JP7069644B2 - Signal processing systems, signal processing equipment, signal processing methods and signal processing programs - Google Patents

Signal processing systems, signal processing equipment, signal processing methods and signal processing programs Download PDF

Info

Publication number
JP7069644B2
JP7069644B2 JP2017213491A JP2017213491A JP7069644B2 JP 7069644 B2 JP7069644 B2 JP 7069644B2 JP 2017213491 A JP2017213491 A JP 2017213491A JP 2017213491 A JP2017213491 A JP 2017213491A JP 7069644 B2 JP7069644 B2 JP 7069644B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
waveform
transmission waveform
modulation
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017213491A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019086351A (en
Inventor
治 宝珠山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2017213491A priority Critical patent/JP7069644B2/en
Publication of JP2019086351A publication Critical patent/JP2019086351A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7069644B2 publication Critical patent/JP7069644B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

本発明は、信号処理システム、信号処理装置、信号処理方法および信号処理プログラムに関する。 The present invention relates to a signal processing system, a signal processing apparatus, a signal processing method and a signal processing program.

上記技術分野において、非特許文献1では、送信を許される帯域内の一定の時間を、時間軸および周波数軸で複数の時間-周波数タイルに分割し、それぞれの時間-周波数タイルの中で、3種類の選択を行った波形を送信する。3種類の選択とは、その時間-周波数タイルで信号を発生させない場合、Up-sweep LFM(Linear Frequency Modulation)と呼ばれる周波数が上昇するFM波を発生させる場合、Down sweep LFMと呼ばれる周波数が下降するFM波を発生させる場合の3つである。この時間-周波数タイルのパターンが全体では異なることを利用し、同時に送信された多数の波形を区別して処理することができる。 In the above technical field, in Non-Patent Document 1, a certain time in a band permitted to be transmitted is divided into a plurality of time-frequency tiles on the time axis and the frequency axis, and in each time-frequency tile, 3 Send the waveform with the type selected. The three types of selection are that when the signal is not generated in the time-frequency tile, the frequency called Up-sweep LFM (Linear Frequency Modulation) rises, and when the FM wave is generated, the frequency called Down sweep LFM falls. There are three cases where FM waves are generated. Taking advantage of the fact that the patterns of the time-frequency tiles are different as a whole, it is possible to distinguish and process a large number of waveforms transmitted at the same time.

Wen-Qin Wang, H. C. So, Longting Huang, Yuan Chen,“LOWPEAK-TO-AVERAGE RATIO OFDM CHIRP WAVEFORM DIVERSITY DESIGN,”2014 IEEE International Conference on Acoustic, Speech and Signal Processing.Wen-Qin Wang, H.C. So, Longting Huang, Yuan Chen, “LOWPEAK-TO-AVERAGE RATIO OFDM CHIRP WAVEFORM DIVERSITY DESIGN,” 2014 IEEE International Conference on Acoustic, Speech and Signal Processing. 横田康成 講義資料 信号処理 第三部 非定常信号解析・ケプストラム解析(http://www.ykt.info.gifu-u.ac.jp/sp3.pdf)Lecture materials Yasunari Yokota Signal processing Part 3 Unsteady signal analysis / cepstrum analysis (http://www.ykt.info.gifu-u.ac.jp/sp3.pdf)

しかしながら、上記文献に記載の技術では、それぞれの時間-周波数タイル内の波形の選択肢が限られており、同時に区別して処理することが可能な送信波形の数が限られている。例えば、非特許文献1の8×8の64タイルよっても、送信波形の種類は最大3×64=192であり、各タイルの波形が隣接可能な波形であるか否かを考慮すると、送信波形の種類が減少する。その結果、識別でき同時に使える波形が制限されて、たくさんの物体や方向を検出できない。また、同時に使えるレーダをふやすには使用帯域幅を減らすなどの変更が必要であり、使用帯域幅を減らすと精度が低減する。 However, in the techniques described above, the choice of waveforms within each time-frequency tile is limited, and the number of transmitted waveforms that can be processed separately at the same time is limited. For example, even with the 8 × 8 64 tiles of Non-Patent Document 1, the maximum type of transmission waveform is 3 × 64 = 192, and considering whether or not the waveforms of each tile are adjacent waveforms, the transmission waveform Types are reduced. As a result, the waveforms that can be identified and used at the same time are limited, and many objects and directions cannot be detected. In addition, it is necessary to make changes such as reducing the bandwidth used in order to increase the radar that can be used at the same time, and reducing the bandwidth used reduces the accuracy.

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique for solving the above-mentioned problems.

上記目的を達成するため、本発明に係る信号処理装置は、
変調波形の変調速度を変化させた波形、または、中心周波数に加算する周波数の最大周波数に相当する変調波形の帯域幅を変化させた波形を有する変調波であって、周波数が非反復的に変化する前記変調波を生成するため、前記変調速度を変化させて周波数変調を行った送信波形、または、前記帯域幅を変化させて周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成手段と、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成手段による前記周波数変調を変化させる送信波形変更手段と、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置手段と、
を備える。
In order to achieve the above object, the signal processing device according to the present invention is
A modulated wave having a waveform in which the modulation speed of the modulation waveform is changed, or a waveform in which the bandwidth of the modulation waveform corresponding to the maximum frequency of the frequency to be added to the center frequency is changed, and the frequency changes non-repetitively. In order to generate the modulated wave, a transmission waveform generating means for generating a transmission waveform obtained by changing the modulation speed and performing frequency modulation, or a transmission waveform obtained by changing the bandwidth and performing frequency modulation.
A transmission waveform changing means that changes the frequency modulation by the transmission waveform generation means so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform arrangement means for arranging transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is equal to or less than a threshold value on a plurality of tiles divided by a time axis and a frequency axis.
To prepare for.

上記目的を達成するため、本発明に係る信号処理方法は、
変調波形の変調速度を変化させた波形、または、中心周波数に加算する周波数の最大周波数に相当する変調波形の帯域幅を変化させた波形を有する変調波であって、周波数が非反復的に変化する前記変調波を生成するため、前記変調速度を変化させて周波数変調を行った送信波形、または、前記帯域幅を変化させて周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成ステップと、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成ステップにおける前記周波数変調を変化させる送信波形変更ステップと、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置ステップと、
を含む。
In order to achieve the above object, the signal processing method according to the present invention
A modulated wave having a waveform in which the modulation speed of the modulation waveform is changed, or a waveform in which the bandwidth of the modulation waveform corresponding to the maximum frequency of the frequency to be added to the center frequency is changed, and the frequency changes non-repetitively. In order to generate the modulated wave, a transmission waveform generation step for generating a transmission waveform obtained by changing the modulation speed and performing frequency modulation, or a transmission waveform obtained by changing the bandwidth and performing frequency modulation, and a transmission waveform generation step.
A transmission waveform change step that changes the frequency modulation in the transmission waveform generation step so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform placement step that places transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is below the threshold on multiple tiles divided by the time axis and frequency axis.
including.

上記目的を達成するため、本発明に係る信号処理プログラムは、
変調波形の変調速度を変化させた波形、または、中心周波数に加算する周波数の最大周波数に相当する変調波形の帯域幅を変化させた波形を有する変調波であって、周波数が非反復的に変化する前記変調波を生成するため、前記変調速度を変化させて周波数変調を行った送信波形、または、前記帯域幅を変化させて周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成ステップと、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成ステップにおける前記周波数変調を変化させる送信波形変更ステップと、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置ステップと、
をコンピュータに実行させる。
In order to achieve the above object, the signal processing program according to the present invention is
A modulated wave having a waveform in which the modulation speed of the modulation waveform is changed, or a waveform in which the bandwidth of the modulation waveform corresponding to the maximum frequency of the frequency to be added to the center frequency is changed, and the frequency changes non-repetitively. In order to generate the modulated wave, a transmission waveform generation step for generating a transmission waveform obtained by changing the modulation speed and performing frequency modulation, or a transmission waveform obtained by changing the bandwidth and performing frequency modulation, and a transmission waveform generation step.
A transmission waveform change step that changes the frequency modulation in the transmission waveform generation step so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform placement step that places transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is below the threshold on multiple tiles divided by the time axis and frequency axis.
Let the computer run.

上記目的を達成するため、本発明に係る信号処理システムは、
送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、
変調波形の変調速度を変化させた波形、または、中心周波数に加算する周波数の最大周波数に相当する変調波形の帯域幅を変化させた波形を有する変調波であって、周波数が非反復的に変化する前記変調波を生成するため、前記変調速度を変化させて周波数変調を行った送信波形、または、前記帯域幅を変化させて周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成手段と、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成手段による前記周波数変調を変化させる送信波形変更手段と、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置手段と、
前記送信波形の信号を送信する送信手段と、
を有し、
前記受信機は、
前記送信波形の信号が対象物体により反射された反射信号を受信する受信手段と、
前記送信波形と前記反射信号の波形との相関関数を計算する相関計算手段と、
前記相関関数に基づいて、前記対象物体を検出する物体検出手段と、
を有する。
In order to achieve the above object, the signal processing system according to the present invention is
Equipped with transmitter and receiver,
The transmitter is
A modulated wave having a waveform in which the modulation speed of the modulation waveform is changed, or a waveform in which the bandwidth of the modulation waveform corresponding to the maximum frequency of the frequency to be added to the center frequency is changed, and the frequency changes non-repetitively. In order to generate the modulated wave, a transmission waveform generating means for generating a transmission waveform obtained by changing the modulation speed and performing frequency modulation, or a transmission waveform obtained by changing the bandwidth and performing frequency modulation.
A transmission waveform changing means that changes the frequency modulation by the transmission waveform generation means so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform arrangement means for arranging transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is equal to or less than a threshold value on a plurality of tiles divided by a time axis and a frequency axis.
A transmission means for transmitting the signal of the transmission waveform and
Have,
The receiver is
A receiving means for receiving the reflected signal in which the signal of the transmitted waveform is reflected by the target object,
Correlation calculation means for calculating the correlation function between the transmission waveform and the waveform of the reflection signal, and
An object detection means for detecting the target object based on the correlation function,
Have.

本発明によれば、識別でき同時に使える送信波形を増やすことにより、たくさんの物体や方向を検出することができる。 According to the present invention, many objects and directions can be detected by increasing the transmission waveforms that can be identified and used at the same time.

本発明の第1実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置による信号処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the signal processing by the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 前提技術に係る信号処理装置による信号処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the signal processing by the signal processing apparatus which concerns on a prerequisite technique. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置の周波数変更部および変調波設定部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the frequency changing part and the modulated wave setting part of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置を含む信号処理システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing system which includes the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware composition of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る時間-周波数タイルテーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the time-frequency tile table which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る送信波形生成テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the transmission waveform generation table which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing procedure of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置の第1動作時の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure at the time of the 1st operation of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置の第1動作時の変調波設定部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the modulation wave setting part at the time of the 1st operation of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第1動作時の送信波形のスペクトログラムを示す図である。It is a figure which shows the spectrogram of the transmission waveform at the time of the 1st operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第1動作時の送信波形の自己曖昧度関数を示す図である。It is a figure which shows the self-ambiguity function of the transmission waveform at the time of the 1st operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置の第2動作時の変調波設定部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the modulation wave setting part at the time of the 2nd operation of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第2動作時の送信波形のスペクトログラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the 2nd operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第2動作時の送信波形の自己曖昧度関数を示す図である。It is a figure which shows the self-ambiguity function of the transmission waveform at the time of the 2nd operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第2動作時の送信波形のスペクトログラムの他例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the 2nd operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第2動作時の送信波形のスペクトログラムのさらに他例を示す図である。It is a figure which shows the further example of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the 2nd operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第2動作時の送信波形のスペクトログラムのさらに他例を示す図である。It is a figure which shows the further example of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the 2nd operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置の第3動作時の変調波設定部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the modulation wave setting part at the time of the 3rd operation of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第3動作時の送信波形のスペクトログラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the 3rd operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第3動作時の送信波形のスペクトログラムの他例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the 3rd operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置の第4動作時の変調波設定部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the modulation wave setting part at the time of the 4th operation of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第4動作時の送信波形のスペクトログラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the 4th operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る第4動作時の送信波形のスペクトログラムの他例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the 4th operation which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る信号処理装置の第5動作時の変調波設定部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the modulation wave setting part at the time of the 5th operation of the signal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る信号処理装置による信号処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the signal processing by the signal processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る信号処理装置による信号処理を説明する図である。It is a figure explaining the signal processing by the signal processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る信号処理装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the signal processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る時間-周波数タイルテーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the time-frequency tile table which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing procedure of the signal processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る信号処理装置による信号処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the signal processing by the signal processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る信号処理装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the signal processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る時間-周波数タイルテーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the time-frequency tile table which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing procedure of the signal processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明を利用可能な他の分野について示す図である。It is a figure which shows the other field which can use this invention.

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素は単なる例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail exemplary with reference to the drawings. However, the components described in the following embodiments are merely examples, and the technical scope of the present invention is not intended to be limited thereto.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態としての信号処理装置100について、図1を用いて説明する。信号処理装置100は、物体を検出するための送信波形を生成する装置である。
[First Embodiment]
The signal processing device 100 as the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The signal processing device 100 is a device that generates a transmission waveform for detecting an object.

図1に示すように、信号処理装置100は、送信波形生成部101と、送信波形変更部102と、送信波形配置部103と、を含む。送信波形生成部101は、周波数が非反復的に変化する変調波を生成するため、周波数変調を行った送信波形を生成する。送信波形変更部102は、送信波形のスペクトログラム110の相互相関が閾値Th以下となるよう、送信波形生成部101による周波数変調を変化させる。送信波形配置部103は、スペクトログラム110の相互相関が閾値Th以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割した複数のタイル111に配置する。 As shown in FIG. 1, the signal processing device 100 includes a transmission waveform generation unit 101, a transmission waveform change unit 102, and a transmission waveform arrangement unit 103. The transmission waveform generation unit 101 generates a frequency-modulated transmission waveform in order to generate a modulated wave whose frequency changes non-repetitively. The transmission waveform changing unit 102 changes the frequency modulation by the transmission waveform generation unit 101 so that the cross-correlation of the spectrogram 110 of the transmission waveform is equal to or less than the threshold Th. The transmission waveform arrangement unit 103 arranges the transmission waveform whose cross-correlation of the spectrogram 110 is equal to or less than the threshold value Th on a plurality of tiles 111 divided by the time axis and the frequency axis.

本実施形態によれば、送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を生成することで、識別でき同時に使える送信波形を増やすことにより、たくさんの物体や方向を検出することができる。また、精度を維持しながら同時に使えるレーダを増やすことができる。 According to the present embodiment, by generating a transmission waveform in which the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value, it is possible to detect many objects and directions by increasing the transmission waveforms that can be identified and used at the same time. In addition, it is possible to increase the number of radars that can be used at the same time while maintaining accuracy.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る信号処理装置について説明する。本実施形態に係る信号処理装置は、周波数が反復的に変化する変調波形および周波数が非反復的に変化する変調波形を生成することにより、相互相関が閾値以下の送信波形の生成の制限を緩和する。ここで、周波数が非反復的に変化する変調波形には、変調波形の変調速度を変化させた波形や、中心周波数に加算する周波数の最大周波数に相当する変調波形の帯域幅を変化させた波形などが含まれる。かかる、周波数が非反復的に変化する変調波形は、自己相関においても閾値以下となる。さらに、生成された各送信波形は、送信を許される帯域内の一定の時間を、時間軸および周波数軸で分割した複数の時間-周波数タイルに配置され、送信波形の数が制限されないので、精度を維持しながら多様な物体の検出が可能になる。
[Second Embodiment]
Next, the signal processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The signal processing apparatus according to the present embodiment relaxes the limitation of generating a transmission waveform having a cross-correlation equal to or less than a threshold by generating a modulated waveform in which the frequency changes iteratively and a modulated waveform in which the frequency changes non-repetitively. do. Here, the modulated waveform whose frequency changes non-repetitively includes a waveform in which the modulation speed of the modulated waveform is changed and a waveform in which the bandwidth of the modulated waveform corresponding to the maximum frequency of the frequency to be added to the center frequency is changed. And so on. Such a modulated waveform whose frequency changes non-repetitively is below the threshold value even in autocorrelation. In addition, each generated transmit waveform is placed on multiple time-frequency tiles that divide a certain amount of time in the band allowed to be transmitted on the time axis and frequency axis, and the number of transmit waveforms is not limited, so accuracy. It is possible to detect various objects while maintaining the frequency.

《前提技術の説明》
本実施形態の信号処理装置を説明する前に、その特徴を明瞭とするため前提技術の概要とその問題点について説明する。
<< Explanation of prerequisite technology >>
Before explaining the signal processing apparatus of this embodiment, the outline of the prerequisite technique and its problems will be described in order to clarify its characteristics.

図3は、前提技術に係る信号処理装置による信号処理の概要300を示す図である。図3は、非特許文献1の図2(Fig. 2)に類似し、送信波形が、送信を許される帯域内の一定の時間を、時間軸および周波数軸で分割した複数の時間-周波数タイルに配置されている。なお、非特許文献1の図2では8×8の時間-周波数タイルが示されているが、図3では6×6の時間-周波数タイルを示している。 FIG. 3 is a diagram showing an outline 300 of signal processing by a signal processing device according to a prerequisite technique. FIG. 3 is similar to FIG. 2 (Fig. 2) of Non-Patent Document 1, and a plurality of time-frequency tiles in which a transmission waveform divides a certain time in a band allowed to be transmitted by a time axis and a frequency axis. Is located in. Note that FIG. 2 of Non-Patent Document 1 shows an 8 × 8 time-frequency tile, while FIG. 3 shows a 6 × 6 time-frequency tile.

図3のように、非特許文献1においては、それぞれの時間-周波数タイルの中で、3種類の選択を行った波形を送信する。3種類の選択とは、その時間-周波数タイルで信号を発生させない場合、Up-sweep LFM(Linear Frequency Modulation)と呼ばれる周波数が上昇するFM波を発生させる場合、Down sweep LFMと呼ばれる周波数が下降するFM波を発生させる場合の3つである。したがって、8×8の64タイルでは、送信波形の種類は最大3×64=192であり、隣接可能な波形であるか否かを考慮すると、送信波形の数はさらに減少する。送信波形の数に制限がある。 As shown in FIG. 3, in Non-Patent Document 1, waveforms with three types of selections are transmitted in each time-frequency tile. The three types of selection are that when the signal is not generated in the time-frequency tile, the frequency called Up-sweep LFM (Linear Frequency Modulation) rises, and when the FM wave is generated, the frequency called Down sweep LFM falls. There are three cases where FM waves are generated. Therefore, in the case of 64 tiles of 8 × 8, the maximum number of transmission waveform types is 3 × 64 = 192, and the number of transmission waveforms is further reduced when considering whether or not the waveforms can be adjacent to each other. There is a limit to the number of transmitted waveforms.

本実施形態の信号処理によって、識別でき同時に使える送信波形の数を増加させ、多くの検出対象を検出可能とする。 By the signal processing of this embodiment, the number of transmission waveforms that can be identified and used at the same time is increased, and many detection targets can be detected.

《本実施形態の説明》
以下、上記前提技術の問題点を解決する本実施形態の構成および動作を説明する。
<< Explanation of the present embodiment >>
Hereinafter, the configuration and operation of the present embodiment for solving the problems of the above-mentioned prerequisite technique will be described.

《信号処理の概要》
図2は、本実施形態に係る信号処理装置による信号処理の概要200を示す図である。図2は、6×6の時間-周波数タイルにおける送信波形のスペクトログラムが示されている。
<< Overview of signal processing >>
FIG. 2 is a diagram showing an outline 200 of signal processing by the signal processing device according to the present embodiment. FIG. 2 shows a spectrogram of the transmitted waveform in a 6x6 time-frequency tile.

図2は、図3と同じ6×6の時間-周波数タイルに、Up-sweep LFM201やDown sweep LFM202の他に、SFM(Sinusoidal Frequency Modulation)の送信波形203、SFMにおける変調速度を変えた送信波形204、SFMにおける帯域幅を変えた送信波形205、が配置されている。かかる送信波形の数や配置は、図2に限定されない。実際には、各タイルへ配置される送信波形は無数の種類が可能であり、さらに、相互相関が閾値以下であれば、同じタイルに複数の送信波形を重ねて配置しても、隣接したタイルにも配置可能である。 In FIG. 2, in the same 6 × 6 time-frequency tile as in FIG. 3, in addition to Up-sweep LFM201 and Down sweep LFM202, SFM (Sinusoidal Frequency Modulation) transmission waveform 203 and transmission waveform with different modulation speeds in SFM are shown. 204, a transmission waveform 205 with a different bandwidth in SFM, is arranged. The number and arrangement of such transmitted waveforms are not limited to FIG. In reality, innumerable types of transmission waveforms can be placed on each tile, and if the cross-correlation is below the threshold value, even if multiple transmission waveforms are placed on the same tile, adjacent tiles can be placed. Can also be placed in.

すなわち、6×6の時間-周波数タイルにおいては、6×6×(送信波形の種類)の数の、検出対象に基づき好適に選択される異なる波形が送信可能である。 That is, in the 6 × 6 time-frequency tile, it is possible to transmit different waveforms, which are preferably selected based on the detection target, in the number of 6 × 6 × (type of transmission waveform).

《信号処理装置の機能構成》
図4Aは、本実施形態に係る信号処理装置400の機能構成を示すブロック図である。
<< Functional configuration of signal processing equipment >>
FIG. 4A is a block diagram showing a functional configuration of the signal processing device 400 according to the present embodiment.

信号処理装置400は、信号波形生成部401を備える。信号波形生成部401は、周波数変調波形生成部411と、初期位相指定部412と、周波数指定部403と、を備える。送信波形は周波数変調波形生成部411において生成される。周波数変調波形生成部411は、初期位相指定部412から初期位相の指定を受け、周波数指定部403からの周波数情報に基づき、送信波形を生成する。 The signal processing device 400 includes a signal waveform generation unit 401. The signal waveform generation unit 401 includes a frequency modulation waveform generation unit 411, an initial phase designation unit 412, and a frequency designation unit 403. The transmission waveform is generated by the frequency modulation waveform generation unit 411. The frequency modulation waveform generation unit 411 receives the initial phase designation from the initial phase designation unit 412, and generates a transmission waveform based on the frequency information from the frequency designation unit 403.

周波数指定部403は、加算部431と、周波数変更部432と、変調波設定部433と、時間-周波数タイルテーブル434と、を有する。加算部431は、中心周波数(fc(ti))に周波数変更部432からの周波数(alfa(ti))と変調波設定部433からの変調波(beta(ti))とを加算した変調周波数情報を、周波数変調波形生成部411へと送る。周波数変更部432は、送信波形をリニアに変調するため、中心周波数(fc(ti))に加算部431で加算される周波数(alfa(ti))を提供する。変調波設定部433は、送信波形を滑らかな波形(特に正弦波)で変調する場合、中心周波数(fc(ti))に加算部431で加算される帯域幅を有する変調波(beta(ti))を提供する。ここで、周波数(alfa(ti))は、送信波形をリニアに変調する成分であり、変調波(beta(ti))は、送信波形を変調する滑らかな波形の成分である。なお、周波数(alfa(ti))と変調波(beta(ti))とは、いずれかがゼロの場合にはゼロでない成分による送信波形の変調となる。時間-周波数タイルテーブル434は、送信を許される帯域内の一定の時間を、時間軸および周波数軸で複数の時間-周波数タイルに分割した場合の、各時間-周波数タイルに対応付けて使用する送信波形を記憶する。 The frequency designation unit 403 includes an addition unit 431, a frequency change unit 432, a modulation wave setting unit 433, and a time-frequency tile table 434. The addition unit 431 adds the modulation frequency information of the center frequency (fc (ti)) to the frequency (alfa (ti)) from the frequency change unit 432 and the modulation wave (beta (ti)) from the modulation wave setting unit 433. Is sent to the frequency modulation waveform generation unit 411. The frequency changing unit 432 provides a frequency (alfa (ti)) added by the adding unit 431 to the center frequency (fc (ti)) in order to linearly modulate the transmission waveform. When the modulated wave setting unit 433 modulates the transmitted waveform with a smooth waveform (particularly a sine wave), the modulated wave (beta (ti)) having a bandwidth added to the center frequency (fc (ti)) by the adder unit 431. )I will provide a. Here, the frequency (alfa (ti)) is a component that linearly modulates the transmission waveform, and the modulated wave (beta (ti)) is a component of a smooth waveform that modulates the transmission waveform. Note that the frequency (alfa (ti)) and the modulated wave (beta (ti)) are modulation of the transmission waveform by a non-zero component when either of them is zero. The time-frequency tile table 434 is used in association with each time-frequency tile when a certain time in the band allowed to be transmitted is divided into a plurality of time-frequency tiles on the time axis and the frequency axis. Memorize the waveform.

(周波数変更部および変調波設定部)
図4Bは、本実施形態に係る信号処理装置400の周波数変更部432および変調波設定部433の機能構成を示すブロック図である。
(Frequency change section and modulated wave setting section)
FIG. 4B is a block diagram showing a functional configuration of a frequency changing unit 432 and a modulated wave setting unit 433 of the signal processing device 400 according to the present embodiment.

信号処理装置400の周波数変更部432は、加算部451と、乗算部452と、を有する。加算部451は、各時間-周波数タイルの初期周波数f0と、リニアな変調周波数(傾きalfa0*時間ti)とを加算して、図4Aの加算部431へと送る。乗算部452は、傾きalfa0と時間tiとを乗算する。かかる変調周波数情報により、図2のUp-sweep LFM201やDown sweep LFM202の送信波形が生成できる。 The frequency changing unit 432 of the signal processing device 400 includes an adding unit 451 and a multiplying unit 452. The addition unit 451 adds the initial frequency f0 of each time-frequency tile and the linear modulation frequency (slope alfa0 * time ti) and sends it to the addition unit 431 of FIG. 4A. The multiplication unit 452 multiplies the slope alfa0 by the time ti. With such modulation frequency information, the transmission waveforms of the Up-sweep LFM201 and Down sweep LFM202 of FIG. 2 can be generated.

信号処理装置400の変調波設定部433は、乗算部453と、変調波発生部454と、変調波発生部455と、を有する。変調波発生部454はSFMの変調を支配する正弦波を振幅“1”で生成し、変調波設定部の乗算部453に送る。乗算部453は、変調波発生部454から受けた正弦波に、変調波発生部455からの帯域幅beta1(ti)を乗じて、図4Aの加算部431へと送る。なお、帯域幅beta1(ti)が一定値beta_n(n=0…N)の場合には、変調波による変調帯域幅は一定となる。 The modulation wave setting unit 433 of the signal processing device 400 includes a multiplication unit 453, a modulation wave generation unit 454, and a modulation wave generation unit 455. The modulated wave generation unit 454 generates a sine wave that controls the modulation of the SFM with an amplitude of “1” and sends it to the multiplication unit 453 of the modulation wave setting unit. The multiplication unit 453 multiplies the sine wave received from the modulation wave generation unit 454 by the bandwidth beta1 (ti) from the modulation wave generation unit 455 and sends the sine wave to the addition unit 431 in FIG. 4A. When the bandwidth beta1 (ti) is a constant value beta_n (n = 0 ... N), the modulation bandwidth due to the modulated wave is constant.

《本実施形態の送信波形生成方法》
上記図4Aおよび図4Bの構成における本実施形態における送信波形の生成は、非特許文献1に示されたリニアな変調を施された送信波形の生成と、SFM送信波形の生成と、さらに、SFMの変調速度の変化やSFMの帯域幅の変化を施した送信波形の生成と、を適切に組み合わせたものである。
<< Method of generating a transmission waveform of this embodiment >>
The generation of the transmission waveform in the present embodiment in the configurations of FIGS. 4A and 4B is the generation of the linearly modulated transmission waveform shown in Non-Patent Document 1, the generation of the SFM transmission waveform, and the generation of the SFM transmission waveform. It is an appropriate combination of the generation of the transmission waveform with the change of the modulation speed and the change of the bandwidth of the SFM.

本実施形態において、変調に使用する周波数f1(ti)を生成する式を式(1)に、それにより波形を発生する擬似プログラムの例を式(2)に示す。ここで、*は乗算、tiはサンプル番号(つまり時間)を、f1は変調正弦波(送信信号)の周波数、fc(ti)は中心周波数、alfa(ti)は変調周波数のUp/Down、beta(ti)は帯域幅、piは円周率、Mは波形の長さの間に繰り返す変調正弦波変調の回数、lenは信号の長さをそれぞれ表す。sig(ti)は送信波形、phiは位相、fsはサンプリング周波数、1iは虚数単位、expは複素指数関数である。特に指定のない記号や変数については、他の数式や擬似プログラムでも同様である。

Figure 0007069644000001
Figure 0007069644000002
なお、式(1)において、alfa(ti)がゼロであり、beta1(ti)が一定値beta0の場合が、SFMである。SFMは、正弦波で正弦波を周波数変調した波形である。送信素子の共振周波数をキャリア周波数とし、キャリア周波数と比較して低い周波数の正弦波で周波数変調する。このキャリア周波数と比較して低い周波数の波形を、変調波と呼ぶ。SFMでは変調波は正弦波である。周波数変調の範囲は、送信素子の共振周波数を大きく外れないように設定する。このSFMで発生される波形は、キャリア送信素子への負担が少なく、信号の電力を大きくすることができる。 In the present embodiment, the equation for generating the frequency f1 (ti) used for modulation is shown in equation (1), and an example of a pseudo program for generating a waveform by the equation is shown in equation (2). Here, * is multiplication, ti is the sample number (that is, time), f1 is the frequency of the modulated sine wave (transmission signal), fc (ti) is the center frequency, and alfa (ti) is the modulation frequency Up / Down, beta. (Ti) represents the bandwidth, pi represents the circumference ratio, M represents the number of modulations and sinusoidal modulations repeated during the length of the waveform, and len represents the length of the signal. sig (ti) is a transmission waveform, phi is a phase, fs is a sampling frequency, 1i is an imaginary unit, and exp is a complex exponential function. The same applies to other mathematical formulas and pseudo-programs for symbols and variables that are not specified.
Figure 0007069644000001
Figure 0007069644000002
In the equation (1), when alfa (ti) is zero and beta1 (ti) is a constant value beta0, it is SFM. SFM is a waveform obtained by frequency-modulating a sine wave with a sine wave. The resonance frequency of the transmitting element is set as the carrier frequency, and the frequency is modulated by a sine wave having a frequency lower than the carrier frequency. A waveform having a frequency lower than this carrier frequency is called a modulated wave. In SFM, the modulated wave is a sine wave. The range of frequency modulation is set so as not to deviate significantly from the resonance frequency of the transmitting element. The waveform generated by this SFM has less burden on the carrier transmission element, and can increase the power of the signal.

《信号処理システム》
図5は、本実施形態に係る信号処理装置400を含む信号処理システム500の構成を示すブロック図である。
<< Signal processing system >>
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a signal processing system 500 including a signal processing device 400 according to the present embodiment.

図5に示すように、信号処理システム500は、送信信号531を送信する送信機としての信号処理装置400と、送信信号531が対象物体530で反射することによって得られた反射信号532を受信する受信機550と、を備える。受信機550は、送信信号531と反射信号532との相関関係に基づいて、対象物体530の存在、および、対象物体530までの距離あるいは対象物体530の移動速度を検出する。 As shown in FIG. 5, the signal processing system 500 receives a signal processing device 400 as a transmitter for transmitting the transmission signal 531 and a reflection signal 532 obtained by reflecting the transmission signal 531 on the target object 530. It is equipped with a receiver 550. The receiver 550 detects the existence of the target object 530 and the distance to the target object 530 or the moving speed of the target object 530 based on the correlation between the transmission signal 531 and the reflection signal 532.

送信機としての信号処理装置400は、送信波形生成部401と、無線送信部501と、送信アンテナ502と、を備える。受信機550は、受信アンテナ552と、無線受信部553と、相関計算部554と、絶対値生成部555と、出力部556と、を含む。 The signal processing device 400 as a transmitter includes a transmission waveform generation unit 401, a wireless transmission unit 501, and a transmission antenna 502. The receiver 550 includes a receiving antenna 552, a wireless receiving unit 555, a correlation calculation unit 554, an absolute value generation unit 555, and an output unit 556.

送信波形生成部401は、送信波形を生成して無線送信部501へと送るとともに、相関計算部554へ、送信波形を送る。無線送信部501は送信波形に周波数変換などを行い、無線信号へと変換して、送信アンテナ502から送信する。無線受信部553は、送信信号531が対象物体530で反射することによって得られた反射信号532を、受信アンテナ552を経由して受信し、受信した無線信号の周波数変換などを行い、所望の周波数帯域の受信波形として相関計算部554へと送る。相関計算部554は、送信波形と受信波形との相互相関関数を計算し、絶対値生成部555へと送る。絶対値生成部555が出力部556から出力する相互相関関数に基づいて、対象物体530の存在、および、対象物体530までの距離や対象物体530の移動速度が検出される。 The transmission waveform generation unit 401 generates a transmission waveform and sends it to the wireless transmission unit 501, and also sends the transmission waveform to the correlation calculation unit 554. The wireless transmission unit 501 performs frequency conversion or the like on the transmission waveform, converts it into a wireless signal, and transmits it from the transmission antenna 502. The radio receiving unit 553 receives the reflected signal 532 obtained by reflecting the transmission signal 531 on the target object 530 via the receiving antenna 552, performs frequency conversion of the received radio signal, and performs a desired frequency. It is sent to the correlation calculation unit 554 as a received waveform of the band. The correlation calculation unit 554 calculates a cross-correlation function between the transmission waveform and the reception waveform, and sends it to the absolute value generation unit 555. The existence of the target object 530, the distance to the target object 530, and the moving speed of the target object 530 are detected based on the cross-correlation function output from the output unit 556 by the absolute value generation unit 555.

なお、本実施形態においては、送信機を信号処理装置としているが、送信機と受信機とが一体となった装置や、それらの一部の構成グループにより構成される装置を、信号処理装置としてもよい。 In the present embodiment, the transmitter is used as a signal processing device, but a device in which a transmitter and a receiver are integrated or a device composed of some constituent groups thereof is used as a signal processing device. May be good.

《信号処理装置のハードウェア構成》
図6は、本実施形態に係る信号処理装置400のハードウェア構成を示すブロック図である。
<< Hardware configuration of signal processing device >>
FIG. 6 is a block diagram showing a hardware configuration of the signal processing device 400 according to the present embodiment.

図6で、CPU(Central Processing Unit)610は演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図4Aおよび図4Bの機能構成部を実現する。なお、CPU610は、それぞれの機能に対応して複数あってもよい。ROM(Read Only Memory)620は、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびプログラムを記憶する。ネットワークインタフェース630は、ネットワークを介して、他の装置との通信を制御する。 In FIG. 6, the CPU (Central Processing Unit) 610 is a processor for arithmetic control, and realizes the functional components of FIGS. 4A and 4B by executing a program. There may be a plurality of CPU 610s corresponding to each function. The ROM (Read Only Memory) 620 stores fixed data and programs such as initial data and programs. The network interface 630 controls communication with other devices via the network.

RAM(Random Access Memory)640は、CPU610が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。RAM640には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。送信波形生成テーブル641は、本実施形態の送信波形を生成するために使用されるテーブルである。送信波形生成テーブル641には、送信波形の生成に使用される送信波形生成パラメータ642と、送信波形生成パラメータ642を用いて生成される変調周波数643と、送信波形生成パラメータ642と変調周波数643とにより生成される送信波形644と、を記憶する。送信選択タイル645は、時間-周波数タイルテーブル434に基づいて使用する時間-周波数タイルを記憶する。送信無線データ646は、送信波形644に対応して生成された送信無線用のためのデータである。入出力データ647は、入出力インタフェース660を介して、無線送信部501を含む入出力機器と入出力するデータである。送受信データ648は、ネットワークインタフェース630を介して、他の装置と送受信を行うデータである。 The RAM (Random Access Memory) 640 is a random access memory used by the CPU 610 as a temporary storage work area. The RAM 640 secures an area for storing data necessary for realizing the present embodiment. The transmission waveform generation table 641 is a table used to generate the transmission waveform of the present embodiment. The transmission waveform generation table 641 includes a transmission waveform generation parameter 642 used to generate a transmission waveform, a modulation frequency 643 generated using the transmission waveform generation parameter 642, and a transmission waveform generation parameter 642 and a modulation frequency 643. The generated transmission waveform 644 and the transmission waveform 644 are stored. The transmit selection tile 645 stores the time-frequency tiles used based on the time-frequency tile table 434. The transmission radio data 646 is data for transmission radio generated corresponding to the transmission waveform 644. The input / output data 647 is data that is input / output to / from the input / output device including the wireless transmission unit 501 via the input / output interface 660. The transmission / reception data 648 is data for transmission / reception to / from another device via the network interface 630.

ストレージ650は、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。時間-周波数タイルテーブル434は、各時間-周波数タイルの送信波形を格納する。送信波形生成アルゴリズム651は、送信波形生成パラメータ642から送信波形を生成するアルゴリズムである。 The storage 650 stores a database, various parameters, and the following data or programs necessary for realizing the present embodiment. The time-frequency tile table 434 stores the transmission waveform of each time-frequency tile. The transmission waveform generation algorithm 651 is an algorithm that generates a transmission waveform from the transmission waveform generation parameter 642.

ストレージ650には、以下のプログラムが格納される。信号処理装置制御プログラム652は、本実施形態の信号処理装置400の全体の処理を制御するプログラムである。タイル制御モジュール653は、時間-周波数タイルへの送信波形の割当を制御するモジュールである。送信波形生成モジュール654は、送信波形生成アルゴリズム651に従い、送信波形生成パラメータ642から送信波形を生成するモジュールである。無線送信モジュール655は、無線送信部501から送信波形信号の送信を制御するモジュールである。 The following programs are stored in the storage 650. The signal processing device control program 652 is a program that controls the entire processing of the signal processing device 400 of the present embodiment. The tile control module 653 is a module that controls the assignment of the transmission waveform to the time-frequency tile. The transmission waveform generation module 654 is a module that generates a transmission waveform from the transmission waveform generation parameter 642 according to the transmission waveform generation algorithm 651. The wireless transmission module 655 is a module that controls transmission of a transmission waveform signal from the wireless transmission unit 501.

入出力インタフェース660は、入出力デバイスとのデータ入出力を制御するためのインタフェースを行なう。本実施形態においては、入出力インタフェース660には、送信アンテナ502への信号を送信する無線送信部501が接続される。なお、本信号処理装置400が反射信号の受信による対象物体の検出機能も有する装置の場合は、受信アンテナ552により反射信号を受信する無線受信部553を接続してもよい。入出力インタフェース660には、さらに、信号処理装置400の動作を監視し操作するため、表示部661と、操作部662と、が接続されてもよい。 The input / output interface 660 provides an interface for controlling data input / output with an input / output device. In the present embodiment, the input / output interface 660 is connected to a wireless transmission unit 501 that transmits a signal to the transmission antenna 502. If the signal processing device 400 also has a function of detecting an object by receiving a reflected signal, a wireless receiving unit 553 that receives the reflected signal by the receiving antenna 552 may be connected. The input / output interface 660 may be further connected to a display unit 661 and an operation unit 662 in order to monitor and operate the operation of the signal processing device 400.

なお、図6のRAM640やストレージ650には、信号処理装置400が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関連するプログラムやデータは図示されていない。 The RAM 640 and the storage 650 of FIG. 6 do not show programs or data related to general-purpose functions and other feasible functions of the signal processing device 400.

(時間-周波数タイルテーブル)
図7Aは、本実施形態に係る時間-周波数タイルテーブル434の構成を示す図である。時間-周波数タイルテーブル434は、各時間-周波数タイルに送信波形を割り当てるために使用される。
(Time-Frequency tile table)
FIG. 7A is a diagram showing the configuration of the time-frequency tile table 434 according to the present embodiment. The time-frequency tile table 434 is used to assign transmission waveforms to each time-frequency tile.

時間-周波数タイルテーブル434は、タイルID701に対応付けて、タイルの時間帯702と、周波数帯703と、割り当てられる送信波形704と、を記憶する。 The time-frequency tile table 434 stores the tile time zone 702, the frequency band 703, and the assigned transmission waveform 704 in association with the tile ID 701.

(送信波形生成テーブル)
図7Bは、本実施形態に係る送信波形生成テーブル641の構成を示す図である。送信波形生成テーブル641は、本実施形態の送信波形を生成するために使用される。なお、図7Bにおいて、図6と同様の構成要素には同じ参照番号を付す。
(Transmission waveform generation table)
FIG. 7B is a diagram showing the configuration of the transmission waveform generation table 641 according to the present embodiment. The transmission waveform generation table 641 is used to generate the transmission waveform of the present embodiment. In FIG. 7B, the same reference numbers are assigned to the same components as those in FIG.

送信波形生成テーブル641は、送信波形生成パラメータ642と、変調周波数643と、送信波形644と、を記憶する。送信波形生成パラメータ642は、中心波形fc(ti)と、変調傾き(alfa(ti))と、初期周波数(f0)と、帯域幅beta1(ti)と、繰り返し回数Mu(ti)と、信号長さ(len)と、初期位相(phi)と、を含む。また、帯域幅beta1(ti)を生成するためのパラメータ745である、帯域幅の最大値beta0と、帯域幅変更パラメータc1、C2と、を含む。 The transmission waveform generation table 641 stores the transmission waveform generation parameter 642, the modulation frequency 643, and the transmission waveform 644. The transmission waveform generation parameter 642 includes the center waveform fc (ti), the modulation gradient (alfa (ti)), the initial frequency (f0), the bandwidth beta1 (ti), the number of repetitions Mu (ti), and the signal length. Includes len and initial phase (phi). It also includes the maximum bandwidth beta0, which is the parameter 745 for generating the bandwidth beta1 (ti), and the bandwidth change parameters c1 and C2.

《信号処理装置の処理手順》
図8は、本実施形態に係る信号処理装置400の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図6のCPU610がRAM640を使用して実行し、図4Aおよび図4Bの機能構成部を実現する。
<< Processing procedure of signal processing device >>
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the signal processing device 400 according to the present embodiment. This flowchart is executed by the CPU 610 of FIG. 6 using the RAM 640 to realize the functional components of FIGS. 4A and 4B.

信号処理装置400は、ステップS801において、時間軸および周波数軸で分割された複数の時間-周波数タイルから送信波形を生成するために使用するタイルを選択する。信号処理装置400は、ステップS803において、選択された各使用タイルにおける送信波形を指定する。 In step S801, the signal processing apparatus 400 selects a tile to be used to generate a transmission waveform from a plurality of time-frequency tiles divided by a time axis and a frequency axis. The signal processing device 400 specifies the transmission waveform in each selected tile to be used in step S803.

信号処理装置400は、ステップS805において、選択された複数のタイルから1つのタイルを選択する。そして、そのタイルの送信波形をリニアな変調と指定されたか、変調波による変調と指定されたかを判定する。リニアな変調と指定された場合、信号処理装置400は、ステップS809において、fc(ti)+alfa(ti)を変調周波数として変調を行う。 The signal processing device 400 selects one tile from the plurality of selected tiles in step S805. Then, it is determined whether the transmission waveform of the tile is designated as linear modulation or modulation by the modulated wave. When designated as linear modulation, the signal processing apparatus 400 performs modulation with fc (ti) + alfa (ti) as the modulation frequency in step S809.

一方、変調波による変調と指定された場合、信号処理装置400は、ステップS811において、送信波形のスペクトログラムにおいて帯域幅を変化させるか否かを判定する。帯域幅を変化させる場合、信号処理装置400は、ステップS813において、beta1(ti)の変化する帯域幅によるbeta(ti)を変調周波数として変調を行う。また、帯域幅を変化させない場合、信号処理装置400は、ステップS815において、beta0の変化しない帯域幅によるbeta(ti)を変調周波数として変調を行う(これは、SFM送信波形に相当する)。 On the other hand, when it is designated as modulation by a modulated wave, the signal processing apparatus 400 determines in step S811 whether or not to change the bandwidth in the spectrogram of the transmission waveform. When changing the bandwidth, the signal processing apparatus 400 modulates in step S813 with beta (ti) due to the changing bandwidth of beta1 (ti) as the modulation frequency. Further, when the bandwidth is not changed, the signal processing apparatus 400 modulates in step S815 with beta (ti) having the unchanged bandwidth of beta0 as the modulation frequency (this corresponds to the SFM transmission waveform).

信号処理装置400は、ステップS817において、指定されたタイルについて送信波形の生成を完了したかを判定する。送信波形の生成を完了してない場合、信号処理装置400は、ステップS805から、次のタイルに対する送信波形を生成する。指定されたタイルについて送信波形の生成を完了した場合、信号処理装置400は、ステップS819において、各タイルにおいて生成された送信波形に基づいて無線送信処理を実行する。 In step S817, the signal processing device 400 determines whether or not the generation of the transmission waveform for the designated tile is completed. If the generation of the transmission waveform has not been completed, the signal processing apparatus 400 generates the transmission waveform for the next tile from step S805. When the generation of the transmission waveform for the designated tile is completed, the signal processing device 400 executes the wireless transmission process based on the transmission waveform generated in each tile in step S819.

《各送信波形の生成例》
以下、図9A乃至図17を参照して、本実施形態において生成される種々のタイル内の送信波形の一部を示す。
<< Example of generation of each transmission waveform >>
Hereinafter, with reference to FIGS. 9A to 17, some of the transmission waveforms in the various tiles generated in the present embodiment are shown.

(第0動作)
図4Aの信号処理装置400において、変調波設定部433からの出力beta(ti)をゼロとした場合、周波数変更部432からのリニアな周波数alfa(ti)のみが変調周波数として周波数変調波形生成部411に提供される。この場合には、図4Bの傾きalfa0が正のとき、図2のUp-sweep LFM201が生成され、傾きalfa0が負のとき、図2のDown-sweep LFM202が生成される。
(0th operation)
In the signal processing device 400 of FIG. 4A, when the output beta (ti) from the modulation wave setting unit 433 is set to zero, only the linear frequency alfa (ti) from the frequency change unit 432 is the frequency modulation waveform generation unit as the modulation frequency. Provided at 411. In this case, when the slope alfa0 of FIG. 4B is positive, the Up-sweep LFM201 of FIG. 2 is generated, and when the slope alfa0 is negative, the Down-sweep LFM202 of FIG. 2 is generated.

(第1動作)
図4Aの信号処理装置400において、周波数変更部432からの出力alfa(ti)をゼロとした場合、変調波設定部433からの変調波beta(ti)のみが変調周波数として周波数変調波形生成部411に提供される。本第1動作では、送信波形のスペクトログラムにおいて帯域幅が変化しない、いわゆる、図2のSFMの送信波形203の場合を示す。
(First operation)
In the signal processing device 400 of FIG. 4A, when the output alfa (ti) from the frequency changing unit 432 is set to zero, only the modulated wave beta (ti) from the modulation wave setting unit 433 is used as the modulation frequency in the frequency modulation waveform generation unit 411. Provided to. In the first operation, the case of the so-called transmission waveform 203 of the SFM of FIG. 2 in which the bandwidth does not change in the spectrogram of the transmission waveform is shown.

本第1動作における変調周波数f1(ti)は、式(3)に従って生成される。

Figure 0007069644000003
The modulation frequency f1 (ti) in the first operation is generated according to the equation (3).
Figure 0007069644000003

図9Aは、本実施形態に係る信号処理装置400の第1動作時の機能構成を示すブロック図である。図9Aにおいて、図4Aと同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。第1動作時には、変調波設定部933からの変調波beta(ti)のみが変調周波数として、周波数指定部903から周波数変調波形生成部411に提供される。 FIG. 9A is a block diagram showing a functional configuration of the signal processing device 400 according to the present embodiment during the first operation. In FIG. 9A, the same reference numbers are assigned to the functional components similar to those in FIG. 4A, and duplicate description will be omitted. At the time of the first operation, only the modulated wave beta (ti) from the modulated wave setting unit 933 is provided as the modulation frequency by the frequency designation unit 903 to the frequency modulation waveform generation unit 411.

図9Bは、本実施形態に係る信号処理装置400の第1動作時の変調波設定部933の機能構成を示すブロック図である。図9Bにおいて、図4Bと同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。変調波設定部933の乗算部453には、一定値の帯域幅beta0が入力される。 FIG. 9B is a block diagram showing a functional configuration of the modulated wave setting unit 933 at the time of the first operation of the signal processing device 400 according to the present embodiment. In FIG. 9B, the same reference numbers are assigned to the functional components similar to those in FIG. 4B, and duplicate description will be omitted. A constant value bandwidth beta0 is input to the multiplication unit 453 of the modulation wave setting unit 933.

図10Aは、本実施形態に係る第1動作時の送信波形のスペクトログラム1010を示す図である。ここでは、例示的に、中心周波数fcは1GHz、変調の帯域幅beta0はプラスマイナス5MHz、波形長は100μSec、繰り返し回数Mを16.5とした。サンプリング周波数fsは3GHzとした。波形長lenは300000サンプルになる。横軸は時間で縦軸は周波数である。スペクトログラム上で周波数が正弦波を描いていることが分かる。つまり、スペクトログラムは、送信信号の周波数の変化を表わすものである。 FIG. 10A is a diagram showing a spectrogram 1010 of a transmission waveform during the first operation according to the present embodiment. Here, exemplary, the center frequency fc is 1 GHz, the modulation bandwidth beta0 is plus or minus 5 MHz, the waveform length is 100 μSec, and the number of repetitions M is 16.5. The sampling frequency fs was set to 3 GHz. The waveform length len is 300,000 samples. The horizontal axis is time and the vertical axis is frequency. You can see on the spectrogram that the frequency draws a sine wave. That is, the spectrogram represents a change in the frequency of the transmitted signal.

SFMは、相関関数に鋭いピークをもつため、位置の検出精度は高い。またドップラー検出能力も低くない。そのためレーダーなどで利用されている。ただし、周波数変調波形が似ている区間では相関をもつため、相関関数において、本当の相関のピーク以外にもサイドローブあるいはグレーティングローブと呼ばれるピークが発生する場合がある。このサイドローブとグレーティングローブを自己曖昧度関数(Auto ambiguity function)とよばれる表示で確認する。自己曖昧度関数は、例えば[非特許文献2]に記載されたように、式(4)で定義される。

Figure 0007069644000004
ここでA(τ,v)は曖昧度関数、τは時間差、vは周波数偏移量(ドップラー効果)、U(t)は波形を時刻tについて表現したものである。*は複素共役、eは対数の底、iは虚数単位、πは円周率をそれぞれ表す。 Since SFM has a sharp peak in the correlation function, the position detection accuracy is high. Also, the Doppler detection capability is not low. Therefore, it is used in radar and the like. However, since there is a correlation in the section where the frequency modulation waveforms are similar, a peak called a side lobe or a grating lobe may occur in the correlation function in addition to the peak of the true correlation. This sidelobes and grating lobes are confirmed by a display called the auto ambiguity function. The self-ambiguity function is defined by the equation (4), for example, as described in [Non-Patent Document 2].
Figure 0007069644000004
Here, A (τ, v) is the ambiguity function, τ is the time difference, v is the frequency shift amount (Doppler effect), and U (t) is the waveform expressed for time t. * Is the complex conjugate, e is the base of the logarithm, i is the imaginary unit, and π is the pi.

図10Bは、本実施形態に係る第1動作時の送信波形の自己曖昧度関数1020を示す図である。図10Bにおいて、縦軸は周波数偏移(移動速度に対応)、横軸は時間差(距離に対応)、明るさが相関関数の値となる。原点を通る横軸上をたどると、その濃さは対象物体の移動速度“0”の際の相関関数になる。理想的には、中央部にのみ明るい(高い)部分があり、それ以外は低いことが望ましい。図10Bは中央部付近の領域だけを見ると理想に近いことが分かる。ただし、縦軸の原点以外にあるいくつかのピークがサイドローブである。ここでは問題になるほど高くない。 FIG. 10B is a diagram showing a self-ambiguity function 1020 of the transmission waveform at the time of the first operation according to the present embodiment. In FIG. 10B, the vertical axis represents frequency deviation (corresponding to moving speed), the horizontal axis represents time difference (corresponding to distance), and brightness is the value of the correlation function. Tracing on the horizontal axis passing through the origin, the density becomes a correlation function when the moving speed of the target object is “0”. Ideally, there should be a bright (high) part only in the center and a low part otherwise. It can be seen that FIG. 10B is close to the ideal when looking only at the region near the central portion. However, some peaks other than the origin on the vertical axis are sidelobes. Not expensive enough to be a problem here.

(第2動作)
本第2動作では、送信波形のスペクトログラムにおいて帯域幅が変化する、図2のSFMの送信波形205の場合を示す。すなわち、本第2動作では、SFMの変調正弦波の周波数の変化のさせ方をさらに変調している。変調正弦波の周波数の変化のさせ方として、滑らかな変化にしていくことが望ましい。滑らかな変化として、変調の帯域幅を徐々に狭くしたのちに広くする、徐々に広くしたのち狭くする、徐々に狭くしていく、徐々に広くしていく、帯域幅全体を徐々に高くする、帯域幅全体を徐々に低くする、帯域幅の広い狭いと高低の両方を徐々に変える、などの方法がある。本第2動作では、変調の帯域幅を徐々に狭くしたのちに広くする。
(Second operation)
In the second operation, the case of the transmission waveform 205 of the SFM of FIG. 2 in which the bandwidth changes in the spectrogram of the transmission waveform is shown. That is, in this second operation, the method of changing the frequency of the modulated sine wave of SFM is further modulated. As a method of changing the frequency of the modulated sine wave, it is desirable to make a smooth change. Smooth changes include gradually narrowing and then widening the modulation bandwidth, gradually widening and then narrowing, gradually narrowing, gradually widening, and gradually increasing the overall bandwidth. There are methods such as gradually lowering the entire bandwidth, gradually changing both wide and narrow bandwidth and high and low bandwidth. In this second operation, the modulation bandwidth is gradually narrowed and then widened.

本第1動作における変調周波数f1(ti)は、式(5)に従って生成される。式(5)では、式(3)と比較して、周波数f1の帯域幅beta0が定数であったのに対し、{(c1+c2*cos(2*pi*ti/(len)))/(c1+c2)}の項によって時間的に変化する。波形全体での帯域幅の最大値はbeta0のまま変わらない。式(1)におけるMu(ti)を定数Mにした形になっている。

Figure 0007069644000005
The modulation frequency f1 (ti) in the first operation is generated according to the equation (5). In equation (5), compared to equation (3), the bandwidth beta0 of frequency f1 was a constant, whereas {(c1 + c2 * cos (2 * pi * ti / (len))) / (c1 + c2)} changes over time. The maximum bandwidth of the entire waveform remains beta0. Mu (ti) in the equation (1) is a constant M.
Figure 0007069644000005

図11は、本実施形態に係る信号処理装置400の第2動作時の変調波設定部1133の機能構成を示すブロック図である。図11は、図4Bの変調波設定部433と同様であるので、重複する説明を省略する。 FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of the modulated wave setting unit 1133 at the time of the second operation of the signal processing device 400 according to the present embodiment. Since FIG. 11 is the same as the modulation wave setting unit 433 of FIG. 4B, overlapping description will be omitted.

図12Aは、本実施形態に係る第2動作時の送信波形のスペクトログラム1210の一例を示す図である。スペクトログラム1210は、式(6)に従って発生した送信波形のスペクトログラムである。ここで、c1=2、c2=1とした。図12Aでは、SFMと同様に、スペクトログラム(周波数変化)に正弦波的な変調があるが、その周波数変化の帯域幅が次第に狭くなったのち広くなっていることがわかる。 FIG. 12A is a diagram showing an example of the spectrogram 1210 of the transmission waveform during the second operation according to the present embodiment. The spectrogram 1210 is a spectrogram of the transmission waveform generated according to the equation (6). Here, c1 = 2 and c2 = 1. In FIG. 12A, it can be seen that the spectrogram (frequency change) has a sinusoidal modulation similar to SFM, but the bandwidth of the frequency change gradually narrows and then widens.

図12Bは、本実施形態に係る第2動作時の送信波形の自己曖昧度関数1220を示す図である。図12Bは、図12Aのスペクトログラムの波形の自己曖昧度関数であり、曖昧度関数から本実施形態の効果を分析する。第2動作時の曖昧度関数は、原点付近が高く、それ以外の部分での相関係数が小さくなっていることが分かる。原点を通る横軸にしたがって相関関数を見ると、サイドローブやグレーティングローブがほとんど存在しないことが分かる。原点を通る縦軸に従って相関関数を見ても原点以外の相関関数が高い点が少ない。この曖昧度関数は、誤検出が少なくできるということを意味している。 FIG. 12B is a diagram showing a self-ambiguity function 1220 of the transmission waveform during the second operation according to the present embodiment. FIG. 12B is a self-ambiguity function of the waveform of the spectrogram of FIG. 12A, and the effect of the present embodiment is analyzed from the ambiguity function. It can be seen that the ambiguity function at the time of the second operation is high near the origin and the correlation coefficient is small in other parts. Looking at the correlation function along the horizontal axis passing through the origin, we can see that there are almost no sidelobes or grating lobes. Even if you look at the correlation function along the vertical axis passing through the origin, there are few points where the correlation function other than the origin is high. This ambiguity function means that false positives can be reduced.

すなわち、帯域幅を変調することによって、波形の相関が変化する。その結果、自己曖昧度関数に単独ピークを有する、すなわち、検知対象物体の速度や位置の精度を高めることができる。また、自己曖昧度関数において、グレーティングローブが低くなり、位置や速度の検知精度が高められるとい自己曖昧度関数が得られるという効果が得られる。また、任意関数の変更により、相互曖昧度関数(Cross ambiguity function)の小さい波形、すなわち相互相関の少ない波形を得ることが可能となり、時間-周波数タイルにおける波形の選択肢を増やすことができる。 That is, by modulating the bandwidth, the waveform correlation changes. As a result, it is possible to have a single peak in the self-ambiguity function, that is, to improve the accuracy of the velocity and position of the object to be detected. Further, in the self-ambiguity function, the effect that the self-ambiguity function can be obtained by lowering the grating lobe and increasing the detection accuracy of the position and the speed can be obtained. In addition, by changing the arbitrary function, it is possible to obtain a waveform having a small cross ambiguity function, that is, a waveform having little cross-correlation, and it is possible to increase the choice of waveforms in the time-frequency tile.

図12Aの送信波形によれば、変調正弦波の周波数(f1(ti))を時間により変化させることにより、周波数変調の帯域幅を変えて相関関数の高さを抑えることにより、グレーティングローブの発生を抑制して精度よく物体を検出することができる。 According to the transmission waveform of FIG. 12A, the frequency of the modulated sine wave (f1 (ti)) is changed with time to change the bandwidth of the frequency modulation to suppress the height of the correlation function, thereby generating a grating lobe. Can be suppressed and the object can be detected accurately.

つまり、式(5)に示したように、変調正弦波の振幅beta1(ti)を時間に対して変化させることで、図4Aのスペクトログラムに現われる変調の帯域幅を連続的に変化させることになり、この複雑な変化が曖昧度関数を望ましい方向に変化させている。 That is, as shown in Eq. (5), by changing the amplitude beta1 (ti) of the modulated sine wave with time, the modulation bandwidth appearing in the spectrogram of FIG. 4A is continuously changed. , This complex change changes the ambiguity function in the desired direction.

本第2動作の波形は、パラメータを若干変えるだけで他の波形と区別しやすい波形を作ることが容易であり、時間-周波数の枠内における波形の選択肢を多くするという効果がある。 The waveform of the second operation can be easily distinguished from other waveforms by slightly changing the parameters, and has the effect of increasing the choice of waveforms within the time-frequency frame.

このことを示すために、図12Aの波形が他の波形と区別しやすいかどうかを、次の式(6)であらわされる相互曖昧度関数と呼ばれる関数で評価し、十分に区別しやすいことを確認した。

Figure 0007069644000006
ここで、U1(t)とU2(t)とは相互相関をとる波形である。U1(t)とU2(t)とが同一である場合が自己曖昧度関数である。曖昧度関数は、時間の軸(time)と周波数偏移量(doppler)の軸を有する。 In order to show this, whether or not the waveform of FIG. 12A is easily distinguishable from other waveforms is evaluated by a function called the mutual ambiguity function expressed by the following equation (6), and it is sufficiently easy to distinguish. confirmed.
Figure 0007069644000006
Here, U1 (t) and U2 (t) are cross-correlated waveforms. The self-ambiguity function is when U1 (t) and U2 (t) are the same. The ambiguity function has an axis of time and an axis of frequency offset (doppler).

式(4)と式(6)との差異は、Uとして別の関数U1とU2が用いられていることである。別の関数U1とU2の間の相互的な類似度を算出することに相当する。この値が全体に小さければ、U1とU2は、時間をずらした場合、ドップラー効果がある場合などでも、類似しない、すなわち区別できるということを意味している。 The difference between equation (4) and equation (6) is that different functions U1 and U2 are used as U. Equivalent to calculating the reciprocal similarity between another function U1 and U2. If this value is small overall, it means that U1 and U2 are dissimilar, that is, distinguishable, even if they are staggered or have a Doppler effect.

図12Aの波形と、LFMあるいはCW(continuous wave)とは、波形のスペクトログラムの形が大きく異なるので、相互曖昧度関数は、全ての場合で“0.1”を下回る。これは波形の区別が容易ということである。図12Aの波形を時間周波数の枠における選択肢の1つとすることが可能ということであり、選択肢が増えるということは、多くの波形を同時に受信する場合にも区別して処理することが可能になるという効果が得られるということである。また、図12Aの波形を使った場合には、時間周波数の枠がひとつしかない場合でも、相互相関関数による区別がしやすい。 Since the shape of the spectrogram of the waveform differs greatly between the waveform of FIG. 12A and LFM or CW (continuous wave), the mutual ambiguity function is less than "0.1" in all cases. This means that it is easy to distinguish waveforms. It is possible to use the waveform of FIG. 12A as one of the options in the time frequency frame, and the increase in the options means that even when many waveforms are received at the same time, it is possible to process them separately. It means that the effect can be obtained. Further, when the waveform of FIG. 12A is used, it is easy to distinguish by the cross-correlation function even when there is only one frame of time frequency.

図12Cは、本実施形態に係る第2動作時の送信波形のスペクトログラムの他例1230を示す図である。図12Cの例は、図12Aと同様に、変調正弦波の帯域幅を徐々に狭くしたのち広くするが、狭くするタイミングが異なる。タイミングを変えるための式を式(7)に示す。変調幅を決めるbeta(ti)において項(pi/4)によりタイミングがずれている。ずらすタイミングを決める量は(pi/4)に限る必要はない。

Figure 0007069644000007
ここで、繰り返しの速さMは“11.5”とした。 FIG. 12C is a diagram showing another example 1230 of the spectrogram of the transmission waveform during the second operation according to the present embodiment. In the example of FIG. 12C, similarly to FIG. 12A, the bandwidth of the modulated sine wave is gradually narrowed and then widened, but the timing of narrowing is different. The equation for changing the timing is shown in equation (7). In beta (ti) that determines the modulation width, the timing is off due to the term (pi / 4). The amount that determines the timing of shifting does not have to be limited to (pi / 4).
Figure 0007069644000007
Here, the repetition speed M is set to "11.5".

図12Cの送信波形によれば、変調正弦波の帯域幅を徐々に狭くするタイミングを変えても、相関関数の高さを抑えることにより、グレーティングローブの発生を抑制して精度よく物体を検出することができる。 According to the transmission waveform of FIG. 12C, even if the timing of gradually narrowing the bandwidth of the modulated sine wave is changed, the height of the correlation function is suppressed to suppress the generation of the grating lobe and detect the object with high accuracy. be able to.

図12Dは、本実施形態に係る第2動作時の送信波形のスペクトログラムのさらに他例1240を示す図である。本例では、変調正弦波の帯域幅を徐々に広くしたのち狭くしていることに特徴がある。その波形を発生する式を式(8)に示す。式(5)と比較して、c2にかかる正負符号が異なっている。

Figure 0007069644000008
ここでは、一例としてM=11.5、c1=2、c2=1とした。 FIG. 12D is a diagram showing still another example 1240 of the spectrogram of the transmission waveform during the second operation according to the present embodiment. This example is characterized in that the bandwidth of the modulated sine wave is gradually widened and then narrowed. The equation that generates the waveform is shown in Equation (8). Compared with the equation (5), the positive and negative signs of c2 are different.
Figure 0007069644000008
Here, as an example, M = 11.5, c1 = 2, and c2 = 1.

図12Dの送信波形によれば、変調正弦波の帯域幅を徐々に広くしたのち狭くしても、相関関数の高さを抑えることにより、グレーティングローブの発生を抑制して精度よく物体を検出することができる。 According to the transmission waveform of FIG. 12D, even if the bandwidth of the modulated sine wave is gradually widened and then narrowed, the height of the correlation function is suppressed to suppress the generation of grating lobes and accurately detect the object. be able to.

図12Eの送信波形は、本実施形態に係る第2動作時の送信波形のスペクトログラムのさらに他例1250を示す図である。本例は、変調正弦波の速度をさらに速めたことを特徴とする。本実施形態の送信波形を発生する式を式(9)に示す。

Figure 0007069644000009
この式(9)と式(5)とを比較すると、式(5)では、波形長の間の帯域幅の増減の回数が1回であったのに対して、式(9)では、波形長の間に帯域幅がR回増減する。ここでは、Mを“16.5”、Rを“3”にしており、図12Eのスペクトルグラムを見るとわかるように、変調正弦波の変調幅の増減回数が3回である。また、波形全体の帯域幅の最大値はプラスマイナス5MHzに保たれていることが分かる。 The transmission waveform of FIG. 12E is a diagram showing still another example 1250 of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the second operation according to the present embodiment. This example is characterized in that the speed of the modulated sine wave is further increased. The equation for generating the transmission waveform of this embodiment is shown in Equation (9).
Figure 0007069644000009
Comparing the equation (9) and the equation (5), in the equation (5), the number of times of increase / decrease of the bandwidth during the waveform length was once, whereas in the equation (9), the waveform. Bandwidth increases or decreases R times during the length. Here, M is set to "16.5" and R is set to "3", and as can be seen from the spectrum gram of FIG. 12E, the number of times the modulation width of the modulated sine wave is increased or decreased is three times. Further, it can be seen that the maximum value of the bandwidth of the entire waveform is maintained at plus or minus 5 MHz.

図12Eによれば、似ている波形が繰り返されても非対称なので、相関関数の高さを抑えることにより、グレーティングローブの発生を抑制して精度よく物体を検出することができる。 According to FIG. 12E, since it is asymmetric even if similar waveforms are repeated, it is possible to suppress the generation of grating lobes and accurately detect an object by suppressing the height of the correlation function.

(第3動作)
図13は、本実施形態に係る信号処理装置400の第3動作時の変調波設定部1333、1334の機能構成を示すブロック図である。なお、図13において、図4Bまたは図9Bと同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
(Third operation)
FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration of the modulated wave setting units 1333 and 1334 during the third operation of the signal processing device 400 according to the present embodiment. In FIG. 13, the same reference number is assigned to the same functional component as in FIG. 4B or FIG. 9B, and duplicate description will be omitted.

信号処理装置400の変調波設定部1333、1334は、さらに、変調速度生成部1356を有する。第3動作では、変調波発生部454における変調速度が、変調速度生成部1356が生成する変調速度Mu(ti)によって、さらに変調されていることである。本実施形態の第3動作では、変調正弦波の帯域幅を変化させるだけでなく、変調正弦波の変調速度も変化させることを特徴とする。 The modulation wave setting units 1333 and 1334 of the signal processing device 400 further include a modulation speed generation unit 1356. In the third operation, the modulation speed in the modulation wave generation unit 454 is further modulated by the modulation speed Mu (ti) generated by the modulation speed generation unit 1356. The third operation of the present embodiment is characterized in that not only the bandwidth of the modulated sine wave is changed, but also the modulation speed of the modulated sine wave is changed.

変調波設定部1333の構成においては、帯域幅が一定で変調速度が変化する。一方、変調波設定部1334の構成においては、帯域幅も変化し変調速度も変化する。以下、変調波設定部1334の構成により生成された送信波形について、そのスペクトログラムを示す。 In the configuration of the modulation wave setting unit 1333, the bandwidth is constant and the modulation speed changes. On the other hand, in the configuration of the modulation wave setting unit 1334, the bandwidth also changes and the modulation speed also changes. The spectrogram of the transmission waveform generated by the configuration of the modulated wave setting unit 1334 is shown below.

図14Aは、本実施形態に係る第3動作時の送信波形のスペクトログラムの一例1410を示す図である。スペクトログラムの変調帯域幅が徐々に小さくなったあと大きくなるが、スペクトログラムの周波数変化を表わす正弦波の周波数が次第に大きくなっているのがわかる。 FIG. 14A is a diagram showing an example 1410 of a spectrogram of a transmission waveform during a third operation according to the present embodiment. It can be seen that the modulation bandwidth of the spectrogram gradually decreases and then increases, but the frequency of the sine wave, which represents the frequency change of the spectrogram, gradually increases.

本例の送信波形を発生させる式を式(10)に示す。式(10)では、変調正弦波の速度を変化させるために、式(5)の定数Mを時変の関数Mu(ti)に変更している。ここでは、Mu(ti)はtiの3次多項式としたが、さらに高次の多項式や、指数関数、対数関数、三角関数など任意の関数を使うことができる。変調正弦波の速度変化の効果により、相互曖昧度関数を小さくする効果があり、さらにバリエーションが増える。

Figure 0007069644000010
The equation that generates the transmission waveform of this example is shown in equation (10). In equation (10), the constant M in equation (5) is changed to the time-varying function Mu (ti) in order to change the velocity of the modulated sine wave. Here, Mu (ti) is a cubic polynomial of ti, but higher-order polynomials, exponential functions, logarithmic functions, trigonometric functions, and other arbitrary functions can be used. The effect of the velocity change of the modulated sine wave has the effect of reducing the mutual ambiguity function, further increasing the variation.
Figure 0007069644000010

本実施形態における変調正弦波の周波数の変化のさせ方として、滑らかな変化にしていくことが望ましい。滑らかな変化として、徐々に速くしていく、徐々に遅くしていく、徐々に速くしたのち遅くする、徐々に遅くしたのち速くする、などの方法があるが、ここではまず、徐々に速くしていく場合を例に説明する。その一例として、M0=7、M1=2.5、M2=2、M3=0とした。 As a method of changing the frequency of the modulated sine wave in the present embodiment, it is desirable to make a smooth change. Smooth changes include gradual speeding up, gradual slowing down, gradual speeding up and then slowing down, gradual slowing down and then speeding up, etc. The case will be described as an example. As an example, M0 = 7, M1 = 2.5, M2 = 2, and M3 = 0.

図14Bは、本実施形態に係る第3動作時の送信波形のスペクトログラムの他1420例を示す図である。スペクトログラムの変調帯域幅が徐々に大きくなったあと小さくなるが、スペクトログラムの周波数変化を表わす正弦波の周波数が次第に大きくなっているのがわかる。 FIG. 14B is a diagram showing another 1420 example of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the third operation according to the present embodiment. It can be seen that the modulation bandwidth of the spectrogram gradually increases and then decreases, but the frequency of the sine wave, which represents the frequency change of the spectrogram, gradually increases.

本例の送信波形を発生させる式を式(11)に示す。式(11)では、変調正弦波の速度を変化させるために、第5実施形態の式(8)の定数Mを時変の関数Mu(ti)に変更している。ここでは、Mu(ti)はtiの3次多項式としたが、さらに高次の多項式や、指数関数、対数関数、三角関数など任意の関数を使うことができる。変調正弦波の速度変化の効果により、相互曖昧度関数を小さくする効果があり、さらにバリエーションが増える。

Figure 0007069644000011
本例においても、徐々に速くしていく場合を例に説明する。その一例として、M0=7、M1=2.5、M2=2、M3=0とした。 The equation that generates the transmission waveform of this example is shown in Equation (11). In the equation (11), the constant M in the equation (8) of the fifth embodiment is changed to the time-varying function Mu (ti) in order to change the velocity of the modulated sine wave. Here, Mu (ti) is a cubic polynomial of ti, but higher-order polynomials, exponential functions, logarithmic functions, trigonometric functions, and other arbitrary functions can be used. The effect of the velocity change of the modulated sine wave has the effect of reducing the mutual ambiguity function, further increasing the variation.
Figure 0007069644000011
Also in this example, the case of gradually increasing the speed will be described as an example. As an example, M0 = 7, M1 = 2.5, M2 = 2, and M3 = 0.

なお、本例では、変調速度を徐々に速くしていく例を示したが、徐々に遅くしていく、徐々に速くしたのち遅くする、徐々に遅くしたのち速くする、などの方法においても、同様の効果を奏する。 In this example, the modulation speed is gradually increased, but it can also be used in methods such as gradually slowing down, gradually increasing the speed and then slowing down, and gradually slowing down and then speeding up. It has the same effect.

第3動作によれば、変調幅の変化に加えて変調速度も変えることにより、相関関数の高さをさらに抑えることにより、グレーティングローブの発生を抑制して精度よく物体を検出することができる。 According to the third operation, the height of the correlation function is further suppressed by changing the modulation speed in addition to the change in the modulation width, so that the generation of the grating lobe can be suppressed and the object can be detected accurately.

つまり、式(10)や式(11)に示したように、正弦波の周波数変調f1を表わす角周波数を時間ti/lenに対して高次関数で変化させる。スペクトログラムに現われる変調の周波数を連続的かつ一方向(ここでは周波数が大きくなる方向)に変化させることにより、曖昧度関数を望ましい方向に変化させている。 That is, as shown in the equations (10) and (11), the angular frequency representing the frequency modulation f1 of the sine wave is changed by a higher-order function with respect to the time ti / len. By continuously and unidirectionally changing the frequency of the modulation appearing in the spectrogram (here, the direction in which the frequency increases), the ambiguity function is changed in the desired direction.

(第4動作)
図15は、本実施形態に係る信号処理装置400の第4動作時の変調波設定部1533、1534の機能構成を示すブロック図である。なお、図15において、図4Bと同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
(4th operation)
FIG. 15 is a block diagram showing a functional configuration of the modulated wave setting units 1533 and 1534 during the fourth operation of the signal processing device 400 according to the present embodiment. In FIG. 15, the same reference numbers are assigned to the functional components similar to those in FIG. 4B, and duplicate description will be omitted.

図15の図4Aおよび図4Bとの差異は、変調波設定部1533、1534において、図4Aの加算部431が4入力の加算部に置換され、そこに変調波発生部1554で生成された変調波に乗算部1553で帯域幅beta2を乗じられた変調波が新たに入力されている。これにより、新たな変調が加えられている。 The difference from FIGS. 4A and 4B of FIG. 15 is that in the modulation wave setting units 1533 and 1534, the addition unit 431 of FIG. 4A is replaced with the addition unit of 4 inputs, and the modulation generated by the modulation wave generation unit 1554 there. A modulated wave obtained by multiplying the wave by the bandwidth beta2 by the multiplying unit 1553 is newly input. As a result, new modulation is added.

図16Aは、本実施形態に係る第4動作時の送信波形のスペクトログラムの一例1610を示す図である。ここで、beta1=10/3[MHz]、beta2 = 5/3[MHz]、M2 = 1/2とした。波形全体の帯域幅の最大値は、プラスマイナス5MHzに保たれていることが分かる。SFMと同様に、スペクトログラム(周波数変化)に正弦波的な変調があるが、その周波数変化を表わす正弦波の帯域幅全体が徐々に低くなっているのがわかる。変調正弦波がさらに変調されているため、変調正弦波の曲線が一致している部分が少ない。これが相互相関を小さくしている。 FIG. 16A is a diagram showing an example 1610 of a spectrogram of a transmission waveform during the fourth operation according to the present embodiment. Here, beta1 = 10/3 [MHz], beta2 = 5/3 [MHz], and M2 = 1/2. It can be seen that the maximum value of the bandwidth of the entire waveform is maintained at plus or minus 5 MHz. Similar to SFM, the spectrogram (frequency change) has a sinusoidal modulation, but it can be seen that the entire bandwidth of the sinusoidal wave representing the frequency change is gradually reduced. Since the modulated sine wave is further modulated, there are few parts where the curves of the modulated sine wave match. This reduces the cross-correlation.

本例に係る信号発生方式は、SFMの変調の帯域の中心が移動することを特徴とする。本例の送信波形を発生するための周波数を表す式を式(12)に示す。その他は、これまでの式と同様であるため、同じ記号および変数については詳しい説明を省略する。

Figure 0007069644000012
この式(12)は、式(1)と比較して、変調の帯域幅をbeta0からbeta1に変更し、さらに“beta2*cos(2*pi*M2*ti/(len))”による新たな変調を加えた形である。M2は新たに加えた変調の回数である。beta1+beta2 = beta0とすることで、波形全体での帯域幅の最大値はbeta0に保つことができる。 The signal generation method according to this example is characterized in that the center of the modulation band of SFM moves. Equation (12) shows an equation expressing the frequency for generating the transmission waveform of this example. Others are the same as the previous equations, so detailed explanations of the same symbols and variables will be omitted.
Figure 0007069644000012
This equation (12) changes the modulation bandwidth from beta0 to beta1 as compared with equation (1), and is newly added by "beta2 * cos (2 * pi * M2 * ti / (len))". It is a modulated form. M2 is the number of newly added modulations. By setting beta1 + beta2 = beta0, the maximum bandwidth of the entire waveform can be kept at beta0.

図16Aの送信波形によれば、変調幅を変えなくても変調幅の中心を移動することにより、相関関数の高さを抑えることができ、グレーティングローブの発生を抑制して精度よく物体を検出することができる。 According to the transmission waveform of FIG. 16A, the height of the correlation function can be suppressed by moving the center of the modulation width without changing the modulation width, the generation of grating lobes can be suppressed, and the object can be detected accurately. can do.

図16Bは、本実施形態に係る第4動作時の送信波形のスペクトログラムの他例1620を示す図である。図16Bのスペクトルグラムを見るとわかるように、変調正弦波の変調幅と中心の両方にさらに変調を加えた形になっている。また波形全体の帯域幅の最大値はプラスマイナス5MHzに保たれていることが分かる。 FIG. 16B is a diagram showing another example 1620 of the spectrogram of the transmission waveform at the time of the fourth operation according to the present embodiment. As can be seen from the spectral gram of FIG. 16B, both the modulation width and the center of the modulated sine wave are further modulated. It can also be seen that the maximum value of the bandwidth of the entire waveform is maintained at plus or minus 5 MHz.

本例は、変調正弦波の変調幅と中心の両方にさらに変調を加えた形になっている。本例の波形を発生する式を式(13)に示す。

Figure 0007069644000013
In this example, both the modulation width and the center of the modulated sine wave are further modulated. The equation that generates the waveform of this example is shown in equation (13).
Figure 0007069644000013

(第5動作)
図17は、本実施形態に係る信号処理装置400の第5動作時の変調波設定部1733の機能構成を示すブロック図である。なお、図17において、図4Bまたは図13と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
(Fifth operation)
FIG. 17 is a block diagram showing a functional configuration of the modulated wave setting unit 1733 at the time of the fifth operation of the signal processing device 400 according to the present embodiment. In FIG. 17, the same reference numbers are assigned to the functional components similar to those in FIG. 4B or FIG. 13, and duplicate explanations will be omitted.

図17と図4Aおよび図4Bとの差異は、加算部431が複数入力の加算部に置換され多数の入力を加算されるようになったことである。かつ、変調波発生部454、変調波発生部455、変調速度生成部1356、乗算部453を、それぞれ含む変調ブロックを複数有し、加算部へと変調情報を送っていることである。この差異により、複雑な変調を施すことが可能となり、その結果、自己曖昧度関数をより望ましい波形を生成する、あるいは、相互曖昧度関数の小さい波形の候補をより多く生成することが可能となる。 The difference between FIG. 17 and FIGS. 4A and 4B is that the addition unit 431 is replaced with the addition unit of a plurality of inputs so that a large number of inputs can be added. Further, it has a plurality of modulation blocks including a modulation wave generation unit 454, a modulation wave generation unit 455, a modulation speed generation unit 1356, and a multiplication unit 453, and sends modulation information to the addition unit. This difference allows complex modulations to be applied, resulting in a self-ambiguity function producing more desirable waveforms or a larger number of candidate waveforms with smaller mutual ambiguity functions. ..

すなわち、式(14)のように、項数を増やして変調を複雑にすることも可能である。

Figure 0007069644000014
That is, it is also possible to increase the number of terms to complicate the modulation as in Eq. (14).
Figure 0007069644000014

周波数変調が高速である場合には、スペクトルが広がり、変調の帯域幅を超える周波数成分が少なくない。スペクトルの広がりが送信素子の負担になる場合や、許容される帯域を超える周波数成分が発生し、他の機器を妨害する場合があるので注意が必要である。スペクトルの広がりを抑えるためには、波形開始時、終了時や変調波形の急変部などにおけるスペクトル広がりを抑えるためには窓がけ(テーパー処理、Raised Cosine処理とも呼ばれる)だけでなく、帯域制限フィルタを通してもよい。 When the frequency modulation is fast, the spectrum is widened and there are many frequency components that exceed the modulation bandwidth. It should be noted that the spread of the spectrum may be a burden on the transmitting element, or frequency components exceeding the allowable band may be generated and interfere with other devices. In order to suppress the spread of the spectrum, in order to suppress the spread of the spectrum at the start and end of the waveform or at the sudden change part of the modulated waveform, not only windowing (taper processing, also called Raised Cosine processing) but also through a band limiting filter May be good.

図17の構成によれば、種々の変調波形を組み合わせて変調幅を変えることによっても、相関関数の高さを抑えることにより、グレーティングローブの発生を抑制して精度よく物体を検出することができる。 According to the configuration of FIG. 17, even by changing the modulation width by combining various modulation waveforms, the generation of the grating lobe can be suppressed and the object can be detected accurately by suppressing the height of the correlation function. ..

本実施形態によれば、変調速度を変化させた送信波形や帯域幅を変化させた送信波形を生成することで、識別でき同時に使える送信波形を増やすことにより、たくさんの物体や方向を検出することができる。また、精度を維持しながら同時に使えるレーダを増やすことができる。 According to the present embodiment, a large number of objects and directions can be detected by increasing the transmission waveforms that can be identified and used at the same time by generating the transmission waveforms in which the modulation speed is changed and the transmission waveforms in which the bandwidth is changed. Can be done. In addition, it is possible to increase the number of radars that can be used at the same time while maintaining accuracy.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る信号処理装置について説明する。本実施形態に係る信号処理装置は、上記第2実施形態と比べると、隣接する時間-周波数タイル間でのスペクトルグラムがスムースに繋がるように送信波形を周波数変調する点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, the signal processing apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. The signal processing apparatus according to the present embodiment is different from the second embodiment in that the transmission waveform is frequency-modulated so that the spectral grams between adjacent time-frequency tiles are smoothly connected. Since other configurations and operations are the same as those in the second embodiment, the same configurations and operations are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

《信号処理の概要》
図18Aは、本実施形態に係る信号処理装置による信号処理の概要1800を示す図である。図18Aは、6×6の時間-周波数タイルにおける送信波形のスペクトログラムが示されている。
<< Overview of signal processing >>
FIG. 18A is a diagram showing an outline 1800 of signal processing by the signal processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 18A shows a spectrogram of the transmitted waveform in a 6x6 time-frequency tile.

図18Aは、図2や図3と同じ6×6の時間-周波数タイルに、Up-sweep LFM201やDown sweep LFM202の他に、SFM(Sinusoidal Frequency Modulation)の送信波形203、SFMにおける変調速度を変えた送信波形204、SFMにおける帯域幅を変えた送信波形205、が配置されている。それに加えて、例えば、Up-sweep LFM1801、Down sweep LFM1802、その他の送信波形1803~1805のように、隣接する時間-周波数タイル間でテーパー処理を利用してスムースに接続されている。隣接する時間-周波数タイル間でテーパー処理を利用してスムースに接続される送信波形は、図18Aに限定されない。実際には、各タイルへ配置される送信波形は無数の種類が可能であり、さらに、相互相関が閾値以下であれば、同じタイルに複数の送信波形を重ねて配置しても、隣接したタイルにも配置可能である。 In FIG. 18A, in addition to the Up-sweep LFM201 and Down sweep LFM202, the transmission waveform 203 of SFM (Sinusoidal Frequency Modulation) and the modulation speed in SFM are changed in the same 6 × 6 time-frequency tile as in FIGS. 2 and 3. The transmission waveform 204 and the transmission waveform 205 with different bandwidths in the SFM are arranged. In addition, for example, Up-sweep LFM1801, Down sweep LFM1802, and other transmitted waveforms 1803-1805 are smoothly connected using taper processing between adjacent time-frequency tiles. The transmitted waveform that is smoothly connected between adjacent time-frequency tiles using taper processing is not limited to FIG. 18A. In reality, innumerable types of transmission waveforms can be placed on each tile, and if the cross-correlation is below the threshold value, even if multiple transmission waveforms are placed on the same tile, adjacent tiles can be placed. Can also be placed in.

すなわち、6×6の時間-周波数タイルにおいては、6×6×(送信波形の種類)×(隣接タイル間のスペクトログラムの接続種類)の、検出対象に基づき好適に選択される異なる波形が送信可能である。 That is, in the 6 × 6 time-frequency tile, it is possible to transmit different waveforms of 6 × 6 × (type of transmission waveform) × (type of spectrogram connection between adjacent tiles), which are suitably selected based on the detection target. Is.

図18Bは、本実施形態に係る信号処理装置による信号処理を説明する図である。図18Bにおいて、左方1810が普通のテーバー処理、右方1820が本実施形態の重なったテーバー処理を示している。 FIG. 18B is a diagram illustrating signal processing by the signal processing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 18B, the left 1810 shows the normal taber treatment, and the right 1820 shows the overlapping taber treatment of the present embodiment.

テーパー処理は、図18Bの左方1810に示すように、波形の最初では徐々に振幅が大きくし、波形の最後では振幅を徐々に小さくすることにより、波形の最初と最後、すなわち、時間-周波数タイルの接続部分において発生する広帯域な成分を低減する処理である。テーパー処理では波形の最初と最後で振幅が小さくなっているので、図18Bの右方1820に示すように、この時間区間を重ねることにより、時間方向に時間-周波数タイルを詰めることができる。その結果、同じ時間内に、より多くの時間-周波数タイルを設けることにより、区別可能な送信波形をさらに増やすことが可能になる。 The taper processing is performed by gradually increasing the amplitude at the beginning of the waveform and gradually decreasing the amplitude at the end of the waveform, as shown in the left 1810 of FIG. 18B, so that the beginning and end of the waveform, that is, time-frequency. This is a process for reducing the wide-band component generated at the connection portion of the tile. Since the amplitude is small at the beginning and end of the waveform in the taper processing, the time-frequency tiles can be packed in the time direction by overlapping these time intervals as shown in 1820 on the right side of FIG. 18B. As a result, it is possible to further increase the distinguishable transmission waveforms by providing more time-frequency tiles within the same time.

《信号処理装置の機能構成》
図19は、本実施形態に係る信号処理装置1900の機能構成を示すブロック図である。図19において、図4Aと同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
<< Functional configuration of signal processing equipment >>
FIG. 19 is a block diagram showing a functional configuration of the signal processing device 1900 according to the present embodiment. In FIG. 19, the same reference numbers are assigned to the functional components similar to those in FIG. 4A, and duplicate description will be omitted.

時間-周波数タイルテーブル1934は、本実施形態における隣接する時間-周波数タイルの各タイルに対する処理を格納する。タイル間接続部1935は、指定された隣接する時間-周波数タイル間のスペクトログラムを、テーバー処理によってスムースに連結する。 The time-frequency tile table 1934 stores the processing for each tile of the adjacent time-frequency tiles in this embodiment. The inter-tile connection 1935 smoothly connects spectrograms between specified adjacent time-frequency tiles by taber processing.

(時間-周波数タイルテーブル)
図20は、本実施形態に係る時間-周波数タイルテーブル1934の構成を示す図である。時間-周波数タイルテーブル1934は、各時間-周波数タイルに送信波形を割り当てると共に、隣接する時間-周波数タイルのスペクトログラムを接続するために使用される。なお、図20において、図7Aと同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
(Time-Frequency tile table)
FIG. 20 is a diagram showing the configuration of the time-frequency tile table 1934 according to the present embodiment. The time-frequency tile table 1934 is used to assign transmission waveforms to each time-frequency tile and to connect spectrograms of adjacent time-frequency tiles. In FIG. 20, the same components as those in FIG. 7A are designated by the same reference numbers, and duplicate description will be omitted.

時間-周波数タイルテーブル1934は、タイルID701に対応付けて、そのタイル内の送信波形のスペクトログラムを隣接するタイル内の送信波形のスペクトログラムと接続するか否かのフラグ2005を記憶する。 The time-frequency tile table 1934 associates with tile ID 701 and stores a flag 2005 as to whether or not to connect the spectrogram of the transmit waveform in the tile with the spectrogram of the transmit waveform in the adjacent tile.

《信号処理装置の処理手順》
図21は、本実施形態に係る信号処理装置1900の処理手順を示すフローチャートである。図21において、図8と同様のステップには同じステップ番号を付して、重複する説明を省略する。
<< Processing procedure of signal processing device >>
FIG. 21 is a flowchart showing a processing procedure of the signal processing apparatus 1900 according to the present embodiment. In FIG. 21, the same steps as in FIG. 8 are assigned the same step numbers, and duplicate description is omitted.

信号処理装置1900は、ステップS2105において、隣接する時間-周波数タイルに送信波形が配置されているか否かを判定する。隣接する時間-周波数タイルに送信波形が配置されている場合、信号処理装置1900は、ステップS2106において、テーパー処理によってスペクトログラム間を接続するよう指示する。 In step S2105, the signal processing apparatus 1900 determines whether or not the transmission waveform is arranged in the adjacent time-frequency tile. If the transmit waveforms are located on adjacent time-frequency tiles, the signal processor 1900 instructs in step S2106 to connect the spectrograms by taper processing.

本実施形態によれば、時間区間を重ねることにより、時間方向に時間-周波数タイルを詰めることができる。その結果、同じ時間内に、より多くの時間-周波数タイルを設けることにより、区別可能な送信波形をさらに増やすことが可能になる。 According to the present embodiment, the time-frequency tiles can be packed in the time direction by overlapping the time intervals. As a result, it is possible to further increase the distinguishable transmission waveforms by providing more time-frequency tiles within the same time.

[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る信号処理装置について説明する。本実施形態に係る信号処理装置は、上記第2実施形態および第3実施形態と比べると、スペクトルグラムをスムースに繋がる一筆書きとするため、複数の時間-周波数タイルを選定して隣接する時間-周波数タイル間でスペクトルグラムがスムースに繋がるように送信波形を周波数変調する点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態または第3実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, the signal processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described. Compared with the second embodiment and the third embodiment, the signal processing apparatus according to the present embodiment has a plurality of times-time adjacent to each other by selecting frequency tiles-in order to make the spectrum gram a single stroke that smoothly connects the spectrum grams. It differs in that it frequency-modulates the transmitted waveform so that the spectral grams are smoothly connected between frequency tiles. Since other configurations and operations are the same as those of the second embodiment or the third embodiment, the same configurations and operations are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

《信号処理の概要》
図22は、本実施形態に係る信号処理装置による信号処理の概要2200を示す図である。
<< Overview of signal processing >>
FIG. 22 is a diagram showing an outline 2200 of signal processing by the signal processing apparatus according to the present embodiment.

本実施形態では、時間-周波数タイルが隣接しており、時間-周波数タイル内の波形において、タイル内の時間における最後の周波数が、次の時間-周波数タイルの最初の周波数と同一になることに特徴がある。図22のスペクトルグラム2201では、周波数がなめらかに接続されており、急な振幅の変化もないので、時間-周波数タイルの接続部分で広帯域な成分は発生しにくい。時間-周波数タイル内の波形にテーパーをかけなくてもよい。時間-周波数タイルの組み合わせが限定されるが、テーパーをかけなくてよいため電力を大きく送信できる。 In the present embodiment, the time-frequency tiles are adjacent, and in the waveform in the time-frequency tile, the last frequency in the time in the tile becomes the same as the first frequency in the next time-frequency tile. There is a feature. In the spectrum gram 2201 of FIG. 22, since the frequencies are smoothly connected and there is no sudden change in amplitude, a wide band component is unlikely to occur at the connection portion of the time-frequency tile. The waveform in the time-frequency tile does not have to be tapered. Although the combination of time-frequency tiles is limited, it is not necessary to apply a taper, so a large amount of power can be transmitted.

本実施形態における時間-周波数タイルの送信波形は、隣接する時間-周波数タイルと周波数が滑らかに接続できるような制約を設けて設計する。なお、時間-周波数タイルの重なりを許せるのであれば、単純に接続するだけでいいので簡単に設計することもできる。 The transmission waveform of the time-frequency tile in the present embodiment is designed with a constraint that the frequency can be smoothly connected to the adjacent time-frequency tile. If time-frequency tiles can overlap, it can be easily designed by simply connecting them.

《信号処理装置の機能構成》
図23は、本実施形態に係る信号処理装置2300の機能構成を示すブロック図である。図23において、図4Aおよび図19と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
<< Functional configuration of signal processing equipment >>
FIG. 23 is a block diagram showing a functional configuration of the signal processing device 2300 according to the present embodiment. In FIG. 23, the same reference numbers are assigned to the functional components similar to those in FIGS. 4A and 19, and duplicate description will be omitted.

信号処理装置2300は、さらに、タイル指定部2336を備える。タイル指定部2336は、スペクトルグラムをスムースに繋がる一筆書きとするための時間-周波数タイルを選択して、タイル間接続部1935に通知する。 The signal processing device 2300 further includes a tile designation unit 2336. The tile designation unit 2336 selects a time-frequency tile for making the spectral gram a single stroke that connects smoothly, and notifies the tile-to-tile connection unit 1935.

(時間-周波数タイルテーブル)
図24は、本実施形態に係る時間-周波数タイルテーブル2334の構成を示す図である。時間-周波数タイルテーブル2334は、各時間-周波数タイルに送信波形を割り当てると共に、スペクトルグラムをスムースに繋がる一筆書きとするための時間-周波数タイルを選択し、隣接する時間-周波数タイルのスペクトログラムを接続するために使用される。なお、図24において、図7Aと同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
(Time-Frequency tile table)
FIG. 24 is a diagram showing the configuration of the time-frequency tile table 2334 according to the present embodiment. The time-frequency tile table 2334 assigns transmission waveforms to each time-frequency tile, selects the time-frequency tile to make the spectrum gram a smooth connection, and connects the spectrograms of the adjacent time-frequency tiles. Used to do. In FIG. 24, the same reference numbers as those in FIG. 7A are assigned the same reference numbers, and duplicate description will be omitted.

時間-周波数タイルテーブル2334は、タイルID701に対応付けて、スペクトルグラムをスムースに繋がる一筆書きとするための時間-周波数タイルの選択順序2405と、そのタイル内の送信波形のスペクトログラムを接続する接続先のタイルID2406とを記憶する。 The time-frequency tile table 2334 is associated with the tile ID 701 and is a connection destination for connecting the time-frequency tile selection order 2405 and the spectrogram of the transmission waveform in the tile to make the spectrum gram into a single stroke that connects smoothly. Tile ID 2406 and is stored.

《信号処理装置の処理手順》
図25は、本実施形態に係る信号処理装置2300の処理手順を示すフローチャートである。図25において、図8および図21と同様のステップには同じステップ番号を付して、重複する説明を省略する。
<< Processing procedure of signal processing device >>
FIG. 25 is a flowchart showing a processing procedure of the signal processing device 2300 according to the present embodiment. In FIG. 25, the same steps as those in FIGS. 8 and 21 are assigned the same step numbers, and duplicate description is omitted.

信号処理装置2300は、ステップS2500において、図22のようにスペクトログラムを連続して接続するか否かを判定する。スペクトログラムを連続して接続する場合、信号処理装置2300は、ステップS2501において、スペクトログラムが一筆書きとなるように時間-周波数タイルを選択する。 In step S2500, the signal processing device 2300 determines whether or not the spectrograms are continuously connected as shown in FIG. If the spectrograms are connected in succession, the signal processor 2300 selects the time-frequency tile in step S2501 so that the spectrogram is a single stroke.

本実施形態によれば、急な振幅の変化もないので、時間-周波数タイルの接続部分で広帯域な成分は発生しにくく、時間-周波数タイル内の波形にテーパーをかけなくてもよいので、大きな電力を送信できる。 According to this embodiment, since there is no sudden change in amplitude, a wide band component is unlikely to occur at the connection portion of the time-frequency tile, and the waveform in the time-frequency tile does not have to be tapered, so that it is large. Can transmit power.

[他の実施形態]
なお、本実施形態の送信波形を生成することで、これまでの送信波形を重畳することが可能である。それぞれの送信波形は区別が容易な波形であるから、重畳してもその分離は容易である。重畳の組み合わせ方で、区別しやすさを適切に設計することも可能である。特に、変調の方向を逆にした波形を重畳した場合には、本発明の効果に加えて、曖昧度関数が速度0(ゼロ)の軸について、速度方向に対称となり、相関関数を合成することにより、特定の速度に対する感度を低くするなどの処理が容易になるという効果が発生する。 また、上記実施形態においては、帯域幅を変える送信波形としてSFM波形が使用されたが、これら波形に限定されない。その他の位相変調信号が使用されてもよい。
[Other embodiments]
By generating the transmission waveform of the present embodiment, it is possible to superimpose the transmission waveform so far. Since each transmitted waveform is a waveform that can be easily distinguished, it is easy to separate them even if they are superimposed. It is also possible to properly design the ease of distinction by combining superpositions. In particular, when a waveform with the modulation direction reversed is superimposed, in addition to the effect of the present invention, the ambiguity function becomes symmetric in the velocity direction with respect to the axis of velocity 0 (zero), and the correlation function is synthesized. This has the effect of facilitating processing such as lowering the sensitivity to a specific speed. Further, in the above embodiment, the SFM waveform is used as the transmission waveform that changes the bandwidth, but the present invention is not limited to these waveforms. Other phase-modulated signals may be used.

また、図26は、本発明を利用可能な他の分野について示す図である。図26に示したように、以上に説明した物体検出方法は、ロボット同士がぶつからずにすれ違うための技術2610や、車両の衝突回避技術2620、人工衛星の衝突回避技術や地球上の観測技術2630に利用することができる。しかし、本発明はこれらに限定されるものではなく、オフィスなどでの侵入者の監視や、体育館での人の動きの検出などにも用いることが可能である。本発明は、空中の電波による物体検出方式にも、空中や水中の音波による物体検出方式にも利用できるが、送信波の周波数などから音波による物体検出により適している。港湾など水中の監視におけるアクティブソーナー(Active Sonar)と呼ばれる音波を利用した、距離検出方式の原理に本発明を適用できる。したがって、音波に適した中心周波数(キャリア周波数)、波形時間長、変調波周波数、周波数補正量などを適切に設定すれば、本発明の効果は同様に得られる。以上説明してきたように、距離検出において本発明を用いることにより、移動物体に対しても、距離測定における誤差が少ない検出が可能となる。 Further, FIG. 26 is a diagram showing other fields in which the present invention can be used. As shown in FIG. 26, the object detection methods described above include a technique 2610 for robots to pass each other without colliding with each other, a vehicle collision avoidance technique 2620, an artificial satellite collision avoidance technique, and an observation technique on the earth 2630. Can be used for. However, the present invention is not limited to these, and can be used for monitoring intruders in offices and the like, and for detecting human movements in gymnasiums. The present invention can be used for both an object detection method using radio waves in the air and an object detection method using sound waves in the air or water, but is more suitable for object detection using sound waves because of the frequency of the transmitted wave. The present invention can be applied to the principle of a distance detection method using a sound wave called Active Sonar in underwater monitoring such as a harbor. Therefore, if the center frequency (carrier frequency), waveform time length, modulated wave frequency, frequency correction amount, etc. suitable for the sound wave are appropriately set, the effect of the present invention can be obtained in the same manner. As described above, by using the present invention in the distance detection, it is possible to detect a moving object with a small error in the distance measurement.

また、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。すなわち、上記各実施形態の帯域幅の変化を任意に組み合わせても、同様の効果が得られる。 Further, although the invention of the present application has been described with reference to the embodiments, the invention of the present application is not limited to the above-described embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the present invention in terms of the configuration and details of the present invention. Also included in the scope of the present invention are systems or devices in which the different features contained in each embodiment are combined in any way. That is, the same effect can be obtained by arbitrarily combining the changes in the bandwidth of each of the above embodiments.

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する信号処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるWWW(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)は本発明の範疇に含まれる。 Further, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to a single device. Furthermore, the present invention is also applicable when the signal processing program that realizes the functions of the embodiment is supplied directly or remotely to the system or device. Therefore, in order to realize the functions of the present invention on a computer, a program installed on the computer, a medium containing the program, and a WWW (World Wide Web) server for downloading the program are also included in the scope of the present invention. .. In particular, at least a non-transitory computer readable medium containing a program for causing a computer to execute the processing steps included in the above-described embodiment is included in the scope of the present invention.

[実施形態の他の表現]
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
周波数が非反復的に変化する変調波を生成するため、周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成手段と、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成手段による前記周波数変調を変化させる送信波形変更手段と、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置手段と、
を備える信号処理装置。
(付記2)
前記送信波形変更手段は、かつ、前記送信波形のスペクトログラムの自己相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成手段による前記周波数変調を変化させる付記1に記載の信号処理装置。
(付記3)
前記送信波形配置手段は、各タイルの時間軸および周波数軸の位置に適切なスペクトログラムの送信波形を配置する付記1または2に記載の信号処理装置。
(付記4)
前記送信波形変更手段は、隣接するタイル間においてスペクトログラムをスムースに連結するテーパー処理を行う付記1乃至3のいずれか1項に記載の信号処理装置。
(付記5)
前記送信波形配置手段は、スペクトログラムが一筆書きとなるように隣接するタイルを順に選択する付記1乃至4のいずれか1項に記載の信号処理装置。
(付記6)
前記送信波形変更手段は、前記送信波形生成手段において前記周波数変調の帯域幅を変える付記1乃至5のいずれか1項に記載の信号処理装置。
(付記7)
前記送信波形生成手段が、正弦波で周波数変調を行ったSFM(Sinusoidal Frequency Modulation)波形を生成する場合に、前記送信波形変更手段により前記SFM波形をさらに変調する付記6に記載の信号処理装置。
(付記8)
前記周波数変調の帯域幅を、滑らかに変化する波形で変調して変え、前記滑らかに変化する波形として正弦波を含む付記6または7に記載の信号処理装置。
(付記9)
前記周波数変調の帯域幅を狭くしたのち広くするように変調する、または、前記周波数変調の帯域幅を広くしたのち狭くするように変調する付記6乃至8のいずれか1項に記載の信号処理装置。
(付記10)
前記周波数変調の帯域幅の中心が移動するように変調する付記6乃至9のいずれか1項に記載の信号処理装置。
(付記11)
前記周波数変調の帯域幅の変化するタイミングを移動させる付記6乃至10のいずれか1項に記載の信号処理装置。
(付記12)
前記送信波形変更手段は、前記送信波形生成手段において前記周波数変調の変調速度を変える付記1乃至11のいずれか1項に記載の信号処理装置。
(付記13)
周波数が非反復的に変化する変調波を生成するため、周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成ステップと、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成ステップにおける前記周波数変調を変化させる送信波形変更ステップと、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置ステップと、
を含む信号処理方法。
(付記14)
周波数が非反復的に変化する変調波を生成するため、周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成ステップと、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成ステップにおける前記周波数変調を変化させる送信波形変更ステップと、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置ステップと、
をコンピュータに実行させる信号処理プログラム。
(付記15)
送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、
周波数が非反復的に変化する変調波を生成するため、周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成手段と、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成手段による前記周波数変調を変化させる送信波形変更手段と、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置手段と、
前記送信波形の信号を送信する送信手段と、
を有し、
前記受信機は、
前記送信波形の信号が対象物体により反射された反射信号を受信する受信手段と、
前記送信波形と前記反射信号の波形との相関関数を計算する相関計算手段と、
前記相関関数に基づいて、前記対象物体を検出する物体検出手段と、
を有する信号処理システム。
[Other expressions of the embodiment]
Some or all of the above embodiments may also be described, but not limited to:
(Appendix 1)
In order to generate a modulated wave whose frequency changes non-repetitively, a transmission waveform generation means for generating a frequency-modulated transmission waveform and a transmission waveform generation means.
A transmission waveform changing means that changes the frequency modulation by the transmission waveform generation means so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform arrangement means for arranging transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is equal to or less than a threshold value on a plurality of tiles divided by a time axis and a frequency axis.
A signal processing device.
(Appendix 2)
The signal processing device according to Appendix 1, wherein the transmission waveform changing means changes the frequency modulation by the transmission waveform generation means so that the autocorrelation of the spectrogram of the transmission waveform is equal to or less than a threshold value.
(Appendix 3)
The signal processing device according to Appendix 1 or 2, wherein the transmission waveform arranging means arranges an appropriate spectrogram transmission waveform at positions on the time axis and the frequency axis of each tile.
(Appendix 4)
The signal processing device according to any one of Supplementary note 1 to 3, wherein the transmission waveform changing means performs taper processing for smoothly connecting spectrograms between adjacent tiles.
(Appendix 5)
The signal processing device according to any one of Supplementary note 1 to 4, wherein the transmission waveform arranging means sequentially selects adjacent tiles so that the spectrogram is written in one stroke.
(Appendix 6)
The signal processing device according to any one of Supplementary note 1 to 5, wherein the transmission waveform changing means changes the bandwidth of the frequency modulation in the transmission waveform generating means.
(Appendix 7)
The signal processing apparatus according to Appendix 6, wherein when the transmission waveform generation means generates an SFM (Sinusoidal Frequency Modulation) waveform that has been frequency-modulated with a sine wave, the SFM waveform is further modulated by the transmission waveform changing means.
(Appendix 8)
The signal processing apparatus according to Appendix 6 or 7, wherein the frequency modulation bandwidth is modulated and changed by a smoothly changing waveform, and a sine wave is included as the smoothly changing waveform.
(Appendix 9)
The signal processing apparatus according to any one of Supplementary note 6 to 8, wherein the frequency modulation bandwidth is narrowed and then modulated to be widened, or the frequency modulation bandwidth is widened and then modulated to be narrowed. ..
(Appendix 10)
The signal processing apparatus according to any one of Supplementary note 6 to 9, wherein the center of the bandwidth of the frequency modulation is modulated so as to move.
(Appendix 11)
The signal processing apparatus according to any one of Supplementary note 6 to 10, which moves the timing at which the bandwidth of the frequency modulation changes.
(Appendix 12)
The signal processing device according to any one of Supplementary note 1 to 11, wherein the transmission waveform changing means changes the modulation speed of the frequency modulation in the transmission waveform generating means.
(Appendix 13)
In order to generate a modulated wave whose frequency changes non-repetitively, a transmission waveform generation step that generates a frequency-modulated transmission waveform, and a transmission waveform generation step.
A transmission waveform change step that changes the frequency modulation in the transmission waveform generation step so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform placement step that places transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is below the threshold on multiple tiles divided by the time axis and frequency axis.
Signal processing methods including.
(Appendix 14)
In order to generate a modulated wave whose frequency changes non-repetitively, a transmission waveform generation step that generates a frequency-modulated transmission waveform, and a transmission waveform generation step.
A transmission waveform change step that changes the frequency modulation in the transmission waveform generation step so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform placement step that places transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is below the threshold on multiple tiles divided by the time axis and frequency axis.
A signal processing program that causes a computer to execute.
(Appendix 15)
Equipped with transmitter and receiver,
The transmitter is
In order to generate a modulated wave whose frequency changes non-repetitively, a transmission waveform generation means for generating a frequency-modulated transmission waveform and a transmission waveform generation means.
A transmission waveform changing means that changes the frequency modulation by the transmission waveform generation means so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform arrangement means for arranging transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is equal to or less than a threshold value on a plurality of tiles divided by a time axis and a frequency axis.
A transmission means for transmitting the signal of the transmission waveform and
Have,
The receiver is
A receiving means for receiving the reflected signal in which the signal of the transmitted waveform is reflected by the target object,
Correlation calculation means for calculating the correlation function between the transmission waveform and the waveform of the reflection signal, and
An object detection means for detecting the target object based on the correlation function,
Signal processing system with.

Claims (10)

変調波形の変調速度を変化させた波形、または、中心周波数に加算する周波数の最大周波数に相当する変調波形の帯域幅を変化させた波形を有する変調波であって、周波数が非反復的に変化する前記変調波を生成するため、前記変調速度を変化させて周波数変調を行った送信波形、または、前記帯域幅を変化させて周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成手段と、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成手段による前記周波数変調を変化させる送信波形変更手段と、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置手段と、
を備える信号処理装置。
A modulated wave having a waveform in which the modulation speed of the modulation waveform is changed, or a waveform in which the bandwidth of the modulation waveform corresponding to the maximum frequency of the frequency to be added to the center frequency is changed, and the frequency changes non-repetitively. In order to generate the modulated wave, a transmission waveform generating means for generating a transmission waveform obtained by changing the modulation speed and performing frequency modulation, or a transmission waveform obtained by changing the bandwidth and performing frequency modulation.
A transmission waveform changing means that changes the frequency modulation by the transmission waveform generation means so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform arrangement means for arranging transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is equal to or less than a threshold value on a plurality of tiles divided by a time axis and a frequency axis.
A signal processing device.
前記送信波形変更手段は、さらに、前記送信波形のスペクトログラムの自己相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成手段による前記周波数変調を変化させる請求項1に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to claim 1, wherein the transmission waveform changing means further changes the frequency modulation by the transmission waveform generation means so that the autocorrelation of the spectrogram of the transmission waveform is equal to or less than a threshold value. 前記送信波形配置手段は、各タイルの時間軸および周波数軸の位置に適切なスペクトログラムの送信波形を配置する請求項1または2に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to claim 1 or 2, wherein the transmission waveform arranging means arranges an appropriate spectrogram transmission waveform at positions on the time axis and the frequency axis of each tile. 前記送信波形変更手段は、隣接するタイル間においてスペクトログラムをスムースに連結するテーパー処理を行う請求項1乃至3のいずれか1項に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmission waveform changing means performs a taper process for smoothly connecting spectrograms between adjacent tiles. 前記送信波形配置手段は、スペクトログラムが一筆書きとなるように隣接するタイルを順に選択する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the transmission waveform arranging means sequentially selects adjacent tiles so that the spectrogram is written in one stroke. 前記送信波形変更手段は、前記送信波形生成手段において前記周波数変調の帯域幅を変える請求項1乃至5のいずれか1項に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the transmission waveform changing means changes the bandwidth of the frequency modulation in the transmission waveform generating means. 前記送信波形変更手段は、前記送信波形生成手段において前記周波数変調の変調速度を変える請求項1乃至6のいずれか1項に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to any one of claims 1 to 6, wherein the transmission waveform changing means changes the modulation speed of the frequency modulation in the transmission waveform generating means. 変調波形の変調速度を変化させた波形、または、中心周波数に加算する周波数の最大周波数に相当する変調波形の帯域幅を変化させた波形を有する変調波であって、周波数が非反復的に変化する前記変調波を生成するため、前記変調速度を変化させて周波数変調を行った送信波形、または、前記帯域幅を変化させて周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成ステップと、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成ステップにおける前記周波数変調を変化させる送信波形変更ステップと、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置ステップと、
を含む信号処理方法。
A modulated wave having a waveform in which the modulation speed of the modulation waveform is changed, or a waveform in which the bandwidth of the modulation waveform corresponding to the maximum frequency of the frequency to be added to the center frequency is changed, and the frequency changes non-repetitively. In order to generate the modulated wave, a transmission waveform generation step for generating a transmission waveform obtained by changing the modulation speed and performing frequency modulation, or a transmission waveform obtained by changing the bandwidth and performing frequency modulation, and a transmission waveform generation step.
A transmission waveform change step that changes the frequency modulation in the transmission waveform generation step so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform placement step that places transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is below the threshold on multiple tiles divided by the time axis and frequency axis.
Signal processing methods including.
変調波形の変調速度を変化させた波形、または、中心周波数に加算する周波数の最大周波数に相当する変調波形の帯域幅を変化させた波形を有する変調波であって、周波数が非反復的に変化する前記変調波を生成するため、前記変調速度を変化させて周波数変調を行った送信波形、または、前記帯域幅を変化させて周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成ステップと、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成ステップにおける前記周波数変調を変化させる送信波形変更ステップと、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置ステップと、
をコンピュータに実行させる信号処理プログラム。
A modulated wave having a waveform in which the modulation speed of the modulation waveform is changed, or a waveform in which the bandwidth of the modulation waveform corresponding to the maximum frequency of the frequency to be added to the center frequency is changed, and the frequency changes non-repetitively. In order to generate the modulated wave, a transmission waveform generation step for generating a transmission waveform obtained by changing the modulation speed and performing frequency modulation, or a transmission waveform obtained by changing the bandwidth and performing frequency modulation, and a transmission waveform generation step.
A transmission waveform change step that changes the frequency modulation in the transmission waveform generation step so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform placement step that places transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is below the threshold on multiple tiles divided by the time axis and frequency axis.
A signal processing program that causes a computer to execute.
送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、
変調波形の変調速度を変化させた波形、または、中心周波数に加算する周波数の最大周波数に相当する変調波形の帯域幅を変化させた波形を有する変調波であって、周波数が非反復的に変化する前記変調波を生成するため、前記変調速度を変化させて周波数変調を行った送信波形、または、前記帯域幅を変化させて周波数変調を行った送信波形を生成する送信波形生成手段と、
前記送信波形のスペクトログラムの相互相関が閾値以下となるよう、前記送信波形生成手段による前記周波数変調を変化させる送信波形変更手段と、
スペクトログラムの相互相関が閾値以下となる送信波形を、時間軸と周波数軸とで分割された複数のタイルに配置する送信波形配置手段と、
前記送信波形の信号を送信する送信手段と、
を有し、
前記受信機は、
前記送信波形の信号が対象物体により反射された反射信号を受信する受信手段と、
前記送信波形と前記反射信号の波形との相関関数を計算する相関計算手段と、
前記相関関数に基づいて、前記対象物体を検出する物体検出手段と、
を有する信号処理システム。
Equipped with transmitter and receiver,
The transmitter is
A modulated wave having a waveform in which the modulation speed of the modulation waveform is changed, or a waveform in which the bandwidth of the modulation waveform corresponding to the maximum frequency of the frequency to be added to the center frequency is changed, and the frequency changes non-repetitively. In order to generate the modulated wave, a transmission waveform generating means for generating a transmission waveform obtained by changing the modulation speed and performing frequency modulation, or a transmission waveform obtained by changing the bandwidth and performing frequency modulation.
A transmission waveform changing means that changes the frequency modulation by the transmission waveform generation means so that the cross-correlation of the spectrograms of the transmission waveform is equal to or less than the threshold value.
A transmission waveform arrangement means for arranging transmission waveforms whose spectrogram cross-correlation is equal to or less than a threshold value on a plurality of tiles divided by a time axis and a frequency axis.
A transmission means for transmitting the signal of the transmission waveform and
Have,
The receiver is
A receiving means for receiving the reflected signal in which the signal of the transmitted waveform is reflected by the target object,
Correlation calculation means for calculating the correlation function between the transmission waveform and the waveform of the reflection signal, and
An object detection means for detecting the target object based on the correlation function,
Signal processing system with.
JP2017213491A 2017-11-06 2017-11-06 Signal processing systems, signal processing equipment, signal processing methods and signal processing programs Active JP7069644B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017213491A JP7069644B2 (en) 2017-11-06 2017-11-06 Signal processing systems, signal processing equipment, signal processing methods and signal processing programs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017213491A JP7069644B2 (en) 2017-11-06 2017-11-06 Signal processing systems, signal processing equipment, signal processing methods and signal processing programs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019086351A JP2019086351A (en) 2019-06-06
JP7069644B2 true JP7069644B2 (en) 2022-05-18

Family

ID=66764114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017213491A Active JP7069644B2 (en) 2017-11-06 2017-11-06 Signal processing systems, signal processing equipment, signal processing methods and signal processing programs

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7069644B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112346069B (en) * 2019-08-08 2022-05-06 北京一径科技有限公司 Echo processing method and device of laser radar, distance measuring method and device and laser radar system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012510055A (en) 2008-11-24 2012-04-26 オートリブ エー・エス・ピー・インク Radar signal processing method and radar signal processing apparatus
WO2013128878A1 (en) 2012-02-28 2013-09-06 日本電気株式会社 Signal processing apparatus, object detecting apparatus, apparatus provided with object detecting function, and object detecting method
US20140253365A1 (en) 2013-01-14 2014-09-11 Robert Bosch Gmbh Method for cyclically measuring distances and velocities of objects using an fmcw radar sensor
JP2016090297A (en) 2014-10-31 2016-05-23 日本信号株式会社 Underground radar device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012510055A (en) 2008-11-24 2012-04-26 オートリブ エー・エス・ピー・インク Radar signal processing method and radar signal processing apparatus
WO2013128878A1 (en) 2012-02-28 2013-09-06 日本電気株式会社 Signal processing apparatus, object detecting apparatus, apparatus provided with object detecting function, and object detecting method
US20140253365A1 (en) 2013-01-14 2014-09-11 Robert Bosch Gmbh Method for cyclically measuring distances and velocities of objects using an fmcw radar sensor
JP2016090297A (en) 2014-10-31 2016-05-23 日本信号株式会社 Underground radar device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wen-Qin Wang et al.,"LOW PEAK-TO-AVERAGE RATIO OFDM CHIRP WAVEFORM DIVERSITY DESIGN",2014 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP),2014年05月,pp.8351-8354

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019086351A (en) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019536011A (en) Radar sensor for automobile
CN106371097A (en) Radar system
WO2015136823A1 (en) Target extraction system, target extraction method, and information processing device and control method and control program for same
KR102205308B1 (en) Improved Distance accuracy of FMCW radar using modified mirror padding
US20130271311A1 (en) Receiving and processing device, receiving and processing method, and receiving and processing program
JP2017207368A (en) Speed detector
JP6019795B2 (en) Radar apparatus, target data acquisition method, and target tracking system
EP3807675A1 (en) Acceleration-based fast soi processing
JP7069644B2 (en) Signal processing systems, signal processing equipment, signal processing methods and signal processing programs
JP6438321B2 (en) Radar equipment
US11422248B2 (en) Signal processing device, signal processing method, and signal processing program
JP4005947B2 (en) Pulse radar apparatus and signal processing method thereof
KR101978555B1 (en) Antenna radiation pattern measurement system using frequency modulated continuous wave and method thereof
JP2013160508A (en) Radar device evaluation system and radar device evaluation method
JP2018119858A (en) Fmcw system radar
JP5075475B2 (en) Transmission signal generator and radar transmitter using the same
CN102998659B (en) Doppler frequency spectrum shaping method and system based on interpulse modulation
JP7069643B2 (en) Signal processing equipment, signal processing methods and signal processing programs
WO2019159231A1 (en) Radar device
JP2005241264A (en) Radar apparatus
JP2009264788A (en) Pulse radar device
WO2018181018A1 (en) Signal processing device and signal processing method
KR102288866B1 (en) Method for increasing range resolution using existing radar information
KR20150135734A (en) Radar using linear frequency modulation signal and noise signal, and method for controlling the same
KR102610631B1 (en) FMCW Rada resolution enhancement method and system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201002

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210816

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211206

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220418

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7069644

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151