JP2003014841A - Radar apparatus and coherent integration method - Google Patents

Radar apparatus and coherent integration method

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JP2003014841A
JP2003014841A JP2001194421A JP2001194421A JP2003014841A JP 2003014841 A JP2003014841 A JP 2003014841A JP 2001194421 A JP2001194421 A JP 2001194421A JP 2001194421 A JP2001194421 A JP 2001194421A JP 2003014841 A JP2003014841 A JP 2003014841A
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嘉仁 平野
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修三 和高
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that a transmission pulse width could not be determined freely according to required time resolution and distance resolution conventionally. SOLUTION: The radar apparatus comprises a transmitter/receiver 1 for transmitting pulses and receiving reflection signals from a measurement target, a filter 2 for removing a signal at a frequency band that cannot be measured out of the received signals, an A/D conversion means 3 for A/D-converting at a predetermined sampling period, a gate means 4 for gating the reception signal on a time axis and extracting the reception signal in a gate, a data division means 5 for dividing the reception signal into four data, Fourier transform means 6a-6d for performing the Fourier transform of each data, complex conjugate means 7a-7c for obtaining the complex conjugate of the output signal at the Fourier transform means, complex multiplication means 8a-8c for performing the complex operation of the output of the Fourier transform means and that of the complex conjugate means, and a complex addition means 9 for adding the output signal of the complex multiplication means, thus inhibiting a system noise and improving SNR in the reception signal.

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、光波、電磁波、
あるいは音波といった波動からなるパルスを送受信し、
受信信号の周波数スペクトルから、計測対象の性状、例
えば計測対象の形状や移動速度といったものを検出する
レーダ装置及びコヒーレント積分方法に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a light wave, an electromagnetic wave,
Or send and receive pulses consisting of waves such as sound waves,
The present invention relates to a radar device and a coherent integration method for detecting a property of a measurement target, such as a shape of the measurement target or a moving speed, from a frequency spectrum of a received signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のレーダ装置は、光波、電
磁波あるいは音波等をパルス変調して送信し、計測の対
象となる距離に相当する遅延時間をおいて計測対象から
の反射信号を受信する。送信したパルスの時間幅に等し
い時間の受信信号をフーリエ変換して周波数ごとに信号
を積分することにより、計測対象の性状、例えば移動速
度を計測するものであった。
2. Description of the Related Art A conventional radar device of this type transmits pulse-modulated light waves, electromagnetic waves, sound waves, etc., and receives a reflection signal from a measurement object with a delay time corresponding to the distance to be measured. To do. The received signal having a time equal to the time width of the transmitted pulse is Fourier-transformed and the signal is integrated for each frequency to measure the property of the measurement target, for example, the moving speed.

【0003】このような装置では、信号対雑音電力比
(以下においてはSNRと称する)を向上させるための
積分時間はパルス幅で制限されていた。SNRを向上さ
せるには、パルス幅を拡大すること、もしくパルスを複
数回送信することが考えられるが、計測対象からの反射
信号がコヒーレンス時間(文献[1]、日置 隆一編、
光用語辞典、オーム社、昭和56年11月30日発行、
84頁)を持つことにより位相揺らぎが生じ、コヒーレ
ント積分による十分なSNRの向上効果が得られなかっ
た。
In such a device, the integration time for improving the signal-to-noise power ratio (hereinafter referred to as SNR) is limited by the pulse width. In order to improve the SNR, it is conceivable to increase the pulse width or to transmit the pulse multiple times, but the reflected signal from the measurement target is the coherence time (reference [1], edited by Ryuichi Hioki,
Hikari Glossary, Ohmsha, published November 30, 1981,
(Page 84) causes phase fluctuation, and a sufficient SNR improvement effect by coherent integration cannot be obtained.

【0004】この問題を解決するレーダ装置の一つは、
特願平11−312876号(平成11年11月2日提
出)に示されている。
One of the radar devices that solves this problem is
It is shown in Japanese Patent Application No. 11-312876 (submitted on November 2, 1999).

【0005】従来のレーダ装置について図面を参照しな
がら説明する。図3は、例えば特願平11−31287
6号に示された従来のレーダ装置の構成を示す図であ
る。
A conventional radar device will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows, for example, Japanese Patent Application No. 11-31287.
It is a figure which shows the structure of the conventional radar apparatus shown by No. 6.

【0006】図3において、1は送受信機、3はA/D
変換手段、4はゲート手段、5はデータ分割手段、6a
及び6bはフーリエ変換手段、7は複素共役手段、8は
複素乗算手段、9は複素加算手段である。
In FIG. 3, reference numeral 1 is a transceiver, and 3 is an A / D.
Converting means, 4 means for gate, 5 means for dividing data, 6a
And 6b are Fourier transform means, 7 is a complex conjugate means, 8 is a complex multiplication means, and 9 is a complex addition means.

【0007】つぎに、従来のレーダ装置の動作について
図面を参照しながら説明する。
Next, the operation of the conventional radar device will be described with reference to the drawings.

【0008】送受信機1からのパルス変調された送信信
号は、計測対象により反射されて送受信機1により受信
される。この受信信号は、A/D変換手段3でA/D変
換された後、ゲート手段4により受信信号中から、計測
対象からの反射信号が含まれている時間ゲートを抽出す
る。
The pulse-modulated transmission signal from the transceiver 1 is reflected by the object to be measured and received by the transceiver 1. The received signal is A / D converted by the A / D conversion means 3, and then the gate means 4 extracts a time gate including a reflection signal from the measurement target from the received signal.

【0009】ゲート内の受信信号は、データ分割手段5
により偶奇もしくは前後半の2組のデータに分割され
る。この分割された各々のデータは、フーリエ変換手段
6a及び6bによりフーリエ変換される。
The received signal in the gate is data dividing means 5
Is divided into two sets of data of even and odd or the latter half. Each of the divided data is Fourier transformed by the Fourier transforming means 6a and 6b.

【0010】フーリエ変換された2つの結果の内の1つ
について、複素共役手段7により複素共役が求められ、
もう一つのフーリエ変換の結果との複素乗算を複素数乗
算手段8で求める。送信信号を複数回送信して同じ計測
を繰り返し、上記複素乗算の結果を複素加算手段9で積
分する。これにより、送信信号を送信した毎に得られる
データの位相揺らぎを補償し、コヒーレント積分による
十分なSNRの向上を図ることができた。
For one of the two Fourier transformed results, the complex conjugate is obtained by the complex conjugating means 7.
Complex multiplication with another Fourier transform result is obtained by the complex number multiplication means 8. The transmission signal is transmitted a plurality of times, the same measurement is repeated, and the result of the complex multiplication is integrated by the complex adding means 9. As a result, it was possible to compensate for the phase fluctuation of the data obtained each time the transmission signal was transmitted and to sufficiently improve the SNR by the coherent integration.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のレーダ装置を用いて所望の信号をコヒーレント
積分するには、送信パルス幅、及びゲートの時間幅が信
号のコヒーレンス時間により決められてしまうという問
題点があり、送信パルス幅を必要な時間分解能、もしく
は距離分解能に応じて自在に決めることはできなかっ
た。
However, in coherent integration of a desired signal using the above-mentioned conventional radar device, the transmission pulse width and the gate time width are determined by the signal coherence time. There was a problem, and the transmission pulse width could not be freely determined according to the required time resolution or distance resolution.

【0012】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、送信パルスの時間幅が、所望の信
号のコヒーレンス時間よりも大きい場合においても、ゲ
ート内において所望の信号のみを同相でコヒーレント積
分し、システムノイズを抑圧して受信信号におけるSN
Rを向上することができるレーダ装置及びコヒーレント
積分方法を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and even when the time width of a transmission pulse is larger than the coherence time of a desired signal, only the desired signal is in-phase in the gate. SN in the received signal by coherent integration at
An object is to obtain a radar device and a coherent integration method that can improve R.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るレーダ装置は、波動からなるパルスを送信するととも
に、計測対象からの反射信号を受信する送受信機と、前
記送受信機の出力を予め決められたサンプリング周期に
よりA/D変換するA/D変換手段と、前記A/D変換
手段の出力に時間軸上でゲートをかけ、ゲート内の受信
信号を抽出するゲート手段と、前記ゲート手段により抽
出された受信信号を複数のデータに分割するデータ分割
手段と、ゲート内の分割された複数のデータをフーリエ
変換するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段の
出力信号の複素共役を求める複素共役手段と、分割され
た複数のデータの内の時間的に隣り合う2つのデータに
ついて、前半のデータに関する前記フーリエ変換手段の
出力と、後半のデータに関する前記複素共役手段の出力
との複素乗算を行う複素乗算手段と、前記複素乗算手段
の出力信号を加算する複素加算手段とを備えたものであ
る。
A radar device according to a first aspect of the present invention transmits a pulse composed of a wave and a transceiver for receiving a reflected signal from a measurement target, and an output of the transceiver in advance. A / D conversion means for A / D conversion at a predetermined sampling period, gate means for applying a gate to the output of the A / D conversion means on the time axis, and extracting a reception signal in the gate, and the gate means. A data dividing means for dividing the received signal extracted by the above into a plurality of data, a Fourier transforming means for Fourier transforming the plurality of divided data in the gate, and a complex conjugate for obtaining a complex conjugate of the output signal of the Fourier transforming means. Means and two temporally adjacent data of the plurality of divided data, the output of the Fourier transform means concerning the first half data and the latter half data. A complex multiplying means for performing a complex multiplication of the output of the complex conjugate unit related data, in which a complex adder means for adding an output signal of the complex multiplying means.

【0014】この発明の請求項2に係るレーダ装置は、
前記送受信機により受信された信号中から計測不要な周
波数帯域の信号を除去するフィルタをさらに備え、前記
A/D変換手段は、前記送受信機の出力の代わりに、前
記フィルタの出力を予め決められたサンプリング周期に
よりA/D変換するものである。
A radar device according to a second aspect of the present invention is
It further comprises a filter that removes a signal in a frequency band that does not need to be measured from the signal received by the transceiver, and the A / D conversion means may predetermine the output of the filter instead of the output of the transceiver. A / D conversion is performed according to the sampling period.

【0015】この発明の請求項3に係るレーダ装置は、
計測における必要周波数の下限値をfs、上限値をfe
とし、前記A/D変換手段におけるサンプリング周期を
2fe以上とし、前記フィルタの通過周波数範囲の下限
値をfbs、上限値をfbeとし、前記計測対象の性質
により決まる反射信号のコヒーレンス時間をτcとした
場合、1/(fbe−fbs)<τc/2、fbe<f
s、fe<fbsの関係を満足し、前記データ分割手段
により分割されたデータの時間幅τaは、1/(fbe
−fbs)<τa、τa<τc/2の関係を満足するも
のである。
A radar apparatus according to claim 3 of the present invention is
The lower limit of the required frequency in measurement is fs, and the upper limit is fe.
The sampling period in the A / D conversion means is 2fe or more, the lower limit value of the pass frequency range of the filter is fbs, the upper limit value is fbe, and the coherence time of the reflection signal determined by the property of the measurement target is τc. In this case, 1 / (fbe-fbs) <τc / 2, fbe <f
The time width τa of the data divided by the data dividing means satisfies the relation of s, fe <fbs, and is 1 / (fbe
-Fbs) <τa, τa <τc / 2.

【0016】この発明の請求項4に係るコヒーレント積
分方法は、受信された信号中からフィルタにより計測不
要な周波数帯域の信号を除去するステップと、前記フィ
ルタの出力に時間軸上でゲートをかけ、ゲート内の受信
信号を抽出するステップと、前記抽出されたゲート内の
受信信号を複数のデータに分割してそれぞれをフーリエ
変換するステップと、前記フーリエ変換されたデータの
複素共役を求めるステップと、前記分割された複数のデ
ータの内の時間的に隣り合う2つのデータについて、前
半のデータに関する前記フーリエ変換手段の出力と、後
半のデータに関する前記複素共役手段の出力との複素乗
算を行うステップと、前記複素乗算の結果を加算するス
テップとを含むものである。
A coherent integration method according to a fourth aspect of the present invention comprises a step of removing a signal in a frequency band not required to be measured from a received signal by a filter, and a gate of the output of the filter on a time axis, A step of extracting a received signal in the gate, a step of dividing the received signal in the extracted gate into a plurality of data and Fourier transforming each, and a step of obtaining a complex conjugate of the Fourier transformed data, Performing a complex multiplication between the output of the Fourier transform unit for the first half of the data and the output of the complex conjugate unit for the second half of the two data that are temporally adjacent to each other among the plurality of divided data; , And adding the results of the complex multiplications.

【0017】この発明の請求項5に係るコヒーレント積
分方法は、計測における必要周波数の下限値をfs、上
限値をfeとし、前記フィルタの通過周波数範囲の下限
値をfbs、上限値をfbeとし、計測対象の性質によ
り決まる反射信号のコヒーレンス時間をτcとした場
合、1/(fbe−fbs)<τc/2、fbe<f
s、fe<fbsの関係を満足し、前記分割されたデー
タの時間幅τaは、1/(fbe−fbs)<τa、τ
a<τc/2の関係を満足するものである。
In the coherent integration method according to claim 5 of the present invention, the lower limit value of the required frequency in measurement is fs and the upper limit value is fe, the lower limit value of the pass frequency range of the filter is fbs, and the upper limit value is fbe, When the coherence time of the reflected signal determined by the property of the measurement target is τc, 1 / (fbe-fbs) <τc / 2, fbe <f
The time width τa of the divided data which satisfies the relation of s, fe <fbs is 1 / (fbe-fbs) <τa, τ
This satisfies the relationship of a <τc / 2.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】実施の形態1.この発明の実施の
形態1に係るレーダ装置について図面を参照しながら説
明する。図1は、この発明の実施の形態1に係るレーダ
装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は
同一又は相当部分を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. A radar device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a diagram showing a configuration of a radar device according to Embodiment 1 of the present invention. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0019】図1において、1は光波、電磁波、あるい
は音波といった波動からなるパルスを送受信するための
送受信機、2は受信信号中から計測不要な周波数帯域の
信号を除去するためのフィルタ、3はA/D変換を行う
A/D変換手段、4は受信信号に時間軸上でゲートをか
け、ゲート内の受信信号を抽出するゲート手段、5はゲ
ート手段4により抽出された受信信号を複数のデータに
分割するためのデータ分割手段である。
In FIG. 1, 1 is a transmitter / receiver for transmitting and receiving pulses composed of waves such as light waves, electromagnetic waves, or sound waves, 2 is a filter for removing a signal in a frequency band that does not need to be measured from a received signal, and 3 is a filter. A / D conversion means for A / D conversion, 4 gates the received signal on the time axis, and gate means for extracting the received signal in the gate, 5 a plurality of received signals extracted by the gate means 4. A data dividing means for dividing the data.

【0020】また、同図において、6(6a、6b、6
c、6d)はゲート内の分割されたデータをフーリエ変
換するフーリエ変換手段、7(7a、7b、7c)はフ
ーリエ変換手段6の出力信号の複素共役を求める複素共
役手段、8(8a、8b、8c)は分割されたデータの
内の時間的に隣り合う2つのデータについて、前半デー
タに関するフーリエ変換手段6の出力と、後半データに
関する複素共役手段8の出力との複素乗算を行う複素乗
算手段、9は複素乗算手段8の出力信号を加算する複素
加算手段である。なお、複素乗算手段8は、同一の周波
数毎に複素乗算を行う。
In the figure, 6 (6a, 6b, 6
c, 6d) is a Fourier transform means for Fourier transforming the divided data in the gate, 7 (7a, 7b, 7c) is a complex conjugate means for obtaining the complex conjugate of the output signal of the Fourier transform means 6, and 8 (8a, 8b). , 8c) is a complex multiplication means for performing a complex multiplication between the output of the Fourier transform means 6 for the first half data and the output of the complex conjugation means 8 for the second half data of two data adjacent in time among the divided data. , 9 are complex adding means for adding the output signals of the complex multiplying means 8. The complex multiplication means 8 performs complex multiplication for each same frequency.

【0021】さらに、図1においては、データ分割手段
5により分割されたデータの個数が4個で、複素乗算手
段8の個数が3個である場合について示しているが、こ
れらの個数は、送信パルスの時間幅と、データ分割手段
5による分割数との関係により決まるものであり、特に
これらの個数に限ったものではない。
Further, FIG. 1 shows the case where the number of data divided by the data dividing means 5 is 4 and the number of complex multiplying means 8 is 3, but these numbers are transmitted. It is determined by the relationship between the pulse time width and the number of divisions by the data division means 5, and is not particularly limited to these numbers.

【0022】つぎに、この実施の形態1に係るレーダ装
置の動作について図面を参照しながら説明する。
Next, the operation of the radar device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.

【0023】図2は、この発明の実施の形態1に係るレ
ーダ装置の送受信動作を示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 2 is a timing chart showing a transmitting / receiving operation of the radar device according to the first embodiment of the present invention.

【0024】図2において、(a)は送信タイミング
を、(b)は受信タイミングをそれぞれ示す。また、τ
は送信パルスの時間幅、τdは計測対象までの距離に相
当する遅延時間である。さらに、τaはデータ分割手段
5により分割されたデータの時間幅である。なお、τc
はドップラー信号のコヒーレンス時間である。
In FIG. 2, (a) shows the transmission timing and (b) shows the reception timing. Also, τ
Is the time width of the transmission pulse, and τd is the delay time corresponding to the distance to the measurement target. Further, τa is the time width of the data divided by the data dividing means 5. Note that τc
Is the coherence time of the Doppler signal.

【0025】この実施の形態1に係るレーダ装置は、光
波、電磁波、あるいは音波といった波動を送受信し、受
信信号の周波数スペクトルから、計測対象の性状、例え
ば計測対象の形状や移動速度といったものを検出する装
置に適用可能である。ここでは、その具体的例として、
光波を大気中に送信し、大気中のエアロゾルから反射さ
れた反射信号をヘテロダイン検波してドップラースペク
トルを求め、このドップラースペクトルから大気の風速
を測定するケースについて説明する。
The radar device according to the first embodiment transmits and receives waves such as a light wave, an electromagnetic wave, or a sound wave, and detects the property of the measurement object, such as the shape or moving speed of the measurement object, from the frequency spectrum of the received signal. It is applicable to the device. Here, as a concrete example,
A case will be described in which a light wave is transmitted to the atmosphere, a reflection signal reflected from an aerosol in the atmosphere is heterodyne-detected to obtain a Doppler spectrum, and the wind velocity of the atmosphere is measured from this Doppler spectrum.

【0026】送受信機1からの受信信号には、所望の信
号であるドップラー信号と、不要信号であるレーダ装置
内部のシステムノイズとが含まれている。
The received signal from the transceiver 1 contains the Doppler signal which is a desired signal and the system noise inside the radar device which is an unnecessary signal.

【0027】ドップラー信号は、大気の性質により決ま
るコヒーレンス時間を持つ信号である。本明細書におけ
るコヒーレンス時間とは、信号の位相揺らぎが起こらな
い範囲の時間であり、信号の周波数スペクトル幅の逆数
により与えられる。その定義は、上記の文献[1]に示
されている。文献[1]では、光波の場合について記述
されているが、使用する波動が電磁波、音波の場合にお
いても同様の記述が可能であることは明らかである。
The Doppler signal is a signal having a coherence time determined by the properties of the atmosphere. The coherence time in this specification is a time within a range in which phase fluctuation of a signal does not occur, and is given by the reciprocal of the frequency spectrum width of the signal. The definition is given in the above-mentioned document [1]. Reference [1] describes the case of light waves, but it is clear that the same description can be made when the wave used is an electromagnetic wave or a sound wave.

【0028】また、レーダ装置内部におけるシステムノ
イズは、白色ランダムノイズであり、コヒーレンス時間
を持たない信号である。
The system noise inside the radar device is white random noise and is a signal having no coherence time.

【0029】図1において、計測における必要周波数の
下限値をfs、上限値をfeとし、A/D変換手段3の
A/D変換におけるサンプリング周期を2fe以上とす
る。また、フィルタ2の通過周波数範囲は、通過周波数
範囲の下限値をfbs、上限値をfbeとする。さら
に、ドップラー信号のコヒーレンス時間をτcとし、次
の式(1)、及び式(2)を満足するように設定する。
In FIG. 1, the lower limit value of the required frequency in measurement is fs, the upper limit value is fe, and the sampling period in the A / D conversion of the A / D conversion means 3 is 2fe or more. Further, the pass frequency range of the filter 2 has a lower limit value of fbs and an upper limit value of fbe. Further, the coherence time of the Doppler signal is τc, and is set so as to satisfy the following equations (1) and (2).

【0030】 1/(fbe−fbs)<τc/2 (1)[0030]   1 / (fbe-fbs) <τc / 2 (1)

【0031】 fbe<fs、fe<fbs (2)[0031]   fbe <fs, fe <fbs (2)

【0032】以下、図1、及び図2を参照してこの実施
の形態1の動作を説明する。
The operation of the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

【0033】まず、図2(a)に示すように、送受信機
1から時間幅τの送信パルスを送信する。この送信パル
スは、大気中のエアロゾルにより反射され、この反射信
号は、送受信機1により受信される。この送受信機1に
おいては、この反射信号は、ヘテロダイン検波され(以
下、ヘテロダイン検波された反射信号をドップラー信号
と称する)、風速と光波の伝播速度とで決まるドップラ
ースペクトルを持つ信号となる。なお、ドップラー信号
は、フィルタ2の通過周波数帯域内の成分のみ持つ信号
である。
First, as shown in FIG. 2A, the transmitter / receiver 1 transmits a transmission pulse having a time width τ. This transmitted pulse is reflected by the aerosol in the atmosphere, and this reflected signal is received by the transceiver 1. In the transceiver 1, the reflected signal is heterodyne-detected (hereinafter, the heterodyne-detected reflected signal is referred to as a Doppler signal) and becomes a signal having a Doppler spectrum determined by the wind speed and the propagation speed of the light wave. The Doppler signal is a signal that has only components within the pass frequency band of the filter 2.

【0034】送受信機1からのドップラー信号、及びシ
ステムノイズは、図1に示すフィルタ2を通過する。こ
れにより計測不要な周波数帯域の成分が除去される。所
望のドップラー信号は、フィルタ2の通過帯域内の成分
のみ持つため、信号のレベル、及びコヒーレンス時間に
変化はない。それに対し、システムノイズは、白色ラン
ダムノイズなので、フィルタ2を通過することにより通
過帯域以外の成分が除去されてノイズレベルが低減され
る。このように、フィルタ2を備えることで、受信信号
におけるSNRが向上するという効果が生じる。
The Doppler signal from the transceiver 1 and the system noise pass through the filter 2 shown in FIG. As a result, the components of the frequency band that do not require measurement are removed. Since the desired Doppler signal has only the component within the pass band of the filter 2, there is no change in the signal level and the coherence time. On the other hand, the system noise is white random noise, so that components other than the pass band are removed by passing through the filter 2 to reduce the noise level. As described above, the provision of the filter 2 brings about an effect that the SNR of the received signal is improved.

【0035】また、システムノイズがフィルタ2を通過
することにより、白色ランダムノイズから有色ノイズに
変化し、フィルタ2の通過周波数帯域幅の逆数に相当す
るコヒーレンス時間を有するようになる。したがって、
システムノイズのコヒーレンス時間は、1/(fbe−
fbs)となる。
When the system noise passes through the filter 2, it changes from white random noise to colored noise and has a coherence time corresponding to the reciprocal of the pass frequency bandwidth of the filter 2. Therefore,
The system noise coherence time is 1 / (fbe-
fbs).

【0036】このフィルタ2を通過したドップラー信
号、及びシステムノイズは、A/D変換手段3によって
デジタル信号に変換される。
The Doppler signal and system noise that have passed through the filter 2 are converted into digital signals by the A / D conversion means 3.

【0037】次に、計測対象の距離に応じた遅延時間τ
dをおいて送信パルスの時間幅と同じ時間幅τを持つ信
号をゲート手段4により抽出する。これにより、計測対
象からのドップラー信号が含まれているゲートが抽出さ
れる。
Next, the delay time τ according to the distance to be measured
A signal having the same time width τ as the time width of the transmission pulse after d is extracted by the gate means 4. Thereby, the gate including the Doppler signal from the measurement target is extracted.

【0038】このゲートの時間幅τは、システムノイズ
のコヒーレンス時間1/(fbe−fbs)、及びドッ
プラー信号のコヒーレンス時間τcより大きい。したが
って、ゲート内におけるドップラー信号、及びシステム
ノイズは、位相揺らぎのある信号となっている。
The time width τ of this gate is larger than the coherence time 1 / (fbe-fbs) of the system noise and the coherence time τc of the Doppler signal. Therefore, the Doppler signal and system noise in the gate are signals with phase fluctuations.

【0039】次に、データ分割手段5によって、ゲート
手段4から出力される時間幅τの信号を時間軸上で複数
のデータに分割する。このとき、分割されたデータの時
間幅τaは、次の式(3)を満たすように設定する。
Next, the data dividing means 5 divides the signal of the time width τ outputted from the gate means 4 into a plurality of data on the time axis. At this time, the time width τa of the divided data is set so as to satisfy the following expression (3).

【0040】 1/(fbe−fbs)<τa、τa<τc/2 (3)[0040]   1 / (fbe-fbs) <τa, τa <τc / 2 (3)

【0041】分割されたデータの時間幅τaは、システ
ムノイズのコヒーレンス時間1/(fbe−fbs)よ
り大きく、ドップラー信号のコヒーレンス時間τcより
小さいので、分割されたデータ内におけるドップラー信
号の位相揺らぎはなく、システムノイズは位相揺らぎの
ある信号となっている。
Since the time width τa of the divided data is larger than the coherence time 1 / (fbe-fbs) of the system noise and smaller than the coherence time τc of the Doppler signal, the phase fluctuation of the Doppler signal in the divided data is However, system noise is a signal with phase fluctuation.

【0042】これらの分割されたデータは、Nをデータ
分割手段5により分割したゲートの分割数、nをデータ
番号、Mを分割されたデータにおけるサンプル数、kを
サンプル番号として、次のように表される。
These divided data are as follows, where N is the number of divisions of the gate divided by the data dividing means 5, n is the data number, M is the number of samples in the divided data, and k is the sample number. expressed.

【0043】S(n,k) k=0,1,2,…,M−1 n=0,1,2,…,N−1S (n, k) k = 0, 1, 2, ..., M-1 n = 0, 1, 2, ..., N-1

【0044】このとき、フィルタ2の通過周波数範囲が
式(1)により設定されているので、時間的に隣り合う
データの時間差τaは、システムノイズのコヒーレント
時間1/(fbe−fbs)よりも大きく、ドップラー
信号のコヒーレンス時間τcよりも小さくなっている。
At this time, since the pass frequency range of the filter 2 is set by the equation (1), the time difference τa between the data adjacent in time is larger than the coherent time 1 / (fbe-fbs) of the system noise. , Smaller than the coherence time τc of the Doppler signal.

【0045】分割された複数のデータは、ドップラー周
波数軸上のサンプル番号をlとして、フーリエ変換手段
6a、6b、6c、6dでそれぞれ次の式(4)のよう
にフーリエ変換される。
The plurality of divided data are Fourier-transformed by the Fourier transforming means 6a, 6b, 6c and 6d as shown in the following equation (4) with the sample number on the Doppler frequency axis as l.

【0046】[0046]

【数1】 [Equation 1]

【0047】この演算は、分割された複数のデータをド
ップラー周波数毎に分解し、同一のドップラー周波数成
分についてコヒーレント積分する演算に相当する。
This operation is equivalent to an operation of decomposing a plurality of divided data for each Doppler frequency and performing coherent integration on the same Doppler frequency component.

【0048】なお、本明細書におけるフーリエ変換と
は、時間領域のデジタル信号のフーリエ変換という意味
であり、DFT(Discrete Fourier
Transform)、FFT(Fast Fouri
er Transform)のどちらでもよい。DFT
を用いれば、ドップラー信号のコヒーレント時間τcに
合わせてゲート時間を細かく設定できるという効果があ
り、また、FFTを用いれば計算時間が速くなるという
効果が生じる。
The Fourier transform in this specification means the Fourier transform of a digital signal in the time domain, and is a DFT (Discrete Fourier).
Transform), FFT (Fast Fourier)
er Transform). DFT
Is used, there is an effect that the gate time can be finely set according to the coherent time τc of the Doppler signal, and the use of FFT has an effect that the calculation time is shortened.

【0049】これらのフーリエ変換手段6a、6b、6
c、6dにより求められるドップラースペクトルは、ゲ
ート内において分割されたデータをドップラー周波数毎
に分解し、同一のドップラー周波数成分についてコヒー
レント積分されたものである。このとき、分割されたデ
ータ内におけるドップラー信号の位相揺らぎはなく、シ
ステムノイズは位相揺らぎのある信号となっている。し
たがって、フーリエ変換手段6(6a、6b、6c、6
d)により、ドップラー信号のみを同相でコヒーレント
積分し、システムノイズをキャンセルすることができる
ので、SNRが向上する効果が生じる。
These Fourier transform means 6a, 6b, 6
The Doppler spectrum obtained by c and 6d is obtained by decomposing the data divided in the gate for each Doppler frequency and coherently integrating the same Doppler frequency component. At this time, there is no phase fluctuation of the Doppler signal in the divided data, and the system noise is a signal with phase fluctuation. Therefore, the Fourier transform means 6 (6a, 6b, 6c, 6
According to d), only the Doppler signal can be coherently integrated in phase to cancel the system noise, so that the SNR is improved.

【0050】次に、複素共役手段7(7a、7b、7
c)は、フーリエ変換手段6(6a、6b、6c、6
d)の出力の複素共役を求める。このとき、データ分割
手段5により分割されたデータの内、時間軸上における
最初のデータについては複素共役を求める必要はない。
Next, the complex conjugate means 7 (7a, 7b, 7)
c) is Fourier transform means 6 (6a, 6b, 6c, 6)
Find the complex conjugate of the output of d). At this time, it is not necessary to obtain the complex conjugate for the first data on the time axis among the data divided by the data dividing means 5.

【0051】次に、複素乗算手段8(8a、8b、8
c)において、分割されたデータの内の時間的に隣り合
う2つのデータについて、前半データに関するフーリエ
変換手段6a、6b、6cの出力と、後半データに関す
る複素共役手段7a、7b、7cの出力との複素乗算を
行う。この複素乗算は、次の式(5)のように同一のド
ップラー周波数成分毎に行う。
Next, the complex multiplication means 8 (8a, 8b, 8)
In c), with respect to two data which are temporally adjacent to each other among the divided data, the output of the Fourier transform means 6a, 6b, 6c for the first half data and the output of the complex conjugate means 7a, 7b, 7c for the second half data. Performs complex multiplication of. This complex multiplication is performed for each identical Doppler frequency component as in the following Expression (5).

【0052】[0052]

【数2】 [Equation 2]

【0053】ここで、iは時間的に隣り合う2つのデー
タの組み合わせ番号、A(i,l)は複素乗算された結
果の振幅項、φ(i,l)は複素乗算された結果の位相
であり、時間的に隣り合う2つのデータにおける前半の
データと後半のデータの間の信号の位相差である。
Here, i is a combination number of two data which are temporally adjacent to each other, A (i, l) is an amplitude term of a complex multiplication result, and φ (i, l) is a phase of a complex multiplication result. Is the phase difference of the signal between the first half data and the second half data of two data that are temporally adjacent to each other.

【0054】送信パルスの時間幅τがドップラー信号の
コヒーレンス時間τcよりも大きい場合、ゲート内の分
割されたデータ間におけるドップラー信号の位相は揺ら
いでいる。しかし、ゲート内における時間的に隣り合う
2つのデータの時間差は、ドップラー信号のコヒーレン
ス時間τcより小さいので、ドップラー信号に関する時
間的に隣り合う2つのデータの位相差は、ゲート内にお
いて一定である。それに対し、時間的に隣り合う2つの
データの時間差は、システムノイズのコヒーレンス時間
1/(fbe−fbs)よりも大きいので、システムノ
イズに関する時間的に隣り合う2つのデータの位相差は
ゲート内でランダムな値をとる。
When the time width τ of the transmission pulse is larger than the coherence time τc of the Doppler signal, the phase of the Doppler signal between the divided data in the gate fluctuates. However, since the time difference between two data adjacent in time in the gate is smaller than the coherence time τc of the Doppler signal, the phase difference between two data adjacent in time with respect to the Doppler signal is constant in the gate. On the other hand, since the time difference between two data adjacent in time is larger than the coherence time 1 / (fbe-fbs) of system noise, the phase difference between two data adjacent in time related to system noise is within the gate. Takes a random value.

【0055】次に、複素加算手段9は、ドップラースペ
クトルの複素共役、及び複素乗算によって得られた結果
について、次の式(6)のように、複素加算処理を行
う。
Next, the complex addition means 9 performs the complex addition process on the complex conjugate of the Doppler spectrum and the result obtained by the complex multiplication as in the following equation (6).

【0056】[0056]

【数3】 [Equation 3]

【0057】これにより、送信パルスの時間幅τがドッ
プラー信号のコヒーレンス時間τcよりも大きく、ゲー
トにおいてドップラー信号の位相が揺らぐ場合であって
も、ドップラー信号のみ同相でコヒーレント積分するこ
とができ、システムノイズについてはランダムな位相で
積分することになるので、受信信号におけるSNRを向
上させることが可能になる。
As a result, even when the time width τ of the transmission pulse is larger than the coherence time τc of the Doppler signal and the phase of the Doppler signal fluctuates at the gate, only the Doppler signal can be coherently integrated in phase, and the system Since noise is integrated in a random phase, the SNR of the received signal can be improved.

【0058】この実施の形態1に係るレーダ装置では、
受信信号を複数のデータに分割し、それぞれのドップラ
ースペクトルを求め、時間的に隣り合う2つのデータの
内の一方のドップラースペクトルの複素共役結果ともう
一方のドップラースペクトルの複素乗算を行うように装
置を構成したので、送信パルスの時間幅がドップラー信
号のコヒーレンス時間より大きい場合であっても、ゲー
ト内について同相でコヒーレント積分でき、十分なSN
Rの向上が得られるという効果がある。本レーダ装置を
用いれば、送信パルスの時間幅τを必要な時間分解能、
もしくは距離分解能に応じて自由に決めることができる
という効果がさらに生じる。
In the radar device according to the first embodiment,
An apparatus for dividing a received signal into a plurality of data, obtaining respective Doppler spectra, and performing a complex multiplication of a complex conjugate result of one Doppler spectrum of two data adjacent in time and the other Doppler spectrum. Therefore, even if the time width of the transmission pulse is longer than the coherence time of the Doppler signal, in-phase coherent integration can be performed in the gate, and a sufficient SN can be obtained.
There is an effect that R can be improved. If this radar device is used, the time width τ of the transmission pulse can be set to the required time resolution,
Alternatively, the effect that it can be freely determined according to the distance resolution further occurs.

【0059】また、この実施の形態1に係るレーダ装置
では、A/D変換手段3の前段階にフィルタ2を備えて
いるので、不要周波数成分を除去し、従来装置よりもシ
ステムノイズレベルを低減することができる。
Further, since the radar apparatus according to the first embodiment is provided with the filter 2 before the A / D conversion means 3, unnecessary frequency components are removed and the system noise level is reduced as compared with the conventional apparatus. can do.

【0060】さらに、計測対象の性質により決まるコヒ
ーレンス時間をτcとし、計測における必要周波数の下
限値をfs、上限値をfeとし、フィルタ2の通過周波
数範囲の下限値をfbs、上限値をfbeとした場合、
式(1)及び式(2)を満足するように設定し、また、
分割されたデータの時間幅τaを式(3)の範囲に設定
しているので、分割した後の時間的に隣り合う2つのデ
ータの時間間隔を、システムノイズのコヒーレンス時間
より大きく、所望の信号のコヒーレンス時間より小さく
することができる。これにより、フィルタ2を備えるこ
とによりシステムノイズがコヒーレンス時間を持つ場合
においても所望の信号のみを同相でコヒーレント積分
し、システムノイズを抑圧して受信信号におけるSNR
を向上する効果が生じる。
Further, the coherence time determined by the property of the measurement object is τc, the lower limit value of the required frequency in measurement is fs, the upper limit value is fe, and the lower limit value of the pass frequency range of the filter 2 is fbs and the upper limit value is fbe. if you did this,
Set so as to satisfy the equations (1) and (2), and
Since the time width τa of the divided data is set within the range of the equation (3), the time interval between two data adjacent in time after the division is larger than the coherence time of the system noise and the desired signal Can be smaller than the coherence time of. As a result, even if the system noise has the coherence time by providing the filter 2, only the desired signal is coherently integrated in phase to suppress the system noise and suppress the SNR in the received signal.
The effect of improving

【0061】なお、この実施の形態1においては、送信
パルスの送信回数は1回であったが、この回数を多くし
てもよい。このとき、各送信毎においてゲート内で時間
的に隣り合う2つのデータのドップラー信号の位相差は
一定である。したがって、各送信数毎に得られた複素加
算結果についてさらに複素加算を行えば、この複素加算
によりドップラー信号をコヒーレント積分することがで
き、SNRがさらに向上する効果が生じる。
In the first embodiment, the number of transmissions of the transmission pulse is one, but the number of transmissions may be increased. At this time, the phase difference between the Doppler signals of two data temporally adjacent to each other in the gate in each transmission is constant. Therefore, if complex addition is further performed on the complex addition result obtained for each number of transmissions, the Doppler signal can be coherently integrated by this complex addition, and the SNR is further improved.

【0062】[0062]

【発明の効果】この発明の請求項1に係るレーダ装置
は、以上説明したとおり、波動からなるパルスを送信す
るとともに、計測対象からの反射信号を受信する送受信
機と、前記送受信機の出力を予め決められたサンプリン
グ周期によりA/D変換するA/D変換手段と、前記A
/D変換手段の出力に時間軸上でゲートをかけ、ゲート
内の受信信号を抽出するゲート手段と、前記ゲート手段
により抽出された受信信号を複数のデータに分割するデ
ータ分割手段と、ゲート内の分割された複数のデータを
フーリエ変換するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変
換手段の出力信号の複素共役を求める複素共役手段と、
分割された複数のデータの内の時間的に隣り合う2つの
データについて、前半のデータに関する前記フーリエ変
換手段の出力と、後半のデータに関する前記複素共役手
段の出力との複素乗算を行う複素乗算手段と、前記複素
乗算手段の出力信号を加算する複素加算手段とを備えた
ので、送信パルスの時間幅が、所望の信号のコヒーレン
ス時間よりも大きい場合においても、ゲート内において
所望の信号のみを同相でコヒーレント積分し、システム
ノイズを抑圧して受信信号におけるSNRを向上するこ
とができるという効果を奏する。
As described above, the radar device according to claim 1 of the present invention transmits a pulse composed of a wave and a transceiver for receiving a reflected signal from an object to be measured, and an output of the transceiver. A / D conversion means for performing A / D conversion at a predetermined sampling period, and the A
A gate unit that gates the output of the / D conversion unit on the time axis to extract the received signal in the gate, a data dividing unit that divides the received signal extracted by the gate unit into a plurality of data, and a gate Fourier transforming means for Fourier transforming a plurality of divided data of, and complex conjugating means for obtaining a complex conjugate of the output signal of the Fourier transforming means,
Complex multiplication means for performing a complex multiplication between the output of the Fourier transform means for the first half data and the output of the complex conjugation means for the second half data of two data that are temporally adjacent to each other among the plurality of divided data. And a complex adding means for adding the output signals of the complex multiplying means, so that even if the time width of the transmission pulse is larger than the coherence time of the desired signal, only the desired signal is in-phase in the gate. The effect of being able to improve the SNR of the received signal by suppressing the system noise by coherent integration is achieved.

【0063】この発明の請求項2に係るレーダ装置は、
以上説明したとおり、前記送受信機により受信された信
号中から計測不要な周波数帯域の信号を除去するフィル
タをさらに備え、前記A/D変換手段は、前記送受信機
の出力の代わりに、前記フィルタの出力を予め決められ
たサンプリング周期によりA/D変換するので、送信パ
ルスの時間幅が、所望の信号のコヒーレンス時間よりも
大きい場合においても、ゲート内において所望の信号の
みを同相でコヒーレント積分し、システムノイズを抑圧
して受信信号におけるSNRを向上することができると
いう効果を奏する。
A radar device according to claim 2 of the present invention is
As described above, the filter further includes a filter that removes a signal in a frequency band that does not need to be measured from the signal received by the transceiver, and the A / D conversion unit replaces the output of the transceiver with the filter. Since the output is A / D converted at a predetermined sampling cycle, even when the time width of the transmission pulse is larger than the coherence time of the desired signal, only the desired signal is coherently integrated in phase in the gate, It is possible to suppress system noise and improve the SNR of the received signal.

【0064】この発明の請求項3に係るレーダ装置は、
以上説明したとおり、計測における必要周波数の下限値
をfs、上限値をfeとし、前記A/D変換手段におけ
るサンプリング周期を2fe以上とし、前記フィルタの
通過周波数範囲の下限値をfbs、上限値をfbeと
し、前記計測対象の性質により決まる反射信号のコヒー
レンス時間をτcとした場合、1/(fbe−fbs)
<τc/2、fbe<fs、fe<fbsの関係を満足
し、前記データ分割手段により分割されたデータの時間
幅τaは、1/(fbe−fbs)<τa、τa<τc
/2の関係を満足するので、送信パルスの時間幅が、所
望の信号のコヒーレンス時間よりも大きい場合において
も、ゲート内において所望の信号のみを同相でコヒーレ
ント積分し、システムノイズを抑圧して受信信号におけ
るSNRを向上することができるという効果を奏する。
A radar device according to claim 3 of the present invention is
As described above, the lower limit value of the required frequency in measurement is fs, the upper limit value is fe, the sampling period in the A / D conversion means is 2fe or more, the lower limit value of the pass frequency range of the filter is fbs, and the upper limit value is If fbe and the coherence time of the reflected signal determined by the property of the measurement target is τc, then 1 / (fbe-fbs)
<Τc / 2, fbe <fs, fe <fbs, and the time width τa of the data divided by the data dividing means is 1 / (fbe-fbs) <τa, τa <τc
Since the relationship of / 2 is satisfied, even when the time width of the transmission pulse is longer than the coherence time of the desired signal, only the desired signal is coherently integrated in phase in the gate to suppress system noise and receive. The SNR of the signal can be improved.

【0065】この発明の請求項4に係るコヒーレント積
分方法は、以上説明したとおり、受信された信号中から
フィルタにより計測不要な周波数帯域の信号を除去する
ステップと、前記フィルタの出力に時間軸上でゲートを
かけ、ゲート内の受信信号を抽出するステップと、前記
抽出されたゲート内の受信信号を複数のデータに分割し
てそれぞれをフーリエ変換するステップと、前記フーリ
エ変換されたデータの複素共役を求めるステップと、前
記分割された複数のデータの内の時間的に隣り合う2つ
のデータについて、前半のデータに関する前記フーリエ
変換手段の出力と、後半のデータに関する前記複素共役
手段の出力との複素乗算を行うステップと、前記複素乗
算の結果を加算するステップとを含むので、送信パルス
の時間幅が、所望の信号のコヒーレンス時間よりも大き
い場合においても、ゲート内において所望の信号のみを
同相でコヒーレント積分し、システムノイズを抑圧して
受信信号におけるSNRを向上することができるという
効果を奏する。
As described above, the coherent integration method according to the fourth aspect of the present invention includes a step of removing a signal in a frequency band not required to be measured from a received signal by a filter, and an output of the filter on a time axis. , A step of extracting a received signal in the gate, a step of dividing the extracted received signal in the gate into a plurality of data and Fourier transforming each of them, and a complex conjugate of the Fourier transformed data. And a complex of the output of the Fourier transform means for the first half data and the output of the complex conjugation means for the second half data of the two temporally adjacent data of the divided plurality of data. Since the step of performing the multiplication and the step of adding the result of the complex multiplication are included, the time width of the transmission pulse is desired. In the case larger than the coherence time of the signals even, only the desired signal and coherent integration in phase in the gate, an effect that it is possible to improve the SNR in the received signal by suppressing the system noise.

【0066】この発明の請求項5に係るコヒーレント積
分方法は、以上説明したとおり、計測における必要周波
数の下限値をfs、上限値をfeとし、前記フィルタの
通過周波数範囲の下限値をfbs、上限値をfbeと
し、計測対象の性質により決まる反射信号のコヒーレン
ス時間をτcとした場合、1/(fbe−fbs)<τ
c/2、fbe<fs、fe<fbsの関係を満足し、
前記分割されたデータの時間幅τaは、1/(fbe−
fbs)<τa、τa<τc/2の関係を満足するの
で、送信パルスの時間幅が、所望の信号のコヒーレンス
時間よりも大きい場合においても、ゲート内において所
望の信号のみを同相でコヒーレント積分し、システムノ
イズを抑圧して受信信号におけるSNRを向上すること
ができるという効果を奏する。
As described above, in the coherent integration method according to the fifth aspect of the present invention, the lower limit value of the required frequency in measurement is fs and the upper limit value is fe, and the lower limit value of the pass frequency range of the filter is fbs and the upper limit value. When the value is fbe and the coherence time of the reflected signal determined by the property of the measurement target is τc, 1 / (fbe-fbs) <τ
c / 2, fbe <fs, fe <fbs are satisfied,
The time width τa of the divided data is 1 / (fbe−
fbs) <τa and τa <τc / 2 are satisfied, so that even if the time width of the transmission pulse is larger than the coherence time of the desired signal, only the desired signal is coherently integrated in the gate. The system noise can be suppressed and the SNR of the received signal can be improved.

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

【図1】 この発明の実施の形態1に係るレーダ装置の
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a radar device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1に係るレーダ装置の
送受信動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing a transmitting / receiving operation of the radar device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 従来のレーダ装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional radar device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送受信機、2 フィルタ、3 A/D変換手段、4
ゲート手段、5 データ分割手段、6a、6b、6
c、6d フーリエ変換手段、7a、7b、7c複素共
役手段、8a、8b、8c 複素乗算手段、9 複素加
算手段。
1 transceiver, 2 filter, 3 A / D conversion means, 4
Gate means, 5 data division means, 6a, 6b, 6
c, 6d Fourier transforming means, 7a, 7b, 7c complex conjugating means, 8a, 8b, 8c complex multiplying means, 9 complex adding means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 嘉仁 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 (72)発明者 和高 修三 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 (72)発明者 藤坂 貴彦 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 AB01 AC06 AD01 AH02 AH31 AH35 AH40    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshihito Hirano             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shuzo Waka             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takahiko Fujisaka             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. F term (reference) 5J070 AB01 AC06 AD01 AH02 AH31                       AH35 AH40

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 波動からなるパルスを送信するととも
に、計測対象からの反射信号を受信する送受信機と、 前記送受信機の出力を予め決められたサンプリング周期
によりA/D変換するA/D変換手段と、 前記A/D変換手段の出力に時間軸上でゲートをかけ、
ゲート内の受信信号を抽出するゲート手段と、 前記ゲート手段により抽出された受信信号を複数のデー
タに分割するデータ分割手段と、 ゲート内の分割された複数のデータをフーリエ変換する
フーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段の出力信号
の複素共役を求める複素共役手段と、 分割された複数のデータの内の時間的に隣り合う2つの
データについて、前半のデータに関する前記フーリエ変
換手段の出力と、後半のデータに関する前記複素共役手
段の出力との複素乗算を行う複素乗算手段と、前記複素
乗算手段の出力信号を加算する複素加算手段とを備えた
ことを特徴とするレーダ装置。
1. A transmitter / receiver that transmits a pulse composed of a wave and receives a reflected signal from an object to be measured, and an A / D conversion means that A / D-converts the output of the transmitter / receiver at a predetermined sampling cycle. And gate the output of the A / D conversion means on the time axis,
Gate means for extracting the received signal in the gate; data dividing means for dividing the received signal extracted by the gate means into a plurality of data; and Fourier transform means for Fourier transforming the plurality of divided data in the gate , A complex conjugating means for obtaining a complex conjugate of the output signal of the Fourier transforming means, and an output of the Fourier transforming means for the first half data of two data adjacent in time among the plurality of divided data, and a second half A radar device comprising: a complex multiplication means for performing a complex multiplication with the output of the complex conjugation means for the data of 1. and a complex addition means for adding the output signals of the complex multiplication means.
【請求項2】 前記送受信機により受信された信号中か
ら計測不要な周波数帯域の信号を除去するフィルタをさ
らに備え、 前記A/D変換手段は、前記送受信機の出力の代わり
に、前記フィルタの出力を予め決められたサンプリング
周期によりA/D変換することを特徴とする請求項1記
載のレーダ装置。
2. A filter for removing a signal in a frequency band that does not need to be measured from a signal received by the transceiver, wherein the A / D conversion means is provided in the filter instead of the output of the transceiver. The radar device according to claim 1, wherein the output is A / D converted at a predetermined sampling period.
【請求項3】 計測における必要周波数の下限値をf
s、上限値をfeとし、前記A/D変換手段におけるサ
ンプリング周期を2fe以上とし、前記フィルタの通過
周波数範囲の下限値をfbs、上限値をfbeとし、前
記計測対象の性質により決まる反射信号のコヒーレンス
時間をτcとした場合、 1/(fbe−fbs)<τc/2、 fbe<fs、fe<fbs の関係を満足し、 前記データ分割手段により分割されたデータの時間幅τ
aは、 1/(fbe−fbs)<τa、τa<τc/2 の関係を満足することを特徴とする請求項2記載のレー
ダ装置。
3. The lower limit value of the required frequency in measurement is f
s, the upper limit value is fe, the sampling period in the A / D conversion means is 2fe or more, the lower limit value of the pass frequency range of the filter is fbs, and the upper limit value is fbe. When the coherence time is τc, the relations of 1 / (fbe-fbs) <τc / 2, fbe <fs, fe <fbs are satisfied, and the time width τ of the data divided by the data dividing means is
The radar device according to claim 2, wherein a satisfies the following relationships: 1 / (fbe-fbs) <τa, τa <τc / 2.
【請求項4】 受信された信号中からフィルタにより計
測不要な周波数帯域の信号を除去するステップと、 前記フィルタの出力に時間軸上でゲートをかけ、ゲート
内の受信信号を抽出するステップと、 前記抽出されたゲート内の受信信号を複数のデータに分
割してそれぞれをフーリエ変換するステップと、 前記フーリエ変換されたデータの複素共役を求めるステ
ップと、 前記分割された複数のデータの内の時間的に隣り合う2
つのデータについて、前半のデータに関する前記フーリ
エ変換手段の出力と、後半のデータに関する前記複素共
役手段の出力との複素乗算を行うステップと、 前記複素乗算の結果を加算するステップとを含むことを
特徴とするコヒーレント積分方法。
4. A step of removing a signal in a frequency band that does not need to be measured from a received signal by a filter, a step of applying a gate to an output of the filter on a time axis, and extracting a received signal in the gate, Dividing the received signal in the extracted gate into a plurality of data and Fourier-transforming each of them; determining a complex conjugate of the Fourier-transformed data; and a time within the divided plurality of data. Adjacent to each other
A step of performing a complex multiplication of the output of the Fourier transform means for the first half data and an output of the complex conjugate means for the second half data of one data; and a step of adding the results of the complex multiplication. Coherent integration method.
【請求項5】 計測における必要周波数の下限値をf
s、上限値をfeとし、前記フィルタの通過周波数範囲
の下限値をfbs、上限値をfbeとし、計測対象の性
質により決まる反射信号のコヒーレンス時間をτcとし
た場合、 1/(fbe−fbs)<τc/2、 fbe<fs、fe<fbs の関係を満足し、 前記分割されたデータの時間幅τaは、 1/(fbe−fbs)<τa、τa<τc/2 の関係を満足することを特徴とする請求項4記載のコヒ
ーレント積分方法。
5. The lower limit value of the required frequency in measurement is f
s, the upper limit value is fe, the lower limit value of the pass frequency range of the filter is fbs, the upper limit value is fbe, and the coherence time of the reflected signal determined by the property of the measurement target is τc, 1 / (fbe-fbs) <Τc / 2, fbe <fs, fe <fbs, and the time width τa of the divided data satisfies 1 / (fbe-fbs) <τa, τa <τc / 2. 5. The coherent integration method according to claim 4.
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