DE112004002458T5

DE112004002458T5 - Radar

Info

Publication number: DE112004002458T5
Application number: DE112004002458T
Authority: DE
Inventors: Motoi Nagaokakyo Nakanishi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2006-11-16
Also published as: JP4120679B2; WO2005059588A1; US7339517B2; CN1894595A; US20070103360A1; CN100478702C; JPWO2005059588A1

Abstract

Ein Radar zum Erfassen eines Ziels auf der Basis einer Spitzenfrequenz einer Spitze, wobei das Radar folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Senden eines frequenzmodulierten Sendesignals und zum Erzeugen eines Schwebungssignals, das eine Komponente einer Frequenz gleich der Differenz zwischen der Frequenz eines Reflexionssignals von dem Ziel des Sendesignals und der Frequenz des Sendesignals enthält;
eine Einrichtung zum Bestimmen eines Frequenzspektrums des Schwebungssignals; und
eine Einrichtung zum Bestimmen der Spitzenfrequenz einer Spitze, die in dem Frequenzspektrum erscheint,
wobei eine Einrichtung zum Setzen eines ersten Schwellenwerts auf der Basis der Intensität von Hintergrundrauschen oder der Reflexionssignalintensität eines Ziels, das eine feste Reflexionsschnittfläche aufweist, zum Setzen eines zweiten Schwellenwerts in einer festen Frequenzregion in der Nähe jeder Spitze bezüglich einer Mehrzahl von Spitzen, die den ersten Schwellenwert überschreiten, der in dem Frequenzspektrum erscheint, und zum Extrahieren einer Spitze, die den zweiten Schwellenwert überschreitet, enthalten ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen eines Ziels durch Verwendung einer Funkwelle und insbesondere auf ein Radar zum Durchführen einer Erfassung auf der Basis des Frequenzspektrums eines Schwebungs- bzw. Überlagerungssignals zwischen einem Sendesignal und einem Empfangssignal.
Stand der Technik
Bislang wurde ein Radar eines FM-CW-Verfahrens, das eine Millimeterbandfunkwelle verwendet, als ein Mobilradar entwickelt. Das heißt, der Abstand zu einem Ziel und die relative Geschwindigkeit zu dem Ziel werden derart bestimmt, dass eine FM-Modulation in einem festen Frequenzbereich um eine feste Frequenz in der Mitte durchgeführt wird, ein Schwebungssignal zwischen einem Sendesignal und einem Empfangssignal erzeugt wird und die Schwebungsfrequenz, wenn die Frequenz eines Sendesignals bei dem Schwebungssignal zunimmt, und das Schwebungssignal, wenn die Frequenz eines Sendesignals abnimmt, identifiziert werden.
Um das im Vorhergehenden beschriebene Aufwärtsschwebungssignal und Abwärtsschwebungssignal zu identifizieren, wird das Frequenzspektrum des Schwebungssignals bestimmt und ein fester Schwellenwert wird gesetzt, um Signalkomponenten und Rauschkomponenten zu trennen.
Da jedoch die Spitze von Schwebungssignalen in dem Frequenzspektrum sich aufgrund verschiedener Ursachen verän dert, können ein Signal und Rauschen nur durch ein einfaches Setzen eines festen Schwellenwerts nicht erfolgreich getrennt werden. Dementsprechend ist z. B. ein Fall, bei dem ein Fahrzeugtyp eines Fahrzeugs als ein Erfassungsziel unterschieden wird und ein Schwellenwert gemäß dem Fahrzeugtyp gesetzt wird, in Patentdokument 1 offenbart.
Außerdem ist ein Fall, bei dem ein Schwellenwert auf der Basis einer Spitze gesetzt wird, die die maximale Leistung aufweist, gemäß der maximalen Leistung in einem Frequenzspektrum, das sich ändert, wenn ein hinteres Fahrzeug plötzlich vor dem eigenen Fahrzeug auftaucht, in Patentdokument 2 offenbart.
Außerdem ist ein Fall, bei dem ein Schwellenwert auf der Basis der Leistung einer Mehrzahl von Spitzen gesetzt wird, um eine Spitze handhaben zu können, die gemäß dem Abstand zu einem Ziel abnimmt, in Patentdokument 3 offenbart.
Außerdem ist ein Fall, bei dem eine Spitze in einem falschen Echobild durch ein Erhöhen eines Schwellenwerts unter Verwendung der Frequenz des falschen Echobildes, das durch eine Harmonische, Schaltfrequenz usw. erzeugt wird, beseitigt wird, in Patentdokument 4 offenbart.
Patentdokument 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 6-214015
Patentdokument 2: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 7-311260
Patentdokument 3: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 4-318700
Patentdokument 4: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 11-344560
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Bei dem Radar, das in Patentdokument 1 gezeigt ist, kann Rauschen, selbst wenn der Fahrzeugtyp unterschieden wird, nicht genau entfernt werden, da eine tatsächliche Signalstärke sich von der bestehenden Sachlage ändert.
Außerdem geht bei den Radaren, die in den Patentdokumenten 2 und 3 gezeigt sind, ohne ein Setzen eines Schwellenwerts in einem Wert- und Frequenzbereich gemäß jeder Spitze ein kleines Ziel, das ursprünglich erfasst werden soll, verloren.
Außerdem besteht bei dem Radar, das in Patentdokument 4 gezeigt ist, ein Problem dahingehend, dass dasselbe nur das Rauschen entfernen kann, dessen Erscheinungsposition im Voraus vorhergesagt werden kann.
Dann ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radar zu liefern, bei dem die Erfassungsgenauigkeit eines Ziels derart erhöht ist, dass eine Spektralspitze, die durch eine reflektierte Welle von dem Ziel erzeugt wird, die in einem Frequenzspektrum eines Schwebungssignals enthalten ist, sicherer auf der Basis des Frequenzspektrums erfasst wird.
Mittel zum Lösen der Probleme
Bei der vorliegenden Erfindung, einem Radar zum Erfassen eines Ziels auf der Basis einer Spitzenfrequenz einer Spitze, weist das Radar eine Einrichtung zum Senden eines frequenzmodulierten Sendesignals und zum Erzeugen eines Schwebungssignals, das eine Komponente einer Frequenz gleich der Differenz zwischen der Frequenz eines Reflexionssignals von dem Ziel des Sendesignals und der Frequenz des Sendesignals enthält; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Frequenzspektrums des Schwebungssignals; und eine Einrichtung zum Bestimmen der Spitzenfrequenz einer Spitze, die in dem Frequenzspektrum erscheint, auf. In dem Radar ist eine Einrichtung zum Setzen eines ersten Schwellenwerts auf der Basis der Intensität von Hintergrundrauschen oder der Reflexionssignalintensität eines Ziels, das eine feste Reflexionsschnittfläche aufweist, zum Setzen eines zweiten Schwellenwerts in einer festen Frequenzregion in der Nähe jeder Spitze bezüglich einer Mehrzahl von Spitzen, die den ersten Schwellenwert überschreiten, der in dem Frequenzspektrum erscheint, und zum Extrahieren einer Spitze, die den zweiten Schwellenwert überschreitet, enthalten.
Außerdem wird bei der vorliegenden Erfindung der zweite Schwellenwert in einem festen Band des Basisabschnitts gemäß der Erweiterung in der Richtung der Frequenzachse der Spitze erhöht, die durch eine Multiplikation des Schwebungssignals mit einer Fensterfunktion bewirkt wird.
Außerdem wird bei der vorliegenden Erfindung der zweite Schwellenwert in einem festen Band des Basisabschnitts gemäß der Erweiterung in der Richtung der Frequenzachse der Spitze erhöht, die durch C/N-Charakteristika eines Oszillators zum Erzeugen des Sendesignals bewirkt wird.
Außerdem wird bei der vorliegenden Erfindung der zweite Schwellenwert gesetzt, um allmählich in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung von der Frequenz der Spitze als der Mitte gesenkt zu werden.
Außerdem wird bei der vorliegenden Erfindung der zweite Schwellenwert gesetzt, um die Intensität von Seitenbändern zu überschreiten, die zusammen mit der Spitze aufgrund einer Modulationskomponente erscheinen, die dem Schwebungssignal überlagert wird.
Außerdem soll bei der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zum Extrahieren der Spitze eine Spitze extrahieren, die alle zweiten Schwellenwerte überschreitet, nachdem der zweite Schwellenwert gesetzt worden ist, ausgehend von einer Spitze, die einen höheren Spitzenwert als andere bezüglich einer Mehrzahl von Spitzen aufweist, die den ersten Schwellenwert überschreiten.
Vorteile
Wenn ein Schwebungssignal mit einer Fensterfunktion multipliziert wird, wird ein Vorsprungsabschnitt (im Folgenden einfach als eine „Spitze" bezeichnet) auf der Basis einer Signalkomponente, die in einem Frequenzspektrum erscheint, um eine Frequenz der Spitze (im Folgenden als eine „Spitzenfrequenz" bezeichnet) als die Mitte in der Richtung der Frequenzachse erweitert. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein erster Schwellenwert auf der Basis der Intensität von Hintergrundrauschen oder der Reflexionssignalintensität eines Ziels, das eine feste Reflexionsschnittfläche aufweist, gesetzt, und bezüglich einer Mehrzahl von Spitzen, die den ersten Schwellenwert überschreiten, der in dem Frequenzspektrum erscheint, wird ein zweiter Schwellenwert, der bei einer Frequenz in der Nähe der Spitze hoch ist und bei einer Frequenz entfernt von der Spitze niedrig ist, gemäß der Intensität jeder Spitze gesetzt. Somit kann Rauschen bei dem Basisabschnitt in der Nähe der Spitze durch den zweiten Schwellenwert entfernt werden, und Rauschen in der Frequenzregion, in der keine Spitze vorliegt, kann ebenfalls durch den ersten Schwellenwert entfernt werden. Auf diese Weise kann nur eine ursprüngliche Spitze (im Folgenden als eine „Zielspitze" bezeichnet), die in dem Frequenzspektrum eines Schwebungssignals erzeugt wird, das durch eine reflektierte Welle von einem Ziel bewirkt wird, korrekt erfasst werden.
Wenn der zweite Schwellenwert gemäß der Erweiterung in der Richtung der Frequenzachse der Spitze, die durch eine Multiplikation des Schwebungssignals mit einer Fensterfunktion bewirkt wird, in einem festen Band bei dem Basisabschnitt erhöht wird, können die Spitzen, die aufgrund von weißem Rauschen erscheinen, das aufgrund der Multiplikation mit einer Fensterfunktion dem Basisabschnitt der ursprünglichen Spitze überlagert wird, nicht falsch erfasst werden.
Wenn der zweite Schwellenwert gemäß der Erweiterung in der Richtung der Frequenzachse der Spitze, die durch C/N-Charakteristika eines Oszillators bewirkt wird, der das Sendesignal erzeugt, in einem festen Band bei dem Basisabschnitt erhöht wird, können die Spitzen, die aufgrund von weißem Rauschen erscheinen, das aufgrund der Multiplikation einer Fensterfunktion dem Basisabschnitt der ursprünglichen Spitze überlagert wird, nicht falsch erfasst werden.
Wenn der zweite Schwellenwert gesetzt wird, um allmählich in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung von der Frequenz der Spitze als der Mitte gesenkt zu werden, wird die Spitze, die durch weißes Rauschen erzeugt wird, das gemäß der Form des Frequenzspektrums überlagert ist, wobei die Signalintensität um so höher ist, je näher die Frequenz zu der ursprünglichen Spitze ist, nicht erfasst, und folglich kann nur die ursprüngliche Spitze sicher erfasst werden.
Wenn der zweite Schwellenwert gesetzt wird, um die Intensität von Seitenbändern zu überschreiten, die zusammen mit der Spitze aufgrund einer Modulationskomponente erscheinen, die dem Schwebungssignal überlagert wird, können Seitenbänder der ursprünglichen Spitze nicht falsch als eine Spitze erfasst werden.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Extrahieren einer Spitze, die alle zweiten Schwellenwerte überschreitet, nachdem der zweite Schwellenwert gesetzt worden ist, ausgehend von einer Spitze, die einen höheren Spitzenwert als andere bezüglich einer Mehrzahl von Spitzen aufweist, die den ersten Schwellenwert überschreiten, eine ursprüngliche Spitze mit einer kleinen Menge von Berechnungen mit hoher Geschwindigkeit erfasst werden, und eine Zielerfassungsgeschwindigkeit wird erhöht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Radars gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
2 zeigt ein Beispiel für die Frequenzveränderung eines Sendesignals und eines Empfangssignals, die sich durch den Abstand zu einem Ziel des Radars und die relative Geschwindigkeit des Ziels verändern.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungssequenz zur Erfassung eines Abstands und einer relativen Geschwindigkeit zeigt.
4 zeigt die Beziehung zwischen dem Frequenzspektrum einer Fensterfunktion und der Erweiterung des Basisabschnitts einer Spitze.
5 zeigt die Beziehung zwischen Hintergrundrauschen und dem Schwellenwert, der durch das Hintergrundrauschen gesetzt ist, und die Beziehung zwischen der Reflexionssignalintensität eines Ziels, das eine feste Reflexionsschnittfläche aufweist, und dem Schwellenwert, der auf der Basis der Reflexionssignalintensität gesetzt ist.
6 zeigt ein Beispiel für Rauschspitzen, die durch Rauschen bewirkt werden, das dem Basisabschnitt in der Nähe einer Spitze überlagert ist.
7 zeigt ein Beispiel für einen Schwellenwert, der bei dem Basisabschnitt in der Nähe einer Spitze gesetzt ist.
8 zeigt die Beziehung zwischen einem Schwellenwert, der auf der Basis von Hintergrundrauschen gesetzt ist, und zu erfassenden Spitzen.
9 zeigt ein Beispiel für eine Schwellenwertlinie, die schließlich gesetzt wird.
10 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungssequenz für eine Spitzenfrequenzerfassung zeigt.
11 zeigt ein Beispiel für Rauschspitzen, die bei dem Basisabschnitt in der Nähe einer Spitze durch C/N-Charakteristika eines Oszillators bei einem Radar gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erzeugt werden.
12 zeigt ein Beispiel für das Setzen eines Schwellenwerts bei dem Radar.
13 zeigt ein Beispiel für das Setzen eines Schwellenwerts bei einem Radar gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
14 zeigt ein Beispiel eines Spektrums, wenn eine AM-Modulationskomponente in einem Schwebungssignal enthalten ist, bei einem Radar gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
15 zeigt ein Beispiel eines Schwellenwerts, der auf der Basis von Seitenbandrauschen gesetzt ist, das in dem gleichen Schwebungssignal enthalten ist.
Bester Modus zur Ausführung der Erfindung
Die Struktur eines Radars gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist in Reihenfolge unter Bezugnahme auf die 1 –10 beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Struktur des Radars zeigt. Ein Sendewellenmodulationsabschnitt 16 gibt Digitaldaten eines Modulationssignals an einen DA-Wandler 14 in Reihenfolge aus. Ein spannungsgesteuerter Oszillator VC01 verändert die Schwingungsfrequenz gemäß einer Steuerspannung, die von dem DA-Wandler 14 ausgegeben wird. Somit wird die Schwingungsfrequenz der Schwingungsfrequenz des VC01 kontinuierlich FM-moduliert, um eine Dreieckwelle zu erzeugen. Ein Isolator 2 sendet ein Schwingungssignal von dem VCO1 zu der Seite eines Kopplungselements 3 und verhindert das Auftreffen eines Reflexionssignals bei dem VC01. Das Kopplungselement 3 sendet das Signal, das durch den Isolator 2 kommt, zu der Seite eines Zirkulators 4 und gibt gleichzeitig einen Teil, entsprechend einer festen Zuteilung, des Sendesignals als ein Lokalsignal Lo an einen Mischer 6. Der Zirkulator 4 sendet das Sendesignal zu der Seite einer Antenne 5 und gibt auch ein Empfangssignal von der Antenne 5 an den Mischer 6. Die Antenne 5 sendet das FM-modulierte Sendesignal als eine kontinuierliche Welle des VCO1 und empfängt ein Reflexionssignal, das aus der gleichen Richtung kommt. Außerdem verändert die Antenne 5 periodisch die Richtung des Strahls über den Bereich eines Erfassungswinkels.
Der Mischer 6 mischt das Lokalsignal Lo von dem Kopplungselement 3 und das Empfangssignal von dem Zirkulator 4, um ein Zwischenfrequenzsignal IF auszugeben. Eine IF-Verstärkerschaltung 7 verstärkt das Zwischenfrequenzsignal mit einem festen Verstärkungsgrad gemäß einer Frequenz, die durch den Abstand bestimmt ist. Ein AD-Kopplungselement 8 wandelt das Spannungssignal in eine Abtastdatenzeile um und gibt dieselbe an einen DSP (Digitalsignalprozessor) 17. Der DSP 17 speichert die Digitaldaten, die Menge von zumindest einer Abtastung (die Menge einer Mehrzahl von Abtaststrahlen über einen festen Bereich eines Erfassungswinkels), die durch den AD-Wandler 8 umgewandelt werden, vorübergehend und berechnet die Richtung eines Ziels von der Antenne, den Abstand zu dem Ziel und die relative Geschwindigkeit des Ziels bezüglich der Antenne.
Bei dem DSP 17 bestimmt ein Gleichsignalbeseitigungsabschnitt einen Durchschnittswert in einem festen Abtastintervall als ein Verarbeitungsobjekt in einem FET späterer Stufe bei Abtastdatenzeilen, die durch den AD-Wandler 8 erhalten werden. Da dieser Durchschnittswert gleich einer Gleichsignalkomponente ist, die durch eine Schnelle-Fourier-Transformation-Analyse zu bestimmen ist, werden Berechnungen zum Subtrahieren des Durchschnittswerts von allen Daten bei allen Abtastintervallen durchgeführt, und die Gleichsignalkomponente wird vor dem FET-Berechnungsprozess entfernt.
Bezüglich der Daten, bei denen die Gleichsignalkomponente durch den Gleichsignalbeseitigungsabschnitt 9 entfernt wird, erhält ein Fensterfunktionsverarbeitungsabschnitt 15 Daten durch ein Verwenden einer Fensterfunktion einer festen Form. Wenn die Daten durch ein Verwenden der Fensterfunktion erhalten werden, wird der Abschneidefehler, der bewirkt wird, wenn eine FFT-Berechnung durch ein Herausschneiden eines Zeitsignalverlaufs in einem begrenzten Abtastintervall durchgeführt wird, unterdrückt. Zum Beispiel wird ein Fensterfunktionsverarbeiten, wie z. B.
Hanning-Fenster, Hamming-Fenster, Blackman-Harris-Fenster usw., durchgeführt.
Ein FFT-Berechnungsabschnitt 11 analysiert Frequenzkomponenten der Daten in dem im Vorhergehenden beschriebenen Abtastintervall multipliziert mit einer Fensterfunktion.
Ein Spitzenerfassungsabschnitt 12 erfasst die Frequenz eines Signals, das eine Intensität aufweist, die einen festen Schwellenwert in dem Frequenzspektrum überschreitet, als eine Spitzenfrequenz.
Ein Abstand/Geschwindigkeitsberechnungsabschnitt 13 berechnet den Abstand zu einem Ziel und die relative Geschwindigkeit aus der erfassten Spitzenfrequenz.
2 zeigt ein Beispiel für eine Abweichung von der Frequenzveränderung zwischen einem Sendesignal TXS und einem Empfangssignal RXS, die durch den Abstand zu einem Ziel und die relative Geschwindigkeit bewirkt wird. Das Sendesignal TXS ist ein frequenzmoduliertes Signal, das eine Mittenfrequenz fo als die Frequenzmitte aufweist, um eine Dreieckwelle zu erzeugen. Die Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal TXS und einem Empfangssignal RXS, wenn die Frequenz des Sendesignals zunimmt, ist eine Aufwärtsschwebungsfrequenz fBU, und die Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal TXS und einem Empfangssignal RXS, wenn die Frequenz des Sendesignals abnimmt, ist eine Abwärtsschwebungsfrequenz fBD. Die Abweichung (Zeitdifferenz) auf der Zeitachse zwischen den Dreieckwellen des Sendesignals TXS und des Empfangssignals RXS entspricht der Umlaufzeit einer Funkwelle zu einem Ziel von der Antenne. Außerdem ist die Abweichung auf der Frequenzachse zwischen einem Sendesignal TXS und einem Empfangssignal RXS die Messung einer Doppler-Verschiebung und wird durch die relative Geschwindigkeit eines Ziels zu der Antenne bewirkt. Die Werte der Aufwärtsschwebung fBU und der Abwärtsschwebung fBD verändern sich abhängig von der Zeitdifferenz und dem Betrag der Doppler-Verschiebung. Im Gegensatz dazu können der Abstand zu einem Ziel von einem Radar und die relative Geschwindigkeit eines Ziels zu dem Radar durch eine Erfassung der Aufwärtsschwebungs- und der Abwärtsschwebungsfrequenz berechnet werden.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungssequenz des im Vorhergehenden beschriebenen DSP 17 zeigt. Zuerst werden Daten von dem AD-Wandler 8 aufgenommen (S1), die Daten werden mit einen gewichteten Koeffizienten eines Hanning-Fensters multipliziert (S2), eine FFT-Berechnung wird durchgeführt (S3), und ein Leistungsspektrum (im Folgenden einfach als ein „Frequenzspektrum" bezeichnet) wird durch ein Logarithmieren der Quadratsummierung eines realen Teils und eines imaginären Teils bei jeder diskreten Frequenz berechnet (S4).
Nacheinander wird eine Mehrzahl von Spitzen in dem Frequenzspektrum erfasst, eine Zielspitze bei den Spitzen wird extrahiert, und die Spitzenfrequenz wird bestimmt (S5).
Das vorangegangene Verarbeiten bei dem Aufwärtsmodulationsintervall und dem Abwärtsmodulationsintervall einer Sendefrequenz wird in Reihenfolge durchgeführt. Außerdem wird die Kombination (Paaren) der Spitzenfrequenz einer Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten, die bei dem Aufwärtsmodulationsintervall extrahiert werden, und der Spitzenfrequenz einer Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten, die bei dem Abwärtsmodulationsintervall extrahiert werden, durchgeführt (S6). Das heißt, die Spitzenfrequenzen von Vorsprungsabschnitten, die ihren Ursprung in dem gleichen Ziel haben, werden gepaart. Dann werden der relative Abstand und die relative Geschwindigkeit des Ziels aus den Spitzenfrequenzen berechnet (S7).
Wenn nun das diskrete Frequenzspektrum von FFT usw. von Schwebungssignalen bestimmt wird, wird der Einfluss der Diskontinuität von Signalen durch ein Multiplizieren des Abtastwerts eines Ausschnittsignals und einer Fensterfunktion miteinander unterdrückt.
4 zeigt ein Beispiel einer Signalverarbeitung einer Multiplikation mit einer Fensterfunktion und ein Frequenzspektrum als ihr Ergebnis. Dabei zeigt 4(A) einen Zeitsignalverlauf einer Datenzeile, bei der die im Vorhergehenden beschriebene Gleichsignalbeseitigung durchgeführt wird. Wenn die Datenzeile mit einer festen Fensterfunktion multipliziert wird, die in 4(B) gezeigt ist, wird eine Datenzeile, die eine feste Anzahl von Daten (z. B. Daten einer Anzahl von 1.024) aufweist, erhalten, wie es in 4(C) gezeigt ist. Wenn ein FFT-Berechnungsprozess bei der Datenzeile, die mit einer Fensterfunktion multipliziert ist, durchgeführt wird, wird ein diskretes Frequenzspektrum bestimmt, das in 4(D) gezeigt ist.
In 4(D) zeigt die kreisförmige Markierung die Signalintensität (Leistung) bei jeder diskreten Frequenz. Außerdem zeigt die durchgezogene Linie ein durchgehendes Spektrum der Fensterfunktion, die in 4(B) gezeigt ist. Da das Frequenzspektrum des Schwebungssignals multipliziert mit einer Fensterfunktion das Schwebungssignal und die Fensterfunktion wird, die abgegeben werden, erweitert sich das Spektrum in der Richtung der Frequenzachse gemäß dem Spektrum der Fensterfunktion, und der Basisabschnitt wird in dem Spektrum gebildet.
5 zeigt zwei Beispiele, bei denen ein Schwellenwert zum Extrahieren einer Zielspitze von dem Frequenzspektrum eines Schwebungssignals gesetzt wird. 5(A) zeigt den Fall, bei dem ein Schwellenwert auf der Basis von Hintergrundrauschen gesetzt wird, und die Beziehung zwischen Hintergrundrauschen und einem Schwellenwert, der auf der Basis desselben gesetzt wird, ist gezeigt. Wenn ein Schwellenwert auf der Basis von Hintergrundrauschen derart gesetzt wird, wird der Schwellenwert so bestimmt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Schwellenwert das Hintergrund rauschen überschreitet, ausreichend klein sein kann. Die Wahrscheinlichkeit wird durch den Durchschnittswert und eine Varianz des Hintergrundrauschens bestimmt. In 5(A) stellt BN einen augenblicklichen Wert von Hintergrundrauschen dar, BNm stellt einen Durchschnittswert von Hintergrundrauschen dar, und TH1 stellt einen Schwellenwert dar. Die horizontale Achse stellt die Zeit (verstrichene Zeit) dar, und die vertikale Achse stellt die Signalintensität dar.
5(B) zeigt den Fall, bei dem ein Schwellenwert auf der Basis der Reflexionssignalintensität eines Ziels gesetzt wird, das eine feste Reflexionsschnittfläche aufweist, und zeigt die Reflexionssignalintensität eines Ziels, das eine feste Reflexionsschnittfläche aufweist, und den Schwellenwert, der auf der Basis der Reflexionssignalintensität gesetzt wird. Hier stellt die horizontale Achse den Abstand (m) zu einem Ziel dar, und die vertikale Achse stellt die Empfangssignalintensität (logarithmische Skala) dar, wobei der Spitzenwert 0 dB ist. S stellt den theoretischen Wert einer Signalintensität von 10 dBsm dar (Empfangssignalintensität, wenn die Empfangssignalintensität von einem Objekt, das eine Radarreflexionsschnittfläche von 10 m² aufweist, auf 0 gesetzt ist), und THO stellt einen Schwellenwert dar, bei dem ein bestimmter Pegel von dem theoretischen Wert in Anbetracht einer Zeitschwankung (Szintillation) der Empfangssignalintensität verringert ist. Auf diese Weise wird die Empfangssignalintensität um so mehr verringert, von je weiter weg das Reflexionssignal kommt, und dementsprechend wird der Schwellenwert ebenfalls demgemäß verändert.
Um eine Zielspitze, die eine hohe Empfangssignalintensität aufweist, kann der Basisabschnitt der Spitze jedoch den im Vorhergehenden beschriebenen Schwellenwert TH1, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, oder den Schwellenwert THO, der auf der Basis der Reflexionssignalintensität eines Ziels gesetzt wird, das eine feste Refle xionsschnittfläche aufweist, überschreiten, und wenn der Basisabschnitt mit Hintergrundrauschen gemischt wird, liegt ein Fall vor, bei dem eine Spitze, die durch Rauschen bewirkt wird (im Folgenden als eine „Rauschspitze" bezeichnet), in diesem Bereich falsch als eine Spitze aufgrund eines Signals erfasst wird.
Dann werden zuallererst die Erweiterung einer Spitze aufgrund einer Fensterfunktion und die obere und untere Grenze der Schwankung einer Rauschintensität, die aus der Varianz von Hintergrundrauschen zu schätzen sind, bestimmt. Wenn die obere und die untere Grenze den Veränderungsbetrag eines festen Betrags einer Intensitätsveränderung überschreiten, der als die Bedingung für die Spitzen- (Vorsprungsabschnitt-) Erfassung gesetzt ist, liegen Fälle vor, bei denen der Vorsprungsabschnitt aufgrund von Rauschen als eine Spitze erfasst wird. Das heißt, in jedem Bereichsintervall bzw. Bereichsbin (jedes Frequenzbereichsintervall aufgrund der FFT-Frequenzauflösung) ausschließlich der Zielspitze, die durch eine Multiplikation mit einer Fensterfunktion erzeugt wird, kann, wenn die Intensität eines bestimmten Bereichsintervalls die obere Grenze des im Vorhergehenden beschriebenen oberen und unteren Bereichs ist und die Intensität der benachbarten Bereichsintervalle auf beiden Seiten desselben die untere Grenze ist, das im Vorhergehenden beschriebene bestimmte Bereichsintervall falsch als eine Spitze erfasst werden.
Dementsprechend wird bei dem Frequenzbereich, der eine derartige falsche Erfassung bewirken kann, die Spitze der Intensität, die den oberen Grenzwert der Summierung der Erweiterung des Basisabschnitts der Spitze aufgrund einer Fensterfunktion und der Intensität von Rauschen nicht überschreitet, verarbeitet, um nicht als ein Reflexionssignal von dem Ziel betrachtet zu werden.
Dementsprechend wird neben dem Schwellenwert TH1, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, ein Schwellenwert TH2 gesetzt, um den oberen Grenzwert der Summierung von Rauschen und dem Fensterfunktionsspektrum zu überschreiten, und dann wird ein Signal, das beide überschreitet, als ein Reflexionssignal von dem Ziel erfasst.
Die Weise der Erweiterung der Basis eines Frequenzspektrums ist abhängig von der Art einer Fensterfunktion unterschiedlich. Außerdem muss darauf hingewiesen werden, dass die Art einer Ausdehnung der Basis eines Spektrums zwischen dem Fall, bei dem die Zielspitzenposition eines Frequenzspektrums sich in Übereinstimmung mit der FFT-Bereichsintervallposition befindet, und dem Fall, bei dem beide Positionen sich voneinander unterscheiden (wenn z. B. die Frequenzauflösung der FFT 1 kHz ist, liegt die Schwebungsfrequenz bei einer Frequenz vor, die kein ganzzahliges Vielfaches von 1 kHz ist) unterschiedlich ist. In Anbetracht dessen wird der Fall, bei dem die Basis aufgrund der Zielspitzenposition und der Erweiterung des Spektrums am meisten erweitert ist, als die Referenz verwendet.
6 zeigt die Sachlage bei der Basis eines Spektrums aufgrund einer Fensterfunktion und insbesondere das Erscheinen von Rauschspitzen, die durch ein hinzugefügtes Rauschen dazu bewirkt werden.
6(A) zeigt die Form der Erweiterung des Basisabschnitts in der Nähe der Spitze aufgrund einer Fensterfunktion. Außerdem zeigt 6(B) ein Spektrum, das aufgrund der Synthese der Erweiterung des Basisabschnitts in der Nähe der Spitze aufgrund einer Fensterfunktion und Rauschen erscheint. Bei diesen Zeichnungen zeigt das Spektrum SPO, das durch die Kreuzmarkierung angezeigt ist, den Fall, bei dem die Zielspitzenposition eines Frequenzspektrums sich in Übereinstimmung mit der Position eines FFT-Bereichsintervalls befindet, und das Spektrum SP1 zeigt den Fall, bei dem beide Positionen einen halben Bereich voneinander verschoben sind. Das P stellt eine Zielspitze dar, und NP stellt eine Rauschspitze dar. Wenn diese Rauschspitzen den im Vorhergehenden beschriebenen Schwellenwert TH1 überschreiten, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, werden diese Rauschspitzen NP falsch als eine Zielspitze erfasst.
Dann wird bezüglich des Basisabschnitts der Spitze ein Schwellenwert bestimmt, der sich von dem Schwellenwert TH1 (erster Schwellenwert) unterscheidet.
7 zeigt ein Beispiel für den Bereich einer Schwankung einer Rauschintensität in der Nähe der Spitze aufgrund der Erweiterung des Spektrums einer Fensterfunktion und Mischen von Rauschen. In 7(A) stellt C einen theoretischen Wert dar, U stellt den Pegel der oberen Grenze aufgrund des Mischens von Rauschen dar, und D stellt den Pegel der unteren Grenze aufgrund des Mischen von Rauschen dar. Dann wird, wie es in 7(B) gezeigt ist, ein zweiter Schwellenwert TH2, der den Pegel der oberen Grenze überschreitet, in Anbetracht des Mischens von Rauschen gesetzt.
Da jedoch bei Spitzen in dem Frequenzspektrum eines Schwebungssignals nicht klar ist, was eine Zielspitze oder eine Rauschspitze ist, ist es erforderlich zu bestimmen, was der Basisabschnitt der Spitze ist, an der der Schwellenwert TH2 gesetzt wird. Dann wird Folgendes durchgeführt.
8 zeigt ein Beispiel eines Frequenzspektrums, das eine Mehrzahl von Spitzen aufweist. Hier ist der Signalverlauf SP ein Frequenzspektrum, und die Gerade TH1 ist ein Schwellenwert, der auf der Basis des Durchschnittswerts und einer Varianz von Hintergrundrauschen eines Spektrums gesetzt ist. Das Hintergrundrauschen ist ein Hintergrundrauschen, das in einem Schwebungssignal enthalten ist, in dem ein Reflexionssignal von einem Ziel nicht enthalten ist, und in einer Entwurfsstufe oder einer Herstellungsstufe werden der Durchschnittswert und die Varianz bestimmt, und der Schwellenwert TH1 wird im Voraus bestimmt, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass Hintergrundrauschen als weißes Rau schen den Schwellenwert überschreitet, ausreichend klein sein kann.
Die Positionen, die durch die kreisförmige Markierung in 8(B) angezeigt sind, zeigen die Spitzenpositionen, bei denen die Veränderung einer Signalintensität zu der Frequenzveränderung eine Winkelform in dem Bereich aufweist, der den Schwellenwert TH1 überschreitet. Falls alle Spitzenpositionen echte Spitzen in dem Bereich sind, der den Schwellenwert TH1 überschreitet, werden die Spitzen, die durch die kreisförmige Markierung angezeigt sind, ebenfalls als Zielspitzen erfasst. Dann wird eine Mehrzahl von Spitzen, die den Schwellenwert TH1 überschreiten, erfasst, und der Schwellenwert TH2 wird für eine Spitze gesetzt, die in Reihenfolge einen höheren Spitzenwert aufweist.
9 zeigt das Beispiel. Hier ist der Schwellenwert TH1 ein Schwellenwert, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, der Schwellenwert TH22 ist ein Schwellenwert, der auf der Basis des Spitzenwerts einer Spitze P2 bestimmt wird, und der Schwellenwert TH21 ist ein Schwellenwert, der auf der Basis des Spitzenwerts P1 bestimmt wird. Auf die gleiche Weise ist der Schwellenwert TH23 ein Schwellenwert, der auf der Basis des Spitzenwerts einer Spitze P3 bestimmt wird. Wie es durch eine durchgezogene Linie in 9 gezeigt ist, wird eine Schwellenwertlinie durch ein Auswählen eines Schwellenwerts bestimmt, der bei einer Mehrzahl von Schwellenwerten einen höheren Wert aufweist. Dementsprechend wird eine Spitze, die die Schwellenwertlinie überschreitet, als eine Zielspitze erfasst.
10 zeigt die Verarbeitungssequenz einer Spitzenfrequenzerfassung entsprechend Schritt S5 in 3.
Zuerst wird ein Schwellenwert TH1 aus dem Durchschnittswert und der Varianz von Hintergrundrauschen bestimmt, und Spitzen, die den Schwellenwert TH1 überschreiten, bei einer Mehrzahl von Spitzen werden extrahiert (S11–S12). Nacheinander wird eine Spitze, die den maximalen Spitzenwert aufweist, bei den Spitzen erfasst, und ein Schwellenwert (in dem Beispiel in 9 TH22) wird auf der Basis des Spitzenwerts gesetzt (S13). Danach wird das Vorhandensein von Spitzen, die den Schwellenwert (TH22) überschreiten, entschieden, und falls dieselben vorhanden sind, wird eine Spitze, die den nächstgrößten Spitzenwert aufweist, erfasst, und ein Schwellenwert (in dem Beispiel in 9 TH21) wird auf der Basis des Spitzenwerts gesetzt.
Danach wird die gleiche Verarbeitung wiederholt, und bezüglich aller Spitzen, die eine Mehrzahl von Schwellenwerten überschreiten, die in aufeinander folgender Reihenfolge bestimmt werden, wird ein Schwellenwert gesetzt (S14 → S15 S13 → ...). Spitzen, die die Mehrzahl von Schwellenwerten überschreiten, die auf diese Weise bestimmt wurden (bei dem Beispiel, das in 9 gezeigt ist, P1, P2 und P3), werden als Zielspitze betrachtet (S16).
Bei der im Vorhergehenden beschriebenen Verarbeitung wird derjenige, der einen höheren Wert aufweist, zwischen dem Schwellenwert TH2, der bei jedem Basisabschnitt auf der Basis des Spitzenwerts jeder Spitze gesetzt wird, und dem Schwellenwert TH1, der aus dem Durchschnittswert und der Varianz von Hintergrundrauschen bei jedem Bereichsintervall bestimmt wird, als ein Schwellenwert übernommen, und eine Spitze, die niedriger als der Schwellenwert ist, wird als eine Rauschspitze verarbeitet. Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, können jedoch, wenn ein Schwellenwert bei dem Basisabschnitt in der höheren Ordnung beim Spitzenwert gesetzt wird, Rauschspitzen wirksam abgeschüttelt werden.
Außerdem kann mit der Aufnahme von nicht nur dem Schwellenwert TH2, der auf der Basis des Spitzenwerts der erfassten Spitze gesetzt wird, und dem Schwellenwert TH1, der aus dem Durchschnittswert und der Varianz von Hintergrundrauschen bestimmt wird, sondern auch dem Schwellenwert TH0, der auf der Basis der Reflexionsintensität von einem Ziel einer festen Reflexionsschnittfläche gesetzt wird, wie es in 5(B) gezeigt ist, die Verarbeitung eines Übernehmens eines höheren Werts als einem Schwellenwert bei jedem Bereichsintervall durchgeführt werden.
Anschließend wird ein Radar gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel auf der Basis der 11 und 12 beschrieben.
Bei einem Radar eines FM-CW-Verfahrens wird, wenn C/N-Charakteristika eines Oszillators, der ein Sendesignal und ein Lokalsignal erzeugt, verschlechtert werden, die Basis in der Nähe einer Spitze, die in dem Frequenzspektrum eines Schwebungssignals erscheint, demgemäß erweitert. Das heißt, je mehr die Rauschkomponente in das Schwingungssignal aufgenommen wird, desto mehr, wird der Basisabschnitt der Spitze in der Richtung der Frequenzachse erweitert. Aufgrund dieses Einflusses erscheinen viele Spitzen einer geringen Intensität, die durch Rauschen bewirkt werden, in der Nähe einer Spitze, die einen großen Spitzenwert aufweist, und es ist zu befürchten, dass diese falsch als Zielspitzen erkannt werden.
Dann wird auf die gleiche Weise wie bei dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels ein Schwellenpegel auf einen Pegel gesetzt (Pegel, den Rauschen mit einer festen Wahrscheinlichkeit nicht überschreitet), der den maximalen Wert eines Pegels überschreitet, zu dem der Pegel des Basisabschnitts in der Nähe einer Spitze aufgrund von C/N-Charakteristika und weißes Rauschen zusammengefügt werden.
11 zeigt den Zustand eines Frequenzspektrums, das durch die Synthese der Erweiterung des Spektrums bei dem Basisabschnitt in der Nähe einer Spitze aufgrund von C/N-Charakteristika eines Oszillators und Hintergrundrauschen erzeugt wird.
Falls eine Spitze unter Verwendung nur eines Schwellenwerts TH1 erfasst wird, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, das in 11 gezeigt ist, werden Spitzen, die durch eine Mehrzahl von kreisförmigen Markierungen gezeigt sind, die in dem Abschnitt enthalten sind, der durch eine gestrichelte Linie A in der Zeichnung umkreist ist, falsch als Zielspitzen erfasst.
Dann wird, wie es in 12 gezeigt ist, der Höhere zwischen einem Schwellenwert TH3, der auf der Basis des Spitzenwerts einer Spitze P und C/N-Charakteristika des Oszillators bestimmt wird, und einem Schwellenwert TH1, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, als ein Schwellenwert des Ganzen verwendet. Auf diese Weise kann die falsche Erfassung von Spitzen, die durch weißes Rauschen erzeugt werden, das dem Basisabschnitt in der Nähe einer Spitze aufgrund des Einflusses von Rauschen überlagert wird, das einem Schwingungssignal überlagert ist, verhindert werden.
Außerdem wird, wenn ein derartiger Schwellenwert gesetzt wird, auf die gleiche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zuerst eine Mehrzahl von Spitzen, die einen Schwellenwert TH1 überschreiten, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, erfasst, die Mehrzahl von Spitzen wird in Reihenfolge ausgehend von einer Spitze geprüft, die einen höheren Spitzenwert aufweist, und der Prozess kann wiederholt werden, bis eine Spitze ausgeht, die einen Schwellenwert überschreitet.
Anschließend wird ein Radar gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel auf der Basis von 13 beschrieben.
Der Verstärkungsgrad der IF-Verstärkerschaltung 7, die in 1 gezeigt ist, wird durch die Frequenz eines IF-Signals als einem Schwebungssignal verändert, die im Verhältnis zu dem Abstand zu einem Ziel bestimmt wird. Bei der IF-Verstärkerschaltung 7 wird der Verstärkungsgrad des Empfangssignals um so mehr erhöht, von je weiter weg ein Reflexionssignal kommt, d. h. je höher die Frequenz ist. Dementsprechend tendiert Hintergrundrauschen auch dazu, zuzunehmen, wenn die Frequenz zunimmt.
13 zeigt ein Beispiel eines Frequenzspektrums in diesem Fall. Bei dem Beispiel wird eine Spitze P in einem Bereichsintervall 31 erzeugt, und obwohl der Basisabschnitt auf der Seite einer niedrigeren Frequenz als dieser relativ rasch abnimmt, erscheint Rauschen eines hohen Rauschpegels auf der Seite höherer Frequenz. Dann wird ein Schwellenwert, der auf der Basis des Spitzenwerts einer Spitze P bestimmt wird, relativ rasch auf der Seite niedrigerer Frequenz verringert, wie es durch die Schwellenwertlinie TH2L gezeigt ist, unter Berücksichtigung der Charakteristika der Korrektur der abstandabhängigen Abnahme, und, wie es durch die Schwellenwertlinie TH2H gezeigt ist, die Abnahme auf der Seite höherer Frequenz wird verlangsamt. Bei dem Beispiel in 13 wird die Schwellenwertlinie TH2H auf der Seite höherer Frequenz jedoch im Wesentlichen konstant gemacht (die Neigung beträgt im Wesentlichen Null).
Außerdem wird auch, wenn ein derartiger Schwellenwert gesetzt wird, auf die gleiche Weise wie bei dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels, zuerst eine Mehrzahl von Spitzen, die einen Schwellenwert TH1 überschreiten, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, erfasst, die Mehrzahl von Spitzen wird in Reihenfolge ausgehend von einer Spitze geprüft, die einen höheren Spitzenwert aufweist, und der Prozess kann wiederholt werden, bis eine Spitze ausgeht, die einen Schwellenwert überschreitet.
Anschließend wird ein Radar gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel auf der Basis der 14 und 15 beschrieben.
Bei einem Radar eines FM-CW-Verfahrens liegt ein Fall vor, bei dem Signale in einer Schaltleistungsversorgung, einem Taktoszillator einer Signalverarbeitungsschaltung und einem Strahlabtastmechanismus usw. in eine Empfangsstufe gemischt werden. Deshalb wird bei dem Schwebungssignal eine FM- oder AM-Modulationskomponente außer einem ursprünglichen Schwebungssignal zwischen einem Reflexionssignalverlauf von einem Ziel und einem Sendesignal und der Seitenbandkomponente als ein Störsignal erzeugt. Wenn der Spitzenwert einer ursprünglichen Zielspitze hoch ist, überschreitet, selbst wenn die FM- oder AM-Modulationskomponente zu einem niedrigeren Pegel verglichen mit dem Pegel des ursprünglichen Schwebungssignals unterdrückt wird, die Spitze der Seitenbänder den Schwellenpegel und wird falsch als eine Zielspitze erfasst.
14(A) und (B) sind die Fälle, bei denen eine AM-Modulationskomponente in dem Schwebungssignal enthalten ist, 14(A) ist der Fall, bei dem das S/N-Verhältnis relativ klein ist und der Spitzenwert einer Zielspitze relativ klein ist, und 14(B) ist der Fall, bei dem das S/N-Verhältnis relativ groß ist und der Spitzenwert einer Zielspitze relativ groß ist.
Auf diese Weise überschreitet, wenn der Spitzenwert von Zielspitzen P1 und P2 relativ niedrig ist und die Intensität von Hintergrundrauschen hoch ist, da ein Schwellenwert TH1, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, hoch ist und die Seitenbandkomponente klein ist, die Spitze aufgrund des Seitenbandes nicht den Schwellenwert TH1. Wie es in 14(B) gezeigt ist, werden jedoch, da der Spitzenwert der Zielspitzen P1 und P2 hoch ist und die Intensität von Hintergrundrauschen gering ist, wenn der Schwellenwert TH1 niedrig ist, Spitzen aufgrund des Seitenbands, die durch kreisförmige Markierungen angezeigt sind, die den Schwellenwert TH1 überschreiten, falsch in dem Abschnitt A in der Nähe der Zielspitzen erfasst.
Da jedoch das Spektrum einer Signalquelle, die als Rauschen innerhalb einer Vorrichtung erzeugt wird, im Wesentlichen konstant ist, können der Ort und die Intensität eines Seitenbandes, das in der Nähe einer Zielspitze aufgrund der Signalquelle zu erzeugen ist, erzeugt werden. Dann wird, wie es in 15 gezeigt ist, ein Schwellenwert, den die Spitze von Seitenbändern nicht überschreitet, in der Nähe einer Spitze gesetzt.
In 15(A) wird ein Schwellenwert in einem Frequenzbereich erhöht, in dem Seitenbänder in der Nähe von Spitzen erzeugt werden. Das heißt, ein Schwellenwert TH41 wird mit einer Intensität gesetzt, die die Intensität von Seitenbändern überschreitet, die gemäß dem Spitzenwert einer erfassten Spitze P1 vorhergesagt ist. Auf die gleiche Weise wird ein Schwellenwert TH42 mit einer Intensität gesetzt, die die Intensität von Seitenbändern überschreitet, die gemäß dem Spitzenwert einer Spitze P2 vorhergesagt ist.
Außerdem wird in 15(B) ein Schwellenwert nur an einem Ort eines vorhergesagten Seitenbandes erhöht.
Außerdem wird, wenn ein derartiger Schwellenwert gesetzt wird, auf die gleiche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zuerst eine Mehrzahl von Spitzen, die einen Schwellenwert TH1 überschreiten, der auf der Basis von Hintergrundrauschen bestimmt wird, erfasst, die Mehrzahl von Spitzen wird in Reihenfolge ausgehend von einer Spitze geprüft, die einen höheren Spitzenwert aufweist, und der Prozess kann wiederholt werden, bis eine Spitze ausgeht, die einen Schwellenwert überschreitet.
Auf diese Weise ist es möglich zu verhindern, dass die Rauschspitze aufgrund von Seitenbändern, die durch eine Modulationskomponente erzeugt werden, falsch als eine Zielspitze erfasst wird. Internationales Aktenzeichen: PCT/JP2004/015903
Zusammenfassung
Ein erster Schwellenwert (TH1) wird gemäß der Intensität von Hintergrundrauschen bestimmt; Schwellenwerte (TH21), (TH22), (TH23) werden jeder in einem festen Frequenzbereich in der Nähe der Spitzenposition bei jedem Basisabschnitt von Spitzen (P1), (P2) und (P3) gesetzt; der Höhere bei diesen Schwellenwerten wird als ein entscheidender Schwellenwert bei jedem FFT-Intervall übernommen; und eine Spitze, die den Schwellenwert überschreitet, wird als eine Zielspitze betrachtet und erfasst. Somit wird die Zielspitze, die durch die reflektierte Welle von einem Ziel bewirkt wird, die in dem Frequenzspektrum eines Schwebungssignals enthalten ist, sicher erfasst, und eine Erfassungsgenauigkeit des Ziels wird erhöht.

17: Analog-Digital-(AD-)Wandler
ADC: AD-Wandler
DAC: Digital-Analog-(DA-)Wandler
VOC: spannungsgesteuerter Oszillator

Claims

Ein Radar zum Erfassen eines Ziels auf der Basis einer Spitzenfrequenz einer Spitze, wobei das Radar folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Senden eines frequenzmodulierten Sendesignals und zum Erzeugen eines Schwebungssignals, das eine Komponente einer Frequenz gleich der Differenz zwischen der Frequenz eines Reflexionssignals von dem Ziel des Sendesignals und der Frequenz des Sendesignals enthält; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Frequenzspektrums des Schwebungssignals; und eine Einrichtung zum Bestimmen der Spitzenfrequenz einer Spitze, die in dem Frequenzspektrum erscheint, wobei eine Einrichtung zum Setzen eines ersten Schwellenwerts auf der Basis der Intensität von Hintergrundrauschen oder der Reflexionssignalintensität eines Ziels, das eine feste Reflexionsschnittfläche aufweist, zum Setzen eines zweiten Schwellenwerts in einer festen Frequenzregion in der Nähe jeder Spitze bezüglich einer Mehrzahl von Spitzen, die den ersten Schwellenwert überschreiten, der in dem Frequenzspektrum erscheint, und zum Extrahieren einer Spitze, die den zweiten Schwellenwert überschreitet, enthalten ist.
Ein Radar gemäß Anspruch 1, bei dem der zweite Schwellenwert in einem festen Band des Basisabschnitts gemäß der Erweiterung in der Richtung der Frequenzachse der Spitze, die durch eine Multiplikation des Schwebungs signals mit einer Fensterfunktion bewirkt wird, erhöht wird.
Ein Radar gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der zweite Schwellenwert in einem festen Band des Basisabschnitts gemäß der Erweiterung in der Richtung der Frequenzachse der Spitze, die durch C/N-Charakteristika eines Oszillators zum Erzeugen des Sendesignals bewirkt wird, erhöht wird.
Ein Radar gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der zweite Schwellenwert gesetzt wird, um allmählich in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung von der Frequenz der Spitze als der Mitte gesenkt zu werden.
Ein Radar gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der zweite Schwellenwert gesetzt wird, um die Intensität von Seitenbändern zu überschreiten, die zusammen mit der Spitze aufgrund einer Modulationskomponente, die dem Schwebungssignal überlagert ist, erscheinen.
Ein Radar gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine Einrichtung zum Extrahieren der Spitze eine Spitze extrahieren soll, die alle zweiten Schwellenwerte überschreitet, nachdem der zweite Schwellenwert gesetzt worden ist, ausgehend von einer Spitze, die einen höheren Spitzenwert als andere bezüglich einer Mehrzahl von Spitzen aufweist, die den ersten Schwellenwert überschreiten.