JP2014202602A - Transmitter-receiver and transmitting/receiving method - Google Patents

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恭彦 原田
Yasuhiko Harada
恭彦 原田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To confirm operation, while minimizing an increase in device scale.SOLUTION: A transmitter-receiver which calculates a distance to a target on the basis of a transmission wave transmitted to the target and a reflection wave of the transmission wave from the target includes: a high-frequency circuit which transmits a first transmission wave from a transmission antenna to the target, and outputs a signal having a beat frequency generated by mixing the first transmission wave with a first transmission wave received via a receiving antenna; and a control signal processing circuit which detects a peak frequency component to be generated by antenna coupling on the basis of the signal having the beat frequency output by the high-frequency circuit, and determines normal operation on the basis of changes of the frequency component.

Description

本発明は、送受信装置に関する。   The present invention relates to a transmission / reception device.

隣の車線を走る車両をレーダーで検知し、該車両がサイドミラーから見えないエリアに入ると、ドアミラーに搭載されたインジケーターを点灯させる機能が知られている。この機能は、ブラインドスポットモニターと呼ばれることもある。車両を検知するレーダーには、例えば、周波数変調連続波(FM-CW:Frequency Modulated Continuous Wave)レーダーが使用される。   A function is known in which a vehicle running in an adjacent lane is detected by a radar and an indicator mounted on a door mirror is turned on when the vehicle enters an area that cannot be seen from a side mirror. This function is sometimes called a blind spot monitor. For example, a frequency-modulated continuous wave (FM-CW) radar is used as a radar that detects a vehicle.

検知した車両がサイドミラーから見えないエリアに入っているときに、サイドターンランプを点滅させる操作が行われた場合、ブラインドスポットモニターは、インジケーターも点滅させることにより、ドライバーに注意を喚起する。   When the detected vehicle is in an area that cannot be seen from the side mirror and the side turn lamp blinks, the blind spot monitor alerts the driver by blinking the indicator.

ミリ波送受信モジュールに関して、電圧制御発振回路の変調電圧および/または電源電圧を定期的にモニタして送信周波数の異常の有無を監視する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。   With regard to the millimeter wave transmission / reception module, a technique is known in which the modulation voltage and / or power supply voltage of a voltage controlled oscillation circuit is periodically monitored to monitor whether there is an abnormality in the transmission frequency (for example, see Patent Document 1).

特開2008−232859号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-232528

FM-CWレーダーは、電圧制御発振器に与える制御電圧を変化させることにより発振周波数を制御する。従って、FM-CWレーダーの動作を確認するために、制御電圧を監視するのが好ましい。   FM-CW radar controls the oscillation frequency by changing the control voltage applied to the voltage controlled oscillator. Therefore, it is preferable to monitor the control voltage in order to confirm the operation of the FM-CW radar.

仮に、電圧制御発振器の出力信号を位相同期回路によりフィードバックし、該フィードバックした信号に基づいて、発振周波数を監視する場合、位相同期回路を追加することにより装置の規模が増大するとともにコストアップの要因となる。   If the output signal of the voltage controlled oscillator is fed back by the phase synchronization circuit, and the oscillation frequency is monitored based on the fed back signal, the addition of the phase synchronization circuit increases the scale of the apparatus and increases the cost. It becomes.

また、仮に、制御電圧をAD変換器でデジタル信号に変換し、該デジタル信号を監視した場合にも、AD変換器を追加することにより装置の規模が増大するとともにコストアップの要因となる。   Further, even if the control voltage is converted into a digital signal by an AD converter and the digital signal is monitored, the addition of the AD converter increases the scale of the apparatus and increases the cost.

本発明は、装置の規模の増大を最低限に抑えつつ動作の確認をすることである。   The present invention is to confirm the operation while minimizing an increase in the scale of the apparatus.

開示の一実施例の送受信装置は、
ターゲットに送信した送信波と該送信波の該ターゲットによる反射波に基づいて、該ターゲットとの間の距離を演算する送受信装置であって、
送信アンテナから前記ターゲットに第1の送信波を送信し、該第1の送信波と受信アンテナを介して受信される前記第1の送信波とをミキシングすることにより生成されるビート周波数を有する信号を出力する高周波回路と、
前記高周波回路により出力されるビート周波数を有する信号に基づいて、アンテナカップリングによるピークの周波数成分を検出し、該周波数成分の変動に基づいて、正常に動作しているか否かを判定する制御信号処理回路と
を有する。
A transmission / reception apparatus according to an embodiment of the disclosure includes:
A transmission / reception device that calculates a distance between the transmission wave transmitted to the target and a reflection wave of the transmission wave by the target,
A signal having a beat frequency generated by transmitting a first transmission wave from the transmission antenna to the target and mixing the first transmission wave and the first transmission wave received via the reception antenna A high-frequency circuit that outputs
A control signal that detects a peak frequency component due to antenna coupling based on a signal having a beat frequency output from the high-frequency circuit, and determines whether or not the device is operating normally based on fluctuations in the frequency component And a processing circuit.

開示の一実施例の送受信方法は、
ターゲットに送信した送信波と該送信波の該ターゲットによる反射波に基づいて、該ターゲットとの間の距離を演算する送受信装置における送受信方法であって、
送信アンテナから前記ターゲットに第1の送信波を送信し、
該第1の送信波と受信アンテナを介して受信される前記第1の送信波とをミキシングすることによりビート周波数を有する信号を生成し、
該ビート周波数を有する信号に基づいて、アンテナカップリングによるピークの周波数成分を検出し、
該周波数成分の変動に基づいて、正常に動作しているか否かを判定する。
The transmission / reception method of an embodiment of the disclosure is as follows:
A transmission / reception method in a transmission / reception apparatus that calculates a distance between a target and a transmission wave transmitted to a target and a reflection wave of the transmission wave by the target,
Transmitting a first transmission wave from the transmission antenna to the target;
Generating a signal having a beat frequency by mixing the first transmission wave and the first transmission wave received via a receiving antenna;
Based on a signal having the beat frequency, a peak frequency component due to antenna coupling is detected,
Based on the fluctuation of the frequency component, it is determined whether or not it is operating normally.

開示の実施例によれば、装置の規模の増大を最低限に抑えつつ動作の確認をすることができる。   According to the disclosed embodiment, it is possible to confirm the operation while minimizing an increase in the scale of the apparatus.

送受信装置の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of a transmission / reception apparatus. 高周波回路の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of a high frequency circuit. 制御信号処理回路の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of a control signal processing circuit. 制御電圧の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of a control voltage. ビート信号の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of a beat signal. 制御信号処理回路の一実施例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows one Example of a control signal processing circuit. 送信信号と受信信号とビート信号との間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a transmission signal, a received signal, and a beat signal. 送受信装置の動作の一実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Example of operation | movement of a transmission / reception apparatus.

次に、本発明を実施するための形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施例は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施例に限られない。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
Next, the form for implementing this invention is demonstrated, referring drawings based on the following Examples. Examples described below are merely examples, and embodiments to which the present invention is applied are not limited to the following examples.
In all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are used for those having the same function, and repeated explanation is omitted.

<実施例>
<送受信装置>
図1は、送受信装置100の一実施例を示す。送受信装置100は電波を対象物(ターゲット)に向けて発射し、該電波の対象物による反射波を測定する、いわゆるレーダーである。送受信装置100の一実施例は、準ミリ波を対象物に向けて発射し、該準ミリ波の対象物による反射波を測定する。準ミリ波に限らず、ミリ波などの準ミリ波とは異なる電波を発射するようにもできる。送受信装置100は、周波数変調された連続波(FMCW)として、準ミリ波を発射する。つまり、送受信装置100は、準ミリ波の周波数を周期的に、直線的に上昇・下降させて間断なく送信する。
<Example>
<Transmitting / receiving device>
FIG. 1 shows an embodiment of a transmission / reception device 100. The transmission / reception device 100 is a so-called radar that emits radio waves toward an object (target) and measures a reflected wave of the radio waves from the object. One embodiment of the transmission / reception apparatus 100 emits a quasi-millimeter wave toward an object and measures a reflected wave from the quasi-millimeter wave object. Not only the quasi-millimeter wave but also a radio wave different from the quasi-millimeter wave such as a millimeter wave can be emitted. The transmitting / receiving apparatus 100 emits a quasi-millimeter wave as a frequency-modulated continuous wave (FMCW). That is, the transmission / reception device 100 periodically and linearly increases and decreases the frequency of the quasi-millimeter wave and transmits it without interruption.

送受信装置100は、ブラインドスポットモニターに適用されるのが好ましい。ブラインドスポットモニターに適用することにより、隣の車線を走る車両を検知できる。また、送受信装置100はクルーズコントロール(Cruise Control)に適用することもできる。クルーズコントロールに適用することにより、ドライバーに指示された速度で走行制御を実行することができる。また、クルーズコントロール機能が車両に搭載されることにより、アクセルペダルを踏み続けることなく指示した速度を維持することができる。   The transmission / reception device 100 is preferably applied to a blind spot monitor. By applying it to a blind spot monitor, it is possible to detect a vehicle traveling in the adjacent lane. Moreover, the transmission / reception apparatus 100 can also be applied to cruise control. By applying it to cruise control, traveling control can be executed at a speed instructed by the driver. Further, by installing the cruise control function in the vehicle, it is possible to maintain the instructed speed without continuing to step on the accelerator pedal.

送受信装置100は、ターゲットからの反射波に基づいて、該反射波と送信波とをミキシングすることによりビート周波数を有する信号(以下、「ビート信号」という)を得る。ビート周波数は、送受信装置100とターゲットとの間の距離Rと、送受信装置100とターゲットとの間の相対速度Vに比例する。送受信装置100は、ビート信号に基づいて、距離に相当する周波数(以下、「距離周波数」という)と、相対速度に相当する周波数(以下、「相対速度周波数」という)を計算し、送受信装置100とターゲットとの間の距離と、相対速度とを求める。   The transmission / reception device 100 obtains a signal having a beat frequency (hereinafter referred to as “beat signal”) by mixing the reflected wave and the transmitted wave based on the reflected wave from the target. The beat frequency is proportional to the distance R between the transmission / reception device 100 and the target and the relative velocity V between the transmission / reception device 100 and the target. Based on the beat signal, the transmission / reception device 100 calculates a frequency corresponding to the distance (hereinafter referred to as “distance frequency”) and a frequency corresponding to the relative speed (hereinafter referred to as “relative speed frequency”). And the relative speed between the target and the target.

ここで、送受信装置100は、ターゲットからの反射波に加えて、ターゲットに反射されることなく送信した電波を受信する場合がある。送信した電波をそのまま受信することにより、いわゆるアンテナカップリングが発生する。アンテナカップリングの発生は、ターゲットがアンテナの直前に相対速度が零で存在していることに相当するので、好ましくない。一方で、アンテナカップリングにより、送信した電波をそのまま受信することにより得られる距離周波数は一定となることが知られている。   Here, in addition to the reflected wave from the target, the transmission / reception device 100 may receive a radio wave transmitted without being reflected by the target. By receiving the transmitted radio wave as it is, so-called antenna coupling occurs. The occurrence of antenna coupling is undesirable because it corresponds to the target having a relative velocity of zero immediately before the antenna. On the other hand, it is known that the distance frequency obtained by receiving the transmitted radio wave as it is by antenna coupling is constant.

従って、送受信装置100の一実施例は、送信波と、受信波とをミキシングすることにより得られるビート信号を測定することにより、正常に動作しているか否かを判定する。ここで、受信波は、ターゲットからの反射波と、ターゲットに反射されることなる受信される送信波である。   Therefore, one embodiment of the transmission / reception device 100 determines whether or not it is operating normally by measuring a beat signal obtained by mixing a transmission wave and a reception wave. Here, the received wave is a reflected wave from the target and a received transmitted wave that is reflected by the target.

送受信装置100は、送信アンテナ102と、受信アンテナ104と、高周波回路106と、制御信号処理回路108とを有する。   The transmission / reception apparatus 100 includes a transmission antenna 102, a reception antenna 104, a high frequency circuit 106, and a control signal processing circuit 108.

送信アンテナ102は、周波数変調された連続波として、ターゲットへミリ波を送信する。   The transmission antenna 102 transmits a millimeter wave to the target as a frequency-modulated continuous wave.

高周波回路106は、送信アンテナ102と接続される。高周波回路106は、制御信号処理回路108からの制御電圧に基づいて、送信波を発生する。また、高周波回路106は、受信アンテナ104からの受信波と、送信波とをミキシングすることによりビート信号を発生させ、制御信号処理回路108に入力する。   The high frequency circuit 106 is connected to the transmission antenna 102. The high frequency circuit 106 generates a transmission wave based on the control voltage from the control signal processing circuit 108. The high frequency circuit 106 generates a beat signal by mixing the reception wave from the reception antenna 104 and the transmission wave, and inputs the beat signal to the control signal processing circuit 108.

<高周波回路106>
図2は、高周波回路106の一実施例を示す。
<High-frequency circuit 106>
FIG. 2 shows an embodiment of the high-frequency circuit 106.

高周波回路106は、電圧制御発振器(VCO: Voltage-controlled oscillator)202と、方向性結合器204と、増幅器206及び208と、ミキサー210とを有する。   The high-frequency circuit 106 includes a voltage-controlled oscillator (VCO) 202, a directional coupler 204, amplifiers 206 and 208, and a mixer 210.

電圧制御発振器202は、制御信号処理回路108と接続される。電圧制御発振器202は、制御信号処理回路108から制御電圧が入力される。電圧制御発振器202は、制御信号処理回路108からの制御電圧により発信周波数を制御する。電圧制御発振器202からの発振波は、方向性結合器204に入力される。   The voltage controlled oscillator 202 is connected to the control signal processing circuit 108. The voltage control oscillator 202 receives a control voltage from the control signal processing circuit 108. The voltage controlled oscillator 202 controls the transmission frequency by the control voltage from the control signal processing circuit 108. The oscillation wave from the voltage controlled oscillator 202 is input to the directional coupler 204.

方向性結合器204は、電圧制御発振器202と、送信アンテナ102と接続される。方向性結合器204は、電圧制御発振器202からの発振波を送信アンテナ102から送信するとともに、増幅器206に入力する。   The directional coupler 204 is connected to the voltage controlled oscillator 202 and the transmission antenna 102. The directional coupler 204 transmits the oscillation wave from the voltage controlled oscillator 202 from the transmission antenna 102 and inputs it to the amplifier 206.

増幅器206は、方向性結合器204と接続される。増幅器206は、方向性結合器204からの発振波を増幅する。増幅器206は、増幅した発振波をミキサー210へ入力する。   The amplifier 206 is connected to the directional coupler 204. The amplifier 206 amplifies the oscillation wave from the directional coupler 204. The amplifier 206 inputs the amplified oscillation wave to the mixer 210.

増幅器208は、受信アンテナ104と接続される。増幅器208は、受信アンテナ104からの受信波を増幅する。増幅器208は、増幅した受信波をミキサー210に入力する。   The amplifier 208 is connected to the receiving antenna 104. The amplifier 208 amplifies the reception wave from the reception antenna 104. The amplifier 208 inputs the amplified received wave to the mixer 210.

ミキサー210は、増幅器206及び208と接続される。ミキサー210は、増幅器206により増幅された発振波と増幅器208からの増幅された受信波とをミキシングする。ミキサー210は、制御信号処理回路108に、ミキシングすることにより生成されるビート信号を入力する。   The mixer 210 is connected to the amplifiers 206 and 208. The mixer 210 mixes the oscillation wave amplified by the amplifier 206 and the reception wave amplified from the amplifier 208. The mixer 210 inputs a beat signal generated by mixing to the control signal processing circuit 108.

制御信号処理回路108は、高周波回路106と接続される。制御信号処理回路108は、高周波回路106の電圧制御発振器202へ入力する制御信号を発生する。また、制御信号処理回路108は、高周波回路106からのビート信号に基づいて、距離周波数と、相対速度周波数を計算し、ターゲットとの間の距離と相対速度を計算する。また、制御信号処理回路108は、高周波回路106からのビート信号に基づいて、送受信回路100の動作が正常であるか否かを判定する。   The control signal processing circuit 108 is connected to the high frequency circuit 106. The control signal processing circuit 108 generates a control signal to be input to the voltage controlled oscillator 202 of the high frequency circuit 106. Further, the control signal processing circuit 108 calculates the distance frequency and the relative speed frequency based on the beat signal from the high frequency circuit 106, and calculates the distance and the relative speed between the target and the target. Further, the control signal processing circuit 108 determines whether or not the operation of the transmission / reception circuit 100 is normal based on the beat signal from the high frequency circuit 106.

<制御信号処理回路108>
図3は、制御信号処理回路108の一実施例を示す。
<Control signal processing circuit 108>
FIG. 3 shows an embodiment of the control signal processing circuit 108.

制御信号処理回路108は、主制御ユニット(MCU: Main Control Unit)302と、変調制御回路304と、中間波処理回路306と、信号取り込み回路308とを有する。   The control signal processing circuit 108 includes a main control unit (MCU) 302, a modulation control circuit 304, an intermediate wave processing circuit 306, and a signal capturing circuit 308.

主制御ユニット302は、送受信装置100全体の制御を実行する。具体的には、主制御ユニット302は、変調制御回路304に搭載されたD/Aコンバータ(図示なし)の制御を実行する。主制御ユニット302は、変調制御回路304へ該変調制御回路304のD/Aコンバータを制御する制御信号を入力する。   The main control unit 302 executes overall control of the transmission / reception device 100. Specifically, the main control unit 302 executes control of a D / A converter (not shown) mounted on the modulation control circuit 304. The main control unit 302 inputs a control signal for controlling the D / A converter of the modulation control circuit 304 to the modulation control circuit 304.

変調制御回路304は、主制御ユニット302と高周波回路106と接続される。変調制御回路304は、発振回路(図示なし)と、D/A変換器(図示なし)とを有する。発振回路は、周波数制御電圧を発生する。D/A変換器は、主制御ユニット302からの制御信号に従って動作し、発振回路からの周波数制御電圧のデジタル電圧値をアナログ電圧値に変換することにより制御電圧を生成する。変調制御回路304は、電圧制御発振器202へ制御電圧を入力する。   The modulation control circuit 304 is connected to the main control unit 302 and the high frequency circuit 106. The modulation control circuit 304 includes an oscillation circuit (not shown) and a D / A converter (not shown). The oscillation circuit generates a frequency control voltage. The D / A converter operates in accordance with a control signal from the main control unit 302, and generates a control voltage by converting a digital voltage value of the frequency control voltage from the oscillation circuit into an analog voltage value. The modulation control circuit 304 inputs a control voltage to the voltage controlled oscillator 202.

図4は、変調制御回路304により出力される制御電圧の一実施例を示す。図4には、時間と制御電圧との間の関係が示される。   FIG. 4 shows an example of the control voltage output by the modulation control circuit 304. FIG. 4 shows the relationship between time and control voltage.

図4に示されるように、制御電圧は三角波であるのが好ましい。また、制御電圧が三角波以外の波形により表されてもよい。   As shown in FIG. 4, the control voltage is preferably a triangular wave. Further, the control voltage may be represented by a waveform other than a triangular wave.

中間波処理回路306は、高周波回路106と接続される。中間波処理回路306は、高周波回路106からのビート信号を増幅し、フィルタリングを行う。中間波処理回路306は、信号読み取り回路308へ、フィルタリングしたビート信号を入力する。   The intermediate wave processing circuit 306 is connected to the high frequency circuit 106. The intermediate wave processing circuit 306 amplifies the beat signal from the high frequency circuit 106 and performs filtering. The intermediate wave processing circuit 306 inputs the filtered beat signal to the signal reading circuit 308.

信号読み取り回路308は、中間波処理回路306と接続される。信号読み取り回路308は、主制御ユニット302による制御により、中間波処理回路306からのフィルタリングしたビート信号をデジタル信号へ変換する。信号読み取り回路308は、主制御ユニット302による制御により、デジタル信号へ変換したビート信号を高速フーリエ変換(FFT: Fast Fourier Transform)することにより、ビート信号を周波数領域の信号へ変換する。信号読み取り回路308により周波数領域の信号へ顕官されたビート信号は、主制御ユニット302へ入力される。   The signal reading circuit 308 is connected to the intermediate wave processing circuit 306. The signal reading circuit 308 converts the filtered beat signal from the intermediate wave processing circuit 306 into a digital signal under the control of the main control unit 302. The signal reading circuit 308 converts the beat signal into a signal in the frequency domain by performing a fast Fourier transform (FFT) on the beat signal converted into the digital signal under the control of the main control unit 302. The beat signal revealed as a frequency domain signal by the signal reading circuit 308 is input to the main control unit 302.

図5は、信号読み取り回路308から主制御ユニット302に入力される信号の一実施例を示す。図5には、周波数と信号強度との間の関係が示される。   FIG. 5 shows an example of signals input from the signal reading circuit 308 to the main control unit 302. FIG. 5 shows the relationship between frequency and signal strength.

図5に示されるように、信号読み取り回路308からの出力信号には、アンテナカップリングによる周波数成分によるピーク(以下、「第1のピーク」という)と、ターゲットによる周波数成分によるピーク(以下、「第2のピーク」という)とが見られる。   As shown in FIG. 5, the output signal from the signal reading circuit 308 includes a peak due to the frequency component due to antenna coupling (hereinafter referred to as “first peak”) and a peak due to the frequency component due to the target (hereinafter referred to as “ Second peak ”).

主制御ユニット302は、信号取り込み回路308と接続される。主制御ユニット302は、信号取り込み回路308からのビート信号に基づいて、ターゲットとの間の距離、ターゲットとの相対距離を算出する。   The main control unit 302 is connected to the signal capturing circuit 308. The main control unit 302 calculates the distance to the target and the relative distance to the target based on the beat signal from the signal capturing circuit 308.

<主制御ユニット302>
図6は、主制御ユニット302を示す。主制御ユニット302は、デジタルシグナルプロセッサ(DSP: Digital Signal Processor)などのプロセッサや、FPGA(field-programmable gate array)などの集積回路により構成されるのが好ましい。
<Main control unit 302>
FIG. 6 shows the main control unit 302. The main control unit 302 is preferably configured by a processor such as a digital signal processor (DSP) or an integrated circuit such as an FPGA (field-programmable gate array).

プロセッサの内部に記憶されたアプリケーション(ファームウェア)に従ってプロセッサにより、距離・相対速度演算部402、ピーク成分検出部404、動作判定部406としての機能が実行されるのが好ましい。また、記憶部(図示無し)に記憶されたアプリケーションに従ってプロセッサにより、距離・相対速度演算部402、ピーク成分検出部404、動作判定部406としての機能が実行されてもよい。   The functions of the distance / relative speed calculation unit 402, the peak component detection unit 404, and the operation determination unit 406 are preferably executed by the processor in accordance with an application (firmware) stored in the processor. Further, the functions as the distance / relative speed calculation unit 402, the peak component detection unit 404, and the operation determination unit 406 may be executed by a processor according to an application stored in a storage unit (not shown).

主制御ユニット302は、距離・相対速度演算部402として機能する。   The main control unit 302 functions as the distance / relative speed calculation unit 402.

距離・相対速度演算部402は、ビート信号に基づいて、ターゲットとの間の距離、ターゲットに対する相対速度を演算する。   The distance / relative speed calculation unit 402 calculates the distance to the target and the relative speed with respect to the target based on the beat signal.

図7は、送信波と受信波についての時間と周波数との関係(上側)と、ビート周波数についての時間と周波数との関係(下側)とを示す。   FIG. 7 shows the relationship between time and frequency (upper side) for transmission waves and reception waves, and the relationship between time and frequency (lower side) for beat frequencies.

図7において、「c」は光速(m/s)、「Δf」は周波数変調幅(Hz)、「T」は変調繰り返し周期(s)、「f0」は中心周波数(Hz)、「R」は距離(m)、「V」は相対速度(m/s)を示す。また、「fBD」、「fBU」はビート周波数(Hz)、「fR」は距離周波数(Hz)、「fV」は相対速度周波数(Hz)を示す。 In FIG. 7, “c” is the speed of light (m / s), “Δf” is the frequency modulation width (Hz), “T” is the modulation repetition period (s), “f 0 ” is the center frequency (Hz), “R”. "Represents distance (m), and" V "represents relative velocity (m / s). “F BD ” and “f BU ” indicate beat frequency (Hz), “f R ” indicates distance frequency (Hz), and “f V ” indicates relative velocity frequency (Hz).

送信波と受信波についての時間と周波数との関係(上側)において、実線は送信波を示し、破線は受信波を示す。ターゲットで反射した電波は、送受信装置100とターゲットとの間を往復する。従って、反射波は、送受信装置100とターゲットとの間を往復する距離(2R)分の時間遅れを伴って受信される。また、送受信装置100とターゲットとの間に相対速度Vがある場合には、ドップラー効果により受信周波数がシフトする。   In the relationship between time and frequency (upper side) for the transmission wave and the reception wave, the solid line indicates the transmission wave, and the broken line indicates the reception wave. The radio wave reflected by the target reciprocates between the transmission / reception device 100 and the target. Therefore, the reflected wave is received with a time delay corresponding to the distance (2R) for reciprocating between the transmission / reception device 100 and the target. In addition, when there is a relative speed V between the transmission / reception device 100 and the target, the reception frequency is shifted due to the Doppler effect.

受信波のうち、送信波に対して時間遅れが2RA/cで表されるものはターゲットに反射されることなく受信した送信波を示し、送信波に対して時間遅れが2R/cで表されるものはターゲットに反射された反射波を示す。 Among the received waves, the one with a time delay of 2R A / c with respect to the transmitted wave indicates the transmitted wave received without being reflected by the target, and the time delay with respect to the transmitted wave is represented with 2R / c. What is shown shows the reflected wave reflected by the target.

また、式(1)から式(4)が成り立つ。   Moreover, Formula (4) is formed from Formula (1).

fR=(fBD+fBU)/2 (1)
fV=(fBD-fBU)/2 (2)
R=fR・c・T/4・Δf (3)
V= fV・c/2・f0 (4)
距離・相対速度演算部402は、式(1)から式(4)から求められる式(5)によりターゲットとの間の距離を演算し、式(6)により相対速度を演算する。
f R = (f BD + f BU ) / 2 (1)
f V = (f BD -f BU ) / 2 (2)
R = f R・ c ・ T / 4 ・ Δf (3)
V = f V・ c / 2 ・ f 0 (4)
The distance / relative speed calculation unit 402 calculates the distance to the target by Expression (5) obtained from Expression (1) to Expression (4), and calculates the relative speed by Expression (6).

R=(fBD+fBU)・c・T/4・Δf (5)
V=(fBD-fBU) ・c/2・f0 (6)
距離・相対速度演算部402は、演算により得られるターゲットとの間の距離Rと、相対速度Vを出力する。
R = (f BD + f BU ) ・ c ・ T / 4 ・ Δf (5)
V = (f BD -f BU ) ・ c / 2 ・ f 0 (6)
The distance / relative speed calculator 402 outputs the distance R between the target and the relative speed V obtained by the calculation.

主制御ユニット302は、ピーク成分検出部404として機能する。   The main control unit 302 functions as the peak component detection unit 404.

ピーク成分検出部404は、信号読み取り回路308からの出力信号から、第1のピークを検出する。図5に示されるように、信号読み取り回路308からの出力信号には、第1のピークと第2のピークの2個のピークが検出される。ピーク成分検出部404は、検出された2個のピークのうち、低い周波数側のピークを第1のピークとして検出するのが好ましい。ピーク成分検出部404は、検出した第1のピークの周波数成分を検出する。ピーク成分検出部404は、第1のピークの周波数成分を動作判定部406へ入力する。   The peak component detection unit 404 detects the first peak from the output signal from the signal reading circuit 308. As shown in FIG. 5, two peaks of a first peak and a second peak are detected in the output signal from the signal reading circuit 308. The peak component detection unit 404 preferably detects a peak on the lower frequency side of the two detected peaks as the first peak. The peak component detection unit 404 detects the detected frequency component of the first peak. The peak component detection unit 404 inputs the frequency component of the first peak to the operation determination unit 406.

主制御ユニット302は、動作判定部406として機能する。動作判定部406は、ピーク成分検出部404と接続される。動作判定部406は、ピーク成分検出部404からの第1のピークの周波数成分に基づいて、送受信装置100が正常に動作しているか否かを判定する。具体的には、動作判定部406は、ピーク成分検出部404からの第1のピークの周波数成分の変動が所定の閾値以内であるか否かを判定することにより送受信装置100が正常に動作しているか否かを判定するのが好ましい。ここで、送受信装置100が正常に動作しているとは、変調制御回路304の動作が正常であることをいう。   The main control unit 302 functions as the operation determination unit 406. The operation determination unit 406 is connected to the peak component detection unit 404. The operation determination unit 406 determines whether or not the transmission / reception device 100 is operating normally based on the frequency component of the first peak from the peak component detection unit 404. Specifically, the operation determination unit 406 determines whether or not the fluctuation of the frequency component of the first peak from the peak component detection unit 404 is within a predetermined threshold value, so that the transmission / reception device 100 operates normally. It is preferable to determine whether or not. Here, the normal operation of the transmission / reception device 100 means that the operation of the modulation control circuit 304 is normal.

動作判定部406は、第1のピークの周波数成分の変動が所定の閾値以内である場合には、送受信装置100が正常に動作していると判定する。正常に動作していると判定した場合、送受信装置100の動作が継続されるのが好ましい。   The operation determination unit 406 determines that the transmission / reception device 100 is operating normally when the variation in the frequency component of the first peak is within a predetermined threshold. When it is determined that it is operating normally, it is preferable that the operation of the transmission / reception device 100 is continued.

動作判定部406は、第1のピークの周波数成分の変動が所定の閾値以内でない場合、つまり第1のピークの周波数成分の変動が大きい場合には、送受信装置100が正常に動作していないと判定する。正常に動作していないと判定した場合、送受信装置100の動作が中止されるのが好ましい。また、正常に動作していないと判定した場合、送受信装置100は、アラームを鳴動するようにしてもよい。   The operation determining unit 406 determines that the transmission / reception device 100 is not operating normally when the fluctuation of the frequency component of the first peak is not within the predetermined threshold, that is, when the fluctuation of the frequency component of the first peak is large. judge. When it is determined that the transmission / reception apparatus 100 is not operating normally, the operation of the transmission / reception apparatus 100 is preferably stopped. If it is determined that the device is not operating normally, the transmitting / receiving device 100 may sound an alarm.

<送受信装置100の動作>
図8は、送受信装置100の動作の一実施例を示す。
<Operation of Transmission / Reception Device 100>
FIG. 8 shows an embodiment of the operation of the transmission / reception device 100.

ステップS802では、送受信装置100は、周波数変調された連続波として、準ミリ波を送信する。高周波回路106から準ミリ波が送信アンテナ102を介して無線送信される。   In step S802, the transmission / reception device 100 transmits a quasi-millimeter wave as a frequency-modulated continuous wave. A quasi-millimeter wave is wirelessly transmitted from the high-frequency circuit 106 via the transmission antenna 102.

ステップS804では、送受信装置100は、ターゲットにより反射された反射波を含む電波を受信する。受信アンテナ104を介して、反射波が高周波回路106に受信される。ここで、受信アンテナ104を介して、ターゲットに反射されない送信波も受信されることがある。   In step S804, the transmission / reception device 100 receives a radio wave including a reflected wave reflected by the target. The reflected wave is received by the high frequency circuit 106 via the receiving antenna 104. Here, a transmission wave that is not reflected by the target may be received via the reception antenna 104.

ステップS806では、送受信装置100は、送信波と反射波を含む電波とをミキシングすることにより、ビート信号を抽出する。ミキサー210は、送信波と、反射波を含む電波とをミキシングすることによりビート信号を生成する。   In step S806, the transmission / reception device 100 extracts a beat signal by mixing a transmission wave and a radio wave including a reflected wave. The mixer 210 generates a beat signal by mixing a transmission wave and a radio wave including a reflected wave.

ステップS808では、送受信装置100は、ビート信号をFFT処理する。ビート信号は、制御信号処理回路108に入力される。制御信号処理回路108では、中間波処理回路306において、ビート信号の帯域が制限される。信号読み取り回路308は、帯域が制限されたビート信号をFFT変換することにより周波数領域の信号に変換する。   In step S808, the transmission / reception device 100 performs FFT processing on the beat signal. The beat signal is input to the control signal processing circuit 108. In the control signal processing circuit 108, the band of the beat signal is limited in the intermediate wave processing circuit 306. The signal reading circuit 308 converts the beat signal having a limited band into a frequency domain signal by performing an FFT conversion.

ステップS810では、送受信装置100は、FFT処理したビート信号から、第1のピークの周波数成分を求める。信号読み取り回路308によりFFT変換されることにより生成した周波数領域の信号は、主制御ユニット302に入力される。主制御ユニット302では、該主制御ユニット302がピーク成分検出部404として機能することにより、周波数領域の信号がら第1のピークの周波数成分を求める。   In step S810, the transmission / reception device 100 obtains the frequency component of the first peak from the beat signal subjected to the FFT processing. The frequency domain signal generated by the FFT conversion by the signal reading circuit 308 is input to the main control unit 302. In the main control unit 302, the main control unit 302 functions as the peak component detection unit 404, thereby obtaining the frequency component of the first peak from the frequency domain signal.

ステップS812では、送受信装置100は、第1のピークの周波数成分の変動に基づいて、正常に動作しているか否かを判定する。主制御ユニット302では、該主制御ユニット302が動作判定部406として機能することにより、正常に動作しているか否かを判定する。   In step S812, the transmission / reception device 100 determines whether or not it is operating normally based on the fluctuation of the frequency component of the first peak. The main control unit 302 determines whether the main control unit 302 is operating normally by functioning as the operation determination unit 406.

送受信装置100の一実施例によれば、アンテナカップリングによるビート周波数を監視することにより、電圧制御発振器に印加される制御電圧が正常であるか否かを判定できる。つまり、ビート信号から抽出されるアンテナカップリングによるピークの周波数成分の変動に基づいて、電圧制御発振器に制御電圧を印加する変調制御回路が正常であるか否かを判定できる。アンテナカップリングによるピークの周波数成分の変動が所定の閾値以内である場合には変調制御回路が正常に動作していると判定される。また、アンテナカップリングによるピークの周波数成分の変動が所定の閾値より大きい場合には変調制御回路が正常に動作していないと判定される。理想的には、アンテナカップリングによるピークの周波数成分は一定の値を取るためである。   According to one embodiment of the transmission / reception device 100, it is possible to determine whether or not the control voltage applied to the voltage controlled oscillator is normal by monitoring the beat frequency due to antenna coupling. That is, it is possible to determine whether or not the modulation control circuit that applies the control voltage to the voltage controlled oscillator is normal based on the fluctuation of the peak frequency component due to the antenna coupling extracted from the beat signal. When the fluctuation of the peak frequency component due to antenna coupling is within a predetermined threshold, it is determined that the modulation control circuit is operating normally. Further, when the fluctuation of the peak frequency component due to the antenna coupling is larger than a predetermined threshold, it is determined that the modulation control circuit is not operating normally. Ideally, the peak frequency component due to antenna coupling takes a constant value.

ピークの周波数成分を検出する機能に加え、動作が正常であるか否かを監視する機能を実行するソフトウェアを送受信装置100に搭載することにより実現できる。このため、新たに、ハードウェアを搭載することなく実現できる。このため、装置の規模の増大を最低限に抑えることができる。また、コストの上昇も抑えられる。   In addition to the function of detecting the peak frequency component, it can be realized by installing software that executes a function of monitoring whether or not the operation is normal in the transmission / reception apparatus 100. Therefore, it can be realized without newly installing hardware. For this reason, an increase in the scale of the apparatus can be minimized. In addition, an increase in cost can be suppressed.

以上、本発明は特定の実施例及び変形例を参照しながら説明されてきたが、各実施例及び変形例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に従った装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。   Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments and modifications, each embodiment and modification is merely illustrative, and those skilled in the art will recognize various modifications, modifications, alternatives, and substitutions. You will understand examples. For convenience of explanation, an apparatus according to an embodiment of the present invention has been described using a functional block diagram, but such an apparatus may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various variations, modifications, alternatives, substitutions, and the like are included without departing from the spirit of the present invention.

100 送受信装置
102 送信アンテナ
104 受信アンテナ
106 高周波回路
108 制御信号処理回路
202 電圧制御発振回路
204 方向性結合器
206 増幅器
208 増幅器
210 ミキサー
302 主制御ユニット
304 変調制御回路
306 中間波処理回路
308 信号取り込み回路
402 距離・相対速度演算部
404 ピーク成分検出部
406 動作判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Transmission / reception apparatus 102 Transmission antenna 104 Reception antenna 106 High frequency circuit 108 Control signal processing circuit 202 Voltage control oscillation circuit 204 Directional coupler 206 Amplifier 208 Amplifier 210 Mixer 302 Main control unit 304 Modulation control circuit 306 Intermediate wave processing circuit 308 Signal acquisition circuit 402 Distance / Relative Speed Calculation Unit 404 Peak Component Detection Unit 406 Operation Determination Unit

Claims (6)

ターゲットに送信した送信波と該送信波の該ターゲットによる反射波に基づいて、該ターゲットとの間の距離を演算する送受信装置であって、
送信アンテナから前記ターゲットに第1の送信波を送信し、該第1の送信波と受信アンテナを介して受信される前記第1の送信波とをミキシングすることにより生成されるビート周波数を有する信号を出力する高周波回路と、
前記高周波回路により出力されるビート周波数を有する信号に基づいて、アンテナカップリングによるピークの周波数成分を検出し、該周波数成分の変動に基づいて、正常に動作しているか否かを判定する制御信号処理回路と
を有する、送受信装置。
A transmission / reception device that calculates a distance between the transmission wave transmitted to the target and a reflection wave of the transmission wave by the target,
A signal having a beat frequency generated by transmitting a first transmission wave from the transmission antenna to the target and mixing the first transmission wave and the first transmission wave received via the reception antenna A high-frequency circuit that outputs
A control signal that detects a peak frequency component due to antenna coupling based on a signal having a beat frequency output from the high-frequency circuit, and determines whether or not the device is operating normally based on fluctuations in the frequency component A transmission / reception device comprising: a processing circuit.
前記制御信号処理回路は、高速フーリエ変換した前記ビート周波数を有する信号から、アンテナカップリングによるピークの周波数成分を検出する、請求項1に記載の送受信装置。   The transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the control signal processing circuit detects a peak frequency component due to antenna coupling from a signal having the beat frequency obtained by fast Fourier transform. 前記送信信号は、周波数変調連続波である、請求項1又は2に記載の送受信装置。   The transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the transmission signal is a frequency-modulated continuous wave. 前記制御信号処理回路は、前記高速フーリエ変換したビート周波数を有する信号のピークのうち、低周波数側のピークの周波数成分を検出する、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の送受信装置。   4. The transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the control signal processing circuit detects a frequency component of a peak on a low frequency side among peaks of a signal having a beat frequency subjected to the fast Fourier transform. 5. 前記制御信号処理回路は、前記アンテナカップリングによるピークの周波数成分の変動が、所定の閾値以内である場合に正常に動作していると判定し、前記所定の閾値より大きい場合に正常に動作していないと判定する、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の送受信装置。   The control signal processing circuit determines that the operation is normal when the fluctuation of the peak frequency component due to the antenna coupling is within a predetermined threshold, and operates normally when the fluctuation is larger than the predetermined threshold. The transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the transmission / reception apparatus determines that the transmission / reception is not performed. ターゲットに送信した送信波と該送信波の該ターゲットによる反射波に基づいて、該ターゲットとの間の距離を演算する送受信装置における送受信方法であって、
送信アンテナから前記ターゲットに第1の送信波を送信し、
該第1の送信波と受信アンテナを介して受信される前記第1の送信波とをミキシングすることによりビート周波数を有する信号を生成し、
該ビート周波数を有する信号に基づいて、アンテナカップリングによるピークの周波数成分を検出し、
該周波数成分の変動に基づいて、正常に動作しているか否かを判定する、送受信方法。
A transmission / reception method in a transmission / reception apparatus that calculates a distance between a target and a transmission wave transmitted to a target and a reflection wave of the transmission wave by the target,
Transmitting a first transmission wave from the transmission antenna to the target;
Generating a signal having a beat frequency by mixing the first transmission wave and the first transmission wave received via a receiving antenna;
Based on a signal having the beat frequency, a peak frequency component due to antenna coupling is detected,
A transmission / reception method for determining whether or not the device is operating normally based on fluctuations in the frequency component.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111929668A (en) * 2020-06-30 2020-11-13 湖南华诺星空电子技术有限公司 Radio detection ranging method and system based on quantization interval statistics
CN112074753A (en) * 2018-05-02 2020-12-11 罗伯特·博世有限公司 Monitoring of FMCW radar sensors

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112074753A (en) * 2018-05-02 2020-12-11 罗伯特·博世有限公司 Monitoring of FMCW radar sensors
JP2021519940A (en) * 2018-05-02 2021-08-12 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh Monitoring of FMCW radar sensor
JP7032570B2 (en) 2018-05-02 2022-03-08 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Monitoring of FMCW radar sensor
CN112074753B (en) * 2018-05-02 2024-04-30 罗伯特·博世有限公司 Monitoring of FMCW radar sensor
CN111929668A (en) * 2020-06-30 2020-11-13 湖南华诺星空电子技术有限公司 Radio detection ranging method and system based on quantization interval statistics
CN111929668B (en) * 2020-06-30 2023-09-19 华诺星空技术股份有限公司 Ranging method and system for radio detection based on quantization interval statistics

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