(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダーシステム（１０）用の受信器デバイス（１２）であって、
複数のレーダー信号を同時に受信するように配置される受信アンテナモジュール（１４）と、
前記受信アンテナモジュールに接続され、かつ前記複数のレーダー信号を複数の中間周波数信号に同時に変換するように配置される混合器モジュール（１６）であって、前記複数の中間周波数信号のそれぞれは、複数の中間周波数領域のうちの異なる対応する中間周波数領域における周波数を有し、前記混合器モジュールは、単一ローカル発振器レーダー信号を提供するように配置される信号生成モジュール（４２）から単一ローカル発振器レーダー信号を受信するように配置される、前記混合器モジュールと、
前記混合器モジュールに接続され、前記複数の中間周波数信号をデジタル表現に同時に変換するように配置され、かつ複数の非重複帯域部分を含む帯域を有する広帯域アナログデジタル変換器モジュール（１８）であって、前記複数の中間周波数領域のそれぞれが、前記複数の非重複帯域部分のうちの異なる非重複帯域部分に含まれる、前記広帯域アナログデジタル変換器モジュールと、
を備える、受信器デバイス。
【請求項２】
前記混合器モジュールは単側波帯変調モジュールである、請求項１に記載の受信器デバイス。
【請求項３】
異なるレーダー周波数を有する複数のレーダー信号を同時に提供するように配置される送信器デバイス（２６）と、
請求項１または２に記載の受信器デバイス（１２）と、
を備える、多周波レーダーシステム（１０）。
【請求項４】
前記送信器デバイス（２６）は、
送信アンテナモジュール（４０）と、
ローカル発振器周波数を有するローカル発振器レーダー信号を提供するように配置される信号生成モジュール（４２）と、
前記ローカル発振器レーダー信号を受信して複数の分割されたレーダー信号に分割するように接続され配置されるパワー分配器モジュール（４４）と、
１つ以上の変調器モジュール（４６，４８）であって、それぞれの変調器モジュールが前記分割されたレーダー信号のうちの対応する信号を受信し、かつ異なる対応する周波数変調されたレーダー信号を提供するように接続される、前記変調器モジュールと、
前記１つ以上の周波数変調されたレーダー信号と前記複数の分割されたレーダー信号のうちの１つとを同時に受信して、前記送信アンテナモジュールに同時に提供するように接続されるパワー結合器モジュール（５０）と、
を備える、請求項３に記載の多周波レーダーシステム。
【請求項５】
前記複数のレーダー信号は複数の異なるチャープ信号である、請求項３または４に記載の多周波レーダーシステム。
【請求項６】
前記多周波レーダーシステムは周波数変調連続波レーダーシステムである、請求項３〜５のいずれか一項に記載の多周波レーダーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受信器モジュール、多周波レーダーシステムおよび車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダーは物体検出技術であり、送信器または発信器は電磁波、特に電波をレーダー信号として放出または放射する。このレーダー信号は後に少なくとも部分的に固定物体または移動物体に反射される。レーダーシステムの受信器モジュールは戻りレーダー信号を受信して、例えば、移動物体の現在位置および速度の判定など、さらなる評価のためにデジタル領域へ変換する。
【０００３】
多周波レーダーシステムにおいて、送信器モジュールは多周波の信号、すなわち利用可能な周波数帯域の異なる部分またはチャネルに位置する周波数を有する電磁波を送信する。受信アンテナは、例えば単一のアンテナまたは異なるアンテナの配列から成っていてもよいが、すべてのチャネルを受信し、各チャネルが復調されて、その後個別にデジタル化される。
【０００４】
特許文献１には、多周波スルーザウォール運動検出のシステムが示されている。多周波または多階調の連続波（ＣＷ）レーダーは、同一のアンテナからレーダー信号を投射し、同一のアンテナから戻り信号を受信するために使用される。送出波と二階調パルスの戻り波との間の位相差は、運動の存在および移動物体のアンテナからの距離の両方を判定するために分析される。
【０００５】
非特許文献１には、ステップ周波数連続波（ＳＦＣＷ）送信構想の原理に基づくレーダーシステムが示されている。送信器は、１つのアンテナを通じて同時に８つの周波数を送信し、一組の１２８の周波数サンプルを収集するために、シフトされた周波数オフセットでこの手順を１６回繰り返す。このために、初期信号は、８つの異なるローカル発振器周波数によって混合される。取得された８つの信号はそれぞれ、そのアップミキシングの期間に処理される。受信において、８つの信号はそれぞれ、１６ビットのデジタル表現へ変換される。
【０００６】
本発明は、添付の請求項に記載するように、受信器モジュール、多周波レーダーシステムおよび車両を提供する。
本発明の具体的な実施形態は従属請求項に記載される。
本発明のこれらの態様および他の態様は、以下に記載する実施形態から明らかとなり、それらを参照することによって明瞭になるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００５／１０４４１７号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ピー．ファンゲンデレン（Ｐ．ＶＡＮ  ＧＥＮＤＥＲＥＮ）、ピー．ハッカアート（Ｐ．ＨＡＫＫＡＡＲＴ）、ジェイ．ファンハイジェノート（Ｊ．ＶＡＮ  ＨＥＩＪＥＮＯＯＲＴ）、ジー．ピー．ヘルマンス（Ｇ．Ｐ．ＨＥＲＭＡＮＳ）著、「地雷を検出する多周波レーダー：設計面および電気性能（Ａ  ｍｕｌｔｉ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒａｄａｒ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  ｌａｎｄｍｉｎｅｓ：  Ｄｅｓｉｇｎ  ａｓｐｅｃｔｓ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）」、２００１年に英国ロンドンで開催された第３１回欧州マイクロ波会議（３１ｓｔ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）における０−８６２１３−１４８−０、ｐ．２４９−２５２
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】受信器デバイスを備える多周波レーダーシステムの実施形態の第１の例を示す概略図。
【図２】多周波チャープの例を示す概略図。
【図３】受信器デバイスの実施形態に応じた、アナログデジタル変換器の帯域幅内での異なる中間周波数領域の例を示す概略図。
【図４】２つの送信信号のパワースペクトルの例を示す概略図。
【図５】２つの受信信号のパワースペクトルの例を示す概略図。
【図６】２つの中間周波数信号のパワースペクトルの例を示す概略図。
【図７】受信器デバイスを備える多周波レーダーシステムの実施形態の第２の例を示す概略図。
【図８】多周波レーダーシステムを備える車両の実施形態の例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のさらなる詳細、態様、および実施形態を、例としてのみ、図面を参照して記載する。図面において、同様の参照符号は同様のまたは機能的に類似の要素を特定するために使用する。図面内の要素は簡潔かつ明瞭にするために示されており、必ずしも原寸に比例して描かれてはいない。
【００１１】
本発明の例示する実施形態は、大部分について、当業者に既知の電子部品および回路を使用して実装されてもよいため、本発明の基礎となる概念の理解および評価のために、ならびに本発明の教示を分かりにくくせず当該教示から注意を逸らさせないために、詳細は例示されるように必要と考えられる範囲を超えては説明されない。
【００１２】
図１を参照すると、受信器デバイス１２を備える多周波レーダーシステム１０の実施形態の第１の例が概略的に示される。レーダーシステム１０の受信器デバイス１２は、複数のレーダー信号（ｆＲｘ）を同時に受信するよう配置される受信アンテナモジュール１４と、アンテナモジュール１４に接続されかつ複数のレーダー信号を複数の中間周波数（ＩＦ）信号に同時に変換するよう配置される混合器モジュール１６であって、複数の中間周波数信号のそれぞれは、複数の中間周波数領域のうちの異なる１つの対応領域における周波数を有する混合器モジュールと、混合器モジュール１６に接続され、複数の中間周波数信号をデジタル表現へ同時に変換するよう配置され、かつ複数の非重複帯域部分を含む帯域を有する広帯域アナログデジタル変換器モジュール１８（ＡＤＣ）であって、複数の中間周波数領域のそれぞれが、非重複帯域部分のうちの異なる非重複帯域部分に含まれる広帯域アナログデジタル変換器モジュールと、を備える。
【００１３】
信号は、情報を保持する物理量の変化であって、例えば電磁波でもよい。信号は、例えば無線周波数信号または光信号であってもよい。
信号を受信することは、電圧変化など物理量の変動をもたらす電磁波を受信アンテナモジュール１４において受信することを指してもよい。
【００１４】
受信アンテナモジュール１４は、一組のアンテナを備えてもよい。一実施形態において、受信アンテナモジュールは、戻りレーダー信号の一部またはすべてを同時に受信するよう配置された単一のアンテナであってもよい。
【００１５】
受信アンテナモジュール１４によって受信されるレーダー信号は、レーダーシステム１０の送信器デバイス２６によって放射され、少なくとも１つの物体により少なくとも部分的に反射され、かつレーダーシステム１０のための受信器デバイス１２へ戻される電磁波であってもよい。レーダー信号の周波数帯域は、例えば沿岸レーダーでは数メガヘルツ（ＭＨｚ）のスペクトルであってもよく、例えば自動車レーダーシステム用途では７７ギガヘルツ（ＧＨｚ）、１００ＧＨｚ、またはそれ以上までの周波数帯域のスペクトルであってもよい。
【００１６】
複数のレーダー信号を同時に受信することは、複数の周波数の混在を含むレーダー信号を受信すること、すなわち複数の周波数のレーダー信号を並列して同時に受信することを指してもよい。
【００１７】
周波数領域は、特定の信号の周波数成分が分布し得る周波数スペクトルの一部であってもよい。
混合器モジュール１６は、入力信号周波数を出力信号周波数へシフトするために、複数のレーダー信号など１つ以上の入力信号を１つ以上の変調信号と混合するよう配置されてもよい。出力信号は、信号が低い周波数領域にダウンコンバートされる場合、例えば中間周波数信号と呼ばれることがある。混合器モジュールは、例えば複数のレーダー信号を複数の中間周波数信号へ同時に変換する単一のローカル発振器信号２０（ｆＬＯ）を受信するよう配置されてもよい。ローカル発振器信号は、受信器デバイス１２自体によって生成されてもよく、または入力端子を通じて受信されてもよい。異なる周波数とレーダー信号を混合するために異なるローカル発振器信号を印加する代わりに、異なる中間周波数領域へのダウンコンバートのために同一のローカル発振器信号がすべての受信されたレーダー信号へ同時に印加されてもよい。混合器モジュール１６は、例えば単側波帯変調モジュールであってもよい。別の実施形態では、送信器デバイス２６において選択される変調に応じて、混合は、例えば両側波帯変調またはＩＱ変調を使用して行われてもよい。
【００１８】
アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）モジュールは、１つ以上の並列ＡＤＣを指してもよい。受信器デバイスの一実施形態において、広帯域ＡＤＣモジュール１８は、複数またはすべての中間周波数信号の変換のための単一のデバイスまたは回路であってもよい。これにより、例えば必要なダイ面積、電力消費、およびハードウェアコストが削減され得る。
【００１９】
ＡＤＣは、複数の中間周波数信号などの連続量を離散時間デジタル表現へ変換するよう配置されてもよい。広帯域ＡＤＣ１８は、一般的な単一周波数領域の単一信号を受信するために必要な帯域より広い帯域を有するＡＤＣであってもよい。ＡＤＣの帯域は、入力信号が最少の振幅損失でＡＤＣのアナログ・フロント・エンドを通過し得る周波数領域を表してもよい。例えば、帯域は、正弦波入力信号が本来の振幅の７０．７％、すなわち−３デシベル（ｄＢ）点に減衰される周波数によって特定されてもよい。例として、広帯域ＡＤＣモジュール１８は、例えば約１ＭＨｚ帯域の標準ＡＤＣと比較して、１０ＭＨｚまたは２０ＭＨｚの帯域を有してもよい。例えば、中間周波数信号の周波数領域が５００ｋＨｚ部分の間隔に保たれる場合、１０ＭＨｚ広帯域ＡＤＣは、２０個までの中間周波数信号を同時に、すなわち同じ時間にアナログデジタル変換するために使用されてもよい。
【００２０】
ＡＤＣモジュール１８は、例えば増幅器回路２２によって増幅された中間周波数信号を受信してもよい。さらに、中間周波数信号は、広帯域ＡＤＣモジュール１８への提供前に、アンチエリアジングフィルタ２４（ＡＡＦ）によってフィルタリングされてもよい。
【００２１】
示したレーダーシステム１０の受信器デバイス１２は、受信される複数の信号用に複数の受信チャネルを提供する代わりに、例えば受信されたレーダー信号の受信および変換用に１つのチャネルのみを提供してもよい。時間多重化手法を使用して複数の受信チャネルを実装する代わりに、ＩＦデジタル変換を同時に、すなわち並列に行うことができ、これによりシステム更新レートが上昇し、一方で同時に入力レーダー信号を並列処理するために並列に接続される複数のハードウェアを提供するためのコストを回避し得る。
【００２２】
システム更新レートは、ＡＤＣに接続され、かつＡＤＣのデジタル出力を評価するよう配置される評価ユニット（図示せず）によって算出される距離または速度情報の更新量であってもよい。例えば、５１２個の測定値が容認可能な信号騒音比を有する結果を取得するために必要であり、かつ８つの異なるレーダー信号が使用される場合、例えば８つの受信信号を並列で処理するよう配置され得る広帯域ＡＤＣを使用する示した効率的な解決法は、システム更新レートが時間多重解決法と比較して８倍向上し得る。広帯域ＡＤＣモジュール１８を有する１チャネル受信器デバイスは、ＡＤＣモジュール１８の帯域が最高周波数領域の上限と不変化ローカル発振器レーダー周波数ｆ０との間の差より大きい場合に適用されてもよい。
【００２３】
図１に示すように、多周波レーダーシステム１０は、上記で説明したように受信器デバイス１２、および異なるレーダー周波数を有する複数のレーダー信号を同時に提供するよう配置される送信器デバイス２６を備えてもよい。
【００２４】
異なるレーダー周波数という用語は、送信器デバイス２６によって同時に放射されるか、または受信器デバイス１２によって同一時点において受信される信号の周波数を指してもよい。それとは別に、レーダー信号は、経時的に一定または可変周波数を有してもよい。例えば、送信器によって放射された複数のレーダー信号ｆＴｘは、複数の異なるチャープ信号であってもよい。チャープ信号または掃引信号は、期間Ｔ内で時間とともに周波数が増加または減少する信号である。線形チャープにおいて、周波数は時間とともに直線的に変化してもよく、結果として周波数ランプまたはアップチャープ、または三角チャープ（アップチャープおよび後続のダウンチャープ）をもたらす。
【００２５】
図２を参照すると、多周波チャープの例の図が示され、ここで多周波信号は１つのアンテナを通じて送信される。３つのレーダー信号の送信Ｔｘ周波数は時間ｔにわたって、Ｆ１，１とＦ２，１との間、破線で示されるＦ１，２とＦ２，２との間、および点線で示されるＦ１，３とＦ２，３との間で直線的に変化する。時間の各時点で、３つのチャープ信号の電流周波数は互いに異なってもよい。
【００２６】
チャープ信号は、例えば多周波レーダーシステムが周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダーシステムである場合、例えば図１に示す多周波レーダーシステムに使用されてもよい。ＦＭＣＷレーダーでは、連続波エネルギーはランプ信号または三角変調信号によって変調される。ＦＭＣＷレーダーは、例えば物体の距離および速度の両方が測定される場合に使用されてもよい。他のレーダー信号は、例えば一定の振幅および周波数の電磁波が使用される連続波（ＣＷ）レーダーに使用されてもよい。または、送信器モジュールによって放射されるレーダー信号は、例えば周波数偏移変調（ＦＳＫ）信号、すなわち、例えば選択された量の周波数間で切り替わることによって生成される特定の期間にわたって一定の異なる周波数を含む信号であってもよい。他の周波数変調技術が追加的または代替的に使用されてもよい。
【００２７】
図３を参照すると、受信器モジュールの一実施形態に応じた、アナログデジタル変換器の帯域内における異なる中間周波数領域の例の図が概略的に示される。図２に示す例では、ＩＦ電圧Ｖが周波数領域ｆにわたって示されるが、示したＡＤＣ帯域２８は、３つの非重複帯域部分３０、３２、３４を含んでよく、レーダー信号周波数に対応する３つの中間周波数領域３６、３８、４０は、異なる帯域部分３０、３２、３４に含まれ得る。Ｆ１，１からＦ２，１までの第１のＩＦ領域３６は周波数部分３０に含まれてもよく、Ｆ１，２からＦ２，２までの第２のＩＦ領域３８は周波数部分３２に含まれてもよく、かつＦ１，３からＦ２，３までの第３のＩＦ領域４０は周波数部分３４に含まれてもよい。
【００２８】
ＡＤＣ帯域部分３０、３２、３４は、期待される送信周波数領域に応じて選択されてもよい。図１に示すレーダーシステム１０の第１の実施形態では、ＡＤＣ帯域部分は、以下に説明するように、ｆ０、ｆ０＋ｆ０／Ｎ１／Ｎ２およびｆ０＋ｆ０／Ｎ１に選択されてもよい。
【００２９】
再び図１を参照すると、多周波レーダーシステム１０の送信器デバイス２６は、送信アンテナモジュール４０と、ローカル発振器周波数を有するローカル発振器レーダー信号（ｆ０）を提供するよう配置される信号生成モジュール４２と、ローカル発振器レーダー信号を受信するよう接続され、複数の分割されたレーダー信号に分割するよう配置されるパワー分配器モジュール４４と、１つ以上の変調器モジュール４６、４８であって、それぞれが分割されたレーダー信号のうちの対応する信号を受信し、異なる対応の周波数変調されたレーダー信号（ｆ０＋ｆ０／Ｎ１、ｆ０＋ｆ０／Ｎ１／Ｎ２）を提供するよう接続された変調器モジュールと、１つ以上の周波数変調されたレーダー信号および複数の分割されたレーダー信号（ｆ０）のうちの１つを同時に受信して、送信アンテナモジュール４０へ同時に提供するよう接続されるパワー結合器モジュール５０と、を備えてもよい。これによって、複数の周波数（ｆＴｘ）の送信レーダー信号を同時に放射することが可能となり、この信号は物体により反射され、かつさらなる同時プロセスのために受信器デバイス１２によって受信レーダー信号（ｆＲｘ）として受信されてもよい。送信器デバイス２６および受信器デバイス１２を備える示したレーダーシステムは、システム更新レートの増加によって向上した分解能を提供し得る。
【００３０】
示した送信器は、例えば単一チップに実装されてもよく、送信アンテナモジュール４０は、例えば単一送信アンテナを備えてもよい。
実装されたレーダーシステムに応じて、信号生成モジュール４２は、経時的に一定の周波数を有するローカル発振器レーダー信号、または、例えばＦＭＣＷレーダー用の経時的に周波数が変化するチャープ信号、または他の任意の信号を提供するように配置されてもよい。
【００３１】
パワー分配器モジュール４４およびパワー結合器モジュール５０は、例えばそれぞれウィルキンソンパワーデバイダ（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｄｉｖｉｄｅｒ）またはウィルキンソンパワーコンバイナ（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）などの受動素子を使用して実装されてもよい。他の能動パワー分配器または受動パワー分配器または方向性結合器が、追加的または代替的に使用されてもよい。
【００３２】
レーダー信号は、送信アンテナモジュール４０への提供前に、増幅器２７を使用して増幅されてもよい。
図１に示すように、多周波レーダーシステム１０は１つ以上の分周器モジュール５２、５４を備えてもよく、少なくともその一部は、分割されたレーダー信号を周波数逓降（分周）することによって生成される異なる変調信号を１つ以上の変調器モジュール４６、４８のうちの対応するモジュールへ提供するよう配置される。レーダーシステム用の送信器モジュールの示される実施形態に応じて、異なる変調信号を提供する追加のローカル発振器を提供することなく、変調器モジュール４６、４８の変調信号を生成することが可能となり得る。示すように、変調信号は、例えばそれぞれＮ１およびＮ１／Ｎ２の定数因数で除することによって、ローカル発振器レーダー信号（ｆ０）から直接的に生成されてもよい。これは、周波数変調され分周されたローカル発振器信号ｆ０＋ｆ０／Ｎ１およびｆ０＋ｆ０／Ｎ１／Ｎ２をもたらし得る。示した変調信号の提供によって、非重複周波数領域が可能となり得る。ローカル発振器レーダー信号から変調信号を生成する他のローカル発振器分配機構が、代わりに使用されてもよい。例えば、２つの周波数がアップコンバートと異なって生成されてもよい（ｆ０＋ｆ０／Ｎ１／Ｎ２およびｆ０＋ｆ０／Ｎ１）。例えば、１つがアップコンバートにより生成され（ｆ０＋ｆ０／Ｎ１）、もう一方がダウンコンバートにより生成されてもよい（ｆ０−ｆ０／Ｎ１）。その後、これらは第１の周波数に対して等間隔を保つように配置されてもよい。
【００３３】
図２に示すような線形チャープ信号では、パワー結合モジュール５０へ提供される信号はそれぞれ、同一勾配で異なる周波数ランプを含んでもよい。
１つ以上の変調器モジュール４６、４８は、例えば単側波帯変調モジュールであってもよい。この場合、受信器デバイス１２の混合器モジュールは、例えば両側波帯変調モジュールとして選択されてもよい。ＩＱ混合器または単側波帯混合器など他の受信器側混合器モジュールが、代わりに使用されてもよい。他の実施形態において、送信器側変調モジュール４６、４８は、両側波帯変調モジュールとして選択されてもよい。
【００３４】
同一のローカル発振器信号を複数の信号生成モジュール４２を提供せずに送信器デバイス２６および受信器デバイス１２へ提供するために、多周波レーダーシステム１０は、送信器デバイス２６と受信器デバイス１２との間に接続線などの経路を備えてもよく、ここで受信器デバイス１２の混合器モジュール１６は、送信器デバイス２６の信号生成モジュール４２に接続されてもよい。経路は単一の接続線であってもよい。
【００３５】
受信器デバイス１２の混合器モジュール１６と送信器デバイス２６の信号生成モジュール４２とを接続する経路は、例えばさらなる分周器モジュール５６および周波数逓倍
器モジュール５８を備えてもよい。さらなる分周器モジュール５６は、因数Ｎ３によって分周を適用してもよく、これは少なくとも部分的に周波数逓倍
器５８によって補償されてもよく、因数Ｍ３によって周波数逓倍
を適用してもよい。例えば、Ｍ３はＮ３と同一に選択されてもよい。これによって、より少ない信号の減衰および歪みが起こり得るより低い周波数で生成された信号を転送し、復調混合のために同一の周波数で信号を復元することが可能となり得る。例えば、７７ＧＨｚの自動車レーダー信号は、送信器から受信器へ３８．５ＧＨｚの信号として送信され、受信器側で７７ＧＨｚの信号として復元されてもよい。
【００３６】
示した多周波レーダーシステム１０に応じて、例えば１つの受信チャネル、１つの混合器、１つのローカル発振器信号、および１つの広帯域ＡＤＣ１８のみを使用することによって、ＩＦ信号を多重ビームから変換するためのハードウェア要件を簡略化および削減することが可能となり得る。ＩＦ信号の多重化が避けられ、かつ測定された速度および距離に関連するシステム誤差が減少され得る一方で、同時にシステム全体の電力消費が削減され得る。ハードウェア制限をさらに削減するために、送信アンテナモジュール４０および受信器アンテナモジュール１４は、例えば同一のアンテナモジュールであってもよく、すなわち１つのアンテナがレーダー信号の放射および受信に使用されてもよい。
【００３７】
レーダーシステム１０の一実施形態において、システムは位相配列システムの専用アンテナに利用されてもよい。
二階調、すなわち異なる周波数の２つのレーダー信号の周波数のシステムにおける信号のシフトの例が、図４、５、および６に示される。図４を参照すると、２つの送信信号のパワースペクトルの例の概略図が示される。図は送信アンテナモジュールにおける電圧（ＶＴｘ）に関して測定されたｄＢｍ単位の電力比、すなわち放射される送信レーダー信号の周波数の周波数ｆｒｅｑ（ＧＨｚで測定）に対する１ミリワットを基準とする測定パワーのデシベル（ｄＢ）単位の電力比を概略的に示す。第１の信号または階調は、例えば７６．５ＧＨｚの周波数を有してもよく、例えば分割されたローカル発振器信号として信号生成モジュール４２から受信されてもよい。第２の信号または階調の周波数は、例えば第１の周波数と５ＭＨｚ異なってもよい。図５を参照すると、同時に受信された２つのレーダー信号のパワースペクトルの例の概略図が示される。図は受信されたレーダー信号の周波数の周波数ｆｒｅｑ（ＧＨｚで測定）に対する受信アンテナモジュールにおける電圧（ＶＲｘ）に関して測定されるｄＢｍ単位の電力比を概略的に示す。送信された信号パワーの一部のみが受信されてもよいことが分かる。レーダー信号の放射および反射による時間遅延によって、信号は、例えば１．３ＭＨｚだけ周波数シフトされてもよい。図６を参照すると、２つの中間周波数信号のパワースペクトルの例の概略図が示される。図は中間周波数信号の周波数の周波数ｆｒｅｑ（ＭＨｚで測定）に対する混合器モジュール出力（ＶＢＢ）において測定された電圧に関するｄＢｍ単位の電力比を概略的に示す。７６．５ＧＨｚの発振器周波数の周波数シフト後、中間周波数は１．３ＭＨｚおよび６．３ＭＨｚにおいて検出されてもよく、各信号はそれぞれ、単に例示の目的で、破線の囲いにより示される対応する周波数領域０〜４ＭＨｚおよび５〜９ＭＨｚに示される。これらの信号は、デジタル領域への変換、およびさらなる分析のために広帯域ＡＤＣへ供給されてもよい。示される５ＭＨｚの周波数の差は、検出物体の距離の算出に使用されてもよい。示した例では、物体は移動物体でない場合がある。物体が移動物体でない場合、ドップラー周波数はスペクトルにおいて起こってもよく、物体の速度を算出するために使用されてもよい。
【００３８】
図７を参照すると、受信器デバイス１２を備える多周波レーダーシステム５９の一実施形態の第２の例が概略的に示される。示される第２の実施形態５９の構造は、図１に示した第１の実施形態と類似しており、図１に示したレーダーシステムと異なる要素のみを説明する。システムは、変調器モジュール４６、４８に印加される変調信号の生成を除いて、図１のシステムと同一である。示した多周波レーダーシステムは、１つ以上の分周器モジュール５２、５４を備えてもよく、少なくともその一部は一定の基準周波数を有する基準信号６０の周波数分周によって生成される異なる変調信号を、１つ以上の変調器モジュール４６、４８のうちの対応するモジュールへ提供するよう配置される。図１に示すように信号生成モジュールによって提供される周波数の任意の変化に続く周波数オフセットの代わりにこの一定の周波数オフセットをともなうことで、さらなる情報が、特に複数の物体を追跡する場合に、受信レーダー信号から生じ得る。ＦＭＣＷレーダーシステムの場合、周波数ランプの勾配は多周波チャープのそれぞれに対して同一でない可能性があるが、基準周波数ｆｒｅｆおよび分周器モジュール５２、５４の分周因数Ｎ１、Ｎ２に応じてもよい。
【００３９】
ここで図８を参照すると、多周波レーダーシステムを備える車両の一実施形態の例が概略的に示される。示すように、車両６２は、上記で説明したように受信器デバイス１２または多周波レーダーシステム１０、５９を備えてもよい。レーダーシステム１０、５９は、例えば７７ＧＨｚのレーダーチップセットに基づいて実装されてもよい。レーダーシステム１０、５９は、例えば自動車レーダーシステムであってもよい。レーダー技術は、例えば７７ＧＨｚで作動し得る適応走行制御（ＡＣＣ）「長距離レーダー」など道路安全用途に使用されてもよい。これによって、車両は前の車両との車間距離を保つことができる。他の例として、レーダーは、例えば２４ＧＨｚ、２６ＧＨｚ、または７９ＧＨｚの領域において衝突防止「短距離レーダー」の作動に使用されてもよい。ここでは差し迫った衝突を運転手に警告するシステムの一部であってもよく、回避動作を行うことができる。衝突が避けられない事象において、車両は、例えばブレーキ、シートベルトプレテンショナーなどへの適用によって、乗客および他人への負傷を減少させる準備をし得る。示したシステムは、単にいくつか例を挙げると、任意の他の周波数領域を使用する用途、例えば１２２ＧＨｚで作動する他のミリ波用途、または、例えば６０ＧＨｚで作動し、ＩＥＥＥ８０２．１５標準を採用する無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）通信用途、車対車アドホックネットワークを使用する用途に利用されてもよいことに留意されたい。
【００４０】
車両６２は自動車であってもよい。または、電車、飛行機、船舶、ヘリコプター、バイクなど、任意の自力推進装置であってもよい。例えば、示したレーダーシステムは、着陸手順中に飛行機の正確な高さを測定する場合に、よりよい分解能および更新頻度を提供するために使用されてもよい。
【００４１】
上記の明細書において、本発明が本発明の実施形態の具体例を参照して説明された。しかしながら、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明のより広い精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな修正および変更を行うことができることは明らかであろう。
【００４２】
本明細書において説明されるような接続は、例えば介在するデバイスを通じてそれぞれのノード、ユニットまたデバイスから、またはそれらへと信号を転送するために適切な任意のタイプの接続であることができる。したがって、別途暗示または示されていない限り、接続は例えば直接接続であってもよいし、間接接続であってもよい。接続は、単一の接続、複数の接続、一方向性接続、または双方向性接続であることに関連して例示または記載されてもよい。しかしながら、実施形態が異なれば、接続の実施態様は変化してもよい。例えば、双方向性接続ではなく別個の一方向性接続が使用されてもよく、その逆であってもよい。さらに、複数の接続は、連続してまたは時分割多重方式で複数の信号を伝送する単一の接続と置き換えられてもよい。同様に、複数の信号を搬送する単一の接続が、これらの信号のサブセットを搬送するさまざまな異なる接続に分離されてもよい。したがって、信号の伝送には多くの選択肢が存在する。
【００４３】
論理ブロック間の境界は例示にすぎないこと、および、代替的な実施形態は、論理ブロックもしくは回路要素を融合し、またはさまざまな論理ブロックもしくは回路要素に対する代替的な機能に分解されてもよいことを、当業者であれば認識するであろう。したがって、本明細書において描写したアーキテクチャは例示にすぎないこと、および、事実、同じ機能を達成する多くの他のアーキテクチャを実装することができることを理解されたい。例えば、送信器デバイス２６および受信器デバイス１２は、単一デバイスとして実装されてもよい。
【００４４】
同一の機能を達成するための構成要素の任意の構成が、所望の機能が達成されるように効果的に「関連付けられる」。したがって、本明細書における、特定の機能を達成するために結合される任意の２つの構成要素は互いに「関連付けられる」とみなすことができ、それによって、中間の構成要素またはアーキテクチャにかかわりなく、所望の機能が達成される。同様に、このように関連付けられる任意の２つの構成要素も、所望の機能を達成するために互いに「動作可能に接続されている」または「動作可能に結合されている」とみなすことができる。
【００４５】
さらに、上述の動作間の境界は例示にすぎないことを当業者であれば認識するであろう。複数の動作を単一の動作に組み合わせ、単一の動作を追加の動作に分散させ、複数の動作を少なくとも部分的に時間的に重ね合わせて実行することができる。さらに、代替的な実施形態は、特定の動作の複数のインスタンスを含んでもよく、動作の順序はさまざまな他の実施形態において変更してもよい。
【００４６】
さらに例として、一実施形態では、例示される実施例は、単一の集積回路上または同一のデバイス内に位置する回路として実装されることができる。例えば、送信器デバイス２６は単一の集積回路に実装されてもよい。代替的には、実施例は、適切な様式で互いに相互接続される任意の数の別個の集積回路または別個のデバイスとして実装されてもよい。例えば、信号生成モジュール４２は送信器デバイス２６の集積回路と別個に実装されてもよい。
【００４７】
さらに例として、実施例、またはその一部は、任意の適切なタイプのハードウェア記述言語などによって、実回線または実回線に転換可能な論理表現のソフトまたはコード表現として実装されることができる。
【００４８】
さらに、本発明は、プログラム不能ハードウェアにおいて実装される物理デバイスまたはユニットに限定されるものではなく、本出願においては一般的に「コンピュータシステム」として示される、メインフレーム、ミニコンピュータ、サーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、ノートパッド、携帯情報端末、電子ゲーム、自動車および他の組込みシステム、携帯電話、ならびに、さまざまな他の無線デバイスなどの、適切なプログラムコードに応じて操作することによって所望のデバイス機能を実行することが可能なプログラム可能デバイスまたはユニット内に適用されることもできる。
【００４９】
しかしながら、他の修正形態、変更形態および代替形態も可能である。したがって、明細書および図面は限定的な意味においてではなく例示的に考慮されるべきである。
特許請求の範囲において、括弧間に置かれる任意の参照符号は特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という文言は、特許請求項内に記載されている要素以外の要素またはステップの存在を除外するものではない。さらに、本明細書において使用される場合、「１つ（“ａ”ｏｒ“ａｎ”）」という用語は、１つまたは２つ以上として定義される。さらに、特許請求の範囲における「少なくとも１つの」および「１つ以上の」などの前置きの語句の使用は、不定冠詞「１つの（“ａ”ｏｒ“ａｎ”）」による別の請求項要素の導入が、このように導入された請求項要素を含む任意の特定の請求項を、たとえ同じ請求項が前置きの語句「１つ以上の」または「少なくとも１つの」および「１つの（“ａ”ｏｒ“ａｎ”）」などの不定冠詞を含む場合であっても、１つだけのこのような要素を含む発明に限定することを暗示するように解釈されるべきではない。同じことが、定冠詞の使用についても当てはまる。別途記載されない限り、「第１の」および「第２の」のような用語は、このような用語が説明する要素間で適宜区別するように使用される。したがって、これらの用語は必ずしも、このような要素の時間的なまたは他の優先順位付けを示すようには意図されない。特定の手段が相互に異なる特許請求項において記載されているというだけの事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。
【００５０】
本発明の原理が特定の装置に関連して上記で説明されてきたが、この説明は例示を目的とするものであり、本発明の範囲に対して限定するものではないことを明瞭に理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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