[发明专利]用于检测方位角的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于基于通过多个接收天线从目标接收的反射波来检测目 标的方位角(azimuth)(即，方位角方向、定向、或者方向)的方法和装置。

背景技术

传统地，众所周知，在被称为相位单脉冲雷达装置的雷达装置中，多 个接收天线接收从发射天线发射并且通过被目标反射返回的反射波，并且 根据在每一个接收天线处的接收信号的相位偏移(换句话说，相差)来检 测目标的方位角。

然而，当使用相差来检测方位角时，基于不能区别相差和产生了所谓的混淆(不明确)。因此由于方位角只能在相差变化360°(例如 )的范围内被唯一地确定，所以产生了问题。

因此，提出了一种方法，在该方法中，通过使用多个发射天线，其中 每个发射天线都具有不同的波束指向性，并且在发射天线之间连续地切换， 利用关于已被使用的发射波束的信息(方向和波束宽度)，扩大方位角检测 的范围，并且判断检测结果是归因于目标的反射还是混淆(例如，参考日 本专利No.4238375)。

然而，当使用每个天线都具有不同的波束指向性的多个发射天线时， 要求精确地确定发射天线的方向，并且由于制造变得困难产生了问题。

此外，当考虑应用于实际的设备时，也可以考虑使用电子扫描方法， 在电子扫描方法中使用天线单元被排列于同一平面上的阵列天线而不是每 个天线都具有不同的波束指向性的多个天线，通过改变提供给配置阵列天 线的每一个天线单元的发射信号的相位来改变发射波束的方向。

在该实例中，作为改变提供给阵列天线的发射信号的相位的相位控制 器，移相器、罗特曼透镜、巴特勒矩阵等是已知的。

然而，由于实现这些相位控制器在性能和成本方面是困难，于是产生 了问题。

发明内容

已实现本发明以解决上述的问题。本发明的一个目标在于提供一种用 于检测方位角的方法和装置，该方法和装置能够使用更简单的配置来获得 扩大的方位角范围。

用以实现上文所描述的目标的本发明的方位角检测装置包括：发射阵 列天线，由多个沿预先设定的阵列轴排列的发射侧天线单元组成；以及接 收阵列天线，由沿阵列轴排列的多个接收侧天线单元组成。信号获取模块 通过利用信道发射和接收搜索波(即，一束用于搜索的连续波)来获取针 对每一个信道的接收信号，该信道是发射侧天线单元和接收侧天线单元的 任意组合。

然后，分析模块利用由信号获取装置获取的接收信号，沿发射侧天线 单元和接收侧天线单元中的一个单元阵列，执行第一空间频率分析，并且 利用第一空间频率分析的结果，沿发射侧天线单元和接收侧天线单元中的 另一个单元阵列，执行第二空间频率分析(也就是说，二维频率分析)。根 据分析结果，方位角计算模块确定对搜索波进行反射的目标的方位角。

作为空间频率分析，例如，可以使用波束成形器或者诸如多信号分类 (MUSIC：多信号分类)之类的高分辨率处理。

在沿接收侧天线单元的单元阵列执行的空间频率分析中，对无线电波 的到达方向的检测利用由接收侧天线单元的布置所确定的特性来执行。在 沿发射侧天线单元的单元阵列执行的空间频率分析中，对无线电波的到达 方向的检测利用由发射侧天线单元的布置所确定的特征来执行。

在如上文所描述的进行配置的本发明的方位角检测装置中，通过沿发 射侧天线单元的单元阵列的空间频率分析，在不使用相位控制器的情况下， 实现了等同于发射波束切换的处理。因此，可以利用简单的配置来实现方 位角检测范围的扩大。

此外，在本发明的方位角检测装置中，作为执行二维频率分析的结果， 根据基于发射侧天线单元的布置和接收侧天线单元的布置所确定的两个特 性的组合的结果来检测方位角。因此，例如，在波束成形器中，实现了将 波束宽度变窄的效果，并且可以提高方位角检测的分辨率。

可以将多个发射侧天线单元和多个接收侧天线单元各自排列成均匀间 隔开或非均匀间隔开。

当天线单元被排列成非均匀间隔开时，需要改变相差360°的方位角宽 度与各天线单元的组合不同。因此，可以抑制栅瓣的产生，并从而抑制混 淆的出现。

此外，当天线单元被等间隔排列时，优选地被设置发射侧天线单元的 布置间隔以及接收侧天线的布置间隔，以使得当能够在方位角检测装置中 实现对方位角进行检测的方位角宽度作为检测范围时，发射阵列天线的主 瓣和栅瓣之间的方位角差是检测范围或者大于检测范围。