FR2839557A1 - Radar - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de radar comprend un bloc RF (1) pour émettre un signal d'émission modulé en fréquence et générer un signal de battement entre une partie du signal d'émission et un signal réfléchi depuis la cible, et un bloc de traitement de signal (2) pour déterminer un spectre de fréquences discret pour le signal de battement multiplié par une fonction de fenêtre et déterminer la fréquence de crête du signal de battement à partir du spectre de fréquences discret, en déterminant la fréquence de crête vraie du signal de battement en ajustant le spectre de fréquences de la fonction de fenêtre sur le spectre de fréquences discret du signal de battement, en déterminant la fréquence de crête de la fonction de fenêtre ajustée sur le spectre de fréquences discret du signal de battement et en utilisant la fréquence de crête de la fonction de fenêtre en tant que fréquence de crête vraie du signal de battement.
Description
B 13988.3 JL
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de ['invention La presente invention concerne un dispositif de radar
permettant de detecter une cible en utilisant une once radio.
2. Description de l'artanterieur
Un systeme de radar a once continue (COO) en modulation de frequence (FM) ou FM-COO est connu en tent que systeme de radar qui est installe sur un objet mobile tel qu'un vehicule afin de detecter une
cible telle qu'un autre vehicule, un etre humain ou un obstacle.
Le radar FM-COO emet un signal d'emission continu module en frequence et re,coit un signal reflechi depuis une cible. Le signal re,cu et le signal d'emission vent melanges afin de generer un signal de battement afferent. La position relative et la distance relative de la cible
vent ensuite determinees a partir du signal de battement.
La frequence du signal de battement est determinee comme suit. Tout d'abord, une fonction de fenetre est appliquee au signal de battement et le signal resultant est soumis a un processus de transformation de Fourier rapide ou FFT afin de determiner le spectre de frequences du signal de battement. La figure 8A represente un exemple d'un signal de battement dans le domaine temporel et la figure 8B represente un exemple d'un signal dans le domaine temporel comme obtenu en appliquant la fonction de fenetre au signal de battement original. La figure 8C represente le spectre de frequences du signal qui est represente sur la figure 8B. Dans le spectre de frequences, une partie qui presente une intensite (puissance) de signal augmentee inclut des composantes de frequence principales du signal de battement. La frequence de la crete de cette partie correspond a la frequence du signal de battement (ci-apres, cette frequence sera
simplement appelee frequence de crete).
Cependant, le spectre de frequences qui est obtenu via la transformation de Fourier discrete telle que la FFT est un spectre discret qui inclut des composantes a des intervalles de frequence qui vent egaux a 1/T ou T est l'intervalle d'echantillonnage. Ceci signifie que, lors de la detection de la frequence de crete du signal de battement, la resolution en frequence la plus eievee possible est determinee par l'intervalle de frequence (plage de FFT) qui est egal a 1/. Ci-apres, la frequence d'une composante de spectre de frequences discret presentant l'intensite de signal la plus elevee sera
appelee la frequence de crete discrete.
Dans un tel dispositif de radar, des techniques qui ameliorent la resolution de frequence de crete vent decrites dans les documents pertinents de brevet qui suivent: (1) brevet du Japon n 3213143; (2) publication de demande de brevet non examinee du Japon n 2001 42033; et (3) publication de demande de brevet non examinee du
Japon n 10-213613.
Dans le dispositif de radar divulgue dans le document (1), le barycentre de l'intensite (la puissance) de signal est determine a partir de donnees qui representent un spectre de frequences discret, et la
frequence de barycentre est utilisee en tent que frequence de crete.
Les figures 9A a 9C representent un processus de determination de la
frequence de crete conformement au procede qui a ete identifie ci-
avant. De fa,con davantage specifique, la figure 9A represente un exemple d'un signal de battement dans le domaine temporel, et la figure 9B represente un exemple d'un signal dans le domaine temporel, comme obtenu en appliquant une fonction de fenetre au signal de battement original represente sur la figure 9A. La figure 9C represente le spectre de frequences du signal comme represente sur la figure 9B. Comme represente sur la figure 9C, la frequence au niveau du barycentre d'une partie qui inclut des composantes de
spectre augmentees est detectee en tent que frequence de crete.
Dans le dispositif de radar divulgue dans le document (2), apres application d'une fonction de fen etre a un sign al de battem ent, la quantite de don n ees est augmentee e n addition nant des don nees avec une amplitude de zero, et le resultat est soumis a une transformation de Fourier discrete. Les figures 10A a 10C representent un processus selon le procede qui a ete identifie ci-avant. De fac,on davantage specifique, la figure 1 OA represente un exemple d'un signal de battement dans le domaine temporel, et la figure 10B represente un signal dans le domaine temporel, comme obtenu en additionnant des donnees presentant une amplitude de zero apres ['application d'une fonction de fenetre au signal de battement qui est represente sur la figure 10A. La figure 10C represente le spectre de frequences du signal qui est represente sur la figure 10B. Comme represente sur la figure 10C, le spectre resultant comporte un nombre plus grand de composantes obtenues par interpolation de telle sorte que la frequence
de crete est detectee selon une resolution de detection plus elevee.
Dans le dispositif de radar divulque dans le document (3), la difference entre la frequence d'un point de crete vrai et la frequence d'une composante de spectre de frequences discret presentant l'intensite de signal la plus grande est determinee a partir des rapports des composantes presentant les intensites de signal les plus grandes sur les intensites de signal de composantes de spectre plus haute et plus basse qui vent adjacentes a la composante presentant l'intensite
de signal la plus grande.
Cependant, dans les dispositifs de radar qui utilisent l'une quelconque des techniques divulquees dans le document (1), (2) ou (3), une quantite importante de calcul est necessaire pour detecter la frequence de crete vraie. C'est-a-dire qu'afin de determiner la frequence de crete selon une precision elevee, un echantillonnage doit etre realise selon des intervalles tres courts et par consequent, un processeur tres haute performance est necessaire, ce qui conduit a une complexite et a un cout de circuit augmentes. Bien que la frequence de crete puisse etre determinee selon une precision elevee en utilisant un processeur basse performance, un temps long est consomme pour calculer la frequence de crete et par consequent, il est
impossible de detecter une cible en un temps suffisamment court.
RESUME DE L'INVENTION
Afin de surmonter les problemes qui ont ete decrits ci-avant,
des modes de realisation preferes de la presente invention proposent
un dispositif de radar qui detecte une cible selon une precision elevee en detectant une frequence de crete vraie selon une precision elevee via un calcul qui necessite une quantite fortement reduite de calculs informatiques.
Des modes de realisation preferes de la presente invention
proposent un dispositif de rada pour detecter une cible a partir d'une frequence de crete d'un signal de baffement, comprenant un bloc RF pour emeffre un signal d'emission module en frequence et pour generer un signal de battement entre une partie du signal demission et un signal reflechi depuis la cible, et un bloc de traitement de signal pour determiner un spectre de frequences discret pour le signal de baffement multiplie par une fonction de fenetre et pour determiner la frequence de crete du signal de battement a partir du spectre de frequences discret, dans lequel le bloc de traitement de signal determine la frequence de crete vraie du signal de battement en meffant en oeuvre un traitement incluant les etapes d'ajustage du spectre de frequences de la fonction de fenetre sur le spectre de frequences discret du signal de battement, de determination de la frequence de crete de la fonction de fenetre ajustee sur le spectre de frequences discret du signal de battement et d'utilisation de la frequence de crete de la fonction de fenetre en tent que frequence de
crete vraie du signal de battement.
Dans le dispositif de radar selon des modes de realisation
preferes de la presente invention, la frequence de crete vraie du signal de baffement est determinee sur la base d'une expression qui represente Af en tent que fonction de l'intensite de signal a plusieurs frequences discretes dans le spectre de frequences discret, ou Af est la difference de frequence entre la frequence de crete du spectre de frequences de la fonction de fenetre et la frequence de crete discrete
dans le spectre de frequences discret du signal de battement.
En outre, dans le dispositif de radar selon des modes de realisation preferes de la presente invention, la fonction represente la relation entre la difference de frequence Af et le rapport Ap entre des valeurs d'intensite de signal a deux frequences discretes des plusieurs
frequences discretes.
En outre, dans le dispositif de radar selon des modes de realisation preferes de la presente invention, les deux frequences discretes vent des frequences discretes dans le spectre de frequences discret, lesquelles vent respectivement plus haute et plus basse que la frequence de crete et vent adjacentes a la frequence de crete dans le
spectre de frequences discret.
En outre, dans le dispositif de radar selon des modes de realisation preferes de la presente invention, la fonction de fenetre est de preference une fonction d'une fenetre de Hamming, et la difference de frequence Af est determinee sur la base d'une fonction lineaire qui approche la fonction qui represente la relation entre la difference de frequence Af et le rapport Ap en logarithme entre les valeurs d'intensite
de signal aux deux frequences discretes.
Dans le dispositif de radar selon des modes de realisation
preferes de la presente invention, la frequence de crete vraie du signal de battement est determinee en realisant un processus qui inclut les etapes d'ajustage du spectre de frequences de la fonction de fenetre sur le spectre de frequences discret du signal de battement, de determination de la frequence de crete de la fonction de fenetre ajustee sur le spectre de frequences discret du signal de battement et d'utilisation de la frequence de crete de la fonction de fenetre en tent que frequence de crete vraie du signal de battement. Par consequent; la frequence de crete vraie du signal de battement moyennant une resolution en frequence plus elevee que la resolution en frequence du spectre de frequences discret du signal de battement est determinee
de facon aisee.
En outre, dans le dispositif de radar selon des modes de realisation preferes de la presente invention, une expression qui represente Af en tent que fonction d'intensite de signal a plusieurs frequences discretes dans le spectre de frequences discret est determinee a l'avance, ou Af represente la difference de frequence entre la frequence de crete du spectre de frequences de la fonction de fenetre et la frequence de crete discrete dans le spectre de frequences discret du signal de battement, et la frequence de crete vraie du signal de battement est determinee de fac, on aisee via un caicul simple en
utilisant la fonction.
En outre, dans le dispositif de radar selon des modes de realisation preferds de la presente invention, en utilisant la fonction qui represente la relation entre la diff8rence de frequence Af et le rapport entre des valeurs d'intensit8 de signal a deux frequences discretes des plusieurs frequences discretes, il est possible de determiner la fr8quence de crete vraie du signal de battement via un calcul qui
necessite une quantite fortement r8duite de calculs informatis8s.
En outre, dans le dispositif de radar selon des modes de realisation preferes de la prdsente invention, si des frequences discretes dans le spectre de frequences discret qui vent respectivement plus haute et plus basse que la frequence de crete et qui vent adjacentes a la frequence de crete dans le spectre de frequences discret vent utilisdes en tent que les deux frequences discretes qui ont 8te decrites ci-avant, la difference de frequence Af est tres sensible a des variations du rapport Ap entre les valeurs d'intensite de signal aux deux frequences discretes et par consequent, la frequence de crete vraie du signal de baffement est determinee
selon une precision plus elevee via un calcul simple.
En outre, dans le dispositif de radar selon des modes de realisation preferes de la presente invention, lorsqu'une fenetre de Hamming est utilisee en tent que fonction de fenetre, et que la relation entre la difference de fr8quence Af et le rapport d'intensites de signal Ap est approchee au moyen d'une fonction lineaire, la fr8quence de crete vraie du signal de battement est determinee via un calcul
davantage simplifie.
D'autres caractbristiques, d'autres eldments et d'autres
avantages de la presente invention appara^'tront au vu de la description
detaillee qui suit de modes de rdalisation pr8f8rds de la presente
invention par report aux dessins annexes.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un schema fonctionnel qui represente un premier mode de realisation pref8re d'un dispositif de radar selon la presente invention; les figures 2A a 2D vent des schemes qui representent un processus qui est realise dans le dispositif de radar afin de determiner une frequence de crete d'un signal de battement; la figure 3 est un organigramme qui represente le processus complet qui est realise dans le dispositif de radar; la figure 4 est un schema qui represente un processus permettant de determiner la frequence de crete d'un signal de battement, dans le dispositif de radar, selon un second mode de realisation de la presente invention; la figure 5 est un schema qui represente un processus permettant de determiner la frequence de crete d'un signal de battement, dans le dispositif de radar, selon un troisieme mode de realisation de la presente invention; la figure 6 est un graphique qui represente la relation entre la difference de frequence Af et le rapport d'intensites de signal Ap, dans le dispositif de radar, selon un quatrieme mode de realisation de la presente invention; la figure 7 est un organigramme qui represente un processus permettant de determiner la frequence de crete d'un signal de battement, dans le dispositif de radar, selon un quatrieme mode de realisation de la presente invention; les figures 8A a 8C representent un processus permettant de determiner la frequence de crete d'un signal de battement, dans un dispositif de radar selon une technique classique; les figures 9A a 9C representent une technique classique permettant de determiner la frequence de crete d'un signal de battement selon une resolution elevee; et les figures 10A a 10C vent un schema qui represente une autre technique classique permettant de determiner la frequence de crete
d'un signal de battement selon une resolution elevee.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION
PREFERES
Par report aux figures 1 a 3, un premier mode de realisation
prefere d'un dispositif de radar selon la presente invention est decrit ci-
apres. La figure 1 est un schema fonctionnel qui represente la construction du dispositif de radar. Sur ia figure 1, un index de reference 1 represente un bloc RF et un index de reference 2 represente un bloc de traitement de signal. Le bloc RF 1 emet et re,coit des ondes radio pour detecter une cible via un radar. Un signal de battement entre des ondes radio emise et re,cue est emis en sortie depuis le bloc RF 1 et est applique sur le bloc de traitement de signal 2. Un compteur de modulation 11 dans le bloc de traitement de signal 2 convertit une valeur de comptage selon un signal de forme
triangulaire via un microprocesseur 14. Un convertisseur numerique-
analogique ou N/A 10 convertit la valeur qui est emise en sortie depuis le compteur de modulation 11 selon un signal analogique et emet en sortie le signal analogique resultant sur un oscillateur commande en tension ou VCO 8 dans le bloc RF 1. Le VCO 8 genere un signal d'oscillation module en frequence conformement au signal de forme
triangulaire qui est re,cu depuis le compteur de modulation 11.
Le signal dioscillation qui est emis en sortie depuis le VCO 8 est applique sur un dispositif de rayonnement primaire 4 via un isolateur 7, un coupleur 6 et un circulateur 5. Le dispositif de rayonnement primaire 4 est localise a l'interieur ou au voisinage du plan focal d'une lentille dielectrique 3. Un signal en once millimetrique qui est irradie depuis le dispositif de rayonnement primaire 4 est focalise selon un faisceau etroit via la lentille dielectrique 3 et est transmis depuis. Si une once radio reflechie en provenance d'une cible telle qu'une automobile est re, cue par le dispositif de rayonnement primaire 4 via la lentille dielectrique 3, le signal re,cu est transfere sur un melangeur 9 via le circulateur 5. En plus de ce signal rec,u, une partie du signal d'emission est egalement appliquee, en tent que signal local, sur le melangeur 9 via le coupleur 6. Un signal de battement qui presente une frequence qui est egale a la difference entre la frequence du signal re, cu et la frequence du signal local est emis en sortie en tent que signal de frequence intermediaire depuis le melangeur 9 et est applique sur un convertisseur analogique-numerique ou A/N 12 dans le bloc de traitement de signal 2. Le convertisseur analogique-numerique ou A/N 12 convertit le signal de frequence intermediaire rec,u selon des donnees numeriques. Un processeur de signal numerique ou DSP 13 determine un spectre de frequences du signal de battement en realisant une transformation de Fourier rapide ou FFT sur une sequence de donnees qui est re,cue depuis le convertisseur
analogique-numerique ou A/N 12.
Le bloc RF 1 inclut une unite de balayage 15 pour deplacer le dispositif de rayonnement primaire 4 dans un plan focal de la lentille dielectrique 3 ou dans un plan qui est parallele au plan focal de la lentille dielectrique 3. La partie mobile et la partie fixe du dispositif de rayonnement primaire 4 forment un coupleur a 0 dB. Le dispositif de rayonnement primaire 4 est deplace par un moteur d'entranement M qui est commande par le microprocesseur 14, afin d'ainsi balayer le faisceau. Les figures 2A a 2D representent une procedure de traitement de signal qui est realisee sur la sequence de donnees qui est entree depuis le convertisseur analogique-numerique ou A/N 12. La figure 2A represente une sequence de donnees, sous la forme d'une forme d'onde variant temporellement, qui est entree depuis le convertisseur analogique- numerique ou A/N 12. La sequence de donnees qui est representee sur la figure 2A est multipliee par une fonction de fenetre particuliere telle que celle qui est representee sur la figure 2B. En tent que resultat, une sequence diun nombre particulier de donnees (par exemple de 1024 donnees) est obtenue comme represente sur la figure 2C. La sequence de donnees resultante qui est obtenue via la multiplication par la fonction de fenetre est ensuite soumise a un processus FFT, d'ou ainsi la determination d'un spectre de frequences
discret comme represente sur la figure 2D.
Sur la figure 2D, des cercles blancs representent l'intensite (la poissance) de signal a des frequences discretes respectives et une ligne en trait plein represente le spectre continu de la fonction de fenetre comme represente sur la figure 2B. Lorsque le spectre continu de la fonction de fenetre est ajuste ou superpose sur le spectre de frequences discret du signal de battement multiplie par la fonction de fenetre, la frequence de crete du spectre continu de la fonction de fenetre correspond a la frequence de crete vraie du signal de battement. Par consequent, la frequence de crete vraie du signal de battement est determinee en ajustant ou en superposant le spectre continu de la fonction de fenetre sur le spectre de frequences discret du signal de battement multiplie par la fonction de fenetre, et alors, la frequence centrale (la frequence de crete) du spectre continu de la fonction de fenetre est la frequence de crete du signal de battement a obtenir. La figure 3 est un organigramme qui represente le processus qui est realise par ie DSP 13. Tout d'abord, des donnees vent acquises a partir du convertisseur analogique-numerique ou A/N 12. Les donnees vent ensuite multipliees par des facteurs de ponderation d'une fenetre de Hamming et le resultat est soumis a un processus FFT. Un spectre de puissance est determine en calculant le logarithme de la somme des carres de la partie reelle et de la partie imaginaire pour chaque frequence discrete (ci- apres, ce spectre de puissance
sera appele simplement spectre de frequences discret).
Ensuite, des cretes dans le spectre de frequences discret vent detectees, et le spectre de frequences de la fonction de fenetre est ajuste ou superpose sur chaque crete, d'ou ainsi la determination de la frequence de crete vraie de chaque crete. Du fait que l'ajustage est realise par calcul informatique, le spectre de frequences de la fenetre doit etre utilise en tent que donnees de spectre discret. Dans le contexte qui a ete mentionne ci-avant, des donnees de spectre discret de la fonction de fenetre moyennant une resolution en frequence suffisamment superieure a la resolution en frequence du spectre de
frequences discret du signal de battement vent preparees a l'avance.
Le degre de similarite entre le spectre de la fonction de fenetre et le spectre de frequences discret du signal de battement est calcule tout en decalant progressivement le spectre de la fonction de fenetre suivant l'axe des frequences dans une plage particuliere qui est centree au niveau de la crete jusqu'a ce que la meilleure position d'ajustage soit determinee. Par consequent, la frequence de crete du signal de battement moyennant une resolution en frequence elevee qui correspond a la resolution en frequence du spectre de la fonction de
fenetre est determinee.
Le processus qui a ete decrit ci-avant est reaiise de facon sequentielle pour a la fois 1'intervalle de modulation croissant et l'intervalle de modulation decroissant de la frequence d'emission ou de transmission. La frequence de crete d'une crete dans le spectre comme detecte dans l'intervalle de modulation croissant et la frequence de crete d'une crete correspondante qui prend son origine a partir de la meme cible que celle depuis laquelle la crete detectee dans l'intervalle de modulation croissant prend son origine, comme detecte dans l'intervalle de modulation decroissant, vent groupees en padre. Le groupage en padres est realise pour chaque cible. La distance relative et la vitesse relative de chaque cible vent ensuite calculees a partir des
frequences de cretes groupees par padres.
Un dispositif dans le radar permettant de determiner la frequence de crete du signal de battement conformement a un second
mode de realisation prefere de la presente invention est decrit ci-apres.
La figure 4 represente un spectre de frequences discret d'un signal de battement multiplie par une fonction de fenetre et represente egalement un spectre de frequences continu de la fonction de fenetre qui est ajuste sur le spectre de frequences discret du signal de baffement multiplie par la fonction de fenetre. Selon cet exemple, la frequence de crete de la fonction de fenetre est determinee a partir des valeurs d'intensite (de puissance) de signal P. 2, P. 1, PO, P. et P2 a cinq frequences discretes respectives dans une plage suivant l'axe des frequences qui est centree sur la frequence de crete de la frequence discrete du signal de battement. A cette fin, la relation entre la difference entre la frequence de crete du spectre de frequences discret (la frequence de PO) et la frequence de crete fo de la fonction de fenetre est determinee a l'avance en tent que fonction des valeurs de lintensite de signal P. 2, P. 1, PO, P' et P2 aux cinq frequences discretes respectives. C'est-a-dire qu'une fonction G (P. 2, P. 1, PO, P. et P2) qui represente la difference de frequence Af decrite ci-avant est determinee a l'avance (/f = G (P-2, P. 1, PO, P et P2)). En substituant les valeurs d'intensite de signal P. 2, P. 1, PO, P. et P2 aux cinq frequences discretes respectives comme obtenu via le processus FFT
dans la fonction G mentionnee ci-avant, Af est determinee.
Du fait que la frequence de crete discrete (la frequence de PO) est determinee a partir du spectre de frequences discret, la frequence de crete vraie fo du signal de battement est determinee a partir de la
frequence de crete discrete et de la difference de frequence Af.
Un dispositif dans le radar permettant de determiner la frequence de crete d'un signal de battement selon un troisieme mode
de realisation prefere est decrit ci-apres par report a la figure 5.
La figure 5 represente un spectre de frequences discret d'un signal de battement multiplie par une fonction de fenetre et represente egalement un spectre de frequences continu de la fonction de fenetre qui est ajuste sur le spectre de frequences discret du signal de battement. Selon cet exemple, la difference de frequence Af est determinee a partir du rapport Ap entre les valeurs d'intensite de signal P. et P. a des frequences discretes plus basse et plus haute qui vent adjacentes a la frequence de crete discrete (la frequence de PO). II est a noter que Ap represente en logarithme correspond a la difference
entre la puissance P. et la puissance P. representees en logarithme.
Une fonction, qui represente la relation entre la difference de frequence Af et la rapport Ap entre les valeurs d'intensite de signal a des frequences plus basse et plus haute qui vent adjacentes a la frequence de crete du signal de battement, est determinee a l'avance et la difference de frequence Af est determinee en appliquant une valeur mesuree de Ap a la fonction. Ainsi, la frequence de crete vraie du signal de battement est determinee a partir de seulement deux
valeurs d'intensite de signal a des frequences discretes.
Un dispositif dans le radar permettant de determiner la frequence de crete d'un signal de battement selon un quatrieme mode
de realisation prefere est decrit ci-apres par report aux figures 6 et 7.
Selon ce mode de realisation prefere, une fenetre de Hamming est de preference utilisee en tent que fonction de fenetre. La fenetre de Hamming est donnee par ['equation qui suit: in(t) = 2 - 2 cos 2Tt, 0 < t < T (1)
ou T represente l'intervalle d'echantillonnage.
La transformation de Fourier H(f) de la fenetre de Hamming est donnee par ['equation: Hq)=:h(t)e i2dt=2Q(f)-4>Q(f+T)+Q(f T)] (2) ou Qff) sin(2nTf)+ j[cos(27rTf)-1] (3) Puisq ue l 'interval le de frequence du spectre de frequences discret est egal a 1/T, P. et P. vent donnes par ['equation: p, = H(T -Af) P_, = H(- T -Af) (4) Ainsi, Ap est donne par ['equation: p, H(T - 'f) P-' H(- 1 _Af) 2Q(T -Af) - 4 L (T-Af)+Q(-Af)] 2Q( T Af) - 4 LiQ(-Af)+Q(T - Af)] 2Q(T -Af)-Q(T - Af) -Q(-Af) = 2Q(-T -Af)-Q(-Af)-Q(- T - Af) D'autre part, I'equation qui suit est obtenue a partir de ['equation (3) Q(T+f)=Q(f)nf f (6)
ou n represente un entier nature!.
En prenant en compte ['equation (6), I'equation (5) peut etre reecrite comme suit: 2Q(-Af)-Q(-Af) 2 - f f -Q(-Af) 2Q(-6f) 1 M -Q(-Af)-Q(-^f) -"f (7) En divisant le denominateur et le numerateur du membre droit de ['equation (7) par Q(-Af), I'equation qui suit est obtenue: -2Af -6f -1 1_^f 2_f p= T T -2/\f -1- -Af T f T (T+Af) (T+Af) (T-Af)(T-Af) (8) L'equation (8) represente la relation entre Ap et Af. Dans le cas ou l'intensite de signal (la puissance) du spectre de frequences est representee en logarithme, I'equation (8) est modifiee comme suit: APUB = 20 log(6p) = 20 log[= (9) ou APdB represente la valeur en logarithme de Ap. La figure 6 est un graphique de ['equation (9). Si Af est a l'exterieur d'une plage depuis environ -0,5 jusquta environ +0,5, le spectre de frequences de crete correspondent doit etre celui d'une crete adjacente dans le spectre de frequences discret et ainsi, il est necessaire de predeterminer la relation entre Ap et Af seulement pour la plage de f entre environ -0,5 et +0,5. Dans cette plage, comme on peut le voir sur la figure 6, la relation est consideree comme etant lineaire et ainsi, Af peut etre determine a partir de Ap via une approximationlineaire donnee par ['equation: Af=3,67x10-2B (10) L'erreur maximum generee par ['approximation est d'environ 0,013/T pour Af dans la plage de +1/(2T). Par consequent, I'equation (10) peut etre utilisee pour determiner Af avec une resolution en frequence suffisamment grande par rapport a la precision de frequence de +0,23/T (correspondent a une resolution en vitesse de +1 km/in)
requise pour les radars.
La figure 7 est un organigramme qui represente un processus pour detecter la frequence de crete d'un signal de battement. Tout d'abord, une frequence de crete est choisie a partir des composantes de spectre de frequences discret. Ap est ensuite determine a partir des valeurs d'intensite de signal a des frequences discretes plus haute et plus basse adjacentes a la frequence choisie. Ensuite, la difference de frequence Af est determinee a partir de Ap via une approximation lineaire comme decrit ci-avant. La frequence de crete vraie est ensuite
determinee a partir de Af et de la frequence de crete discrete.
Dans un cas ou il y a plusieurs cibles, plusieurs cretes apparaissent dans le spectre de frequences discret du signal de battement. Ainsi, dans ce cas, le processus decrit ci-avant est mis en oeuvre pour chaque crete apparaissant dans le spectre de frequences
discret du signal de battement.
Dans l'exemple de la figure 5, Af est determine a partir des valeurs dintensite de signal a des frequences discretes plus haute et plus basse adjacentes a une frequence de crete dans le spectre de frequences discret d'un signal de battement. Selon une variante, par exemple, Af peut etre determine a partir de l'intensite de signal a une frequence de crete dans le spectre de frequences discret d'un signal de battement et a partir de l'intensite de signal a une frequence
discrete plus haute ou plus basse adjacente a la frequence de crete.
Plus specifiquement, la relation entre la difference de frequences Af et les deux frequences discretes est determinee a l'avance sous la forme d'une fonction et Af est determine a partir des deux valeurs d'intensite
de signal en utilisant la fonction.
La description qui vient d'etre faite est seulement illustrative de
['invention. Diverses variantes et modifications peuvent etre envisagees par l'homme de lart sans sortir du cadre des
revendications annexees.
Claims (19)
1. Dispositif de radar pour detecter une cible a partir d'une frequence de crete d'un signal de battement, comprenant: un bloc RF (1) pour emettre un signal d'emission module en frequence et pour generer un signal de battement entre une partie du signal d'emission et un signal reflechi depuis la cible; et un bloc de traitement de signal (2) pour determiner un spectre de frequences discret pour le signal de battement multiplie par une fonction de fenetre et pour determiner la frequence de crete du signal de battement a partir du spectre de frequences discret; caracterise en ce que: le bloc de traitement de signal (2) determine la frequence de crete vraie du signal de battement en mettant en oeuvre un traitement incluant les etapes d'ajustage du spectre de frequences de la fonction de fenetre sur le spectre de frequences discret du signal de battement, de determination de la frequence de crete de la fonction de fenetre ajustee sur le spectre de frequences discret du signal de battement et d'utilisation de la frequence de crete de la fonction de fenetre en tent
que frequence de crete vraie du signal de battement.
2. Dispositif de radar selon la revendication 1, caracterise en ce que la fonction de fenetre represente la relation entre une difference de frequence Af et un rapport Ap entre des valeurs dintensite de signal
a deux frequences discretes d'une pluralite de frequences discretes.
3. Dispositif de radar selon la revendication 2, caracterise en ce que lesdites deux frequences discretes vent des frequences discretes dans le spectre de frequences discret qui vent respectivement plus haute et plus basse que la frequence de crete et qui vent adjacentes a la frequence de crete dans le spectre de
frequences discret.
4. Dispositif de radar selon la revendication 3, caracterise en ce que la fonction de fenetre est une fonction d'une fenetre de Hamming et la difference de frequence f est determinee sur la base d'une fonction lineaire qui realise une approximation de la fonction representant la relation entre la difference de frequence Af et le rapport Ap en logarithme entre les valeurs d'intensite de signal aux deux
frequences discretes.
5. Dispositif de radar selon la revendication 1, caracterise en ce que ledit bloc RF (1) inclut un oscillateur commande en tension (8), un moyen de rayonnement primaire (4) et un isolateur (7), ledit oscillateur commande en tension (8) appliquant un signal d'oscillation
sur ledit moyen de rayonnement primaire (4) via ledit isolateur (7).
6. Dispositif de radar selon la revendication 5, caracterise en ce que ledit bloc RF (1) inclut en outre une lentille dielectrique (3), ledit moyen de rayonnement primaire (4) etant situe a l'interieur ou au voisinage d'un plan focal de ladite lentille dielectrique (3) de telle sorte qu'un signal en once millimetrique qui est rayonne depuis le moyen de rayonnement primaire (4) soit focalise selon un faisceau etroit via la
lentille dielectrique (3).
7. Dispositif de radar selon la revendication 6, caracterise en ce que ledit bloc RF (1) inclut en outre un melangeur (9), un circulateur (5) et un coupleur (6) agences de telle sorte que ledit signal reflechi soit recu par le moyen de rayonnement primaire (4) via la lentille dielectrique (3), que le signal reflechi rec,u soit transfere au melangeur (9) via le circulateur (5) et que la partie du signal d'emission soit
transferee au melangeur (9) pour generer le signal de battement.
8. Dispositif de radar selon la revendication 6, caracterise en ce que ledit bloc RF (1) inclut en outre une unite de balayage (15) pour deplacer le moyen de rayonnement primaire (4) dans un plan focal de la lentille dielectrique (3) ou dans un plan sensiblement parallele au
plan focal de la lentille dielectrique (3).
9. Dispositif de radar selon la revendication 1, caracterise en ce que le bloc de traitement de signal (2) inclut un microprocesseur (14) et un compteur de modulation (11) agences de telle sorte qu'une valeur de comptage soit convertie selon un signal de forme triangulaire
via le microprocesseur (14).
10. Dispositif de radar selon la revendication 1, caracterise en ce que le bloc de traitement de signal (2) inclut un processeur de signal numerique (13) qui determine le spectre de frequences du signal de battement en realisant une transformation de Fourier rapide ou FFT.
11. Dispositif de radar pour detecter une cible a partir d'une frequence de crete d'un signal de battement, comprenant: un bloc RF (1) pour emettre un signal d'emission module en frequence et pour generer un signal de battement entre une partie du signal d'emission et un signal reflechi depuis la cible; et un bloc de traitement de signal (2) pour determiner un spectre de frequences discret pour le signal de battement multiplie par une fonction de fenetre et pour determiner la frequence de crete du signal de battement a partir du spectre de frequences discret; caracterise en ce que: le bloc de traitement de signal (2) determine la frequence de crete vraie du signal de battement sur la base d'une expression representant Af en fonction d'une intensite de signal pour plusieurs frequences discretes dans le spectre de frequences discret, ou Af represente la difference de frequences entre la frequence de crete du spectre de frequences de la fonction de fenetre et la frequence de crete discrete dans le spectre de frequences discret du signal de battement.
12. Dispositif de radar selon la revendication 11, caracterise en ce que lesdites deux frequences discretes vent des frequences discretes dans le spectre de frequences discret qui vent respectivement plus haute et plus basse que la frequence de crete et qui vent adjacentes a la frequence de crete dans le spectre de
frequences discret.
13. Dispositif de radar selon la revendication 12, caracterise en ce que la fonction de fenetre est une fonction d'une fenetre de Hamming et la difference de frequence Af est determinee sur la base d'une fonction lineaire qui realise une approximation de la fonction representant la relation entre la difference de frequence Af et le rapport Ap en logarithme entre les valeurs d'intensite de signal aux deux
frequences discretes.
14. Dispositif de radar selon la revendication 11, caracterise en ce que caracterise en ce que ledit bloc RF (1) inclut un oscillateur commande en tension (8), un moyen de rayonnement primaire (4) et un isolateur (7), ledit oscillateur commande en tension (8) appliquant un signal d'oscillation sur ledit moyen de rayonnement primaire (4) via
ledit isolateur (7).
15. Dispositif de radar selon la revendication 14, caracterise en ce que ledit bloc RF (1) inclut en outre une lentille dielectrique (3), ledit moyen de rayonnement primaire (4) etant situe a l'interieur ou au voisinage d'un plan focal de ladite lentille dielectrique (3) de telle sorte qu'un signal en once millimetrique qui est rayonne depuis le moyen de rayonnement primaire (4) soit focalise selon un faisceau etroit via la
lentille dielectrique (3).
16. Dispositif de radar selon la revendication 15, caracterise en ce que ledit bloc RF (1) inclut en outre un melangeur (9), un circulateur (5) et un coupleur (6) agences de telle sorte que ledit signal reflechi soit recu par le moyen de rayonnement primaire (4) via la lentille dielectrique (3), que le signal reflechi re,cu soit transfere au melangeur (9) via le circulateur (5) et que la partie du signal d'emission
soit transferee au melangeur (9) pour generer le signal de battement.
17. Dispositif de radar selon la revendication 15, caracterise en ce que ledit bloc RF (1) inclut en outre une unite de balayage (15) pour deplacer le moyen de rayonnement primaire (4) dans un plan focal de la lentille dielectrique (3) ou dans un plan sensiblement
parallele au plan focal de la lentille dielectrique (3).
18. Dispositif de radar selon la revendication 11, caracterise en ce que le bloc de traitement de signal (2) inclut un microprocesseur (14) et un compteur de modulation (11) agences de telle sorte qu'une valeur de comptage soit convertie selon un signal de forme triangulaire
via le microprocesseur (14).
19. Dispositif de radar selon la revendication 11, caracterise en ce que le bloc de traitement de signal (2) inciut un processeur de signal numerique (13) qui determine le spectre de frequences du signal de battement en realisant une transformation de Fourier rapide ou
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20061031 |