CN113906306A - 信号处理装置和雷达装置 - Google Patents
信号处理装置和雷达装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113906306A CN113906306A CN201980097013.6A CN201980097013A CN113906306A CN 113906306 A CN113906306 A CN 113906306A CN 201980097013 A CN201980097013 A CN 201980097013A CN 113906306 A CN113906306 A CN 113906306A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- wave
- window function
- frequency
- unit
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/023—Interference mitigation, e.g. reducing or avoiding non-intentional interference with other HF-transmitters, base station transmitters for mobile communication or other radar systems, e.g. using electro-magnetic interference [EMI] reduction techniques
- G01S7/0233—Avoidance by phase multiplex
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
- G01S13/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/35—Details of non-pulse systems
- G01S7/352—Receivers
- G01S7/354—Extracting wanted echo-signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/35—Details of non-pulse systems
- G01S7/352—Receivers
- G01S7/356—Receivers involving particularities of FFT processing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
信号处理装置(2)构成为具有:振幅减小部(22),其在指示频率被调制的发送波进行移相的移相控制信号被输出时,减小具有发送波与接收波的差频的差拍信号的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅;以及信号转换部(25),其将由振幅减小部(22)减小使发送波进行了移相的定时处的振幅后的差拍信号转换成频域信号。
Description
技术领域
本发明涉及将具有发送波与接收波的差频的差拍信号转换成频域信号的信号处理装置和雷达装置。
背景技术
作为雷达方式之一,存在FMCW(Frequency Modulated Continuous Waves:频率调制连续波)方式。FMCW方式的雷达装置放射频率被调制的频率调制信号作为发送波,接收由被测定物反射后的发送波作为反射波。FMCW方式的雷达装置生成具有放射出的发送波与接收到的反射波的差频的差拍信号,根据差拍信号中包含的频率检测与被测定物之间的距离或与被测定物之间的相对速度。
FMCW方式的雷达装置能够利用比较简单的结构检测与被测定物之间的距离和与被测定物之间的相对速度,因此,例如大多用作车载毫米波雷达装置。
在多个相同种类的FMCW方式的雷达装置之间,可能产生电波干扰。即,某个FMCW方式的雷达装置(以下称作“第1雷达装置”)除了接收第1雷达装置放射出的发送波由被测定物反射后的反射波以外,有时还接收与第1雷达装置相同种类的其他FMCW方式的雷达装置(以下称作“第2雷达装置”)放射出的发送波。该情况下,从第2雷达装置放射出而由第1雷达装置接收到的发送波成为与第1雷达装置接收到的上述反射波发生干扰的干扰波。干扰波可能成为妨碍第1雷达装置检测被测定物的原因。
在以下的专利文献1中公开有不容易受到多个相同种类的雷达装置之间的电波干扰的雷达装置。
在专利文献1公开的雷达装置中,相位调制器通过从码发生器输出的基于随机码的相位调制码对作为频率调制信号的发送载波信号实施2个相位的相位调制,由此生成发送波,发送天线向空间放射出发送波。在该雷达装置中,延迟电路使从码发生器输出的相位调制码延迟,相位解调器通过延迟后的相位调制码对从接收天线输出的接收信号实施2个相位的相位解调,由此生成差拍信号。
在专利文献1公开的雷达装置中,即使由接收天线接收到的反射波的振幅和干扰波的振幅相同,与反射波有关的差拍信号的振幅也相对大于与干扰波有关的差拍信号的振幅。与反射波有关的差拍信号的振幅相对大于与干扰波有关的差拍信号的振幅,由此,容易识别与反射波有关的差拍信号和与干扰波有关的差拍信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-014159号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1公开的雷达装置中,相位调制器在对发送载波信号进行频率调制的中途对发送载波信号实施2个相位的相位调制,发送载波信号在频率被调制的中途移相。在从发送天线放射出发送波后到反射波返回到接收天线为止所需要的时间极少,因此,发送波中的移相的定时和反射波中的移相的定时大致相同。因此,具有发送波与反射波的差频的差拍信号的相位大致连续。
另一方面,干扰波不是通过与发送波相同的基于随机码的移相调制码被实施2个相位的相位调制,因此,具有发送波与干扰波的差频的差拍信号的相位不连续。
这里,例如对差拍信号乘以窗函数,对乘以窗函数后的差拍信号进行高速傅里叶变换(FFT:Fast Fourier Transform),由此,能够求出差拍信号的频率。
但是,在对具有发送波与干扰波的差频的差拍信号乘以窗函数并对乘以窗函数后的差拍信号进行FFT时,相位的不连续点处的振幅变大,因此,差拍信号中包含的噪声变大。
因此,相位调制器在对发送载波信号进行频率调制的中途对发送载波信号实施2个相位的相位调制,由此,具有发送波与干扰波的差频的差拍信号中包含的噪声有时变大。
当具有发送波与干扰波的差频的差拍信号中包含的噪声变大时,在具有发送波与反射波的差频的差拍信号中包含的来自被测定物的反射波分量的信号强度较小时,来自被测定物的反射波分量有时被具有发送波与干扰波的差频的差拍信号中包含的噪声埋没。当来自被测定物的反射波分量被具有发送波与干扰波的差频的差拍信号中包含的噪声埋没时,存在有时无法检测被测定物这样的课题。
本发明正是为了解决上述这种课题而完成的,其目的在于,得到能够降低具有发送波与接收波中包含的干扰波的差频的差拍信号中包含的噪声的信号处理装置和雷达装置。
用于解决课题的手段
本发明的信号处理装置具有:振幅减小部,其在指示频率被调制的发送波进行移相的移相控制信号被输出时,减小具有发送波与接收波的差频的差拍信号的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅;以及信号转换部,其将由振幅减小部减小使发送波进行了移相的定时处的振幅后的差拍信号转换成频域信号。
发明效果
根据本发明,信号处理装置构成为,振幅减小部在指示频率被调制的发送波进行移相的移相控制信号被输出时,减小具有发送波与接收波的差频的差拍信号的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅。因此,本发明的信号处理装置能够降低具有发送波与接收波中包含的干扰波的差频的差拍信号中包含的噪声。
附图说明
图1是示出实施方式1的雷达装置的结构图。
图2是示出实施方式1的雷达装置中包含的信号处理装置2的硬件的硬件结构图。
图3是信号处理装置2由软件或固件等实现的情况下的计算机的硬件结构图。
图4是示出信号处理装置2的处理顺序的流程图。
图5是示出由窗函数生成部23生成的窗函数和乘以窗函数后的第1差拍信号数据的一例的说明图。
图6是示出第1谱数据和第2谱数据的一例的说明图。
图7是示出由信号转换部25计算出的第1谱数据和通过对乘以汉宁窗的窗函数后的第1差拍信号数据进行FFT而计算出的谱数据的说明图。
图8是示出实施方式2的雷达装置的结构图。
图9是示出实施方式2的雷达装置中包含的信号处理装置2的硬件的硬件结构图。
图10是示出谱数据变形而产生多个峰值的例子的说明图。
图11是示出由第2窗函数生成部53生成的第2窗函数和乘以第2窗函数后的第2差拍信号数据的一例的说明图。
图12是示出第1谱数据、第2谱数据和第3谱数据的一例的说明图。
具体实施方式
下面,为了更加详细地说明本发明,按照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
实施方式1
图1是示出实施方式1的雷达装置的结构图。
图2是示出实施方式1的雷达装置中包含的信号处理装置2的硬件的硬件结构图。
如图1所示,实施方式1的雷达装置具有信号发送接收部1、信号处理装置2和被测定物检测部3。
信号发送接收部1具有差拍信号生成部11、发送天线12和接收天线13。
实施方式1的雷达装置是FMCW方式的雷达装置。实施方式1的雷达装置能够选择性地进行在对发送波的频率进行调制的中途使发送波移相的发送处理、或在对发送波的频率进行调制的中途不使发送波移相的发送处理中的任意一方。
下面,将实施方式1的雷达装置进行在对发送波的频率进行调制的中途使发送波移相的发送处理的期间设为第1发送处理的期间,将实施方式1的雷达装置进行在对发送波的频率进行调制的中途不使发送波移相的发送处理的期间设为第2发送处理的期间。
因此,在第1发送处理的期间中,从后述的移相控制信号生成部21向后述的信号发送接收部1输出移相控制信号。
另一方面,在第2发送处理的期间中,不从移相控制信号生成部21向信号发送接收部1输出移相控制信号。
信号发送接收部1在第1发送处理的期间开始时,在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成频率伴随着时间的经过而变化的发送波。
信号发送接收部1开始从发送天线12放射生成的发送波,并且开始由接收天线13接收来自被测定物的反射波作为接收波。
信号发送接收部1在第1发送处理的期间中,按照从移相控制信号生成部21输出的移相控制信号使生成的发送波移相。作为发送波的频率调制信号的移相在后面叙述。
信号发送接收部1在放射出移相后的发送波后,接收来自被测定物的反射波作为接收波。
信号发送接收部1生成具有放射出的发送波与接收到的接收波的差频的差拍信号即第1差拍信号。
信号发送接收部1将生成的第1差拍信号从模拟信号转换成数字信号(以下称作“第1数字信号”),将第1数字信号作为第1差拍信号数据输出到后述的振幅减小部22的窗函数乘法部24。
信号发送接收部1在第2发送处理的期间开始时,在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成频率伴随着时间的经过而变化的发送波。
信号发送接收部1在放射出生成的发送波后,接收来自被测定物的反射波作为接收波。
信号发送接收部1生成具有放射出的发送波与接收到的接收波的差频的差拍信号即第2差拍信号。
信号发送接收部1将生成的第2差拍信号从模拟信号转换成数字信号(以下称作“第2数字信号”),将第2数字信号作为第2差拍信号数据输出到振幅减小部22的窗函数乘法部24。
差拍信号生成部11通过由硅IC(Integrated Circuit:集成电路)等实现的锁相环电路、移相器、频率转换器和模拟数字转换器等实现。
差拍信号生成部11在第1发送处理的期间开始时,在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,生成频率伴随着时间的经过而变化的频率调制信号,将频率调制信号输出到发送天线12。
差拍信号生成部11在第1发送处理的期间中,在从移相控制信号生成部21输出移相控制信号时,按照移相控制信号使生成的频率调制信号移相,将移相后的频率调制信号输出到发送天线12。
进行频率调制信号的移相的技术本身是专利文献1也有记载的公知技术。在图1所示的雷达装置中,差拍信号生成部11具有的移相器在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,改变生成的频率调制信号的相位。为了容易识别来自被测定物的反射波和干扰波,优选频率调制信号的移相量为180度左右,但是,只要大于0,则与完全不移相的情况相比,也容易识别反射波和干扰波。
另外,频率调制信号的移相量例如可以存储于差拍信号生成部11的内部存储器,也可以从图1所示的雷达装置的外部提供。
差拍信号生成部11在第2发送处理的期间开始时,在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,生成频率调制信号,将频率调制信号输出到发送天线12。
发送天线12向空间放射从差拍信号生成部11输出的频率调制信号作为发送波。
接收天线13在从发送天线12向空间放射出发送波后,接收来自被测定物的反射波作为接收波。
差拍信号生成部11在第1发送处理的期间中,生成具有放射出的发送波与接收波的差频的第1差拍信号,将第1差拍信号从模拟信号转换成第1数字信号。
差拍信号生成部11将第1数字信号作为第1差拍信号数据输出到振幅减小部22的窗函数乘法部24。
差拍信号生成部11在第2发送处理的期间中,生成具有放射出的发送波与接收波的差频的第2差拍信号,将第2差拍信号从模拟信号转换成第2数字信号。
差拍信号生成部11将第2数字信号作为第2差拍信号数据输出到振幅减小部22的窗函数乘法部24。
信号处理装置2具有移相控制信号生成部21、振幅减小部22、信号转换部25和反射波频率确定部26。
信号处理装置2将指示放射发送波的放射控制信号和指示使发送波移相的移相控制信号分别输出到信号发送接收部1。
信号处理装置2对从信号发送接收部1输出的第1差拍信号数据与从信号发送接收部1输出的第2差拍信号数据进行比较。
信号处理装置2根据第1差拍信号数据与第2差拍信号数据的比较结果,确定接收波中包含的反射波和干扰波中的反射波的频率。
移相控制信号生成部21例如由图2所示的移相控制信号生成电路31实现。
移相控制信号生成部21将指示放射发送波的放射控制信号分别输出到振幅减小部22的后述的窗函数生成部23和差拍信号生成部11。
移相控制信号生成部21将指示使发送波移相的移相控制信号分别输出到振幅减小部22的窗函数生成部23、信号转换部25和差拍信号生成部11。
振幅减小部22具有窗函数生成部23和窗函数乘法部24。
振幅减小部22在从移相控制信号生成部21输出移相控制信号时,减小从信号发送接收部1输出的第1差拍信号数据的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅。
振幅减小部22将减小使发送波进行了移相的定时处的振幅后的差拍信号输出到信号转换部25。
窗函数生成部23例如由图2所示的窗函数生成电路32实现。
窗函数生成部23在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成窗函数。
窗函数生成部23在从移相控制信号生成部21被输出移相控制信号时生成窗函数,该窗函数用于减小从差拍信号生成部11输出的第1差拍信号数据的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅。
窗函数生成部23将生成的窗函数输出到窗函数乘法部24。
窗函数乘法部24例如由图2所示的窗函数乘法电路33实现。
窗函数乘法部24在第1发送处理的期间中,对从差拍信号生成部11输出的第1差拍信号数据乘以由窗函数生成部23生成的窗函数。
窗函数乘法部24将乘以窗函数后的第1差拍信号数据输出到信号转换部25。
窗函数乘法部24在第2发送处理的期间中,对从差拍信号生成部11输出的第2差拍信号数据乘以由窗函数生成部23生成的窗函数。
窗函数乘法部24将乘以窗函数后的第2差拍信号数据输出到信号转换部25。
信号转换部25例如由图2所示的信号转换电路34实现。
信号转换部25在第1发送处理的期间中,将由窗函数乘法部24乘以窗函数后的第1差拍信号数据作为第1谱数据转换成频域信号。
信号转换部25将第1谱数据输出到反射波频率确定部26的后述的干扰波确定处理部27。
信号转换部25在第2发送处理的期间中,将由窗函数乘法部24乘以窗函数后的第2差拍信号数据作为第2谱数据转换成频域信号。
信号转换部25将第2谱数据分别输出到反射波频率确定部26的干扰波确定处理部27和反射波频率确定部26的后述的反射波确定处理部28。
反射波频率确定部26具有干扰波确定处理部27和反射波确定处理部28。
反射波频率确定部26分别取得从信号转换部25输出的第1谱数据和第2谱数据。
反射波频率确定部26对第1谱数据与第2谱数据进行比较,根据第1谱数据与第2谱数据的比较结果确定反射波的频率。
干扰波确定处理部27例如由图2所示的干扰波确定处理电路35实现。
干扰波确定处理部27在第2谱数据中包含的1个以上的峰值中,确定与第1谱数据中包含的任何峰值都不一致的峰值。
干扰波确定处理部27将表示确定的峰值的频率的频率信息输出到反射波确定处理部28。
反射波确定处理部28例如由图2所示的反射波确定处理电路36实现。
反射波确定处理部28在第2谱数据中包含的1个以上的峰值的频率中,确定从干扰波确定处理部27输出的频率信息所示的频率以外的频率是反射波的频率。
反射波确定处理部28将确定的反射波的频率输出到被测定物检测部3。
被测定物检测部3根据由信号处理装置2的反射波确定处理部28确定的反射波的频率,计算与被测定物之间的距离或与被测定物之间的相对速度中的任意一个以上。
在图1中,假设作为信号处理装置2的结构要素的移相控制信号生成部21、窗函数生成部23、窗函数乘法部24、信号转换部25、干扰波确定处理部27和反射波确定处理部28分别由图2所示的专用硬件实现。即,假设信号处理装置2由移相控制信号生成电路31、窗函数生成电路32、窗函数乘法电路33、信号转换电路34、干扰波确定处理电路35和反射波确定处理电路36实现。
这里,移相控制信号生成电路31、窗函数生成电路32、窗函数乘法电路33、信号转换电路34、干扰波确定处理电路35和反射波确定处理电路36分别例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit:专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)或组合它们而成的部件。
信号处理装置2的结构要素不限于由专用硬件实现,信号处理装置2也可以由软件、固件或软件和固件的组合来实现。
软件或固件作为程序存储于计算机的存储器。计算机意味着执行程序的硬件,例如是CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、处理器或DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)。
图3是信号处理装置2由软件或固件等实现的情况下的计算机的硬件结构图。
在信号处理装置2由软件或固件等实现的情况下,用于使计算机执行移相控制信号生成部21、窗函数生成部23、窗函数乘法部24、信号转换部25、干扰波确定处理部27和反射波确定处理部28的处理顺序的程序存储于存储器41。而且,计算机的处理器42执行存储器41中存储的程序。
此外,在图2中,示出信号处理装置2的结构要素分别由专用硬件实现的例子,在图3中,示出信号处理装置2由软件或固件等实现的例子。但是,这只不过是一例,也可以是,信号处理装置2中的一部分结构要素由专用硬件实现,其余的结构要素由软件或固件等实现。
接着,对图1所示的雷达装置的动作进行说明。
图4是示出信号处理装置2的处理顺序的流程图。
最初,对第1发送处理的期间中的雷达装置的动作进行说明。
首先,移相控制信号生成部21将指示放射发送波的放射控制信号分别输出到窗函数生成部23和差拍信号生成部11。
差拍信号生成部11在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,生成频率伴随着时间的经过而变化的频率调制信号,将频率调制信号输出到发送天线12。
移相控制信号生成部21在从输出放射控制信号起经过一定时间时,将指示使发送波移相的移相控制信号分别输出到窗函数生成部23、信号转换部25和差拍信号生成部11(图4的步骤ST1)。
一定时间例如可以存储于移相控制信号生成部21的内部存储器,也可以从信号处理装置2的外部提供。
此外,一定时间只要是在第1发送处理的期间的开始时刻与结束时刻之间输出移相控制信号的时间即可,可以是任意的时间。
差拍信号生成部11在第1发送处理的期间中,从移相控制信号生成部21输出移相控制信号时,按照移相控制信号使生成的频率调制信号移相,将移相后的频率调制信号输出到发送天线12。
发送天线12向空间放射从差拍信号生成部11输出的频率调制信号作为发送波。
向空间放射出的发送波被被测定物反射,被被测定物反射后的发送波作为反射波而被接收天线13接收。
在图1所示的雷达装置中,设从与图1所示的雷达装置不同的雷达装置放射出频率被调制的发送波。但是,从与图1所示的雷达装置不同的雷达装置放射的发送波在频率被调制的中途不移相。
从与图1所示的雷达装置不同的雷达装置放射出的发送波作为干扰波而被接收天线13接收。
因此,接收天线13分别接收来自被测定物的反射波和干扰波作为接收波。
差拍信号生成部11生成具有从发送天线12放射的发送波与由接收天线13接收到的接收波的差频的第1差拍信号。
在第1发送处理的期间中,差拍信号生成部11在从移相控制信号生成部21被输出移相控制信号的定时使频率调制信号移相。在从发送天线12放射出发送波后到被被测定物反射后的反射波返回到接收天线13为止所需要的发送接收时间极少,因此,发送波中的移相的定时和反射波中的移相的定时大致相同。发送波中的移相的定时和反射波中的移相的定时在后面叙述。因此,具有发送波与反射波的差频的第1差拍信号的相位大致连续。
另一方面,即使通过与图1所示的雷达装置不同的雷达装置对频率进行调制,干扰波在频率被调制的中途也不移相。因此,具有发送波与干扰波的差频的差拍信号的相位不连续。
差拍信号生成部11将生成的第1差拍信号从模拟信号转换成第1数字信号。
差拍信号生成部11将第1数字信号作为第1差拍信号数据输出到窗函数乘法部24。
窗函数生成部23在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成窗函数。
窗函数生成部23在从移相控制信号生成部21被输出移相控制信号时生成窗函数,该窗函数用于减小从差拍信号生成部11输出的第1差拍信号数据的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅(图4的步骤ST2)。
下面,对窗函数生成部23的窗函数的生成处理进行具体说明。
在图1所示的雷达装置中,例如,在窗函数生成部23的内部存储器中分别存储有差拍信号生成部11中的频率调制信号的移相所需要的处理时间t1、从由差拍信号生成部11取得接收波起到生成第1差拍信号数据为止的处理时间t2、以及第1发送处理的期间的时间t3。
窗函数生成部23根据内部存储器中存储的处理时间t1、t2和从移相控制信号生成部21输出放射控制信号的时刻t0,如以下的式(1)所示,计算窗函数的开始点的时刻tstart。
tstart=t0+t1+t2 (1)
窗函数生成部23根据内部存储器中存储的处理时间t1、t2和输出移相控制信号的时刻t4,如以下的式(2)所示,计算按照移相控制信号使发送波移相后的时刻tphase。在从发送天线12放射出发送波后到被被测定物反射后的反射波返回到接收天线13为止所需要的发送接收时间极少,因此,使发送波移相后的时刻tphase分别对应于发送波中的移相的定时和反射波中的移相的定时。
tphase=t4+t1+t2 (2)
窗函数生成部23根据内部存储器中存储的处理时间t1、t2、从移相控制信号生成部21输出放射控制信号的时刻t0和第1发送处理的期间的时间t3,如以下的式(3)所示,计算窗函数的结束点的时刻tend。
tend=t0+t1+t2+t3 (3)
在从发送天线12放射出发送波后到被被测定物反射后的反射波返回到接收天线13为止所需要的发送接收时间极少,因此,窗函数生成部23不考虑发送接收时间来计算时刻tstart、时刻tphase和时刻tend。但是,这只不过是一例,窗函数生成部23也可以考虑发送接收时间来计算时刻tstart、时刻tphase和时刻tend。
如图5所示,窗函数生成部23生成开始点的时刻tstart和结束点的时刻tend各自的第1差拍信号数据的振幅为零,且按照移相控制信号使发送波进行了移相的时点即时刻tphase的第1差拍信号数据的振幅为零的窗函数。
图5是示出由窗函数生成部23生成的窗函数和乘以窗函数后的第1差拍信号数据的一例的说明图。
图5所示的窗函数是开始点和结束点各自的第1差拍信号数据的振幅为零,且按照移相控制信号使发送波进行了移相的时点的第1差拍信号数据的振幅为零的窗函数。
但是,窗函数只要减小开始点和结束点各自的第1差拍信号数据的振幅以及按照移相控制信号使发送波进行了移相的时点的第1差拍信号数据的振幅即可,不限于各点的第1差拍信号数据的振幅为零的情况。
窗函数生成部23将生成的窗函数输出到窗函数乘法部24。
窗函数乘法部24在从差拍信号生成部11接收到第1差拍信号数据时,对第1差拍信号数据乘以从窗函数生成部23输出的窗函数(图4的步骤ST3)。
窗函数乘法部24将图5所示的乘以窗函数后的第1差拍信号数据输出到信号转换部25。
信号转换部25在从窗函数乘法部24接收到乘以窗函数后的第1差拍信号数据时,对乘以窗函数后的第1差拍信号数据进行FFT,由此计算作为频域信号的第1谱数据(图4的步骤ST4)。
信号转换部25将第1谱数据输出到干扰波确定处理部27。
接着,对第2发送处理的期间中的雷达装置的动作进行说明。第2发送处理的期间例如是第1发送处理的期间的下一次的发送处理的期间。
移相控制信号生成部21将指示放射发送波的放射控制信号分别输出到窗函数生成部23和差拍信号生成部11。
在第2发送处理的期间中,移相控制信号生成部21停止分别对信号转换部25和差拍信号生成部11输出移相控制信号(图4的步骤ST5)。
差拍信号生成部11在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,生成频率调制信号,将频率调制信号输出到发送天线12。
在第2发送处理的期间中,不从移相控制信号生成部21输出移相控制信号,因此,差拍信号生成部11在第2发送处理的期间中不使频率调制信号移相。
发送天线12在从差拍信号生成部11接收到频率调制信号时,向空间放射频率调制信号作为发送波。
向空间放射出的发送波被被测定物反射,被被测定物反射后的发送波作为反射波而被接收天线13接收。
从与图1所示的雷达装置不同的雷达装置放射出的发送波作为干扰波而被接收天线13接收。
因此,接收天线13分别接收来自被测定物的反射波和干扰波作为接收波。
差拍信号生成部11生成具有从发送天线12放射的发送波与由接收天线13接收到的接收波的差频的第2差拍信号。
在第2发送处理的期间中,差拍信号生成部11不使频率调制信号移相。因此,具有发送波与反射波的差频的第2差拍信号的相位大致连续,而且,具有发送波与干扰波的差频的第2差拍信号的相位也大致连续。
差拍信号生成部11将生成的第2差拍信号从模拟信号转换成第2数字信号。
差拍信号生成部11将第2数字信号作为第2差拍信号数据输出到窗函数乘法部24。
窗函数生成部23在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成窗函数。
窗函数生成部23生成与在第1发送处理的期间中生成的窗函数相同的窗函数,将生成的窗函数输出到窗函数乘法部24(图4的步骤ST6)。
窗函数乘法部24在从差拍信号生成部11接收到第2差拍信号数据时,对第2差拍信号数据乘以从窗函数生成部23输出的窗函数(图4的步骤ST7)。
窗函数乘法部24将乘以窗函数后的第2差拍信号数据输出到信号转换部25。
信号转换部25在从窗函数乘法部24接收到乘以窗函数后的第2差拍信号数据时,对乘以窗函数后的第2差拍信号数据进行FFT,由此计算作为频域信号的第2谱数据(图4的步骤ST8)。
信号转换部25将第2谱数据分别输出到干扰波确定处理部27和反射波确定处理部28。
图6是示出第1谱数据和第2谱数据的一例的说明图。
在第1发送处理的期间中,具有发送波与干扰波的差频的差拍信号的相位不连续,因此,如图6所示的第1谱数据那样,在与干扰波分量的频率偏移的频率中出现多个峰值。
在第2发送处理的期间中,具有发送波与干扰波的差频的差拍信号的相位大致连续,因此,如图6所示的第2谱数据那样,在干扰波分量的频率中出现1个峰值。因此,第1谱数据中包含的干扰波分量的峰值和第2谱数据中包含的干扰波分量的峰值不一致。
具有发送波与反射波的差频的差拍信号的相位在第1发送处理的期间和第2发送处理的期间的任何期间中都大致连续,因此,如图6所示的第1谱数据和第2谱数据那样,在反射波分量的频率中出现1个峰值。因此,第1谱数据中包含的反射波分量的峰值和第2谱数据中包含的反射波分量的峰值一致。
图7是示出由信号转换部25计算出的第1谱数据和通过对乘以汉宁窗的窗函数后的第1差拍信号数据进行FFT而计算出的谱数据(以下称作“比较对象的谱数据”)的说明图。
汉宁窗的窗函数是使开始点和结束点各自的第1差拍信号数据的振幅为零的窗函数,但是,是使按照移相控制信号使发送波进行了移相的时点的第1差拍信号数据的振幅不为零也不减小的窗函数。
关于比较对象的谱数据,按照移相控制信号使发送波进行了移相的时点的振幅不为零,因此,相位的不连续点处的振幅变大,第1差拍信号数据中包含的噪声中的、相位的不连续点处的噪声变大。相位的不连续点处的噪声变大,由此,比较对象的谱数据的底部的信号强度比第1谱数据的底部的信号强度大。
在来自被测定物的反射分量的信号强度较小的情况下,在比较对象的谱数据中,来自被测定物的反射分量可能被第1差拍信号数据中包含的噪声埋没。在第1谱数据中,底部的信号强度比比较对象的谱数据小,因此,来自被测定物的反射分量被第1差拍信号数据中包含的噪声埋没的可能性降低。
第2谱数据也与第1谱数据同样,底部的信号强度比比较对象的谱数据小,因此,来自被测定物的反射分量被第2差拍信号数据中包含的噪声埋没的可能性降低。
干扰波确定处理部27对从信号转换部25输出的第1谱数据与从信号转换部25输出的第2谱数据进行比较。
干扰波确定处理部27根据第1谱数据与第2谱数据的比较结果,在第2谱数据中包含的1个以上的峰值中,确定与第1谱数据中包含的任何峰值都不一致的峰值(图4的步骤ST9)。在第2谱数据中包含的1个以上的峰值中,与第1谱数据中包含的任何峰值都不一致的峰值是与干扰波分量有关的峰值。
干扰波确定处理部27将表示确定的峰值的频率的频率信息输出到反射波确定处理部28。
反射波确定处理部28在第2谱数据中包含的1个以上的峰值的频率中,确定从干扰波确定处理部27输出的频率信息所示的频率以外的频率是反射波的频率(图4的步骤ST10)。
反射波确定处理部28将确定的反射波的频率输出到被测定物检测部3。
被测定物检测部3在从反射波确定处理部28接收到反射波的频率时,根据反射波的频率计算与被测定物之间的距离或与被测定物之间的相对速度中的任意一个以上。
根据反射波的频率分别计算与被测定物之间的距离或与被测定物之间的相对速度的处理本身是公知技术,因此省略详细说明。
在以上的实施方式1中,信号处理装置2构成为,振幅减小部22在指示频率被调制的发送波进行移相的移相控制信号被输出时,减小具有发送波与接收波的差频的差拍信号的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅。因此,信号处理装置2能够降低具有发送波与接收波中包含的干扰波的差频的差拍信号中包含的噪声。
在图1所示的雷达装置中,移相控制信号生成部21在1次的发送处理中仅输出1次移相控制信号,差拍信号生成部11在1次的发送处理中仅使频率调制信号移相1次。
但是,这只不过是一例,也可以是,移相控制信号生成部21在1次的发送处理中输出多次移相控制信号,差拍信号生成部11在1次的发送处理中使频率调制信号移相多次。
在图1所示的雷达装置中,设第2发送处理的期间是第1发送处理的期间的下一次的发送处理的期间,由信号转换部25计算的第1谱数据和第2谱数据的计算定时连续。
但是,这只不过是一例,第1谱数据和第2谱数据的计算定时也可以不连续。因此,信号转换部25也可以在第1发送处理的期间时计算第1谱数据,例如,在第1发送处理的期间的下下一次的发送期间时计算第2谱数据。
实施方式2
在实施方式2中,对信号转换部56具有第1信号转换处理部57和第2信号转换处理部58的雷达装置进行说明。
图8是示出实施方式2的雷达装置的结构图。
图9是示出实施方式2的雷达装置中包含的信号处理装置2的硬件的硬件结构图。
在图8和图9中,与图1和图2相同的标号表示相同或相当的部分,因此省略说明。
振幅减小部51具有第1窗函数生成部52、第2窗函数生成部53、第1窗函数乘法部54和第2窗函数乘法部55。
第1窗函数生成部52例如由图9所示的第1窗函数生成电路71实现。
第1窗函数生成部52在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成第1窗函数。
第1窗函数生成部52生成第1窗函数,该第1窗函数用于减小第1差拍信号数据的振幅中的、按照从移相控制信号生成部21输出的移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅。
第1窗函数生成部52将生成的第1窗函数输出到第1窗函数乘法部54。
第2窗函数生成部53例如由图9所示的第2窗函数生成电路72实现。
第2窗函数生成部53在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成第2窗函数。
第2窗函数生成部53生成第2窗函数,该第2窗函数不减小第2差拍信号数据的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅。
第2窗函数是在按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时具有不减小第2差拍信号数据的振幅的值的窗函数。
第2窗函数生成部53将生成的第2窗函数输出到第2窗函数乘法部55。
第1窗函数乘法部54例如由图9所示的第1窗函数乘法电路73实现。
第1窗函数乘法部54在第1发送处理的期间中,对从差拍信号生成部11输出的第1差拍信号数据乘以由第1窗函数生成部52生成的第1窗函数。
第1窗函数乘法部54将乘以第1窗函数后的第1差拍信号数据输出到第1信号转换处理部57。
第1窗函数乘法部54在第2发送处理的期间中,对从差拍信号生成部11输出的第2差拍信号数据乘以由第1窗函数生成部52生成的第1窗函数。
第1窗函数乘法部54将乘以第1窗函数后的第2差拍信号数据输出到第1信号转换处理部57。
第2窗函数乘法部55例如由图9所示的第2窗函数乘法电路74实现。
第2窗函数乘法部55对从差拍信号生成部11输出的第2差拍信号数据乘以由第2窗函数生成部53生成的第2窗函数。
第2窗函数乘法部55将乘以第2窗函数后的第2差拍信号数据输出到第2信号转换处理部58。
信号转换部56具有第1信号转换处理部57和第2信号转换处理部58。
第1信号转换处理部57例如由图9所示的第1信号转换处理电路75实现。
第1信号转换处理部57在第1发送处理的期间中,将由第1窗函数乘法部54乘以第1窗函数后的第1差拍信号数据作为第1谱数据转换成频域信号。
第1信号转换处理部57将第1谱数据输出到反射波频率确定部59的后述的干扰波确定处理部60。
第1信号转换处理部57在第2发送处理的期间中,将由第1窗函数乘法部54乘以第1窗函数后的第2差拍信号数据作为第2谱数据转换成频域信号。
第1信号转换处理部57将第2谱数据输出到反射波频率确定部59的干扰波确定处理部60。
第2信号转换处理部58例如由图9所示的第2信号转换处理电路76实现。
第2信号转换处理部58将由第2窗函数乘法部55乘以第2窗函数后的第2差拍信号数据作为第3谱数据转换成频域信号。
第2信号转换处理部58将第3谱数据输出到反射波频率确定部59的后述的反射波确定处理部61。
反射波频率确定部59具有干扰波确定处理部60和反射波确定处理部61。
干扰波确定处理部60例如由图9所示的干扰波确定处理电路77实现。
干扰波确定处理部60分别取得从第1信号转换处理部57输出的第1谱数据和第2谱数据。
干扰波确定处理部60在第2谱数据中包含的1个以上的峰值中,确定与第1谱数据中包含的任何峰值都不一致的峰值。
干扰波确定处理部60将表示确定的峰值的频率的频率信息输出到反射波确定处理部61。
反射波确定处理部61例如由图9所示的反射波确定处理电路78实现。
反射波确定处理部61根据从干扰波确定处理部60输出的频率信息,在从第2信号转换处理部58输出的第3谱数据中包含的1个以上的峰值的频率中确定反射波的频率。
反射波确定处理部61将确定的反射波的频率输出到被测定物检测部3。
在图8中,假设作为信号处理装置2的结构要素的移相控制信号生成部21、第1窗函数生成部52、第2窗函数生成部53、第1窗函数乘法部54、第2窗函数乘法部55、第1信号转换处理部57、第2信号转换处理部58、干扰波确定处理部60和反射波确定处理部61分别由图9所示的专用硬件实现。即,假设信号处理装置2由第1窗函数生成电路71、第2窗函数生成电路72、第1窗函数乘法电路73、第2窗函数乘法电路74、第1信号转换处理电路75、第2信号转换处理电路76、干扰波确定处理电路77和反射波确定处理电路78实现。
这里,第1窗函数生成电路71、第2窗函数生成电路72、第1窗函数乘法电路73、第2窗函数乘法电路74、第1信号转换处理电路75、第2信号转换处理电路76、干扰波确定处理电路77和反射波确定处理电路78分别例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA或组合它们而成的部件。
信号处理装置2的结构要素不限于由专用硬件实现,信号处理装置2也可以由软件、固件或软件和固件的组合来实现。
在信号处理装置2由软件或固件等实现的情况下,用于使计算机执行移相控制信号生成部21、第1窗函数生成部52、第2窗函数生成部53、第1窗函数乘法部54、第2窗函数乘法部55、第1信号转换处理部57、第2信号转换处理部58、干扰波确定处理部60和反射波确定处理部61的处理顺序的程序存储于图3所示的存储器41。而且,图3所示的处理器42执行存储器41中存储的程序。
此外,在图9中,示出信号处理装置2的结构要素分别由专用硬件实现的例子,在图3中,示出信号处理装置2由软件或固件等实现的例子。但是,这只不过是一例,也可以是,信号处理装置2中的一部分结构要素由专用硬件实现,其余的结构要素由软件或固件等实现。
接着,对图8所示的雷达装置的动作进行说明。
在图1所示的雷达装置中,窗函数乘法部24分别对第1差拍信号数据和第2差拍信号数据乘以窗函数。而且,信号转换部25分别对乘以窗函数后的第1差拍信号数据和乘以窗函数后的第2差拍信号数据进行FFT,由此,降低在第1谱数据的底部产生的噪声,降低在第2谱数据的底部产生的噪声。
但是,根据由窗函数生成部23生成的窗函数的周期性的条件或FFT的1比特宽度的条件,具有发送波与反射波的差频的差拍信号的谱数据变形,如图10所示,有时产生多个峰值。
图10是示出谱数据变形而产生多个峰值的例子的说明图。
在图1所示的雷达装置中,在具有发送波与反射波的差频的差拍信号的谱数据产生多个峰值的情况下,反射波确定处理部28很难确定反射波的频率。
在对差拍信号数据乘以在按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时具有不减小差拍信号数据的振幅的值的汉宁窗等窗函数的情况下,如图10所示,具有发送波与反射波的差频的差拍信号数据的谱数据不产生变形。
最初,对第1发送处理的期间中的雷达装置的动作进行说明。
首先,移相控制信号生成部21将指示放射发送波的放射控制信号分别输出到第1窗函数生成部52、第2窗函数生成部53和差拍信号生成部11。
差拍信号生成部11在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,生成频率调制信号,将频率调制信号输出到发送天线12。
移相控制信号生成部21在从输出放射控制信号起经过一定时间时,将指示使发送波移相的移相控制信号分别输出到第1窗函数生成部52、第2窗函数生成部53、第1信号转换处理部57、第2信号转换处理部58和差拍信号生成部11。
差拍信号生成部11在第1发送处理的期间中,从移相控制信号生成部21输出移相控制信号时,按照移相控制信号使生成的频率调制信号移相,将移相后的频率调制信号输出到发送天线12。
发送天线12在从差拍信号生成部11接收到频率调制信号时,向空间放射频率调制信号作为发送波。
向空间放射出的发送波被被测定物反射,被被测定物反射后的发送波作为反射波而被接收天线13接收。
在图8所示的雷达装置中,设从与图8所示的雷达装置不同的雷达装置放射频率被调制的发送波。但是,从与图8所示的雷达装置不同的雷达装置放射的发送波在频率被调制的中途不移相。
从与图8所示的雷达装置不同的雷达装置放射的发送波作为干扰波而被接收天线13接收。
因此,接收天线13分别接收来自被测定物的反射波和干扰波作为接收波。
差拍信号生成部11生成具有从发送天线12放射的发送波与由接收天线13接收到的接收波的差频的第1差拍信号。
差拍信号生成部11将生成的第1差拍信号从模拟信号转换成第1数字信号。
差拍信号生成部11将第1数字信号作为第1差拍信号数据输出到第1窗函数生成部52。
第1窗函数生成部52在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成窗函数。
第1窗函数生成部52在从移相控制信号生成部21输出移相控制信号时生成第1窗函数,该第1窗函数用于减小从差拍信号生成部11输出的第1差拍信号数据的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅。
由第1窗函数生成部52生成的第1窗函数是与由图1所示的窗函数生成部23生成的窗函数相同的窗函数。
第1窗函数生成部52将生成的第1窗函数输出到第1窗函数乘法部54。
第2窗函数生成部53在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成窗函数。
第2窗函数生成部53生成第2窗函数,该第2窗函数不减小从差拍信号生成部11输出的第2差拍信号数据的振幅中的、按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时处的振幅。
如图11所示,第2窗函数是在按照移相控制信号使发送波进行了移相的定时具有不减小第2差拍信号数据的振幅的值的窗函数。
图11是示出由第2窗函数生成部53生成的第2窗函数和乘以第2窗函数后的第2差拍信号数据的一例的说明图。第2窗函数例如是汉宁窗的窗函数。
第2窗函数生成部53将生成的第2窗函数输出到第2窗函数乘法部55。
这里,第2窗函数生成部53在第1发送处理的期间中生成第2窗函数。但是,这只不过是一例,第2窗函数生成部53也可以在第2发送处理的期间中生成第2窗函数。
第1窗函数乘法部54在从差拍信号生成部11接收到第1差拍信号数据时,对第1差拍信号数据乘以从第1窗函数生成部52输出的第1窗函数。
第1窗函数乘法部54将乘以第1窗函数后的第1差拍信号数据输出到第1信号转换处理部57。
第1信号转换处理部57在从第1窗函数乘法部54接收到乘以第1窗函数后的第1差拍信号数据时,对乘以第1窗函数后的第1差拍信号数据进行FFT,由此计算作为频域信号的第1谱数据。
第1信号转换处理部57将第1谱数据输出到干扰波确定处理部60。
接着,对第2发送处理的期间中的雷达装置的动作进行说明。
移相控制信号生成部21将指示放射发送波的放射控制信号分别输出到第1窗函数生成部52、第2窗函数生成部53和差拍信号生成部11。
在第2发送处理的期间中,移相控制信号生成部21停止分别对第1窗函数生成部52、第2窗函数生成部53、第1信号转换处理部57、第2信号转换处理部58和差拍信号生成部11输出移相控制信号。
差拍信号生成部11在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,生成频率调制信号,将频率调制信号输出到发送天线12。
在第2发送处理的期间中,不从移相控制信号生成部21输出移相控制信号,因此,差拍信号生成部11不使生成的频率调制信号移相。
发送天线12在从差拍信号生成部11接收到频率调制信号时,向空间放射频率调制信号作为发送波。
向空间放射出的发送波被被测定物反射,被被测定物反射后的发送波作为反射波而被接收天线13接收。
从与图8所示的雷达装置不同的雷达装置放射出的发送波作为干扰波而被接收天线13接收。
因此,接收天线13分别接收来自被测定物的反射波和干扰波作为接收波。
差拍信号生成部11生成具有从发送天线12放射出的发送波与由接收天线13接收到的接收波的差频的第2差拍信号。
差拍信号生成部11将生成的第2差拍信号从模拟信号转换成第2数字信号。
差拍信号生成部11将第2数字信号作为第2差拍信号数据分别输出到第1窗函数乘法部54和第2窗函数乘法部55。
第1窗函数生成部52在从移相控制信号生成部21输出放射控制信号时,开始生成第1窗函数。
第1窗函数生成部52生成与在第1发送处理的期间中生成的第1窗函数相同的窗函数,将生成的第1窗函数输出到第1窗函数乘法部54。
第1窗函数乘法部54在接收到从差拍信号生成部11输出的第2差拍信号数据时,对第2差拍信号数据乘以从第1窗函数生成部52输出的第1窗函数。
第1窗函数乘法部54将乘以第1窗函数后的第2差拍信号数据输出到第1信号转换处理部57。
第2窗函数乘法部55在接收到从差拍信号生成部11输出的第2差拍信号数据时,对第2差拍信号数据乘以从第2窗函数生成部53输出的第2窗函数。
第2窗函数乘法部55将乘以第2窗函数后的第2差拍信号数据输出到第2信号转换处理部58。
第1信号转换处理部57在从第1窗函数乘法部54接收到乘以第1窗函数后的第2差拍信号数据时,对乘以第1窗函数后的第2差拍信号数据进行FFT,由此计算作为频域信号的第2谱数据。
第1信号转换处理部57将第2谱数据输出到干扰波确定处理部60。
第2信号转换处理部58在从第2窗函数乘法部55接收到乘以第2窗函数后的第2差拍信号数据时,对乘以第2窗函数后的第2差拍信号数据进行FFT,由此计算作为频域信号的第3谱数据。
第2信号转换处理部58将第3谱数据输出到反射波确定处理部61。
图12是示出第1谱数据、第2谱数据和第3谱数据的一例的说明图。
在第1发送处理的期间中,具有发送波与干扰波的差频的差拍信号的相位不连续,因此,如图12所示的第1谱数据那样,在与干扰波分量的频率偏移的频率中出现多个峰值。
在第2发送处理的期间中,也由于第1窗函数的周期性的条件等,第2谱数据变形,因此,如图12所示,在第2谱数据中出现多个峰值作为干扰波分量的峰值。
在第1谱数据中出现多个与干扰波分量有关的峰值的原因和在第2谱数据中出现多个与干扰波分量有关的峰值的原因不同。出现多个峰值的原因不同,因此,如图12所示,第1谱数据中包含的与干扰波分量有关的峰值和第2谱数据中包含的与干扰波分量有关的峰值不一致。
在第1发送处理的期间中,由于第1窗函数的周期性的条件等,第1谱数据变形,因此,如图12所示,在第1谱数据中出现多个峰值作为反射波分量的峰值。
在第2发送处理的期间中,也由于第1窗函数的周期性的条件等,第2谱数据变形,因此,如图12所示,在第2谱数据中出现多个峰值作为反射波分量的峰值。
在第1谱数据中出现多个与反射波分量有关的峰值的原因和在第2谱数据中出现多个与反射波分量有关的峰值的原因相同。出现多个峰值的原因相同,因此,如图12所示,第1谱数据中包含的与反射波分量有关的峰值和第2谱数据中包含的与反射波分量有关的峰值一致。
干扰波确定处理部60对从第1信号转换处理部57输出的第1谱数据与从第1信号转换处理部57输出的第2谱数据进行比较。
干扰波确定处理部60根据第1谱数据与第2谱数据的比较结果,在第2谱数据中包含的1个以上的峰值中,确定与第1谱数据中包含的任何峰值都不一致的峰值。在第2谱数据中包含的1个以上的峰值中,与第1谱数据中包含的任何峰值都不一致的峰值是与干扰波分量有关的峰值。
干扰波确定处理部60将表示确定的1个以上的峰值的频率的频率信息输出到反射波确定处理部61。
反射波确定处理部61取得从第2信号转换处理部58输出的第3谱数据。
第2窗函数是不使谱数据产生变形的窗函数,第3谱数据是对乘以第2窗函数后的第2差拍信号数据进行FFT而得到的。因此,在第3谱数据中,如图12所示,在干扰波分量的频率中出现1个峰值,在反射波分量的频率中出现1个峰值。
在第3谱数据中包含的1个以上的峰值的频率中,与频率信息所示的频率近似的频率是干扰波的频率的可能性高。
反射波确定处理部61根据从干扰波确定处理部50输出的频率信息,从第3谱数据中包含的1个以上的峰值的频率中确定反射波的频率。
例如,反射波确定处理部61在第3谱数据中包含的1个以上的峰值的频率中,确定从干扰波确定处理部60输出的频率信息所示的1个以上的峰值的频率全部分开阈值以上的频率是反射波的频率。阈值可以存储于反射波确定处理部61的内部存储器,也可以从信号处理装置2的外部提供。
反射波确定处理部61将确定的反射波的频率输出到被测定物检测部3。
被测定物检测部3在从反射波确定处理部61接收到反射波的频率时,根据反射波的频率计算与被测定物之间的距离或与被测定物之间的相对速度中的任意一个以上。
在以上的实施方式2中,干扰波确定处理部60在第2谱数据中包含的1个以上的峰值中,确定与第1谱数据中包含的任何峰值都不一致的峰值,将表示确定的峰值的频率的频率信息输出到反射波确定处理部61。图8所示的信号处理装置2构成为,反射波确定处理部61根据从干扰波确定处理部60输出的频率信息,从第3谱数据中包含的1个以上的峰值的频率中确定反射波的频率。因此,图8所示的信号处理装置2与图1所示的信号处理装置2同样,能够降低具有发送波与接收波中包含的干扰波的差频的差拍信号中包含的噪声,而且,在由于第1窗函数的周期性的条件等而出现多个峰值的情况下,也能够确定反射波的频率。
在图8所示的雷达装置中,移相控制信号生成部21在1次的发送处理中仅输出1次移相控制信号,差拍信号生成部11在1次的发送处理中仅使频率调制信号移相1次。
但是,这只不过是一例,也可以是,移相控制信号生成部21在1次的发送处理中输出多次移相控制信号,差拍信号生成部11在1次的发送处理中使频率调制信号移相多次。
在图8所示的雷达装置中,设第2发送处理的期间是第1发送处理的期间的下一次的发送处理的期间,由第1信号转换处理部57计算的第1谱数据和第2谱数据的计算定时连续。
但是,这只不过是一例,第1谱数据和第2谱数据的计算定时也可以不连续。因此,第1信号转换处理部57也可以在第1发送处理的期间时计算第1谱数据,例如,在第1发送处理的期间的下下一次的发送期间时计算第2谱数据。
另外,本申请能够在本发明的范围内进行各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意结构要素的变形、或各实施方式中的任意结构要素的省略。
产业上的可利用性
本发明适用于将具有发送波与接收波的差频的差拍信号转换成频域信号的信号处理装置和雷达装置。
标号说明
1:信号发送接收部;2:信号处理装置;3:被测定物检测部;11:差拍信号生成部;12:发送天线;13:接收天线;21:移相控制信号生成部;22:振幅减小部;23:窗函数生成部;24:窗函数乘法部;25:信号转换部;26:反射波频率确定部;27:干扰波确定处理部;28:反射波确定处理部;31:移相控制信号生成电路;32:窗函数生成电路;33:窗函数乘法电路;34:信号转换电路;35:干扰波确定处理电路;36:反射波确定处理电路;41:存储器;42:处理器;51:振幅减小部;52:第1窗函数生成部;53:第2窗函数生成部;54:第1窗函数乘法部;55:第2窗函数乘法部;56:信号转换部;57:第1信号转换处理部;58:第2信号转换处理部;59:反射波频率确定部;60:干扰波确定处理部;61:反射波确定处理部;71:第1窗函数生成电路;72:第2窗函数生成电路;73:第1窗函数乘法电路;74:第2窗函数乘法电路;75:第1信号转换处理电路;76:第2信号转换处理电路;77:干扰波确定处理电路;78:反射波确定处理电路。
Claims (8)
1.一种信号处理装置,该信号处理装置具有:
振幅减小部,其在指示频率被调制的发送波进行移相的移相控制信号被输出时,减小具有所述发送波与接收波的差频的差拍信号的振幅中的、按照所述移相控制信号使所述发送波进行了移相的定时处的振幅;以及
信号转换部,其将由所述振幅减小部减小所述定时处的振幅后的差拍信号转换成频域信号。
2.根据权利要求1所述的信号处理装置,其特征在于,
所述信号处理装置具有移相控制信号生成部,该移相控制信号生成部输出指示频率被调制的发送波进行移相的移相控制信号。
3.根据权利要求2所述的信号处理装置,其特征在于,
所述振幅减小部具有:
窗函数生成部,其在从所述移相控制信号生成部输出移相控制信号时生成窗函数,该窗函数用于减小具有所述发送波与所述接收波的差频的差拍信号的振幅中的、按照所述移相控制信号使所述发送波进行了移相的定时处的振幅;以及
窗函数乘法部,其对具有所述发送波与所述接收波的差频的差拍信号乘以由所述窗函数生成部生成的窗函数,
所述信号转换部将由所述窗函数乘法部乘以窗函数后的差拍信号转换成频域信号。
4.根据权利要求3所述的信号处理装置,其特征在于,
在第1发送处理的期间中,从所述移相控制信号生成部输出所述移相控制信号,在第2发送处理的期间中,不从所述移相控制信号生成部输出所述移相控制信号,
所述窗函数乘法部在所述第1发送处理的期间中,对具有在所述第1发送处理的期间中移相后的发送波与接收波的差频的差拍信号即第1差拍信号乘以所述窗函数,在所述第2发送处理的期间中,对具有在所述第2发送处理的期间中未移相的发送波与接收波的差频的差拍信号即第2差拍信号乘以所述窗函数,
所述信号转换部在所述第1发送处理的期间中,将由所述窗函数乘法部乘以窗函数后的第1差拍信号作为第1谱数据而转换成频域信号,在所述第2发送处理的期间中,将由所述窗函数乘法部乘以窗函数后的第2差拍信号作为第2谱数据而转换成频域信号,
所述信号处理装置具有反射波频率确定部,该反射波频率确定部对所述第1谱数据与所述第2谱数据进行比较,根据所述第1谱数据与所述第2谱数据的比较结果,确定接收波中包含的来自被测定物的反射波和干扰波中的所述反射波的频率。
5.根据权利要求4所述的信号处理装置,其特征在于,
所述反射波频率确定部具有:
干扰波确定处理部,其在所述第2谱数据中包含的1个以上的峰值中,确定与所述第1谱数据中包含的任何峰值都不一致的峰值,输出表示所确定的峰值的频率的频率信息;以及
反射波确定处理部,其在所述第2谱数据中包含的1个以上的峰值的频率中,确定从所述干扰波确定处理部输出的频率信息所示的频率以外的频率是所述反射波的频率。
6.根据权利要求2所述的信号处理装置,其特征在于,
在第1发送处理的期间中,从所述移相控制信号生成部输出所述移相控制信号,在第2发送处理的期间中,不从所述移相控制信号生成部输出所述移相控制信号,
所述振幅减小部具有:
第1窗函数生成部,其在所述第1发送处理的期间中生成第1窗函数,该第1窗函数用于减小具有在所述第1发送处理的期间中移相后的发送波与接收波的差频的差拍信号即第1差拍信号的振幅中的、按照所述移相控制信号使所述发送波进行了移相的定时处的振幅;
第2窗函数生成部,其在所述第2发送处理的期间中生成第2窗函数,该第2窗函数不减小具有在所述第2发送处理的期间中未移相的发送波与接收波的差频的差拍信号即第2差拍信号的振幅中的、所述定时处的振幅;
第1窗函数乘法部,其在所述第1发送处理的期间中,对所述第1差拍信号乘以所述第1窗函数,在所述第2发送处理的期间中,对所述第2差拍信号乘以所述第1窗函数;以及
第2窗函数乘法部,其对所述第2差拍信号乘以所述第2窗函数,
所述信号转换部具有:
第1信号转换处理部,其在所述第1发送处理的期间中,将由所述第1窗函数乘法部乘以第1窗函数后的第1差拍信号作为第1谱数据而转换成频域信号,在所述第2发送处理的期间中,将由所述第1窗函数乘法部乘以第1窗函数后的第2差拍信号作为第2谱数据而转换成频域信号;以及
第2信号转换处理部,其将由所述第2窗函数乘法部乘以第2窗函数后的第2差拍信号作为第3谱数据而转换成频域信号,
所述信号处理装置具有反射波频率确定部,该反射波频率确定部分别根据所述第1谱数据、所述第2谱数据和所述第3谱数据,确定来自被测定物的反射波和干扰波中的所述反射波的频率。
7.根据权利要求6所述的信号处理装置,其特征在于,
所述反射波频率确定部具有:
干扰波确定处理部,其在所述第2谱数据中包含的1个以上的峰值中,确定与所述第1谱数据中包含的任何峰值都不一致的峰值,输出表示所确定的峰值的频率的频率信息;以及
反射波确定处理部,其根据从所述干扰波确定处理部输出的频率信息,从所述第3谱数据中包含的1个以上的峰值的频率中确定所述反射波的频率。
8.一种雷达装置,其特征在于,该雷达装置具有:
信号发送接收部,其生成频率被调制的发送波,在所述第1发送处理的期间中,按照从所述移相控制信号生成部输出的移相控制信号使所生成的发送波移相,在放射出移相后的发送波后,接收来自所述被测定物的反射波作为接收波,生成具有放射出的发送波与接收到的接收波的差频的第1差拍信号,在所述第2发送处理的期间中,放射出所生成的发送波后,接收来自所述被测定物的反射波作为接收波,生成具有放射出的发送波与接收到的接收波的差频的第2差拍信号;
权利要求4~7中的任意一项所述的信号处理装置;以及
被测定物检测部,其根据由所述反射波频率确定部确定的反射波的频率,计算与所述被测定物之间的距离和所述被测定物的速度中的任意一个以上。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/022625 WO2020246000A1 (ja) | 2019-06-06 | 2019-06-06 | 信号処理装置及びレーダ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113906306A true CN113906306A (zh) | 2022-01-07 |
Family
ID=69412119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980097013.6A Pending CN113906306A (zh) | 2019-06-06 | 2019-06-06 | 信号处理装置和雷达装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220050195A1 (zh) |
JP (1) | JP6644207B1 (zh) |
CN (1) | CN113906306A (zh) |
DE (1) | DE112019007289T5 (zh) |
WO (1) | WO2020246000A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7341372B2 (ja) | 2021-06-07 | 2023-09-08 | 三菱電機株式会社 | 信号処理装置、信号処理方法及びレーダ装置 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05297120A (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-12 | Japan Radio Co Ltd | Fm−cw測距方式及びfm−cw測距装置 |
US5862459A (en) * | 1996-08-27 | 1999-01-19 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Method of and apparatus for filtering intermodulation products in a radiocommunication system |
JP3690249B2 (ja) | 2000-06-29 | 2005-08-31 | 三菱電機株式会社 | Fm−cwレ−ダ装置 |
JP4709446B2 (ja) * | 2001-09-20 | 2011-06-22 | 株式会社日立国際電気 | フィードフォワード非線型歪補償増幅器 |
JP4230944B2 (ja) * | 2004-03-17 | 2009-02-25 | 日本電信電話株式会社 | マルチポート増幅器および歪み補償方法 |
JP5110531B2 (ja) * | 2008-07-24 | 2012-12-26 | 日本無線株式会社 | Fm−cwレーダ装置 |
GB0822659D0 (en) * | 2008-12-12 | 2009-01-21 | Astrium Ltd | Multiport amplifier adjustment |
JP2013110638A (ja) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Mitsubishi Electric Corp | マルチポートフィードフォワード増幅器 |
JP6176079B2 (ja) * | 2013-11-26 | 2017-08-09 | 株式会社デンソー | レーダ装置 |
KR102204839B1 (ko) * | 2014-02-11 | 2021-01-19 | 한국전자통신연구원 | 레이더를 이용한 표적 검출 장치 및 표적을 검출하는 방법 |
TWI504916B (zh) * | 2014-04-01 | 2015-10-21 | Wistron Neweb Corp | 調頻連續波雷達感測系統之信號處理方法及信號處理裝置 |
EP3121619A1 (en) * | 2015-07-22 | 2017-01-25 | Nxp B.V. | A radar system |
JP6678022B2 (ja) * | 2015-12-11 | 2020-04-08 | 古野電気株式会社 | 探知装置、水中探知装置、及びレーダ装置 |
JP2018025475A (ja) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 株式会社デンソー | レーダ用送受信機 |
JP6853642B2 (ja) * | 2016-09-26 | 2021-03-31 | パナソニック株式会社 | レーダ装置 |
US10684356B2 (en) * | 2016-10-13 | 2020-06-16 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Method for analyzing the resolution and/or the accuracy of a transmission unit and radar sensor |
WO2018150454A1 (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | 三菱電機株式会社 | フィードフォワード増幅器及びアンテナ装置 |
CN110366689B (zh) * | 2017-03-06 | 2023-01-31 | 日立安斯泰莫株式会社 | 雷达装置 |
US11054500B2 (en) * | 2017-08-08 | 2021-07-06 | Texas Instruments Incorporated | Noise measurement in a radar system |
KR102451286B1 (ko) * | 2017-12-07 | 2022-10-06 | 주식회사 에이치엘클레무브 | 타겟 검출 장치 및 방법 |
-
2019
- 2019-06-06 CN CN201980097013.6A patent/CN113906306A/zh active Pending
- 2019-06-06 WO PCT/JP2019/022625 patent/WO2020246000A1/ja active Application Filing
- 2019-06-06 JP JP2019554950A patent/JP6644207B1/ja active Active
- 2019-06-06 DE DE112019007289.7T patent/DE112019007289T5/de active Pending
-
2021
- 2021-11-01 US US17/515,670 patent/US20220050195A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020246000A1 (ja) | 2020-12-10 |
DE112019007289T5 (de) | 2022-01-20 |
JP6644207B1 (ja) | 2020-02-12 |
JPWO2020246000A1 (ja) | 2021-09-13 |
US20220050195A1 (en) | 2022-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10955547B2 (en) | Combined radar and communications system using common signal waveform | |
US20210011118A1 (en) | Noise mitigation in radar systems | |
US7460058B2 (en) | Radar | |
US8742979B2 (en) | Range side lobe removal device, signal-processing device, radar device provided with the signal-processing device, and method of removing range side lobe | |
US20110037642A1 (en) | Continuous wave radar | |
US20210003689A1 (en) | Radar device | |
JP2004184393A (ja) | パルスレーダ装置 | |
EP1635192A1 (en) | Radar apparatus with DC offset correction | |
JP2010169671A (ja) | レーダ装置 | |
US20220050195A1 (en) | Signal processing device and radar device | |
US20230131287A1 (en) | Radar device | |
JP3973036B2 (ja) | パルスレーダ装置 | |
KR102226885B1 (ko) | 상호 지연된 직교 코드에 의해 개선된 레인지 해상도를 갖는 레이더 시스템의 작동 방법 및 레이더 시스템 | |
JP4437804B2 (ja) | レーダ装置および距離測定方法 | |
JP7123571B2 (ja) | Fmcwレーダ装置 | |
JP4451203B2 (ja) | パルスレーダ装置 | |
GB2544753A (en) | Transceiver Circuits | |
JP7433528B2 (ja) | レーダ装置および干渉波抑圧装置 | |
WO2023062803A1 (ja) | レーダ装置及びレーダ装置の干渉対策検出方法 | |
JP6111975B2 (ja) | 二周波cwレーダ装置 | |
JP2006177979A (ja) | パルスレーダ装置 | |
JP4011601B2 (ja) | パルスレーダ装置 | |
JP2006177977A (ja) | パルスレーダ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |