辨别部182b对多普勒频率进行辨别(步骤S405)。并且，在步骤S402到S405由于与图9所说明的步骤SlOl到S104相同，因此省略详细说明。接着，物体检测部284对存在目标的距离门进行确定。换而言之，物体检测部284判断是否有被检测出强度成为规定的阈值以上的多普勒频率的存在(步骤S302)。并且，在到此为止的处理中，通过雷达装置进行与实施例I相同的处理，从而求出有关目标的方向。在通过物体检测部284判断为有被检测出强度成为规定的阈值以上的多普勒频率存在的情况下(步骤S302的“是”)，雷达装置以第二工作模式进行工作(步骤S303)。另夕卜，在判断为没有被检测出强度为规定的阈值以上的多普勒频率存在的情况下(步骤S302的“否”)，雷达装置结束处理。图15是详细示出第二工作模式的工作(步骤S303)的流程图。首先，控制部210将开关286a、286b、286c、以及286d设定到下采样部287a以及287b 一侧(步骤 S501)。接着，将在步骤S302检测出的、被检测出强度为规定的阈值以上的多普勒频率成分的距离门设为Ri’时，控制部210产生与距离门Ri’相对应的延迟码M2 (步骤S502)。之后，发送天线105将在发送部104生成的发送信号RF 0UT，作为辐射波rad_w来辐射(步骤S503)。并且，由接收天线106a以及106b，在目标200反射的反射波ref_w被接收(步骤S504)，被接收的反射波ref_w由接收部107a以及107b被解扩并被正交解调，作为基带信号被输出到信号处理部208。在第二工作模式中，由于开关286a、286b、286c、以及286d被设定到下采样部287a以及287b —侧，因此被输入到信号处理部208的基带信号被输入到下采样部287a以及287b。被输入到下采样部287a以及287b的基带信号被下采样后，被输出到多普勒频率辨别部182a以及182b。即，在第二工作模式中，多普勒频率辨别部182a以及182b辨别被下采样的基带信号的多普勒频率(步骤S505)。之后,波达方向计算部183估计反射波ref_w的波达方向(步骤S506)。
控制部210，针对在步骤S302被检测出的、被检测出强度成为规定的阈值以上的多普勒频率成分的所有的距离门Ri’，判断波达方向的估计是否结束(步骤S507)，在结束的情况下(步骤S507的“是”)，结束第二工作模式的工作。并且，在没有结束的情况下(步骤S507的“否”)，控制部210产生与下一个的距离门相对应的延迟码M2 (步骤S6508)，并反复上述辐射处理(步骤S503)以后的处理，所述下一个的距离门是在被检测出强度成为阈值以上的多普勒频率成分的距离门Ri’中的距离门。S卩，在第二工作模式中，针对每一个被检测出强度成为规定的阈值以上的多普勒频率成分的距离门Ri’，控制部210固定距离门 。并且，控制部210将下采样部287a以及287b的输出信号分别分配给多普勒频率辨别部182a以及182b。多普勒频率辨别部182a以及182b执行多普勒频率辨别处理，将信号强度输出到物体检测部284，将相位输出到波达方向计算部183。物体检测部284按照波达方向计算部183的输出信号，更新与目前被设定的距离门所对应的波达方向信息。在此，波达方向计算部183的计算结果为，在下采样部287a以及287b能够降低噪声能量，因此成为误差少的高精确度的计算结果。因此，雷达装置能够对于抽出的目标高精确度地估计波达方向。并且，距离门的抽出点也可以包含分配给实施例I中说明的相关波形的峰值的距离门、以及与该峰值相邻的距离门。这样，能够以实施例I的变形例所示的顺序来求出目标的详细距离。并且，通过下采样部287a以及287b的效果能够降低噪音，因此能够得到更高精确度的结果。并且，雷达装置在针对被检测出强度成为规定的阈值以上的多普勒频率成分的所有的距离门Ri’结束了以上的处理的情况下，返回最初的步骤以后反复进行这些处理。在此，最好是，被检测出强度为规定的阈值以上的多普勒频率成分的距离门Ri’的数量，比所有的距离门的数量N少两个以上。即，在步骤S302中的规定的阈值最好是，被判断为强度成为该阈值以上的距离门Ri’成为N-2以下的值。具体而言，在以防止冲突为目的的雷达的情况下，最好是根据目标的距离和视线方向速度，从冲突的可能性最高的目标开始按顺序抽出。并且，在以详细观测远方的目标为目的的情况下，可以从远方的所关注的目标中抽出。这样，通过信号存储部181a以及181b对所有的距离门进行多普勒频率辨别处理所需的时间、与针对所有的距离门中的任意的一个距离门，通过下采样部287a以及287b执行的多普勒频率辨别处理所需的时间相同。因此，通过该顺序，针对N个所有的距离门，与通常通过下采样部287a以及287b进行处理的情况相比，能够缩短雷达装置整体的处理时间。并且，在第二工作模式中，多普勒频率辨别部182a以及182b为了进行频率分析所需要的基带信号的观测时间，也可以与反复进行M次扫描期间所需的时间相同。这样，由于能够使速度的分辨率相等，因此能够抑制速度分辨率的降低，所述的速度的分辩率包括针对所有的距离门的判断目标是否存在时的速度的分辨率，以及针对被检测出成为规定的阈值以上的多普勒频率成分的距离门的目标，进行高精确度地方向和距离的检测时的速度的分辨率。
如以上所述，本实施例所涉及的雷达装置几乎与实施例I所涉及的雷达装置100相同，该雷达装置还包括控制部210，对第一工作模式和第二工作模式进行控制，所述第一工作模式是指，所述延迟码产生部103b反复进行M次扫描处理，所述第二工作模式是指，使同一延迟码M2反复产生；控制部210，在第一工作模式中，判断由多普勒频率辨别部182a和182b检测出的强度成为规定的阈值以上的多普勒频率成分是否存在，在判断为成为所述规定的阈值以上的多普勒频率成分存在的情况下，切换为第二工作模式；在第二工作模式中，延迟码产生部103b，使与被检测出的多普勒频率成分成为规定的阈值以上的距离门Ri’相对应的延迟码M2反复产生，信号存储部181a和181b，不存储利用与该距离门Ri’相对应的延迟码而被解扩以及被检波的检波信号，所述多普勒频率辨别部182a和182b，通过对没有存储在信号存储部181a和181b的检波信号，以比扫描期间短的周期进行采样以及频率分析，从而再次检测被检测出成为规定的阈值以上的多普勒频率成分的距离门Ri’中的该多普勒频率成分的相位以及强度。据此，本实施例所涉及的雷达装置与实施例I所涉及的雷达装置100相比较，能够以更高的精确度来测定目标的距离以及方向。以上虽然对本发明的实施例所涉及的雷达装置进行了说明，不过本发明并非受这些实施例所限。例如，本发明不仅可以作为上述的雷达装置来实现，而且可以作为对雷达装置的基带信号(也称为检波信号)进行处理的方法来实现。并且，本发明还可以作为用于使雷达装置内的信号处理器执行这些方法的程序来实现。并且，上述的各个雷达装置的至少一部分，具体而言可以是由微处理器、ROM、RAM、硬盘单元、显示器单元、键盘、鼠标等构成的计算机系统。在RAM或硬盘单元中记忆有计算机程序。微处理器通过按照计算机程序进行工作，各个装置能够实现其功能。在此，计算机程序是为了实现规定的功能，而由多个针对计算机指示指令的指令代码组合而成。并且，本发明可以将所述计算机程序记录到计算机可读取的记录介质中，这些记录介质例如是软盘、硬盘、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu_ray (注册商标)Disc)、半导体存储器等。并且，也可以作为被记录在这些非易失性记录介质中的所述数字信号来实现。并且，本发明可以通过电气通信电路、无线或有线通信电路、以因特网为代表的网络、或数据广播等来传递所述计算机程序或所述数字信号。并且，在上述的说明中，虽然是将扩频码Ml以及延迟码M2用作了 M序列码，不过作为扩频码Ml以及延迟码M2可以采用将M序列码组合后的Gold码。并且，上述的各个实施例所涉及的雷达装置也可以作为设定有估计目标的形状的功能的雷达成像装置来利用。并且，在上述的说明中，雷达装置虽然是静止的，不过也可以是移动的。并且，雷达装置还可以估计目标的视线方向速度。具体而言，波达方向计算部183进一步根据在多普勒频率辨别部检测出的强度成为规定的阈值以上的多普勒频率成分，来估计从雷达装置看到目标时的速度的视线方向速度。据此，雷达装置由于能够估计目标的视线方向速度，因此能够进行预测目标的接近等高度的判断。并且，在上述的实施例I中，雷达装置100从来自被检测出强度成为规定的阈值以、上的多普勒频率成分的距离门到雷达装置100的距离，估计为从雷达装置100到目标200的距离，所述强度成为规定的阈值以上的多普勒频率成分是由多普勒频率辨别部182a以及182b检测的。该阈值可以是不取决于与雷达装置100相距的距离的固定值，考虑到按照与雷达装置100相距的距离，因传播损失而造成反射信号的强度变小，作为以功率为单位来评价的强度的阈值，可以是比距离的4次方小的值。即，该阈值可以是不依赖于距离门的固定值，也可以是比与距离门相对应的距离的4次方小的值。并且，在上述的实施例2中，雷达装置在第一工作模式中，在判断为有成为规定的阈值以上的多普勒频率成分存在的情况下，切换为第二工作模式。该阈值与上述实施例I中的阈值一样，可以是不依赖于与雷达装置相距的距离的固定值，也可以是比与雷达装置相距的距离的4次方小的值。并且，雷达装置也可以使扩频码的距离门成为，在物体检测部184所检测出的目标200的视线方向速度越大时越长。换而言之，在目标200的视线方向速度越大时，雷达装置也可以使扩散码Ml的码速率降低。据此，不会使测距精度下降，在物体检测部184以及 波达方向计算部183能够检测目标200的视线方向速度以及方向。并且，发送部104、接收部107a以及107b的构成是，将来自振荡器101的载波LO分配给分配器102a以及102b，接收部107a以及107b采用的是以与载波LO相同的频率f0进行正交解调的直接转换方式，不过本发明并非受这种构成所限。只要提供了向基带信号变换的方法，可以是本领域技术人员所考虑到的其他的构成，在这种情况下能够发挥本发明的效果。例如，作为分割距离门的方法，也可以采用编码调制波。并且，在接收部107a以及107b也可以采用利用了延迟后的代码的解扩、超外差方式、或Low-IF方式等。并且，在多个天线之间需要进行相位同步的相干接收，利用天线间的相位差进行对象物的方向估计也是本发明的意图，这是不言而喻的。并且，在上述的实施例中，延迟码产生部103b所产生的M个延迟码M2虽然是针对发送代码Ml依次偏移I位的，不过并非受此所限。例如，延迟码M2也可以是针对发送代码Ml,以I比特的整数倍进行无规则地偏移的代码。并且，上述的雷达装置可以作为搭载在车辆上的车载用雷达装置来实现。产业上的可利用性本发明的雷达装置是搭载在车辆、船舶、飞机以及机器人等各种设备中用于回避危险的装置，并且可以作为在安全系统中发现可疑人物的装置来利用。符号说明100,901 雷达装置101振荡器102a, 102b, 172a, 172b 分配器103a扩频码产生部103b延迟码产生部104发送部105,911 发送天线106，106a，106b，912，913 接收天线107a, 107b, 107 接收部
108,208信号处理部110,210 控制部141扩频混频器142放大器171解扩混频器173a，173b解调混频器174移相器
175接收放大器181，181a，181b 信号存储部182，182a，182b多普勒频率辨别部183波达方向计算部184,284物体检测部185存储控制部200，200a，200b，931 933 目标287a, 287b 下采样部286a, 286b, 286c, 286d 开关910发送器920,930 接收器rad_w 辐射波ref_w 反射波
权利要求
1.一种雷达成像装置，包括 发送部，通过利用发送扩频码对载波进行扩频，从而生成发送信号； 发送天线，将所述发送信号作为辐射波来辐射； 多个接收天线，该接收天线用于接收所述辐射波由物体反射后的反射波； 延迟码产生部，利用M个扫描期间反复进行扫描处理，该扫描处理是指，在用于扫描与所述雷达成像装置相距的距离不同的N个搜索范围的所述扫描期间中，依次产生与所述发送扩频码为同一代码且与所述距离相对应的N个延迟码，M为2以上的整数，N为2以上的整数； 多个解扩部，分别与多个所述接收天线相对应，各个所述解扩部依次利用所述N个延迟码，对由所对应的接收天线接收的反射波进行解扩； 多个检波部，分别与多个所述解扩部相对应，各个所述检波部通过利用所述载波，对由所对应的解扩部进行了解扩的反射波进行正交检波，从而生成与由对应的接收天线接收的反射波相应的检波信号Ri j，i为I到N的整数，j为I到M的整数； 存储部，与所述延迟码产生部中的延迟时间以及扫描期间相对应地，存储在多个所述检波部分别生成的检波信号Rij ； 存储控制部，使与所述延迟码产生部中的所述N个延迟码相对应的互不相同的所述距离、以及与一个扫描期间相对应的N个所述检波信号Rlj RNj，在所述M个扫描期间中被反复写入到所述存储部，将所述距离相同且与互不相同的扫描期间相对应的M个检波信号Ril RiM的组，从所述存储部中依次读出； 多普勒频率检测部，通过对由所述存储控制部读出的所述距离相同的M个检波信号Ril RiM进行频率分析，从而与多个所述检波部的每一个相对应地，对多普勒频率成分和与该多普勒频率成分相对应的相位以及强度进行检测，所述多普勒频率成分是，各个搜索范围中的所述反射波与所述载波之间的差的频率成分；以及 方向估计部，从被检测出的分别与多个所述检波部相对应的相位中算出多个所述检波部之间的相位差，并根据算出的相位差检测各个搜索范围中的所述反射波的到达方向，据此来估计所述物体的方向。
2.如权利要求I所述的雷达成像装置， 所述方向估计部，将包含由所述多普勒频率检测部检测出的强度成为规定的第一阈值以上的多普勒频率成分的所述反射波的到达方向，估计为所述物体的方向。
3.如权利要求2所述的雷达成像装置，进一步包括 距离估计部，将如下搜索范围的所述距离估计为从所述雷达成像装置到所述物体的距离，该搜索范围的被检测出的多普勒频率成分的强度成为所述规定的第一阈值以上，该强度是由所述多普勒频率检测部检测出的。
4.如权利要求2或3所述的雷达成像装置， 所述方向估计部，进一步，根据由所述多普勒频率检测部检测出的强度成为所述规定的第一阈值以上的多普勒频率成分，来估计视线方向速度，该视线方向速度是从所述雷达成像装置看到所述物体时的速度。
5.如权利要求I至4的任一项所述的雷达成像装置， 所述N个延迟码具有相对于所述发送扩频码的互不相同的延迟时间；所述延迟时间是比特时间的整数倍，所述比特时间是分配给所述发送扩频码中的I比特的时间。
6.如权利要求5所述的雷达成像装置， 所述延迟时间是所述比特时间的K倍到K+N-1倍中的某一个，K为整数； 在所述扫描处理中，通过对所述延迟时间从所述比特时间的K倍到K+N-1倍依次增加所述比特时间，或者通过对所述延迟时间从所述比特时间的K+N-1倍到K倍依次减少所述比特时间，来产生所述N个延迟码。
7.如权利要求5或6所述的雷达成像装置， 所述距离估计部， 从相对于由所述多普勒频率检测部检测出的每一个多普勒频率成分的所述延迟时间的、该多普勒频率成分的强度的分布中，确定强度成为极大的峰值强度， 通过利用被确定的峰值强度、峰值前强度、以及峰值后强度进行内插处理，从而将比与所述比特时间相对应的距离小的距离作为分辨率，来估计从所述雷达成像装置到所述物体的距离，所述峰值前强度是指，相对于比与被确定的峰值强度相对应的延迟时间缩短了所述比特时间的延迟时间的强度，所述峰值后强度是指，相对于比与被确定的峰值强度相对应的延迟时间延长了所述比特时间的延迟时间的强度。
8.如权利要求I至6的任一项所述的雷达成像装置， 在将所述载波的频率设为fO，将作为从所述雷达成像装置看到所述物体时的速度的视线方向速度的设想最大值设为vmax，将所述视线方向速度的能够检测的分辨率设为vres时，所述发送扩频码以及所述延迟码的码率CR满足CR ^ 2XfOXvres/vmax。
9.如权利要求I至7的任一项所述的雷达成像装置， 所述雷达成像装置还包括控制部，该控制部对第一工作模式和第二工作模式进行控制，所述第一工作模式是指，所述延迟码产生部反复进行M次所述扫描处理，所述第二工作模式是指，使同一延迟码反复产生； 所述控制部， 在所述第一工作模式中，判断由所述多普勒频率检测部检测出的强度成为规定的第二阈值以上的多普勒频率成分是否存在，在判断为成为所述规定的第二阈值以上的多普勒频率成分存在的情况下，切换为所述第二工作模式； 在所述第二工作模式中， 所述延迟码产生部，使与如下搜索范围相对应的所述延迟码反复产生，该搜索范围的被检测出的多普勒频率成分成为所述规定的第二阈值以上， 所述存储部，不存储利用与该搜索范围相对应的所述延迟码而被解扩以及被检波的检波信号， 所述多普勒频率检测部，通过对没有存储在所述存储部的检波信号，以比所述扫描期间短的周期进行采样以及频率分析，从而再次检测被检测出成为所述规定的第二阈值以上的多普勒频率成分的搜索范围中的该多普勒频率成分的相位以及强度。
10.如权利要求9所述的雷达成像装置， 在所述第二工作模式中，所述多普勒频率检测部为了进行所述频率分析而需要的所述检波信号的观测时间，与为了反复M次所述扫描期间而需要的时间相同。
11.如权利要求9或10所述的雷达成像装置， 所述规定的第二阈值是，所述强度被判断为在所述规定的第二阈值以上的所述搜索范围成为N-2个以下的值。
12.—种成像方法，是用于雷达成像装置的成像方法， 该雷达成像装置包括 发送部，通过利用发送扩频码对载波进行扩频，从而生成发送信号； 发送天线，将所述发送信号作为辐射波来辐射； 多个接收天线，该接收天线用于接收所述辐射波由物体反射后的反射波； 延迟码产生部，利用M个扫描期间反复进行扫描处理，该扫描处理是指，在用于扫描与所述雷达成像装置相距的距离不同的N个搜索范围的所述扫描期间中，依次产生与所述发送扩频码为同一代码且与所述距离相对应的N个延迟码，M为2以上的整数，N为2以上的整数； 多个解扩部，分别与多个所述接收天线相对应，各个所述解扩部依次利用所述N个延迟码，对由所对应的接收天线接收的反射波进行解扩；以及 多个检波部，分别与多个所述解扩部相对应，各个所述检波部通过利用所述载波，对由所对应的解扩部进行了解扩的反射波进行正交检波，从而生成与由对应的接收天线接收的反射波相应的检波信号Ri j，i为I到N的整数，j为I到M的整数； 在该用于雷达成像装置的成像方法中包括以下的步骤 写入步骤，使与所述延迟码产生部中的所述N个延迟码相对应的互不相同的所述距离、以及与一个扫描期间相对应的N个所述检波信号Rlj RNj，在所述M个扫描期间中被反复写入到存储部； 读出步骤，将所述距离相同且与互不相同的扫描期间相对应的M个检波信号Ril RiM的组，从在所述写入步骤中被进行了写入的所述存储部中依次读出； 多普勒频率检测步骤，通过对读出的所述距离相同的M个检波信号Ril RiM进行频率分析，从而与多个所述接收天线的每一个相对应地，对多普勒频率成分和与该多普勒频率成分相对应的相位以及强度进行检测，所述多普勒频率成分是，各个搜索范围中的所述反射波与所述载波之间的差的频率成分；以及 方向估计步骤，从被检测出的分别与多个所述接收天线相对应的相位中算出多个所述接收天线之间的相位差，并根据算出的相位差检测各个搜索范围中的所述反射波的到达方向，据此来估计所述物体的方向。
13.一种程序，用于使所述雷达成像装置内的进行信号处理的处理器执行权利要求12所述的成像方法。
全文摘要
本发明包括延迟码产生部(103b)，利用M个扫描期间反复进行扫描处理，该扫描处理是指，在用于扫描与雷达成像装置的距离不同的N个距离门的扫描期间中，产生作为发送码(M1)的与距离门相对应的N个延迟码(M2)；信号存储部(181a和181b)，与距离门以及扫描期间相对应地存储基带信号(Rij)；存储控制部(185)，将与一个扫描期间相对应的N个检波信号(R1j～RNj)在M扫描期间中反复写入到信号存储部(181a和181b)，读出与互不相同的扫描期间相对应的M个检波信号(Ri1～RiM)的组；多普勒辨别部(182a和182b)，对距离门相同的检波信号(Ri1～RiM)进行频率分析；以及波达方向计算部(183)，估计目标的方向。
文档编号G01S13/28GK102763001SQ201180005180
公开日2012年10月31日 申请日期2011年6月27日 优先权日2010年8月9日
发明者井上谦一, 佐保贤志, 佐藤亨, 福田健志, 阪本卓也 申请人:松下电器产业株式会社