JP2010048635A - Radar system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、連続的な電波を用いて障害物を検知するレーダ装置に関する。 The present invention relates to a radar apparatus that detects an obstacle using continuous radio waves.
自動車で走行時に障害物や前方走行車までの距離を計測する装置として、ミリ波を利用したレーダ装置が広く利用されている。レーダ装置は電波を放射し、障害物や車両などの物体からの反射波を受信する。そして、受信した反射波の強弱,周波数のドップラーシフト,電波の発射から反射波の受信までの伝搬時間などを検出し、その結果から物体までの距離や相対速度を計測する。 A radar device using millimeter waves is widely used as a device for measuring the distance to an obstacle or a forward vehicle when traveling in an automobile. The radar device emits radio waves and receives reflected waves from objects such as obstacles and vehicles. Then, the intensity of the received reflected wave, the Doppler shift of the frequency, the propagation time from the emission of the radio wave to the reception of the reflected wave, and the like are detected, and the distance and relative velocity to the object are measured from the result.
ここで、2周波CW方式のレーダ装置における、変調/復調回路に関する技術がある(特許文献1参照)。 Here, there is a technique related to a modulation / demodulation circuit in a two-frequency CW radar device (see Patent Document 1).
従来方式では、復調回路11及び12とΔΣ型A/D変換器2個(15及び16)を用いて、復調を行っている(図2参照)。しかし、当該変換器は回路構成が複雑でコストが高いという課題がある。従って、回路構成が簡単でコストの安い逐次比較型A/D変換器を用いることが考えられるが、特許文献1の技術において、単にΔΣ型A/D変換器を逐次比較型A/D変換器に置き換えただけでは、ΔΣ型A/D変換器に内蔵のアンチエイリアスフィルタが利用できず、ナイキスト周波数を超える周波数の信号が折返しノイズとなって混入し、ノイズが大きくなる、という課題がある。
In the conventional method, demodulation is performed using the
そこで、本発明の目的は、逐次比較型A/D変換器を用いてもノイズを抑えることが可能なレーダ装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a radar apparatus that can suppress noise even when a successive approximation A / D converter is used.
上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。 In order to solve the above problems, one of the desirable embodiments of the present invention is as follows.
レーダ装置は、第1の周波数を有する第1のアナログ信号及び第2の周波数を有する第2のアナログ信号を出力する信号出力部と、信号出力部に接続され、信号出力部が出力した第1及び第2のアナログ信号を、それぞれ第1及び第2のデジタル信号に変換し、当該第1及び第2のデジタル信号を重ね合わせて一つのデジタル信号として出力する逐次比較型A/D変換器と、信号変換部に接続され、一つのデジタル信号を第1及び第2のデジタル信号に振り分けて出力する演算回路を備え、演算回路は、単位時間のうち、第1の時間区間で前記第1のデジタル信号の代表値を示す第1の代表値を計算し、第2の時間区間で前記第2のデジタル信号の代表値を示す第2の代表値を計算する。 The radar apparatus includes a signal output unit that outputs a first analog signal having a first frequency and a second analog signal having a second frequency, and a first signal output from the signal output unit. And a successive approximation A / D converter that converts the first and second analog signals into first and second digital signals, and superimposes the first and second digital signals to output a single digital signal. And an arithmetic circuit that is connected to the signal conversion unit and distributes one digital signal to the first and second digital signals and outputs the first digital signal, and the arithmetic circuit includes the first time interval in a first time interval in a unit time. A first representative value indicating a representative value of the digital signal is calculated, and a second representative value indicating a representative value of the second digital signal is calculated in a second time interval.
本発明によれば、逐次比較型A/D変換器を用いてもノイズを抑えることが可能なレーダ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the radar apparatus which can suppress noise even if it uses a successive approximation type A / D converter can be provided.
以下、図面を参照して、実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、レーダ装置の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a radar apparatus.
当該レーダ装置は、変調/復調回路1,変調/復調回路が出力した信号をミリ波帯の電波に変換する高周波発生器2,高周波発生器2が出力したミリ波帯の電波を送信用と混合用に分配する方向性結合器3,方向性結合器が出力した送信用の電波を外部に送信する送信アンテナ4,先行車等の物体に反射した電波を受信する受信アンテナ5,当該受信した電波と方向性結合器3が出力した混合用の電波を混合してビート信号を発生させるミキサ6,ミキサ6が出力したビート信号を増幅するオペアンプ7,オペアンプ7が出力した増幅されたアナログ信号であるビート信号をデジタル信号に変換(A/D変換)する逐次比較型A/D変換器8,逐次比較型A/D変換器8が出力したデジタル信号を従来のΔΣ型A/D変換器による変換結果と同等のデジタル信号となるよう計算する演算回路9、及び演算回路9が出力したデジタル信号に対してFFT解析処理等を行い当該レーダ装置と先行車等との間の距離,角度,相対速度等を計算する信号処理装置10とからなる。
The radar apparatus includes a modulation /
ここで、一般的な2周波CW方式について説明する。当該方式では、周波数f1,f2の2つの電波を切替え遷移しながら送信し物体で反射して戻ってきた反射波を受信する。f1,f2の二つの送信信号に対してそれぞれビート信号が得られるので、f1を送信している区間に取得したデータから計測されるビート信号の周波数は、ターゲットとの相対速度Vに比例したドップラーシフトfd=−2Vf1/cに等しい。そこで、Vは数式1によって求まる。
Here, a general two-frequency CW system will be described. In this method, two radio waves having frequencies f1 and f2 are transmitted while being switched, and a reflected wave reflected by an object and returned is received. Since a beat signal is obtained for each of the two transmission signals f1 and f2, the frequency of the beat signal measured from the data acquired in the section transmitting f1 is Doppler proportional to the relative speed V with the target. The shift fd is equal to −2Vf1 / c. Therefore, V is obtained by
(数式1)
V=−fd×c/(2×f1)
更に、受信波はターゲットまでの距離Rを往復しているので、受信波の位相は、その受信波が受信された時点での送信波の位相とは異なっている。f1を送信している区間に取得したデータから計測される位相をΔφ1、f2を送信している区間に取得したデータから計測される位相をΔφ2とすると、Rは数式2によって求まる。
(Formula 1)
V = −fd × c / (2 × f1)
Furthermore, since the received wave reciprocates the distance R to the target, the phase of the received wave is different from the phase of the transmitted wave when the received wave is received. If the phase measured from the data acquired in the section transmitting f1 is Δφ1, and the phase measured from the data acquired in the section transmitting f2 is Δφ2, R is obtained by
(数式2)
Δφ1−Δφ2=4πR×(f1−f2)/c
図2は、従来の2周波CW方式レーダ装置の構成図である。
(Formula 2)
Δφ1−Δφ2 = 4πR × (f1−f2) / c
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional two-frequency CW radar device.
従来のレーダ装置は、変調/復調回路1,変調/復調回路が出力した信号をミリ波帯の電波に変換する高周波発生器2,高周波発生器2が出力したミリ波帯の電波を送信用と混合用に分配する方向性結合器3,方向性結合器が出力した送信用の電波を外部に送信する送信アンテナ4,先行車等の物体に反射した電波を受信する受信アンテナ5,当該受信した電波と方向性結合器3が出力した混合用の電波を混合してビート信号を発生させるミキサ6,ミキサ6が出力したビート信号を増幅するオペアンプ7,変調のタイミングに連動して制御される復調回路11及び復調回路12,サンプルホールド回路13及び14,ΔΣ型A/D変換器15及び16,A/D変換結果のデジタル信号に対してFFT解析処理等を行い当該レーダ装置と先行車等との間の距離,角度,相対速度等を計算する信号処理装置10とからなる。
A conventional radar apparatus is used for transmitting a modulation /
2周波CW方式レーダでは、送信する周波数を時間的に切替えているので、通常、f1を送信して得たビート信号fd1と周波数f2を送信して得たビート信号fd2とを分離する復調回路が必要となる。復調回路11及び12は、送信周波数の変調タイミングに連動して、変調/復調回路01から送られる制御信号により制御される。即ち、fd1を得る時にはf1を送信している時間に復調回路11のアナログスイッチのゲートを開き、f2を送信している時には復調回路12のアナログスイッチのゲートを閉じる。又、それぞれのアナログスイッチの後段にはサンプルホールド回路13及び14が接続され、それぞれの出力信号をホールドした後、ΔΣ型A/D変換器15及び16によって、ビート信号をデジタル信号へ変換する。
In the two-frequency CW system radar, since the frequency to be transmitted is temporally switched, a demodulation circuit that separates the beat signal fd1 obtained by transmitting f1 and the beat signal fd2 obtained by transmitting frequency f2 is usually provided. Necessary. The
次に、本実施例をより分かりやすくする為に、まず、従来方式のA/D変換以降の処理手順を説明する。 Next, in order to make this embodiment easier to understand, first, a processing procedure after A / D conversion of the conventional method will be described.
2周波CW方式レーダの場合、受信されミキサ6から出力されるビート信号は、図4のように示される。ビート信号は、位相の異なる2つのSin波が、送信周波数f1,f2を切替えるタイミングで時分割された信号として観測される。 In the case of a two-frequency CW system radar, the beat signal received and output from the mixer 6 is shown as in FIG. The beat signal is observed as a signal in which two Sin waves having different phases are time-divided at a timing when the transmission frequencies f1 and f2 are switched.
図3は、従来の復調処理の内容を示す図である。(A)の101は一般的な2周波CW方式のレーダの変調波形を示し、(B)で101に同期した信号処理のタイミングを模式的に示している。 FIG. 3 is a diagram showing the contents of a conventional demodulation process. 101 of (A) shows a modulation waveform of a general two-frequency CW radar, and the timing of signal processing synchronized with 101 is schematically shown in (B).
A/D変換はf1,f2各チャンネル毎に単位時間(周期)Tの間に1つのデータ出力を行うが、ΔΣ型A/D変換器はTの全ての時間区域においてオーバーサンプリング処理を行うのでf2信号を送受信している期間はf1データをホールドすることによりf2の情報がf1に回り込まないようにしている。逆にf1信号を送受信している期間はf2データをホールドすることによりf1の情報がf2に回り込まないようにしている。 In the A / D conversion, one data output is performed for each channel f1 and f2 during a unit time (period) T. However, since the ΔΣ A / D converter performs oversampling processing in all time zones of T. During the period in which the f2 signal is transmitted / received, the f1 data is held to prevent the information of f2 from entering the f1. Conversely, during the period during which the f1 signal is transmitted and received, the f2 data is held so that the information of f1 does not wrap around f2.
このようにして、復調回路11,12、サンプルホールド回路13,14を通った信号は、ΔΣ型A/D変換器15,16によってデジタル変換される。ΔΣ型A/D変換器15からは、送信信号がf1の区間のビート信号fd1のサンプル値が出力され、ΔΣ型A/D変換器16からは、送信信号がf2の区間のビート信号fd2のサンプル値が出力される。これらのビート信号fd1とfd2、及びΔΣ型A/D変換器の出力値の関係を図5に示す。
In this way, the signals that have passed through the
ΔΣ型A/D変換器はデータ出力周期をオーバーサンプリング数で除した期間を一単位として積分と比較を繰返すので変換周期の間に入力電圧が大きく変化する場合は出力に大きく影響を及ぼす。 Since the ΔΣ A / D converter repeats integration and comparison with a period obtained by dividing the data output cycle by the number of oversampling as a unit, if the input voltage changes greatly during the conversion cycle, it greatly affects the output.
図5のようにΔΣ型A/D変換器の出力はf1とf2が同時に出力されるがオーバーサンプリングしているデータは常に実際のデータではなくその半分程度がホールドされた擬似的なデータであるため、出力された信号の精度は常に誤差を含み、その誤差はf1とf2のサンプル期間がお互いに重なることが無い為に常にどちらかのデータが決まって誤差が大きくなってしまう。 As shown in FIG. 5, the output of the ΔΣ A / D converter outputs f1 and f2 at the same time, but the oversampled data is not actual data but pseudo data in which about half of it is held. Therefore, the accuracy of the output signal always includes an error, and the error does not always overlap with each other because the sampling periods of f1 and f2 do not overlap each other.
次に、本実施例における復調の処理について図1,図6を用いて説明する。 Next, demodulation processing in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施例では、第1の周波数f1を有する第1のアナログ信号及び第2の周波数f2を有する第2のアナログ信号を出力するオペアンプ07(信号出力部)と、オペアンプ07に接続され、当該オペアンプ07が出力した第1及び第2のアナログ信号を、それぞれ第1及び第2のデジタル信号に変換し、当該第1及び第2のデジタル信号を重ね合わせて一つのデジタル信号として出力する逐次比較型A/D変換器と、逐次比較型A/D変換器に接続され、重ね合わされた一つのデジタル信号を第1及び第2のデジタル信号に振り分けて出力する演算回路09を用いる。演算回路09は、単位時間のうち、第1の時間区間で第1のデジタル信号の代表値を示す第1の代表値を計算し、第2の時間区間で第2のデジタル信号の代表値を示す第2の代表値を計算する。
In this embodiment, the operational amplifier 07 (signal output unit) that outputs the first analog signal having the first frequency f1 and the second analog signal having the second frequency f2 is connected to the
ここで、逐次比較型A/D変換器08は、従来使用していたΔΣ型A/D変換器よりも高速で動作するSAR型A/D変換器などを代表とするA/D変換器である。又、演算回路09は、f1とf2とのどちらの時間で変換したかによって当該デジタル信号を振り分け、それぞれの時間区間の代表値を計算して単位時間Tの周期で第1のデジタル信号と第2のデジタル信号を出力する。
Here, the successive approximation A /
ΔΣ型A/D変換器は、逐次比較型A/D変換器より少なくとも256倍程度のオーバーサンプリングを行うためノイズシェービング効果が得られ、信号対雑音比(S/N比)に優れているので単純に逐次比較型A/D変換器に置き換えて従来と同様の処理を行ってもS/N比が悪くなり測定精度は実用に耐えないものとなってしまう。 Since the ΔΣ type A / D converter performs oversampling at least about 256 times that of the successive approximation type A / D converter, a noise shaving effect is obtained and the signal-to-noise ratio (S / N ratio) is excellent. Even if it is simply replaced with a successive approximation type A / D converter and the same processing as in the prior art is performed, the S / N ratio is deteriorated and the measurement accuracy is not practical.
逐次比較型A/D変換器を用いてΔΣ型A/D変換器と同等のS/Nを得るためには、より高速にA/D変換し、得られたデジタル信号の代表値を取る処理をする必要がある。取得したデジタル信号の平均値を取る場合、ΔΣ型A/D変換器より約8倍の速さでA/D変換して8個のデータの平均値を計算することにより同等の性能を得られることが実験結果により判明している。 In order to obtain an S / N equivalent to that of a ΔΣ A / D converter using a successive approximation A / D converter, A / D conversion is performed at a higher speed, and a representative value of the obtained digital signal is obtained. It is necessary to do. When taking the average value of the acquired digital signal, the same performance can be obtained by calculating the average value of 8 data by A / D conversion about 8 times faster than the ΔΣ type A / D converter. This has been proved by experimental results.
しかし、ΔΣ型A/D変換器を逐次比較型A/D変換器を置き換え、その出力8個分の平均値を計算して出力する演算回路を設けた場合、A/D変換器の入手性は良くなるものの演算回路が必要となり、コストやスペースのメリットが無いものとなってしまう。 However, if a ΔΣ A / D converter is replaced with a successive approximation A / D converter, and an arithmetic circuit is provided that calculates and outputs the average value of the eight outputs, the availability of the A / D converter However, an arithmetic circuit is required, but there is no cost or space merit.
そこで、本実施例では、従来の復調回路(図2の11,12)を削除してf1を送信して得たビート信号fd1とf2を送信して得たビート信号fd2とを分離せずに一つの逐次比較型A/D変換器に入力し、ΔΣ型A/D変換器より16倍の速さでA/D変換を行って得られたデジタル信号のうち、f1から得られたビート信号fd1を変換した第1のデジタル信号と、f2から得られたビート信号fd2を変換した第2のデジタル信号に振り分けて、それぞれ8個の信号の平均値を計算する。
Therefore, in this embodiment, the conventional demodulation circuit (11, 12 in FIG. 2) is deleted and the beat signal fd1 obtained by transmitting f1 and the beat signal fd2 obtained by transmitting f2 are not separated. Among the digital signals obtained by inputting to one successive approximation A / D converter and A /
尚、fd1とfd2との信号の切替えタイミング付近の信号をA/D変換した場合、このデータはノイズ要因となり測定精度に影響が出てしまう。そこで、本実施例では、切替えタイミング付近の信号(図6の点線の上向き矢印)を演算回路09で計算しない事によって測定精度を向上させる。実験結果では16倍の速さでA/D変換を行って得られたデジタル信号のうちfd1とfd2それぞれの切替え部分のデータを間引きして、残る6個のデータを平均値処理することにより従来方式と同等以上の性能が得られている。
When A / D conversion is performed on a signal near the switching timing of the signals fd1 and fd2, this data becomes a noise factor and affects the measurement accuracy. Therefore, in this embodiment, the measurement accuracy is improved by not calculating the signal near the switching timing (the dotted upward arrow in FIG. 6) by the
そして、折返しノイズに関してはA/D変換の速度を16倍にして6個のデータの平均値を取り1つの代表値とする場合、少なくともナイキスト周波数の16倍の周波数までは折返しノイズが発生しないという結果が得られている。 As for aliasing noise, when the A / D conversion speed is 16 times and an average value of 6 data is taken as one representative value, aliasing noise does not occur at least up to 16 times the Nyquist frequency. The result is obtained.
逐次比較型A/D変換器は内部にサンプルホールド回路を有し変換タイミングの一瞬の電圧のみを変換するため、ΔΣ型A/D変換器と違い変換周期の間に入力電圧が大きく変化する場合でも変換タイミングの一瞬の電圧が安定していれば問題は無い。但し、入力信号のノイズによる誤差に関してはΔΣ型A/D変換器のノイズシェービング機能と比較して大きく劣るので変換周期を速くして平均値などを計算することによってノイズ誤差を無くし、アナログ回路で構成された復調回路を省略してA/D変換後の信号を元に復調を行う。 Since the successive approximation A / D converter has a sample-and-hold circuit inside and converts only the instantaneous voltage of the conversion timing, unlike the ΔΣ A / D converter, the input voltage changes greatly during the conversion cycle. However, there is no problem if the instantaneous voltage of the conversion timing is stable. However, the error due to the noise of the input signal is greatly inferior to the noise shaving function of the ΔΣ type A / D converter, so the noise error is eliminated by calculating the average value etc. by increasing the conversion cycle. Demodulation is performed based on the signal after A / D conversion by omitting the configured demodulation circuit.
図1のオペアンプ07を通ったビート信号は逐次比較型A/D変換器08で変調/復調回路01からのタイミング信号によって単位時間Tの16倍の速さで予め定められたタイミングでA/D変換され、当該デジタル化された信号は演算回路09に入力される。演算回路09ではf1のビート信号部分のうち、信頼性の低い信号切替え部分の信号を間引いた6個のデータの平均を算出し、f2のビート信号部分のうち、信頼性の低い信号切替え部分の信号を間引いた6個のデータの平均を算出して夫々のA/D変換結果とする。信号を間引くタイミングは変調/復調回路01からの信号によって把握する。
The beat signal that has passed through the
ここで、A/D変換された信号の位相差について考えるとf1のビート信号のA/D変換結果とf2のビート信号のA/D変換結果には時間的に単位時間Tの1/2のずれが生じている。信号処理装置10ではf1とf2の位相差を用いて距離を算出するが、この時に単位時間Tの1/2の時間ずれを考慮する。
Here, considering the phase difference of the A / D converted signal, the A / D conversion result of the beat signal of f1 and the A / D conversion result of the beat signal of f2 are ½ of the unit time T in terms of time. There is a gap. In the
図6は入力されるビート信号と逐次比較型A/D変換器でのサンプルタイミングを示す図、図7は本実施例におけるビート信号と演算回路09の出力値の関係を示す図である。2周波CW方式レーダの場合、ミキサ6から出力されるビート信号は、位相の異なる2つのSin波が、送信周波数f1,f2を切替えるタイミングで時分割された信号として観測される。このビート信号を、逐次比較型A/D変換器を用い、高速にA/D変換する。図6では、信頼性の低い信号切替え部分の信号を間引いた6個のデータの平均を算出し、送信周波数がf1の区間、及び、送信周波数がf2の区間の平均値を求めた例を示している。逐次比較型A/D変換器08から高速でサンプルされた値が出力され、演算回路09では、送信周波数がf1の区間、及び、送信周波数がf2の区間の平均値を求めて、信号処理装置10へ、それぞれの平均値が出力される。図10では、演算回路09が出力する、送信周波数がf1の区間、及び、送信周波数がf2の区間のそれぞれの出力値をつないでいけば、ビート信号fd1とfd2が再現できる。但し、この場合、平均値を算出する周期Tの1/2だけ、fd1とfd2のサンプル点の時間ずれが内包されるため、その後の計算で考慮する必要がある。
FIG. 6 is a diagram showing the input beat signal and the sample timing in the successive approximation A / D converter, and FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the beat signal and the output value of the
2周波CW方式レーダの場合、距離Rは、数式2を用いて、f1を送信している区間に取得したデータから計測される位相Δφ1、及び、f2を送信している区間に取得したデータから計測される位相Δφ2から求められる。逐次比較型A/D変換器を用いる場合は、サンプル点の時間ずれ(T/2)が内包されるため、次式の関係となる。
In the case of a two-frequency CW system radar, the distance R is calculated from the data acquired in the section transmitting f1 and the phase Δφ1 measured from the data acquired in the section transmitting
(数式3)
(Δφ1−Δφ2)−2π×fd×(T/2)=4πR×(f1−f2)/c
(Formula 3)
(Δφ1−Δφ2) −2π × fd × (T / 2) = 4πR × (f1−f2) / c
次に第2の実施例について説明する。本実施例ではそれぞれの時間区間の代表値の計算に、FIR等のフィルタ処理と間引き処理(デシメーション)を使用する。FIR等のフィルタ処理と間引き処理は実施例1と同様にデジタル処理であり、図1の演算回路09でf1のビート信号部分のうち、信頼性の低い信号切替え部分の信号を間引いた6個のデータに対してFIRフィルタ処理を施し、f2のビート信号部分のうち、信頼性の低い信号切替え部分の信号を間引いた6個のデータに対してFIRフィルタ処理を施して夫々のA/D変換結果とする事が可能である。
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, filter processing such as FIR and thinning-out processing (decimation) are used for calculating the representative value of each time interval. Filter processing such as FIR and thinning-out processing are digital processing as in the first embodiment, and six pieces of signals obtained by thinning out the signal switching portion of the beat signal portion of f1 by the
次に第3の実施例について説明する。本実施例ではFMCW方式のレーダにおいて、ビート信号の周波数を得る際に必要なサンプリング周期の16倍以上の速度で受信アナログ信号をデジタル信号に変換し、変調制御の切替え時間付近等反射波が安定しない時間区間にデジタル信号に変換したデータを間引いて平均値やFIRフィルタ処理を行う。尚、レーダ制御回路の概略構成は、図1と同様である。 Next, a third embodiment will be described. In this embodiment, in an FMCW radar, the received analog signal is converted to a digital signal at a speed of 16 times or more of the sampling period necessary for obtaining the frequency of the beat signal, and the reflected wave near the modulation control switching time is stable. The average value or FIR filter processing is performed by thinning out the data converted into the digital signal in the time interval not to be performed. The schematic configuration of the radar control circuit is the same as that shown in FIG.
図8は、送受信周波数パターンの一例を示す図である。尚、送信波(Tx)を実線、受信波(Rx)を破線で描いている。又、τは電波がレーダ装置と物体との間を往復するのに要する時間を、fdはドップラーシフトしている周波数を、fbUは送信波の周波数が高くなりつつある区間に得られるビート信号の周波数を、fbDは送信波の周波数が低くなりつつある区間に得られるビート周波数を示す。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a transmission / reception frequency pattern. The transmission wave (Tx) is drawn with a solid line, and the reception wave (Rx) is drawn with a broken line. Τ is the time required for the radio wave to travel back and forth between the radar device and the object, fd is the Doppler shifted frequency, and fbU is the beat signal obtained in the interval where the frequency of the transmitted wave is increasing. The frequency fbD indicates a beat frequency obtained in a section where the frequency of the transmission wave is decreasing.
ここで、周波数が時間変化する区間、例えば周波数が時刻の経過に従って直線状に上方に増加する部分から下方に減少していく部分へ変化する部分付近にA/D変換を行った信号は演算回路09で変調/復調回路01からのタイミング信号によって区別され、間引き処理される。間引き処理された信号の平均値を計算して信号処理装置10に入力することにより、逐次比較型A/D変換器08の電圧分解能に起因するノイズや変換速度に起因する折り返しノイズなどの影響を受けにくいレーダが提供可能となる。
Here, a signal in which A / D conversion is performed in a section where the frequency changes over time, for example, a portion where the frequency changes from a portion where the frequency increases linearly upward to a portion where the frequency decreases downward as time elapses, is an arithmetic circuit. At 09, the signal is discriminated by the timing signal from the modulation /
本稿によれば、従来2系統必要であったA/D変換器が1系統となり、アナログ回路で構成されていた復調回路がデジタル化されることにより低コスト化と省スペース化が容易となる。又、A/D変換器前段のアナログ回路が削除される事により素子のバラツキによる測定誤差が解消され、より高い精度での測定が可能となる。更に、従来は不要部分の信号もサンプルホールド回路で保持された信号でA/D変換していたが、不要部分の信号は使用しないので更に高い精度での測定が可能となり、全ての信号を処理するよりも処理回路が簡略化できる。 According to this article, the A / D converter, which conventionally required two systems, becomes one system, and the demodulating circuit constituted by an analog circuit is digitized, thereby facilitating cost reduction and space saving. In addition, by eliminating the analog circuit in the previous stage of the A / D converter, measurement errors due to element variations are eliminated, and measurement with higher accuracy becomes possible. Furthermore, A / D conversion was also performed for the signal of the unnecessary part with the signal held in the sample hold circuit in the past. However, since the signal of the unnecessary part is not used, measurement with higher accuracy is possible and all signals are processed. This makes it possible to simplify the processing circuit.
01 変調/復調回路
02 高周波発生器
03 方向性結合器
04 送信アンテナ
05 受信アンテナ
06 ミキサ
07 オペアンプ
08 逐次比較型A/D変換器
09 演算回路
10 信号処理装置
11 復調回路(f1用)
12 復調回路(f2用)
13 サンプルホールド回路(f1用)
14 サンプルホールド回路(f2用)
15 ΔΣ型A/D変換器(f1用)
16 ΔΣ型A/D変換器(f2用)
01 modulation /
12 Demodulator (for f2)
13 Sample hold circuit (for f1)
14 Sample hold circuit (for f2)
15 ΔΣ A / D converter (for f1)
16 ΔΣ A / D converter (for f2)
Claims (5)
前記信号出力部に接続され、前記信号出力部が出力した前記第1及び第2のアナログ信号を、それぞれ第1及び第2のデジタル信号に変換し、当該第1及び第2のデジタル信号を重ね合わせて一つのデジタル信号として出力する逐次比較型A/D変換器と、
前記逐次比較型A/D変換器に接続され、前記一つのデジタル信号を前記第1及び第2のデジタル信号に振り分けて出力する演算回路を備え、
前記演算回路は、単位時間のうち、第1の時間区間で前記第1のデジタル信号の代表値を示す第1の代表値を計算し、第2の時間区間で前記第2のデジタル信号の代表値を示す第2の代表値を計算する、レーダ装置。 A signal output unit for outputting a first analog signal having a first frequency and a second analog signal having a second frequency;
The first and second analog signals connected to the signal output unit and output from the signal output unit are converted into first and second digital signals, respectively, and the first and second digital signals are superimposed. A successive approximation A / D converter that outputs a single digital signal together;
An arithmetic circuit connected to the successive approximation A / D converter, for distributing and outputting the one digital signal to the first and second digital signals;
The arithmetic circuit calculates a first representative value indicating a representative value of the first digital signal in a first time interval in a unit time, and a representative of the second digital signal in a second time interval. A radar apparatus that calculates a second representative value indicating a value.
前記第2の代表値とは、前記第2の時間区間内に変換した複数のデジタル信号の平均値を示す、請求項1記載のレーダ装置。 The first representative value indicates an average value of a plurality of digital signals converted within the first time interval,
The radar apparatus according to claim 1, wherein the second representative value indicates an average value of a plurality of digital signals converted within the second time interval.
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