JP3988520B2

JP3988520B2 - Holographic radar

Info

Publication number: JP3988520B2
Application number: JP2002124192A
Authority: JP
Inventors: 正伸行松
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2022-04-25
Also published as: JP2003315448A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアンテナを切り替えて使用し、ＦＭＣＷ方式によりレーダ波を送受信するホログラフィックレーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、周波数が三角波状に漸次増減するよう変調されたレーダ波を用いてターゲットとの相対速度や距離の算出を可能としたいわゆるＦＭＣＷ方式のレーダを、複数のアンテナを切り替えて使用することによりターゲットが存在する方位の算出を可能としたレーダに適用することで構成されたホログラフィックレーダが知られている。
【０００３】
このようなホログラフィックレーダでは、送信アンテナと受信アンテナとの組合せからなる各チャンネルを時分割で使用し、各チャンネルについて生成されるビート信号をサンプリングしてなるデジタルデータに対して、ＦＦＴなどのデジタル信号処理を施し、その演算結果に基づいて、ターゲットの位置（方位，距離）やターゲットとの相対速度を求めている。
【０００４】
この場合、方位分解能を向上させるには、チャンネル数を増加させる必要があり、また、距離分解能を向上させるには、送信信号の周波数の時間変化率（送信信号を生成する発振器での周波数掃引の傾き）を大きくする必要があることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、チャンネル数を増やすと、発振器での周波数掃引の傾きを小さくせざるを得ず、従って、方位分解能および距離分解能のいずれもを向上させることができなかった。
【０００６】
即ち、複数チャンネル間の受信信号の位相や強度の差に基づいて方位を求める場合、比較する信号の同時性が要求されるため、チャンネル数をＮｃ、各チャンネル毎に収集すべきデータ数をＮｄ、チャンネル切替間隔をＴｘとすると、掃引時間Ｔは、次式を満たすように設定しなければならない。
【０００７】
Ｔ≧Ｎｃ・Ｎｄ・Ｔｘ
なお、チャンネル切替間隔Ｔｘは、チャンネルを切り替える高周波スイッチの動作速度、或いはビート信号のサンプリングを行うＡＤ変換器の動作速度のうち遅い方によって制限され、その制限を越えて短縮することはできない。
【０００８】
従って、方位分解能を向上させるためにチャンネル数Ｎｃを増やすほど、掃引時間Ｔが長くなり、発振器での変調幅が一定であるとすると、周波数掃引の傾きが小さくなってしまい、その結果、距離分解能が低下してしまうのである。
そして、このように、掃引時間Ｔが長い場合、上述のように距離分解能が低下するため、近接して存在するターゲットを個々に分離して検出することができないだけでなく、ターゲットの検出に要する時間（又は検出結果の更新周期）も長くなり、近距離に存在し緊急性を要するターゲットを応答性良く検出することができないという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために、ターゲットまでの距離に応じた要求精度にてターゲットを検出するホログラフィックレーダを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための発明である請求項１記載のホログラフィックレーダでは、送信信号生成手段が、周波数が漸次増減する送信信号を生成し、送信アンテナと受信アンテナとの組合せからなるチャンネルを複数有する送受信手段が、そのチャンネルのいずれかを使用して、送信信号に基づくレーダ波の送信、及びレーダ波を反射したターゲットからの反射波の受信を行う。この時、切替制御手段が、送受信手段が使用するチャンネルの切替を制御することにより、送受信手段からは、各チャンネルからの受信信号を時分割多重したものが出力される。
【００１１】
そして、ビート信号生成手段が、送受信手段からの受信信号及び送信信号と同じ周波数を有するローカル信号に基づいてビート信号を生成し、信号処理手段が、このビート信号に基づいて、レーダ波を反射したターゲットの位置や速度を求める。
【００１２】
なお、切替制御手段は、送信信号の周波数が該周波数の変調幅を往復する一回分の周波数掃引の間に、全てのチャンネルを順次選択する操作を予め設定された回数だけ繰り返す第１切替制御と、同じく一回分の周波数掃引の間に、一部のチャンネルのみを順次選択する操作を予め設定された回数だけ繰り返す第２切替制御とを、交互に又は予め設定された割合で実行し、信号生成手段は、前記送信信号の周波数の変調幅を一定とし、一回分の周波数掃引に要する掃引時間を、その間に繰り返し選択されるチャンネル数に応じて増減することにより、第２切替制御を実行する第２測定期間では、第１切替制御を実行する第１測定期間より、送信信号の周波数の時間変化量を表す周波数掃引の傾きを増大させる。更に、信号処理手段は、第１測定期間に得られたビート信号に基づく情報を、主として遠距離ターゲットの捕捉のために用い、第２測定期間に得られたビート信号に基づく情報を、主として近距離ターゲットの捕捉のために用いるようにされている。
【００１３】
つまり、第１切替制御では、全てのチャンネルを使用するため、良好な方位分解能が得られるが、ターゲットについての情報が得られるまでの時間（または情報の更新周期）は長くなる。従って、第１測定期間に得られた情報は、直ぐには危険な存在となる可能性が低く、角度方向（水平方向）への広がりの小さい遠距離ターゲットの捕捉に好適に用いることができる。
【００１４】
一方、第２切替制御では、一部のチャンネルのみを使用するため、方位分解能が低下する代わりに、情報の更新周期を短縮できる。従って、第２測定期間に得られた情報は、直ぐに危険な存在となる可能性が高く、角度方向への広がりの大きい近距離ターゲットの補足に好適に用いることができる。
【００１５】
このように本発明のホログラフィックレーダによれば、ターゲットまでの距離によって異なる相反した要求、即ち遠距離では方位分解能、近距離では応答性を、いずれも満たすことができる。
【００１６】
更に、請求項１記載のホログラフィックレーダにおける第１切替制御では、チャンネルを複数のチャンネルグループに分類し、いずれかのチャンネルグループを使用する部分切替制御を、全てのチャンネルグループについて順次実行することで、全てのチャンネルを使用した切替制御を実現している。
つまり、第１測定期間中に、変調幅を往復する周波数掃引を１回だけ行って、その１回の周波数掃引で全チャンネルの測定を行うのではなく、この周波数掃引をチャンネルグループ毎に複数回行っている。これにより、各周波数掃引では、周波数の時間変化量を大きくすることができ、その結果、第１測定期間中に得られる情報の距離分解能を向上させることができる。
【００１７】
また、請求項２記載のように、送受信手段が少なくとも送信アンテナを複数個備えている場合には、第２切替制御では、同一の送信アンテナを使用するチャンネルのみを使用することが望ましい。
即ち、送信アンテナの切替をした場合、その切替後、レーダ波が最大検出距離を往復するのに要する時間の間は、ビート信号の取込を再開することができず、待ち時間が生じてしまい、掃引時間を長引かせる原因となるからである。
【００１８】
つまり、本発明では、このような無駄な待ち時間が発生せず、掃引時間を必要最小限の長さとすることができる。
更に、請求項３記載のように、信号処理手段では、レーダ波の送信開始からビート信号の取込開始までの待ち時間が、検出すべきターゲットまでの最大距離に応じて、第１測定期間より前記第２測定期間の方が短く設定されていることが望ましい。つまり、第２測定期間では、短距離ターゲットのみを検出するようにすれば、最大検出距離を短くでき、その結果、待ち時間（ひいては掃引時間）が短くなって、送信信号の周波数の時間変化量を更に大きくできるため、距離分解能や応答性を更に向上させることができる。
【００２１】
ところで、第１切替制御において、チャンネルグループが異なると、測定の同時性が失われてしまうことになる。このため、請求項４記載のように、チャンネルグループは、一部のチャンネルを互いに重複して持つことが望ましい。
このようにチャンネルグループ間に重複したチャンネルがあれば、そのチャンネルから得られる情報に基づいて、測定時間の違いに基づく両チャンネルグループ間の測定差を補正することが可能となるため、チャンネルグループ毎に分けて測定を行うことによる測定精度の劣化を最小限に抑えることができる。
【００２２】
また、請求項５記載のように、送受信手段が送信アンテナ及び受信アンテナをいずれも複数個備えている場合には、同一の送信アンテナを使用するチャンネルは、同一のチャンネルグループに属するよう分類されていることが望ましい。
この場合、請求項２の時と同様に、送信アンテナの切替による無駄な待ち時間の発生を防止でき、第１測定期間での応答性及び距離分解能の向上を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の参考例及び実施形態を図面と共に説明する。
［第１参考例］
図１は、第１参考例の車載用レーダの全体構成を表すブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、本参考例の車載用レーダ２は、変調信号Ｍに従って発振周波数が変化する電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０と、ＶＣＯ１０の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力分配する分配器１２と、送信信号Ｓｓに応じたレーダ波を放射する送信アンテナ１４と、レーダ波を受信するＮｃ（本参考例では８）個の受信アンテナからなる受信側アンテナ部１６と、受信側アンテナ部１６を構成するアンテナのいずれかを選択信号Ｘに従って択一的に選択し、選択されたアンテナからの受信信号Ｓｒを後段に供給するスイッチ部１８と、スイッチ部１８から供給される受信信号Ｓｒにローカル信号Ｌを混合してビート信号Ｂを生成するミキサ２０と、変調信号Ｍ及び選択信号Ｘを生成する信号生成処理と共に、ミキサ２０が生成したビート信号Ｂに基づいて、レーダ波を反射したターゲットの位置や相対速度を求める信号処理を行う信号処理部２２とを備えている。
【００２５】
なお、ＶＣＯ１０が送信信号生成手段、送信アンテナ１４，受信側アンテナ部１６，スイッチ部１８が送受信手段、分配器１２，ミキサ２０がビート信号生成手段、信号処理部２２の信号生成処理が切替制御手段、同じく信号処理が信号処理手段に相当する。
【００２６】
このうち、ＶＣＯ１０は、信号処理部２２から供給される三角波状の変調信号Ｍに従って周波数を掃引し、時間に対して周波数が直線的に漸増，漸減するよう変調されたミリ波又はマイクロ波帯の高周波信号を生成する。
また、受信側アンテナ部１６を構成する各受信アンテナは、その正面方向に対する利得の低下が３ｄＢ以内の角度範囲を表すビーム幅が、いずれも送信アンテナ１４のビーム幅全体を含むように設定されている。そして、各受信アンテナは、それぞれが送信アンテナ１４との組合せで使用され、これらの組合せを、以下ではチャンネル１〜８と称する。なお、受信側アンテナ部１６を構成する各アンテナとチャンネル１〜８との対応関係は配列順でもランダムでもよく、任意に設定してよい。
【００２７】
次に、信号処理部２２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、更に、ミキサ２０が生成するビート信号ＢをサンプリングするＡ／Ｄ変換器、Ａ／Ｄ変換器を介して取り込んだデータに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理等を施すための演算処理装置（例えばＤＳＰ）、変調信号Ｍを生成するためのＤ／Ａ変換器、選択信号Ｘを生成するためのカウンタ等を備えている。
【００２８】
そして、信号処理部２２が実行する信号生成処理では、図１（ｂ）に示すように、全てのチャンネル１〜８を順次選択する操作をＮｘ（本参考例では５１２）回繰り返す第１切替制御と、チャンネル１〜３のみを順次選択する操作をＮｘ回繰り返す第２切替制御とを交互に実行するための選択信号Ｘを生成する。
【００２９】
具体的には、第１切替制御では、この制御に対応する変調信号Ｍの生成が開始されると、当該装置によるターゲットの最大検知距離（例えば１００ｍ）をレーダ波が往復するのに要する時間以上に設定された待ち時間Ｗ１だけ経過した後、０〜７を繰り返しカウントするように設定したカウンタを起動することにより、チャンネル１〜７を順番に選択する選択信号Ｘを生成する。
【００３０】
また、第２切替制御では、この制御に対応する変調信号Ｍの生成が開始されると、予め設定された近距離範囲の上限距離（例えば５０ｍ）をレーダ波が往復するのに要する時間以上に設定された待ち時間Ｗ２だけ経過した後、０〜２を繰り返しカウントするように設定されたカウンタを起動することにより、チャンネル１〜３を順番に選択する選択信号Ｘを生成する。
【００３１】
なお、ビート信号ＢをサンプリングするＡ／Ｄ変換器及び選択信号Ｘを生成するカウンタの動作クロックの周期Ｔｘは、Ａ／Ｄ変換器の最小動作周期またはスイッチ部１８の最小動作周期のうち、いずれか長い方以上の長さに設定される。
これと共に、信号生成処理では、第１切替制御を実行している第１測定期間の間、及び第２切替制御を実行している第２測定期間の間に、それぞれ変調幅がΔＦ（本参考例では１００ＭＨｚ）からなる変調範囲を一往復するよう発振器１０の発振周波数を変化させる変調信号Ｍを生成する。
【００３２】
具体的には、第１及び第２測定期間のいずれでも、選択された各チャンネルについて、周波数が増大する上り変調及び周波数が減少する下り変調のそれぞれでＮｘ／２個ずつのサンプリングデータが得られるように、第１測定期間では掃引時間がＴ１＝２・（Ｗ１＋８・Ｎｘ／２・Ｔｘ）、第２測定期間では掃引時間がＴ２＝２・（Ｗ２＋３・Ｎｘ／２・Ｔｘ）となるような変調信号Ｍを生成する。
【００３３】
このように構成された本参考例の車載用レーダ２では、ＶＣＯ１０が信号処理部２２からの変調信号Ｍに従って生成した高周波信号を、分配器１２が電力分配することにより、送信信号Ｓｓ及びローカル信号Ｌを生成し、このうち送信信号Ｓｓは、送信アンテナ１４に供給され、レーダ波として送出される。
【００３４】
この送信アンテナ１４から送出されターゲットに反射して戻ってきたレーダ波（反射波）は、受信側アンテナ部１６を構成する全てのアンテナにて受信されるが、選択信号Ｘに従ってスイッチ部１８が選択するアンテナ、ひいてはチャンネルｉ（ｉ＝１〜８）の受信信号Ｓｒのみがミキサ２０に供給される。すると、ミキサ２０では、この受信信号Ｓｒに分配器１２からのローカル信号Ｌを混合することによりビート信号Ｂを生成して、信号処理部２２に供給する。
【００３５】
なお、第１測定期間では、第１切替制御が行われることで、全チャンネル１〜８からの受信信号Ｓｒに基づくビート信号が時分割多重され、また、第２測定期間では、第２切替制御が行われることで、一部のチャンネル１〜３からの受信信号Ｓｒに基づくビート信号が時分割多重されたものが、信号処理部２２に供給されることになる。
【００３６】
そして、信号処理部２２は、第１測定期間でのビート信号Ｂのサンプリングを終了した時には、全検知範囲（０〜１００ｍ）に渡ってターゲットの検出を行う第１信号処理を、第２測定期間でのビート信号Ｂのサンプリングを終了した時には、近距離範囲（０〜５０ｍ）内でのみターゲットの検出を行う第２信号処理を起動する。
【００３７】
なお、サンプリングされたデータは、各チャンネル１〜８毎かつ上り変調時及び下り変調時の各変調時毎に、Ｎｘ／２個ずつのデータグループに分類して格納される。
そして、第１信号処理では、上記データグループ毎にビート信号の周波数分布を求めるＦＦＴ処理、ＦＦＴ処理により得られたビート信号の周波数分布から、上り変調時と下り変調時との間で対になるピークを抽出しその周波数（ビート周波数を特定するペアマッチ処理、ペアマッチ処理の結果得られたビート周波数の組合せから、ターゲットとの距離や相対速度を求める距離，速度演算処理、及び各ターゲットについてのビート周波数の信号成分を全チャンネルから抽出し、サンプリングタイミングの違いに基づくチャンネル間のばらつき補正を施した後、デジタルビームフォーミングなどを行うことでターゲットの方位を求める方位演算処理を実行することで、検知範囲に存在する全てのターゲットの位置（距離，方位）や相対速度を検出する。
【００３８】
また、第２信号処理では、使用するデータが３チャンネル分（１〜３）であること、及び、近距離範囲外のターゲットについては、距離，速度演算処理や方位演算処理を実行しないこと以外は、第１信号処理と全く同様の処理を実行することで、近距離範囲に存在するターゲットの位置（距離，方位）や相対速度を検出する。
【００３９】
以上説明したように、本参考例の車載用レーダ２においては、全チャンネルを使用する第１測定期間と、一部のチャンネルのみを使用する第２測定期間とを交互に設け、必要な数のサンプリング値をより短い期間で取得できる第２測定期間では、その分だけ、レーダ波の送信信号を生成する発振器１０での周波数掃引に要する掃引時間を短縮して、周波数掃引の傾き（変調周波数の時間変化量の絶対値）が大きくなるようにされている。しかも、第１測定期間では、検知範囲内の全てのターゲットを検出対象とし、第２測定期間では、近距離範囲内のターゲットのみを検出対象としている。
【００４０】
従って、本参考例の車載用レーダ２によれば、当該装置を搭載した車両の近く（本実施形態では５０ｍ以内）に存在するターゲットについては、高い距離精度（方位分解能）にて応答性よく検出することができ、また、これより遠くに存在するターゲットについては、高い方位精度（方位分解能）にて検出することができる。
【００４１】
また、本参考例では、第２測定期間では、近距離範囲に絞ってターゲットを検出しているため、レーダ波の送信開始後、ビート信号Ｂのサンプリングを開始するまでの待ち時間Ｗ２を、第１測定期間での待ち時間Ｗ１より短く設定することができ、周波数掃引の傾きをより大きなものとすることができる。
【００４２】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について説明する。
上記参考例において、第１測定期間では、１回の周波数掃引（変調幅の１往復）で、全チャンネル１〜８の測定を行っているが、本実施形態では、図２に示すように、４チャンネルずつ２つのチャンネルグループ（１〜４，５〜８）に分け、２回の周波数掃引で全チャンネル分の測定を行っている点で第１参考例とは異なっている。
【００４３】
また、本実施形態では、１部のチャンネル（ここでは４，５）を重複させ、５チャンネルずつ２つのチャンネルグループ（チャンネル１〜５とチャンネル４〜８）に分け、２回の周波数掃引で全チャンネル分の測定を行っている。
従って、本実施形態によれば、重複したチャンネルにて得られる情報に基づき、サンプリング時期の違いによる両チャンネルグループ間のデータのばらつきを補正することができる。
［第２参考例］
次に第２参考例について説明する。
【００４４】
なお、本参考例では第１参考例とは構成の一部が異なるだけであるため、同じ構成部分については同一符号を付して説明を省略し、構成の相異する部分を中心に説明する。
図３（ａ）に示すように、本参考例の車載用レーダ２ａは、送信アンテナ１４，受信側アンテナ部１６，スイッチ部１８の代わりに、２個の送信アンテナからなる送信側アンテナ部１４ａ、３個の受信アンテナからなる受信側アンテナ部１６ａ、送信側アンテナ部１４ａを構成する送信アンテナのいずれか一方と、受信側アンテナ部１６ａを構成する受信アンテナのいずれか一つとを、選択信号Ｘに従って選択し、選択された送信アンテナに送信信号Ｓｓを供給すると共に、選択された受信アンテナからの受信信号Ｓｒを後段に供給するスイッチ部１８ａを備えている。
【００４５】
なお、送信アンテナは、それぞれを送信チャンネルＡ，Ｂとも称し、また、３個の受信アンテナは、それぞれを受信チャンネル１〜３とも称する。そして、送信アンテナと受信アンテナとは必ず両者の組合せで使用され、これらの組合せたものをチャンネルＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３と称する。
【００４６】
次に、信号処理部２２が実行する信号生成処理では、図３（ｂ）に示すように、全てのチャンネルＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３を順次選択する操作をＮｘ回繰り返す第１切替制御と、チャンネルＡ１〜Ａ３のみを順次選択する操作をＮｘ回繰り返す第２切替制御とを交互に実行するための選択信号Ｘを生成する。
【００４７】
具体的には、第１切替制御では、この制御に対応する変調信号Ｍの生成が開始されると、送信アンテナを送信チャンネルＡに設定して、ターゲットの最大検知距離をレーダ波が往復するのに要する時間以上に設定された待ち時間Ｗ１だけ経過した後、受信アンテナのみを順次切り替えてチャンネルＡ１〜Ａ３を順番に選択する。次に送信アンテナを送信チャンネルＢに設定して、同様の手順を繰り返す。そして、この一連の手順をＮｘ回繰り返すような選択信号Ｘを生成する。
【００４８】
また、第２切替制御では、この制御に対応する変調信号Ｍの生成が開始されると、送信アンテナを送信チャンネルＡに設定して、近距離範囲の上限距離をレーダ波が往復するのに要する時間以上に設定された待ち時間Ｗ２だけ経過した後、受信アンテナのみを順次切り替えてチャンネルＡ１〜Ａ３が順番にＮｘ回ずつ選択されるような選択信号Ｘを生成する。
【００４９】
これと共に、信号生成処理では、第１切替制御を実行している第１測定期間の間、及び第２切替制御を実行している第２測定期間の間に、それぞれ変調幅がΔＦからなる変調範囲を一往復するよう発振器１０の発振周波数を変化させる変調信号Ｍを生成する。
【００５０】
具体的には、第１及び第２測定期間のいずれでも、選択された各チャンネルについて、周波数が増大する上り変調及び周波数が減少する下り変調のそれぞれでＮｘ／２個ずつのサンプリングデータが得られるように、第１測定期間では掃引時間がＴ１＝２・（Ｗ１＋３・Ｔｘ）・２・Ｎｘ、第２測定期間では掃引時間がＴ２＝Ｗ２＋３・Ｔｘ・２・Ｎｘとなるような変調信号Ｍを生成する。
【００５１】
そして信号処理部２２では、第１測定期間中に得られるチャンネルＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３についてのビート信号Ｂのサンプリング値に基づいて、第１参考例と同様の第１信号処理を実施し、また、第２測定期間中に得られるチャンネルＡ１〜Ａ３についてのビート信号Ｂのサンプリング値に基づいて、第１参考例と同様の第２信号処理を実施する。
【００５２】
以上説明したように、本参考例の車載用レーダ２ａにおいては、全チャンネルＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３を使用する第１測定期間と、一部のチャンネルＡ１〜Ａ３のみを使用する第２測定期間とを交互に設け、必要な数のサンプリング値をより短い期間で取得できる第２測定期間では、その分だけ、レーダ波の送信信号を生成する発振器１０での周波数掃引に要する掃引時間を短縮して、周波数掃引の傾き（変調周波数の時間変化量の絶対値）が大きくなるようにされ、しかも、第１測定期間では、検知範囲内の全てのターゲットを検出対象とし、第２測定期間では、近距離範囲内のターゲットのみを検出対象としている。
【００５３】
従って、本参考例の車載用レーダ２ａによれば、第１参考例の車載用レーダ２と同様の効果を得ることができる。
しかも、本参考例の車載用レーダ２ａでは、送信側アンテナ部１４ａ及び受信側アンテナ部１６ａをいずれも複数のアンテナにて構成し、合計アンテナ数より多くのチャンネルを設定できるようにされているので、高い方位分解能が得られる装置をより小型化することができる。
【００５４】
また、本参考例では、第２測定期間では、同じ送信アンテナを使用するチャンネルのみを使用するようにされているので、チャンネル切替の際に挿入される待ち時間Ｗ２を必要最小限に抑えることができ、周波数掃引の傾きを、最大限に大きなものとすることができる。
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
【００５５】
本実施形態の車載用レーダ２ｂは、図４（ａ）に示すように、送信側アンテナ部１４ｂが４個の送信アンテナからなり、スイッチ部１８ｂが、送信アンテナの数の変更に対応したものとなっている以外は、第２参考例の車載用レーダ２ａと同様に構成されている。
【００５６】
なお、送信アンテナは、それぞれを送信チャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとも称し、また、３個の受信アンテナは、それぞれを受信チャンネル１〜３とも称する。そして、送信アンテナと受信アンテナとは必ず両者の組合せで使用され、これらの組合せたものをチャンネルＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３と称する。
【００５７】
次に、信号処理部２２が実行する信号生成処理では、図４（ｂ）に示すように、チャンネルＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３からなる第１のチャンネルグループと、チャンネルＣ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３からなる第２のチャンネルグループとに分け、第１のチャンネルグループに属する各チャンネルを順次選択する操作をＮｘ回繰り返す前半部分切替制御、第２のチャンネルグループに属する各チャンネルを順次選択する操作をＮｘ回繰り返す後半部分切替制御を続けて実行する第１切替制御と、チャンネルＡ１〜Ａ３のみを順次選択する操作をＮｘ回繰り返す第２切替制御とを交互に実行するための選択信号Ｘを生成する。
【００５８】
具体的には、前半部分切替制御を行う第１測定期間の前半部分では、この制御に対応する変調信号Ｍの生成が開始されると、送信アンテナを送信チャンネルＡに設定して、ターゲットの最大検知距離をレーダ波が往復するのに要する時間以上に設定された待ち時間Ｗ１だけ経過した後、受信アンテナのみを順次切り替えてチャンネルＡ１〜Ａ３を順番に選択する。次に送信アンテナを送信チャンネルＢに設定して、同様の手順を繰り返す。そして、この一連の手順をＮｘ回繰り返すような選択信号Ｘを生成する。
【００５９】
また、後半部分切替制御を行う第１切替制御の後半部分では、送信アンテナとして送信チャンネルＣ，Ｄが使用される以外は、前半部分切替制御と全く同様に動作するような選択信号Ｘを生成する。
また、第２切替制御では、この制御に対応する変調信号Ｍの生成が開始されると、送信アンテナを送信チャンネルＡに設定して、近距離範囲の上限距離をレーダ波が往復するのに要する時間以上に設定された待ち時間Ｗ２だけ経過した後、受信アンテナのみを順次切り替えてチャンネルＡ１〜Ａ３が順番にＮｘ回ずつ選択されるような選択信号Ｘを生成する。
【００６０】
これと共に、信号生成処理では、前半部分切替制御，後半部分切替制御，及び第２切替制御を実行している間に、それぞれ変調幅がΔＦからなる変調範囲を一往復するよう発振器１０の発振周波数を変化させる変調信号Ｍを生成する。
具体的には、各切替制御の間に、選択された各チャンネルについて、周波数が増大する上り変調及び周波数が減少する下り変調のそれぞれでＮｘ／２個ずつのサンプリングデータが得られるように、第１測定期間の前半部分及び後半部分ではそれぞれ掃引時間がＴ１＝２・（Ｗ１＋３・Ｔｘ）・２・Ｎｘ、第２測定期間では掃引時間がＴ２＝Ｗ２＋３・Ｔｘ・２・Ｎｘとなるような変調信号Ｍを生成する。
【００６１】
そして信号処理部２２では、第１測定期間中に得られるチャンネルＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３についてのビート信号Ｂのサンプリング値に基づいて、第１参考例と同様の第１信号処理を実施し、また、第２測定期間中に得られるチャンネルＡ１〜Ａ３についてのビート信号Ｂのサンプリング値に基づいて、第１参考例と同様の第２信号処理を実施する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の車載用レーダ２ｂによれば、送信チャンネル数が増加している点と、第１測定期間を、前半部分（第１のチャンネルグループ）と後半部分（第２のチャンネルグループ）とに分けて２回の周波数掃引で全チャンネルＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３のデータを得る点以外は、第２参考例の車載用レーダ２ａと同様に構成されているため、これと同様の効果を得ることができるだけでなく、第１測定期間における周波数掃引の傾きを大きくすることができ、第１測定期間で得られたデータに基づいて、距離精度のよいターゲット検出を行うことができる。
【００６３】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、第１測定期間と第２測定期間とを交互に実施しているが、第２測定期間を複数回繰り返す毎に、第１測定期間を１回挿入する等、両測定期間を任意の比率で設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１参考例の車載用レーダの構成を示すブロック図、及び動作を示す説明図である。
【図２】第１実施形態の動作を示す説明図である。
【図３】第２参考例の車載用レーダの構成を示すブロック図、及び動作を示す説明図である。
【図４】第２実施形態の車載用レーダの構成を示すブロック図、及び動作を示す説明図である。
【符号の説明】
２，２ａ，２ｂ…車載用レーダ１０…発振器１２…分配器
１４…送信アンテナ１４ａ…送信側アンテナ部
１６，１６ａ，１６ｂ…受信側アンテナ部
１８，１８ａ，１８ｂ…スイッチ部２０…ミキサ２２…信号処理部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a holographic radar that switches between a plurality of antennas and uses a FMCW method to transmit and receive radar waves.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a so-called FMCW radar that enables calculation of relative speed and distance to a target using a radar wave modulated so that the frequency gradually increases and decreases in a triangular wave shape is used by switching a plurality of antennas. 2. Description of the Related Art A holographic radar configured by applying to a radar that can calculate a direction in which a target exists is known.
[0003]
In such a holographic radar, each channel consisting of a combination of a transmission antenna and a reception antenna is used in a time-sharing manner, and digital data such as FFT is used for digital data obtained by sampling a beat signal generated for each channel. Signal processing is performed, and the position (azimuth, distance) of the target and the relative speed with the target are obtained based on the calculation result.
[0004]
In this case, in order to improve the azimuth resolution, it is necessary to increase the number of channels, and in order to improve the distance resolution, the time change rate of the frequency of the transmission signal (the frequency sweep of the oscillator that generates the transmission signal). It is known that the (tilt) needs to be increased.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the number of channels is increased, the slope of the frequency sweep in the oscillator has to be reduced, and therefore both the azimuth resolution and the distance resolution cannot be improved.
[0006]
That is, when obtaining an azimuth based on the difference in phase and intensity of received signals between a plurality of channels, the simultaneity of the signals to be compared is required. When the channel switching interval is Tx, the sweep time T must be set so as to satisfy the following equation.
[0007]
T ≧ Nc ・ Nd ・ Tx
The channel switching interval Tx is limited by the slower of the operating speed of the high-frequency switch for switching channels or the operating speed of the AD converter that performs beat signal sampling, and cannot be shortened beyond that limit.
[0008]
Therefore, if the number of channels Nc is increased in order to improve the azimuth resolution, the sweep time T becomes longer, and if the modulation width in the oscillator is constant, the slope of the frequency sweep becomes smaller, resulting in distance resolution. Will fall.
As described above, when the sweep time T is long, the distance resolution is lowered as described above, so that not only the targets existing in the vicinity cannot be separated and detected, but also the detection of the target is required. The time (or the update cycle of the detection result) also becomes long, and there is a problem that a target that exists at a short distance and requires urgentness cannot be detected with good responsiveness.
[0009]
In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a holographic radar that detects a target with a required accuracy according to a distance to the target.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the holographic radar according to claim 1, which is an invention for achieving the above object, the transmission signal generating means generates a transmission signal whose frequency is gradually increased and decreased, and a plurality of channels including combinations of a transmission antenna and a reception antenna are provided. The transmission / reception means having the channel transmits a radar wave based on the transmission signal and receives a reflected wave from the target reflecting the radar wave using any of the channels. At this time, the switching control means controls switching of the channels used by the transmission / reception means, so that the transmission / reception means outputs the time-division multiplexed signals received from the respective channels.
[0011]
Then, the beat signal generation means generates a beat signal based on a local signal having the same frequency as the reception signal and transmission signal from the transmission / reception means, and the signal processing means reflects the radar wave based on the beat signal. Find the target position and speed.
[0012]
  In addition, CutThe switching control means is similar to the first switching control in which the operation of sequentially selecting all the channels is repeated a predetermined number of times during one frequency sweep in which the frequency of the transmission signal reciprocates the modulation width of the frequency. The second switching control for repeating the operation of sequentially selecting only a part of the channels for a preset number of times during one frequency sweep, alternately or at a preset ratio, and the signal generating means The second measurement for performing the second switching control by making the frequency modulation width of the transmission signal constant and increasing / decreasing the sweep time required for one frequency sweep according to the number of channels repeatedly selected during that time. In the period, the slope of the frequency sweep representing the amount of time change in the frequency of the transmission signal is increased from the first measurement period in which the first switching control is executed. Further, the signal processing means uses information based on the beat signal obtained in the first measurement period mainly for capturing a long-distance target, and mainly uses information based on the beat signal obtained in the second measurement period. It is intended to be used for capturing distance targets.
[0013]
In other words, since all channels are used in the first switching control, a good azimuth resolution is obtained, but the time until information about the target is obtained (or the information update cycle) becomes long. Therefore, the information obtained during the first measurement period is less likely to be dangerous immediately and can be suitably used for capturing a long-distance target having a small spread in the angular direction (horizontal direction).
[0014]
  On the other hand, since only a part of the channels is used in the second switching control, the information update cycle can be shortened instead of the reduction of the azimuth resolution. Therefore, obtained in the second measurement periodinformationCan be used as a supplement for short-range targets that are likely to become dangerous immediately and have a wide angular spread.
[0015]
  As described above, according to the holographic radar of the present invention, it is possible to satisfy both conflicting requirements that differ depending on the distance to the target, that is, azimuth resolution at a long distance and responsiveness at a short distance..
[0016]
  Further, in the first switching control in the holographic radar according to claim 1, the channels are classified into a plurality of channel groups, and partial switching control using any one of the channel groups is sequentially executed for all the channel groups. , Switching control using all channels is realized.
In other words, during the first measurement period, the frequency sweep that reciprocates the modulation width is performed only once, and the measurement of all channels is not performed with the frequency sweep of one time, but this frequency sweep is performed a plurality of times for each channel group. Is going. Thereby, in each frequency sweep, the time change amount of the frequency can be increased, and as a result, the distance resolution of the information obtained during the first measurement period can be improved.
[0017]
  Claims2As described, when the transmission / reception means includes at least a plurality of transmission antennas, it is desirable to use only the channels using the same transmission antenna in the second switching control.
  In other words, when the transmission antenna is switched, the beat signal cannot be captured again during the time required for the radar wave to reciprocate the maximum detection distance after the switching, resulting in a waiting time. This is because it causes a prolonged sweep time.
[0018]
  That is, in the present invention, such a useless waiting time does not occur, and the sweep time can be set to the minimum necessary length.
  Further claims3As described, in the signal processing means, the waiting time from the start of radar wave transmission to the start of beat signal capture is determined from the first measurement period to the second measurement period according to the maximum distance to the target to be detected. It is desirable that is set shorter. In other words, in the second measurement period, if only the short-range target is detected, the maximum detection distance can be shortened. As a result, the waiting time (and thus the sweep time) is shortened, and the time change amount of the frequency of the transmission signal Therefore, distance resolution and responsiveness can be further improved.
[0021]
  By the way, in the first switching control,If the channel groups are different, the simultaneity of measurement will be lost. For this reason, the claim4As described, the channel group preferably has some channels overlapping each other.
  If there is an overlapping channel between channel groups in this way, it is possible to correct the measurement difference between the two channel groups based on the difference in measurement time based on the information obtained from the channel. It is possible to minimize the degradation of measurement accuracy due to the measurement divided into two.
[0022]
  Claims5As described, when the transmission / reception means includes a plurality of transmission antennas and reception antennas, it is desirable that the channels using the same transmission antenna are classified so as to belong to the same channel group.
  In this case, as in the case of claim 2, it is possible to prevent generation of useless waiting time due to switching of transmission antennas, and it is possible to improve responsiveness and distance resolution in the first measurement period.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  In the following, the present inventionReference examples andEmbodiments will be described with reference to the drawings.
[FirstReference example]
  FIG. 1 shows the firstReference exampleIt is a block diagram showing the whole structure of the following vehicle-mounted radar.
[0024]
  As shown in FIG.Reference exampleThe on-vehicle radar 2 includes a voltage controlled oscillator (VCO) 10 whose oscillation frequency changes according to the modulation signal M, a distributor 12 that distributes the output of the VCO 10 to the transmission signal Ss and the local signal L, and the transmission signal Ss. A transmitting antenna 14 that radiates the corresponding radar wave, and Nc (thisReference exampleThen, either 8) the receiving side antenna unit 16 including the receiving antennas or the antenna constituting the receiving side antenna unit 16 is selected according to the selection signal X, and the received signal Sr from the selected antenna is selected. The switch unit 18 supplied to the subsequent stage, the mixer 20 that generates the beat signal B by mixing the local signal L with the reception signal Sr supplied from the switch unit 18, and the signal generation process that generates the modulation signal M and the selection signal X In addition, a signal processing unit 22 that performs signal processing for obtaining the position and relative velocity of the target reflecting the radar wave based on the beat signal B generated by the mixer 20 is provided.
[0025]
The VCO 10 is a transmission signal generation means, the transmission antenna 14, the receiving antenna section 16, the switch section 18 is a transmission / reception means, the distributor 12 and the mixer 20 are beat signal generation means, and the signal generation processing of the signal processing section 22 is a switching control means. Similarly, signal processing corresponds to signal processing means.
[0026]
Among these, the VCO 10 sweeps the frequency in accordance with the triangular wave-shaped modulation signal M supplied from the signal processing unit 22 and has a millimeter wave or microwave band modulated so that the frequency linearly increases and decreases with time. Generate high-frequency signals.
In addition, each of the reception antennas constituting the reception-side antenna unit 16 is set so that the beam width representing the angle range in which the gain reduction with respect to the front direction is within 3 dB includes the entire beam width of the transmission antenna 14. Yes. Each receiving antenna is used in combination with the transmitting antenna 14, and these combinations are hereinafter referred to as channels 1 to 8. Note that the correspondence between the antennas constituting the reception-side antenna unit 16 and the channels 1 to 8 may be in the arrangement order or random, and may be arbitrarily set.
[0027]
Next, the signal processing unit 22 is configured around a known microcomputer including a CPU, a ROM, and a RAM, and further, an A / D converter and an A / D converter that sample the beat signal B generated by the mixer 20. An arithmetic processing unit (for example, a DSP) for performing fast Fourier transform (FFT) processing, etc., on the data taken in via D, a D / A converter for generating a modulation signal M, and a selection signal X Counter.
[0028]
  Then, in the signal generation process executed by the signal processing unit 22, as shown in FIG. 1B, an operation for sequentially selecting all the channels 1 to 8 is performed by Nx (thisReference exampleIn this case, the selection signal X for alternately executing the first switching control that repeats 512) times and the second switching control that repeats the operation of sequentially selecting only the channels 1 to 3 Nx times is generated.
[0029]
Specifically, in the first switching control, when generation of the modulation signal M corresponding to this control is started, the time required for the radar wave to reciprocate the maximum detection distance (for example, 100 m) of the target by the device is longer than the time required. After the elapse of the waiting time W1 set in (1), a selection signal X for sequentially selecting channels 1 to 7 is generated by starting a counter set to repeatedly count 0 to 7.
[0030]
Further, in the second switching control, when the generation of the modulation signal M corresponding to this control is started, the time is longer than the time required for the radar wave to reciprocate the preset upper limit distance (for example, 50 m) of the short distance range. After the set waiting time W2 has elapsed, a selection signal X for sequentially selecting channels 1 to 3 is generated by starting a counter set to repeatedly count 0 to 2.
[0031]
  Note that the cycle Tx of the operation clock of the A / D converter that samples the beat signal B and the counter that generates the selection signal X is either the minimum operation cycle of the A / D converter or the minimum operation cycle of the switch unit 18. It is set to a length longer than the longer one.
  At the same time, in the signal generation process, the modulation width is ΔF (main) during the first measurement period during which the first switching control is performed and during the second measurement period during which the second switching control is performed.Reference exampleThe modulation signal M for changing the oscillation frequency of the oscillator 10 so as to reciprocate once in the modulation range consisting of 100 MHz) is generated.
[0032]
Specifically, in both the first and second measurement periods, Nx / 2 pieces of sampling data can be obtained for each of the selected channels in each of the uplink modulation with increasing frequency and the downlink modulation with decreasing frequency. Thus, the sweep time is T1 = 2 · (W1 + 8 · Nx / 2 · Tx) in the first measurement period, and the sweep time is T2 = 2 · (W2 + 3 · Nx / 2 · Tx) in the second measurement period. A modulation signal M is generated.
[0033]
  Book configured in this wayReference exampleIn the in-vehicle radar 2, the distributor 12 distributes the power of the high-frequency signal generated by the VCO 10 according to the modulation signal M from the signal processing unit 22, thereby generating the transmission signal Ss and the local signal L. Ss is supplied to the transmission antenna 14 and transmitted as a radar wave.
[0034]
Radar waves (reflected waves) transmitted from the transmitting antenna 14 and reflected back to the target are received by all the antennas constituting the receiving-side antenna unit 16, but are selected by the switch unit 18 according to the selection signal X. Only the received signal Sr of the channel i (i = 1 to 8) is supplied to the mixer 20. Then, the mixer 20 generates the beat signal B by mixing the received signal Sr with the local signal L from the distributor 12 and supplies the beat signal B to the signal processing unit 22.
[0035]
In the first measurement period, the first switching control is performed, so that the beat signals based on the reception signals Sr from all the channels 1 to 8 are time-division multiplexed. In the second measurement period, the second switching control is performed. Is performed, the beat signal based on the received signals Sr from some of the channels 1 to 3 is time-division multiplexed and supplied to the signal processing unit 22.
[0036]
And the signal processing part 22 performs the 1st signal processing which detects a target over the whole detection range (0-100 m), when the sampling of the beat signal B in a 1st measurement period is complete | finished in a 2nd measurement period. When the sampling of the beat signal B is finished, the second signal processing for detecting the target is started only within the short distance range (0 to 50 m).
[0037]
The sampled data is classified and stored in Nx / 2 data groups for each channel 1 to 8 and for each modulation time during uplink modulation and downlink modulation.
In the first signal processing, an FFT process for obtaining the frequency distribution of the beat signal for each data group and a beat signal frequency distribution obtained by the FFT process make a pair between upstream modulation and downstream modulation. Peaks are extracted and their frequencies (pair match processing to identify beat frequencies, beat frequencies obtained as a result of pair match processing, distances from targets and relative speeds, speed calculation processing, and beat frequencies for each target. The signal range is extracted from all channels, corrected for variations between channels based on the difference in sampling timing, and then subjected to azimuth calculation processing to determine the azimuth of the target by performing digital beam forming, etc. The position (distance, azimuth) and relative speed of all targets existing in To.
[0038]
Further, in the second signal processing, the data to be used is for three channels (1 to 3), and for targets outside the short distance range, distance, speed calculation processing and azimuth calculation processing are not executed. By executing the same processing as the first signal processing, the position (distance, azimuth) and relative speed of the target existing in the short distance range are detected.
[0039]
  As explained above, the bookReference exampleIn the in-vehicle radar 2, a first measurement period using all channels and a second measurement period using only some channels are alternately provided, and a necessary number of sampling values can be acquired in a shorter period. In the second measurement period, the sweep time required for the frequency sweep in the oscillator 10 that generates the radar wave transmission signal is shortened, and the frequency sweep slope (the absolute value of the time variation of the modulation frequency) is increased accordingly. It is supposed to be. In addition, in the first measurement period, all targets within the detection range are set as detection targets, and in the second measurement period, only targets within the short distance range are set as detection targets.
[0040]
  Therefore, the bookReference exampleAccording to the in-vehicle radar 2, a target existing near a vehicle (within 50 m in the present embodiment) on which the apparatus is mounted can be detected with high responsiveness with high distance accuracy (azimuth resolution). In addition, a target located farther than this can be detected with high azimuth accuracy (azimuth resolution).
[0041]
  Also bookReference exampleThen, in the second measurement period, the target is detected by focusing on the short-range range, so the waiting time W2 until the start of sampling of the beat signal B after the start of the transmission of the radar wave is determined in the first measurement period. It can be set shorter than the waiting time W1, and the slope of the frequency sweep can be made larger.
[0042]
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described.
  Reference example aboveIn the first measurement period, all the channels 1 to 8 are measured by one frequency sweep (one reciprocation of the modulation width).In this embodiment,As shown in FIG. 2, each channel is divided into two channel groups (1 to 4, 5 to 8), and four channels are swept twice to measure all channels.This is different from the first reference example.
[0043]
  Also,In this embodiment,A part of the channels (here, 4 and 5) are overlapped and divided into two channel groups (channels 1 to 5 and channels 4 to 8) by 5 channels, and the measurement for all channels is performed with two frequency sweeps.ing.
Therefore, according to this embodiment,Based on the information obtained from the overlapping channels, it is possible to correct the data variation between the two channel groups due to the difference in sampling time.
[SecondReference example]
  SecondReference exampleWill be described.
[0044]
  BookReference exampleFirstReference exampleSince only a part of the configuration is different, the same components are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and portions different in configuration will be mainly described.
  As shown in FIG.Reference exampleThe vehicle-mounted radar 2a includes a transmission antenna 14, a reception antenna 16 and a switch 18, instead of a transmission antenna 14a composed of two transmission antennas, a reception antenna 16a composed of three reception antennas, Either one of the transmission antennas constituting the transmission-side antenna unit 14a and any one of the reception antennas constituting the reception-side antenna unit 16a are selected according to the selection signal X, and the transmission signal Ss is transmitted to the selected transmission antenna. A switch unit 18a for supplying the received signal Sr from the selected receiving antenna to the subsequent stage is provided.
[0045]
The transmission antennas are also referred to as transmission channels A and B, respectively, and the three reception antennas are also referred to as reception channels 1 to 3, respectively. The transmission antenna and the reception antenna are always used in a combination of both, and these combinations are called channels A1 to A3 and B1 to B3.
[0046]
Next, in the signal generation processing executed by the signal processing unit 22, as shown in FIG. 3B, a first switching control that repeats the operation of sequentially selecting all the channels A1 to A3 and B1 to B3 Nx times; A selection signal X is generated for alternately executing the second switching control in which the operation of sequentially selecting only the channels A1 to A3 is repeated Nx times.
[0047]
Specifically, in the first switching control, when generation of the modulation signal M corresponding to this control is started, the transmission antenna is set to the transmission channel A, and the radar wave reciprocates the maximum detection distance of the target. After the elapse of the waiting time W1 set to be longer than the time required for, the channels A1 to A3 are selected in order by sequentially switching only the receiving antennas. Next, the transmission antenna is set to transmission channel B, and the same procedure is repeated. Then, a selection signal X that repeats this series of procedures Nx times is generated.
[0048]
In addition, in the second switching control, when generation of the modulation signal M corresponding to this control is started, the transmission antenna is set to the transmission channel A, and it is necessary for the radar wave to reciprocate the upper limit distance of the short distance range. After the waiting time W2 set for the time or more has elapsed, only the receiving antenna is sequentially switched to generate a selection signal X such that the channels A1 to A3 are sequentially selected Nx times.
[0049]
At the same time, in the signal generation process, modulation with a modulation width of ΔF is performed during the first measurement period during which the first switching control is performed and during the second measurement period during which the second switching control is performed. A modulation signal M that changes the oscillation frequency of the oscillator 10 so as to reciprocate once in the range is generated.
[0050]
Specifically, in both the first and second measurement periods, Nx / 2 pieces of sampling data can be obtained for each of the selected channels in each of the uplink modulation with increasing frequency and the downlink modulation with decreasing frequency. Thus, in the first measurement period, the modulation signal M is set such that the sweep time is T1 = 2 · (W1 + 3 · Tx) · 2 · Nx, and the sweep time is T2 = W2 + 3 · Tx · 2 · Nx in the second measurement period. Generate.
[0051]
  And in the signal processing part 22, based on the sampling value of the beat signal B about the channels A1-A3, B1-B3 obtained during the first measurement period, the firstReference exampleThe first signal processing similar to the above is performed, and based on the sampling value of the beat signal B for the channels A1 to A3 obtained during the second measurement period, the first signal processing is performed.Reference exampleThe second signal processing similar to that in FIG.
[0052]
  As explained above, the bookReference exampleIn the in-vehicle radar 2a, the first measurement period using all the channels A1 to A3 and B1 to B3 and the second measurement period using only some of the channels A1 to A3 are alternately provided, and the necessary number In the second measurement period in which the sampling value can be acquired in a shorter period, the sweep time required for the frequency sweep in the oscillator 10 that generates the radar wave transmission signal is shortened accordingly, and the slope of the frequency sweep (modulation frequency) The absolute value of the time change amount) is increased, and in the first measurement period, all targets in the detection range are detected, and in the second measurement period, only targets in the short range are detected. It is targeted.
[0053]
  Therefore, the bookReference exampleAccording to the in-vehicle radar 2a, the firstReference exampleThe same effects as those of the in-vehicle radar 2 can be obtained.
  Moreover, the bookReference exampleIn the in-vehicle radar 2a, the transmission side antenna unit 14a and the reception side antenna unit 16a are both configured by a plurality of antennas, and more channels can be set than the total number of antennas. The resulting device can be made smaller.
[0054]
  Also bookReference exampleIn the second measurement period, only the channel using the same transmission antenna is used, so the waiting time W2 inserted at the time of channel switching can be minimized, and the frequency sweep can be performed. The inclination can be maximized.
[No.2Embodiment]
  Next2Embodiments will be described.
[0055]
  In the on-vehicle radar 2b of the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the transmission side antenna unit 14b is composed of four transmission antennas, and the switch unit 18b is adapted to change the number of transmission antennas. Second, exceptReference exampleIt is comprised similarly to the vehicle-mounted radar 2a.
[0056]
The transmission antennas are also referred to as transmission channels A, B, C, and D, respectively, and the three reception antennas are also referred to as reception channels 1 to 3, respectively. The transmission antenna and the reception antenna are always used in a combination of both, and these combinations are referred to as channels A1 to A3, B1 to B3, C1 to C3, and D1 to D3.
[0057]
Next, in the signal generation processing executed by the signal processing unit 22, as shown in FIG. 4B, the first channel group including the channels A1 to A3 and B1 to B3, and the channels C1 to C3, D1 to D3. The first part switching control is repeated Nx times to select each channel belonging to the first channel group sequentially, and the operation to sequentially select each channel belonging to the second channel group is Nx. A selection signal X is generated for alternately executing a first switching control that continuously executes the second half partial switching control repeated twice and a second switching control that repeats the operation of sequentially selecting only the channels A1 to A3 Nx times.
[0058]
Specifically, in the first half of the first measurement period in which the first half switching control is performed, when generation of the modulation signal M corresponding to this control is started, the transmission antenna is set to the transmission channel A and the target maximum After a waiting time W1 set longer than the time required for the radar wave to reciprocate the detection distance, the channels A1 to A3 are selected in order by sequentially switching only the receiving antenna. Next, the transmission antenna is set to transmission channel B, and the same procedure is repeated. Then, a selection signal X that repeats this series of procedures Nx times is generated.
[0059]
Further, in the latter half of the first switching control for performing the latter half switching control, a selection signal X is generated that operates in exactly the same way as the first half switching control except that the transmission channels C and D are used as the transmission antennas. .
In addition, in the second switching control, when generation of the modulation signal M corresponding to this control is started, the transmission antenna is set to the transmission channel A, and it is necessary for the radar wave to reciprocate the upper limit distance of the short distance range. After the waiting time W2 set for the time or more has elapsed, only the receiving antenna is sequentially switched to generate a selection signal X such that the channels A1 to A3 are sequentially selected Nx times.
[0060]
At the same time, in the signal generation process, the oscillation frequency of the oscillator 10 is made to reciprocate once in the modulation range whose modulation width is ΔF while the first half switching control, the second half switching control, and the second switching control are executed. A modulation signal M is generated to change.
Specifically, during each switching control, the sampling channels are obtained so that Nx / 2 pieces of sampling data are obtained for each of the selected channels in each of the uplink modulation with increasing frequency and the downlink modulation with decreasing frequency. Modulation so that the sweep time is T1 = 2 · (W1 + 3 · Tx) · 2 · Nx in the first half and the second half of one measurement period, and the sweep time is T2 = W2 + 3 · Tx · 2 · Nx in the second measurement period A signal M is generated.
[0061]
  And in the signal processing part 22, based on the sampling value of the beat signal B about the channels A1-A3, B1-B3, C1-C3, D1-D3 obtained during the first measurement period, the firstReference exampleThe first signal processing similar to the above is performed, and the first signal processing is performed based on the sampling value of the beat signal B for the channels A1 to A3 obtained during the second measurement period.Reference exampleThe second signal processing similar to that in FIG.
[0062]
  As described above, according to the on-vehicle radar 2b of the present embodiment, the number of transmission channels is increased and the first measurement period is divided into the first half (first channel group) and the second half (second channel). 2) except that the data of all the channels A1 to A3, B1 to B3, C1 to C3, and D1 to D3 are obtained by two frequency sweeps.Reference exampleSince the configuration is the same as that of the in-vehicle radar 2a, not only can the same effect be obtained, but also the slope of the frequency sweep in the first measurement period can be increased, which is obtained in the first measurement period. Based on the obtained data, target detection with good distance accuracy can be performed.
[0063]
As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects. is there.
For example, in the above-described embodiment, the first measurement period and the second measurement period are alternately performed. However, each time the second measurement period is repeated a plurality of times, the first measurement period is inserted once. Periods can be provided at any ratio.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1Reference exampleIt is a block diagram which shows the structure of the vehicle-mounted radar, and explanatory drawing which shows operation | movement.
FIG. 2 First embodimentState behaviorIt is explanatory drawing shown.
FIG. 3Reference exampleIt is a block diagram which shows the structure of the vehicle-mounted radar, and explanatory drawing which shows operation | movement.
FIG. 42It is a block diagram which shows the structure of the vehicle-mounted radar of embodiment, and explanatory drawing which shows operation | movement.
[Explanation of symbols]
  2, 2a, 2b ... Radar for vehicle installation 10 ... Oscillator 12 ... Distributor
14 ... Transmitting antenna 14a ... Transmitting antenna section
16, 16a, 16b ... receiving side antenna section
18, 18a, 18b ... switch unit 20 ... mixer 22 ... signal processing unit

Claims

Transmission signal generating means for generating a transmission signal whose frequency gradually increases or decreases;
There are a plurality of channels composed of combinations of transmission antennas and reception antennas, and any one of the channels is used to transmit a radar wave based on the transmission signal and receive a reflected wave from a target that reflects the radar wave. Transmitting / receiving means for performing
Switching control means for controlling switching of channels used by the transmission / reception means;
Beat signal generating means for generating a beat signal based on a reception signal from the transmission / reception means and a local signal having the same frequency as the transmission signal;
Based on the beat signal generated by the beat signal generation means, a signal processing means for obtaining the position and velocity of the target reflecting the radar wave;
In the holographic radar with a,
Before SL switching control means, wherein between the frequency of the transmission signal is a frequency sweep of a dose shuttling modulation width of the frequency is repeated a number of times preset operation of sequentially selecting all the channels first switch control And the second switching control in which the operation of sequentially selecting only some of the channels is repeated a preset number of times during one frequency sweep, alternately or at a preset ratio,
The signal generation means maintains the frequency modulation width of the transmission signal, and increases or decreases a sweep time required for one frequency sweep according to the number of channels repeatedly selected during the second switching control. In the second measurement period in which the first switching control is performed, the slope of the frequency sweep representing the time change amount of the frequency of the transmission signal is increased compared to the first measurement period in which the first switching control is performed.
The signal processing means uses information based on the beat signal obtained in the first measurement period mainly for capturing a long-distance target, and mainly uses information based on the beat signal obtained in the second measurement period. Used to capture short range targets ,
Further, in the first switching control, the channels are classified into a plurality of channel groups, and partial switching control using any one of the channel groups is sequentially executed for all the channel groups, so that switching control using all the channels is performed. Holographic radar characterized by realizing

The transmission / reception means includes at least a plurality of transmission antennas,
2. The holographic radar according to claim 1, wherein in the second switching control, only channels using the same transmission antenna are used.

In the signal processing means, the waiting time from the start of radar wave transmission to the start of beat signal capture is greater in the second measurement period than in the first measurement period, depending on the maximum distance to the target to be detected. The holographic radar according to claim 1, wherein the holographic radar is set short.

4. The holographic radar according to claim 1, wherein the channel group has some channels overlapping each other.

The transmission / reception means includes a plurality of transmission antennas and reception antennas,
4. The holographic radar according to claim 1, wherein channels using the same transmission antenna are classified so as to belong to the same channel group.