(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダーシステムであって、
第１の複数の受信チャネルと、前記第１の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第１の初期部分を実施するように前記第１の複数の受信チャネルに結合される第１の信号処理構成要素とを含む、第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）と、
第２の複数の受信チャネルと、前記第２の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第２の初期部分を実施するように前記第２の複数の受信チャネルに結合される第２の信号処理構成要素とを含む、第２のレーダーＳＯＣと、
前記信号処理の第１の初期部分の第１の結果と前記信号処理の第２の初期部分の第２の結果とを受信するように前記第１のレーダーＳＯＣと前記第２のレーダーＳＯＣとに結合される処理ユニットであって、前記第１の結果と前記第２の結果とを用いてオブジェクト検出のための前記信号処理の残りの部分を実施するように動作し得る、前記処理ユニットと、
を含み、
前記信号処理の第１の初期部分が、前記第１の複数の受信チャネルにおける各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第１の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の第２の初期部分が、前記第２の複数の受信チャネルにおける各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第２の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジＦＦＴとドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
次のレンジのためのドップラースライスを生成する前に、前記第１のレーダーＳＯＣと前記第２のレーダーＳＯＣとが、現在のレンジのためのドップラースライスを前記処理ユニットに送る、レーダーシステム。
【請求項２】
レーダーシステムであって、
第１の複数の受信チャネルと、前記第１の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第１の初期部分を実施するように前記第１の複数の受信チャネルに結合される第１の信号処理構成要素とを含む、第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）と、
第２の複数の受信チャネルと、前記第２の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第２の初期部分を実施するように前記第２の複数の受信チャネルに結合される第２の信号処理構成要素とを含む、第２のレーダーＳＯＣと、
前記信号処理の第１の初期部分の第１の結果と前記信号処理の第２の初期部分の第２の結果とを受信するように前記第１のレーダーＳＯＣと前記第２のレーダーＳＯＣとに結合される処理ユニットであって、前記第１の結果と前記第２の結果とを用いてオブジェクト検出のための前記信号処理の残りの部分を実施するように動作し得る、前記処理ユニットと、
を含み、
前記信号処理の第１の初期部分が、前記第１の複数の受信チャネルにおける各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第１の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の第２の初期部分が、前記第２の複数の受信チャネルにおける各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第２の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジＦＦＴとドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の残りの部分が、前記第１のレーダーＳＯＣと前記第２のレーダーＳＯＣとにより生成されるレンジ毎ドップラースライスを用いて角度ＦＦＴを演算することを含む、レーダーシステム。
【請求項３】
レーダーシステムであって、
第１の複数の受信チャネルと、前記第１の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第１の初期部分を実施するように前記第１の複数の受信チャネルに結合される第１の信号処理構成要素とを含む、第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）と、
第２の複数の受信チャネルと、前記第２の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第２の初期部分を実施するように前記第２の複数の受信チャネルに結合される第２の信号処理構成要素とを含む、第２のレーダーＳＯＣと、
前記信号処理の第１の初期部分の第１の結果と前記信号処理の第２の初期部分の第２の結果とを受信するように前記第１のレーダーＳＯＣと前記第２のレーダーＳＯＣとに結合される処理ユニットであって、前記第１の結果と前記第２の結果とを用いてオブジェクト検出のための前記信号処理の残りの部分を実施するように動作し得る、前記処理ユニットと、
を含み、
前記信号処理の第１の初期部分が、前記第１の複数の受信チャネルにおける各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第１の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の第２の初期部分が、前記第２の複数の受信チャネルにおける各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第２の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジＦＦＴとドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の第１の初期部分と前記信号処理の第２の初期部分とが、部分的オブジェクト検出を実施することを含み、
前記信号処理の残りの部分が、オブジェクト検出を終了することと、検出されたオブジェクトに対し角度ＦＦＴを演算することを含む、レーダーシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のレーダーシステムであって、
前記部分的オブジェクト検出が緩和されたオブジェクト検出閾値を用い、前記オブジェクト検出を終了することが一層厳しいオブジェクト検出閾値を用いる、レーダーシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のレーダーシステムであって、
前記部分的オブジェクト検出が、部分的コヒーレントパワー和を演算することと、前記部分的コヒーレントパワー和を前記緩和されたオブジェクト検出閾値と比較することとを含む、レーダーシステム。
【請求項６】
レーダーシステムにおける分配されたレーダー信号処理の方法であって、
前記レーダーシステムにおける第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）において第１の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第１の初期部分を実施することと、
前記レーダーシステムにおける第２のレーダーＳＯＣにおいて第２の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第２の初期部分を実施することと、
前記レーダーシステムにおける処理ユニットにより、前記信号処理の第１の初期部分と前記信号処理の第２の初期部分との結果を用いてオブジェクト検出のために前記信号処理の残りの部分を実施することと、
を含み、
前記信号処理の第１の初期部分が、前記第１の複数の受信チャネルの各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第１の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の第２の初期部分が、前記第２の複数の受信チャネルの各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第２の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
次のレンジのためのドップラースライスを生成する前に、前記第１のレーダーＳＯＣと前記第２のレーダーＳＯＣとが、現在のレンジのためのドップラースライスを前記処理ユニットに送る、方法。
【請求項７】
レーダーシステムにおける分配されたレーダー信号処理の方法であって、
前記レーダーシステムにおける第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）において第１の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第１の初期部分を実施することと、
前記レーダーシステムにおける第２のレーダーＳＯＣにおいて第２の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第２の初期部分を実施することと、
前記レーダーシステムにおける処理ユニットにより、前記信号処理の第１の初期部分と前記信号処理の第２の初期部分との結果を用いてオブジェクト検出のために前記信号処理の残りの部分を実施することと、
を含み、
前記信号処理の第１の初期部分が、前記第１の複数の受信チャネルの各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第１の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の第２の初期部分が、前記第２の複数の受信チャネルの各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第２の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の残りの部分が、前記レンジ毎ドップラースライスを用いて角度ＦＦＴを演算することを含む、方法。
【請求項８】
レーダーシステムにおける分配されたレーダー信号処理の方法であって、
前記レーダーシステムにおける第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）において第１の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第１の初期部分を実施することと、
前記レーダーシステムにおける第２のレーダーＳＯＣにおいて第２の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のための信号処理の第２の初期部分を実施することと、
前記レーダーシステムにおける処理ユニットにより、前記信号処理の第１の初期部分と前記信号処理の第２の初期部分との結果を用いてオブジェクト検出のために前記信号処理の残りの部分を実施することと、
を含み、
前記信号処理の第１の初期部分が、前記第１の複数の受信チャネルの各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第１の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の第２の初期部分が、前記第２の複数の受信チャネルの各受信チャネルに対してレンジ毎ドップラースライスを生成するために前記第２の複数の受信チャネルにより生成される前記デジタルビート信号に対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とドップラーＦＦＴとを演算することを含み、
前記信号処理の第１の初期部分と前記信号処理の第２の初期部分とが、部分的オブジェクト検出を実施することを含み、
前記信号処理の残りの部分が、オブジェクト検出を終了することと、検出されたオブジェクトに対し角度ＦＦＴを演算することとを含む、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記部分的オブジェクト検出を実施することが緩和されたオブジェクト検出閾値を用いることを含み、前記オブジェクト検出を終了することが一層厳しいオブジェクト検出閾値を用いることを含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
前記部分的オブジェクト検出を実施することが、部分的コヒーレントパワー和を演算することと、前記部分的コヒーレントパワー和を前記緩和されたオブジェクト検出閾値と比較することとを更に含む、方法。
【請求項１１】
レーダーシステムであって、
第１の受信チャネルと、前記第１の受信チャネルに結合される第１の信号処理構成要素とを含み、前記第１の信号処理構成要素が、
前記第１の受信チャネル上で第１のビート信号を検出し、
前記第１のビート信号から第１のデジタル化されたビート信号を生成する、
ように構成される、第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）と、
第２の受信チャネルと、前記第２の受信チャネルに結合される第２の信号処理構成要素とを含み、前記第２の信号処理構成要素が、
前記第２の受信チャネル上で第２のビート信号を検出し、
前記第２のビート信号から第２のデジタル化されたビート信号を生成する、
ように構成される、第２のレーダーＳＯＣと、
前記第１のレーダーＳＯＣと前記第２のレーダーＳＯＣとに結合される処理ユニットであって、前記第１のデジタル化されたビート信号と前記第２のデジタル化されたビート信号とを用いて角度高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施するように構成される、前記処理ユニットと、
を含む、レーダーシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のレーダーシステムであって、
前記第１の信号処理構成要素が、前記第１のデジタル化されたビート信号を用いて第１のレンジＦＦＴを演算するように更に構成され、
前記第２の信号処理構成要素が、前記第２のデジタル化されたビート信号を用いて第２のレンジＦＦＴを演算するように更に構成される、レーダーシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のレーダーシステムであって、
前記第１の信号処理構成要素が、前記第１のレンジＦＦＴを用いて第１のドップラーＦＦＴを演算するように更に構成され、
前記第２の信号処理構成要素が、前記第２のレンジＦＦＴを用いて第２のドップラーＦＦＴを演算するように更に構成される、レーダーシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のレーダーシステムであって、
前記第１の信号処理構成要素が、前記第１のドップラーＦＦＴを用いて第１の角度ＦＦＴを延在するように更に構成され、
前記第２の信号処理構成要素が、前記第２のドップラーＦＦＴを用いて第２の角度ＦＦＴを演算するように更に構成される、レーダーシステム。
【請求項１５】
請求項１１に記載のレーダーシステムであって、
前記第１のレーダーＳＯＣがマスターレーダーＳＯＣとして動作し、前記第２のレーダーＳＯＣがスレーブレーダーＳＯＣとして動作する、レーダーシステム。
【請求項１６】
レーダーシステムにおける分配されたレーダー信号処理の方法であって、
第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）の第１の受信チャネル上で第１のビート信号を検出することと、
前記第１のレーダーＳＯＣにおいて前記第１のビート信号から第１のデジタル化されたビート信号を生成することと、
第２のレーダーＳＯＣの第２の受信チャネル上で第２のビート信号を検出することと、
前記第２のレーダーＳＯＣにおいて前記第２のビート信号から第２のデジタル化されたビート信号を生成することと、
前記レーダーシステムにおける処理ユニットにより、前記第１のデジタル化されたビート信号と前記第２のデジタル化されたビート信号とを用いて角度高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施することと、
を含む、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記第１のデジタル化されたビート信号を用いて第１のレンジＦＦＴを演算することと、
前記第２のデジタル化されたビート信号を用いて第２のレンジＦＦＴを演算することと、
を更に含む、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記第１のレンジＦＦＴを用いて第１のドップラーＦＦＴを演算することと、
前記第２のレンジＦＦＴを用いて第２のドップラーＦＦＴを演算することと、
を更に含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記第１のドップラーＦＦＴを用いて第１の角度ＦＦＴを演算することと、
前記第２のドップラーＦＦＴを用いて第２の角度ＦＦＴを演算することと、
を更に含む、方法。
【請求項２０】
請求項１１に記載の方法であって、
前記第１のレーダーＳＯＣがマスターレーダーＳＯＣとして動作し、前記第２のレーダーＳＯＣがスレーブレーダーＳＯＣとして動作する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概してレーダーシステムに関し、更に特定して言えば、レーダーシステムにおけるレーダー信号の分配された処理に関連する。
【背景技術】
【０００２】
人間によるオペレーションエラーを低減するために、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）と称される新たな部類の安全システムが、車両に導入されてきている。これらのシステムは、主としてミリ波オートモーティブレーダーに基づくスマートセンサにより作動可能となる。このような支援システムは、後方カメラ、電子的安定性制御、及びビジョンベースの歩行者検出システムなどの機能を提供し得、このような支援システムの普及は、マイクロコントローラ及びセンサ技術における改善により部分的に可能となってきている。高度な埋め込みレーダーベースの解決策が、ＡＤＡＳ設計者に相補型安全特性を可能としている。
【０００３】
オートモーティブレーダーシステムにおいて、車両の周りの障害物、及び検出されたオブジェクトの車両に対する速度を検出するために、１つ又は複数のレーダーセンサが用いられ得る。レーダーセンサにより生成される信号に基づいて、衝突を避けるため又は付随するダメージを低減するためなど、必要とされる適切なアクションを、レーダーシステムにおける処理ユニットが判定し得る。現在のオートモーティブレーダーシステムは、車両の周りのオブジェクト及び障害物、任意の検出されたオブジェクト及び障害物の車両に対する位置、及び任意の検出されたオブジェクト及び障害物の車両に対する速度を検出することが可能である。例えば、処理ユニットを介して、レーダーシステムは、潜在的な危険について車両運転者に通知し得、危険な状況において車両を制御することにより衝突を防止し得、車両の部分的制御を引き継ぎ得、又は車両を駐車する際に運転者を支援し得る。
【０００４】
オートモーティブレーダーシステムは、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）技術をしばしば用いる。このようなレーダーシステムは、線形に変化する周波数を有するチャープ信号を送信する。オブジェクトから反射された信号は、送信された信号と混合されてビート信号を生成し、ビート信号は、オブジェクト識別のためのレンジ及びドップラー情報を含む。車両におけるトランスミッタから遠いオブジェクトほど、ビート周波数が一層大きい。車両に対するオブジェクトの相対速度が速いほど、ドップラー周波数がより高い。また、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善し、車両に対するオブジェクトの角度を得るために複数の送信及び受信アンテナが用いられることがある。
【０００５】
オートモーティブレーダーは、短距離レーダー（ＳＲＲ）、中距離レーダー（ＭＲＲ）、長距離レーダー（LＲＲ）の３グループに分類されることがある。一般に、ＬＲＲは、より小さい視野（ＦＯＶ）でのオブジェクト検出のために最高レンジを提供するように設計され、一方、ＳＲＲは、検出されたオブジェクトのレンジが対応して低減されている、最高ＦＯＶを提供する。角度分解能は、システムにおけるアンテナの数に依存する。典型的なＳＲＲシステムは４個の受信アンテナを用い、典型的なＬＲＲシステムは８個又はそれ以上のアンテナを用いる。典型的なＭＲＲシステムは、システムの用途に応じて４個又は８個のアンテナを有し得る。
【０００６】
アンテナを介して受信した信号は送信された信号とミキシングされ、その結果のビート信号（アンテナ毎に１個）が、フィルタリングされ、デジタルビート信号に変換される。その後、レーダーの視野における潜在的オブジェクトのレンジ、速度、及び角度を抽出するために、デジタル化されたビート信号に対して信号処理が実施される。信号処理は典型的に、中央処理装置において実施される。この中央統括的な信号処理を実施するために必要とされる演算能力及びメモリの量は、アンテナの数と共に線形に増大される。
【発明の概要】
【０００７】
分配されたレーダー信号処理のための記載される例において、カスケードされたレーダーシステムが、第１の複数の受信チャネルと、第１の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のため信号処理の第１の初期部分を実施するように第１の複数の受信チャネルに結合される第１の信号処理構成要素とを含む第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）、第２の複数の受信チャネルと、第２の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のため信号処理の第２の初期部分を実施するように第２の複数の受信チャネルに結合される第２の信号処理構成要素とを含む第２のレーダーＳＯＣ、及び信号処理の第１の初期部分の第１の結果及び第２の信号の第２の初期部分の結果を受信するように第１のレーダーＳＯＣ及び第２のレーダーＳＯＣに結合される処理ユニットを含む。処理ユニットは、第１の結果及び第２の結果を用いるオブジェクト検出のために信号処理の残りの部分を実施するように動作し得る。
【０００８】
１つの態様において、カスケードされたレーダーシステムにおける分配されたレーダー信号処理の方法が、レーダーシステムにおける第１のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）において第１の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のため信号処理の第１の初期部分を実施すること、レーダーシステムにおける第２のレーダーＳＯＣにおいて第２の複数の受信チャネルにより生成されるデジタルビート信号に対するオブジェクト検出のため信号処理の第２の初期部分を実施すること、及び、レーダーシステムにおける処理ユニットにより、信号処理の第１の初期部分及び信号処理の第２の初期部分の結果を用いてオブジェクト検出のため信号処理の残りの部分を実施することを含む。
【０００９】
１つの態様において、分配されたレーダー信号処理の方法が、処理ユニットに結合される複数のレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）を含むカスケードされたレーダーシステムにおいて、各レーダーＳＯＣにおけるオブジェクト検出のため信号処理の初期部分を実施すること、及びレーダーＳＯＣの各々から受信した初期部分を実施した結果を用いて、処理ユニットにおけるオブジェクト検出のため信号処理の残りの部分を実施することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダーフレームを図示する例である。
【００１１】
【図２】ＦＭＣＷレーダー信号処理の流れ図である。
【００１２】
【図３】従来のＦＭＣＷ長距離レーダーシステムのブロック図である。
【００１３】
【図４】例示のＦＭＣＷカスケードされたレーダーシステムのブロック図である。
【００１４】
【図５】例示のＦＭＣＷ短距離レーダーデバイスのブロック図である。
【００１５】
【図６】レーダー信号の分配された信号処理の方法のフローチャートである。
【００１６】
【図７】レーダーデータの分配された信号処理を図示する例である。
【００１７】
【図８】レーダーフレームのための分配された信号処理の例示のタイミング図である。
【００１８】
【図９】レーダー信号の分配された信号処理の方法のフローチャートである。
【００１９】
【図１０】一定の誤警報率（ＣＦＡＲ）検出のためのレシーバ動作特性曲線を図示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を参照すると、典型的な周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダーシステムにおいて、レーダー信号を生成するために、チャープの連続するシーケンスが送信及び受信される。チャープの各連続するシーケンスの後、何らかのアイドル時間（フレーム間アイドル）が、結果のレーダー信号の処理を可能にする。チャープのシーケンスの取得時間及び後続のフレーム間アイドル時間が、レーダーフレームを形成する。各アンテナからの反射された信号は、送信された信号とミキシングされてビート信号を生成し、ビート信号は、フィルタリング及びデジタル化される。その後、レーダーの視野の潜在的オブジェクトのレンジ、速度、及び角度を抽出するため、結果のデジタルビート信号（システムにおける受信アンテナ毎に１つ）に対して信号処理が実施される。
【００２１】
図２は、複数の受信アンテナにわたる１レーダーフレームのためのレーダー信号処理の例示のフローを図示する。「ファスト時間」という用語は、単一チャープ内の時間サンプルを指し、「スロー時間」という用語は、チャープシーケンスにおけるチャープの数を指す。各受信アンテナに対し、データを周波数ドメインに変換するために、各反射されたチャープのデジタル化されたサンプルに対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が実施される。ピーク値は、オブジェクトのレンジ（距離）に対応する。この処理は通常、インラインで実施され、これは、前のチャープのデジタル化されたサンプルに対してレンジＦＦＴが実施される一方、現在のチャープに対してサンプルが収集されることを意味する。レンジＦＦＴの結果は、更なる処理のためメモリに保存される。各受信アンテナに対して１セットのレンジＦＦＴ結果がある。或るチャープにおいてＮ個の時間サンプルがある場合、Ｎ個のレンジ結果がそのチャープに対してストアされる。そのため、論理的には、チャープシーケンスにＭ個のチャープがある場合、レンジＦＦＴによりＭ×Ｎ個のレンジ値のアレイが生成される。レンジ時間アレイと称され得るこのアレイにおいて、Ｎ個のコラムは、Ｍ個のチャープにわたる同じ相対的時間におけるサンプルに対するレンジ値である。
【００２２】
各レンジに対し、チャープシーケンス（スロー時間軸）におけるチャープの対応するレンジ値の各々にわたってドップラーＦＦＴが実施される。従って、Ｍ×ＮアレイのＮ個のコラムの各々に対してドップラーＦＦＴが実施される。結果のＭ×Ｎレンジ・ドップラー面におけるピークは、レンジ・ドップラーアレイ又はレンジ・ドップラースライスと称されることもあり、潜在的オブジェクトのレンジ及び相対スピード（速度）に対応する。各受信アンテナに対してレンジ・ドップラーアレイがあり得る。
【００２３】
その後、潜在的オブジェクトの角度情報を判定するため、レンジ・ドップラーアレイにわたってコヒーレント積分が実施される。複数のレシーバが用いられるとき、反射された信号は各々、その信号を反射するオブジェクトの角度に応じて異なる遅延を有し得る。コヒーレント積分では、各アンテナに対して第３のＦＦＴ、即ち、角度ＦＦＴ、がレンジ・ドップラーアレイにわたって実施される。潜在的オブジェクトは、レンジ・ドップラー・角度キューブにおけるピークを考慮することによって検出される。潜在的オブジェクトに関する情報はその後、オブジェクト追跡、オブジェクトの動きのレート、及び動きの方向など、特定用途処理のために用いられる。例えば、オートモーティブの文脈において、オブジェクトデータは、レーン変更支援、駐車、死角検出、後方衝突警告、緊急ブレーキ、及び走行制御のために用いられ得る。
【００２４】
ドップラーＦＦＴ及び角度ＦＦＴは、典型的に、レーダーフレームのアイドル時間の間、実施される。レンジＦＦＴ、ドップラーＦＦＴ、及び角度ＦＦＴの組み合わせは、３次元（３Ｄ）ＦＦＴと称され得る。
【００２５】
図３は、長距離ＦＭＣＷレーダーシステムのための例示の従来のアーキテクチャのハイレベルブロック図である。このシステムは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）３０４に結合される４個のレシーバ（Ｒｘ）構成要素及び１個のトランスミッタ（Ｔｘ）構成要素のレーダーフロントエンド３０２を含む。ＡＳＩＣ３０４は、フィールドプログラマブルゲートアレイ３０６（又は他の特定用途アクセラレータ）及びＤＳＰ＋ＭＣＵプロセッサ３０８を含み得る。ＤＳＰ＋ＭＣＵプロセッサ３０８は、ハイエンドデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）及びマイクロコントローラ（ＭＣＵ）の機能を組み合わせる。トランスミッタ構成要素（Ｔｘ）は、３個のアンテナ及び３個の伝送チャネルを有する。各レーダーフレームでは、１つ又は複数の伝送チャネルが、ＡＳＩＣ３０４の制御下で信号生成器により生成されるチャープを送信する。
【００２６】
レシーバ構成要素（Ｒｘ）の各々は、反射されたチャープを受信するため及びデジタルビート信号を生成するために、４個のアンテナ及び４個の受信チャネルを有する。各レーダーフレームに対し、レシーバ構成要素は各々、４個のデジタルビート信号（各受信チャネルに対して１個）を生成し、デジタルビート信号を処理のためＡＳＩＣ３０４に送る。
【００２７】
ＡＳＩＣ３０４は、１６個のデジタルビート信号に対して上述の信号処理を実施する。従って、１６個の信号の各々に対し、ＡＳＩＣ３０４は、各チャープのサンプルに対してレンジＦＦＴを実施し、結果をメモリ３１０にストアする。全てのチャープが送信され、レンジＦＦＴが完了した後、ＡＳＩＣ３０４は、ドップラーＦＦＴ及び角度ＦＦＴを実施する。
【００２８】
中間処理結果をストアするために必要とされるメモリの量が非常に大きいため、メモリ３１０は典型的にＡＳＩＣ３０４の外にある。例えば、ＬＲＲシステムのための例示のレーダーフレームを考える。チャープ毎に５１２サンプル及びフレーム毎に１２８チャープがあり得る。この例示のアーキテクチャの１６個の受信アンテナがある場合、ＡＳＩＣ３０４は、チャープ毎に１６個の５１２ポイントＦＦＴを実施し、中間データの約４ＭBを節約することを必要とする。
【００２９】
本開示の実施例は、レーダーシステム処理ユニットの必要とされる演算能力が低減され、外部メモリが低減され及び／又はなくされるように、カスケードされたレーダーシステムにおいてレーダー信号処理を分配することを提供する。より具体的には、レーダーシステムにおいて信号処理及びメモリを分配する、レーダー信号処理のためのレーダーシステムアーキテクチャ及び方法が提供される。
【００３０】
図４は、分配されたレーダー信号処理を実施するように構成される、例示のカスケードされたＦＭＣＷレーダーシステム４００のブロック図である。例示のカスケードされたＦＭＣＷレーダーシステム４００は、マスターレーダーシステムオンチップ（ＳＯＣ）４０２、スレーブレーダーＳＯＣ４０４、処理ユニット４０６、及びネットワークインタフェース４０８を含む。マスターレーダーＳＯＣ４０２及びスレーブレーダーＳＯＣ４０４は各々、図５の例示のＦＭＣＷレーダーＳＯＣのアーキテクチャを有する。更に、マスターレーダーＳＯＣ４０２は、スレーブレーダーＳＯＣ４０４のオペレーションをマスターレーダーＳＯＣ４０２のものと同期化するため、スレーブレーダーＳＯＣ４０４に結合される。マスターレーダーＳＯＣ４０２及びスレーブレーダーＳＯＣ４０４は、本願では集合的に、レーダーシステムフロントエンド又はフロントエンドと称する。
【００３１】
処理ユニット４０６は、レーダーＳＯＣからデータを受信するためシリアルインタフェースを介してマスターレーダーＳＯＣ４０２及びスレーブレーダーＳＯＣ４０４に結合される。幾つかの実施例において、シリアルインタフェースは、低電圧差動シグナリング（ＬＶＤＳ）インタフェースなど、高速シリアルインタフェースであり得る。幾つかの実施例において、シリアルインタフェースは、一層低速のシリアル・ペリフェラル・インタフェース（ＳＰＩ）であり得る。各レーダーＳＯＣ４０２、４０４は、ＳＯＣにおいて受信されるレーダー信号の信号処理の一部を実施するため、及びこの信号処理の結果をシリアルインタフェースを介して処理ユニット４０６に提供するための機能を含む。幾つかの実施例において、各レーダーＳＯＣ４０２、４０４は、各レーダーフレームに対しレンジＦＦＴ及びドップラーＦＦＴを実施する。幾つかの実施例において、各レーダーＳＯＣ４０２、４０４は更に、ドップラーＦＦＴの結果に基づいて部分的オブジェクト検出を実施する。
【００３２】
例えば、処理ユニット４０６は、任意の検出されたオブジェクトの距離、速度、及び角度を判定するために任意の残りの信号処理を完了するため、レーダーＳＯＣ４０２、４０４から受信したデータを処理するための機能を含む。処理ユニット４０６はまた、オブジェクトを追跡すること、及び動きのレート及び方向を判定することなど、検出されたオブジェクトに関する情報の後処理を実施するための機能を含み得る。処理ユニット４０６は、レーダーデータを用いる用途の処理スループットのために必要とされるような任意の適切なプロセッサ又はプロセッサの組み合わせを含み得る。例えば、処理ユニット４０６は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）、ＤＳＰ及びＭＣＵ処理両方を組み合わせるＳＯＣ、又は浮動小数点ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びＤＳＰを含み得る。
【００３３】
処理ユニット４０６は、ネットワークインタフェース４０８を介して車両における１つ又は複数の電子制御ユニットに必要とされるような制御情報を提供する。電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、車両において１つ又は複数の電気的システム又はサブシステムを制御する、車両における任意の埋め込みシステムに対する一般的な用語である。例えば、ＥＣＵのタイプには、電子／エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）、パワートレイン制御モジュール（ＰＣＭ）、送信制御モジュール（ＴＣＭ）、ブレーキ制御モジュール（ＢＣＭ又はＥＢＣＭ）、中央制御モジュール（ＣＣＭ）、中央タイミングモジュール（ＣＴＭ）、ジェネラルエレクトリックモジュール（ＧＥＭ）、ボディ制御モジュール（ＢＣＭ）、及びサスペンション制御モジュール（ＳＣＭ）が含まれる。
【００３４】
ネットワークインタフェース４０８は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）プロトコル、ＦｌｅｘＲａｙプロトコル、又はイーサネットプロトコル、など、任意の適切なプロトコルを実装し得る。
【００３５】
図５は、レーダーシステム４００においてマスターレーダーＳＯＣ４０２又はスレーブレーダーＳＯＣ４０４として用いられるように構成される、例示のＦＭＣＷレーダーＳＯＣ５００のブロック図を示す。レーダーＳＯＣ５００は、ＦＭＣＷ信号を送信するための複数の送信チャネル５０４、及び反射された送信信号を受信するための複数の受信チャネル５０２を含み得る。また、受信チャネルの数は、送信チャネルの数より多くし得る。例えば、レーダーＳＯＣ５００の一実施例が、２つの送信チャネル及び４つの受信チャネルを有し得る。送信チャネルは、適切なトランスミッタ及びアンテナを含む。受信チャネルは、適切なレシーバ及びアンテナを含む。また、受信チャネル５０２の各々は、同一であり、ビート信号（或いは、デチャープされた信号、中間周波数（ＩＦ）信号、又はロー（raw）レーダー信号と称される）を生成するために送信信号を受信信号とミキシングするためのミキサー５０６、５０８、ビート信号をフィルタするためのベースバンドバンドパスフィルタ５１０、５１２、フィルタされたビート信号を増幅するための可変利得増幅器（ＶＧＡ）５１４、５１６、及びアナログビート信号をデジタルビート信号に変換するためアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）５１８、５２０を含む。
【００３６】
受信チャネル５０２は、サンプリングレートを低減し、信号をベースバンドに戻すため、デジタルビート信号に対してデシメーションフィルタリングを実施するデジタルフロントエンド（ＤＦＥ）５２２に結合される。ＤＦＥ５２２はまた、デジタルビート信号に対して、ＤＣオフセット除去などの他のオペレーションを実施し得る。ＤＦＥ５２２は、ＤＦＥ５２２の出力を信号プロセッサ構成要素５４４に送信するため、信号プロセッサ構成要素５４４に結合される。
【００３７】
信号プロセッサ構成要素５４４は、レーダーフレームのビート信号に対して信号処理の一部を実施するように、及びこの信号処理の結果を処理ユニット４０６に提供するように構成される。幾つかの実施例において、結果は、高速シリアルインタフェース５２４を介して処理ユニット４０６に提供される。幾つかの実施例において、結果は、シリアル・ペリフェラル・インタフェース（ＳＰＩ）５２８を介して提供される。幾つかの実施例において、信号プロセッサ構成要素５４４は、レーダーフレームにおけるチャープの各シーケンスに対して、レンジＦＦＴ及びドップラーＦＦＴを実施し得る。そのような実施例は、図６の方法を参照して更に詳細に説明される。幾つかの実施例において、信号プロセッサ構成要素５４４はまた、ドップラーＦＦＴの結果に基づいて部分的オブジェクト検出を実施し得る。そのような実施例は、図９の方法を参照して更に詳細に説明される。
【００３８】
信号プロセッサ構成要素５４４は、任意の適切なプロセッサ又はプロセッサの組み合わせを含み得る。例えば、信号プロセッサ構成要素５４４は、デジタルシグナルプロセッサ、ＭＣＵ、ＦＦＴエンジン、ＤＳＰ＋ＭＣＵプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり得る。更に、図６及び図９を参照して更に詳細に説明するように、信号プロセッサ構成要素５４８は、ビート信号に対して実施される信号処理の一部の中間結果をストアするためメモリ５４８に結合される。
【００３９】
オンチップメモリ構成要素５４８は、例えば、ＳＯＣ５００の種々の構成要素間でデータを通信するため、及びＳＯＣ５００に対してプロセッサにより実行されるソフトウェアプログラムをストアするためなど、用いられ得るコンピュータ可読媒体等のオンチップストレージを提供する。オンチップメモリ構成要素５４８は、静的ＲＡＭなど、読み出し専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の任意の適切な組み合わせを含み得る。ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）構成要素５４８は、メモリ構成要素５４８から高速インタフェース５２７及び／又はＳＰＩ５２８へのデータ伝送を実施するためメモリ構成要素５４８に結合される。
【００４０】
制御構成要素５２６は、レーダーＳＯＣ５００のオペレーションを制御するための機能を含む。例えば、制御構成要素５２６は、レーダーＳＯＣ５００のオペレーションを制御するためにソフトウェアを実行するＭＣＵを含み得る。
【００４１】
シリアル・ペリフェラル・インタフェース（ＳＰＩ）５２８は、処理ユニット４０６との通信のためのインタフェースを提供する。例えば、処理ユニット４０６は、制御情報（例えば、チャープのタイミング及び周波数、出力パワーレベル、及び位相ノイズモニタリングなどのモニタリング機能のトリガ）をレーダーＳＯＣ５００に送るためにＳＰＩ５２８を用い得る。幾つかの実施例において、レーダーＳＯＣ５００は、信号プロセッサ５４４によって実施される信号処理の結果を処理ユニット４０６に送るためにＳＰＩ５２８を用い得る。
【００４２】
プログラマブルタイミングエンジン５４２は、制御モジュール５２６からレーダーフレームにおけるチャープのシーケンスに対するチャープパラメータ値を受信するため、及びパラメータ値に基づいてフレームにおけるチャープの伝送及び受信を制御するチャープ制御信号を生成するための機能を含む。例えば、チャープパラメータは、レーダーシステムアーキテクチャにより定義され、どのトランスミッタに、チャープ周波数開始値、チャープ周波数傾斜、アナログ・デジタル（ＡＤＣ）サンプリング時間、ランプ終了時間、及びトランスミッタ開始時間をイネーブルさせるかを示すためのトランスミッタイネーブルパラメータを含み得る。
【００４３】
無線周波数シンセサイザー（ＲＥＳＹＮＴＨ）５３０は、タイミングエンジン５４２からのチャープ制御信号に基づいて伝送のためＦＭＣＷ信号を生成するための機能を含む。幾つかの実施例において、ＲＥＳＹＮＴＨ５３０は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備えた位相ロックループ（ＰＬＬ）を含む。レーダーＳＯＣ５００がスレーブレーダーＳＯＣ４０４として用いられる場合、レーダーシステムフロントエンドが通常モードで動作しているとき、ＲＥＳＹＮＴＨ５３０はアクティブではない。代わりに、マスターレーダーＳＯＣ４０２におけるＲＥＳＹＮＴＨ５３０が、入力バッファ５３６を介してスレーブレーダーＳＯＣ４０４に送信されるべきＦＭＣＷ信号を提供する。
【００４４】
マルチプレクサ５３２は、ＲＥＳＹＮＴＨ５３０及び入力バッファ５３６に結合される。マルチプレクサ５３２は、入力バッファ５３６において受信された信号とＲＥＳＹＮＴＨ５３０により生成された信号との間で選択するように構成され得る。例えば、出力バッファ５３８は、マルチプレクサ５３２に結合され、マルチプレクサ５３２により選択された信号を別のレーダーＳＯＣの入力バッファに送信するために用いられ得る。また、例えば、マスターレーダーＳＯＣ４０２の出力バッファ５３８は、マスターレーダーＳＯＣ４０２のＲＥＳＹＮＴＨ５３０からスレーブレーダーＳＯＣ４０４に信号を送るため、スレーブレーダーＳＯＣ４０２の入力バッファ５３６に結合される。更に、スレーブレーダーＳＯＣ４０４のマルチプレクサ５３２は、入力バッファ５３６において受信された信号を選択するように構成される。
【００４５】
クロック乗算器５４０は、伝送信号の周波数をミキサー５０６、５０８の周波数まで増大させる。クリーンアップＰＬＬ（位相ロックループ）５３４は、外部の低周波数基準クロック（図示せず）の信号の周波数をＲＥＳＹＮＴＨ５３４の周波数まで増大させるように、及びクロック信号から基準クロック位相ノイズをフィルタするように動作する。
【００４６】
図６は、図４及び図５のものなど、カスケードされたレーダーシステムにおいてレーダーフレームの信号処理を分配する方法のフローチャートである。特に、この方法において、オブジェクト検出のための信号処理の初期部分、即ち、オブジェクト検出のためのベースとして実施される３ＤＦＦＴの最初の２つのＦＦＴ、がカスケードされたレーダーシステムのレーダーＳＯＣにおいて実施され、残りの信号処理は処理ユニットによって実施される。説明を簡潔にするため、この方法を、図４の２つのＳＯＣアーキテクチャ、及び図５レーダーＳＯＣを参照して説明する。幾つかの実施例において、カスケードされたレーダーアーキテクチャは、一層多くのレーダーＳＯＣを含む。また、この方法は、各レーダーＳＯＣが４つの受信チャネルを有すると仮定して説明される。幾つかの実施例において、レーダーＳＯＣは、一層多い又は一層少ない受信チャネルを有し得、又は異なる数の受信チャネルを有していてもよい。
【００４７】
図６に示すように、レーダーフレームにおいてチャープのシーケンスにおける或るチャープが、レーダーＳＯＣ４０２、４０４の各々において送信され６００、反射されたチャープが、レーダーＳＯＣ４０２、４０４の４つの受信チャネルの各々において受信される６０２。反射されたチャープのデジタルビート信号が、受信チャネルの各々において生成される６０４。従って、反射されたチャープは、受信チャネルの各々においてフィルタリングされ、増幅され、及びデジタル信号に変換される。
【００４８】
その後、レーダーＳＯＣ４０２、４０４の各々におけるデジタルビート信号に対してレンジＦＦＴが実施される６０６。より具体的には、レーダーＳＯＣ４０２、４０４の各々の信号プロセッサ５４４は、デジタルビート信号の各々に対して１つの、４つのレンジＦＦＴを実施し、その結果をそれぞれのレーダーＳＯＣに対するメモリ５４８にストアする。チャープを送信し６００、反射されたチャープを受信し６０２、デジタルビート信号を生成し６０４、レンジＦＦＴを実施する６０６プロセスは、チャープシーケンスにおける全てのチャープが送信される６０８まで反復される。
【００４９】
チャープシーケンスにおける全てのチャープが処理された後、各レーダーＳＯＣ４０２、４０４に対するメモリ５４８がＭ×Ｎ個のレンジ値の４つのアレイをストアし、ここで、Ｍはチャープシーケンスにおけるチャープの数であり、Ｎはチャープを受信するための時間サンプルの数である。レーダーＳＯＣ４０２、４０４の各々におけるレンジＦＦＴ結果に対してドップラーＦＦＴが実施される６１０。４つの受信チャネルにおいて受信された反射されたチャープの対応数倍のサンプルのレンジ結果にわたって、即ち、４つのＭ×Ｎレンジ時間アレイのＮ個コラムの各々に対し、ドップラーＦＦＴが実施される。各ドップラーＦＦＴの出力は、Ｍ×Ｎレンジ・ドップラースライスである。しかし、全Ｍ×Ｎレンジ・ドップラースライスはメモリにストアするために必要ではない。レーダーＳＯＣ４０２、４０４の各々の各信号プロセッサモジュール５４４は、各レンジに対する４つの受信チャネルに対応する４つのドップラースライスを一度に生成する。
【００５０】
レーダーＳＯＣ４０２、４０４の各々により所与のレンジに対して生成されるドップラースライスは、次のレンジのための４つのドップラースライスを生成する前に、残りの信号処理のために処理ユニット４０６に送られる６１２。特定のレンジに対するオブジェクト検出のために必要とされる信号処理を完了するために、レーダーＳＯＣ４０２、４０４から受信した所与のレンジのための対応するドップラースライスに対して処理ユニット４０６により角度ＦＦＴが実施される６１４。そのため、処理ユニット４０６は、全てのレーダーＳＯＣ４０２、４０４からのフルのレンジ・ドップラーデータをストアするためのメモリを必要としない。
【００５１】
図７は、この方法の分配されたレーダー信号処理の一例である。図７は、４つの受信チャネル（アンテナ）を仮定する１つのレーダーＳＯＣ、及び各々４つの受信チャネルを備えた４つのレーダーＳＯＣにわたる全てのチャネルに対するフルのレンジ毎（per range）ドップラースライスに対する、例示のレンジ・ドップラー・チャネルキューブを示す。レンジ・ドップラー・チャネルキューブのレンジ及びドップラーＦＦＴは、各受信チャネルに対するレンジ・ドップラースライスを生成するために各レーダーＳＯＣにおいて実施される。これらのデータスライスはその後、レンジ毎に処理ユニットに搬送される。処理ユニットは、４つのレーダーＳＯＣの各々から４つの、１６個の対応するレンジ毎ドップラースライスにわたって、角度ＦＦＴを実施する。
【００５２】
図８は、図８の方法の一実施例に従った、レーダーフレームのための分配されたレーダー信号処理のタイミングの図である。図８に示すように、処理はパイプライン式に実施され得る。レーダーＳＯＣにおけるデジタルの反射されたチャープ（デジタルビート信号）に対するレンジＦＦＴの演算は、チャープの伝送及び対応するデジタルビート信号の生成と同時に実施され得る。従って、１つのビート信号に対するレンジＦＦＴは、後続の反射されたチャープが、デジタルビート信号を生成するために受信チャネルにおいて処理されており、チャープのシーケンスにおける後続のチャープが送信されている間に、演算され得る。レンジＦＦＴの殆どは、レーダーフレームの取得期間の間、レーダーＳＯＣにおいて実施され得る。受信チャネルにおける第１の反射されたチャープに対してデジタルビート信号を生成するために必要とされる時間に起因して、取得期間の開始からのパイプライン遅延が存在する。そのため、最後の２つのレンジＦＦＴは、取得期間の終了後に演算される。
【００５３】
レーダーＳＯＣにおけるドップラーＦＦＴの演算は、レーダーフレームアイドル期間の間に成され、レンジＦＦＴの全てが演算された後開始する。ドップラーＦＦＴ結果はスライス毎に処理ユニットに送られるので、処理ユニットにおける角度ＦＦＴの演算は、ドップラーＦＦＴの演算と同時に実施され得る。
【００５４】
カスケードされたレーダーシステムにおいて図６の方法を用いると、レンジ・ドップラーチャネルデータの伝送のため、レーダーＳＯＣと処理ユニットとの間の高速シリアルインタフェースが必要となり得る。付加的なレーダー信号処理をレーダーＳＯＣに移すことで、送信される必要があるデータの量が低減され得、そのため、ＳＰＩなどの一層低いシリアルインタフェースの利用が可能となる。
【００５５】
図９は、図４及び図５のものなど、カスケードされたレーダーシステムにおけるレーダーフレームの信号処理を分配する方法のフローチャートである。特に、この方法において、カスケードされたレーダーシステムのレーダーＳＯＣにおいて実施される信号処理の初期部分は、レンジ及びドップラーＦＦＴ、及び部分的オブジェクト検出を含む。任意の部分的に検出されたオブジェクトに関するデータが処理ユニットに送信され、オブジェクト検出を完了するための残りの信号処理は処理ユニットによって実施される。説明を簡潔にするため、この方法を、図４の２つのＳＯＣアーキテクチャ、及び図５のレーダーＳＯＣを参照して説明する。幾つかの実施例において、カスケードされたレーダーアーキテクチャは、一層多くのレーダーＳＯＣを含む。また、この方法は、各レーダーＳＯＣが４つの受信チャネルを有すると仮定して説明される。幾つかの実施例において、レーダーＳＯＣは、一層多い又は一層少ない受信チャネルを有し得、又は異なる数の受信チャネルを有していてもよい。
【００５６】
図９に示すように、工程９００〜９１０は、図６の方法の対応する前述の工程６００〜６１０と同じである。ドップラーＦＦＴが演算された後、レーダーＳＯＣ４０２、４０４の各々の信号プロセッサモジュール５４４により部分的オブジェクト検出が実施される９１２。この部分的オブジェクト検出は、一定誤警報率（ＣＦＡＲ）オブジェクト検出の緩和されたバージョンを用いて実施され得る。
【００５７】
一般に、ＣＦＡＲオブジェクト検出において、オブジェクトの検出は、レシーバチャネルにおいて受信された信号のパワーに基づく。信号のパワーは、反射された信号が恐らくオブジェクトから生じていると考えられ得るか否かを判定するために、閾値と比較される。この閾値が低すぎる場合、誤警報が増えることを犠牲にして、より多くのオブジェクトが検出され得る。逆に、閾値が高すぎる場合、一層少ないオブジェクトが検出され得るが、誤警報の数も低くなる。典型的なレーダーシステムにおいて、閾値は、要求される誤警報の確率（ＰＦＡ）（又は、誤警報率又は誤警報間の時間に相当する）を達成するために設定される。閾値の値は、受信された信号におけるノイズのレベルに影響を与える干渉源に適応するように適合され得る。
【００５８】
幾つかの既知のシンプルなＣＦＡＲ検出方式において、閾値レベルは、被試験セル（ＣＵＴ）の周りのノイズフロアのレベルを推定することにより計算される。この方法では、セルが、レーダーフレームにおけるチャープのシーケンスに対応する。このノイズレベル推定は、ＣＵＴの周りのセルのブロックを取得すること、及び平均パワーレベルを計算することにより判定され得る。この推定がＣＵＴ自体からのパワーと衝突すること避けるため、ＣＵＴに直近するセルは、通常、無視される（及び「ガードセル」と称される）。ＣＵＴのパワーが、近接セルのものより大きく、且つ、ローカル平均パワーレベルより大きい場合、ＣＵＴにおいてオブジェクトが存在することが示される。ローカルパワーレベルの推定は、時には、限定されたサンプル寸法に適応するためにわずかに増大され得る。このシンプルなアプローチは、セル平均ＣＦＡＲ（ＣＡ‐ＣＦＡＲ）と呼ばれる。
【００５９】
他の関連するアプローチでは、ＣＵＴの左及び右のセルに対する個別の平均を計算し、ローカルパワーレベルを画定するためにこれら二つのパワーレベルの最大又は最小を用いる。これらはそれぞれ、ＧＯ‐ＣＦＡＲ（greatest-of CFAR）及びＬＯ‐ＣＦＡＲ（least-of CFAR）と称され、クラッターのエリアに直近するとき、検出を改善し得る。
【００６０】
従来のレーダーシステム（図３など）において、及び図６の方法が図４のレーダーシステムにおいて用いられるとき、ＣＦＡＲオブジェクト検出は、全てのレシーバチャネルにわたる完全にコヒーレントなＦＦＴに基づいて、即ち、レーダー信号処理の第３のＦＦＴを実施することにより、それぞれのＡＳＩＣ又は処理ユニットにおいて実施され得る。
【００６１】
レーダーＳＯＣ４０２、４０４の各々における部分的オブジェクト検出では、完全にコヒーレントな検出に用いられ得るよりも多くの緩和されたオブジェクト検出閾値が用いられ得る。レーダーＳＯＣ４０２、４０４は、レーダーシステム４００のための所望の誤警報率よりも、これに対応して一層高い検出確率を備えて一層高い誤警報率で動作すべきである。従って、各レーダーＳＯＣは、実際に存在するより多くのオブジェクトを検出しがちである。幾つかの実施例において、各レーダーＳＯＣ４０２、４０４に対する動作誤警報率（閾値）は、所望のシステム誤警報率より３デシベル低い信号対雑音比（ＳＮＲ）に対応するように設定される。
【００６２】
図１０は、誤警報率のこの選択肢を図示するグラフである。このグラフは、変化するＳＮＲを有する例示のレシーバ動作特性曲線を示す。一般に、所望の誤警報率は、システムに対して、及び所与のポイントのＳＮＲに応じて選択され、この誤警報率は、正しいオブジェクト検出の確率を定める。レーダーＳＯＣに対する動作誤警報率は、レーダーＳＯＣにおける緩和されたオブジェクト検出に適応するように正しいオブジェクト検出の確率を低減するように選択される。
【００６３】
再び図９を参照すると、幾つかの実施例において、部分的オブジェクト検出は、ノンコヒーレント積分に基づいている。従って、レーダーＳＯＣにおける４つの受信チャネルにわたってパワーが加算され、その結果が、緩和されたオブジェクト検出閾値と比較される。
【００６４】
ＳＮＲ（信号対雑音比）のわずかな損失が、コヒーレント及びノンコヒーレント検出間で生じる。例えば、８つのアンテナを備えたシステムでは、ノンコヒーレント（パワーベースの）オブジェクト検出を実施すると、コヒーレント（ＦＦＴベース）検出に比して約１ｄＢ損失となる。従って、幾つかの実施例において、部分的オブジェクト検出は、コヒーレントパワー加算に部分的に基づく。例えば、２つのＳＯＣ上に８つのアンテナがある場合、下記の式に従って各レンジ及びドップラーで１６ポイントＦＦＴが実施され得る。
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【００６５】
上記式において、ｘ０〜ｘ３は、レーダーＳＯＣ４０２におけるレシーバチャネルであり、ｘ４〜Ｘ７は、レーダーＳＯＣ４０４におけるレシーバチャネルである。等式の２行目は、４つのレシーバチャネルにわたるコヒーレント和が、このコヒーレント検出に固有であることを示す。そのため、各レーダーＳＯＣにおける部分的コヒーレントパワー和（これは、４つの受信チャネルにわたってゼロパディングされた１６ポイントＦＦＴであり得る）が部分的オブジェクト検出のために用いられ得る。従って、パワーは、或るレーダーＳＯＣにおける４つの受信チャネルにわたるＦＦＴで判定され、その結果が、緩和されたオブジェクト検出閾値と比較される。
【００６６】
レーダーＳＯＣの各々における部分的オブジェクト検出９１２の結果は、検出されたオブジェクトのセットであり得る。各ＳＯＣが、部分的オブジェクト検出の結果を処理ユニット４０６に送る９１４。各検出されたオブジェクトに対して送られたデータは、パワーが閾値を交差したレンジ毎ドップラースライスにおけるビンを識別するレンジ及びドップラーインデックスを含み得、ＦＦＴは、識別されたｂｉｎにおける全てのレシーバチャネルに対して出力し、推定されたノイズ変動が閾値を判定する際に用いられる。
【００６７】
その後、オブジェクト検出が処理ユニット４０６において完了する９１６。より具体的には、処理ユニット４０６は、所望のシステム誤警報率が達成されるように、検出されたオブジェクトのセットをフィルタリングし得る。レーダーＳＯＣ４０２、４０４は、緩和されたオブジェクト検出閾値を用い、そのため、その場に実際に存在するよりも多くのオブジェクトを検出し得る。全てのチャネルにわたるレンジ・ドップラーＦＦＴ値及び推定されたノイズ値を含む全ての必要な情報が、ＳＯＣ４０２、４０４から処理ユニット４０６により受信される。処理ユニット４０６は、検出されたオブジェクトの最後のセットにおける各オブジェクトに対してフルの第３の次元ＦＦＴ、即ち角度ＦＦＴ、を実施する。そのため、処理ユニット４０６は、ＳＯＣ４０２、４０４の各々よりも正確に到達の角度を推定することができる。また、処理ユニット４０６は、ＳＯＣ４０２、４０４からのノイズ値を組み合わせ得、偽オブジェクトをなくすために最終的な一層厳しい閾値を適用し得、誤警報率を所望のレベルにし得る。
【００６８】
上述の方法における検出されたオブジェクトのために通信されたデータの量は、レンジ・ドップラー・角度キューブにおけるポイントの総数よりもずっと少なくすべきである。そのため、この方法は、レーダーＳＯＣと処理ユニットとの間のスループット要件を低減する。この低減は、レーダーＳＯＣと処理ユニットとの間の一般的な低速シリアルバスを可能にするのに充分であり得る。また、処理ユニットにおけるレーダー信号処理のために必要な演算パワーも低減され得る。
【００６９】
本明細書では、２つのレーダーＳＯＣを含むカスケードされたレーダーシステムにおいて実施例を説明してきた。幾つかの実施例において、カスケードされたレーダーシステムは、２つより多くのＳＯＣを含む。
【００７０】
別の例において、カスケードされたレーダーシステムのフロントエンドにおけるレーダーＳＯＣがマスタースレーブ関係を有する実施例を本明細書において説明してきた。幾つかの実施例において、外部ＰＬＬがＦＭＣＷ信号をＳＯＣの全てに提供する場合など、レーダーＳＯＣはマスタースレーブ関係を有さないこともある。
【００７１】
別の例において、レーダー信号処理の特定の部分がレーダーＳＯＣにおいて実施され、残りの信号処理が、レーダーＳＯＣから結果を受信する処理ユニットによって実施される実施例を本明細書において説明してきた。幾つかの実施例において、レーダーＳＯＣと処理ユニットとの間の信号処理の分配は、本明細書に記載される例とは異なる。
【００７２】
方法の工程は、順次に提示され得、また本明細書において順次に記載されたが、図面に示し、明細書に記載された工程の１つ又は複数が同時に実施され得、組み合され得、及び／又は、図面に示し及び／又は本明細書に記載された順とは異なる順で実施され得る。従って、実施例は、図面に示した及び／又は本明細書に記載された工程の特定の順に限定されると考えるべきではない。
【００７３】
本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に変形が成され得、他の実施例が可能である。
【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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【図９】
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【図１０】
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