JP2005134253A - Radar system, target measuring method for radar system, and target measuring program therefor - Google Patents

Radar system, target measuring method for radar system, and target measuring program therefor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the distance to a target with ease and precision in a simple structure. <P>SOLUTION: A radar system 100 performs a sending operation which transmits a modulated wave signal to a target, and a receiving operation which receives the modulated wave signal reflected from the target by time sharing with a switch period. A receiving sensitivity generation part 104 generates the receiving sensitivity of the output signal from a receiving part 102. A timing changing part 105 changes the operation timing of transmitting and receiving operation by which time sharing is carried out so that a null point may be generated. Whenever a relative delay time calculation part 106 changes operation timing, it computes relative delay time τ showing the relative time difference of a sending operation and a receiving operation. A relative delay time extraction part 109 extracts a relative delay time τs when a null point is generated. A distance calculation part 110 computes the distance to a target from a switch period and operation timing when a null point is generated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、目標との距離を測定するレーダ装置、レーダ装置の目標測定方法、およびレーダ装置の目標測定プログラムに関するものである。   The present invention relates to a radar apparatus for measuring a distance from a target, a target measurement method for the radar apparatus, and a target measurement program for the radar apparatus.

車載レーダ装置は、目標となる先行車との距離を測定・検出して追突の危険性を判定し、運転者に警報するものである。このような車載レーダ装置は、車両に搭載するため小型化が要求されている。そこで、上述した小型化あるいは低廉化の要求を満たすため、従来から、機器構成が簡単なFM−CWレーダ方式のレーダ装置が提供されている(たとえば、特許文献1参照。)。   The on-vehicle radar device measures and detects the distance from the target preceding vehicle, determines the risk of rear-end collision, and alerts the driver. Such an on-vehicle radar device is required to be miniaturized in order to be mounted on a vehicle. Therefore, in order to satisfy the above-described demands for miniaturization or cost reduction, an FM-CW radar type radar apparatus having a simple device configuration has been conventionally provided (for example, see Patent Document 1).

この特許文献1のFM−CWレーダ方式のレーダ装置は、周波数変調信号を送信し、目標物体で反射された信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から上記目標物体の距離及び相対速度を得る。そして、単一のアンテナを使用しており、送受信を時分割で行うこととしている。   The radar apparatus of the FM-CW radar system of Patent Document 1 transmits a frequency modulation signal, receives a signal reflected by the target object, and mixes it with the transmission signal to obtain the distance of the target object and Get the relative speed. A single antenna is used, and transmission and reception are performed in a time division manner.

一方、近年のFM−CWレーダ方式のレーダ装置は、小型化の要求のほか、更なる事故防止及び安全確保のため、近距離測定の高精度化が要求されている。特に、車載レーダ装置では、渋滞時のように低速で短間隔の車間距離を制御するストップアンドゴー機能を付加するため、近距離目標に対して高い距離精度δRが要求されている。   On the other hand, recent FM-CW radar system radar devices are required to have high precision in short-distance measurement in order to further reduce accidents and ensure safety in addition to the demand for miniaturization. In particular, in-vehicle radar devices are required to have a high distance accuracy δR for a short-range target in order to add a stop-and-go function for controlling the inter-vehicle distance at a low speed and a short interval as in a traffic jam.

近距離の距離精度が要求される場合、上述した特許文献1のFM-CW方式のレーダ装置では、距離精度を高めるために、下記式(1)に示す周波数偏移ΔFを高める必要がある。距離精度は、ビート周波数の測定にも関係する。距離精度δRは、ビート周波数frの計測分解能δfrであらわされ、
δR=(C/(4・fm・ΔF))δfr・・・(1)
(但し、Cは光速、fmは変調周波数)
となる。
When short-range distance accuracy is required, the FM-CW radar device of Patent Document 1 described above needs to increase the frequency shift ΔF shown in the following equation (1) in order to increase the distance accuracy. Distance accuracy is also related to beat frequency measurement. The distance accuracy δR is expressed by the measurement resolution δfr of the beat frequency fr,
δR = (C / (4 · fm · ΔF)) δfr (1)
(Where C is the speed of light and fm is the modulation frequency)
It becomes.

計測分解能δfrは、ビート周波数の計測方式によって異なるが、通常のFFT解析により周波数計測をする場合、1/(2・fm)内にビート信号1サイクル分が必要となり、ビート周波数は、この最小周波数の整数倍で計測される。したがって、δfr=2・fmとなり、上記式(1)より、距離精度δRを求めると、
δR=C/(2・ΔF)・・・(2)
となる。ΔF=100[MHz]では、δR=1.5[m](±0.75[m])になる。
The measurement resolution δfr differs depending on the beat frequency measurement method, but when measuring the frequency by normal FFT analysis, one cycle of the beat signal is required within 1 / (2 · fm), and the beat frequency is the minimum frequency. Measured by an integer multiple of. Therefore, δfr = 2 · fm, and when the distance accuracy δR is obtained from the above equation (1),
δR = C / (2 · ΔF) (2)
It becomes. When ΔF = 100 [MHz], δR = 1.5 [m] (± 0.75 [m]).

特開平9−243738号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-243738

しかしながら、FM−CW方式における76[GHz]帯のレーダバンドの技術基準では、各種のレーダ方式が認可されており、静止目標でも距離、速度が比較的簡単な構成で測定できるが、近距離の距離分解能の性能が落ちるという問題があった。また、送受スイッチ周波数を掃引し、ビート信号レベルの落ち込み(ヌルポイント)を検出して距離を測定する方程式においては、極近距離では送受スイッチ周波数が高くなり、0.5[m]でスイッチ周波数が300[MHz]と高くなり、高い繰返し周波数の送信パルスとなって占有帯域幅の法的な制限を越えてしまうこととなり、実用化できないという問題があった。   However, according to the 76-GHz radar standard in the FM-CW system, various radar systems are approved, and even a stationary target can be measured with a relatively simple distance and speed. There was a problem that the performance of the distance resolution deteriorated. Also, in the equation for measuring the distance by sweeping the transmission / reception switch frequency and detecting the drop of the beat signal level (null point), the transmission / reception switch frequency becomes high at a very short distance, and the switch frequency is 0.5 [m]. However, there is a problem that it becomes impossible to put into practical use because it becomes a transmission pulse with a high repetition frequency and exceeds the legal limit of the occupied bandwidth.

また、他方式のレーダでは、たとえば、パルス方式は、近距離においてパルス幅Twが狭くなり、送受信機やアンテナが広帯域となるという問題があった。たとえば、最小探知距離Rminは、
Rmin=C・Tw/2・・・(3)
となる。ここで、パルス幅Twと帯域幅Bとの関係は、
B≒2/Tw・・・(4)
であるから、最小探知距離RminをRmin=0.5[m]とすると、帯域幅Bは、600[MHz]となり、広帯域なレーダ送受信機や広帯域なアンテナが必要となり、高価になるという問題があった。
Also, in other types of radar, for example, the pulse method has a problem that the pulse width Tw becomes narrow at a short distance, and the transceiver and the antenna have a wide band. For example, the minimum detection distance Rmin is
Rmin = C · Tw / 2 (3)
It becomes. Here, the relationship between the pulse width Tw and the bandwidth B is
B≈2 / Tw (4)
Therefore, if the minimum detection distance Rmin is Rmin = 0.5 [m], the bandwidth B is 600 [MHz], which requires a broadband radar transceiver and a broadband antenna, which is expensive. there were.

また、パルス幅が狭いと送信スペクトラムが広がることとなり、帯域幅Bが、占有帯域幅の法的制限(国内では500[MHz])を超えてしまうことになり、距離測定に限界があるという問題があった。   In addition, if the pulse width is narrow, the transmission spectrum will be widened, and the bandwidth B will exceed the legal limit of the occupied bandwidth (500 [MHz] in Japan), and there is a problem in distance measurement. was there.

一方、パルスレーダ方式では、時分割によって送受信をおこなうためアンテナを共用することができるが、近距離においては、狭いパルス幅、高速立上がりおよび立下り特性が要求されるため、送信変調系および受信系の構成性能化が避けられないという問題があった。   On the other hand, in the pulse radar system, an antenna can be shared because transmission and reception are performed by time division. However, since a narrow pulse width, high-speed rising and falling characteristics are required at a short distance, a transmission modulation system and a receiving system are required. There was a problem that the performance improvement of the configuration was inevitable.

また、2周波CW方式は、周波数を2波切替えし、目標からのドップラ信号を検出して、2周波数の各ドップラ信号の位相差から距離を測定する方式であり、FM−CW方式とほぼ同じ構成である。しかしながら、目標とレーダの相対速度がない場合、ドップラ信号がなく距離が測定できないという問題があった。特に、自動車の渋滞時のように低速で短間隔の車間距離を制御する場合には、その問題が顕著であった。   The 2-frequency CW system is a system that switches between two frequencies, detects a Doppler signal from a target, and measures the distance from the phase difference of each Doppler signal of 2 frequencies, and is almost the same as the FM-CW system. It is a configuration. However, when there is no relative speed between the target and the radar, there is a problem that there is no Doppler signal and the distance cannot be measured. In particular, when controlling the inter-vehicle distance at a low speed and at a short interval, such as when a car is congested, the problem is remarkable.

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡単な構成によって、目標までの距離を容易かつ正確に測定することができるレーダ装置、レーダ装置の目標測定方法、およびレーダ装置の目標測定プログラムを提供することを目的とする。   In order to solve the above-described problems caused by the prior art, the present invention can easily and accurately measure a distance to a target with a simple configuration, a target measurement method for the radar apparatus, and a target for the radar apparatus. The purpose is to provide a measurement program.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるレーダ装置、レーダ装置の目標測定方法、およびレーダ装置の目標測定プログラムは、目標に対して被変調波信号を送信する送信動作と、前記目標から反射された前記被変調波信号を受信する受信動作とを、所定のスイッチ周期によって時分割でおこなうレーダ装置、レーダ装置の目標測定方法、およびレーダ装置の目標測定プログラムであって、前記被変調波信号の受信感度を生成し、生成された受信感度が不感状態であることをあらわすヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更し、前記所定のスイッチ周期と、前記ヌルポイントが発生したときに変更された前記送受信動作の動作タイミングと、に基づいて、前記目標までの距離を算出することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a radar apparatus, a radar apparatus target measurement method, and a radar apparatus target measurement program according to the present invention include: a transmission operation for transmitting a modulated wave signal to a target; A radar apparatus, a target measurement method for a radar apparatus, and a target measurement program for a radar apparatus, which perform time-division with a predetermined switch cycle, and a reception operation for receiving the modulated wave signal reflected from the target, The reception sensitivity of the modulated wave signal is generated, and the operation timing of the time-division transmission / reception operation is changed so that a null point indicating that the generated reception sensitivity is insensitive is generated, The distance to the target based on the switch period and the operation timing of the transmission / reception operation changed when the null point occurs. And calculates a.

この発明によれば、受信感度を強制的に不感状態にしてヌルポイントを発生させることにより、被変調波信号が送信されてから目標に反射されて受信されるまでの伝搬遅延時間を算出することができる。   According to the present invention, by calculating the propagation delay time from when the modulated wave signal is transmitted to when it is reflected by the target and received by forcing the reception sensitivity into the insensitive state and generating a null point. Can do.

この発明にかかるレーダ装置、レーダ装置の目標測定方法、およびレーダ装置の目標測定プログラムによれば、簡単な構成によって、目標までの距離を容易かつ正確に測定することができるという効果を奏する。   According to the radar apparatus, the radar apparatus target measurement method, and the radar apparatus target measurement program according to the present invention, the distance to the target can be easily and accurately measured with a simple configuration.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるレーダ装置、レーダ装置の目標測定方法、およびレーダ装置の目標測定プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of a radar device, a radar device target measurement method, and a radar device target measurement program according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

(実施の形態)
まず、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の機能的構成について説明する。図1は、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の機能的構成を示すブロック図である。このレーダ装置100は、送信部101と、受信部102と、送受信動作制御部103と、受信感度生成部104と、タイミング変更部105と、相対遅延時間算出部106と、記憶部107と、ヌルポイント検出部108と、相対遅延時間抽出部109と、距離算出部110と、から構成されている。
(Embodiment)
First, the functional configuration of the radar apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention. The radar apparatus 100 includes a transmission unit 101, a reception unit 102, a transmission / reception operation control unit 103, a reception sensitivity generation unit 104, a timing change unit 105, a relative delay time calculation unit 106, a storage unit 107, a null The point detection unit 108, the relative delay time extraction unit 109, and the distance calculation unit 110 are configured.

送信部101は、目標に対して被変調波信号を所定のパルス周期で送信する。受信部102は、目標から反射されてくる被変調波信号を所定のパルス周期で受信する。送受信動作制御部103は、送信部101の送信動作および受信部102の受信動作を制御する。具体的には、目標に対し被変調波信号を送信する送信動作と、目標から反射された被変調波信号を受信する受信動作と、を時分割でおこなうように制御する。   The transmitting unit 101 transmits the modulated wave signal to the target at a predetermined pulse period. The receiving unit 102 receives the modulated wave signal reflected from the target at a predetermined pulse period. The transmission / reception operation control unit 103 controls the transmission operation of the transmission unit 101 and the reception operation of the reception unit 102. Specifically, control is performed so that the transmission operation for transmitting the modulated wave signal to the target and the reception operation for receiving the modulated wave signal reflected from the target are performed in a time division manner.

受信感度生成部104は、受信部102から出力される出力信号の受信感度(信号レベル)を生成する。具体的には、受信部102から出力されるビート信号の信号レベルや、振幅検波された振幅信号の信号レベルを、受信感度として生成することができる。この受信感度は、たとえば電圧値によってあらわすことができる。   The reception sensitivity generation unit 104 generates reception sensitivity (signal level) of the output signal output from the reception unit 102. Specifically, the signal level of the beat signal output from the receiving unit 102 and the signal level of the amplitude signal subjected to amplitude detection can be generated as reception sensitivity. This reception sensitivity can be expressed by a voltage value, for example.

タイミング変更部105は、受信感度生成部104によって生成された受信感度が不感状態であることをあらわすヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更する。具体的には、後述するように、送信動作をあらわす送信動作波形または受信動作をあらわす受信動作波形のうち、いずれか一方の動作波形をスライドすることによって、送受信動作の動作タイミングを変更する。   The timing changing unit 105 changes the operation timing of the transmission / reception operation that is time-divisioned so that a null point that indicates that the reception sensitivity generated by the reception sensitivity generation unit 104 is insensitive is generated. Specifically, as will be described later, the operation timing of the transmission / reception operation is changed by sliding either one of the transmission operation waveform representing the transmission operation or the reception operation waveform representing the reception operation.

相対遅延時間算出部106は、タイミング変更部105によって送受信動作の動作タイミングを変更する都度、送信動作と受信動作との相対的な時間差をあらわす相対遅延時間τを算出する。この相対遅延時間τは、具体的には、送信動作をあらわす送信動作波形または受信動作をあらわす受信動作波形のうち、いずれか一方の動作波形をスライドしたときに、送信動作の開始時刻を基準とした受信動作の開始時刻までの時間である。この相対遅延時間τが、被変調波信号の実際の受信動作がOFFとなる時間と一致したときに、受信部102の受信感度が不感状態となり、ヌルポイントが発生する。   The relative delay time calculation unit 106 calculates a relative delay time τ that represents a relative time difference between the transmission operation and the reception operation every time the timing change unit 105 changes the operation timing of the transmission / reception operation. Specifically, this relative delay time τ is based on the start time of the transmission operation when either one of the transmission operation waveform representing the transmission operation or the reception operation waveform representing the reception operation is slid. This is the time until the start time of the received operation. When the relative delay time τ coincides with the time when the actual reception operation of the modulated wave signal is OFF, the reception sensitivity of the receiving unit 102 becomes insensitive and a null point is generated.

記憶部107は、受信感度生成部104によって生成された受信感度と、この受信感度に対応する相対遅延時間τを記憶する。ヌルポイント検出部108は、記憶部107に記憶された受信感度を比較して、受信動作の動作時間内において受信された被変調波信号の受信感度が不感状態であることをあらわすヌルポイントを検出する。具体的には、所定のしきい値を設定しておき、このしきい値以下となった受信感度をヌルポイントとして検出する。   The storage unit 107 stores the reception sensitivity generated by the reception sensitivity generation unit 104 and the relative delay time τ corresponding to the reception sensitivity. The null point detection unit 108 compares the reception sensitivities stored in the storage unit 107, and detects a null point that indicates that the reception sensitivity of the modulated wave signal received within the operation time of the reception operation is insensitive. To do. Specifically, a predetermined threshold value is set, and the reception sensitivity that is equal to or lower than the threshold value is detected as a null point.

相対遅延時間抽出部109は、記憶部107に記憶されている相対遅延時間τの中から、ヌルポイントが発生したときの相対遅延時間τsを抽出する。この相対遅延時間τsは、具体的には、ヌルポイント検出部108によって検出されたヌルポイントに対応する相対遅延時間τである。   The relative delay time extraction unit 109 extracts the relative delay time τs when a null point occurs from the relative delay time τ stored in the storage unit 107. Specifically, the relative delay time τs is the relative delay time τ corresponding to the null point detected by the null point detection unit 108.

距離算出部110は、所定のスイッチ周期と、ヌルポイントが発生したときにタイミング変更部105によって変更された送受信動作の動作タイミングと、に基づいて、目標までの距離を算出する。具体的には、所定のスイッチ周期と、相対遅延時間抽出部109によって抽出された、ヌルポイントが発生したときの相対遅延時間τsと、に基づいて、目標までの距離を算出する。算出方法の詳細については後述する。   The distance calculation unit 110 calculates the distance to the target based on the predetermined switch cycle and the operation timing of the transmission / reception operation changed by the timing change unit 105 when the null point occurs. Specifically, the distance to the target is calculated based on a predetermined switch cycle and the relative delay time τs when the null point is extracted, which is extracted by the relative delay time extraction unit 109. Details of the calculation method will be described later.

つぎに、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置100のハードウェア構成の一例について説明する。図2は、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置100のハードウェア構成の一例を示す説明図である。   Next, an example of the hardware configuration of the radar apparatus 100 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a hardware configuration of the radar apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.

このレーダ装置100は、クロック発振器201と、三角波発生回路202と、高周波の電圧可変発振器(VCO)203と、送信スイッチ204と、送信アンテナ205と、を備えている。クロック発振器201は、所定のクロック信号を出力する。三角波発生回路202は、クロック発振器201からのクロック信号に同期した三角波を出力する。電圧可変発振器203は、三角波発生回路202から出力された三角波を周波数変調して、被周波数変調信号を出力する。また、電圧可変発振器203は、受信部102の第1ミキサ213に接続されており、この被周波数変調信号の一部を第1ミキサ213に出力する。送信スイッチ204は、送信ドライバ222の開閉駆動によって被周波数変調信号を送信アンテナ205に出力する。送信アンテナ205は、目標に向けて、スイッチングされた被周波数変調信号を被変調波信号として送信する。このクロック発振器201、三角波発生回路202、電圧可変発振器203、送信スイッチ204および送信アンテナ205は、図1に示した送信部101を構成する。   The radar apparatus 100 includes a clock oscillator 201, a triangular wave generation circuit 202, a high frequency voltage variable oscillator (VCO) 203, a transmission switch 204, and a transmission antenna 205. The clock oscillator 201 outputs a predetermined clock signal. The triangular wave generation circuit 202 outputs a triangular wave synchronized with the clock signal from the clock oscillator 201. The voltage variable oscillator 203 frequency-modulates the triangular wave output from the triangular wave generation circuit 202 and outputs a frequency-modulated signal. The voltage variable oscillator 203 is connected to the first mixer 213 of the receiving unit 102, and outputs a part of the frequency-modulated signal to the first mixer 213. The transmission switch 204 outputs a frequency-modulated signal to the transmission antenna 205 when the transmission driver 222 is opened and closed. The transmitting antenna 205 transmits the switched frequency modulated signal as a modulated wave signal toward the target. The clock oscillator 201, the triangular wave generation circuit 202, the voltage variable oscillator 203, the transmission switch 204, and the transmission antenna 205 constitute the transmission unit 101 shown in FIG.

また、レーダ装置100は、受信アンテナ211と、受信スイッチ212と、第1ミキサ213と、バンドパスフィルタ(BPF)214と、第2ミキサ215と、を備えている。受信アンテナ211は、目標から反射されてくる被変調波信号を受信する。受信スイッチ212は、受信ドライバ223の開閉駆動によって受信アンテナ211に受信された被変調波信号を第1ミキサ213に出力する。第1ミキサ213は、電圧可変発振器203および受信アンテナ211からの出力を混合して中間周波数信号を出力する。バンドパスフィルタ214は、第1ミキサ213からの中間周波数信号を所定の帯域で通過させる。第2ミキサ215は、バンドパスフィルタ214を通過した中間周波数信号と、スイッチ駆動信号源(LO)221から出力される局部発振信号とを混合して、周波数変換することで、ビート信号を出力する。この受信アンテナ211、受信スイッチ212、第1ミキサ213、バンドパスフィルタ214および第2ミキサ215は、図1に示した受信部102を構成する。   The radar apparatus 100 includes a reception antenna 211, a reception switch 212, a first mixer 213, a band pass filter (BPF) 214, and a second mixer 215. The receiving antenna 211 receives the modulated wave signal reflected from the target. The reception switch 212 outputs the modulated wave signal received by the reception antenna 211 by the opening / closing drive of the reception driver 223 to the first mixer 213. The first mixer 213 mixes outputs from the voltage variable oscillator 203 and the receiving antenna 211 and outputs an intermediate frequency signal. The band pass filter 214 passes the intermediate frequency signal from the first mixer 213 in a predetermined band. The second mixer 215 mixes the intermediate frequency signal that has passed through the band-pass filter 214 and the local oscillation signal output from the switch drive signal source (LO) 221 and converts the frequency to output a beat signal. . The reception antenna 211, the reception switch 212, the first mixer 213, the band pass filter 214, and the second mixer 215 constitute the reception unit 102 illustrated in FIG.

さらに、レーダ装置100は、スイッチ駆動信号源221と、送信ドライバ222と、受信ドライバ223と、を備えている。スイッチ駆動信号源221は、信号処理部230からの指令にしたがって、送信ドライバ222と受信ドライバ223とを駆動する駆動パルス信号を出力する。この駆動パルス信号は、送信ドライバ222と受信ドライバ223とを所定の周期で独立に駆動でき、送信スイッチ204の開閉時間と受信スイッチ212の開閉時間とを制御することができる。駆動パルス信号の一部は、第2ミキサ215に局部信号として入力される。このスイッチ駆動信号源221、送信ドライバ222および受信ドライバ223は、図1に示した送受信動作制御部103を構成する。   Further, the radar apparatus 100 includes a switch drive signal source 221, a transmission driver 222, and a reception driver 223. The switch drive signal source 221 outputs a drive pulse signal that drives the transmission driver 222 and the reception driver 223 in accordance with a command from the signal processing unit 230. This drive pulse signal can drive the transmission driver 222 and the reception driver 223 independently at a predetermined period, and can control the opening / closing time of the transmission switch 204 and the opening / closing time of the reception switch 212. A part of the drive pulse signal is input to the second mixer 215 as a local signal. The switch drive signal source 221, the transmission driver 222, and the reception driver 223 constitute the transmission / reception operation control unit 103 shown in FIG.

信号処理部230は、A/D変換器231と、高速フーリエ変換器(FFT)232と、CPU233と、ROM234と、RAM235と、出力I/F236と、これらを接続するバス237と、から構成されている。A/D変換器231は、第2ミキサ215からの出力信号をデジタル変換する。高速フーリエ変換器232は、デジタル化された、第2ミキサ215からのビート信号を高速フーリエ変換することで、ビート信号の距離に比例する周波数成分の信号レベルを生成する。CPU233は、信号処理部230全体を統括する。ROM234には各種プログラムが記憶されている。RAM235は、CPU233のワークエリアとして使用され、また、高速フーリエ変換器232によって生成されたビート信号の距離に比例する周波数成分の信号レベルを記憶する。また、RAM235に限定されず、EEPROM、フラッシュメモリ、HDなど読み書き可能な記録媒体によって構成してもよい。   The signal processing unit 230 includes an A / D converter 231, a fast Fourier transformer (FFT) 232, a CPU 233, a ROM 234, a RAM 235, an output I / F 236, and a bus 237 connecting them. ing. The A / D converter 231 digitally converts the output signal from the second mixer 215. The fast Fourier transformer 232 performs a fast Fourier transform on the digitized beat signal from the second mixer 215 to generate a signal level of a frequency component proportional to the distance of the beat signal. The CPU 233 controls the entire signal processing unit 230. Various programs are stored in the ROM 234. The RAM 235 is used as a work area of the CPU 233 and stores a signal level of a frequency component that is proportional to the distance of the beat signal generated by the fast Fourier transformer 232. Further, the present invention is not limited to the RAM 235, and may be constituted by a readable / writable recording medium such as an EEPROM, a flash memory, or an HD.

この信号処理部230は、図1に示した受信感度生成部104と、タイミング変更部105と、相対遅延時間算出部106と、記憶部107と、ヌルポイント検出部108と、相対遅延時間抽出部109と、距離算出部110と、を構成する。換言すれば、図1に示した受信感度生成部104、タイミング変更部105、相対遅延時間算出部106、ヌルポイント検出部108、相対遅延時間抽出部109および距離算出部110は、具体的には、たとえば、ROM234、RAM235、EEPROM、フラッシュメモリ、HDなどの読み書き可能な記録媒体に記録されたプログラムを、CPU233が実行することによって、その機能を実現する。また、記憶部107は、具体的には、たとえば、ROM234、RAM235、EEPROM、フラッシュメモリ、HDなどの読み書き可能な記録媒体によってその機能を実現する。   The signal processing unit 230 includes the reception sensitivity generation unit 104, the timing change unit 105, the relative delay time calculation unit 106, the storage unit 107, the null point detection unit 108, and the relative delay time extraction unit illustrated in FIG. 109 and the distance calculation unit 110. In other words, the reception sensitivity generation unit 104, the timing change unit 105, the relative delay time calculation unit 106, the null point detection unit 108, the relative delay time extraction unit 109, and the distance calculation unit 110 illustrated in FIG. For example, the CPU 233 executes a program recorded in a readable / writable recording medium such as a ROM 234, a RAM 235, an EEPROM, a flash memory, and an HD, thereby realizing the function. Specifically, the storage unit 107 realizes its function by a readable / writable recording medium such as a ROM 234, a RAM 235, an EEPROM, a flash memory, and an HD.

つぎに、この発明の実施の形態にかかる距離測定原理について説明する。図3は、この発明の実施の形態にかかる送受信原理を示すタイミングチャートであり、図4は、図3のタイミングチャートにおいて、受信動作波形をスライドし、ヌルとなる場合のタイミングチャートである。図3に示すように、送受信動作制御によるスイッチ周期をTswとし、送信動作制御パルスのデューティ比を50%とすると、送信部101の送信動作波形Aは、スイッチ周期Tswによって送信動作をON/OFFするパルス波形となる。また、目標から反射された被変調波信号の受信時間をあらわす受信時間波形Bは、送信動作波形Aと同一のパルス波形であるが、送信動作波形Aよりも伝搬遅延時間τoだけ遅延している。   Next, the principle of distance measurement according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a timing chart showing the transmission / reception principle according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a timing chart in the case where the reception operation waveform is slid and becomes null in the timing chart of FIG. As shown in FIG. 3, when the switch cycle by the transmission / reception operation control is Tsw and the duty ratio of the transmission operation control pulse is 50%, the transmission operation waveform A of the transmission unit 101 is turned on / off by the switch cycle Tsw. The pulse waveform is A reception time waveform B representing the reception time of the modulated wave signal reflected from the target is the same pulse waveform as the transmission operation waveform A, but is delayed from the transmission operation waveform A by a propagation delay time τo. .

さらに、受信部102の受信動作波形Cは、送信動作波形Aと同一周期のパルス波形であるが、送受信動作制御により、送信動作波形Aに対して逆相となっているパルス波形である。したがって、送信部101と受信部102との送受信動作は、時分割によっておこなわれている。これにより、被変調波信号を受信できる実際の受信時間Baは、伝搬遅延時間τoと一致する。   Further, the reception operation waveform C of the reception unit 102 is a pulse waveform having the same cycle as that of the transmission operation waveform A, but is a pulse waveform having a phase opposite to that of the transmission operation waveform A by transmission / reception operation control. Therefore, transmission / reception operations between the transmission unit 101 and the reception unit 102 are performed in a time-sharing manner. Thereby, the actual reception time Ba in which the modulated wave signal can be received coincides with the propagation delay time τo.

また、図4に示すように、タイミング変更部105によって受信動作波形Cを実際の受信時間Ba分スライドした場合、この受信時間Baが消滅することにより、受信部102は不感状態(ヌル)となる。したがって、この不感状態(ヌル)となるポイント、すなわちヌルポイントを検出することにより、実際の受信時間Baと一致する伝搬遅延時間τoを算出することができる。   As shown in FIG. 4, when the reception operation waveform C is slid by the actual reception time Ba by the timing changing unit 105, the reception unit 102 becomes insensitive (null) when the reception time Ba disappears. . Therefore, the propagation delay time τo that coincides with the actual reception time Ba can be calculated by detecting the point that becomes insensitive (null), that is, the null point.

この伝搬遅延時間τoを算出するためには、図4に示すように、ヌルポイントが発生したときの、送信動作波形Aが立ち上がってから受信動作波形Cが立ち上がるまでの時間である相対遅延時間τsを検出する必要がある。ある距離にある目標から反射されてくる被変調波信号は、送信動作および受信動作の相対遅延時間τs分をスライドすることにより最低感度に選択することができる。   In order to calculate the propagation delay time τo, as shown in FIG. 4, the relative delay time τs, which is the time from when the transmission operation waveform A rises to when the reception operation waveform C rises when a null point occurs, is generated. Need to be detected. The modulated wave signal reflected from the target at a certain distance can be selected to have the lowest sensitivity by sliding the relative delay time τs of the transmission operation and the reception operation.

ここで、レーダの伝搬遅延時間τoおよび距離Rの算出について説明する。目標までの距離をR[m]、光速をc[m/s]とすると、レーダの伝搬遅延時間τoは、
τo=2R/c・・・(5)
である。また、図4に示すように、受信時間波形Bと受信動作波形Cとが逆相になったときに、受信部102の受信感度が不感状態(ヌル)となるので、不感状態となる距離Rnは、上記(5)式より、
Rn=c・τo/2・・・(6)
であらわすことができる。
Here, calculation of radar propagation delay time τo and distance R will be described. When the distance to the target is R [m] and the speed of light is c [m / s], the propagation delay time τo of the radar is
τo = 2R / c (5)
It is. Also, as shown in FIG. 4, when the reception time waveform B and the reception operation waveform C are in opposite phases, the reception sensitivity of the reception unit 102 becomes insensitive (null), and therefore the distance Rn that becomes insensitive. From the above equation (5),
Rn = c · τo / 2 (6)
Can be represented.

また、このヌルポイントが発生したときの相対遅延時間τsは、図4に示すように、一スイッチ周期Tsw内において、送信動作波形Aが立ち上がってから受信動作波形Cが立ち上がるまでの時間であるので、伝搬遅延時間τoは、
τo=τs−Tsw/2・・・(7)
であらわすことができるので、不感状態となる距離Rnは、
Rn=c・(τs−Tsw/2)/2・・・(8)
であらわすことができる。
Further, as shown in FIG. 4, the relative delay time τs when this null point occurs is the time from the rise of the transmission operation waveform A to the rise of the reception operation waveform C within one switch cycle Tsw. , Propagation delay time τo is
τo = τs−Tsw / 2 (7)
The distance Rn at which the insensitive state is obtained can be expressed as
Rn = c · (τs−Tsw / 2) / 2 (8)
Can be represented.

この伝搬遅延時間τoがスイッチ周期Tswより大きくなっても不感状態(ヌル)が発生する。このため、伝搬遅延時間τoがスイッチ周期Tswを越える場合、何周期分の遅れかを示すτo/Tswの整数部分をnとすると、不感状態となる距離Rnは、
Rn={n・c・(τs−Tsw/2)}/2・・・(9)
であらわすことができる。
Even if this propagation delay time τo becomes longer than the switch period Tsw, a dead state (null) occurs. For this reason, when the propagation delay time τo exceeds the switch period Tsw, assuming that the integer part of τo / Tsw indicating the number of periods is n, the distance Rn in which the insensitive state is obtained is
Rn = {n · c · (τs−Tsw / 2)} / 2 (9)
Can be represented.

ここで、図5に、近距離における目標を受信したときの信号レベル(受信電力)Prと距離Rとの関係例を示す。このグラフの縦軸は、受信電力Prを示している。ここで、目標距離8.03[m]でヌルが生じる。伝搬遅延時間τoは、τo=5.35[ns]、目標の反射断面積σはσ=10[dBsm]、送信電力Ptは0[dBm]、アンテナ利得GはG=30.9[dB]である。距離8.03[m]でヌルになる相対遅延時間τsに固定し、目標距離を変化させたときの受信電力を示している。   FIG. 5 shows an example of the relationship between the signal level (reception power) Pr and the distance R when a target at a short distance is received. The vertical axis of this graph represents received power Pr. Here, null occurs at the target distance of 8.03 [m]. The propagation delay time τo is τo = 5.35 [ns], the target reflection sectional area σ is σ = 10 [dBm], the transmission power Pt is 0 [dBm], and the antenna gain G is G = 30.9 [dB]. It is. The received power when the target distance is changed with the relative delay time τs that becomes null at a distance of 8.03 [m] is shown.

このグラフによれば、約8.03[m]の距離で、受信電力Prの落ち込みが大きくなり、この距離が不感状態での近距離の目標までの距離となり、その空間フィルタの特性が鋭いことが分かる。したがって、目標から反射された被変調波信号を急峻な空間フィルタにより消去し、空間フィルタの消去時間遅れと距離の関係から距離を測定することができる。   According to this graph, at the distance of about 8.03 [m], the drop of the received power Pr becomes large, and this distance becomes the distance to the near target in the insensitive state, and the characteristics of the spatial filter are sharp. I understand. Therefore, the modulated wave signal reflected from the target can be eliminated by the steep spatial filter, and the distance can be measured from the relationship between the spatial filter elimination time delay and the distance.

図6は、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の送受信動作の相対遅延時間を鋸波状に掃引したときの、目標からの受信レベルの変化を示す説明図である。この掃引は、上述したヌルポイント検出部108によって実行される。目標が単一で、スイッチ周期Tswが一定、相対遅延時間τが、ヌルポイントNが発生したときの相対遅延時間τsになると、受信感度が最小感度レベルPnまで低下して、不感状態(ヌル)となる。換言すれば、等価的には急峻なBEF(帯域阻止ろ波器、Band Elimination Filter)を挿入したことになる。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing changes in the reception level from the target when the relative delay time of the transmission / reception operation of the radar apparatus according to the embodiment of the present invention is swept in a sawtooth shape. This sweep is executed by the null point detector 108 described above. When the target is single, the switch cycle Tsw is constant, and the relative delay time τ becomes the relative delay time τs when the null point N occurs, the reception sensitivity decreases to the minimum sensitivity level Pn, and the dead state (null) It becomes. In other words, a steep BEF (Band Elimination Filter) is equivalently inserted.

すなわち、送信被変調波信号が伝搬遅延時間τo分遅延して受信され、かつ同時に、被変調波信号の受信時間波形Bと受信動作波形Cとが互いに逆相になると(図4を参照。)、図6に示すように、各サーチ区間内では、受信感度が最小感度レベルPnとなるヌルポイントNが発生する。このヌルポイントNの受信感度(最小感度レベルPn)と、ヌルポイント発生前後の受信感度とを比較することにより、ヌルポイントNが発生したときの相対遅延時間τsを抽出することができる。したがって、不感状態(ヌル)をあらわす最小感度レベルPnにおける相対遅延時間τsにより、上記(8)式から、目標までの距離Rnを算出することができる。   That is, the transmission modulated wave signal is received with a delay of the propagation delay time τo, and at the same time, the reception time waveform B and the reception operation waveform C of the modulated wave signal are out of phase with each other (see FIG. 4). As shown in FIG. 6, a null point N at which the reception sensitivity becomes the minimum sensitivity level Pn occurs in each search section. By comparing the reception sensitivity (minimum sensitivity level Pn) of the null point N with the reception sensitivity before and after the occurrence of the null point, the relative delay time τs when the null point N occurs can be extracted. Therefore, the distance Rn to the target can be calculated from the above equation (8) based on the relative delay time τs at the minimum sensitivity level Pn representing the insensitive state (null).

つぎに、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置100の目標測定処理手順について説明する。図7は、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置100の目標測定処理手順を示すフローチャートである。送信スイッチ204を一定のスイッチ周期Tswで開閉し、矩形状のパルス被変調波信号を送信する。同時に送信スイッチ204と逆相となるように受信スイッチ212を開閉し、受信レベルを検出する受信動作を開始する(ステップS701)。そして、この反射エコー(被変調波信号)の受信を検出し、受信感度を生成する(ステップS702)。   Next, the target measurement processing procedure of the radar apparatus 100 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a target measurement processing procedure of the radar apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. The transmission switch 204 is opened and closed at a constant switch cycle Tsw, and a rectangular pulse modulated wave signal is transmitted. At the same time, the reception switch 212 is opened and closed so as to be in reverse phase with the transmission switch 204, and a reception operation for detecting the reception level is started (step S701). Then, reception of this reflected echo (modulated wave signal) is detected, and reception sensitivity is generated (step S702).

レーダの場合、地面、雨粒などからの反射レベルも受信されるので、これらを雑音として排除するために、受信感度が、所定の設定レベル以上の信号レベルであるか否かを判定する。設定レベル未満である場合(ステップS703:No)、ステップS701に移行する。設定レベル以上である場合(ステップS703:Yes)、受信動作波形Cを所定の遅延変化量でスライドする(ステップS704)。   In the case of radar, reflection levels from the ground, raindrops, and the like are also received. Therefore, in order to eliminate these as noise, it is determined whether or not the reception sensitivity is a signal level equal to or higher than a predetermined set level. When it is less than the set level (step S703: No), the process proceeds to step S701. When the level is equal to or higher than the set level (step S703: Yes), the reception operation waveform C is slid by a predetermined delay change amount (step S704).

そして、このスライド時の遅延量から相対遅延時間τを算出し(ステップS705)、相対遅延時間τと受信感度とを対にして記憶する(ステップS706)。つぎに、スライド回数が所定回数に到達したか否かを判定する(ステップS707)。到達していない場合(ステップS707:No)、ステップS704に移行する。到達した場合(ステップS707:Yes)、相対遅延時間τを掃引して、ステップS706において記憶された各相対遅延時間τごとの受信感度からヌルポイントNをサーチする(ステップS708)。ヌルポイントNが検出されない場合は(ステップS709:No)、ステップS701に戻る。   Then, the relative delay time τ is calculated from the delay amount at the time of sliding (step S705), and the relative delay time τ and the reception sensitivity are stored in pairs (step S706). Next, it is determined whether or not the number of slides has reached a predetermined number (step S707). If not reached (step S707: No), the process proceeds to step S704. When it arrives (step S707: Yes), the relative delay time τ is swept, and the null point N is searched from the reception sensitivity for each relative delay time τ stored in step S706 (step S708). When the null point N is not detected (step S709: No), the process returns to step S701.

ヌルポイントNが検出された場合(ステップS709:Yes)、検出したヌルポイントNに対応する相対遅延時間τsを抽出する(ステップS710)。そして、抽出された相対遅延時間τsとスイッチ周期Tswとに基づいて、上記(7)式より、伝搬遅延時間τoを算出する(ステップS711)。そして、上記(6)式により、目標までの距離Rnを算出する(ステップS712)。このあと、ステップS701に戻る。   When the null point N is detected (step S709: Yes), the relative delay time τs corresponding to the detected null point N is extracted (step S710). Then, based on the extracted relative delay time τs and the switch period Tsw, the propagation delay time τo is calculated from the above equation (7) (step S711). Then, the distance Rn to the target is calculated by the above equation (6) (step S712). Thereafter, the process returns to step S701.

このレーダ装置100によれば、受信動作波形Cをスライドすることにより、目標までの距離Rnを測定することができる。したがって、FM−CW方式のレーダ装置よりも距離精度の向上を図ることができる。また、スイッチ周波数ではなくスイッチ周期をスライドすることにより距離を測定しているため、繰返し周期を長くでき、パルス方式のレーダ装置のように、被変調波信号が急峻な送信パルスにならないため、送信スペクトラムが広がらない。これにより、占有帯域幅の法的制限内に抑制することができ、実用化を図ることができる。また、パルス方式のレーダ装置のように、送受信機やアンテナが広帯域となることもなく、レーダ装置を安価にすることができる。また、目標との相対速度がない場合でも、目標までの距離を測定することができる。   According to the radar apparatus 100, the distance Rn to the target can be measured by sliding the reception operation waveform C. Therefore, the distance accuracy can be improved as compared with the FM-CW radar device. In addition, since the distance is measured by sliding the switch period instead of the switch frequency, the repetition period can be increased, and the modulated wave signal does not become a steep transmission pulse, unlike the pulse-type radar device. The spectrum does not spread. Thereby, it can suppress within the legal restriction | limiting of an occupied bandwidth, and can aim at practical use. Further, unlike the pulse-type radar apparatus, the transmitter / receiver and the antenna do not have a wide band, and the radar apparatus can be made inexpensive. Even when there is no relative speed with the target, the distance to the target can be measured.

(レーダ装置の他の構成例)
つぎに、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の他の構成例について説明する。図8は、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の他の構成例のハードウェア構成を示すブロック図である。この図8に示したレーダ装置800は、被変調波信号を被AM変調波信号として送信し、この被AM変調波信号を受信することによって得られる信号レベルを、被AM変調波信号の振幅成分から得る構成である。なお、図2に示した構成と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
(Other configuration examples of radar equipment)
Next, another configuration example of the radar apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a hardware configuration of another configuration example of the radar apparatus according to the embodiment of the present invention. The radar apparatus 800 shown in FIG. 8 transmits a modulated wave signal as an AM modulated wave signal, and the signal level obtained by receiving the AM modulated wave signal is used as an amplitude component of the AM modulated wave signal. It is the composition obtained from. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure as the structure shown in FIG. 2, and the description is abbreviate | omitted.

図8に示すように、このレーダ装置800は、RF発振器801と、低周波発振器802と、AM変調器803と、第1アンプ804と、送信スイッチ204と、送信アンテナ205と、を備えている。RF発振器801は、AM変調器803に高周波の搬送波信号を出力する。低周波発振器802は、AM変調器803に低周波発振信号を出力する。低周波発振器802は、信号処理部830からの制御信号により、低周波発振信号の変調周波数を変化する。AM変調器803は、高周波搬送波信号を低周波発振信号により振幅変調し、被AM変調波信号を出力する。第1アンプ804は、被AM変調波信号を増幅する。増幅された被AM変調波信号は、送信スイッチ204を介して送信アンテナ205から送信される。このRF発振器801、低周波発振器802、AM変調器803、第1アンプ804、送信スイッチ204および送信アンテナ205は、図1に示した送信部101を構成する。   As shown in FIG. 8, the radar apparatus 800 includes an RF oscillator 801, a low-frequency oscillator 802, an AM modulator 803, a first amplifier 804, a transmission switch 204, and a transmission antenna 205. . The RF oscillator 801 outputs a high-frequency carrier signal to the AM modulator 803. The low frequency oscillator 802 outputs a low frequency oscillation signal to the AM modulator 803. The low frequency oscillator 802 changes the modulation frequency of the low frequency oscillation signal according to the control signal from the signal processing unit 830. The AM modulator 803 modulates the amplitude of the high frequency carrier signal with the low frequency oscillation signal and outputs an AM modulated wave signal. The first amplifier 804 amplifies the AM modulated wave signal. The amplified AM modulated wave signal is transmitted from the transmission antenna 205 via the transmission switch 204. The RF oscillator 801, low frequency oscillator 802, AM modulator 803, first amplifier 804, transmission switch 204, and transmission antenna 205 constitute the transmission unit 101 shown in FIG.

また、このレーダ装置800は、受信アンテナ211と、受信スイッチ212と、第2アンプ811と、振幅検波器812と、周波数可変バンドパスフィルタ813と、第3アンプ814と、を備えている。第2アンプ811は、目標から反射されてくることにより、受信アンテナ211および受信スイッチ212を介して入力される被AM変調波信号を増幅する。振幅検波器812は、第2アンプ811によって増幅された被AM変調波信号の包絡線検波をおこない、直流分の他、変調成分の信号を出力する。周波数可変バンドパスフィルタ813は、信号処理部830によって、低周波発振器802の変調周波数と同調するように制御され、振幅検波器812から検波された被AM変調波信号を選択的に通過させ、雑音成分を取り除く。第3アンプ814は、周波数可変バンドパスフィルタ813を通過した被AM変調波信号を増幅し、信号処理部830に出力する。この受信アンテナ211、受信スイッチ212、第2アンプ811、振幅検波器812、周波数可変バンドパスフィルタ813および第3アンプ814は、図1に示した受信部102を構成する。   The radar apparatus 800 includes a reception antenna 211, a reception switch 212, a second amplifier 811, an amplitude detector 812, a frequency variable bandpass filter 813, and a third amplifier 814. The second amplifier 811 amplifies the AM modulated wave signal input via the reception antenna 211 and the reception switch 212 by being reflected from the target. The amplitude detector 812 performs envelope detection of the AM modulated wave signal amplified by the second amplifier 811, and outputs a modulation component signal in addition to the direct current component. The frequency variable bandpass filter 813 is controlled by the signal processing unit 830 so as to be tuned to the modulation frequency of the low frequency oscillator 802, and selectively passes the AM-modulated wave signal detected from the amplitude detector 812, and the noise Remove ingredients. The third amplifier 814 amplifies the AM modulated wave signal that has passed through the frequency variable bandpass filter 813 and outputs the amplified signal to the signal processing unit 830. The reception antenna 211, the reception switch 212, the second amplifier 811, the amplitude detector 812, the frequency variable bandpass filter 813, and the third amplifier 814 constitute the reception unit 102 illustrated in FIG.

信号処理部830は、A/D変換器831と、CPU233と、ROM234と、RAM235と、出力I/F236と、これらを接続するバス237と、から構成されている。A/D変換器831は、第3アンプ814からの振幅信号をデジタル変換する。RAM235は、CPU233のワークエリアとして使用され、また、A/D変換器831によってデジタル変換された振幅信号を記憶する。また、この信号処理部830は、低周波発振器802の変調周波数を変化させる制御信号を、低周波発振器802に出力するとともに、周波数可変バンドパスフィルタ813の通過中心周波数を、低周波発振器802の変調周波数と同調するように制御する。   The signal processing unit 830 includes an A / D converter 831, a CPU 233, a ROM 234, a RAM 235, an output I / F 236, and a bus 237 that connects them. The A / D converter 831 digitally converts the amplitude signal from the third amplifier 814. The RAM 235 is used as a work area for the CPU 233 and stores the amplitude signal digitally converted by the A / D converter 831. The signal processing unit 830 outputs a control signal for changing the modulation frequency of the low-frequency oscillator 802 to the low-frequency oscillator 802, and changes the pass center frequency of the frequency variable bandpass filter 813 to modulate the low-frequency oscillator 802. Control to tune with frequency.

この信号処理部830は、図1に示した受信感度生成部104と、タイミング変更部105と、相対遅延時間算出部106と、記憶部107と、ヌルポイント検出部108と、相対遅延時間抽出部109と、距離算出部110と、を構成する。換言すれば、図1に示した受信感度生成部104、タイミング変更部105、相対遅延時間算出部106、ヌルポイント検出部108、相対遅延時間抽出部109および距離算出部110は、具体的には、たとえば、ROM234、RAM235、EEPROM、フラッシュメモリ、HDなどの読み書き可能な記録媒体に記録されたプログラムを、CPU233が実行することによって、その機能を実現する。また、記憶部107は、具体的には、たとえば、ROM234、RAM235、EEPROM、フラッシュメモリ、HDなどの読み書き可能な記録媒体によってその機能を実現する。   The signal processing unit 830 includes a reception sensitivity generation unit 104, a timing change unit 105, a relative delay time calculation unit 106, a storage unit 107, a null point detection unit 108, and a relative delay time extraction unit illustrated in FIG. 109 and the distance calculation unit 110. In other words, the reception sensitivity generation unit 104, the timing change unit 105, the relative delay time calculation unit 106, the null point detection unit 108, the relative delay time extraction unit 109, and the distance calculation unit 110 illustrated in FIG. For example, the CPU 233 executes a program recorded in a readable / writable recording medium such as a ROM 234, a RAM 235, an EEPROM, a flash memory, and an HD, thereby realizing the function. Specifically, the storage unit 107 realizes its function by a readable / writable recording medium such as a ROM 234, a RAM 235, an EEPROM, a flash memory, and an HD.

このレーダ装置800によっても上述した図2に示したレーダ装置100と同様、動作波形をスライドさせることによりヌルポイントNを検出して、目標までに距離を容易に測定することができる。したがって、図2に示したレーダ装置100と同様の作用効果を、被AM変調波信号を用いることによっても得ることができる。   Similarly to the radar apparatus 100 shown in FIG. 2 described above, this radar apparatus 800 can detect the null point N by sliding the operation waveform and easily measure the distance to the target. Therefore, the same effect as that of the radar apparatus 100 shown in FIG. 2 can be obtained by using the AM modulated wave signal.

(レーダ装置の別の構成例)
つぎに、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の別の構成例について説明する。図9は、この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の別の構成例のハードウェア構成を示すブロック図であり、図10は、そのタイミングチャートである。なお、図2および図8と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略する。この構成のレーダ装置900は、FM−CWレーダ方式と上述のレーダ装置800の機能を併せ持つ構成である。
(Another configuration example of radar device)
Next, another configuration example of the radar apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a hardware configuration of another configuration example of the radar apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a timing chart thereof. 2 and 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The radar apparatus 900 having this configuration is configured to have both the FM-CW radar system and the functions of the radar apparatus 800 described above.

このレーダ装置900は、クロック発振器201と、三角波発生回路202と、高周波の電圧可変発振器203と、送信アンプ901と、送信アンテナ205と、を備えている。この送信アンプ901は、電圧可変発振器203と送信アンテナ205間をON/OFF切替する。また、この送信アンプ901は、三角波発生回路202と電圧可変発振器203とによって周波数変調された被RF周波数変調波信号を、振幅変調する。このクロック発振器201、三角波発生回路202、電圧可変発振器203、送信アンプ901および送信アンテナ205は、図1に示した送信部101を構成する。   The radar apparatus 900 includes a clock oscillator 201, a triangular wave generation circuit 202, a high-frequency voltage variable oscillator 203, a transmission amplifier 901, and a transmission antenna 205. The transmission amplifier 901 switches ON / OFF between the voltage variable oscillator 203 and the transmission antenna 205. The transmission amplifier 901 amplitude-modulates the RF frequency modulated wave signal that has been frequency-modulated by the triangular wave generation circuit 202 and the voltage variable oscillator 203. The clock oscillator 201, the triangular wave generation circuit 202, the voltage variable oscillator 203, the transmission amplifier 901, and the transmission antenna 205 constitute the transmission unit 101 shown in FIG.

また、レーダ装置900は、受信アンテナ211と、受信アンプ911と、第1ミキサ213と、バンドパスフィルタ214と、第2ミキサ215と、周波数可変バンドパスフィルタ813と、を備えている。受信アンプ911は、受信アンテナ211と第1ミキサ213間をON/OFF切替する。この受信アンテナ211、受信アンプ911、第1ミキサ213、バンドパスフィルタ214、第2ミキサ215および周波数可変バンドパスフィルタ813は、図1に示した受信部102を構成する。   The radar apparatus 900 includes a reception antenna 211, a reception amplifier 911, a first mixer 213, a band pass filter 214, a second mixer 215, and a frequency variable band pass filter 813. The reception amplifier 911 switches ON / OFF between the reception antenna 211 and the first mixer 213. The reception antenna 211, the reception amplifier 911, the first mixer 213, the band pass filter 214, the second mixer 215, and the frequency variable band pass filter 813 constitute the reception unit 102 shown in FIG.

さらに、レーダ装置900は、低周波発振器801と、スイッチ駆動信号源221と、送信ドライバ222と、受信ドライバ223と、を備えている。低周波発振器801は、副搬送波となる所定の正弦波信号を出力する。正弦波信号は、送信ドライバ222に入力される。この正弦波信号をデューティ比50%のパルス波形に重畳して、送信アンプ901をON/OFFスイッチ駆動する。   The radar apparatus 900 further includes a low frequency oscillator 801, a switch drive signal source 221, a transmission driver 222, and a reception driver 223. The low frequency oscillator 801 outputs a predetermined sine wave signal as a subcarrier. The sine wave signal is input to the transmission driver 222. The sine wave signal is superimposed on a pulse waveform with a duty ratio of 50%, and the transmission amplifier 901 is driven by an ON / OFF switch.

これにより、三角波発生回路202と電圧可変発振器203によって周波数変調された被RF周波数変調波信号が、送信アンプ901によって振幅変調されて、被変調波信号として送信アンテナ205から送信される。したがって、送信アンテナ205から送信される被変調波信号は、周波数変調成分(被RF周波数変調波信号)と振幅変調成分とを含んでいる。この低周波発振器801、スイッチ駆動信号源221、送信ドライバ222および受信ドライバ223は、図1に示した送受信動作制御部103を構成する。   As a result, the RF frequency modulated wave signal frequency-modulated by the triangular wave generation circuit 202 and the voltage variable oscillator 203 is amplitude-modulated by the transmission amplifier 901 and transmitted from the transmission antenna 205 as a modulated wave signal. Therefore, the modulated wave signal transmitted from the transmitting antenna 205 includes a frequency modulation component (RF modulated wave signal to be modulated) and an amplitude modulation component. The low-frequency oscillator 801, the switch drive signal source 221, the transmission driver 222, and the reception driver 223 constitute the transmission / reception operation control unit 103 shown in FIG.

また、受信部102を構成する受信アンテナ211、受信アンプ911および第1ミキサ213は、被変調波信号を受信する。受信された被変調波信号に含まれている周波数変調成分は中間周波数信号として出力されるとともに、受信された被変調波信号に含まれている振幅変調成分も出力される。すなわち、バンドパスフィルタ214は、中間周波数信号を選択して信号処理部930に出力し、周波数可変バンドパスフィルタ813は、振幅変調成分を選択して信号処理部930に出力する。   In addition, the reception antenna 211, the reception amplifier 911, and the first mixer 213 that form the reception unit 102 receive the modulated wave signal. The frequency modulation component included in the received modulated wave signal is output as an intermediate frequency signal, and the amplitude modulation component included in the received modulated wave signal is also output. That is, the band pass filter 214 selects the intermediate frequency signal and outputs it to the signal processing unit 930, and the frequency variable band pass filter 813 selects the amplitude modulation component and outputs it to the signal processing unit 930.

また、このレーダ装置900の信号処理部930は、A/D変換器231と、高速フーリエ変換器232と、A/D変換器831と、CPU233と、ROM234と、RAM235と、出力I/F236と、これらを接続するバス237と、から構成されている。この信号処理部930は、図1に示した受信感度生成部104と、タイミング変更部105と、相対遅延時間算出部106と、記憶部107と、ヌルポイント検出部108と、相対遅延時間抽出部109と、距離算出部110と、を構成する。換言すれば、図1に示した受信感度生成部104と、タイミング変更部105と、相対遅延時間算出部106と、記憶部107と、ヌルポイント検出部108と、相対遅延時間抽出部109と、距離算出部110は、具体的には、たとえば、ROM234、RAM235、EEPROM、フラッシュメモリ、HDなどの読み書き可能な記録媒体に記録されたプログラムを、CPU233が実行することによって、その機能を実現する。また、記憶部106は、具体的には、たとえば、ROM234、RAM235、EEPROM、フラッシュメモリ、HDなどの読み書き可能な記録媒体によってその機能を実現する。   The signal processing unit 930 of the radar apparatus 900 includes an A / D converter 231, a fast Fourier transformer 232, an A / D converter 831, a CPU 233, a ROM 234, a RAM 235, and an output I / F 236. , And a bus 237 connecting them. The signal processing unit 930 includes the reception sensitivity generation unit 104, the timing change unit 105, the relative delay time calculation unit 106, the storage unit 107, the null point detection unit 108, and the relative delay time extraction unit illustrated in FIG. 109 and the distance calculation unit 110. In other words, the reception sensitivity generation unit 104, the timing change unit 105, the relative delay time calculation unit 106, the storage unit 107, the null point detection unit 108, the relative delay time extraction unit 109, which are illustrated in FIG. Specifically, the distance calculation unit 110 realizes its function by causing the CPU 233 to execute a program recorded on a readable / writable recording medium such as a ROM 234, a RAM 235, an EEPROM, a flash memory, or an HD. Specifically, the storage unit 106 realizes its function by a readable / writable recording medium such as a ROM 234, a RAM 235, an EEPROM, a flash memory, and an HD.

このレーダ装置900の動作について図9および図10を用いて説明すると、低周波発振器801は、送信ドライバ222に所定の正弦波信号S1を出力する。スイッチ駆動信号源221は、送信ドライバ222および受信ドライバ223に駆動信号S2を出力する。送信ドライバ222は、低周波発振器801から出力された正弦波信号を、スイッチ駆動信号源221から出力された駆動信号S2に重畳し、デューティ比50%のパルス波形S3によって、送信アンプ901をON/OFF駆動する。また、同様に、スイッチ駆動源221から出力された駆動信号S2を、信号処理部930からの制御信号によってスライドさせたデューティ比50%のパルス波形S6が、受信ドライバ223から出力される。このパルス波形S6は、受信アンプ911をON/OFF駆動する。   The operation of the radar apparatus 900 will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The low frequency oscillator 801 outputs a predetermined sine wave signal S 1 to the transmission driver 222. The switch drive signal source 221 outputs a drive signal S2 to the transmission driver 222 and the reception driver 223. The transmission driver 222 superimposes the sine wave signal output from the low frequency oscillator 801 on the drive signal S2 output from the switch drive signal source 221, and turns on the transmission amplifier 901 by the pulse waveform S3 with a duty ratio of 50%. Drives OFF. Similarly, the reception driver 223 outputs a pulse waveform S6 with a duty ratio of 50% obtained by sliding the drive signal S2 output from the switch drive source 221 with a control signal from the signal processing unit 930. This pulse waveform S6 drives the receiving amplifier 911 ON / OFF.

この結果、三角波発生回路202と電圧可変発振器203によって周波数変調された被RF周波数変調波信号を、送信アンプ901によって振幅変調した被変調RF搬送波パルス信号S4が、送信アンテナ205から送信される。被変調RF搬送波パルス信号S4は目標に反射され、受信アンテナ211に伝搬距離に比例した伝搬遅延時間τo後に、受信波形S5となって受信される。   As a result, a modulated RF carrier pulse signal S4 obtained by amplitude-modulating the modulated RF frequency-modulated signal frequency-modulated by the triangular wave generating circuit 202 and the voltage variable oscillator 203 by the transmission amplifier 901 is transmitted from the transmission antenna 205. The modulated RF carrier pulse signal S4 is reflected by the target, and is received by the reception antenna 211 as a reception waveform S5 after a propagation delay time τo proportional to the propagation distance.

受信された受信波形S5は、受信ドライバ223がONの時間だけ受信アンプ911によって増幅され、第1ミキサ213に受信信号S7が入力される。第1ミキサ213は、電圧可変発振器203によって周波数変調された被RF周波数変調波信号の一部と、受信波形S7とを混合し、差周波数成分の中間周波数信号を生成出力する。同時に、第1ミキサ213の振幅検波作用により、受信信号S7の低周波信号成分である検波信号S8を生成出力する。   The received reception waveform S5 is amplified by the reception amplifier 911 for the time when the reception driver 223 is ON, and the reception signal S7 is input to the first mixer 213. The first mixer 213 mixes a part of the RF frequency modulated wave signal frequency-modulated by the voltage variable oscillator 203 and the received waveform S7, and generates and outputs an intermediate frequency signal of the difference frequency component. At the same time, a detection signal S8, which is a low-frequency signal component of the reception signal S7, is generated and output by the amplitude detection action of the first mixer 213.

この第1ミキサ213から出力された中間周波数信号は、バンドパスフィルタ214と周波数可変バンドパスフィルタ813に入力される。バンドパスフィルタ214は、所定帯域で中間周波数信号を通過させることにより、中間周波数信号の中間周波数成分を第2ミキサ215に出力する。この中間周波数成分と、スイッチ駆動信号源221から出力される局部発振信号と、を混合し、信号処理部930内のA/D変換器231および高速フーリエ変換器232によって伝搬距離に比例したビート信号を生成し、RAM235に記憶する。   The intermediate frequency signal output from the first mixer 213 is input to the band pass filter 214 and the frequency variable band pass filter 813. The bandpass filter 214 outputs the intermediate frequency component of the intermediate frequency signal to the second mixer 215 by passing the intermediate frequency signal in a predetermined band. The intermediate frequency component and the local oscillation signal output from the switch drive signal source 221 are mixed, and a beat signal proportional to the propagation distance is obtained by the A / D converter 231 and the fast Fourier transformer 232 in the signal processing unit 930. Is stored in the RAM 235.

一方、周波数可変バンドパスフィルタ813は、信号処理部930によって、送信アンプ901の変調周波数と同調するように制御されている。そして、第1ミキサ213の振幅検波作用により、第1ミキサ213から入力された低周波の変調振幅成分を選択的に通過させ、信号処理部930のA/D変換器831によってデジタル変換された振幅信号を生成し、このときの相対遅延時間τとともに、RAM235に記憶する。そして、上述した図7に示した処理手順にしたがって、RAM235に記憶された低周波変調成分のデジタル化振幅信号およびこれに対応する相対遅延時間τに基づいて、目標までの距離Rnの算出をおこなう。   On the other hand, the frequency variable bandpass filter 813 is controlled by the signal processing unit 930 so as to be tuned to the modulation frequency of the transmission amplifier 901. Then, the amplitude detection function of the first mixer 213 selectively passes the low-frequency modulation amplitude component input from the first mixer 213, and the amplitude digitally converted by the A / D converter 831 of the signal processing unit 930 A signal is generated and stored in the RAM 235 together with the relative delay time τ at this time. Then, according to the processing procedure shown in FIG. 7 described above, the distance Rn to the target is calculated based on the digitized amplitude signal of the low frequency modulation component stored in the RAM 235 and the corresponding relative delay time τ. .

したがって、このレーダ装置900によれば、FM−CW方式の動作で中間周波数に含まれるビート信号から距離を検出できるため、感度が高く、遠距離の目標を検出することができる。また、受信増幅器の駆動波形を、送信パルス波形を基準にスライド遅延することによって、検波した振幅信号が最低となるヌルポイントにより、近距離の目標の距離を高精度で検出することができる。   Therefore, according to the radar apparatus 900, the distance can be detected from the beat signal included in the intermediate frequency by the operation of the FM-CW method, so that the sensitivity is high and the target at a long distance can be detected. Further, by delaying the driving waveform of the reception amplifier with reference to the transmission pulse waveform, the target distance at a short distance can be detected with high accuracy by the null point at which the detected amplitude signal is the lowest.

また、上述した実施の形態では、受信動作波形Cをスライドすることによって、ヌルポイントNを発生させる構成としたが、送信動作波形Aをスライドすることによっても、ヌルポイントNを発生させることができる。   In the above-described embodiment, the null point N is generated by sliding the reception operation waveform C. However, the null point N can also be generated by sliding the transmission operation waveform A. .

なお、本実施の形態で説明した目標測定方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。   The target measurement method described in this embodiment can be realized by executing a program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, and a DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer. The program may be a transmission medium that can be distributed via a network such as the Internet.

(付記1)目標に対して被変調波信号を送信する送信動作と、前記目標から反射された前記被変調波信号を受信する受信動作とを、所定のスイッチ周期によって時分割でおこなうレーダ装置であって、
前記被変調波信号の受信感度を生成する受信感度生成手段と、
前記受信感度生成手段によって生成された受信感度が不感状態であることをあらわすヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記所定のスイッチ周期と、前記ヌルポイントが発生したときに前記タイミング変更手段によって変更された前記送受信動作の動作タイミングと、に基づいて、前記目標までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
(Supplementary Note 1) A radar apparatus that performs a transmission operation for transmitting a modulated wave signal to a target and a reception operation for receiving the modulated wave signal reflected from the target in a time-sharing manner with a predetermined switch period. There,
Receiving sensitivity generating means for generating receiving sensitivity of the modulated wave signal;
Timing changing means for changing the operation timing of the time-division transmission / reception operation so that a null point indicating that the reception sensitivity generated by the reception sensitivity generation means is insensitive is generated;
Distance calculating means for calculating a distance to the target based on the predetermined switch period and the operation timing of the transmission / reception operation changed by the timing changing means when the null point occurs;
A radar apparatus comprising:

(付記2)前記タイミング変更手段は、前記送信動作をあらわす送信動作波形または前記受信動作をあらわす受信動作波形のうち、いずれか一方の動作波形をスライドすることによって、前記ヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更することを特徴とする付記1に記載のレーダ装置。 (Supplementary Note 2) The timing changing means may generate the null point by sliding one of the transmission operation waveform representing the transmission operation and the reception operation waveform representing the reception operation. The radar apparatus according to appendix 1, wherein the operation timing of the transmission / reception operation that is time-division is changed.

(付記3)前記タイミング変更手段によって前記送受信動作の動作タイミングを変更するたびに、前記送信動作と前記受信動作との相対的な時間差をあらわす相対遅延時間を算出する相対遅延時間算出手段と、
前記相対遅延時間算出手段によって算出された相対遅延時間の中から、前記ヌルポイントが発生したときの相対遅延時間を抽出する相対遅延時間抽出手段と、
を備え、
前記距離算出手段は、前記所定のスイッチ周期と、前記相対遅延時間抽出手段によって抽出された、前記ヌルポイントが発生したときの相対遅延時間と、に基づいて、前記目標までの距離を算出することを特徴とする付記1または2に記載のレーダ装置。
(Appendix 3) Relative delay time calculating means for calculating a relative delay time representing a relative time difference between the transmission operation and the reception operation every time the operation timing of the transmission / reception operation is changed by the timing changing means;
Relative delay time extraction means for extracting the relative delay time when the null point occurs from the relative delay time calculated by the relative delay time calculation means,
With
The distance calculating means calculates a distance to the target based on the predetermined switch cycle and a relative delay time extracted by the relative delay time extracting means when the null point occurs. The radar apparatus according to appendix 1 or 2, characterized by:

(付記4)前記被変調波信号を所定の変調周波数の信号により振幅変調して送信する送信手段と、
前記送信手段から送信された被変調波信号を受信し、受信された被変調波信号から振幅変調成分を選択して振幅検波する受信手段と、
を備え、
前記受信感度生成手段は、前記受信手段によって振幅検波された振幅変調成分に基づいて、前記被変調波信号の受信感度を生成することを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載のレーダ装置。
(Appendix 4) Transmitting means for modulating the amplitude of the modulated wave signal with a signal having a predetermined modulation frequency and transmitting the modulated wave signal;
Receiving means for receiving the modulated wave signal transmitted from the transmitting means, selecting an amplitude modulation component from the received modulated wave signal, and detecting the amplitude;
With
The reception sensitivity generation unit generates the reception sensitivity of the modulated wave signal based on the amplitude modulation component amplitude-detected by the reception unit. Radar device.

(付記5)所定の周波数変調信号を振幅変調して前記被変調波信号として送信する送信手段と、
前記送信手段から送信された被変調波信号を受信し、受信された被変調波信号に含まれている周波数変調成分からビート信号を生成するとともに、前記被変調波信号に含まれている振幅変調成分を振幅検波する受信手段と、
を備え、
前記受信感度生成手段は、前記受信手段によって生成されたビート信号または振幅検波された振幅変調成分に基づいて、前記被変調波信号の受信感度を生成することを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載のレーダ装置。
(Supplementary Note 5) Transmitting means for amplitude-modulating a predetermined frequency modulation signal and transmitting it as the modulated wave signal;
Receives the modulated wave signal transmitted from the transmission means, generates a beat signal from the frequency modulation component included in the received modulated wave signal, and amplitude modulation included in the modulated wave signal Receiving means for amplitude detection of the component;
With
Any one of Supplementary notes 1 to 3, wherein the reception sensitivity generation unit generates reception sensitivity of the modulated wave signal based on a beat signal generated by the reception unit or an amplitude-modulated component subjected to amplitude detection. A radar device according to any one of the above.

(付記6)目標に対して被変調波信号を送信する送信動作と、前記目標から反射された前記被変調波信号を受信する受信動作とを、所定のスイッチ周期によって時分割でおこなうレーダ装置の目標測定方法であって、
前記被変調波信号の受信感度を生成する受信感度生成工程と、
前記受信感度生成工程によって生成された受信感度が不感状態であることをあらわすヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更するタイミング変更工程と、
前記所定のスイッチ周期と、前記ヌルポイントが発生したときに前記タイミング変更工程によって変更された前記送受信動作の動作タイミングと、に基づいて、前記目標までの距離を算出する距離算出工程と、
を含んだことを特徴とするレーダ装置の目標測定方法。
(Supplementary Note 6) A radar apparatus that performs a transmission operation for transmitting a modulated wave signal to a target and a reception operation for receiving the modulated wave signal reflected from the target in a time division manner with a predetermined switch period. A target measurement method,
A reception sensitivity generation step of generating reception sensitivity of the modulated wave signal;
A timing changing step for changing the operation timing of the transmission / reception operation that is time-divisioned so that a null point indicating that the reception sensitivity generated by the reception sensitivity generation step is in a dead state occurs;
A distance calculating step of calculating a distance to the target based on the predetermined switch cycle and the operation timing of the transmission / reception operation changed by the timing changing step when the null point occurs;
A method for measuring a target of a radar apparatus, comprising:

(付記7)目標に対して被変調波信号を送信する送信動作と、前記目標から反射された前記被変調波信号を受信する受信動作とを、所定のスイッチ周期によって時分割でおこなうレーダ装置の目標測定プログラムであって、
前記被変調波信号の受信感度を生成させる受信感度生成工程と、
前記受信感度生成工程によって生成された受信感度が不感状態であることをあらわすヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更させるタイミング変更工程と、
前記所定のスイッチ周期と、前記ヌルポイントが発生したときに前記タイミング変更工程によって変更された前記送受信動作の動作タイミングと、に基づいて、前記目標までの距離を算出させる距離算出工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするレーダ装置の目標測定プログラム。
(Supplementary note 7) A radar apparatus that performs a transmission operation for transmitting a modulated wave signal to a target and a reception operation for receiving the modulated wave signal reflected from the target in a time division manner with a predetermined switch period. A target measurement program,
A reception sensitivity generation step of generating reception sensitivity of the modulated wave signal;
A timing changing step for changing the operation timing of the transmission / reception operation that is time-divisioned so that a null point that indicates that the reception sensitivity generated by the reception sensitivity generation step is in a dead state occurs;
A distance calculating step of calculating a distance to the target based on the predetermined switch period and the operation timing of the transmission / reception operation changed by the timing changing step when the null point occurs;
A program for measuring a target of a radar apparatus, characterized in that a computer is executed.

以上のように、本発明にかかるレーダ装置、レーダ装置の目標測定方法、およびレーダ装置の目標測定プログラムは、たとえば、車載型のレーダ装置、レーダ装置の目標測定方法、およびレーダ装置の目標測定プログラムに適している。   As described above, the radar apparatus, the radar apparatus target measurement method, and the radar apparatus target measurement program according to the present invention are, for example, a vehicle-mounted radar apparatus, a radar apparatus target measurement method, and a radar apparatus target measurement program. Suitable for

この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the radar apparatus concerning embodiment of this invention. この発明の実施の形態にかかるレーダ装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware constitutions of the radar apparatus concerning embodiment of this invention. この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の送受信原理を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the transmission / reception principle of the radar apparatus concerning embodiment of this invention. 図3のタイミングチャートにおいて、受信動作波形をスライドし、ヌルとなる場合のタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart when the reception operation waveform is slid and becomes null in the timing chart of FIG. 3. この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の空間フィルタ計算例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the spatial filter calculation of the radar apparatus concerning embodiment of this invention. この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の送受信動作の相対遅延時間を鋸波状に掃引したときの、目標からの受信レベルの変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the reception level from a target when the relative delay time of the transmission / reception operation of the radar apparatus concerning embodiment of this invention is swept like a sawtooth wave. この発明の実施の形態にかかるレーダ装置の目標測定処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the target measurement process sequence of the radar apparatus concerning embodiment of this invention. この発明の実施の形態にかかるレーダ装置のハードウェア構成の他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of the hardware constitutions of the radar apparatus concerning embodiment of this invention. この発明の実施の形態にかかるレーダ装置のハードウェア構成の別の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another example of the hardware constitutions of the radar apparatus concerning embodiment of this invention. 図9に示したレーダ装置における信号波形を示すタイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart showing signal waveforms in the radar apparatus shown in FIG. 9. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 レーダ装置
101 送信部
102 受信部
103 送受信動作制御部
104 受信感度生成部
105 タイミング変更部
106 相対遅延時間算出部
107 記憶部
108 ヌルポイント検出部
109 相対遅延時間抽出部
110 距離算出部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Radar apparatus 101 Transmission part 102 Reception part 103 Transmission / reception operation control part 104 Reception sensitivity production | generation part 105 Timing change part 106 Relative delay time calculation part 107 Storage part 108 Null point detection part 109 Relative delay time extraction part 110 Distance calculation part

Claims (5)

目標に対して被変調波信号を送信する送信動作と、前記目標から反射された前記被変調波信号を受信する受信動作とを、所定のスイッチ周期によって時分割でおこなうレーダ装置であって、
前記被変調波信号の受信感度を生成する受信感度生成手段と、
前記受信感度生成手段によって生成された受信感度が不感状態であることをあらわすヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記所定のスイッチ周期と、前記ヌルポイントが発生したときに前記タイミング変更手段によって変更された前記送受信動作の動作タイミングと、に基づいて、前記目標までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
A radar apparatus that performs a transmission operation for transmitting a modulated wave signal to a target and a reception operation for receiving the modulated wave signal reflected from the target in a time division manner with a predetermined switch period,
Receiving sensitivity generating means for generating receiving sensitivity of the modulated wave signal;
Timing changing means for changing the operation timing of the time-division transmission / reception operation so that a null point indicating that the reception sensitivity generated by the reception sensitivity generation means is insensitive is generated;
Distance calculating means for calculating a distance to the target based on the predetermined switch period and the operation timing of the transmission / reception operation changed by the timing changing means when the null point occurs;
A radar apparatus comprising:
前記タイミング変更手段は、前記送信動作をあらわす送信動作波形または前記受信動作をあらわす受信動作波形のうち、いずれか一方の動作波形をスライドすることによって、前記ヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。   The timing changing means is time-divisioned so that the null point is generated by sliding either one of a transmission operation waveform representing the transmission operation or a reception operation waveform representing the reception operation. The radar apparatus according to claim 1, wherein the operation timing of the transmitting / receiving operation is changed. 前記タイミング変更手段によって前記送受信動作の動作タイミングを変更する都度、前記送信動作と前記受信動作との相対的な時間差をあらわす相対遅延時間を算出する相対遅延時間算出手段と、
前記相対遅延時間算出手段によって算出された相対遅延時間の中から、前記ヌルポイントが発生したときの相対遅延時間を抽出する相対遅延時間抽出手段と、を備え、
前記距離算出手段は、前記所定のスイッチ周期と、前記相対遅延時間抽出手段によって抽出された、前記ヌルポイントが発生したときの相対遅延時間と、に基づいて、前記目標までの距離を算出することを特徴とする請求項1または2に記載のレーダ装置。
Relative delay time calculation means for calculating a relative delay time representing a relative time difference between the transmission operation and the reception operation each time the operation timing of the transmission / reception operation is changed by the timing change means;
Relative delay time extracting means for extracting the relative delay time when the null point occurs from the relative delay time calculated by the relative delay time calculating means,
The distance calculating means calculates a distance to the target based on the predetermined switch cycle and a relative delay time extracted by the relative delay time extracting means when the null point occurs. The radar apparatus according to claim 1, wherein:
目標に対して被変調波信号を送信する送信動作と、前記目標から反射された前記被変調波信号を受信する受信動作とを、所定のスイッチ周期によって時分割でおこなうレーダ装置の目標測定方法であって、
前記被変調波信号の受信感度を生成する受信感度生成工程と、
前記受信感度生成工程によって生成された受信感度が不感状態であることをあらわすヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更するタイミング変更工程と、
前記所定のスイッチ周期と、前記ヌルポイントが発生したときに前記タイミング変更工程によって変更された前記送受信動作の動作タイミングと、に基づいて、前記目標までの距離を算出する距離算出工程と、
を含んだことを特徴とするレーダ装置の目標測定方法。
A radar target measurement method that performs a transmission operation for transmitting a modulated wave signal to a target and a reception operation for receiving the modulated wave signal reflected from the target in a time-sharing manner with a predetermined switch period. There,
A reception sensitivity generation step of generating reception sensitivity of the modulated wave signal;
A timing changing step for changing the operation timing of the transmission / reception operation that is time-divisioned so that a null point indicating that the reception sensitivity generated by the reception sensitivity generation step is in a dead state occurs;
A distance calculating step of calculating a distance to the target based on the predetermined switch cycle and the operation timing of the transmission / reception operation changed by the timing changing step when the null point occurs;
A method for measuring a target of a radar apparatus, comprising:
目標に対して被変調波信号を送信する送信動作と、前記目標から反射された前記被変調波信号を受信する受信動作とを、所定のスイッチ周期によって時分割でおこなうレーダ装置の目標測定プログラムであって、
前記被変調波信号の受信感度を生成させる受信感度生成工程と、
前記受信感度生成工程によって生成された受信感度が不感状態であることをあらわすヌルポイントが発生するように、時分割されている送受信動作の動作タイミングを変更させるタイミング変更工程と、
前記所定のスイッチ周期と、前記ヌルポイントが発生したときに前記タイミング変更工程によって変更された前記送受信動作の動作タイミングと、に基づいて、前記目標までの距離を算出させる距離算出工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするレーダ装置の目標測定プログラム。

A radar target measurement program that performs a transmission operation for transmitting a modulated wave signal to a target and a reception operation for receiving the modulated wave signal reflected from the target in a time-sharing manner with a predetermined switch period. There,
A reception sensitivity generation step of generating reception sensitivity of the modulated wave signal;
A timing changing step for changing the operation timing of the transmission / reception operation that is time-divisioned so that a null point that indicates that the reception sensitivity generated by the reception sensitivity generation step is in a dead state occurs;
A distance calculating step of calculating a distance to the target based on the predetermined switch period and the operation timing of the transmission / reception operation changed by the timing changing step when the null point occurs;
A program for measuring a target of a radar apparatus, characterized in that a computer is executed.

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