JP7025506B2 - レーダーにおける角度分解能 - Google Patents
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Description
ここで、wxは方位角周波数であり、Aは障害物に対応する複素振幅である。項Ψは、付加的なアンテナb1における位相であり、下記式によって得られる。
ここで、wzは仰角周波数である。項wx及びwzは次のように定義される。
ここで、ra1,k ra2,k ra3,k rb1,kは、それぞれアンテナa1、a2、a3、及びb1において、フレームkにおいて受信した信号である。項ra1,k ra2,k ra3,k rb1,kは、信号処理ユニット215における処理後のそれぞれのアンテナにおいて受信した信号を表す。例えば、一実施形態において、信号ra1,kは、2D FFTの実施後フレームkに対してアンテナa1において障害物「m」255及び「n」260から受け取った信号を表す。項Am,k及びAn,kは、フレームkにおける、それぞれ2つの障害物「m」255及び「n」260の複素振幅である。項wxmは、障害物「m」255に関連する方位角周波数であり、項wxnは、障害物「n」260に関連する方位角周波数である。項Ψmは、付加的なアンテナb1における障害物「m」255に起因する位相を指し、項Ψnは、付加的なアンテナb1における障害物「n」260に起因する位相を指す。また、e-jΨmは、付加的なアンテナb1における障害物「m」255に関連する複素フェーザを指し、e-jΨnは、付加的なアンテナb1における障害物「n」260に関連する複素フェーザを指す。方位角周波数wxm及びwxnは次のように定義される。
ここで、θm265は、障害物「m」255に関連する方位角であり、φm270は、障害物「m」255に関連する仰角である。同様に、θn275は、障害物「n」260に関連する方位角であり、φn280は、障害物「n」260に関連する仰角である。
から、各障害物に関連する複素振幅を推定する。従って、信号処理ユニット215は、それぞれ2つの障害物「m」255及び「n」260の複素振幅であるAm,k及びAn,kを、式(4)を用いて次のように推定する。
ここで、pinv(S)はSの疑似逆数である。一実施形態において、pinv(S)は次のように定義される。
pinv(S)=(SHS)-1SH
ここで、Hは共軛転置を指す。pinv(S)を推定することは、式(14)に示すように、2×2行列(SHS)を逆にすることを含む。Sはフレーム「k」に依存しない。従って、推定の後、pinv(S)は全ての後続フレームに対して用いられる。項ra1,kはフレームkにおいてアンテナa1で受信される信号を表す。同様にra2,kは、フレームkにおいてアンテナa2で受信される信号を表す。信号処理ユニット215は、各障害物に関連する複素振幅を推定するために、アンテナのリニアアレイa1、a2、及びa3において受信される信号のフレームを用いる。複素振幅は、各フレームに対して推定される。各フレームに対して、アンテナのリニアアレイa1、a2、及びa3で障害物「m」255及び「n」260から受信された信号である、rk(1:3)の値が測定される。一実施形態において、フレームkに対して、それぞれ障害物「m」255及び「n」260に関連する複素振幅Am,k及びAn,kの推定は、最小二乗推定である。別の実施形態において、フレームkに対して、それぞれ障害物「m」255及び「n」260に関連する複素振幅Am,k、及びAn,kの推定は、アンテナのリニアアレイの各アンテナにおけるSNR(信号対雑音比)が異なる場合(a1、a2、及びa3におけるSNRが異なる場合、又は、アンテナのリニアアレイa1、a2、及びa3の任意のアンテナにおけるSNRがフレームにわたって変化する場合等)、加重最小二乗推定である。複素振幅の推定は、各フレームに対して、障害物「m」255及び「n」260の各々に関連する推定複素振幅を提供する。
ここで、pinv(T)はTの疑似逆数である。一実施形態において、pinv(T)は次のように定義される。
pinv(T)=(THT)-1TH
ここで、Hは共軛転置を指す。pinv(T)を推定することは、式(18)の2×2行列(THT)を逆にすることを含む。式(16)は、フレーム「k」における式(15)を表し、ここで、k=1,2,・・・,Nfrであり、NfrはN番目のフレームである。信号処理ユニット215は、各障害物に関連する複素フェーザを推定するために、フレームにわたって、付加的なアンテナb1において受信される信号を用いる。信号処理ユニット215は、また、各障害物に関連する複素フェーザを推定するために、フレームにわたって、障害物に関連する推定複素振幅を用いる。従って、式(16)のAm,1及びAn,1は、それぞれ、フレーム1における障害物mに起因する複素振幅、及び、フレーム1における障害物nに起因する複素振幅を表す。また、rb1,1は、フレーム1において、付加的なアンテナb1において受信される信号を表す。同様に、式(16)のAm,Nfr及びAn,Nfrは、それぞれ、フレームNfrにおける障害物mに起因する複素振幅、及びフレームNfrにおける障害物nに起因する複素振幅を表す。また、rb1,Nfrは、フレームNfrにおいて、付加的なアンテナb1において受信される信号を表す。一実施形態において、それぞれ障害物「m」255及び「n」260に関連する複素フェーザe-jΨm及びe-jΨnの推定は、最小二乗推定である。別の実施形態において、付加的なアンテナにおけるSNRがフレームにわたって変化する場合、それぞれ障害物「m」255及び「n」260に関連する複素フェーザe-jΨm及びe-jΨnの推定は、加重最小二乗推定である。
Claims (4)
- アンテナのリニアアレイと前記アンテナのリニアアレイの少なくとも1つのアンテナから所定のオフセットにある付加的なアンテナとを含むアンテナユニットから信号を受信して処理する信号処理ユニットであって、
前記アンテナのリニアアレイにおいて障害物から受信される信号から前記障害物に関連する方位角周波数を推定し、
前記障害物に関連する前記推定された方位角周波数と前記アンテナのリニアアレイにおいて前記障害物から受信される前記信号とから前記障害物に関連する複素振幅を推定し、
前記障害物に関連する前記推定された複素振幅と前記付加的なアンテナにおいて前記障害物から受信される信号とから前記障害物に関連する複素フェーザを推定し、
前記障害物に関連する前記推定された複素フェーザと前記障害物に関連する前記推定された方位角周波数とから前記障害物に関連する方位角と仰角とを推定する、
ように構成される、信号処理ユニット。 - 請求項1に記載の信号処理ユニットであって、
前記障害物が前記アンテナユニットに対して固定距離と固定相対速度とを有する、信号処理ユニット。 - 請求項1に記載の信号処理ユニットであって、
前記障害物に関連する複素振幅の推定が最小二乗推定と加重最小二乗推定との一方である、信号処理ユニット。 - 請求項1に記載の信号処理ユニットであって、
前記障害物に関連する前記複素フェーザの推定が最小二乗推定と加重最小二乗推定との一方である、信号処理ユニット。
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