JP2007327814A - Pulse radar system - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、所望の対象物の移動速度に応じて効率よく距離を検出するパルスレーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a pulse radar device that efficiently detects a distance according to a moving speed of a desired object.
一般に、レーダ装置が対象物の距離を求める方式として、図7に示す様な、パルスレーダ方式が挙げられる。本方式では、レーダ装置よりパルス状の電磁波、音波、光等の媒体を放射し、対象物からの反射波を受信した際に、放射したタイミングと反射波を受信したタイミングとの時間差を用いてレーダから対象物までの距離を求めていた。図8に本方式の波形の概略図を示すと共に、下記に計算式を数式1に示す。
In general, a pulse radar system as shown in FIG. 7 is used as a system in which a radar apparatus obtains the distance of an object. In this method, when a pulsed electromagnetic wave, sound wave, light, or other medium is radiated from the radar device and a reflected wave is received from an object, the time difference between the radiated timing and the reflected wave reception timing is used. The distance from the radar to the object was obtained. FIG. 8 shows a schematic diagram of the waveform of this method, and the calculation formula is shown in
[数1]R = C/2×(ΔT−δTt−δTr)
Rはレーダから対象物までの距離[m]であり、Cは媒体(電磁波や音波等)の伝搬速度[m/s]であり、ΔTはパルス駆動したタイミングと受信信号を検出したタイミングの時間差[s]であり、δTtはパルス駆動したタイミングと送信波を放射したタイミングの時間差[s]であり、δTrは反射波を受信したタイミングと受信信号を検出したタイミングの時間差[s]である。
[Expression 1] R = C / 2 × (ΔT−δTt−δTr)
R is the distance [m] from the radar to the object, C is the propagation speed [m / s] of the medium (electromagnetic wave, sound wave, etc.), and ΔT is the time difference between the timing of pulse driving and the timing of detecting the received signal [S], δTt is the time difference [s] between the pulse-driven timing and the timing at which the transmission wave is emitted, and δTr is the time difference [s] between the timing at which the reflected wave is received and the timing at which the received signal is detected.
一方、パルスレーダ方式では、送受信間のアイソレーション不足やアンテナレドームでの不要な反射により、近傍相当の時間帯に固定の反射波が生じたり、ビーム広がりによって不要な静止背景からの反射波まで検出したりし、誤検出する恐れがある。 On the other hand, in the pulse radar system, a fixed reflected wave is generated in a time zone equivalent to the vicinity due to insufficient isolation between transmission and reception and unnecessary reflection at the antenna radome, or even an unnecessary reflected wave from a stationary background is detected due to beam spread. Or misdetection.
この問題を回避するため、特開2003−222669号公報(特許文献1)に示される、MTI方式が用いられていた。これにより、数式2〜6に示すように、受信部で取得した反射波の時間差を求めて対象物のドップラー効果による位相変動成分のみを抽出し、不要反射や不要背景による誤検出を除去して所望の対象物の距離を求めることが可能となった。MTI方式の構成の概略図を図9に、本方式の波形の概略図を図10に、示す。
In order to avoid this problem, the MTI method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-222669 (Patent Document 1) has been used. As a result, as shown in
[数2]Vt = At×sin[2πFc×t+θt]
[数3]Vr = Ar×sin[{2π(Fc+Fd)×t}−{4π×R/λ}+θt]
[数4]Vif1 = Ad×sin[{2π(Fd)×t}−{4π×R1/λ}]
[数5]Vif2 = Ad×sin[{2π(Fd)×t}−{4π×R2/λ}]
[数6]Vdl2 = Vif2−Vif1
=2×Ad×cos[{2π(Fd)×t}−{4π×(R2+R1/λ}]×sin[{2π(Fd)×t}−{4π×(R2−R1)/λ}]
=2×Ad×cos[{2π(Fd)×t}−{4π×(R2+R1/λ}]×sin[{2π(Fd)×t}−{4π×(V×T)/λ}]
=2×Ad×cos[{2π(Fd)×t}−{4π×(R2+R1/λ}]×sin[{2π(Fd)×t}−{2π×Fd×T}]
Vtは送信波であり、Atは送信波の包絡線であり、Fcは送信波のキャリア周波数[■]であり、θtは送信波の位相[°]であり、Vrは反射波であり、Arは反射波の包
絡線であり、Fdは反射波のドップラー周波数[■]であり、Rはレーダから対象物まで
の距離[m]であり、λは送信波の波長[m]であり、Vif1はある時刻に取得した受信信号であり、Arは受信信号の包絡線であり、Vif2はVif1取得後の次のタイミングで取得した受信信号であり、Vdl2は差分信号であり、vは対処物の移動速度[m/s]であり、Tは差分演算する2つの受信信号の検出タイミングの時間差[s]、である。
[Expression 2] Vt = At × sin [2πFc × t + θt]
[Formula 3] Vr = Ar × sin [{2π (Fc + Fd) × t} − {4π × R / λ} + θt]
[Equation 4] Vif1 = Ad × sin [{2π (Fd) × t} − {4π × R1 / λ}]
[Formula 5] Vif2 = Ad × sin [{2π (Fd) × t} − {4π × R2 / λ}]
[Equation 6] Vdl2 = Vif2-Vif1
= 2 * Ad * cos [{2 [pi] (Fd) * t}-{4 [pi] * (R2 + R1 / [lambda]}] * sin [{2 [pi] (Fd) * t}-{4 [pi] * (R2-R1) / [lambda]}].
= 2 * Ad * cos [{2 [pi] (Fd) * t}-{4 [pi] * (R2 + R1 / [lambda]}] * sin [{2 [pi] (Fd) * t}-{4 [pi] * (V * T) / [lambda]}].
= 2 * Ad * cos [{2 [pi] (Fd) * t}-{4 [pi] * (R2 + R1 / [lambda]}] * sin [{2 [pi] (Fd) * t}-{2 [pi] * Fd * T}].
Vt is a transmission wave, At is an envelope of the transmission wave, Fc is a carrier frequency [■] of the transmission wave, θt is a phase [°] of the transmission wave, Vr is a reflected wave, Ar Is the envelope of the reflected wave, Fd is the Doppler frequency [■] of the reflected wave, R is the distance [m] from the radar to the object, λ is the wavelength [m] of the transmitted wave, and Vif1 Is a received signal acquired at a certain time, Ar is an envelope of the received signal, Vif2 is a received signal acquired at the next timing after acquiring Vif1, Vdl2 is a differential signal, and v is a countermeasure It is a moving speed [m / s], and T is a time difference [s] between detection timings of two received signals to be subjected to a difference calculation.
更に、数式6において、パルス制御部における制御信号のパルス時間幅が対象物のドップラー周波数の逆数に対して十分小さく、各受信信号で検出されるパルスにおいて周波数はほぼ無視できる(図2に示す通り、パルスの振幅はほぼ一定)と仮定すると、数式5の第1項は無視できるため、数式6より差分信号は以下の式で与えられる。
Further, in
[数7]Vdl2 = Vif2−Vif1
= Ad×[sin{−(4π×R2/λ)}−sin{−(4π×R1/λ)}]
= 2×Ad×[cos{4π×(R2+R1)/λ}]×[sin{2π×Fd×T}]
= Ad × [sin {− (4π × R2 / λ)} − sin {− (4π × R1 / λ)}]
= 2 × Ad × [cos {4π × (R2 + R1) / λ}] × [sin {2π × Fd × T}]
しかしながら、従来の対象物の距離を求める方式を用いたレーダ装置では、ある2つの受信信号を時間差分する際に、対象物の移動によって生じるドップラー周波数が受信信号間の検出タイミングの時間差の逆数(Fd=1/T)の整数倍になると、位相変動が周期の整数倍回転して同じ振幅値となり、対象物の変動成分まで除去されてしまうおそれがあった。 However, in a radar apparatus using a conventional method for obtaining the distance of an object, when a time difference is made between two received signals, the Doppler frequency generated by the movement of the object is the reciprocal of the time difference of the detection timing between the received signals ( When it is an integral multiple of (Fd = 1 / T), the phase variation is rotated by an integral multiple of the period to have the same amplitude value, and the fluctuation component of the object may be removed.
本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、時間差分を求める際の時間差を調節することによって、所望の対象物の移動速度に応じた効率の良いパルスレーダ装置を提供することである。 The present invention has been invented in view of the above-mentioned background art, and its problem is to adjust the time difference when obtaining the time difference, thereby improving the efficiency of the pulse radar device according to the moving speed of the desired object. Is to provide.
上記課題を解決するために、本願請求項1記載の発明では、パルス状の電波を対象物に向けて送信する送信部と、この送信部を間欠送信する際の時間間隔を制御するパルス制御部と、対象物からの反射波を受信アンテナで受信する受信部と、受信部からの受信信号の波形を複数蓄積する履歴蓄積部と、履歴蓄積部からの複数の履歴信号を用いて受信信号との差分を求める差分演算部と、差分演算部から得られる差分信号の波形立ち上がりタイミングを検出する検出部と、パルス制御部からの制御信号と検出部からの検出信号を用いて移動成分の距離を求める距離演算部と、を設けている。
In order to solve the above problems, in the invention according to
又、本願請求項2記載の発明では、上記請求項1記載のパルスレーダ装置において、差分演算部は、複数の履歴信号の取得時間差の比が素数となるものを用いて受信信号との差分を求めることを特徴としている。
Further, in the invention according to
又、本願請求項3記載の発明では、上記請求項1記載のパルスレーダ装置において、差分演算部は、複数の履歴信号の取得時間差の比が指数的に変化するものを用いて受信信号との差分を求めることを特徴としている。
Further, in the invention according to
又、本願請求項4記載の発明では、上記請求項1記載のパルスレーダ装置において、送信部及び受信部の動作を制御する送受信部制御部を設けていることを特徴としている。
In the invention according to
又、本願請求項5記載の発明では、上記請求項1記載のパルスレーダ装置において、距離演算部で距離を求めた対象物の速度を求める速度演算部と、速度演算部で求めた対象物の速度に応じて差分演算部に供する複数の履歴信号を選定する履歴信号選定部と、を設け、差分演算部では複数の履歴信号の取得時間差の比が指数的に変化するものを用いて受信信号との差分を求めた後、素数となるものを用いて受信信号との差分を求めることを特徴としている。
Further, in the invention according to
又、本願請求項6記載の発明では、上記請求項5記載のパルスレーダ装置において、速度演算部で、差分演算部から得られる差分信号より対象物のドップラー効果による位相変動成分を用いて対象物の速度を求めることを特徴としている。
Further, in the invention according to
又、本願請求項7記載の発明では、上記請求項5記載のパルスレーダ装置において、速度演算部で、距離演算部から得られる対象物の測距値の時間微分成分を用いて対象物の速度を求めることを特徴としている。
Further, in the invention according to
本願請求項1記載の発明のパルスレーダ装置においては、差分演算部にて受信波形を差分し、対象物の移動によって生じるドップラー周波数が受信信号間の検出タイミングの時間差の逆数の整数倍になると、ドップラー効果による位相回転が周期の整数倍となり移動成分の振幅レベルが同じとなるため差分信号の振幅レベルがなくなって検出不能となる。しかし、別のタイミング間ではドップラー効果による位相回転が周期の整数倍とならず、移動成分の振幅レベルが異なるため、差分信号の振幅レベルは発生し、検出可能となる。よって、差分演算を行う際に複数の履歴信号を用いて複数の差分信号を得ることによって、所望の対象物の移動速度によらず検出が可能となる。 In the pulse radar device according to the first aspect of the present invention, when the difference calculation unit compares the received waveform, and the Doppler frequency generated by the movement of the object is an integral multiple of the reciprocal of the time difference in detection timing between the received signals, Since the phase rotation due to the Doppler effect is an integral multiple of the cycle and the amplitude level of the moving component is the same, the amplitude level of the differential signal is lost and detection becomes impossible. However, since the phase rotation due to the Doppler effect does not become an integral multiple of the period between different timings, and the amplitude level of the moving component is different, the amplitude level of the differential signal is generated and can be detected. Therefore, when a difference calculation is performed, a plurality of difference signals are obtained using a plurality of history signals, so that detection can be performed regardless of the moving speed of a desired object.
本願請求項2記載の発明のパルスレーダ装置においては、特に、差分演算部で複数の履歴信号の取得時間差の比が素数となるものを用いて受信信号との差分を求めているため、他方の振幅レベルが0となるヌル点を相補的にカバーすることができ、所望の対象物の移動速度に応じて均等に十分なレベルを検出することが可能となる。 In the pulse radar device according to the second aspect of the present invention, in particular, since the difference calculation unit obtains the difference from the received signal using the difference between the acquisition time differences of the plurality of history signals as a prime number, Null points where the amplitude level is 0 can be complementarily covered, and a sufficient level can be detected equally according to the moving speed of the desired object.
本願請求項3記載の発明のパルスレーダ装置においては、特に、差分演算部で複数の履歴信号の取得時間差の比が指数的に変化するものを用いて受信信号との差分を求めているため、例えば、走り抜ける人からその場に立っている人まで、幅広い対象物の移動速度において検出可能となる。 In the pulse radar device according to the third aspect of the present invention, in particular, since the difference calculation unit obtains the difference from the received signal by using the one in which the ratio of the acquisition time difference of the plurality of history signals changes exponentially, For example, it is possible to detect a wide range of moving speeds from a person who runs through to a person standing on the spot.
本願請求項4記載の発明のパルスレーダ装置においては、特に、送信部及び受信部の動作を制御する送受信部制御部を設けているため、対象物の状態が急激に変わらないような場合には、送信部と受信部とを間欠動作させて差分演算を行い、非動作時は待機させることにより消費電力を大幅に低減することが可能である。 In the pulse radar device according to the fourth aspect of the present invention, in particular, since a transmission / reception unit control unit for controlling the operation of the transmission unit and the reception unit is provided, the state of the object does not change suddenly. The power consumption can be greatly reduced by performing the difference calculation by intermittently operating the transmission unit and the reception unit and by waiting during the non-operation.
本願請求項5記載の発明のパルスレーダ装置においては、特に、距離演算部で距離を求めた対象物の速度を求める速度演算部と、速度演算部で求めた対象物の速度に応じて差分演算部に供する複数の履歴信号を選定する履歴信号選定部とを設けてなり、差分演算部では複数の履歴信号の取得時間差の比が指数的に変化するものを用いて受信信号との差分を求めた後、素数となるものを用いて受信信号との差分を求めているため、対象物の移動速度に関して広範囲に検出ができるとともに、十分な応答レベルで対象物を検出することができる。 In the pulse radar device according to the fifth aspect of the present invention, in particular, a speed calculation unit that calculates the speed of the object for which the distance is calculated by the distance calculation unit, and a difference calculation according to the speed of the object that is calculated by the speed calculation unit. And a history signal selection unit for selecting a plurality of history signals to be provided to the unit, and the difference calculation unit obtains a difference from the received signal using an index whose ratio of acquisition time differences of the plurality of history signals varies exponentially. After that, since the difference from the received signal is obtained using a prime number, the moving speed of the object can be detected over a wide range, and the object can be detected with a sufficient response level.
本願請求項6記載の発明のパルスレーダ装置においては、特に、速度演算部で、差分演算部から得られる差分信号より対象物のドップラー効果による位相変動成分を用いて対象物の速度を求めているため、所望の対象物の移動速度に応じて効率良く検出できる。 In the pulse radar device according to the sixth aspect of the present invention, in particular, the velocity calculating unit obtains the velocity of the object using the phase fluctuation component due to the Doppler effect of the object from the difference signal obtained from the difference calculating unit. Therefore, it can be efficiently detected according to the moving speed of the desired object.
本願請求項7記載の発明のパルスレーダ装置においては、特に、速度演算部で、距離演算部から得られる対象物の測距値の時間微分成分を用いて対象物の速度を求めるため、所望の対象物の移動速度に応じて効率良く検出できる。 In the pulse radar device according to the seventh aspect of the present invention, in particular, the speed calculation unit obtains the speed of the object using the time differential component of the distance measurement value of the object obtained from the distance calculation unit. It can be efficiently detected according to the moving speed of the object.
以下、本願発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1、2は、本願請求項1に対応した第1の実施形態であるパルスレーダ装置を示している。
1 and 2 show a pulse radar device according to a first embodiment corresponding to
このパルスレーダ装置は、図1に示すように、パルス状の電波を対象物に向けて送信する送信部1と、この送信部1を間欠送信する際の時間間隔を制御するパルス制御部2と、対象物からの反射波を受信アンテナ3で受信する受信部4と、受信部4からの受信信号の波形を蓄積する履歴蓄積部5と、履歴蓄積部5からの複数の履歴信号を用いて受信信号との差分を求める差分演算部6と、差分演算部6から得られる差分信号の波形立ち上がりタイミングを検出する検出部7と、パルス制御部2からの制御信号と検出部7からの検出信号を用いて移動成分の距離を求める距離演算部8と、を設けている。
As shown in FIG. 1, the pulse radar device includes a
次に、この実施形態の動作について、図2に示す、受信信号の波形に基づいて説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described based on the waveform of the received signal shown in FIG.
受信信号のうち、不要反射や不要背景による静止成分はほぼ位相が変わらず変動しないが、対象物による移動成分はドップラー効果による位相回転により振幅軸方向に変化し、受信信号の取得時間に応じてその振幅レベルは変動する(図中、受信信号1〜3参照)。差分演算部にて受信波形を差分すると、対象物の移動によって生じるドップラー周波数が受信信号間の検出タイミングの時間差の逆数(数式7において、Fd=1/T1)の整数倍になると、ドップラー効果による位相回転が周期の整数倍となり移動成分の振幅レベルが同じとなるため(図中、受信信号1、2参照)差分信号の振幅レベルがなくなり(図中、差分信号12参照)、検出不能となるが、別のタイミング間(数式7において、T1≠T2にてFd≠1/T2、かつT2はT1の整数倍でない場合)ではドップラー効果による位相回転が周期の整数倍とならず、移動成分の振幅レベルが異なるため(図中、受信信号1、3参照)、差分信号の振幅レベルは発生し(図中、差分信号13参照)、検出可能となる。
Of the received signal, the stationary component due to unnecessary reflection and unnecessary background does not change and does not change in phase, but the moving component due to the object changes in the direction of the amplitude axis due to phase rotation due to the Doppler effect, and depends on the acquisition time of the received signal The amplitude level varies (see received
したがって、この実施形態のパルスレーダ装置においては、差分演算を行う際に複数の履歴信号を用いて複数の差分信号を得ることによって、所望の対象物の移動速度によらず検出が可能となる。 Therefore, in the pulse radar device of this embodiment, it is possible to detect regardless of the moving speed of a desired object by obtaining a plurality of difference signals using a plurality of history signals when performing a difference calculation.
図3は、本願請求項1、2に対応した第2の実施形態であるパルスレーダ装置の差分信号の振幅レベルを示している。なお、ここでは、上記第一の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項については、上記第一の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
FIG. 3 shows the amplitude level of the differential signal of the pulse radar device according to the second embodiment corresponding to
例えば、対象物の移動速度(v1)によって発生するドップラー周波数が受信信号間の検出タイミング(T1)の時間差の逆数(数式7において、Fd=1/T1)であるとすると、ドップラー効果による位相回転が1周期となり、移動成分の振幅レベルが同じとなるため、差分信号の振幅レベルがなくなり、検出不能となる。又、対象物の移動速度が0もしくはv1に近づくにつれて差分信号の振幅レベルは減少し、システムで所望の応答レベルを閾値として設定すると、所望のレベルを満足できる対象物の応答速度域が制限されてしまう。しかし、例えば、受信信号検出タイミングの2波形毎(2×T1)に差分を行うと、対象物の移動速度の半分(1/2×v1)毎に振幅レベルはなくなるが、所望の応答レベルを満足する応答速度域の上限・下限値は広がり、差分演算を受信信号検出タイミングの1波形毎、2波形毎の両方行うと、応答速度域は広がる。 For example, if the Doppler frequency generated by the moving speed (v1) of the object is the reciprocal of the time difference of the detection timing (T1) between the received signals (Fd = 1 / T1 in Equation 7), the phase rotation due to the Doppler effect Is one cycle and the amplitude level of the moving component is the same, the amplitude level of the differential signal is lost and detection becomes impossible. Also, the amplitude level of the differential signal decreases as the moving speed of the object approaches 0 or v1, and if the desired response level is set as a threshold in the system, the response speed range of the object that can satisfy the desired level is limited. End up. However, for example, if the difference is performed every two waveforms (2 × T1) of the received signal detection timing, the amplitude level disappears every half (1/2 × v1) of the moving speed of the object, but the desired response level is reduced. The upper and lower limit values of the response speed range that is satisfied widen, and when the difference calculation is performed for each waveform of the received signal detection timing for every two waveforms, the response speed range becomes wider.
したがって、この実施形態のパルスレーダ装置においては、複数の履歴信号の取得時間差の比が素数となるものを用いて受信信号との差分を求めることにより、他方の振幅レベルが0となるヌル点を相補的にカバーすることができ、所望の対象物の移動速度に応じて均等に十分なレベルを検出することができる。 Therefore, in the pulse radar device of this embodiment, a null point where the other amplitude level is 0 is obtained by obtaining a difference from the received signal by using a signal whose ratio of acquisition time differences of a plurality of history signals is a prime number. Complementary coverage is possible, and a sufficient level can be detected equally according to the desired moving speed of the object.
図4は、本願請求項1、3に対応した第3の実施形態であるパルスレーダ装置の差分信号の振幅レベルを示している。なお、ここでは、上記第一の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項については、上記第一の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
FIG. 4 shows the amplitude level of the differential signal of the pulse radar device according to the third embodiment corresponding to
1波形毎に差分を行うと、対象物の移動速度が0もしくはv1に近づくにつれて差分信号の振幅レベルは減少し、システムで所望の応答レベルを閾値として設定すると、所望のレベルを満足できる対象物の応答速度域が制限されてしまう。しかし、複数の履歴信号の取得時間差の比が指数的に変化する様に差分すると、例えば、受信信号検出タイミングの1波形毎(T1)、5波形毎(5×T1)、25波形毎(25×T1)というように、5倍の時間差毎に差分を行うと、応答レベルの閾値は先程に比べやや下がるものの、応答速度域の限界(例えば下限)は1/5×v1、1/25×v1、1/125×v1と指数的に広くなる。 When the difference is performed for each waveform, the amplitude level of the difference signal decreases as the moving speed of the object approaches 0 or v1, and when the desired response level is set as a threshold in the system, the object that can satisfy the desired level. The response speed range is limited. However, if the difference is such that the ratio of the acquisition time differences of the plurality of history signals changes exponentially, for example, every waveform (T1), every 5 waveforms (5 × T1), every 25 waveforms (25 When the difference is performed every time difference of 5 times as in (T1), the response level threshold is slightly lower than the previous one, but the limit of the response speed range (for example, the lower limit) is 1/5 × v1, 1/25 × v1 and 1/125 × v1 increase exponentially.
したがって、この実施形態のパルスレーダ装置においては、例えば走り抜ける人からその場に立っている人まで、幅広い対象物の移動速度において検出可能となる。 Therefore, in the pulse radar device of this embodiment, for example, it is possible to detect a wide range of moving speeds from a person who runs through to a person standing on the spot.
図5は、本願請求項1、4に対応した第4の実施形態であるパルスレーダ装置を示している。なお、ここでは、上記第一の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項については、上記第一の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
FIG. 5 shows a pulse radar device according to a fourth embodiment corresponding to
このパルスレーダ装置は、図5に示すように、履歴蓄積部5からの複数の履歴信号によって送信部1、受信部4の動作・停止を制御する送受信部制御部11を設けている。
As shown in FIG. 5, the pulse radar device includes a transmission / reception
したがって、この実施形態のパルスレーダ装置においては、対象物の状態があまり急激に変わらないような場合には、1波形毎(T1)、5波形毎(5×T1)、25波形毎(25×T1)に送信部1と受信部4とを間欠動作させて差分演算を行い、非動作時は待機させることにより消費電力を大幅に低減することが可能である。
Therefore, in the pulse radar device of this embodiment, when the state of the object does not change so rapidly, every 1 waveform (T1), every 5 waveforms (5 × T1), every 25 waveforms (25 × In T1), the
図6は、本願請求項1、5に対応した第5の実施形態であるパルスレーダ装置を示している。なお、ここでは、上記第一の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項については、上記第一の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
FIG. 6 shows a pulse radar device according to a fifth embodiment corresponding to
このパルスレーダ装置は、図6に示すように、距離演算部8において求めた対象物の速度を求める速度演算部9と、速度演算部9で求めた対象物の速度に応じて差分演算部6に供する複数の履歴信号を選定する履歴信号選定部10と、を設けている。
As shown in FIG. 6, the pulse radar device includes a speed calculation unit 9 that calculates the speed of the object obtained by the
したがって、この実施形態のパルスレーダ装置においては、差分演算部6は、複数の履歴信号の取得時間差の比が指数的に変化するもの、例えば、1波形毎(T1)、5波形毎(5×T1)、25波形毎(25×T1)の履歴信号に関して差分演算を行って、応答レベルは下がるものの、対象物の移動速度に関して広範囲に検出ができる。そして、その後に、検出した対象物の移動速度に応じて複数の履歴信号の取得時間差の比が素数となるものを用いて受信信号との差分を求めることにより、十分な応答レベルで対象物を検出することができる。
Therefore, in the pulse radar device of this embodiment, the
本願請求項1、5、6に対応した第6の実施形態であるパルスレーダ装置は、数式8〜10に示すとおり、速度演算部において、差分演算部から得られる差分信号より、対象物のドップラー効果による位相変動成分を用いて対象物の速度を求めることができる。よって、受信部が直交検波を行う場合、IF信号としてIQ直交出力が得られ、数式7より以下の数式で与えられる。
In the pulse radar device according to the sixth embodiment corresponding to
[数8]Vdil12 = Vifi2−Vifi1
= Ad×[sin{−(4π×R2/λ)}−sin{−(4π×R1/λ)}]
= 2×Ad×[cos{4π×(R2+R1)/λ}]×[sin{2π×Fd×T}]
[数9]Vdql2 = Vifq2−Vifq1
= Ad×[cos{−(4π×R2/λ)}−cos{−(4π×R1/λ)}]
= −2×Ad×[sin{4π×(R2+R1)/λ}]×[sin{2π×Fd×T}]
よって、Vdil2、Vdql2が得られれば、数式8、9より対象物のドップラー周波数Fdが求められ、以下に示す数式10を用いて対象物の移動速度に換算することができる。
[Expression 8] Vdil12 = Vifi2-Vifi1
= Ad × [sin {− (4π × R2 / λ)} − sin {− (4π × R1 / λ)}]
= 2 × Ad × [cos {4π × (R2 + R1) / λ}] × [sin {2π × Fd × T}]
[Equation 9] Vdql2 = Vifq2-Vifq1
= Ad × [cos {− (4π × R2 / λ)}-cos {− (4π × R1 / λ)}]
= −2 × Ad × [sin {4π × (R2 + R1) / λ}] × [sin {2π × Fd × T}]
Therefore, if Vdil2 and Vdql2 are obtained, the Doppler frequency Fd of the object can be obtained from
[数10]v = λ/2×Fd
したがって、この実施形態のパルスレーダ装置においては、所望の対象物の移動速度に応じて効率良く検出できる。
[Equation 10] v = λ / 2 × Fd
Therefore, in the pulse radar device of this embodiment, it is possible to detect efficiently according to the moving speed of the desired object.
本願請求項1、5、7に対応した第7の実施形態であるパルスレーダ装置は、以下の数式11に示すとおり、距離演算部から得られる対象物の測距値の時間微分成分を用いて対象物の速度を求めることができる。よって、対象物の移動速度は受信信号検出タイミングの時間差における移動距離として、数式11より以下の数式で与えられる。
The pulse radar device according to the seventh embodiment corresponding to
[数11]v = (R2−R1)/T
したがって、この実施形態のパルスレーダ装置においては、所望の対象物の移動速度に応じて効率良く検出できる。
[Equation 11] v = (R2-R1) / T
Therefore, in the pulse radar device of this embodiment, it is possible to detect efficiently according to the moving speed of the desired object.
1 送信部
2 パルス制御部
3 受信アンテナ
4 受信部
5 履歴蓄積部
6 差分演算部
7 検出部
8 距離演算部
9 速度演算部
10 履歴信号選定部
11 送受信部制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006158279A JP2007327814A (en) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Pulse radar system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-06-07 JP JP2006158279A patent/JP2007327814A/en active Pending
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