JP2000171556A

JP2000171556A - 車両用レーダ装置

Info

Publication number: JP2000171556A
Application number: JP10346861A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Oki; 孝彦沖
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】相対速度が０近辺でも、精度よく速度検出で
きるレーダ装置とする。【解決手段】トリガパルス発生回路３は基準信号を分
周して、送出タイミング信号を生成する。レーダヘッド
１０はトリガパルス発生回路３からの送出タイミング信
号に基づき所定時間幅の送信信号を送受信アンテナから
送出する。受信信号は、周波数変換回路７で基準信号よ
りα小さい周波数の発振信号とミキシングされ周波数変
換される。これによって送出タイミングと非同期の周波
数成分αが混合される。信号処理部２０では周波数変換
された受信信号をサンプリングして、過去の履歴データ
とでサンプリング値の振幅変化周波数を求める。ここで
非同期周波数は疑似ドップラ周波数として検出されるか
ら、相対速度が０でも、ドップラ周波数が０となること
がなく、低周波数の雑音の影響を受けずに、ドップラ周
波数の検出ができる。精度よく速度検出が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両前方の障害
物までの距離および障害物に対する相対速度を検出する
車両用レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用レーダ装置として、パルス
方式レーダ装置がある。これは、送受信アンテナを備え
るレーダヘッドから車両前方に向けて一定時間だけ電磁
波を送出するとともに、受信信号内で一定強度以上の反
射波を物標からの反射信号として検波器で検出し、送出
した時刻から反射信号を検出（受信）した時刻までの経
過時間より電磁波を反射した物標までの距離を計測する
ものである。物標との相対速度の検出は上記に求めた距
離の時間微分により求められる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな車両用レーダ装置においては、反射信号の検出に一
定のしきい値を設けているので、反射信号がしきい値以
下になった場合には雑音に埋もれて物標の検出が行えな
い。とくにパルス方式電波レーダ装置では、物標の大き
さやその反射面の変化によって反射強度が変化したり、
路面反射等との干渉により反射強度が変動して、しきい
値以下になる状況が生じやすいため、物標の検出が不安
定になる例が多い。物標の距離検出が不安定になると、
距離の検出に依存した速度検出も精度を保てず、演算結
果に大きな誤差が生ずる。

【０００４】一方距離の検出に依存しない速度の検出法
として、反射信号からドップラ周波数を検出し、ドップ
ラ周波数を測定することによって物標との相対速度を検
出することがある。しかし、ドップラ周波数の測定にお
いては、反射信号をサンプリングして所定時刻の信号振
幅を検出し、その信号強度の時間的変化により反射信号
の位相変化を求めるから、相対速度が０近辺の物標につ
いては、ドップラ周波数が低周波数の領域になるので、
信号の振幅を検出する際の直流オフセットの影響を受
け、検出感度が劣化するという問題があった。したがっ
て本発明は、上記従来の問題点に鑑み、物標からの反射
信号が微小な場合にも確実に検出し、相対速度が０近辺
でも、直流オフセットの影響を受けずにドップラ周波数
を検出できるものとし、さらに物標までの距離の計測も
可能な車両用レーダ装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため請求項１記載の
本発明は、第１発振器が発振した基準周波数に基づいて
送出タイミング信号を生成するトリガパルス発生手段
と、送出タイミング信号を受けて所定時間幅の電磁波の
送信信号を送出するとともに、物標からの反射信号を受
信して受信信号を出力するレーダヘッドと、受信信号の
周波数を変換し、前記送出タイミング信号と非同期の周
波数成分を混入する周波数変換手段と、該周波数変換手
段によって周波数変換された受信信号を所定のサンプリ
ング周波数でサンプリングするサンプリング手段と、該
サンプリング手段で検出されたサンプリング値を基に物
標からの反射信号を検出する反射信号検出手段と、該反
射信号検出手段の検出値から反射信号があった１つのサ
ンプリングポイントを抽出し、該サンプリングポイント
でのサンプリング値と同サンプリングポイントの過去の
履歴データとに基づいてサンプリング値の振幅変化から
ドップラ周波数を検出するドップラ検出手段と、前記ド
ップラ周波数を基に物標との相対速度を検出する相対速
度検出手段とを有するものとした。

【０００６】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の構成に、送信信号送出から反射信号受信までの時間に
基づいて物標までの距離を求める距離演算手段とを加
え、レーダヘッドは、受信信号を差分周波数Δｆの変調
周波数とするとともに、当該変調周波数における反射信
号の周波数変換後の波形が１波以上含まれるように送信
信号の前記所定時間幅を設定し、前記サンプリング手段
は、サンプリング間隔が０．５／Δｆ以下に設定され
て、反射信号の波形のサンプリング点が少なくとも３点
となるように構成されたものとした。

【０００７】上記のサンプリング手段は積分器を備え、
その積分器に蓄積された電荷量を上記のサンプリング値
とすることができる。また、反射信号検出手段は、反射
信号の強度が小さい場合にはサンプリング周波数を上げ
てサンプリング点数を増大させるようにサンプリング手
段を制御するものとすることができ、あるいは、送信信
号の所定時間幅を長くさせるようレーダヘッドを制御す
ることもできる。さらにまた、積分器のゲート時間を短
くするようサンプリング手段を制御するもできる。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、周波数変換手段は、
レーダヘッドの受信信号を所定周波数の発振信号とミキ
シングして周波数変換を行う。発振信号が送出タイミン
グと同期しないので、発振信号の周波数と送出タイミン
グ信号を生成する際の基準信号との差の周波数が非同期
成分として受信信号に混入される。この非同期成分が混
入された受信信号を、サンプリング手段がサンプリング
して、受信信号の振幅をデータ化する。

【０００９】反射信号検出手段はサンプリング値をもと
に物標からの反射信号を検出し、ドップラ検出手段が反
射信号のあった１つのサンプリングポイントを抽出し、
このサンプリングポイント上のサンプリング値と過去所
定回数の送受信によって取得した履歴データに基づい
て、同サンプリングポイントでのサンプリング値の時間
的変化からドップラ周波数を演算する。サンプリングす
る受信信号に送出タイミングと非同期の周波数成分が混
入されているので、その周波数成分がドップラ周波数と
して演算される。したがって、物標との相対速度が０の
とき、混入された非同期成分だけがドップラ周波数とし
て検出される。この疑似ドップラ周波数によって、低周
波数領域でのドップラ周波数を検出することが可能にな
る。この疑似ドップラ周波数の存在によって、相対速度
が正と負の検出領域が形成される。疑似ドップラより高
い周波数が検出されると、相対速度が正となり、物標へ
接近すると判断できる。また疑似ドップラ周波数より低
く周波数が検出されると相対速度が負となり、物標から
離脱すると判断ができる。

【００１０】また、送信信号送出から反射信号受信まで
の時間に基づいて物標までの距離を求める距離演算手段
を設けることによって、物標までの距離を算出すること
もできる。距離を求めるには、レーダヘッドにおける送
信信号の所定時間幅が、反射信号の周波数変換後の波形
が１波以上含まれるように設定され、サンプリング間隔
が０．５／Δｆ以下に設定されて、反射信号の波形が少
なくとも３点でサンプリングされるので、強度が低レベ
ルの反射信号でも検出される。これによって信号が微弱
な場合でも、距離検出が可能になる。

【００１１】なお、サンプリング手段が積分器を備え、
サンプリング値を積分して出力することにより、物標か
らの反射信号の検出が一層容易となる。さらに、反射信
号の強度が小さい場合に反射信号検出手段がサンプリン
グ手段を制御してサンプリング周波数を上げたり積分器
のゲート時間を短くさせ、あるいはレーダヘッドを制御
して送信信号の所定時間幅を長くさせることにより、一
層的確に精度よく反射信号が検出される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例により説明する。図１は第１の実施例の全体概要を示
すブロック図である。全体構成は、電磁波の送出および
受信を行うレーダヘッド１０と、ゲート回路４を介して
レーダヘッド１０の受信信号を入力し周波数変換を行う
周波数変換回路７と、周波数変換された受信信号に信号
処理および演算を施す信号処理部２０と、レーダヘッド
１０と信号処理部２０と、送出タイミング信号を発する
トリガパルス発生回路３とからなる。信号処理部２０は
その出力として距離および相対速度情報を表示装置５や
車速制御などの車両制御装置６へ出力する。

【００１３】図２は、レーダヘッド１０まわりの詳細構
成を示す。電圧制御発振器駆動回路（ＶＣＯ駆動回路）
１１に接続された電圧制御発振器（ＶＣＯ）１２に、順
次、アイソレータ１３、サーキュレータ１４、ＲＦスイ
ッチ回路１５およびサーキュレータ１６を介して送受信
アンテナ１７が接続され、サーキュレータ１６とサーキ
ュレータ１４はさらにミキサ１８に接続されている。ミ
キサ１８の出力はＩＦ増幅器１９を介してゲート回路４
に接続されている。電圧制御発振器駆動回路１１および
ゲート回路４はそれぞれトリガパルス発生回路３に接続
されている。ゲート回路４はさらに周波数変換回路７内
のミキサ８と接続される。ミキサ８には第２発振器９が
接続されている。送受信アンテナ１７は車両前方に向け
て設置されている。

【００１４】トリガパルス発生手段としてのトリガパル
ス発生回路３は、第１発振器１を持ち、第１発振器１が
発生する周波数Ｆ１の基準周波数信号を分周器２で分周
して送出タイミング信号を生成する。電圧制御発振器駆
動回路１１は、トリガパルス発生回路３からの送出タイ
ミング信号を受けて、電圧制御発振器１２にパルス状の
変調信号を発する。電圧制御発振器１２は、変調信号に
よりＬＯ信号（基本発振周波数ｆ０）からｆ１＝ｆ０＋
Δｆに周波数変調した送信信号を発生し、サーキュレー
タ１４は送信信号をＲＦスイッチ回路１５側へ、ＬＯ信
号をミキサ１８側へ分離する。ＲＦスイッチ回路１５は
トリガパルス発生回路３からの送出タイミング信号を受
けるようになっており、送出タイミング信号に基づいて
送信信号の通過、遮断を行う。

【００１５】サーキュレータ１６は送信信号と受信信号
を分離するもので、送受信アンテナ１７で受信されサー
キュレータ１６で分離された受信信号（ＲＦ信号）はミ
キサ１８に送られる。ミキサ１８では、ＲＦ信号がサー
キュレータ１４で分離されたＬＯ信号とミキシングさ
れ、差分周波数△ｆの変調周波数信号（第１ＩＦ信号）
に変換される。なお、送受信アンテナ１７からの送出時
以外は、ＬＯ信号はＲＦスイッチ回路１５で全反射して
サーキュレータ１４からミキサ１８に入力している。

【００１６】ゲート回路４は、トリガパルス発生回路３
の各送出タイミング信号から所定時間経過後開いて、Ｉ
Ｆ増幅器１９で増幅された第１ＩＦ信号を周波数変換回
路７へ通過させる。このゲート回路４での処理により、
送受信アンテナ１７端の反射やサーキュレータ１４、１
６の漏れ、ＲＦスイッチ回路１５のアイソレーション不
足等に起因して、第１ＩＦ信号に混入することのある変
調ノイズが除去され、誤検出が防止される。

【００１７】周波数変換回路７は、変調ノイズなどを除
去した第１ＩＦ信号をミキサ８で第２発振器９からの発
振信号とミキシングして、周波数を変換した第２ＩＦ信
号を信号処理部２０に出力する。第２発振器９は送出タ
イミング信号と同期をとらずに発振し、その発振周波数
がトリガパルス発生回路３内の第１発振器１の発振周波
数Ｆ１よりαだけ小さくなっており、第２ＩＦ信号の周
波数ｆ３がΔｆ−Ｆ１＋αになり、周波数αは非同期成
分になる。なお、第２発振器９を用いる代わりに第１発
振器１の基準周波数を分周して、発振信号として生成す
ることもできる。上記送出タイミング信号のパルス幅△
ｔと第２ＩＦ信号の周波数ｆ３との関係については、第
２ＩＦ信号に１波以上の信号が含まれるように設定して
いる。例えば、ｆ３が２０ＭＨｚのとき△ｔは７５ｎｓ
ｅｃとする。

【００１８】次に図３は、信号処理部２０の詳細を示
す。信号処理部２０は、トリガパルス発生回路３に接続
されたサンプリングパルス発生器２１を備えるととも
に、ゲート回路４に利得可変増幅器２２を介して接続さ
れたオフセット回路２３を備え、オフセット回路２３は
記録回路２４に接続されている。記録回路２４にはＡ／
Ｄ変換器２５を介してＣＰＵからなる演算器２６が接続
され、記録回路２４と演算器２６の間にはさらに、ドッ
プラ検出回路２７が設けられている。ドップラ検出回路
２７は例えば過去５１２回の検出結果を記憶するように
なっている。

【００１９】記録回路２４は、第２ＩＦ信号を一定時間
間隔でサンプリング検出するもので、送出タイミングか
ら時間分割した各ビットごとに設けられたアナログスイ
ッチ３０と積分器３１の複数組と、これらを選択するマ
ルチプレクサ３２から構成されている。利得可変増幅器
２２は演算器２６からのゲイン調整信号により第２ＩＦ
信号の振幅レベルを調整し、オフセット回路２３はこの
レベル調整された第２ＩＦ信号をオフセットさせて、記
録回路２４の各アナログスイッチ３０へ出力する。

【００２０】サンプリングパルス発生器２１は、トリガ
パルス発生回路３の送出タイミング信号から所定数のサ
ンプリングパルスを生成し、記録回路２４のアナログス
イッチ３０を順次駆動する。ここでは、少なくとも３点
以上で受信信号のサンプリング検出ができるように、例
えば第２ＩＦ信号の周波数が２０ＭＨｚ、送信パルス幅
（△ｔ）が７５ｎｓｅｃ、サンプリングパルスの周波数
が４０ＭＨｚとされる。アナログスイッチ３０による積
分器３１への信号入力のゲート時間は△ｔ以下とする。
サンプリングパルス数は検出する距離値に対応して設定
され、例えば一回の送信に１００個のサンプリングパル
スが出力されるように設定されている。

【００２１】以上の構成における作用について、図４の
タイムチャートを参照して説明する。まず、図４の
（ａ）のようにトリガパルス発生回路３からパルス幅Δ
ｔの送出タイミング信号が出力されると、（ｂ）のよう
にこの送出タイミング信号の間、送受信アンテナ１７か
ら車両前方に向けて送信信号（周波数ｆ１）がパルス信
号として送出される。

【００２２】送信信号が物標に当たると、その反射波が
（ｃ）に示すように送出タイミング信号送出から時間Ｔ
後に受信信号として送受信アンテナ１７に受信される。
受信信号はミキサ１８で第１ＩＦ信号に変換され、さら
にミキサ８で周波数ｆ３に変換された第２ＩＦ信号がゲ
ート回路４を経て信号処理部２０に入力される。第２Ｉ
Ｆ信号には（ｄ）のように１波以上の波形が含まれてい
る。なお、（ｄ）において破線は雑音レベルを示してい
る。

【００２３】信号処理部２０では、（ｅ）のようにサン
プリングパルス発生器２１が送出タイミング信号からサ
ンプリングパルスを生成する。このサンプリングパルス
による上記の第２ＩＦ信号のサンプリング値が記録回路
２４の積分器３１で積算処理される。（ｆ）は積算され
たサンプリング値を示している。

【００２４】演算器２６では、図５に示す流れで距離を
求める。まずステップ１０１において、マルチプレクサ
３２へのビット切り替え信号により、所定時間ごとにＡ
／Ｄ変換器２５を介して記録回路２４のサンプリング結
果を取り込む。ステップ１０２では、オフセット電圧
との電圧差から反射信号部分のデータを抽出する。

【００２５】そして、ステップ１０３において、反射信
号の振幅から信号波形の中央値（ピーク位置）を求め
る。ここでは、少なくとも３点の値が得られているか
ら、反射信号の中央値を推定することができる。つぎの
ステップ１０４で、送信信号送出から上記中央値までの
時間ｔから、次式により物標までの距離Ｄを求める。Ｄ＝０．５×Ｃ×ｔただし、Ｃ＝３×１０^８（ｍ／ｓｅｃ）である。

【００２６】反射信号のサンプリング値は、反射物標と
の距離変化によって、図６に例示されるような位相変化
を起こしている。そこで、ドップラ検出回路２７では反
射信号を含んだサンプリング値の振幅変化の周波数すな
わちドップラ周波数ｆｄを検出する。演算器２６はドッ
プラ周波数に基づいて反射物標との相対速度を演算す
る。

【００２７】すなわち図７に示すように、ステップ２０
１において、マルチプレクサ３２へのビット切り替え信
号により、所定時間ごとに記録回路２４のサンプリング
結果を取り込み、データの更新を行ってメモリに記憶す
る。ここで例えば１００個のサンプリングデータを取り
込んだとする。取り込んだデータと記憶された過去の履
歴データとによって図８に示すように、全部で５１２回
の送受信におけるサンプリングデータ（５１２×１０
０）が得られる。

【００２８】ステップ２０２において、データの取り込
み順から反射信号があったどうかをチェックし、反射信
号があった最初のサンプリングポイントを検出する。ス
テップ２０３においては、反射信号があったポイントか
ら同時刻に記憶された５１２個のサンプリングデータを
メモリから抽出する。ステップ２０４においては、サン
プリングデータの振幅変化からドップラ周波数ｆ４を演
算する。

【００２９】第２ＩＦ信号には送信タイミングと非同期
の周波数成分αが混入されているので、物標との相対速
度が０のとき、周波数αの疑似ドップラ周波数が検出さ
れる。これによって物標との相対速度が０のときでも、
図９に示すように疑似ドップラ周波数が検出される。雑
音は低周波数領域で強く現れるから、疑似ドップラ周波
数を例えば図示のように１４ｋＨｚ近辺に設定すること
によって、雑音に埋もれて検出できないことがなくな
る。また、疑似ドップラ周波数が相対速度０に対応して
いるので、相対速度が負の検出領域、正の検出領域が形
成され、演算されたドップラ周波数が疑似ドップラ周波
数より小さいかどうかによって物標との相対速度が負か
正かの判断できる。

【００３０】演算回路２６はステップ２０５で、ドップ
ラ検出回路２７からのドップラ周波数ｆ４より、次式に
より物標との相対速度Ｖを演算する。Ｖ＝０．５×Ｃ×（ｆ４−α）／ｆ１ただし、ｆ１は送信信号の周波数である。αは第１発振
器１と第２発振器９の発振周波数の差である。そして、
ステップ２０６において、こうして求められた物標との
相対速度Ｖおよび求めていた物標までの距離Ｄにより、
必要な補正を施した後表示装置５あるいは車両制御装置
６へ出力する。なお、信号処理部２０では車両用レーダ
装置として想定するドップラ周波数に対応する周波数通
過帯域、ならびにゲート時間に応じた積分器３１の時定
数が設定されていることはもちろんである。

【００３１】本実施例は以上のように構成され、受信信
号に、送出タイミングと非同期の周波数成分を混入する
ことによって、受信信号の振幅から疑似のドップラ周波
数が検出されることになる。相対速度が０近辺の状態で
も、疑似ドップラ周波数が検出されるので、低周波数領
域の雑音を受けずに済み、検出感度が高くなる。また疑
似ドップラ周波数によって相対速度が負の周波数領域と
正の周波数領域が形成され、その領域を判断することに
よって物標へ接近するか、離脱するかの判別がつく。

【００３２】また、同じくドップラ周波数が得られるこ
とにより、車両前方に複数の物標が存在し、反射信号が
重なるような状態が発生しても、相対速度の相違に基づ
くドップラ周波数の違いによって容易に識別を行うこと
ができる。また距離を検出するには、送信信号の送出時
間を第２ＩＦ信号が少なくとも１波含まれる長さとし、
受信信号のサンプリングを３点以上行えるようにサンプ
リング周波数を設定してあるので、ドップラを含んだ反
射信号波形の検出が可能となり、また積分器３１でサン
プリング値を加算処理することにより微小信号でも反射
信号が感度良く検出される。

【００３３】つぎに図１０は、第２の実施例を示すブロ
ック図である。この実施例は、信号処理部において、第
１の実施例におけるオフセット回路２３のかわりに、リ
ミッタ増幅器４０を利得可変増幅器２２と記録回路２４
の間に設けたものである。リミッタ増幅器４０は、受信
信号の周波数を変換した第２ＩＦ信号を０−５Ｖに振幅
制限増幅された擬似雑音信号に変換して、記録回路２４
に入力する。レーダヘッドまわりを含むその他の構成は
前実施例と同じである。

【００３４】本実施例における各信号は図１１に示され
る。（ａ）−（ｄ）の送出タイミング信号、送信信号、
受信信号および第２ＩＦ信号は図４に示した前実施例に
おけるものと同じである。そして、リミッタ増幅器４０
の出力には、（ｅ）に示すように、反射信号があるとこ
ろのみ振幅変化が現れる。（ｇ）は（ｆ）に示すサンプ
リングパルスによってリミッタ増幅器４０の出力をサン
プリングし、記録回路２４の積分器３１で積算処理した
結果である。反射信号がない間は擬似雑音信号の平均値
である２．５Ｖに収束しているが、反射信号が入ると振
幅情報Ｓが現れる。

【００３５】これによっても、第１の実施例と同様に、
微小信号でも反射信号が感度良く検出され、サンプリン
グ値の振幅変化からドップラ周波数を検出し、相対速度
が求められるとともに距離算出もできる。また複数の物
標の識別も容易である。

【００３６】つぎに、図１２はさらに状況に応じて信号
検出精度を制御できるようにした第３の実施例を示す図
である。ここでは、第１の実施例の構成をベースに、演
算器２６とトリガパルス発生回路３、サンプリングパル
ス発生器２１および記録回路の積分器３１とが接続さ
れ、演算器２６で直前に計測された反射信号強度に応じ
て制御を行うようになっている。すなわち、反射信号強
度が小さい場合には、演算器２６からサンプリングパル
ス発生器２１へサンプリング周波数制御信号を出力し、
サンプリング周波数を上げてサンプリング点数を増大さ
せ、またトリガパルス発生回路３へ送信パルス幅制御信
号を出力し、送出タイミング信号のパルス幅を長くさせ
る。また、反射信号の波形検出効率をさらに向上させる
ため、積分時定数制御信号を積分器３１へ出力し、積分
時間を短くさせる。レーダヘッドまわりを含むその他の
構成は第１の実施例と同じである。

【００３７】これにより、本実施例では時々刻々の実際
の検出状況、とくに反射信号強度の状態に応じて各部の
動作パラメータが制御されるから、常に安定して高い検
出精度が確保される。

【００３８】なお、上記各実施例では、記憶回路２４が
積分器３１を備え、サンプリング値を電荷量として記録
するが、このほか、積分器３１のかわりにメモリを用い
て、サンプリング値をＡ／Ｄ変換してデジタル情報とし
て記録させることもできる。また実施例のレーダヘッド
１０からは送信信号として一定振幅の固定パルス信号が
送出されるが、振幅が変化するＦＭパルス方式のレーダ
ヘッドを用いた場合にも固定パルス信号のときと同様に
第１ＩＦ信号、第２ＩＦ信号が得られるから、実施例と
同じ効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、レーダヘッド
から送信信号を送出するとともに、受信信号をサンプリ
ング手段によりサンプリングしてそのサンプリングを基
に物標からの反射信号を検出し、過去の受信信号とによ
り反射信号の振幅変化からドップラ周波数を検出して、
物標との相対速度を求める車両用レーダにおいて、反射
信号に信号の送出タイミングと非同期の周波数成分を混
入し、その非同期の周波数成分によって疑似のドップラ
周波数が検出される。この疑似ドップラ周波数によっ
て、相対速度が０近辺でも、ドップラ周波数が低周波数
領域から検出されることなく、直流オフセットなどに起
因する雑音の影響を受けることがなくなり、高感度で検
出することが可能になる。また疑似ドップラ周波数によ
って、相対速度が正と負の２つ検出領域が形成されるか
ら、ドップラ周波数の検出領域によって、物標へ接近す
るか、離脱するかを判断することができる。

【００４０】また、送信信号と受信信号の時間差によっ
て距離を検出するときに、受信した反射信号の周波数変
換後の波形が１波以上含まれるように送信信号の時間幅
を設定し、またサンプリング間隔を０．５／Δｆ以下と
して反射信号の波形のサンプリング点が少なくとも３点
となるようにしたので、物標からの反射信号が微小な場
合にも雑音に埋もれることなく確実に検出され、物標ま
での距離を計測することができるという効果を有する。

【００４１】また、サンプリング手段が積分器を備え、
サンプリング値を積分して出力することにより、物標か
らの反射信号の検出が一層容易となる。さらに、反射信
号の強度が小さい場合にサンプリング手段を制御してサ
ンプリング周波数を上げたり積分器のゲート時間を短く
させ、あるいはレーダヘッドを制御して送信信号の時間
幅を長くさせることにより、一層的確に精度よく反射信
号を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の全体概要を示すブロック図であ
る。

【図２】レーダヘッドまわりの詳細構成を示すブロック
図である。

【図３】信号処理部の詳細を示すブロック図である。

【図４】第１の実施例における信号波形を示すタイムチ
ャートである。

【図５】距離を求める流れを示すフローチャートであ
る。

【図６】反射信号のサンプリング値の位相変化例を示す
図である。

【図７】相対速度を求める流れおよび信号の出力を示す
フローチャートである。

【図８】ドップラ周波数を求めるデータの構成を示す図
である。

【図９】疑似ドップラ周波数と雑音強度の領域関係を示
す図である。

【図１０】第２の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図１１】第２の実施例における信号波形を示すタイム
チャートである。

【図１２】第３の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１第１発振器２分周器３トリガパルス発生回路４ゲート回路５表示装置６車両制御装置７周波数変換回路８ミキサ９第２発振器１０レーダヘッド１１電圧制御発振器駆動回路１２電圧制御発振器１３アイソレータ１４、１６サーキュレータ１５ＲＦスイッチ回路１７送受信アンテナ１８ミキサ１９ＩＦ増幅器２０信号処理部２１サンプリングパルス発生器２２利得可変増幅器２３オフセット回路２４記録回路２５Ａ／Ｄ変換器２６演算器２７ドップラ検出回路３０アナログスイッチ３１積分器３２マルチプレクサ４０リミッタ増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１発振器が発振した基準周波数に基づ
いて送出タイミング信号を生成するトリガパルス発生手
段と、送出タイミング信号を受けて所定時間幅の電磁波
の送信信号を送出するとともに、物標からの反射信号を
受信して受信信号を出力するレーダヘッドと、受信信号
の周波数を変換し、前記送出タイミング信号と非同期の
周波数成分を混入する周波数変換手段と、該周波数変換
手段によって周波数変換された受信信号を所定のサンプ
リング周波数でサンプリングするサンプリング手段と、
該サンプリング手段で検出されたサンプリング値を基に
物標からの反射信号を検出する反射信号検出手段と、該
反射信号検出手段の検出値から反射信号があった１つの
サンプリングポイントを抽出し、該サンプリングポイン
トでのサンプリング値と同サンプリングポイントの過去
の履歴データとに基づいてサンプリング値の振幅変化か
らドップラ周波数を検出するドップラ検出手段と、前記
ドップラ周波数を基に物標との相対速度を検出する相対
速度検出手段とを有することを特徴とする車両用レーダ
装置。
【請求項２】第１発振器が発振した基準周波数に基づ
いて送出タイミング信号を生成するトリガパルス発生手
段と、送出タイミング信号を受けて所定時間幅の電磁波
の送信信号を送出するとともに、物標からの反射信号を
受信して受信信号を出力するレーダヘッドと、受信信号
の周波数を変換し、前記送出タイミング信号と非同期の
周波数成分を混入する周波数変換手段と、該周波数変換
手段によって周波数変換された受信信号を所定のサンプ
リング周波数でサンプリングするサンプリング手段と、
該サンプリング手段で検出されたサンプリング値を基に
物標からの反射信号を検出する反射信号検出手段と、該
反射信号検出手段の検出値から反射信号があった１つの
サンプリングポイントを抽出し、該サンプリングポイン
トでのサンプリング値と同サンプリングポイントの過去
の履歴データとに基づいてサンプリング値の振幅変化か
らドップラ周波数を検出するドップラ検出手段と、前記
ドップラ周波数を基に物標との相対速度を検出する相対
速度検出手段と、前記送信信号送出から反射信号受信ま
での時間に基づいて物標までの距離を求める距離演算手
段とを有し、前記レーダヘッドは、受信信号を差分周波
数Δｆの変調周波数とするとともに、当該変調周波数に
おける反射信号の周波数変換後の波形が１波以上含まれ
るように送信信号の前記所定時間幅を設定し、前記サン
プリング手段は、サンプリング間隔が０．５／Δｆ以下
に設定されて、反射信号の波形のサンプリング点が少な
くとも３点となるように構成されたことを特徴とする車
両用レーダ装置。
【請求項３】前記周波数変換手段は、前記第１発振器
の基準周波数と一定の周波数差をもった周波数信号を発
する第２発振器を有し、該第２発振器からの周波数信号
とレーダヘッドからの受信信号とミキシングして、周波
数変換を行うことを特徴とする請求項１または２記載の
車両用レーダ装置。
【請求項４】前記周波数変換手段は、前記第１発振器
の基準周波数を分周した周波数信号とレーダヘッドから
の受信信号とミキシングして周波数変換を行うことを特
徴とする請求項１または２記載の車両用レーダ装置。
【請求項５】前記サンプリング手段が、積分器を備
え、該積分器に蓄積された電荷量を前記サンプリング値
とするものであることを特徴とする請求項１、２、３ま
たは４記載の車両用レーダ装置。
【請求項６】前記反射信号検出手段は、反射信号の強
度が小さい場合にはサンプリング周波数を上げてサンプ
リング点数を増大させるように前記サンプリング手段を
制御することを特徴とする請求項１、２、３、４または
５記載の車両用レーダ装置。
【請求項７】前記反射信号検出手段は、反射信号の強
度が小さい場合には送信信号の前記所定時間幅を長くさ
せるよう前記レーダヘッドを制御することを特徴とする
請求項１、２、３、４、５または６記載の車両用レーダ
装置。
【請求項８】前記反射信号検出手段は、反射信号の強
度が小さい場合には前記積分器のゲート時間を短くする
よう前記サンプリング手段を制御することを特徴とする
請求項５、６または７記載の車両用レーダ装置。