DE10220357A1

DE10220357A1 - Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Messen von Abstand und Geschwindigkeit

Info

Publication number: DE10220357A1
Application number: DE10220357A
Authority: DE
Inventors: Masashi Mitsumoto; Takahiko Fujisaka; Koichi Kai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: JP2002341019A; US20020190894A1; JP3703014B2; US6611225B2; DE10220357B4

Abstract

Eine Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung hat ein Entfernungstor (17A, 17B) zum Herausziehen von Entfernungstor-Datenfolgen aus einem Speicher (16A, 16B), einen ersten Frequenzextraktionsabschnitt (102A, 102B), der eine Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer geringen Berechnungslast und einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei allen von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolgen durchgeführt wird, einen zweiten Frequenzextraktionsabschnitt (103A, 103B), welcher eine Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit nur bei der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, aus der eine Schwebungsfrequenz durch den ersten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogen wurde, und einen Abstands- und Geschwindigkeits-Ableitungsabschnitt (19), welcher den relativen Abstand und die relative Geschwindigkeit auf der Grundlage der von dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogenen Schwebungsfrequenz erhält.

Description

Diese Anmeldung basiert auf der Anmeldung Nr. 2001-141655, angemeldet in Japan am 11. Mai 2001, deren Inhalt hier einbezogen wird.

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radarvorrichtung, die auf einem sich bewegenden Körper wie einem Fahrzeug befestigt ist, und insbesondere auf eine Signalverarbeitungsvorrichtung, die in der Lage ist, einen Gegenstand als ein Meßziel mit einem Radar zu erfassen, um einen relativen Abstand und eine relative Geschwindigkeit zwischen dem Ziel und dem Radar zu messen (nachfolgend als "relativer Abstand" oder "Abstand" bzw. "relative Geschwindigkeit" oder "Geschwindigkeit" bezeichnet). Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Messen des Abstands und der Geschwindigkeit mit der Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Auf Fahrzeugen oder dergleichen befestigte Radarvorrichtungen decken nur einen Bereich von mehreren bis mehreren 100 Metern ab, in welchem die Radarvorrichtungen die Abstände zu den Zielen messen können. Es ist wünschenswert, daß die Radarvorrichtungen mit einem derartigen Bereich eine Sendeantenne und ein Empfangsantenne haben, die zu einer Antenne kombiniert sind, um ihre Größe zu verringern, wenn sie auf dem Fahrzeug oder dergleichen montiert sind. Als eine herkömmliche Radarvorrichtung, die ausgebildet ist, um diesem Erfordernis zu entsprechen, ist eine Vorrichtung für frequenzmoduliertes unterbrochenes Dauer-Strich-Radar (FMICW) bekannt.
Die herkömmliche Radarvorrichtung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das die grundsätzliche Struktur eines Senders/Empfängers 1 einer FMICW-Radarvorrichtung zeigt.
Gemäß Fig. 10 weist der Radarsender/-empfänger 1 einen Sende-/Empfangs-Steuerabschnitt 2, einen Erzeugungsabschnitt 3 für eine modulierte Wellenform, einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 4, einen ersten Schalter 5, einen zweiten Schalter 6, eine Antenne 7, Verteilungsschaltungen 9A und 9B, eine Phasen-Schiebeschaltung 10 und Mischer 11A und 11B auf. Ein durch die Radarvorrichtung zu erfassendes Ziel ist in Fig. 10 durch 8 angezeigt.
Fig. 11 ist ein Schaltbild, das die Struktur einer Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung 12 zeigt, in welche ein empfangenes Signal und ein Steuersignal nach Fig. 10 eingegeben werden.
Gemäß Fig. 11 hat die Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung 12 einen Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13, einen dritten Schalter 14, Analog/Digital-Wandler (ADC) 15A und 15B, Speicher 16A und 16B, Entfernungstore 17A und 17B, Frequenzextraktionsabschnitte 18A und 18B sowie einen Abstands- und Geschwindigkeits-Ableitungsabschnitt 19.
Die Arbeitsweise der herkömmlichen Radarvorrichtung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Frequenzen von Signalen mit bezug auf die Zeit in der FMICW- Radarvorrichtung zeigt. In der folgenden Beschreibung wird ein Zustand der Modulation in einer Periode, in der die Frequenz mit der Zeit zunimmt, als "Aufwärtsphase" bezeichnet, und ein Zustand der Modulation in einer Periode, in der die Frequenz mit der Zeit abnimmt, wird als "Abwärtsphase" bezeichnet.
Fig. 12 zeigt ein Aufwärtsphasen-VCO-Signal 20A, ein Abwärtsphasen-VCO-Signal 20B, ein zu sendendes Aufwärtsphasen-Signal 21A, ein zu sendendes Abwärtsphasen-Signal 21B, ein lokales Aufwärtsphasen-Signal 22A, ein lokales Abwärtsphasen-Signal 22B, ein empfangenes Aufwärtsphasen-Signal 23A, ein empfangenes Abwärtsphasen-Signal 22B, ein Aufwärtsphasen- Schwebungssignal 24A und ein Abwärtsphasen- Schwebungssignal 24B.
Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Verbindung zu einem Kontakt mit bezug auf die Zeit in jedem der in Fig. 10 dargestellten ersten und zweiten Schalter 5 und 6 zeigt.
Fig. 14 ist ein Diagramm, das eine Datenmatrix zeigt, die in jedem der in Fig. 11 gezeigten Speicher 16A und 16B gebildet wird durch Abtastung von Aufwärtsphasen- oder Abwärtsphasen- Schwebungssignalen.
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das den Vorgang der Signalverarbeitung in der in Fig. 11 dargestellten Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung zeigt.
Die Arbeitsweise der FMICW-Radarvorrichtung wird beschrieben. Die FMICW-Radarvorrichtung verwendet intermittierend eine frequenzmodulierte Dauerstrichwelle, wie ihr Name besagt.
Gemäß Fig. 10 wird eine modulierte Wellenform, welche Aufwärts- und Abwärtsphasen hat und welche von dem Erzeugungsabschnitt 3 für modulierte Wellenformen erzeugt wird, durch eine Steuerung des Sende-/Empfangs-Steuerabschnitts 2 in dem Radarsender/-empfänger 1 in den VCO 4 eingegeben, und ein in Fig. 12 gezeigtes VCO-Signal 20 wird durch den VCO 4 aus dem Eingangssignal gebildet und in den ersten Schalter 5 eingegeben.
Der erste Schalter 5 und der zweite Schalter 6 werden durch den Sende-/Empfangs-Steuerabschnitt 2 so gesteuert, daß sie wiederholt eine synchronisierte Verbindung durch einen Kontakt t während einer vorher eingestellten Zeitperiode τ und eine Verbindung über einen Kontakt r während einer anderen Zeitperiode T-τ herstellen, wie in Fig. 13 gezeigt ist.
Während der Aufwärtsphasen-Periode wird das VCO- Signal 20A über den Kontakt p während der Zeitperiode τ zugeführt, um eine Welle eines zu übertragenden Signal 21A zu erzeugen. Das Signal 21A wird über den ersten Schalter 5 und den zweiten Schalter 6 zu der Antenne 7 geliefert um von der Antenne 7 in die Luft abgestrahlt zu werden.
Das gesendete, sich in der Luft ausbreitende Signal 21A trifft auf das Ziel 8, das sich mit einer bestimmten relativen Geschwindigkeit V bewegt, während es eine bestimmten relativen Abstand R einhält, und ein Teil des Signals wird durch das Ziel 8 reflektiert. Die von dem Ziel 8 reflektierte Welle wird um eine Dopplerfrequenz Fv gemäß der relativen Geschwindigkeit V verschoben und wird als das in Fig. 12 gezeigte empfangene Signal 23A von der Antenne 7 mit einer Verzögerung von Kτ = 2R/c (c: die Geschwindigkeit der elektrischen Wellen) gegenüber der Zeit, zu der das Signal 21A gesendet wurde, empfangen. Das empfangene Signal 23A wird über den zweiten Schalter 6, in welchen eine Verbindung über den Kontakt r während der Zeitperiode T-τ hergestellt wird, eingegeben. Die Verteilungsschaltung 9A teilt das eingegebene Signal in zwei Signale, welche jeweils in die Mischer 11A und 11B eingegeben werden.
Andererseits wird das über den ersten Schalter 5, in welchen eine Verbindung über den Kontakt r während der Zeitperiode T-τ hergestellt wird, zugeführte VCO-Signal 20A als das lokale 22A in die Verteilungsschaltung 9B eingegeben. Die Verteilungsschaltung 9B teilt das eingegebene Signal in zwei Signale, welche jeweils in den Mischer 11A und die Phasen- Schiebeschaltung 10 eingegeben werden.
Die Phasen-Schiebeschaltung 10 verschiebt die Phase des eingegebenen Signal um π/2 im Bogenmaß und gibt das phasenverschobene Signal zu dem Mischer 11B aus.
Das empfangene Signal 23A und das lokale Signal 22A, die jeweils in die Mischer 11A und 11B eingegeben wurden, werden in einer Periode Kτ bis (K+1)τ in der Zeitperiode T-τ gemischt, um das Schwebungssignal 24A zu erzeugen, in welchem die Frequenzdifferenz zwischen dem empfangenen Signal 23A und dem lokalen Signal 22 als eine Frequenz erscheint.
Zu dieser Zeit wird das Schwebungssignal 24A als ein komplexes Signal von den Mischern 11A und 11B erhalten, das Schwebungssignal 24A von dem Mischer 11A entsprechend dem reellen Teil (I) des komplexen Signal, das Schwebungssignal 24A von dem Mischer 11B entsprechend dem imaginären Teil (Q) des komplexen Signals.
Während der Abwärtsphasen-Periode wird das Schwebungssignal 24B in derselben Weise wie während der Aufwärtsphasen-Periode erhalten.
Die Schwebungssignale 24A in der Aufwärtsphase werden in einer nachfolgend gezeigten Gleichung (1) durch Sup (t) dargestellt, und das Schwebungssignal 24B in der Abwärtsphase wird in einer unten gezeigten Gleichung (2) durch Sdn (t) dargestellt.

Sup (t) = Aup.exp (j2ΠU.t + Φup) = Aup.cos (2ΠU.t + Φup) + jAup.sin (2ΠU.t + Φup) (1)

Sdn (t) = Adn.exp (j2ΠD.t + Φdn) = Adn.cos (2ΠD.t + Φdn) + jAdn.sin (2ΠD.t + Φdn) (2)

(Aup, Adn: Amplituden Faktoren; Φup, Φdn: Phasen Faktoren; U: Aufwärtsphasen-Schwebungsfrequenz; D: Abwärtsphasen-Schwebungsfrequenz; B: Frequenz Wobble- Hub; T: Frequenz Wobble-Zeit; c: Lichtgeschwindigkeit; λ: Wellenlänge; R: relativer Abstand zum Ziel; und V: relative Geschwindigkeit des Ziels).
Die Schwebungssignale (I und Q) und ein Steuersignal (x) von dem Sende-/Empfangs-Steuerabschnitt 2 werden von dem Radarsender/-empfänger 1 zu der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung 12 geliefert.
Auf der Grundlage des Steuersignals von dem Sende-/Empfangs-Steuerabschnitt 2 stellt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung 12 eine Verbindung über einen Kontakt U in dem dritten Schalter 14 während der Aufwärtsphasen-Periode und eine Verbindung über einen Kontakt D in dem dritten Schalter 14 während der Abwärtsphasen-Periode her.
Dieses Schalten ermöglicht, daß das während jeder Periode τ in der Zeitperiode τ bis T durch den ADC 15A abzutasten die Aufwärtsphasen-Schwebungssignal in dem Speicher 16A gespeichert wird, und es ermöglicht auch, daß das während jeder Periode τ in der Zeitperiode τ bis T durch den ADC 15B abzutastende Abwärtsphasen-Schwebungssignal in dem Speicher 16B gespeichert wird.
Von jedem Schwebungssignal, wenn es gespeichert ist, werden N-Abtastungen {P(1), R(1)}, {P(1), R(2)}, {P(1), R(3)}, . . . {P(1), R(N)} von P(1), welches das gesendete Signal 21A oder 21B ist, in der Reihenfolge durch den Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 gespeichert, wie in Fig. 14 gezeigt ist. In gleicher Weise werden Abtastungen von (P2), d. h. {P(2), R(1)}, {P(2), R(2)}, {P(2), R(3)}, . . . {P(2), R(N)} ebenfalls gespeichert, wodurch eine Datenmatrix mit bezug auf jede Phase gebildet wird. In der Matrix enthält die Reihe R(k) (k = 1 bis N) das Signal des Ziels bei dem relativen Abstand in dem durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückten Bereich.
Auf der Grundlage des Steuersignals von dem Sende-/Empfangs-Steuerabschnitt 2 bestimmt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 die Zeit, zu der die Abtastung des letzten gesendeten Signal P(M) beendet ist, und geht weiter, um die nächste Signalverarbeitung durchzuführen. Die Arbeitsweise der Radarvorrichtung wird mit bezug auf Einzelheiten der nächsten Signalverarbeitung anhand von Fig. 15 beschrieben.
In dem ersten Schritt ST 1 des in Fig. 15 gezeigten Ablaufs setzt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 1 einen in ihm vorgesehenen Entfernungstor- Nummernzähler (innere Variable) k auf k = 1.
In dem Schritt ST 2 steuert der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Entfernungstor 17A so, daß eine Verbindung über den k-ten-Kontakt hergestellt wir. Die k-te-Entfernungstor-Datenfolge in einer Aufwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . . {P(M), R(k)} wird über diese Verbindung in dem Entfernungstor 17A aus dem Speicher 16A herausgezogen und in den Frequenzextraktionsabschnitt 18A eingegeben. Der Frequenzextraktionsabschnitt 18A führt eine Frequenzanalyse bei dieser Entfernungstor-Datenfolge beispielsweise durch schnelle Fourier-Transformation (FFT) durch und sendet ein Schwebungsfrequenz- Extraktionsergebnis entsprechend dem Ziel zu dem Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13.
Im Schritt ST 3 empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem Frequenzextraktionsabschnitt 18A und stellt fest, ob eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Vorgang zum Schritt ST 4 weiter. Wenn keine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Vorgang zum Schritt ST 7 weiter.
In dem Schritt ST 4 steuert der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Entfernungstor 17B in der Weise, daß wie im Schritt ST 2 eine Verbindung über den k-ten-Kontakt hergestellt wird. Die k-te- Entfernungstor-Datenfolge in einer Abwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . . {P(M), R(k)} wird über diese Verbindung in dem Entfernungstor 17B aus dem Speicher 16B herausgezogen und in den Frequenzextraktionsabschnitt 18B eingegeben. Der Frequenzextraktionsabschnitt 18B führt eine Frequenzanalyse bei dieser Entfernungstor-Datenfolge beispielsweise - mittels FFT durch und sendet ein Schwebungsfrequenz- Extraktionsergebnis entsprechend dem Ziel zu dem Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13.
In Schritt ST 5 empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem Frequenzextraktionsabschnitt 18B und stellt fest, ob eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde geht der Vorgang zum Schritt ST 6 weiter. Wenn keine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Vorgang zum Schritt ST 7.
Im Schritt ST 6 bildet der Abstands- und Geschwindigkeits-Ableitungsabschnitt 19 alle Kombinationen von herausgezogenen Schwebungsfrequenzen U1, U2, . . . AUp in der Aufwärtsphase und von Schwebungsfrequenzen D1, D2, . . . ADq in der Abwärtsphase und sucht nach einem Paar von Frequenzen Cij (U1, Dj), bei der durch eine nachfolgend gezeigte Gleichung (6) erhaltene relative Abstand R innerhalb des Bereichs Rk ist, der durch Gleichung (5) ausgedrückt wird. Wenn ein Paar von Frequenzen, die der Bedingung genügen, gefunden ist, wird die relative Geschwindigkeit V des Ziels durch Verwendung der nachfolgend gezeigten Gleichung (7) erhalten.
Im Schritt ST 7 vergleicht der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 den Wert des Zählers k mit N. Wenn k nicht gleich N ist, geht der Vorgang zum Schritt ST 8 weiter. Wenn k gleich groß N ist, bewegt sich der Vorgang zum Schritt ST 9.
Im Schritt ST 8 inkrementiert der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 den Wert des Zählers k. Der Prozess geht dann zum Schritt ST 2 weiter.
Im Schritt ST 9 entscheidet der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 über die Beendigung der Operation. Wenn die Entscheidung dahin geht, die Operation nicht zu beenden, kehrt der Prozess zum Schritt ST 1 zurück. Wenn die Entscheidung dahin geht, die Operation zu beenden, wird die Operation beendet. Beispielsweise wird die Operation beendet, wenn ein Befehl von einer Bedienungsperson zu dem Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt eingegeben wird.
Bei der wie vorstehend beschrieben ausgebildeten herkömmlichen FMICW-Radarvorrichtung muß eine Frequenzextraktion aus allen N-Abstandspeichern durchgeführt werden mit bezug auf jede Phase, und es ist nicht immer möglich, die Extraktionsverarbeitung in Echtzeit durchzuführen.
Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift 2000-275333 offenbart als ein Mittel zur Lösung dieses Problems ein Verfahren zum Hinzufügen mehrerer unterschiedlicher Entfernungstor-Datenfolgen, um die Anzahl von zu verarbeitenden Enfernungstor- Datengruppen zu verringern.
Fig. 16 zeigt die Struktur einer anderen herkömmlichen Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, um diese Lösung zu realisieren.
Der in Fig. 16 gezeigte Prozessor weist einen Zusatzentfernungstor-Einstellabschnitt 25 und Hinzufügungsabschnitt für Entfernungstore 26A und 26B auf.
Fig. 17 enthält ein Flußdiagramm, daß den Ablauf der Signalverarbeitung bei dieser herkömmlichen Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung zeigt.
Die Arbeitsweise der FMICW-Radarvorrichtung wird nun beschrieben. Die Operation wird in derselben Weise wie bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen FMICW-Radarvorrichtung durchgeführt bis zu dem Prozess der Bildung einer Datenmatrix durch Speichern von Aufwärtsphasen- und Abwärtsphasen- Schwebungssignalen in den Speichern 16A bzw. 16B.
In dem ersten in Fig. 17 gezeigten Schritt ST 1 setzt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 einen in ihm vorgesehenen Entfernungstor-Nummernzähler K auf K = 1.
Im Schritt ST 10 benachrichtigt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 den Zusatzentfernungstor- Einstellabschnitt 25 über die Beendigung der Abtastung des letzten gesendeten Signals P(M), und der Zusatzentfernungstor-Einstellabschnitt 25, der diese Nachricht empfängt, gibt zu dem Hinzufügungsabschnitt für 26A für Entfernungstore Entfernungstornummern aus, welche durch arithmetische Addition zu kombinierende Daten bezeichnet. Zum Beispiel führt, wenn die i-ten-Entfernungstordaten und die (i+j)-ten- Entfernungstordaten einander addiert werden, der Hinzufügungsabschnitt 26A für mehrere Entfernungstordaten eine arithmetische Addition von Aufwärtsdaten durch, die durch {P(1), R(i)} + {P(1), R(i+j)}, {P(2), R(i)} + {P(2), R(i+j)}, . . ., {P(m), R(i)} + {P(m), R(i+j)} ausgedrückt sind, und bildet aus diesem Ergebnis eine Datenfolge {P(1), RR(h)}, {P(2), RR(h)}, . . ., {P(m), RR(h)} neu.
Im Schritt ST 11 führt der Frequenzextraktionsabschnitt 18A eine Frequenzanalyse beispielsweise mittels FFT bei der neuen, im Schritt ST 9 gebildeten Datenfolge durch und sendet ein Schwebungsfrequenz- Extraktionsergebnis entsprechend dem Ziel zu dem Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13.
Im Schritt ST 3 empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem Frequenzextraktionsabschnitt 18A und stellt fest, ob eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Vorgang zum Schritt ST 12 weiter. Wenn keine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 14.
Im Schritt ST 12 gibt der Zusatzentfernungstor- Einstellabschnitt 25 zu dem Hinzufügungsabschnitt 26B für mehrere Entfernungstordaten Entfernungstornummern aus, welche durch arithmetische Addition zu kombinierende Daten bezeichnen, wie dies im Schritt ST 10 der Fall ist. Wenn z. B. die i-ten-Entfernungstordaten und die (i+j)-ten-Entfernungstordaten miteinander addiert werden, führt der Hinzufügungsabschnitt 26B für mehrere Entfernungstordaten eine arithmetische Addition von Abwärtsphasen-Daten durch, wie durch {P(1), R(i)} + {P(1), R(i+j)}, {P(2), R(i)} + {P(2), R(i+j)}, . . ., {P(m), R(i)} + {P(m), R(i+j)} aus gedrückt ist und bildet anhand dieses Ergebnisses eine Datenfolge {P(1), RR(h)}, {P(2), RR(h)}, . . ., {P(m), RR(h)} neu.
Im Schritt ST 13 wird eine Verarbeitung ähnlich der im Schritt ST 11 durchgeführt, d. h. der Frequenzextraktionsabschnitt 18B führt eine Frequenzanalyse z. B. mittels FFT bei der neuen, im Schritt ST 12 gebildeten Datenfolge durch und sendet ein Schwebungsfrequenzen-Extraktionsergebnis entsprechend dem Ziel zu dem Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13.
Im Schritt ST 5 empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem Frequenzextraktionsabschnitt 18B und stellt fest, ob eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt ST 6 weiter. Wenn keine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 14.
Im Schritt ST 6 werden der relative Abstand und die relative Geschwindigkeit des Ziels in derselben Weise wie bei der vorbeschriebenen bekannten FMICW- Radarvorrichtung erhalten.
Im Schritt ST 14 vergleicht der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 den Wert des Zählers k mit H (= N/2). Wenn k nicht gleich groß H ist, geht der Prozess zum Schritt ST 8 weiter. Wenn k gleich H ist, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 9.
Im Schritt ST 8 inkrementiert der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 den Wert des Zählers k. Der Prozess geht dann zum Schritt ST 10 weiter.
Im Schritt ST 9 entscheidet der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 über die Beendigung der Operation. Wenn die Entscheidung dahingeht, daß die Operation nicht beendet wird, kehrt der Prozess zum Schritt ST 1 zurück. Wenn die Entscheidung dahingeht, daß die Operation beendet wird, wird die Operation beendet. Beispielsweise wird die Operation beendet, wenn ein Befehl von einer Bedienungsperson in den Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 eingegeben wird.
Bei der herkömmlichen, wie vorbeschrieben ausgebildeten FMICW-Radarvorrichtung besteht eine Möglichkeit, daß Schwebungsfrequenzen, welche in unterschiedlichen Entfernungstoren existieren und unterschiedlichen Zielen entsprechen, fälschlicherweise als ein Frequenzpaar ausgewählt werden, um den Abstand und die Geschwindigkeit eines Ziels zu erzeugen, welches tatsächlich nicht existieren kann, so daß die Zuverlässigkeit der Meßergebnisse herabgesetzt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Angesichts des vorbeschriebenen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung zu schaffen, bei der eine Signalverarbeitung mit einer geringeren Datenmenge üblicherweise durchgeführt wird und eine genaue Hochlast-Signalverarbeitung nur mit einer Entfernungstor- Datenfolge mit einer starken Wahrscheinlichkeit der Existenz eines Ziels durchgeführt wird, und welche eine Echtzeit-Verarbeitung auf diese Weise ohne Verringerung der Zuverlässigkeit der Meßergebnisse durchführen kann.
Eine Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat einen Speicher, in welchem ein in vorbestimmten Zeitintervallen abgetastetes Schwebungssignal gespeichert wird, ein Entfernungstor zum Herausziehen einer Entfernungstor-Datenfolge aus dem Speicher, einen ersten Frequenzextraktionsabschnitt, der eine Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer geringen Berechnungslast und einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei allen Entfernungstor-Datenfolgen, die von dem Entfernungstor herausgezogen wurden, durchgeführt wird, einen zweiten Frequenzextraktionsabschnitt, der eine Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit nur bei der Entfernungstor- Datenfolge durchgeführt wird, aus der eine Schwebungsfrequenz durch den ersten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogen wurde, und einen Abstands- und Geschwindigkeits-Ableitungsabschnitt, der einen relativen Abstand und eine relative Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der von dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogenen Schwebungsfrequenz erhält. Das heißt, es wird eine Signalverarbeitung mit einer kleineren Datenmenge üblicherweise durchgeführt, und eine genaue Hochlast- Signalverarbeitung wird nur bei einer Entfernungstor- Datenfolge mit einer starken Wahrscheinlichkeit der Existenz eines Ziels durchgeführt, wodurch eine Echtzeit-Verarbeitung ohne Herabsetzung der Zuverlässigkeit der Meßergebnisse ermöglicht wird.
Eine Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Speicher, in welchem ein in vorbestimmten Zeitintervallen abgetastetes Schwebungssignal gespeichert wird, ein Entfernungstor zum Herausziehen einer Entfernungstor-Datenfolge aus dem Speicher, eine Entfernungstor-Vorhersageabschnitt, der den relativen Abstand eines Ziels zu der nächsten Beobachtungszeit anhand des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels, die zu der gegenwärtigen Beobachtungszeit abgeleitet wurden, vorhersagt und der eine Entfernungstor-Datenfolge entsprechend dem vorhergesagten Abstand erhält, einen ersten Frequenzextraktionsabschnitt, der eine Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer geringen Berechnungslast und mit einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, die durch das Entfernungstor herausgezogen wurde, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt, die von dem Entfernungstor-Vorhersageabschnitt vorhergesagt wurde, einen zweiten Frequenzextraktionsabschnitt, der eine Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit an der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wurde, die von dem Entfernungstor herausgezogen wurden, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, mit der Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt, die von dem Entfernungstor-Vorhersageabschnitt vorhergesagt wurde, und einen Abstands- und Geschwindigkeits- Ableitungsabschnitt, der den relativen Abstand und die relative Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der von dem ersten oder dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogenen Schwebungsfrequenz erhält. Das heißt, die Signalverarbeitung bei einer kleineren Datenmenge wird üblicherweise durchgeführt und eine genaue Hochlast-Signalverarbeitung wird nur bei einer Entfernungstor-Datenfolge mit einer starken Wahrscheinlichkeit der Existenz eines Ziels durchgeführt, wodurch eine Echtzeit-Verarbeitung ohne Herabsetzung der Zuverlässigkeit der Meßergebnisse ermöglicht wird.
Eine Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat einen Speicher, in welchem ein in vorbestimmten Zeitintervallen abgetastetes Schwebungssignal gespeichert wird, ein Entfernungstor zum Herausziehen eine Entfernungstor-Datenfolge aus dem Speicher, einen Entfernungstor-Vorhersageabschnitt, der den relativen Abstand eines Ziels zu der nächsten Beobachtungszeit anhand des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels, die zu dem gegenwärtigen Beobachtungszeitpunkt abgeleitet werden, vorhersagt und der eine Entfernungstor-Datenfolge entsprechend dem vorhergesagten Abstand erhält, einen ersten Frequenzextraktionsabschnitt, der eine Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer geringen Berechnungslast und mit einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei allen Entfernungstor-Datenfolgen, die von dem Entfernungstor herausgezogen wurden, durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der von dem Entfernungstor-Vorhersageabschnitt vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt, einen zweiten Frequenzextraktionsabschnitt, der eine Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit nur bei der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, aus der eine Schwebungsfrequenz durch den ersten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogen wurde, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der von dem Entfernungstor-Vorhersageabschnitt vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt, und der eine Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit bei der von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, mit der von dem Entfernungstor-Vorhersageabschnitt vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt, und einen Abstand- und Geschwindigkeits-Ableitungsabschnitt, der den relativen Abstand und die relative Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der von dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogenen Schwebungsfrequenz erhält. Das heißt, die Signalverarbeitung mit einer kleineren Datenmenge wird üblicherweise durchgeführt, und eine genaue Hochlast- Signalverarbeitung wird nur bei einer Entfernungstor- Datenfolge mit einer starken Wahrscheinlichkeit der Existenz eines Ziels durchgeführt, wodurch eine Echtzeitverarbeitung ohne Verringerung der Zuverlässigkeit der Meßergebnisse ermöglicht wird.
Ein Verfahren zum Messen eines Abstands und einer Geschwindigkeit unter Verwendung von FMICW gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Schritte:
Herausziehen einer ersten Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel, in dem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer niedrigen Berechnungslast und mit einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei allen Entfernungstor-Datenfolgen durchgeführt wird, die durch ein Entfernungstor aus einem Speicher herausgezogen wurden; Herausziehen einer zweiten Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel, in dem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit nur bei der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, aus der die erste Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde; und Erhalten des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit auf der Grundlage der herausgezogenen zweiten Schwebungsfrequenz. Das heißt es wird üblicherweise eine Signalverarbeitung mit einer kleineren Datenmenge durchgeführt und eine genaue Hochlast- Signalverarbeitung wird nur bei einer Entfernungstor- Datenfolge mit einer starken Wahrscheinlichkeit der Existenz eines Ziels durchgeführt, wodurch eine Echtzeit-Verarbeitung ohne Herabsetzung der Zuverlässigkeit der Meßergebnisse ermöglicht wird.
Ein Verfahren zum Messen eines Abstands und einer Geschwindigkeit unter Verwendung der FMICW gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält:
Die Schritte des Vorhersagens des relativen Abstands eines Ziels zu dem nächsten Beobachtungszeitpunkt anhand des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels, die zum gegenwärtigen Beobachtungszeitpunkt abgeleitet werden, um eine Entfernungstor-Datenfolge entsprechend dem vorhergesagten Abstand zu erhalten; Herausziehens einer ersten Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel, in dem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer geringen Berechnungslast und einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei einer von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt; des Herausziehens einer zweiten Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel, neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält:
Die Schritte des Vorhersagens des relativen Abstands eines Ziels zu dem nächsten Beobachtungszeitpunkt anhand des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels, die zum gegenwärtigen Beobachtungszeitpunkt abgeleitet werden, um eine Entfernungstor-Datenfolge entsprechend dem vorhergesagten Abstand zu erhalten; Herausziehens einer ersten Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel, in dem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer geringen Berechnungslast und einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei einer von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt; des Herausziehens einer zweiten Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel, in dem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit bei der von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge die der zu verarbeitende Gegenstand ist, mit der vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt; und des Erhaltens des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der herausgezogenen ersten oder zweiten Schwebungsfrequenz. Das heißt die Verarbeitung einer kleineren Datenmenge wird üblicherweise durchgeführt und eine genaue Hochlast-Signalverarbeitung wird nur bei einer Entfernungstor-Datenfolge mit einer starken Wahrscheinlichkeit der Existenz eines Ziels durchgeführt, wodurch eine Echtzeit-Verarbeitung ohne Herabsetzung der Zuverlässigkeit der Meßergebnisse ermöglicht wird.
Ein Verfahren zum Messen eines Abstands und einer Geschwindigkeit unter Verwendung der FMICW gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Schritte:
Vorhersagen des relativen Abstands eines Ziels zu dem nächsten Beobachtungszeitpunkt anhand des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels, die zu dem gegenwärtigen Beobachtungszeitpunkt abgeleitet werden, um eine Entfernungstor-Datenfolge entsprechend dem vorhergesagten Abstand zu erhalten; Herausziehen einer ersten Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel, in dem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer geringen Berechnungslast und einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei allen von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor- Datenfolgen durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, welche der zu bearbeitende Gegenstand ist, nicht mit der vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt; Herausziehen einer zweiten Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel, in dem eine Frequezanalyse mittels FFT mit einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit nur bei der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, aus der die erste Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, welche der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der von dem Entfernungstor-Vorhersageabschnitt vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt, und Herausziehen einer zweiten Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel, in dem eine Frequenzanalyse mittels FFT mit einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit bei der von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor- Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, welche der zu verarbeitende Gegenstand ist, mit der vorhergesagten Entfernungstor- Datenfolge übereinstimmt; und Erhalten des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der herausgezogenen zweiten Schwebungsfrequenz. Das heißt, die Verarbeitung mit einer kleineren Datenmenge wird üblicherweise durchgeführt und eine genaue Hochlast-Signalverarbeitung wird nur bei einer Entfernungsort-Datenfolge mit einer starken Wahrscheinlichkeit der Existenz eines Ziels durchgeführt, wodurch eine Echtzeit-Verarbeitung ohne Herabsetzung der Zuverlässigkeit der Meßergebnisse ermöglicht wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das das Spektrum von diskreten Frequenzen darstellt, die von einem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt in der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung herausgezogen wurden;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das das Spektrum von diskreten Frequenzen darstellt, die von einem ersten Frequenzextraktionsabschnitt in der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung herausgezogen wurden;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein diskretes Frequenzspektrum darstellt, welches ein Ergebnis der 2M- Punkt-FFT in der Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer Radarsignal- Verarbeitungvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergibt;
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel wiedergibt;
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild der grundsätzlichen Struktur eines Senders/Empfängers einer herkömmlichen FMICW-Radarvorrichtung;
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung;
Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Frequenzen von Signalen mit bezug auf die Zeit bei der herkömmlichen FMICW-Radarvorrichtung wiedergibt;
Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Verbindung mit einem Kontakt mit bezug auf die Zeit in jedem von dem ersten und dem zweiten Schalter nach Fig. 10 wiedergibt;
Fig. 14 ist ein Diagramm, das eine in jedem der in Fig. 11 gezeigten Speicher durch Abtastung von Aufwärtsphasen- oder Abwärtsphasen-Schwebungssignalen gebildete Datenmatrix wiedergibt;
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das den Ablauf der Signalverarbeitung in der in Fig. 11 gezeigten Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung wiedergibt;
Fig. 16 ist ein Blockschaltbild einer anderen herkömmlichen Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung; und
Fig. 17 ist ein Flußdiagramm, das den Ablauf der Signalverarbeitung in der herkömmlichen Radarsignal- Verarbeitungvorrichtung nach Fig. 16 wiedergibt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Ausführungsbeispiel 1

Eine Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 ist ein Blockschaltbild das die Struktur der Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen identische oder entsprechende Komponenten.
Gemäß Fig. 1 sind 4 Schalter 101A und 101B, erste Frequenzextraktionsabschnitte 102A und 102B und zweite Frequenzextraktionsabschnitte 103A und 103B vorgesehen. Andere Komponenten sind dieselben wie diejenigen bei der in Fig. 11 gezeigten herkömmlichen Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung.
Die Arbeitsweise der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise (Signalverarbeitungsprozedur) der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der in Fig. 10 gezeigte Radarsender/-empfänger arbeitet in derselben Weise wie der bei dem vorbeschriebenen herkömmlichen Beispiel, und der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13, der dritte Schalter 14, die ADC 15 und die Speicher 16, die in Fig. 1 gezeigt sind, arbeiten in derselben Weise wie diejenigen bei dem vorbeschriebenen Stand der Technik, um in jedem Speicher 16 eine Datenmatrix wie in Fig. 14 gezeigt mit bezug auf die entsprechende Phase zu bilden. Die Signalverarbeitung wird danach gemäß der in Fig. 2 gezeigten Prozedur durchgeführt.
Im Schritt ST 1 der in Fig. 2 gezeigten Prozedur setzt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 einen in ihm selbst vorgesehenen Entfernungstor- Nummernzähler k auf k = 1, wie es bei demselben Steuerabschnitt beim herkömmlichen Beispiel der Fall ist.
In dem nachfolgenden Schritt ST 101 steuert der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 das Entfernungstor 17A derart, daß eine Verbindung über den k- Kontakt hergestellt wird, und er steuert auch den vierten Schalter 101A in der Weise, daß eine Verbindung über einen Kontakt Y hergestellt wird. Die k-te- Entfernungstor-Datenfolge in einer Aufwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . ., {P(M), R(k)} wird über die Verbindungen in dem Entfernungstor 17A und dem vierten Schalter 101A aus dem Speicher 16A herausgezogen und in den ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102A eingegeben. Der erste Frequenzextraktionsabschnitt 102A führt eine Frequenzanalyse bei diese Entfernungsort-Datenfolge durch, indem Frequenzanalyse mit geringer Frequenzmeßgenauigkeit bei einer niedrigen Berechnungslast verwendet werden und sendet ein Schwebungsfrequenz-Extraktionsergebnis entsprechend einem Ziel zu dem Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13.
Im Schritt ST 3 empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102A und stellt fest, ob eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Prozess zum Schritt ST 102 weiter. Wenn keine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 7.
Im Schritt ST 102 steuert der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 den Entfernungsort 17A in der Weise, daß eine Verbindung über den k-ten-Kontakt hergestellt wird, und er steuert auch den vierten Schalter 101A in der Weise, daß eine Verbindung über einen Kontakt Z hergestellt wird. Die k-te Entfernungsort- Datenfolge in der Aufwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . . {P(M), R(k)} wird aus dem Speicher 16A über die Verbindungen in dem Entfernungstor 17A und dem vierten Schalter 101A herausgezogen und in den zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103A eingegeben. Der zweite Frequenzextraktionsabschnitt 103A führt eine Frequenzanalyse bei dieser Entfernungstor- Datenfolge durch, indem Frequenzanalysemittel mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit und bei einer hohen Berechnungslast verwendet werden, und sendet ein Schwebungsfrequenz-Extraktionsergebnis entsprechend dem Ziel zu dem Abstands- und Geschwindigkeits- Ableitungsabschnitt 19.
In dem nachfolgenden Schritt ST 103 steuert der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 das Entfernungstor 17B in der Weise, daß eine Verbindung über den k-ten-Kontakt hergestellt wird, und er steuert auch den vierten Schalter 101B in der Weise, daß eine Verbindung über einen Kontakt Y hergestellt wird, wie es im Schritt ST 101 der Fall ist. Die k-te Entfernungstor-Datenfolge in einer Abwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . . {P(M), R(k)} wird aus dem Speicher 16B über die Verbindungen in dem Entfernungstor 17B und dem vierten Schalter 101B herausgezogen und in den ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102B eingegeben. Der erste Frequenzextraktionsabschnitt führt eine Frequenzanalyse bei dieser Entfernungstor-Datenfolge durch, indem Frequenzanalysemittel mit geringer Frequenzmeßgenauigkeit bei einer geringen Berechnungslast verwendet werden, und sendet ein Schwebungsfrequenz-Extraktionsergebnis entsprechend dem Ziel zu dem Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13.
Im Schritt ST 5 empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102B und stellt fest, ob eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Prozess zum Schritt ST 104 weiter. Wenn keine Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 7.
Im Schritt ST 104 steuert der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Entfernungstor 17B in der Weise, daß eine Verbindung über den k-ten-Kontakt hergestellt wird, und er steuert auch den vierten Schalter 101B in der Weise, daß eine Verbindung über einen Kontakt Z hergestellt wird, wie es im Schritt ST 102 der Fall ist. Die k-te Entfernungstor-Datenfolge in der Abwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . . {P(M), R(k)} wird aus dem Speicher 16B über die Verbindungen in dem Entfernungstor 17B und dem vierten Schalter 101B herausgezogen und in den zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103B eingegeben. Der zweite Frequenzextraktionsabschnitt 103B führt eine Frequenzanalyse bei die Entfernungstor-Datenfolge durch, indem Frequenzanalysemittel mit hoher Frequenzmeßgenauigkeit bei einer hohen Berechnungslast verwendet werden, und sendet ein Schwebungsfrequenz- Extraktionsergebnis entsprechend dem Ziel zu dem Abstands- und Geschwindigkeits-Ableitungsabschnitt 19.
In dem nachfolgenden Schritt ST 6 bildet der Abstands- und Geschwindigkeits-Ableitungsabschnitt 19 alle Kombinationen von herausgezogenen Schwebungsfrequenzen U1, U2, . . . AUp in der Aufwärtsphase und Schwebungsfrequenzen D1, D2, . . . Adq in der Abwärtsphase, sucht nach einem Paar von Frequenzen Cij (Ui, Dj), bei dem der durch Gleichung (6) erhaltene relative Abstand R innerhalb des durch Gleichung (5) ausgedrückten Bereichs Rk ist. Wenn ein Paar von Frequenzen, welches der Bedingung genügt, gefunden ist, wird die relative Geschwindigkeit V des Ziels durch Anwendung der Gleichung (7) erhalten.
In den nachfolgenden Schritt ST 7, ST 8 und ST 9 arbeitet der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 in derselben Weise wie bei dem herkömmlichen Beispiel.
Während das durch den zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103 herausgezogene Spektrum von diskreten Frequenzen wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann das von dem ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102 herausgezogene Spektrum von diskreten Frequenzen ein vergrößertes diskretes Frequenzintervall wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Spektrum haben, und in einem solchen Fall ist die Frequenzmeßgenauigkeit herabgesetzt. Zum Beispiel können solche Frequenzextraktionsergebnisse in einer solchen Weise erhalten werden, daß, wenn die Anzahl von Datenwörtern, die durch ein Entfernungstor abgetastet werden, als M angenommen wird, eine M/2- Punkt-FFT, die nur die Hälfte der abgetasteten Daten verwendet, als die Frequenzanalysemittel mit eine geringen Frequenzmeßgenauigkeit und mit einer niedrigen Berechnungslast in dem ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102 verwendet wird, während eine M-Punkt-FFT, welche alle abgetasteten Daten verwendet, als Frequenzanalysemittel mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit und einer hohen Berechnungslast in dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103 verwendet wird.
Die in diesem Fall entsprechend dem Stand der Technik erforderliche Berechnungsmenge für die Frequenzanalyse wird ausgedrückt durch
N.(M-Punkt-FFT)
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Anzahl von Zielen gleich Nt ist, die erforderliche Berechnungsmenge ausgedrückt durch
N.(M/2-Punkt-FFT) + Nt.(M-Punkt-FFT)
Wenn (M-Punkt-FFT) > 2.(M/2-Punkt-FFT),
ist N/2.(M-Punkt-FFT) > N.(M/2-Punkt-FFT)
Aus dieser Ungleichheit wird
(N/2 + Nt).(M-Punkt-FFT) > N.(M/2-Punkt-FFT) + Nt.(M-Punkt-FFT)
erhalten.
Weiterhin ist, wenn N/2 > t,
N.(M-Punkt-FFT) > (N/2 + Nt).(M-Punkt-FFT) > N.(M/2-Punkt-FFT) + Nt.(M-Punkt-FFT)
Somit ist die Berechnungsmenge bei der vorliegenden Erfindung immer kleiner.
Beispielsweise kann angenommen werden, daß die Anzahl von Multiplikationen die Berechnungsmenge bei der M- Punkt-FFT darstellt. Die Anzahl von Multiplikationen wird ausgedrückt durch
(M/2) log 2 (M)
und genügt einer Beziehungsgleichung:
(M-Punkt-FFT) > 2.(M/2-Punkt-FFT)
Wenn Nmax, das N/2 > Nmax genügt, als die maximale Anzahl von möglichen Zielen gesetzt wird, kann
N/2 > Nt = Nmax
realisiert werden. Somit reduziert die vorliegende Erfindung die Berechnungsmenge im Vergleich mit dem Stand der Technik und verbessert die Vorrichtung mit der eine Echtzeit-Verarbeitung realisiert wird.
Die Frequenzanalysemittel können alternativ derart sein, daß, wenn die Anzahl von durch ein Entfernungstor abgetasteten Datenwörtern als M angenommen wird, eine M-Punkt-FFT, die alle abgetasteten Daten verwendet, als die Frequenzanalysemittel mit einer niedrigen Frequenzmeßgenauigkeit und einer niedrigen Berechnungslast in dem ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102 verwendet wird, und eine zwei M-Punkt- FFT, die durch Addieren einer Anzahl M von 0 (Nullen) zu den abgetasteten Daten erhaltenen Daten verwendet, als die Frequenzanalysemittel mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit und einer hohen Berechnungslast in dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103 verwendet. In diesem Fall ist, wenn das Ergebnis der M- Punkt-FFT wie in Fig. 3 gezeigt ist, das Ergebnis der 2M-Punkt-FFT wie in Fig. 5 gezeigt, und Frequenzen können bei kleineren Schrittintervallen erhalten werden. Wenn beispielsweise eine Spitzensuche in dem in Fig. 5 gezeigten Frequenzextraktionsergebnis durchgeführt wird, ist die sich ergebende Genauigkeit höher als diejenige, die auf dem in Fig. 3 gezeigten Ergebnis beruht.
In diesem Fall ist, während die für die Frequenzanalyse gemäß dem Stand der Technik erforderliche Berechnungsmenge gleich
N.(M-Punkt-FFT)
ist, die erforderliche Berechnungsmenge gemäß der vorliegenden Erfindung gleich
N.(M-Punkt-FFT) + Nt.(2M-Punkt-FFT).
Wenn (2M-Punkt-FFT) > 2.(M-Punkt-FFT) und N/2 > Nt, dann ist die Frequenzgenauigkeit zweimal höher als die beim Stand der Technik, während die Berechnungsmenge kleiner als der Wert ist, der zweimal größer als die Berechnungsmenge beim Stand der Technik ist.

Ausführungsbeispiel 2

Eine Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Struktur der Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Gemäß Fig. 6 sind fünfte Schalter 201A und 201B und ein Entfernungstor-Vorhersageabschnitt 202 vorgesehen. Andere Komponenten sind dieselben wie diejenigen bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel.
Die Arbeitsweise der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wird mit bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise (Signalverarbeitungsprozedur) bei der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der in Fig. 10 gezeigte Radarsender/-empfänger arbeitet in derselben Weise wie bei dem vorbeschriebenen herkömmlichen Beispiel und der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13, der dritte Schalter 14, die ADC 15 und die Speicher 16, welche in Fig. 6 gezeigt sind, arbeiten in derselben Weise wie diejenigen bei dem vorbeschriebenen herkömmlichen Beispiel, um eine Datenmatrix wie in Fig. 14 gezeigt mit bezug auf die entsprechende Phase in jedem Speicher 16 zu bilden. Die Signalverarbeitung wird danach entsprechend der in Fig. 7 gezeigten Prozedur durchgeführt.
Im Schritt ST 201 der in Fig. 7 gezeigten Prozedur setzt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 einen in ihm selbst vorgesehenen Zähler G für eine vergangene Anzahl von Zielen auf G = 0.
Im Schritt ST 202 setzt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 einen in ihm selbst vorgesehenen Zähler G für eine gegenwärtige Anzahl von Zielen auf G = 0 und setzt den Zähler k für die Anzahl von Entfernungstoren auf k = 1.
In dem nachfolgenden Schritt ST 203 stellt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 fest, ob die Entfernungstoranzahl k des gegenwärtig verarbeiteten Gegenstands gleich einem von der Anzahl G von Werten w(g) (g = 1 bis G) ist. Wenn kein gleicher Wert in w(g) ist, geht der Prozess zum Schritt ST 204 weiter. Wenn ein gleicher Wert in w(g) ist, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 206.
Im Schritt ST 204 steuert der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Entfernungstor 17A in der Weise, daß eine Verbindung über den k-ten-Kontakt hergestellt wird und er steuert auch den vierten Schalter 101A in der Weise, daß eine Verbindung über den Kontakt Y hergestellt wird. Die k-te Entfernungstor- Datenfolge in einer Aufwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . . {P(M), R(k)} wird über die Verbindungen in dem Entfernungstor 17A und dem vierten Schalter 101A aus dem Speicher 16A herausgezogen und in den ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102A eingegeben. Der erste Frequenzextraktionsabschnitt 102A führt eine Frequenzanalyse bei dieser Entfernungstor- Datenfolge durch, indem er Frequenzanalysemittel mit niedriger Frequenzmeßgenauigkeit und einer niedrigen Berechnungslast verwendet, erhält ein Schwebungsfrequenz-Extraktionsergebnis entsprechend einem Ziel und sendet das Frequenzextraktionsergebnis mit bezug auf das Aufwärtsphasen-Schwebungssignal über den fünften Schalter 201A, in welchem eine Verbindung über einen Kontakt Y unter der Steuerung des Signalverarbeitungs-Steuerabschnitts 13 hergestellt ist, zu dem Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13.
In dem nachfolgenden Schritt ST 3a empfängt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102A und stellt fest, ob eine Aufwärtsphasen- Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Aufwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Prozess zum Schritt ST 205 weiter. Wenn keine Aufwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 7.
Im Schritt ST 205 steuert der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Entfernungstor 17B in der Weise, daß eine Verbindung über den k-ten Kontakt hergestellt wird, und er steuert auch den vierten Schalter 101B in der Weise, daß eine Verbindung über den Kontakt Y hergestellt wird. Die k-te Entfernungstor- Datenfolge in einer Abwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . . {P(M), R(k)} wird über die Verbindungen in dem Entfernungstor 17B und dem vierten Schalter 101B aus dem Speicher 16B herausgezogen und in den ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102B eingegeben. Der erste Frequenzextraktionsabschnitt 102B führt eine Frequenzanalyse bei dieser Entfernungstor- Datenfolge durch, indem Frequenzanalysemittel mit niedriger Frequenzmeßgenauigkeit und niedriger Berechnungslast verwendet werden, erhält ein Schwebungsfrequenz-Extraktionsergebnis entsprechend dem Ziel und sendet das Frequenzextraktionsergebnis mit bezug auf das Abwärtsphasen-Schwebungssignal über den fünften Schalter 201B, in welchem unter der Steuerung des Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 eine Verbindung über einen Kontakt Y hergestellt ist, zu dem Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13.
Im Schritt ST 5a empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102B und stellt fest, ob eine Abwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Abwärtsphasen- Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Prozess zum Schritt ST 6 weiter. Wenn keine Abwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 7.
In dem Schritt ST 206, zu welchem sich der Prozess in dem Fall bewegt, in welchem im Schritt ST 203 festgestellt wird, daß ein gleicher Wert in w(g) vorhanden ist, steuert der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 das Entfernungstor 17A in der Weise, daß eine Verbindung über den k-ten Kontakt hergestellt wird, und er steuert auch den vierten Schalter 101A in der Weise, daß eine Verbindung über den Kontakt Z hergestellt wird. Die k-te Entfernungstor-Datenfolge in der Aufwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . . {P(M), R(k)} wird über die Verbindungen in dem Entfernungstor 17A und dem vierten Schalter 101A aus dem Speicher 16A herausgezogen und in den zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103A eingegeben. Der zweite Frequenzextraktionsabschnitt 103A führt eine Frequenzanalyse bei dieser Entfernungstor-Datenfolge durch, indem Frequenzanalysemittel mit hoher Frequenzmeßgenauigkeit und einer hohen Berechnungslast verwendet werden, erhält ein Schwebungsfrequenz- Extraktionsergebnis entsprechend einem Ziel und sendet das Frequenzextraktionsergebnis mit bezug auf das Aufwärtsphasen-Schwebungssignal über den fünften Schalter 201A, in welchen unter der Steuerung des Signalverarbeitungs-Steuerabschnitts 13 eine Verbindung über eine Kontakt Z hergestellt ist, zu dem Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13.
In dem nachfolgenden Schritt ST 3b empfängt der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103A und stellt fest, ob eine Aufwärtsphasen- Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Aufwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Prozess zum Schritt ST 207 weiter. Wenn keine Aufwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 7.
Im Schritt ST 207 steuert der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Entfernungstor 17B in der Weise, daß eine Verbindung über den k-ten Kontakt hergestellt wird, und steuert auch den vierten Schalter 101B in der Weise, daß eine Verbindung über den Kontakt Z hergestellt wird. Die k-te Entfernungstor- Datenfolge in einer Abwärtsphase {P(1), R(k)}, {P(2), R(k)}, . . . {P(M), R(k)} wird über die Verbindungen in dem Entfernungstor 17B und dem vierten Schalter 101B aus dem Speicher 16B herausgezogen und in den zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103B eingegeben. Der zweite Frequenzextraktionsabschnitt 103B führt eine Frequenzanalyse bei dieser Entfernungstor- Datenfolge durch, indem Frequenzanalysemittel mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit bei einer hohen Berechnungslast verwendet werden, erhält ein Schwebungsfrequenz-Extraktionsergebnis entsprechend dem Ziel und sendet das Frequenzextraktionsergebnis mit bezug auf das Abwärtsphasen-Schwebungssignal über den fünften Schalter 201B, in welchen unter der Steuerung des Signalverarbeitungs-Steuerabschnitts 13 eine Verbindung über einen Kontakt Z hergestellt ist, zu dem Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13.
Im Schritt ST 5b empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103B und stellt fest, ob eine Abwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Abwärtsphasen- Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Prozess zum Schritt ST 6 weiter. Wenn keine Abwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 7.
Im Schritt ST 6 erhält der Abstands- und Geschwindigkeits-Ableitungsabschnitt 19 den relativen Abstand und die relative Geschwindigkeit des Ziels in derselben Weise wie bei dem herkömmlichen Beispiel.
Im Schritt ST 208 inkrementiert der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 den Wert des Zählers G0.
Im Schritt ST 209 empfängt der Entfernungstor- Vorhersageabschnitt 202 ein Eingangssignal über den relativen Abstand und die relative Geschwindigkeit des Ziels, das im Schritt ST 6 von dem Abstands- und Geschwindigkeits-Ableitungsabschnitt erhalten wurde, trifft eine Vorhersage über den relativen Abstand zu dem Ziel zu dem Zeitpunkt der nächsten Beobachtung, erhält die Entfernungstornummer w entsprechend dem vorhergesagten Abstand und gibt die Entfernungstornummer w zu dem Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 aus. Beispielsweise wird w unter der Annahme, daß sich das Ziel in einer gleichförmigen geradlinigen Bewegung bewegt, durch die folgende Gleichung erhalten:
W = (R + ΔT.v)/(cτ)
Der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 speichert die eingegebene Entfernungstornummer in w(G0).
Im Schritt ST 7 vergleicht der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 den Wert des Zählers k mit N. Wenn k nicht gleich N, geht der Prozess zum Schritt ST 8 weiter. Wenn k gleich N ist, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 210.
Im Schritt ST 8 inkrementiert der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 13 den Wert des Zählers k. Der Prozess bewegt sich dann zum Schritt ST 203.
Im Schritt ST 210 wird der Wert des Zählers G0 in dem Zähler G gespeichert, um die gegenwärtige Anzahl von Zielen als eine vergangene Anzahl von Zielen zu setzen.
Im Schritt ST 9 fällt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 eine Entscheidung über die Beendigung der Operation. Wenn die Entscheidung dahin geht, die Operation nicht zu beenden, kehrt der Prozeß zum Schritt ST 202 zurück. Wenn die Entscheidung dahin geht, die Operation zu beenden, wird die Operation beendet.
Zum Beispiel wird in einem Fall, in welchem die Anzahl von durch ein Entfernungstor abgetasteten Datenwörtern als M angenommen wird, eine M/2-Punkt-FFT, die nur die Hälfte der abgetasteten Daten verwendet, als die Frequenzanalysemittel mit niedriger Frequenzmeßgenauigkeit und niedriger Berechnungslast in dem ersten Frequenzextraktionsabschnitt 102 verwendet, und bei dem eine M-Punkt-FFT, die alle abgetasteten Daten verwendet, als die Frequenzanalysemittel mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit und einer hohen Berechnungslast in dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103 verwendet wird, die für die Frequenzanalyse bei der zweiten und anderen nachfolgenden Beobachtungen erforderliche Berechnungsmenge ist gleich (N - Nt).(M/2-Punkt-FFT) + Nt.(M-Punkt-FFT). Somit wird die Berechnungsmenge weiter herabgesetzt.

Ausführungsbeispiel 3

Eine Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, daß die Struktur der Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Gemäß Fig. 8 sind die Komponenten des dritten Ausführungsbeispiels dieselben wie diejenigen des in Fig. 6 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels mit der Ausnahme, daß die fünften Schalter 201A und 201B nicht vorgesehen sind.
Die Arbeitsweise der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichung nach dem dritten Ausführungsbeispiel wird mit bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das die Operation (Signalverarbeitungsprozedur) der Radarsignal- Verarbeitungsvorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der in Fig. 10 gezeigte Radarsender/-empfänger arbeitet in derselben Weise wie der bei dem vorbeschriebenen herkömmlichen Beispiel, und der Signalverarbeitungs-Steuerabschnitt 14, der dritte Schalter 14, die ADC 15 und die Speicher 16, die in Fig. 8 gezeigt sind, arbeiten in derselben Weise wie diejenigen bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Beispiel, um in jedem Speicher 16 eine Datenmatrix wie in Fig. 14 gezeigt mit bezug auf die entsprechende Phase zu bilden. Die Signalverarbeitung wird danach gemäß der in Fig. 9 gezeigten Prozedur durchgeführt.
In dem ersten Schritt ST 301 der in Fig. 9 gezeigten Prozedur stellt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 fest, ob die Entfernungstornummer k des gegenwärtig verarbeiteten Gegenstands gleich einem der Anzahl G von Werten von w(g) ist {g = 1 bis G}. Wenn kein gleicher Wert in w(g) vorhanden ist, geht der Prozess zum Schritt ST 101 weiter. Wenn ein gleicher Wert in w(g) vorhanden ist, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 102.
Im Schritt ST 302 empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 ein Extraktionsergebnis von dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103A und stellt fest, ob eine Aufwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Aufwärtsphasen- Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Prozess zum Schritt ST 303 weiter. Wenn keine Aufwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 7.
Im Schritt ST 303 stellt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 fest, ob die Entfernungstornummer k des gegenwärtig zu verarbeiteten Gegenstands gleich einem aus der Anzahl G von Werten von w(g) (g = 1 bis G) ist. Wenn kein gleicher Wert in w(g) vorhanden ist, geht der Prozess zum Schritt ST 103 weiter. Wenn ein gleicher Wert in w(g) vorhanden ist, geht der Prozess zum Schritt ST 104 weiter.
Im Schritt ST 304 empfängt der Signalverarbeitungs- Steuerabschnitt 13 das Extraktionsergebnis von dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt 103B und stellt fest, ob eine Abwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde. Wenn eine Abwärtsphasen- Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, geht der Prozess zum Schritt ST 6 weiter. Wenn keine Abwärtsphasen-Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, bewegt sich der Prozess zum Schritt ST 7.
In anderer Hinsicht ist der Prozess bei diesem Ausführungsbeispiel derselbe wie der bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Meßergebnis mit hoher Genauigkeit selbst mit bezug auf ein zuerst erfaßtes Ziel erhalten werden.

Claims

1. Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung, welche aufweist:
einen Speicher (16A, 16B), in welchem ein in vorbestimmten Zeitintervallen abgetastetes Schwebungssignal gespeichert wird;
ein Entfernungstor (17A, 17B) zum Herausziehen einer Entfernungstor-Datenfolge aus dem Speicher;
einen ersten Frequenzextraktionsabschnitt (102A, 102B), welcher eine Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels schneller Fourier- Transformation (FFT) bei einer niedrigen Berechnungslast und mit niedriger Frequenzmeßgenauigkeit bei allen durch das Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolgen durchgeführt wird;
einen zweiten Frequenzextraktionsabschnitt (103A, 103B), welcher eine Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit nur bei der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, aus der eine Schwebungsfrequenz durch den ersten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogen wurde; und
einen Abstands- und Geschwindigkeits- Ableitungsabschnitt (19), welcher einen relativen Abstand und eine relative Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der von dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogenen Schwebungsfrequenz erhält.

2. Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Frequenzextraktionsabschnitt eine M/2-Punkt-FFT verwendet, die nur die Hälfte der M abgetasteten Datenwörter verwendet, und
der zweite Frequenzextraktionsabschnitt eine M- Punkt-FFT anwendet, die alle M abgetasteten Datenwörter verwendet.

3. Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, worin
der erste Frequenzextraktionsabschnitt eine M-Punkt-FFT anwendet, die alle M abgetasteten Datenwörter verwendet, und
der zweite Frequenzextraktionsabschnitt eine 2M- Punkt-FFT anwendet, die Daten verwendet, welche durch addieren einer Anzahl M von 0 (Nullen) zu den M abgetasteten Datenwörtern erhalten wurden.

4. Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung, welche aufweist:
einen Speicher (16A, 16B), in welchem ein Schwebungssignal, daß zu vorbestimmten Zeitintervallen abgetastet wurde, gespeichert ist;
ein Entfernungstor (17A, 17B) zum Herausziehen einer Entfernungstor-Datenfolge;
einen Entfernungstor-Vorhersageabschnitt (202), welcher den relativen Abstand eines Ziels bei der nächsten Beobachtung anhand des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels, die zu dem gegenwärtigen Beobachtungszeitpunkt abgeleitet wurden, vorhersagt, und welcher eine Entfernungstor-Datenfolge entsprechend dem vorhergesagten Abstand erhält;
einen ersten Frequenzextraktionsabschnitt (102A, 102B), welcher eine Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer niedrigen Berechnungslast und mit einer niedrigen Frequenzmeßgenauigkeit bei der von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor- Datenfolge, welche der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der von dem Entfernungstor- Vorhersageabschnitt vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt;
einen zweiten Frequenzextraktionsabschnitt (103A, 103B), welcher eine Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei eine hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit bei der von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, welche der zu verarbeitende Gegenstand ist, mit der von dem Entfernungstor-Vorhersageabschnitt vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt; und
einen Abstands- und Geschwindigkeits- Ableitungsabschnitt (19), welcher den relativen Abstand und die relative Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der von dem ersten oder zweiten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogenen Schwebungsfrequenz erhält.

5. Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Frequenzextraktionsabschnitt eine M/2-Punkt-FFT anwendet, die nur die Hälfte von M abgetasteten Datenwörtern verwendet und
der zweite Frequenzextraktionsabschnitt eine M- Punkt-FFT anwendet, die alle M abgetasteten Datenwörter verwendet.

6. Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung, welche aufweist:
einen Speicher (16A, 16B), in welchem ein in vorbestimmten Zeitintervallen abgetastetes Schwebungssignal gespeichert ist;
ein Entfernungstor (17A, 17B) zum Herausziehen einer Entfernungstor-Datenfolge aus dem Speicher;
einen Entfernungstor-Vorhersageabschnitt (202), welcher den relativen Abstand eines Ziels bei der nächsten Beobachtung anhand des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels, die zu der gegenwärtigen Beobachtungszeit abgeleitet wurden, vorhersagt, und welcher eine Entfernungstor-Datenfolge entsprechend dem vorhergesagten Abstand erhält;
einen ersten Frequenzextraktionsabschnitt (102A, 102B), welcher eine Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer geringen Berechnungslast und mit einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei allen von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolgen durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor- Datenfolge, welche der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der von dem Entfernungstor- Vorhersageabschnitt vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt;
einen zweiten Frequenzextraktionsabschnitt (103A, 103B), welcher eine Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit nur bei der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, aus der eine Schwebungsfrequenz durch den ersten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogen wurde, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, welche der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der von dem Entfernungstor-Vorhersageabschnitt vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt, und welcher eine Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel herauszieht, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit bei der durch das Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, mit der von dem Entfernungstor-Vorhersageabschnitt vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt; und
einen Abstands- und Geschwindigkeits- Ableitungsabschnitt (19), der den relativen Abstand und die relative Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der von dem zweiten Frequenzextraktionsabschnitt herausgezogenen Schwebungsfrequenz erhält.

7. Radarsignal-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Frequenzextraktionsabschnitt eine M/2-Punkt-FFT anwendet, die nur die Hälfte der M abgetasteten Datenwörter verwendet, und
der zweite Frequenzextraktionsabschnitt eine M- Punkt-FFT anwendet, die alle M abgetasteten Datenwörter verwendet.

6. Verfahren zum Messen eines Abstands und einer Geschwindigkeit unter Verwendung von FMICW, welches die Schritte aufweist:
Herausziehen einer ersten Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer geringen Berechnungslast und mit einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei allen Entfernungstor-Datenfolgen durchgeführt wird, die von einem Entfernungstor aus eine Speicher herausgezogen wurden;
Herausziehen einer zweiten Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit nur bei der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, aus der die erste Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde; und
Erhalten des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der herausgezogenen zweiten Schwebungsfrequenz.

9. Verfahren zum Messen eines Abstands und einer Geschwindigkeit unter Verwendung des FMICW, welches die Schritte aufweist:
Vorhersagen des relativen Abstands eines Ziels anhand des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels, die zu der gegenwärtigen Beobachtungszeit abgeleitet wurden, um eine Entfernungstor-Datenfolge entsprechend dem vorhergesagten Abstand zu erhalten;
Herausziehen einer ersten Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer geringen Berechnungslast und mit einer geringen Frequenzmeßgenauigkeit bei einer durch ein Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt;
Herausziehen einer zweiten Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit bei der von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, mit der vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt; und
Erhalten des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziel auf der Grundlage der ersten oder zweiten Schwebungsfrequenz.

10. Verfahren zum Messen eines Abstands und einer Geschwindigkeit unter Verwendung des FMICW, welches die Schritte aufweist:
Vorhersagen des relativen Abstands eines Ziels anhand des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels, die zu der gegenwärtigen Beobachtungszeit abgeleitet wurden, um eine Entfernungstor-Datenfolge entsprechend dem vorhergesagten Abstand zu erhalten;
Herausziehen einer ersten Schwebungsfrequenz entsprechend einem Ziel, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer niedrigen Berechnungslast und mit einer niedrigen Frequenzmeßgenauigkeit bei einer durch eine Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor- Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt;
Herausziehen einer zweiten Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit nur bei der Entfernungstor-Datenfolge durchgeführt wird, aus der die erste Schwebungsfrequenz herausgezogen wurde, wenn die Entfernungstor- Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, nicht mit der vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt, und Herausziehen einer Schwebungsfrequenz entsprechend dem Ziel, indem eine Frequenzanalyse mittels FFT bei einer hohen Berechnungslast und mit einer hohen Frequenzmeßgenauigkeit bei der von dem Entfernungstor herausgezogenen Entfernungstor- Datenfolge durchgeführt wird, wenn die Entfernungstor-Datenfolge, die der zu verarbeitende Gegenstand ist, mit der vorhergesagten Entfernungstor-Datenfolge übereinstimmt; und
Erhalten des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Ziels auf der Grundlage der herausgezogenen zweiten Schwebungsfrequenz.