JP2000275333A - Radar signal processor by fmicw and distance and speed measuring method by fmicw - Google Patents

Radar signal processor by fmicw and distance and speed measuring method by fmicw

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JP2000275333A
JP2000275333A JP11079335A JP7933599A JP2000275333A JP 2000275333 A JP2000275333 A JP 2000275333A JP 11079335 A JP11079335 A JP 11079335A JP 7933599 A JP7933599 A JP 7933599A JP 2000275333 A JP2000275333 A JP 2000275333A
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JP
Japan
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signal
distance
phase
frequency
fmicw
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Application number
JP11079335A
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Japanese (ja)
Inventor
Masa Mitsumoto
雅 三本
Tetsuo Kirimoto
哲郎 桐本
Shigeki Morita
茂樹 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a real-time processing operation by reducing the number of times of a frequency analysis and a signal detection. SOLUTION: In a relative distance and speed measurement by an FMICW (frequency-modulation interrupted continuous wave), a plurality of distance bin data are calculated and added (101). Regarding the calculated and added distance bin data, a frequency spectrum is found (16a, 16b). Regarding frequency spectrums which are found respectively regarding an up-phase and a down-phase, the frequency of a spectrum which is detected as a target is found (17a, 17b). Then, frequencies of spectrums at the up-phase and the down-phase are combined by a round-robin system, the combination in which a relative distance is within the range of a prescribed distance bin is searched, and the relative distance which is found by a corresponding combination is output (18). The relative speed of the target is found and output on the basis of the corresponding combination (19).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば車輌等
の移動体に搭載されるレーダ装置に係り、目標となる対
象物を検出してその相対距離と相対速度を計測すること
ができるFMICWによるレーダ信号処理装置およびF
MICWによる距離・速度計測方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar device mounted on a moving body such as a vehicle, and more particularly to a radar using an FMICW capable of detecting a target object and measuring its relative distance and relative speed. Signal processing device and F
The present invention relates to a distance / speed measurement method using MICW.

【0002】[0002]

【従来の技術】車輌等に搭載されるレーダは、対象とす
る目標の距離が数m〜200m程度の範囲であり、ま
た、アンテナは送受兼用として1つにした方が装置が小
型になり搭載には望ましい。このような要求を満たすレ
ーダとして、FMICW(Frequency Modulation Interr
upted Continuous Wave)レーダがあげられる。
2. Description of the Related Art A radar mounted on a vehicle or the like has a target distance in the range of several meters to about 200 m, and a single antenna for both transmission and reception makes the device smaller and mounted. Is desirable. As a radar satisfying such requirements, FMICW (Frequency Modulation Interr
upted Continuous Wave) radar.

【0003】図10は公知であるレーダ送受信装置の基
本構成を示すブロック図であり、1はレーダ送受信装
置、2は制御部、3は変調波形発生部、4はVCO(Vol
tage Controlled Oscillator)、5は第1のスイッチ、
6は第2のスイッチ、7はアンテナ、8は目標、9a、
9bは分配回路、10は移相回路、11a、11bはミ
キサである。
FIG. 10 is a block diagram showing a basic configuration of a known radar transmitting / receiving apparatus, wherein 1 is a radar transmitting / receiving apparatus, 2 is a control section, 3 is a modulation waveform generating section, and 4 is a VCO (Vol
tage Controlled Oscillator), 5 is the first switch,
6 is a second switch, 7 is an antenna, 8 is a target, 9a,
9b is a distribution circuit, 10 is a phase shift circuit, and 11a and 11b are mixers.

【0004】また、図11は、図10の受信信号や制御
信号を入力する従来のレーダ信号処理装置であり、12
はレーダ信号処理装置、13a、13bはAD(Analog
to Digital)変換器、14はメモリ、15は信号処理制
御部、16a、16bは周波数分析部、17a、17b
は信号検出部、18は組合せ探索部、19は速度計測部
である。
FIG. 11 shows a conventional radar signal processing apparatus for inputting the reception signal and control signal shown in FIG.
Is a radar signal processor, and 13a and 13b are AD (Analog
to Digital) converter, 14 is a memory, 15 is a signal processing controller, 16a and 16b are frequency analyzers, 17a and 17b
Is a signal detection unit, 18 is a combination search unit, and 19 is a speed measurement unit.

【0005】また、図12はFMICW方式における各
信号の時間に対する周波数を示したものであり、以下で
は時間の経過につれて周波数が高くなる変調区間をアッ
プフェーズとし、時間の経過につれて周波数が低くなる
変調区間をアップフェーズとし、20aはアップフェー
ズのVCO信号、20bはダウンフェーズのVCO信
号、21aはアップフェーズの送信信号、21bはダウ
ンフェーズの送信信号、22aはアップフェーズのロー
カル信号、22bはダウンフェーズのローカル信号、2
3aはアップフェーズの受信信号、23bはダウンフェ
ーズの受信信号、24aはアップフェーズのビート信
号、24bはダウンフェーズのビート信号である。
FIG. 12 shows the frequency of each signal with respect to time in the FMICW system. Hereinafter, a modulation section in which the frequency increases as time elapses will be referred to as an up-phase, and a modulation section in which the frequency will decrease as time elapses. A section is defined as an up phase, 20a is an up phase VCO signal, 20b is a down phase VCO signal, 21a is an up phase transmission signal, 21b is a down phase transmission signal, 22a is an up phase local signal, and 22b is a down phase. Local signal, 2
3a is an up-phase reception signal, 23b is a down-phase reception signal, 24a is an up-phase beat signal, and 24b is a down-phase beat signal.

【0006】図13は図10の第1のスイッチ5および
第2のスイッチ6における接続端子を時間に対して示し
たものである。
FIG. 13 shows the connection terminals of the first switch 5 and the second switch 6 of FIG. 10 with respect to time.

【0007】図14は図11のメモリ14における、ア
ップフェーズとダウンフェーズのサンプルデータについ
て示したものであり、25aはメモリ上に確保されたア
ップフェーズ用データマトリクス、25bはメモリ上に
確保されたダウンフェーズ用データマトリクスであり、
その他の信号は図12で示すものと同じである。
FIG. 14 shows sample data of the up phase and the down phase in the memory 14 of FIG. 11, wherein 25a is an up phase data matrix secured on the memory, and 25b is secured on the memory. Data matrix for down phase,
Other signals are the same as those shown in FIG.

【0008】図15は図11のレーダ信号処理装置12
における後半の信号処理手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 15 shows the radar signal processor 12 shown in FIG.
5 is a flowchart showing a signal processing procedure in the latter half of FIG.

【0009】さらに、図16は図11のレーダ信号処理
装置12における周波数分析部16a、16bの入出力
を示す図であり、26a〜26cは周波数分析部への入
力信号、27a〜27cは周波数分析部からの出力信号
である。
FIG. 16 is a diagram showing the input and output of the frequency analyzers 16a and 16b in the radar signal processor 12 of FIG. 11, where 26a to 26c are input signals to the frequency analyzer, and 27a to 27c are frequency analyzers. It is an output signal from the unit.

【0010】以下、図に従ってFMICW方式のレーダ
を説明する。FMICW方式では、その名の通り周波数
変調をかけた連続波を間欠的に用いる。図10におい
て、レーダ送受信装置1内にある制御部2の制御によ
り、変調波形発生部3で生成されたアップフェーズとダ
ウンフェーズから成る変調波形はVCO4へ入力され、
図12に示すVCO信号20となり、第1のスイッチ5
に入力される。第1のスイッチ5と第2のスイッチ6は
制御部2によって制御され、図13に示すようにあらか
じめ設定された時間τだけt端子へ、あらかじめ設定さ
れた時間T−τの間はr端子へそれぞれ同期して接続さ
れる動作を繰り返す。
Hereinafter, a radar of the FMICW system will be described with reference to the drawings. In the FMICW method, as the name implies, a continuous wave subjected to frequency modulation is used intermittently. In FIG. 10, under the control of the control unit 2 in the radar transmitting and receiving apparatus 1, the modulation waveform including the up phase and the down phase generated by the modulation waveform generation unit 3 is input to the VCO 4,
The VCO signal 20 shown in FIG.
Is input to The first switch 5 and the second switch 6 are controlled by the control unit 2 and are connected to the t terminal for a preset time τ as shown in FIG. 13, and to the r terminal for a preset time T−τ as shown in FIG. The operations connected in synchronization with each other are repeated.

【0011】まずアップフェーズの期間において、時間
τだけt端子に接続されたVCO信号20aは図12の
送信信号21aとなり、第1のスイッチ5と第2のスイ
ッチ6を経由してアンテナ7に入力され、アンテナ7か
ら空中へ放射される。空中へ放射された送信信号21a
は、ある相対距離Rに存在し、ある相対速度Vで移動し
ている目標8に照射され、その一部が反射される。その
反射波は、相対速度Vに応じたドップラー周波数分Fv
だけシフトし、送信信号21aからKτ=2R/c(cは
電波の速度)だけ遅れた時間にアンテナ7で受信されて
図12の受信信号23aとなり、時間T−τだけr端子
に接続された第2のスイッチ6を経由して分配回路9a
へ入力される。
First, during the up phase, the VCO signal 20a connected to the t terminal for a time τ becomes the transmission signal 21a shown in FIG. 12 and is input to the antenna 7 via the first switch 5 and the second switch 6. And is radiated from the antenna 7 into the air. Transmission signal 21a radiated into the air
Is illuminated on a target 8 existing at a certain relative distance R and moving at a certain relative speed V, and a part thereof is reflected. The reflected wave has a Doppler frequency component Fv corresponding to the relative velocity V.
The signal is received by the antenna 7 at a time delayed by Kτ = 2R / c (c is the speed of a radio wave) from the transmission signal 21a to become the reception signal 23a of FIG. 12, and is connected to the r terminal by the time T−τ. Distribution circuit 9a via second switch 6
Is input to

【0012】分配回路9aは入力された信号を2分割
し、それぞれミキサ11aとミキサ11bへ入力する。
一方、時間T−τだけr端子に接続された第1のスイッ
チ5を経由したVCO信号20aは、図12のローカル
信号21aとして分配回路9bへ入力される。分配回路
9bは入力された信号を2分割し、ミキサ11aと移相
回路10へ入力する。移相回路10は入力された信号を
π/2ラジアンだけ位相をシフトさせミキサ11bへ出
力する。
The distribution circuit 9a divides the input signal into two and inputs the signal to the mixers 11a and 11b.
On the other hand, the VCO signal 20a that has passed through the first switch 5 connected to the r terminal for the time T−τ is input to the distribution circuit 9b as the local signal 21a in FIG. The distribution circuit 9b divides the input signal into two and inputs the signal to the mixer 11a and the phase shift circuit 10. The phase shift circuit 10 shifts the phase of the input signal by π / 2 radians and outputs the signal to the mixer 11b.

【0013】各ミキサ11a、11bに入力された受信
信号23aとローカル信号22aは時間T−τ内のKτ
〜(K+1)τの期間においてミキシングされ、受信信号
23aとローカル信号22aの周波数差が周波数として
表れるビート信号24aとなる。このとき、ミキサ11
aによるビート信号24aは複素信号の実部(I)に、ミ
キサ11bによるビート信号24bは複素信号の虚部
(Q)に相当するので、ビート信号24aは複素信号とし
て得られる。
The received signal 23a and the local signal 22a input to each of the mixers 11a and 11b are equal to Kτ within the time T-τ.
The signal is mixed in a period of ~ (K + 1) τ, and becomes a beat signal 24a in which the frequency difference between the received signal 23a and the local signal 22a appears as a frequency. At this time, the mixer 11
a is the real part (I) of the complex signal, and the beat signal 24b by the mixer 11b is the imaginary part of the complex signal.
Since this corresponds to (Q), the beat signal 24a is obtained as a complex signal.

【0014】ダウンフェーズの期間においても、上記の
アップフェーズの期間と同様にして、ビート信号24b
が得られる。
In the down phase period, the beat signal 24b is set in the same manner as in the up phase period.
Is obtained.

【0015】このとき、アップフェーズにおけるビート
信号24a Sup(t)は式(1)で、ダウンフェーズにお
けるビート信号24a Sdn(t)は式(2)で表される。
At this time, the beat signal 24a Sup (t) in the up phase is expressed by equation (1), and the beat signal 24a Sdn (t) in the down phase is expressed by equation (2).

【0016】[0016]

【数1】 (Equation 1)

【0017】ビート信号(IとQ)と制御部2からの制御
信号(x)は、レーダ送受信装置1からレーダ信号処理装
置12へ入力される。ビート信号は制御部2によって送
信開始と同時にτ毎にAD変換器13aおよび13bに
よってサンプリングされ、メモリ14に格納される。格
納の際には信号処理制御部15によって図14に示され
るように、各フェーズについて送信信号21aあるいは
21bであるP1に続くn回のサンプルを順に(P1,R
1)、(P1,R2)、(P1,R3)、…、(P1,Rn)とし
て格納する。送信信号21aあるいは21bであるP2
以降も同様に(P2,R1)、(P2,R2)、(P2,R
3)、…、(P2,Rn)の様にして格納して、各フェーズ
毎のデータマトリクス25a、25bを生成する。ここ
で、Rk(k=1〜n)には、式(5)で示される範囲の相
対距離にある目標の信号が含まれており、以下ではRk
をk番目の距離ビンとする。
The beat signals (I and Q) and the control signal (x) from the control unit 2 are input from the radar transmitting / receiving device 1 to the radar signal processing device 12. The beat signal is sampled by the AD converters 13a and 13b for each τ at the same time as the transmission is started by the control unit 2 and stored in the memory 14. At the time of storage, as shown in FIG. 14 by the signal processing control unit 15, n samples following P1, which is the transmission signal 21a or 21b, for each phase are sequentially (P1, R
1), (P1, R2), (P1, R3),..., (P1, Rn). P2 which is the transmission signal 21a or 21b
The same applies to (P2, R1), (P2, R2), (P2, R
3),..., (P2, Rn), and generate data matrices 25a and 25b for each phase. Here, Rk (k = 1 to n) includes a target signal at a relative distance in the range shown by Expression (5).
Is the k-th distance bin.

【0018】[0018]

【数2】 (Equation 2)

【0019】制御部2からの制御信号xによりPmにつ
いてのサンプルが終了する時間を信号処理制御部15が
判断し、以後の信号処理を進めるが、これより先の詳細
な動作について、図15を用いて説明する。
The signal processing control unit 15 determines the time at which the sampling for Pm is completed based on the control signal x from the control unit 2 and proceeds with the subsequent signal processing. It will be described using FIG.

【0020】図15に示す手順では、まずST1で信号
処理制御部15が、自身に備わっているカウンタ(内部
変数)k=1とする。
In the procedure shown in FIG. 15, first, in ST1, the signal processing controller 15 sets its own counter (internal variable) k = 1.

【0021】ST2では、信号処理制御部15によっ
て、周波数分析部16aが図14のアップフェーズ用デ
ータマトリクス25aからk番目の距離ビンのデータP
1〜Pmを読みとり、そのデータについて例えばFFT
(Fast Fourier Transform)などにより図16に示すよう
に入力信号P1〜Pm26から、出力信号27として周
波数スペクトルを求め、信号検出部17aへ出力する。
ST3では、信号処理制御部15によって、信号検出部
17aが、入力された周波数スペクトルについて、例え
ばCFAR(Constant False Alarm Rate)検出を用いて
信号検出を行ない、目標として検出したスペクトルの周
波数U1、U2、…、Upを得て組合せ探索部18へ出
力する。
In ST2, the signal processing control unit 15 causes the frequency analysis unit 16a to convert the data P of the k-th distance bin from the up-phase data matrix 25a of FIG.
1 to Pm, and for the data, for example, FFT
(Fast Fourier Transform) or the like, as shown in FIG. 16, obtains a frequency spectrum as an output signal 27 from the input signals P1 to Pm26, and outputs it to the signal detection unit 17a.
In ST3, the signal processing control unit 15 causes the signal detection unit 17a to perform signal detection on the input frequency spectrum using, for example, CFAR (Constant False Alarm Rate) detection, and to detect the frequency U1, U2 of the spectrum detected as a target. ,... Up are obtained and output to the combination search unit 18.

【0022】ST4では、信号処理制御部15によっ
て、周波数分析部16bが図14のダウンフェーズ用デ
ータマトリクス25bからk番目の距離ビンのデータP
1〜Pmを読みとり、そのデータについて例えばFFT
などにより周波数スペクトルを求め、信号検出部17b
へ出力する。ST5では、信号処理制御部15によっ
て、信号検出部17bが、入力された周波数スペクトル
について、例えばCFAR検出を用いて信号検出を行な
い、目標として検出したスペクトルの周波数D1、D
2、…、Dqを求め組合せ探索部18へ出力する。
In ST4, the signal processing control section 15 causes the frequency analysis section 16b to convert the data P of the k-th distance bin from the down-phase data matrix 25b of FIG.
1 to Pm, and for the data, for example, FFT
The frequency spectrum is obtained by, for example,
Output to In ST5, the signal processing control unit 15 causes the signal detection unit 17b to perform signal detection on the input frequency spectrum using, for example, CFAR detection, and to detect the frequencies D1 and D1 of the spectra detected as targets.
.., Dq are obtained and output to the combination search unit 18.

【0023】次にST6では、信号処理制御部15によ
って、組合せ探索部18が、入力されたU1、U2、
…、UpとD1、D2、…、Dqについて総当たりで組
合せ、式(6)で求めた相対距離Rが式(5)に示すRkの
範囲となる組合せCij(Ui,Dj)を探索する。組合せが
見つかった場合には、ST7に進み、探索時に求めた相
対距離Rを出力し、また、その組合せCij(Ui,Dj)を
速度計測部19へ出力する。
Next, in ST6, the signal processing control section 15 causes the combination search section 18 to input the input U1, U2,
, Up and D1, D2,..., Dq are combined in a round robin manner, and a combination Cij (Ui, Dj) in which the relative distance R obtained by Expression (6) falls within the range of Rk shown in Expression (5) is searched. If a combination is found, the process proceeds to ST7, where the relative distance R obtained at the time of the search is output, and the combination Cij (Ui, Dj) is output to the speed measurement unit 19.

【0024】[0024]

【数3】 (Equation 3)

【0025】さらに、ST7では速度計測部19が、入
力されたCij(Ui,Dj)から、式(7)を用いて目標の相
対速度Vを求め出力する。
Further, in ST7, the speed measuring section 19 obtains a target relative speed V from the input Cij (Ui, Dj) by using the equation (7) and outputs it.

【0026】[0026]

【数4】 (Equation 4)

【0027】続いてST8では、信号処理制御部15が
カウンタの値kに1を加える。ST9では、信号処理制
御部15がカウンタ変数kの値をnと比較し、小さけれ
ば再度ST2の処理を周波数分析部16aに行なわせ、
大きければ終了する。
Subsequently, in ST8, the signal processing control section 15 adds 1 to the value k of the counter. In ST9, the signal processing control unit 15 compares the value of the counter variable k with n. If the value is smaller, the signal processing control unit 15 causes the frequency analysis unit 16a to perform the process of ST2 again.
If it is larger, it ends.

【0028】図17は3つの目標81、82、83が存
在する場合の例を示したものであり、送信信号21aに
対する3つの受信信号23a1、23a2、23a3に
よるビート信号24a1、24a2、24a3が、送信
信号21bに対する3つの受信信号23b1、23b
2、23b3によるビート信号24b1、24b2、2
4b3が、それぞれ、2番目、5番目、6番目の距離ビ
ンに現われる。そのため、一連の2番目、5番目、6番
目で距離ビンにおける電圧(計測データ)には、各ビート
信号としての正弦波の一部が現われ、周波数分析部16
a、16bと信号検出部17a、17bによって各目標
の検出周波数が得られ、組合せ探索部18と速度計測部
19によって各目標の相対距離Rと相対速度Vが計測さ
れる。
FIG. 17 shows an example in which three targets 81, 82, and 83 are present. Beat signals 24a1, 24a2, and 24a3 based on three reception signals 23a1, 23a2, and 23a3 for the transmission signal 21a are shown in FIG. Three reception signals 23b1 and 23b for transmission signal 21b
2, 23b3, beat signals 24b1, 24b2, 2
4b3 appears in the second, fifth, and sixth distance bins, respectively. Therefore, a part of a sine wave as each beat signal appears in a series of voltages (measurement data) in the second, fifth, and sixth distance bins, and the frequency analysis unit 16
The detection frequency of each target is obtained by a, 16b and the signal detection units 17a, 17b, and the relative distance R and the relative speed V of each target are measured by the combination search unit 18 and the speed measurement unit 19.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来のFMICWによるレーダ信号処理装置では、各
フェーズにおけるk(k=1〜n)番目の距離ビン全てに
対して、周波数分析、信号検出を行わなければならず、
実時間で処理しきれない場合があるという問題があっ
た。
In the conventional FMICW-based radar signal processing apparatus configured as described above, frequency analysis and signal processing are performed for all k (k = 1 to n) th distance bins in each phase. Detection must be performed,
There was a problem that processing could not be completed in real time.

【0030】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、周波数分析、信号検出の処理回数を減
らすことで実時間処理を可能にするFMICWによるレ
ーダ信号処理装置およびFMICWによる距離・速度計
測方法を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. A radar signal processing device using FMICW and a distance signal using FMICW that enable real-time processing by reducing the number of frequency analysis and signal detection processes are provided. The purpose is to obtain a speed measurement method.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、周波数が徐々に増加するアップフェーズと徐々
に減少するダウンフェーズを有する周波数変調された変
調波信号と所定の測定期間間隔で上記変調波信号に基づ
いて間欠的に発生された送信信号の目標での反射波であ
り上記目標の相対速度に応じたドップラー周波数成分だ
け上記送信信号からシフトした受信信号との周波数差を
示すビート信号を、上記各送信信号後の所定の期間それ
ぞれ連続的にサンプリングし、上記送信信号とサンプリ
ングされた各ビート信号からなる各フェーズ毎のデータ
マトリクスを生成する変換手段と、上記アップフェーズ
およびダウンフェーズについてそれぞれ、上記データマ
トリクスから送信信号後の時間経過に従って連続するビ
ート信号のサンプルである距離ビンデータを読み取り同
じ送信信号のものについて算術加算する加算手段と、算
術加算された距離ビンデータについて周波数スペクトル
を求める周波数分析手段と、上記アップフェーズおよび
ダウンフェーズについてそれぞれ、さらに上記周波数ス
ペクトルについて目標として検出したスペクトルの周波
数を求める信号検出手段と、上記アップフェーズおよび
ダウンフェーズの上記スペクトルの周波数を総当たりで
組合せて相対距離が所定の距離ビンの範囲となる組合せ
を探索し、該当するものの求めた相対距離を出力する組
合せ検索手段と、上記該当の組合せから上記目標の相対
速度を求めて出力する速度計測手段と、を備えたことを
特徴とするFMICWによるレーダ信号処理装置にあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned object, the present invention provides a frequency-modulated modulated wave signal having an up phase in which the frequency gradually increases and a down phase in which the frequency gradually decreases, at a predetermined measurement period interval. A beat that is a reflected wave at a target of a transmission signal intermittently generated based on the modulation signal and indicates a frequency difference from a reception signal shifted from the transmission signal by a Doppler frequency component corresponding to the target relative speed. Converting means for continuously sampling the signal for a predetermined period after each of the transmission signals to generate a data matrix for each phase comprising the transmission signal and the sampled beat signal; and the up-phase and the down-phase. For each of the above, the sampling of the beat signal which is continuous from the above data matrix as time elapses after the transmission signal Addition means for reading distance bin data that is the same transmission signal and arithmetic addition for the same transmission signal; frequency analysis means for obtaining a frequency spectrum for the arithmetically added distance bin data; and for the up phase and the down phase, And a signal detecting means for obtaining the frequency of the spectrum detected as a target, and searching for a combination in which the relative distance is within a predetermined distance bin range by combining the frequencies of the spectrum in the up-phase and the down-phase in a round robin manner. An FMICW radar signal processing apparatus comprising: a combination search means for outputting a calculated relative distance; and a speed measuring means for obtaining and outputting the target relative speed from the combination.

【0032】またこの発明は、上記加算手段が、算術加
算をあらかじめ設定した距離以下の範囲でのみ行うこと
を特徴とするFMICWによるレーダ信号処理装置にあ
る。
Further, the present invention is the radar signal processing apparatus by FMICW, wherein the adding means performs the arithmetic addition only in a range not more than a preset distance.

【0033】またこの発明は、上記加算手段が、算術加
算をあらかじめ設定した距離以上の範囲でのみ行うこと
を特徴とするFMICWによるレーダ信号処理装置にあ
る。
Further, the present invention is the radar signal processing apparatus by FMICW, wherein the adding means performs the arithmetic addition only in a range not less than a predetermined distance.

【0034】またこの発明は、上記加算手段が、算術加
算する際にあらかじめ設定した距離差をもつ距離ビンデ
ータについて行うことを特徴とするFMICWによるレ
ーダ信号処理装置にある。
Further, the present invention resides in a radar signal processing apparatus based on FMICW, wherein the adding means performs arithmetic bin addition on distance bin data having a predetermined distance difference.

【0035】またこの発明は、周波数が徐々に増加する
アップフェーズと徐々に減少するダウンフェーズを有す
る周波数変調された変調波信号と所定の測定期間間隔で
上記変調波信号に基づいて間欠的に発生された送信信号
の目標での反射波であり上記目標の相対速度に応じたド
ップラー周波数成分だけ上記送信信号からシフトした受
信信号との周波数差を示すビート信号を、上記各送信信
号後の所定の期間それぞれ連続的にサンプリングし、上
記送信信号とサンプリングされた各ビート信号からなる
各フェーズ毎のデータマトリクスを生成するステップ
と、上記アップフェーズおよびダウンフェーズについて
それぞれ、上記データマトリクスから送信信号後の時間
経過に従って連続するビート信号のサンプルである距離
ビンデータを読み取り同じ送信信号のものについて算術
加算するステップと、算術加算された距離ビンデータに
ついて周波数スペクトルを求めるステップと、上記アッ
プフェーズおよびダウンフェーズについてそれぞれ、さ
らに上記周波数スペクトルについて目標として検出した
スペクトルの周波数を求めるステップと、上記アップフ
ェーズおよびダウンフェーズの上記スペクトルの周波数
を総当たりで組合せて相対距離が所定の距離ビンの範囲
となる組合せを探索し、該当するものの求めた相対距離
を出力するステップと、上記該当の組合せから上記目標
の相対速度を求めて出力するステップと、を備えたこと
を特徴とするFMICWによる距離・速度計測方法にあ
る。
According to the present invention, a frequency-modulated modulated wave signal having an up phase in which the frequency gradually increases and a down phase in which the frequency gradually decreases is generated intermittently based on the modulated wave signal at a predetermined measurement period interval. A beat signal indicating a frequency difference between a received signal shifted from the transmission signal by a Doppler frequency component corresponding to the target relative velocity, which is a reflected wave of the target transmission signal, and a predetermined signal after each transmission signal. Generating a data matrix for each phase consisting of the transmission signal and each beat signal sampled continuously for each period; and for the up phase and the down phase, the time after the transmission signal from the data matrix, respectively. Reads distance bin data, which is a sample of successive beat signals as time passes Arithmetically adding for the same transmission signal, obtaining a frequency spectrum for the arithmetically added distance bin data, obtaining the frequency of a spectrum detected as a target for the frequency spectrum for each of the up-phase and the down-phase. And searching for a combination in which the relative distance is within a predetermined range of distance bins by combining the frequencies of the spectrum in the up phase and the down phase in a round robin manner, and outputting the determined relative distance of the corresponding one; Obtaining the relative speed of the target from the combination and outputting the target relative speed.

【0036】またこの発明は、上記算術加算するステッ
プにおいて、算術加算をあらかじめ設定した距離以下の
範囲でのみ行うことを特徴とするFMICWによる距離
・速度計測方法にある。
Further, the present invention provides a distance / speed measuring method by FMICW, wherein the arithmetic addition is performed only in a range equal to or less than a preset distance.

【0037】またこの発明は、上記算術加算するステッ
プにおいて、算術加算をあらかじめ設定した距離以上の
範囲でのみ行うことを特徴とするFMICWによる距離
・速度計測方法にある。
The present invention also provides a distance / speed measuring method by FMICW, wherein the arithmetic addition is performed only in a range not less than a preset distance.

【0038】またこの発明は、上記算術加算するステッ
プにおいて、算術加算する際にあらかじめ設定した距離
差をもつ距離ビンデータについて行うことを特徴とする
FMICWによる距離・速度計測方法にある。
The present invention also provides a distance / speed measuring method by FMICW, wherein the arithmetic addition is performed on distance bin data having a preset distance difference at the time of the arithmetic addition.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図を参照しながら説明する。 実施の形態1.図1は本発明の一実施の形態によるFM
ICWによるレーダ信号処理装置の基本構成を示すブロ
ック図である。図1において、101は加算距離データ
設定部、102は複数距離データ加算部であり、その他
の構成要素は、上記従来例の図11で示したものと同等
である。また図2は図1のレーダ信号処理装置における
信号処理手順の後半部分を示すフローチャートである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 shows an FM according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a basic configuration of a radar signal processing device using an ICW. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an added distance data setting unit, 102 denotes a multiple distance data adding unit, and other components are the same as those shown in FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the latter half of the signal processing procedure in the radar signal processing device of FIG.

【0040】まず図10に示すレーダ送受信装置が上記
従来例と同様に動作し、ビート信号(I,Q)と制御信号
(x)が図1のレーダ信号処理装置12へ入力される。図
1のAD変換器13a、13bとメモリ14は上記従来
例と同様に動作し、図14に示されるような各フェーズ
毎のデータマトリクス25a、25bを生成する。
First, the radar transmitting / receiving apparatus shown in FIG. 10 operates in the same manner as the above-mentioned conventional example, and the beat signal (I, Q) and the control signal
(x) is input to the radar signal processing device 12 of FIG. The AD converters 13a and 13b and the memory 14 in FIG. 1 operate in the same manner as in the conventional example, and generate data matrices 25a and 25b for each phase as shown in FIG.

【0041】図10の制御部2からの制御信号(x)によ
りPmについてのサンプルが終了する時間を信号処理制
御部15が判断し、以後の信号処理を進めるが、これよ
り先の詳細な動作について図2を用いて説明する。
The signal processing control unit 15 determines the time at which the sampling for Pm is completed based on the control signal (x) from the control unit 2 in FIG. 10, and proceeds with the subsequent signal processing. Will be described with reference to FIG.

【0042】図2に示す手順において、ST1までは、
上記従来例と同様に各要素が動作して処理が行なわれ
る。続いてST101では、信号処理制御部15が、自
身に備わっているカウンタkの値をあらかじめ設定され
た値zと比較し、k>zであればST2へ、k≦zであ
ればST102へ進む。
In the procedure shown in FIG. 2, up to ST1,
Each element operates and performs processing in the same manner as in the above conventional example. Subsequently, in ST101, the signal processing control unit 15 compares the value of the counter k provided therein with a preset value z, and if k> z, proceeds to ST2, and if k ≦ z, proceeds to ST102. .

【0043】ST102では信号処理制御部15におけ
るkの値を参照した加算データ設定部101が複数距離
データ加算部102を制御し、アップフェーズにおける
図3に示すようなデータマトリクス25aのk番目とk
+1番目の距離ビンデータを同じPu(u=1〜m)につ
いて算術加算する。
In ST102, the addition data setting unit 101, which refers to the value of k in the signal processing control unit 15, controls the multi-distance data addition unit 102, and the k-th and k-th data matrices 25a in the up phase as shown in FIG.
The + 1st distance bin data is arithmetically added for the same Pu (u = 1 to m).

【0044】ST103では信号処理制御部15におけ
るkの値を参照した加算データ設定部101が複数距離
データ加算部102を制御し、ダウンフェーズにおける
図3に示すようなデータマトリクス25bのk番目とk
+1番目の距離ビンデータを同じPu(u=1〜m)につ
いて算術加算する。
In ST103, the addition data setting section 101 referring to the value of k in the signal processing control section 15 controls the multi-distance data addition section 102, and the k-th and k-th data matrices 25b in the down phase as shown in FIG.
The + 1st distance bin data is arithmetically added for the same Pu (u = 1 to m).

【0045】このとき、例えば加算した各距離に1つず
つ目標が存在するなら、図4に示すように、ビート信号
24a2と24a3の算術和として新たなビート信号2
4a5が以降の処理対象となる。
At this time, for example, if one target exists at each of the added distances, as shown in FIG. 4, the new beat signal 2a is calculated as the arithmetic sum of the beat signals 24a2 and 24a3.
4a5 is a subsequent processing target.

【0046】ST2では、ST101でk>zであった
場合には、k番目の距離ビンのアップフェーズのデータ
P1〜Pmについて、k≦zであった場合には、k番目
とk+1番目の距離ビンについて算術加算されたアップ
フェーズのデータP1〜Pmについて、周波数分析部1
6aが例えばFFTにより図4の周波数スペクトル24
a6を求め、信号検出部17aへ出力する。ST3では
上記従来例と同様に信号検出部17aが動作して、目標
として検出したスペクトルの周波数U1、U2、…、U
pを得て組合せ探索部18へ出力する。
In ST2, if k> z in ST101, the data P1 to Pm of the up-phase of the k-th distance bin are k-th and k + 1-th distance if k ≦ z. For the up-phase data P1 to Pm arithmetically added to the bins, the frequency analysis unit 1
6a is the frequency spectrum 24 of FIG.
a6 is obtained and output to the signal detection unit 17a. In ST3, the signal detection unit 17a operates in the same manner as in the above-described conventional example, and the frequencies U1, U2,.
p is obtained and output to the combination search unit 18.

【0047】ST4では、ST101でk>zであった
場合には、k番目の距離ビンのダウンフェーズのデータ
P1〜Pmについて、k≦zであった場合には、k番目
とk+1番目の距離ビンについて算術加算されたダウン
フェーズのデータP1〜Pmについて、周波数分析部1
6bが例えばFFTにより周波数スペクトルを求め、信
号検出部17bへ出力する。ST5では上記従来例と同
様に信号検出部17bが動作して、目標として検出した
スペクトルの周波数D1、D2、…、Dqを得て組合せ
探索部18へ出力する。
In ST4, if k> z in ST101, the data P1 to Pm of the down-phase of the k-th distance bin are k-th and k + 1-th distance if k ≦ z. For the down-phase data P1 to Pm arithmetically added to the bins, the frequency analysis unit 1
6b obtains a frequency spectrum by, for example, FFT, and outputs it to the signal detection unit 17b. In ST5, the signal detection unit 17b operates in the same manner as in the above-described conventional example to obtain the frequencies D1, D2,...

【0048】ST6、ST7では、上記従来例と同様
に、組合せ探索部18、速度計測部19が動作して目標
の距離と速度を出力する。
In ST6 and ST7, the combination searching unit 18 and the speed measuring unit 19 operate to output the target distance and speed, as in the above-described conventional example.

【0049】続くST104では、加算距離データ設定
部101が、信号処理制御部15のカウンタの値kとあ
らかじめ設定された値zを比較し、k≦zであればST
105へ進み信号処理制御部15に対してカウンタの値
を2だけインクリメントするように情報を与える。ま
た、k>zであればST8へ進み信号処理制御部15に
対してカウンタの値を1だけインクリメントするように
情報を与える。
In the subsequent ST104, the added distance data setting section 101 compares the value k of the counter of the signal processing control section 15 with a preset value z.
Proceeding to 105, information is provided to the signal processing control unit 15 so as to increment the counter value by two. If k> z, the process proceeds to ST8, and information is given to the signal processing control unit 15 so that the value of the counter is incremented by one.

【0050】ST9では上記従来例と同様に信号処理制
御部15が動作する。
In ST9, the signal processing control section 15 operates as in the above-described conventional example.

【0051】このとき、k≦zの範囲では、例えば各距
離ビンにα個の目標が存在しうる場合、最大処理量がz
×{2×(m点FFT)+2×(m回の信号検出処理)+(α
×αの組合せ探索処理)}からz×{(m点FFT)+(m回の
信号検出処理)+(2α×2αの組合せ探索処理)}とな
る。当然 m≧αであり(m点FFT)+(m回の信号検出処
理)>(2α×2αの組合せ探索処理)−(α×αの組合せ
探索処理)であることから処理量が減り実時間処理が可
能になる。
At this time, in the range of k ≦ z, for example, when α targets can exist in each distance bin, the maximum processing amount is z
× {2 × (m-point FFT) + 2 × (m signal detection processes) + (α
X α (combination search processing of m times FFT) + (m times of signal detection processing) + (2α × 2α combination search processing)}. Naturally, m ≧ α and (m-point FFT) + (m signal detection processes)> (2α × 2α combination search process) − (α × α combination search process), so that the processing amount is reduced and real time Processing becomes possible.

【0052】また、図2のST101とST104をそ
れぞれ図5のST111とST112に置き換えた場合
には、ST102とST103においてデータの算術加
算を行う範囲が図6のようになるだけで、同じ効果が得
られる。
When ST101 and ST104 in FIG. 2 are replaced with ST111 and ST112 in FIG. 5, respectively, the range in which arithmetic addition of data is performed in ST102 and ST103 is as shown in FIG. can get.

【0053】実施の形態2.図7は本発明の別の実施の
形態によるFMICWによるレーダ信号処理装置の基本
構成を示すブロック図である。図7において、201は
第2の加算距離データ設定部であり、その他の構成要素
は、上記発明の実施の形態1の図1で示したものと同等
である。また図8は図7のレーダ信号処理装置における
信号処理手順の後半部分を示すフローチャートである。
Embodiment 2 FIG. 7 is a block diagram showing a basic configuration of a radar signal processing apparatus using FMICW according to another embodiment of the present invention. In FIG. 7, reference numeral 201 denotes a second added distance data setting unit, and other components are the same as those shown in FIG. 1 of the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing the latter half of the signal processing procedure in the radar signal processing device of FIG.

【0054】まず図10に示すレーダ送受信装置が上記
発明の実施の形態1と同様に動作し、ビート信号(I,
Q)と制御信号(x)が図7のレーダ信号処理装置12へ
入力される。図7のAD変換器13とメモリ14は上記
発明の実施の形態1と同様に動作し、図14に示される
ような各フェーズ毎のデータマトリクス25a、25b
を生成する。
First, the radar transmitting / receiving apparatus shown in FIG. 10 operates in the same manner as in the first embodiment of the present invention, and receives the beat signal (I,
Q) and the control signal (x) are input to the radar signal processing device 12 of FIG. The AD converter 13 and the memory 14 in FIG. 7 operate in the same manner as in the first embodiment of the present invention, and the data matrices 25a and 25b for each phase as shown in FIG.
Generate

【0055】図10の制御部2からの制御信号によりP
mについてのサンプルが終了する時間を信号処理制御部
15が判断し、以後の信号処理を進めるが、これより先
の詳細な動作について図8を用いて説明する。
According to a control signal from the control unit 2 in FIG.
The signal processing control unit 15 determines the time at which the sample for m is completed, and proceeds with the subsequent signal processing. Detailed operations will be described with reference to FIG.

【0056】図8に示す手順において、ST1までは、
上記従来例と同様に各要素が動作して処理が行なわれ
る。
In the procedure shown in FIG. 8, up to ST1,
Each element operates and performs processing in the same manner as in the above conventional example.

【0057】続いて、ST201では信号処理制御部1
5におけるkの値を参照した第2の加算距離データ設定
部201が複数距離データ加算部102を制御し、あら
かじめ設定された値Wにより、アップフェーズにおける
図9に示すようなデータマトリクス25のk番目とk+
W番目の距離ビンデータを同じPu(u=1〜m)につい
て算術加算する。
Subsequently, in ST201, the signal processing control unit 1
The second added distance data setting unit 201 that refers to the value of k in 5 controls the multiple distance data adding unit 102, and sets the k of the data matrix 25 in the up phase as shown in FIG. Th and k +
The Wth distance bin data is arithmetically added for the same Pu (u = 1 to m).

【0058】ST202では信号処理制御部15におけ
るkの値を参照した第2の加算距離データ設定部201
が複数距離データ加算部102を制御し、あらかじめ設
定された値Wにより、ダウンフェーズにおける図9に示
すようなデータマトリクス25のk番目とk+W番目の
距離ビンデータを同じPu(u=1〜m)について算術加
算する。
In ST202, the second added distance data setting section 201 referring to the value of k in the signal processing control section 15
Controls the multi-distance data addition unit 102, and the k-th and k + W-th distance bin data of the data matrix 25 in the down phase as shown in FIG. Arithmetic addition for).

【0059】ST2では、k番目とk+W番目の距離ビ
ンについて算術加算されたアップフェーズのデータPu
(u=1〜m)について、周波数分析部16aが例えばF
FTにより周波数スペクトルを求め、信号検出部17a
へ出力する。ST3では上記従来例と同様に信号検出部
17aが動作して、目標として検出したスペクトルの周
波数U1、U2、…、Upを得て組合せ探索部18へ出
力する。
In ST2, the up-phase data Pu obtained by arithmetic addition for the k-th and k + W-th distance bins
(u = 1 to m), the frequency analysis unit 16a
The frequency spectrum is obtained by FT, and the signal
Output to In ST3, the signal detection unit 17a operates in the same manner as in the above-described conventional example, obtains the frequencies U1, U2,..., Up of the spectrum detected as the target and outputs the obtained frequencies to the combination search unit 18.

【0060】ST4では、k番目とk+W番目の距離ビン
について算術加算されたダウンフェーズのデータP1〜
Pmについて、周波数分析部16bが例えばFFTによ
り周波数スペクトルを求め、信号検出部17bへ出力す
る。ST5では上記従来例と同様に信号検出部17bが
動作して、目標として検出したスペクトルの周波数U
1、U2、…、Upを得て組合せ探索部18へ出力す
る。
At ST4, the down-phase data P1 to P1 obtained by arithmetically adding the kth and k + Wth distance bins are calculated.
For Pm, the frequency analysis unit 16b obtains a frequency spectrum by, for example, FFT, and outputs it to the signal detection unit 17b. In ST5, the signal detection unit 17b operates in the same manner as in the above-described conventional example, and the frequency U
, Up, and output to the combination search unit 18.

【0061】ST6、ST7では、上記従来例と同様
に、組合せ探索部18、速度計測部19が動作して目標
の距離と速度を出力する。このとき、組合せの判定基準
の距離はRkとRk+Wであるため、近接した目標の信
号との誤った組合せを見つける可能性が低くなり、実際
には存在しないはずの目標の計測結果を出力する可能性
が低くなる。
In ST6 and ST7, the combination searching section 18 and the speed measuring section 19 operate to output the target distance and speed, as in the above-described conventional example. At this time, since the distances of the determination criteria of the combination are Rk and Rk + W, the possibility of finding an incorrect combination with a signal of an adjacent target is low, and a measurement result of a target that should not actually exist can be output. Is less effective.

【0062】ST203では、第2の加算距離データ設
定部201が、信号処理制御部15に対してカウンタの
値を2だけインクリメントするように情報を与える。
In ST 203, second added distance data setting section 201 gives information to signal processing control section 15 so that the value of the counter is incremented by two.

【0063】ST9では上記従来例と同様に信号処理制
御部15が動作する。
In ST9, the signal processing control section 15 operates as in the above-mentioned conventional example.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、FMI
CWによるレーダの信号処理において、周波数が徐々に
増加するアップフェーズと徐々に減少するダウンフェー
ズを有する周波数変調された変調波信号と所定の測定期
間間隔で上記変調波信号に基づいて間欠的に発生された
送信信号の目標での反射波であり上記目標の相対速度に
応じたドップラー周波数成分だけ上記送信信号からシフ
トした受信信号との周波数差を示すビート信号を、上記
各送信信号後の所定の期間それぞれ連続的にサンプリン
グし、上記送信信号とサンプリングされた各ビート信号
からなる各フェーズ毎のデータマトリクスを生成し、上
記アップフェーズおよびダウンフェーズについてそれぞ
れ、上記データマトリクスから送信信号後の時間経過に
従って連続するビート信号のサンプルである距離ビンデ
ータを読み取り同じ送信信号のものについて算術加算
し、算術加算された距離ビンデータについて周波数スペ
クトルを求め、上記アップフェーズおよびダウンフェー
ズについてそれぞれ、さらに上記周波数スペクトルにつ
いて目標として検出したスペクトルの周波数を求め、上
記アップフェーズおよびダウンフェーズの上記スペクト
ルの周波数を総当たりで組合せて相対距離が所定の距離
ビンの範囲となる組合せを探索し、該当するものの求め
た相対距離を出力し、上記該当の組合せから上記目標の
相対速度を求めて出力するようにしたので、距離ビンの
データを算術加算することで周波数分析処理と信号検出
処理の回数を減らし、必要な処理時間を短くすることが
でき、実時間処理を可能にしたFMICWによるレーダ
信号処理装置およびFMICWによる距離・速度計測方
法が提供できる。
As described above, according to the present invention, the FMI
In signal processing of a radar by CW, a frequency-modulated modulated wave signal having an up phase in which the frequency gradually increases and a down phase in which the frequency gradually decreases, and intermittently generated based on the modulated wave signal at predetermined measurement period intervals. A beat signal indicating a frequency difference between a received signal shifted from the transmission signal by a Doppler frequency component corresponding to the target relative velocity, which is a reflected wave of the target transmission signal, and a predetermined signal after each transmission signal. Each of the periods is continuously sampled, and a data matrix for each phase including the transmission signal and each sampled beat signal is generated, and for the up phase and the down phase, respectively, according to the time lapse after the transmission signal from the data matrix. Reads distance bin data, which is a sample of successive beat signals, and Arithmetic addition is performed on the transmission signal, the frequency spectrum is obtained for the arithmetically added distance bin data, the frequency of the spectrum detected as a target for the up phase and the down phase is further obtained for the up phase and the down phase, and the up phase and The frequency of the spectrum of the down phase is combined in a brute force search for a combination in which the relative distance is within a predetermined distance bin range, and the relative distance obtained for the corresponding one is output, and the relative speed of the target is calculated from the corresponding combination. The number of frequency analysis processing and signal detection processing can be reduced by arithmetically adding the data of the distance bins, the required processing time can be shortened, and real-time processing has been enabled. Radar signal processing device by FMICW and FMICW Separation and speed measurement method can be provided.

【0065】また、上記算術加算をあらかじめ設定した
距離以下の範囲でのみ行うようにして、距離ビンのデー
タを算術加算することで周波数分析処理と信号検出処理
の回数を減らし、必要な処理時間を短くし、実時間処理
を可能にしたFMICWによるレーダ信号処理装置およ
びFMICWによる距離・速度計測方法が提供できる。
Further, the arithmetic addition is performed only in a range equal to or less than a predetermined distance, and the number of frequency analysis processing and signal detection processing is reduced by arithmetically adding data of distance bins. It is possible to provide a radar signal processing apparatus using FMICW and a distance / speed measurement method using FMICW, which are shortened and enable real-time processing.

【0066】また、上記算術加算をあらかじめ設定した
距離以上の範囲でのみ行うようにして、距離ビンのデー
タを算術加算することで周波数分析処理と信号検出処理
の回数を減らし、必要な処理時間を短くし、実時間処理
を可能にしたFMICWによるレーダ信号処理装置およ
びFMICWによる距離・速度計測方法が提供できる。
Also, the arithmetic addition is performed only in a range equal to or greater than a predetermined distance, and the data of the distance bins are arithmetically added to reduce the number of frequency analysis processing and signal detection processing. It is possible to provide a radar signal processing apparatus using FMICW and a distance / speed measurement method using FMICW, which are shortened and enable real-time processing.

【0067】また、上記算術加算する際にあらかじめ設
定した距離差をもつ距離ビンデータについて行うように
したので、算術加算する際に距離の差が大きなデータを
加算するので、誤った組合せによる存在しないはずの目
標出力の頻度を少なくすることができるFMICWによ
るレーダ信号処理装置およびFMICWによる距離・速
度計測方法が提供できる。
Since the arithmetic addition is performed on distance bin data having a predetermined distance difference, data having a large distance difference is added at the time of arithmetic addition. It is possible to provide a radar signal processing device using FMICW and a distance / speed measurement method using FMICW that can reduce the frequency of target output that should be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の一実施の形態によるFMICWに
よるレーダ信号処理装置の基本構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a radar signal processing apparatus using FMICW according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のレーダ信号処理装置における信号処理
手順を示すフローチャート図である。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a signal processing procedure in the radar signal processing device of FIG. 1;

【図3】 図1のレーダ信号処理装置におけるデータマ
トリクスの距離ビンデータの算術加算を説明するための
図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining arithmetic addition of distance bin data of a data matrix in the radar signal processing device of FIG. 1;

【図4】 図1のレーダ信号処理装置における信号処理
を説明するための波形図である。
FIG. 4 is a waveform chart for explaining signal processing in the radar signal processing device of FIG. 1;

【図5】 図1のレーダ信号処理装置における信号処理
手順の変形例を示すフローチャート図である。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a modified example of a signal processing procedure in the radar signal processing device of FIG. 1;

【図6】 図5の変形例におけるデータマトリクスの距
離ビンデータの算術加算を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining arithmetic addition of distance bin data of a data matrix in a modification of FIG. 5;

【図7】 この発明の別の実施の形態によるFMICW
によるレーダ信号処理装置の基本構成を示すブロック図
である。
FIG. 7 is a FMICW according to another embodiment of the present invention.
1 is a block diagram showing a basic configuration of a radar signal processing device according to the first embodiment.

【図8】 図7のレーダ信号処理装置における信号処理
手順を示すフローチャート図である。
8 is a flowchart showing a signal processing procedure in the radar signal processing device of FIG. 7;

【図9】 図7のレーダ信号処理装置におけるデータマ
トリクスの距離ビンデータの算術加算を説明するための
図である。
9 is a diagram for explaining arithmetic addition of distance bin data of a data matrix in the radar signal processing device of FIG. 7;

【図10】 FMICWによるレーダ送受信装置の基本
構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a basic configuration of a radar transmitting / receiving apparatus using FMICW.

【図11】 レーダ送受信装置からの信号を入力する従
来のFMICWによるレーダ信号処理装置の基本構成を
示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a basic configuration of a conventional FMICW-based radar signal processing device for inputting a signal from a radar transmitting / receiving device.

【図12】 FMICM方式における各信号の時間に対
する周波数の変化を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a change in frequency with respect to time of each signal in the FMICM method.

【図13】 図10のスイッチの動作を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the operation of the switch in FIG. 10;

【図14】 図11のレーダ信号処理装置のメモリにお
けるアップフェーズとダウンフェーズのサンプルデータ
を示す図である。
14 is a diagram illustrating sample data of an up phase and a down phase in a memory of the radar signal processing device of FIG. 11;

【図15】 図11のレーダ信号処理装置における信号
処理手順を示すフローチャート図である。
FIG. 15 is a flowchart illustrating a signal processing procedure in the radar signal processing device of FIG. 11;

【図16】 図11のレーダ信号処理装置の周波数分析
部の入出力を示す図である。
16 is a diagram illustrating input and output of a frequency analysis unit of the radar signal processing device of FIG. 11;

【図17】 3つの目標が存在する場合を説明するため
の図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining a case where three targets exist.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーダ送受信装置、2 制御部、3 変調波形発生
部、4 VCO、5第1のスイッチ、6 第2のスイッ
チ、7 アンテナ、8 目標、9a,9b分配回路、1
0 移相回路、11a,11b ミキサ、12 レーダ
信号処理装置、13a,13b AD変換器、14 メ
モリ、15 信号処理制御部、16a,16b 周波数
分析部、17a,17b 信号検出部、18 組合せ探
索部、19 速度計測部、101 加算距離データ設定
部、102 複数距離データ加算部、201 第2の加
算距離データ設定部。
REFERENCE SIGNS LIST 1 radar transmitting / receiving apparatus, 2 control section, 3 modulation waveform generating section, 4 VCO, 5 first switch, 6 second switch, 7 antenna, 8 target, 9a, 9b distribution circuit, 1
0 phase shift circuit, 11a, 11b mixer, 12 radar signal processing device, 13a, 13b AD converter, 14 memory, 15 signal processing control unit, 16a, 16b frequency analysis unit, 17a, 17b signal detection unit, 18 combination search unit , 19 speed measuring unit, 101 additional distance data setting unit, 102 multiple distance data adding unit, 201 second additional distance data setting unit.

フロントページの続き (72)発明者 森田 茂樹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5J070 AB17 AC02 AC06 AE01 AF03 AH25 AH31 AH35 AK40 BA01Continued on the front page (72) Inventor Shigeki Morita 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Mitsubishi Electric Corporation (reference) 5J070 AB17 AC02 AC06 AE01 AF03 AH25 AH31 AH35 AK40 BA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周波数が徐々に増加するアップフェーズ
と徐々に減少するダウンフェーズを有する周波数変調さ
れた変調波信号と所定の測定期間間隔で上記変調波信号
に基づいて間欠的に発生された送信信号の目標での反射
波であり上記目標の相対速度に応じたドップラー周波数
成分だけ上記送信信号からシフトした受信信号との周波
数差を示すビート信号を、上記各送信信号後の所定の期
間それぞれ連続的にサンプリングし、上記送信信号とサ
ンプリングされた各ビート信号からなる各フェーズ毎の
データマトリクスを生成する変換手段と、 上記アップフェーズおよびダウンフェーズについてそれ
ぞれ、上記データマトリクスから送信信号後の時間経過
に従って連続するビート信号のサンプルである距離ビン
データを読み取り同じ送信信号のものについて算術加算
する加算手段と、 算術加算された距離ビンデータについて周波数スペクト
ルを求める周波数分析手段と、 上記アップフェーズおよびダウンフェーズについてそれ
ぞれ、さらに上記周波数スペクトルについて目標として
検出したスペクトルの周波数を求める信号検出手段と、 上記アップフェーズおよびダウンフェーズの上記スペク
トルの周波数を総当たりで組合せて相対距離が所定の距
離ビンの範囲となる組合せを探索し、該当するものの求
めた相対距離を出力する組合せ検索手段と、 上記該当の組合せから上記目標の相対速度を求めて出力
する速度計測手段と、 を備えたことを特徴とするFMICWによるレーダ信号
処理装置。
1. A frequency-modulated modulated wave signal having an up phase in which the frequency gradually increases and a down phase in which the frequency gradually decreases, and transmission generated intermittently based on the modulated wave signal at predetermined measurement period intervals. A beat signal, which is a reflected wave of a signal at a target and indicates a frequency difference from a received signal shifted from the transmitted signal by a Doppler frequency component corresponding to the relative speed of the target, continuously for a predetermined period after each of the transmitted signals. Conversion means for periodically sampling and generating a data matrix for each phase consisting of the transmission signal and each sampled beat signal; and for the up phase and the down phase, respectively, in accordance with the lapse of time after the transmission signal from the data matrix. Reads distance bin data, which is a sample of successive beat signals, and sends the same transmit signal Addition means for performing arithmetic addition on the signals, frequency analysis means for obtaining a frequency spectrum for the arithmetically added distance bin data, and a signal for obtaining a frequency of a spectrum detected as a target for the frequency spectrum for each of the up phase and the down phase. Combination detecting means for detecting a combination in which the relative distance is within a range of a predetermined distance bin by combining the frequencies of the spectrum in the up phase and the down phase in a round robin manner, and outputting the relative distance obtained for the combination And a speed measuring means for obtaining and outputting the target relative speed from the corresponding combination, and a radar signal processing apparatus by FMICW.
【請求項2】 上記加算手段が、算術加算をあらかじめ
設定した距離以下の範囲でのみ行うことを特徴とする請
求項1に記載のFMICWによるレーダ信号処理装置。
2. An FMICW radar signal processing apparatus according to claim 1, wherein said adding means performs arithmetic addition only within a range of a predetermined distance or less.
【請求項3】 上記加算手段が、算術加算をあらかじめ
設定した距離以上の範囲でのみ行うことを特徴とする請
求項1に記載のFMICWによるレーダ信号処理装置。
3. The radar signal processing apparatus according to claim 1, wherein said adding means performs arithmetic addition only in a range equal to or greater than a predetermined distance.
【請求項4】 上記加算手段が、算術加算する際にあら
かじめ設定した距離差をもつ距離ビンデータについて行
うことを特徴とする請求項1に記載のFMICWによる
レーダ信号処理装置。
4. The radar signal processing apparatus according to claim 1, wherein said addition means performs the arithmetic addition on distance bin data having a predetermined distance difference.
【請求項5】 周波数が徐々に増加するアップフェーズ
と徐々に減少するダウンフェーズを有する周波数変調さ
れた変調波信号と所定の測定期間間隔で上記変調波信号
に基づいて間欠的に発生された送信信号の目標での反射
波であり上記目標の相対速度に応じたドップラー周波数
成分だけ上記送信信号からシフトした受信信号との周波
数差を示すビート信号を、上記各送信信号後の所定の期
間それぞれ連続的にサンプリングし、上記送信信号とサ
ンプリングされた各ビート信号からなる各フェーズ毎の
データマトリクスを生成するステップと、 上記アップフェーズおよびダウンフェーズについてそれ
ぞれ、上記データマトリクスから送信信号後の時間経過
に従って連続するビート信号のサンプルである距離ビン
データを読み取り同じ送信信号のものについて算術加算
するステップと、 算術加算された距離ビンデータについて周波数スペクト
ルを求めるステップと、 上記アップフェーズおよびダウンフェーズについてそれ
ぞれ、さらに上記周波数スペクトルについて目標として
検出したスペクトルの周波数を求めるステップと、 上記アップフェーズおよびダウンフェーズの上記スペク
トルの周波数を総当たりで組合せて相対距離が所定の距
離ビンの範囲となる組合せを探索し、該当するものの求
めた相対距離を出力するステップと、 上記該当の組合せから上記目標の相対速度を求めて出力
するステップと、 を備えたことを特徴とするFMICWによる距離・速度
計測方法。
5. A frequency-modulated modulated wave signal having an up phase whose frequency gradually increases and a down phase gradually decreasing, and transmission generated intermittently based on the modulated wave signal at predetermined measurement period intervals. A beat signal, which is a reflected wave of a signal at a target and indicates a frequency difference from a received signal shifted from the transmitted signal by a Doppler frequency component corresponding to the relative speed of the target, continuously for a predetermined period after each of the transmitted signals. Generating a data matrix for each phase composed of the transmission signal and each sampled beat signal, and continuously performing the up phase and the down phase in accordance with a lapse of time after the transmission signal from the data matrix, respectively. Read the distance bin data, which is a sample of the beat signal Arithmetically adding the frequency bins; obtaining the frequency spectrum of the arithmetically added distance bin data; obtaining the frequency of the spectrum detected as a target with respect to the frequency spectrum for each of the up phase and the down phase; Searching for a combination in which the relative distance is within the range of a predetermined distance bin by combining the frequencies of the spectrum in the up phase and the down phase in a round robin manner, and outputting the obtained relative distance of the corresponding one; Calculating and outputting the target relative speed; and a distance / speed measurement method using FMICW.
【請求項6】 上記算術加算するステップにおいて、算
術加算をあらかじめ設定した距離以下の範囲でのみ行う
ことを特徴とする請求項5に記載のFMICWによる距
離・速度計測方法。
6. The distance / speed measuring method by FMICW according to claim 5, wherein in the step of performing arithmetic addition, the arithmetic addition is performed only within a range equal to or less than a preset distance.
【請求項7】 上記算術加算するステップにおいて、算
術加算をあらかじめ設定した距離以上の範囲でのみ行う
ことを特徴とする請求項5に記載のFMICWによる距
離・速度計測方法。
7. The distance / speed measuring method by FMICW according to claim 5, wherein in the step of performing arithmetic addition, the arithmetic addition is performed only in a range not less than a preset distance.
【請求項8】 上記算術加算するステップにおいて、算
術加算する際にあらかじめ設定した距離差をもつ距離ビ
ンデータについて行うことを特徴とする請求項5に記載
のFMICWによる距離・速度計測方法。
8. The distance / speed measuring method by FMICW according to claim 5, wherein the step of performing arithmetic addition is performed on distance bin data having a preset distance difference when performing arithmetic addition.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003044560A1 (en) * 2001-11-21 2003-05-30 Vaisala Oyj Method for processing a frequency modulated interrupted continuous wave (fmicw) radar signal
JP2003194924A (en) * 2001-12-25 2003-07-09 Mitsubishi Electric Corp Doppler radar equipment
US6611225B2 (en) 2001-05-11 2003-08-26 Mitsubish Denki Kabushiki Kaisha Radar signal processing apparatus, and method of measuring distance and speed
JP2012042214A (en) * 2010-08-12 2012-03-01 Mitsubishi Electric Corp Radar device
CN101566684B (en) * 2009-06-08 2012-03-07 武汉大学 Radar digital signal processing method and device thereof
US8410976B2 (en) 2005-10-24 2013-04-02 Mitsubishi Electric Corporation Frequency-modulated interrupted continuous wave radar using pulses derived from a frequency-modulated signal in which the rate of frequency change increases at the boundary of a pulse repetition interval
JP2013088347A (en) * 2011-10-20 2013-05-13 Mitsubishi Electric Corp Rader device
US8499016B2 (en) 2007-06-07 2013-07-30 Mitsubishi Electric Corporation Determination of sine wave period
KR101454297B1 (en) * 2012-04-02 2014-10-27 삼성탈레스 주식회사 System and method for intercepting missile using high range resolution fmicw
KR102643405B1 (en) * 2023-08-31 2024-03-05 한화시스템(주) System and method for detecting multi-target based on image processing in radar

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6611225B2 (en) 2001-05-11 2003-08-26 Mitsubish Denki Kabushiki Kaisha Radar signal processing apparatus, and method of measuring distance and speed
DE10220357B4 (en) * 2001-05-11 2010-10-14 Mitsubishi Denki K.K. Radar signal processing apparatus and method for measuring distance and speed
WO2003044560A1 (en) * 2001-11-21 2003-05-30 Vaisala Oyj Method for processing a frequency modulated interrupted continuous wave (fmicw) radar signal
JP2003194924A (en) * 2001-12-25 2003-07-09 Mitsubishi Electric Corp Doppler radar equipment
US8410976B2 (en) 2005-10-24 2013-04-02 Mitsubishi Electric Corporation Frequency-modulated interrupted continuous wave radar using pulses derived from a frequency-modulated signal in which the rate of frequency change increases at the boundary of a pulse repetition interval
US8499016B2 (en) 2007-06-07 2013-07-30 Mitsubishi Electric Corporation Determination of sine wave period
CN101566684B (en) * 2009-06-08 2012-03-07 武汉大学 Radar digital signal processing method and device thereof
JP2012042214A (en) * 2010-08-12 2012-03-01 Mitsubishi Electric Corp Radar device
JP2013088347A (en) * 2011-10-20 2013-05-13 Mitsubishi Electric Corp Rader device
KR101454297B1 (en) * 2012-04-02 2014-10-27 삼성탈레스 주식회사 System and method for intercepting missile using high range resolution fmicw
KR102643405B1 (en) * 2023-08-31 2024-03-05 한화시스템(주) System and method for detecting multi-target based on image processing in radar

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