JP2019120613A - Rader system, method of controlling rader system, and program - Google Patents

Rader system, method of controlling rader system, and program Download PDF

Info

Publication number
JP2019120613A
JP2019120613A JP2018001379A JP2018001379A JP2019120613A JP 2019120613 A JP2019120613 A JP 2019120613A JP 2018001379 A JP2018001379 A JP 2018001379A JP 2018001379 A JP2018001379 A JP 2018001379A JP 2019120613 A JP2019120613 A JP 2019120613A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
code
correlation value
signal
radar apparatus
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018001379A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
光彬 湯川
Mitsuyoshi Yukawa
光彬 湯川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2018001379A priority Critical patent/JP2019120613A/en
Publication of JP2019120613A publication Critical patent/JP2019120613A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To remove a distance side lobe generated by a Doppler shift from a signal for detecting a body without requiring complex constitution nor computation.SOLUTION: A radar device is configured to: generate a first code and a second code which constitute complementary codes; transmit a transmission signal generated by modulating the first code and second code to each other and then putting them together; receive as a reception signal the transmission signal having been reflected by an object; calculate a first correlation value indicative of a correlation value between the reception signal and the first code and a second correlation value indicative of a correlation value between the reception signal and a code based upon the second code; and perform detection processing on the object based upon the first correlation value and the second correlation value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーダ装置、レーダ装置の制御方法、およびプログラムに関する。   The present invention relates to a radar device, a control method of the radar device, and a program.

レーダ装置は、電波(送信信号)を送信し、物体に反射した電波(受信信号)を受信することで、物体の検出および位置の測定を行う装置である。レーダ装置において、レーダ装置の性能や特性を決める一つの要素に、送信信号の変調方式が挙げられる。例えば、送信信号の変調方式のうち、パルス圧縮方式では、送信符号を用いて生成される送信信号を送信し、物体に反射して戻った受信信号と送信符号間との相関値から得られる物体検出信号から、物体の検出およびの位置の測定を行なうことができる。このパルス圧縮方式によれば、送信符号との相関が低い外部電波による干渉を回避することが可能となる。   The radar apparatus is an apparatus that transmits an electric wave (transmission signal) and receives an electric wave (reception signal) reflected by the object to perform detection of the object and measurement of the position. In the radar apparatus, one of the factors determining the performance and characteristics of the radar apparatus is the modulation method of the transmission signal. For example, in the pulse compression method among the modulation methods of the transmission signal, the transmission signal generated using the transmission code is transmitted, and an object obtained from the correlation value between the reception signal reflected back to the object and the transmission code From the detection signal, it is possible to detect an object and measure its position. According to this pulse compression method, it is possible to avoid interference due to external radio waves having a low correlation with the transmission code.

しかしながら、送信符号として距離サイドローブ(自己相関関数において物体の位置に対応する位置以外に現れる信号)が生じる符号を利用する場合、物体の検出に失敗する可能性がある。すなわち、このような符号を利用する場合、反射強度の小さい物体が反射強度の大きい物体の付近に存在している時に、前者の物体による物体検出信号が、後者の物体による物体検出信号の距離サイドローブに埋もれてしまう可能性がある。   However, when using a code in which a distance sidelobe (a signal appearing other than the position corresponding to the position of the object in the autocorrelation function) is used as the transmission code, detection of the object may fail. That is, when such a code is used, the object detection signal by the former object is the distance side of the object detection signal by the latter object when the object with small reflection intensity exists in the vicinity of the object with large reflection intensity. It may be buried in the robe.

そこで、相補符号と呼ばれる、複数の符号から構成される符号が、距離サイドローブを回避する送信符号としてしばしば用いられている。例えば、符号Aと符号Bからなる相補符号について、符号Aと符号Bのi番目の要素をそれぞれA、Bと表す。このとき、A、Bそれぞれの時刻tにおける自己相関値RAA(t)とRBB(t)は、以下のように表される。

Figure 2019120613
Figure 2019120613
Therefore, a code composed of a plurality of codes, called a complementary code, is often used as a transmission code for avoiding distance side lobes. For example, for a complementary code consisting of the code A and the code B, the i-th element of the code A and the code B is represented as A i and B i respectively. At this time, autocorrelation values R AA (t) and R BB (t) at times t of A and B are expressed as follows.
Figure 2019120613
Figure 2019120613

この2つの自己相関値のそれぞれは、距離サイドローブを有するが、これらの相関値の和(物体検出信号)を求めると以下の特性を示す。

Figure 2019120613
つまり、距離サイドローブが0となり、相関値の和のピークの位置から、物体のレーダ装置からの距離を算出することができる。 Each of the two autocorrelation values has a distance side lobe, but when the sum of these correlation values (object detection signal) is determined, the following characteristics are exhibited.
Figure 2019120613
That is, the distance side lobe becomes 0, and the distance from the radar apparatus of the object can be calculated from the position of the peak of the sum of the correlation values.

例として、相補符号A=(1、−1、−1、−1)と相補符号B=(1、1、−1、1)の場合、自己相関値RAAとRBBは、以下のように表される。

Figure 2019120613
Figure 2019120613
つまり、自己相関値RAAとRBBはそれぞれメインピークとして4、距離サイドローブとして+1もしくは−1を有することが分かる。 As an example, when the complementary code A = (1, -1, -1, -1) and the complementary code B = (1, 1, -1, 1), the autocorrelation values R AA and R BB are as follows: Is represented by
Figure 2019120613
Figure 2019120613
That is, it can be seen that the autocorrelation values R AA and R BB have 4 as the main peak and +1 or -1 as the distance side lobe, respectively.

一方、自己相関値RAAとRBBとの和を求めると、

Figure 2019120613
となり、距離サイドローブが0となることが分かる。このような、自己相関値の和の距離サイドローブが0となる相補符号を送信符号として用いることで、距離サイドローブの発生を回避して、物体の距離を算出することが可能となる。 On the other hand, when the sum of autocorrelation values R AA and R BB is obtained,
Figure 2019120613
It can be seen that the distance side lobe is zero. By using such a complementary code in which the distance side lobe of the sum of autocorrelation values is 0 as the transmission code, it is possible to calculate the distance of the object while avoiding the occurrence of the distance side lobe.

また、既知の相補符号をもとに、より要素数の多い相補符号を得ることもできる。例えば、相補符号を構成する符号Aと符号Bを用いて、相補符号Cと相補符号Dを以下の式から求めることができる。

Figure 2019120613
Figure 2019120613
Also, based on the known complementary code, a complementary code having a larger number of elements can be obtained. For example, the complementary code C and the complementary code D can be obtained from the following equations using the code A and the code B that constitute the complementary code.
Figure 2019120613
Figure 2019120613

このように、相補符号は、複数の符号から構成され、当該符号間の相互相関値が0でないという性質を有する。そのため、相補符号を構成する符号Aと符号Bを送信符号として用いる場合、符号Aと符号Bを送信信号として一定の間隔を設けて送信し、物体に反射したそれぞれの送信信号を受信信号として時分割に受信する必要がある。このような時分割での送受信では、検出対象の物体が移動する場合に課題が生じる。すなわち、当該物体が移動している場合は、送信信号がドップラーシフトを受けてしまうために、符号ごとの受信信号に位相差が生じてしまい、結果として、相関値の和(物体検出信号)に距離サイドローブが発生してしまう。   Thus, the complementary code is composed of a plurality of codes, and has the property that the cross correlation value between the codes is not zero. Therefore, when using code A and code B that make up a complementary code as a transmission code, transmit code A and code B as transmission signals with a fixed interval, and transmit each transmission signal reflected by an object as a reception signal. Need to receive in split. Such time division transmission / reception causes a problem when an object to be detected moves. In other words, when the object is moving, the transmission signal is subject to Doppler shift, which causes a phase difference in the reception signal for each code, and as a result, the sum of correlation values (object detection signal) A distance side lobe will occur.

距離サイドローブの発生を具体的に説明する。検出対象の物体の移動速度をv、符号送信周期をTPRI、送信電波波長λとすると、位相差(位相変化量)αは、

Figure 2019120613
と求まる。また、算出される自己相関値の和は、
Figure 2019120613
となる。(数7)から、αが0でないために距離サイドローブが0でないことが分かる。 The generation of the distance side lobe will be specifically described. Assuming that the moving speed of the object to be detected is v, the code transmission cycle is T PRI , and the transmission radio wave wavelength λ, the phase difference (phase change amount) α is
Figure 2019120613
It is determined. Also, the sum of autocorrelation values calculated is
Figure 2019120613
It becomes. From equation (7), it can be seen that the distance side lobe is not zero because α is not zero.

検出対象の物体の移動に伴う距離サイドローブの発生を抑制する方法として、いくつかの方法が提案されている。例えば、受信信号を時系列で取得し、当該物体からの反射信号の位相時間変化からドップラーシフトを算出し補正する方法や、相補符号の適切な順序決定や符号内ビット列順序反転操作などによりドップラーシフトの影響を抑制する方法(非特許文献1)がある。   Several methods have been proposed as methods of suppressing the occurrence of distance side lobes accompanying movement of an object to be detected. For example, Doppler shift is obtained by acquiring received signals in time series, calculating the Doppler shift from phase time change of the reflected signal from the object, and correcting it, or determining the appropriate order of complementary code, in-code bit string reordering operation, etc. There is a method (Non-patent document 1) to suppress the influence of

E.Spano「Complementary sequences with high sidelobe suppression factors for ST/MST radar applications」IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL.34(1996)E. Spano "Complementary sequences with high sidelobe suppression factors for ST / MST radar applications" IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 34 (1996)

以上述べた従来技術において、ドップラーシフトの補正処理を行う場合はドップラーシフト算出やその補正のために演算処理量が増え、計算機の性能が要求される。また、適切な符号列を決定する方法により距離サイドローブ減衰量を大きくしたい場合は、より多くの符号を適切な順序で送受信することが必要となるため、測定時間増大、処理時間増大などの課題がある。   In the prior art described above, when performing the Doppler shift correction processing, the amount of operation processing increases for the Doppler shift calculation and the correction thereof, and the computer performance is required. In addition, when it is desired to increase the distance sidelobe attenuation amount by a method of determining an appropriate code string, it is necessary to transmit and receive more codes in an appropriate order, so problems such as increase in measurement time and processing time are required. There is.

本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、物体を検出するための信号に対してドップラーシフトによって生じる距離サイドローブを、複雑な構成や演算を要せず除去することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to remove a distance side lobe generated by a Doppler shift with respect to a signal for detecting an object without requiring a complicated configuration or calculation.

上記目的を達成するための一手段として、本発明のレーダ装置は以下の構成を有する。すなわち、相補符号を構成する、第1の符号と第2の符号とを生成する第1の生成手段と、前記第1の符号と前記第2の符号それぞれに対して変調を行った後に合成することにより生成された送信信号を送信する送信手段と、対象物に反射した前記送信信号を、受信信号として受信する受信手段と、前記受信信号と前記第1の符号との相関値を示す第1の相関値と、前記受信信号と前記第2の符号に基づく符号との相関値を示す第2の相関値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記第1の相関値と前記第2の相関値とに基づいて、前記対象物の検出処理を行う検出手段と、を有する。   As one means for achieving the above object, the radar device of the present invention has the following configuration. That is, first generation means for generating a first code and a second code, which constitute a complementary code, and combining after modulation for each of the first code and the second code Transmitting means for transmitting a transmission signal generated thereby, receiving means for receiving the transmission signal reflected from the object as a reception signal, and a first value indicating a correlation value between the reception signal and the first code. Calculating means for calculating a second correlation value indicating a correlation value of the correlation value between the received signal and the code based on the second code; and the first correlation value calculated by the calculating means And detection means for detecting the object based on the second correlation value.

本発明によれば、物体を検出するための信号に対してドップラーシフトによって生じる距離サイドローブを、複雑な構成や演算を要せず除去することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to remove distance side lobes generated by Doppler shift with respect to a signal for detecting an object without requiring complicated configuration or calculation.

第1の実施形態におけるレーダ装置101の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the composition of radar installation 101 in a 1st embodiment. 第1の実施形態における符号送信タイミングを説明する図である。It is a figure explaining the code | symbol transmission timing in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるアナログビームフォーミングアンテナが照射電波を送信し、電力送信角度をスキャンする図である。It is a figure which the analog beam forming antenna in 1st Embodiment transmits an irradiation radio wave, and scans an electric power transmission angle. 第1の実施形態におけるデジタルビームフォーミングアンテナを有するレーダ装置101のブロック図である。It is a block diagram of radar installation 101 which has a digital beam forming antenna in a 1st embodiment. 第2の実施形態におけるレーダ装置101の内部構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining an internal configuration of radar installation 101 in a 2nd embodiment.

以下、添付の図面を参照して、本発明をその実施形態の一例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example of the embodiment with reference to the attached drawings. In addition, the structure shown in the following embodiment is only an example, and this invention is not limited to the illustrated structure.

(第1の実施形態)
[レーダ装置の構成]
図1に、第1の実施形態のレーダ装置101の構成を示す。レーダ装置101は、概略的には、送信部1021、受信部1022、解析部1023、制御部1024、および出力部1025から構成される。
First Embodiment
[Configuration of radar device]
FIG. 1 shows the configuration of the radar device 101 according to the first embodiment. The radar apparatus 101 generally includes a transmitting unit 1021, a receiving unit 1022, an analyzing unit 1023, a control unit 1024, and an output unit 1025.

送信部1021は、送信符号の生成、変調および送信を行う。送信部1021では、符号生成部103、DA変換部104、変調部105が、それぞれ対となって構成される。まず、符号生成部103は、相補符号を構成する2つの符号(符号Aと符号B)を一定の時間間隔(以下、符号送信周期)で交互に生成する。DA(デジタル−アナログ)変換部104は、符号生成部103により生成された符号をアナログ信号に変換する。変調部105は、局所発振器109から位相シフタ110を介して出力される2つの信号を利用して、DA変換部104により得られたアナログ信号を変調する。加算部106は、変調部105により得られた2つの信号を合成して和信号を生成する。送信RF部107は、加算部106により得られた和信号に対して強度調節や不要周波数帯信号フィルタリングを行い、送信アンテナ108は、送信RF部107により得られた信号を電波として出力(送信)する。送信アンテナ108から出力された電波(送信信号)は、検出対象の物体である対象物100に照射される。なお、送信アンテナ108は、図1では単一のアンテナとして描かれているが、フェーズドアレイアンテナなどのアレイアンテナでも良く、その他には、全方向アンテナ、ホーンアンテナ、レンズアンテナなど様々な形態が想定される。   The transmission unit 1021 generates, modulates, and transmits a transmission code. In the transmission unit 1021, the code generation unit 103, the DA conversion unit 104, and the modulation unit 105 are configured as a pair. First, the code generation unit 103 alternately generates two codes (code A and code B) constituting a complementary code at a fixed time interval (hereinafter, code transmission cycle). A DA (digital-analog) converter 104 converts the code generated by the code generator 103 into an analog signal. The modulation unit 105 modulates the analog signal obtained by the DA conversion unit 104 using two signals output from the local oscillator 109 via the phase shifter 110. The addition unit 106 combines the two signals obtained by the modulation unit 105 to generate a sum signal. The transmission RF unit 107 performs intensity adjustment and unnecessary frequency band signal filtering on the sum signal obtained by the addition unit 106, and the transmission antenna 108 outputs (transmits) the signal obtained by the transmission RF unit 107 as a radio wave. Do. The radio wave (transmission signal) output from the transmission antenna 108 is applied to the object 100 which is an object to be detected. Although the transmission antenna 108 is illustrated as a single antenna in FIG. 1, it may be an array antenna such as a phased array antenna, and various other forms such as an omnidirectional antenna, a horn antenna, and a lens antenna are assumed. Be done.

受信部1022は、送信部1021から送信された信号の受信処理を行う。受信部1022では、復調部113、AD変換部114が、それぞれ対となって構成される。まず、受信RF部112は、受信アンテナ111を介して、送信アンテナ108から出力されて対象物100で反射された電波を受信信号として受信する。復調部113は、変調部105で変調用搬送波として用いられた信号と同じ信号を用いて(すなわち、互いに位相が90度異なる2つの信号を用いて)、受信信号を復調し、IQ復調信号を得る。AD (アナログ−デジタル)変換部114は、復調部113により得られたIQ復調信号をAD変換することでサンプリング時間間隔ごとにデジタルIQ信号へと変換する。   The reception unit 1022 performs reception processing of the signal transmitted from the transmission unit 1021. In the reception unit 1022, the demodulation unit 113 and the AD conversion unit 114 are configured as a pair. First, the reception RF unit 112 receives, as a reception signal, the radio wave output from the transmission antenna 108 and reflected by the object 100 via the reception antenna 111. Demodulation section 113 demodulates the reception signal using the same signal as the signal used as the modulation carrier by modulation section 105 (that is, using two signals whose phases are different by 90 degrees), and demodulates the IQ demodulated signal. obtain. An AD (analog-digital) conversion unit 114 converts the IQ demodulated signal obtained by the demodulation unit 113 into a digital IQ signal at each sampling time interval by performing AD conversion.

解析部1023は、受信部1022により得られた信号を用いて、対象物100の検出処理(対象物100の検出および対象物100の位置の測定等)を行う。解析部1023では、相関値算出部115が対となって構成され、符号送信周期毎に、AD変換部114により生成されたデジタルIQ信号と、符号生成部103により生成された2つの相補符号との相関値をそれぞれ計算する。合成処理部116と速度算出部117と平均化部118は、対象物100の検出処理を担う。合成処理部116は、物体検出信号(対象物の検出および/または対象物の位置の測定を行なうための信号)として、相関値算出部115により得られた2つの相関値の差分値(Xsub)を計算する。速度算出部117は、合成処理部116により得られた差分値の要素(Xsub(n、j)(nは符号信号周期のインデックス、jは要素の順番のインデックス))を用いて、対象物100の速度スペクトル(F(f、j))を計算する。平均化部118は、速度算出部117により計算された速度スペクトルを積算して、平均速度を算出する。結果処理部119は、ユーザに結果として提示するため結果データを生成する。また、結果処理部119は合成処理部116により得られた物体検出信号(差分値)に基づいて、レーダ装置101と対象物100との距離を測定する。また、結果処理部119は生成した結果データを、出力部1025を介してユーザに提示するための制御を行う。 The analysis unit 1023 performs detection processing of the object 100 (detection of the object 100, measurement of the position of the object 100, and the like) using the signal obtained by the reception unit 1022. In the analysis unit 1023, the correlation value calculation unit 115 is configured as a pair, and for each code transmission cycle, the digital IQ signal generated by the AD conversion unit 114 and the two complementary codes generated by the code generation unit 103. Calculate the correlation value of The composition processing unit 116, the velocity calculation unit 117, and the averaging unit 118 are responsible for the process of detecting the object 100. The synthesis processing unit 116 uses the difference value (X sub of two correlation values) obtained by the correlation value calculation unit 115 as an object detection signal (a signal for performing detection of an object and / or measurement of a position of an object). Calculate). The velocity calculation unit 117 uses the elements (X sub (n, j) (n is an index of the code signal cycle and j is an index of the order of the elements) of the difference value obtained by the synthesis processing unit 116) Calculate 100 velocity spectra (F (f, j)). The averaging unit 118 integrates the velocity spectra calculated by the velocity calculating unit 117 to calculate an average velocity. The result processing unit 119 generates result data to be presented as a result to the user. Further, the result processing unit 119 measures the distance between the radar device 101 and the object 100 based on the object detection signal (difference value) obtained by the combination processing unit 116. Further, the result processing unit 119 performs control for presenting the generated result data to the user via the output unit 1025.

制御部1024は、レーダ装置101内の各種制御を担う。出力部1025は、レーダ装置101内で生成された各種データの出力(表示等を含む)を行う。   The control unit 1024 is responsible for various controls in the radar apparatus 101. The output unit 1025 outputs (including displays) various data generated in the radar device 101.

[第1の実施形態におけるレーダ装置101の具体的な動作]
続いて、本実施形態におけるレーダ装置101の具体的な動作について説明する。まず、符号生成部103は、相補符号を構成する2つの符号(符号Aと符号B)を、符号送信周期TPRIで交互に繰り返し生成する。また、符号Aと符号Bそれぞれの要素数をnとする。符号生成部103により生成された符号Aと符号Bは、DA変換部104によりアナログ信号に変換され、変調部105により局所発振器109から出力される信号を変調用搬送波として用いて変調される。2つの変調部105に入力される信号の位相は90度異なっている。これは、局所発振器109から出力される2つの信号の一方が、位相シフタ110により90度位相を変えることにより実現される。
[Specific Operation of Radar Device 101 in First Embodiment]
Subsequently, specific operations of the radar device 101 in the present embodiment will be described. First, the code generation unit 103 alternately and repeatedly generates two codes (code A and code B) constituting a complementary code at a code transmission period T PRI . Further, the number of elements of each of the code A and the code B is n c . The code A and code B generated by the code generation unit 103 are converted into an analog signal by the DA conversion unit 104, and are modulated by using the signal output from the local oscillator 109 by the modulation unit 105 as a modulation carrier wave. The phases of the signals input to the two modulators 105 differ by 90 degrees. This is realized by causing the phase shifter 110 to change the phase of one of the two signals output from the local oscillator 109 by 90 degrees.

変調部105から出力された2つの信号は、加算部106により加算されて和信号として出力される。和信号は、送信RF部107において適切な形で強度調節や不要周波数帯信号フィルタリングが行われ、送信アンテナ108に送られる。送信アンテナ108は、送信RF部により得られた信号を電波として出力する。送信アンテナ108から出力された電波は、対象物100に照射され、受信アンテナ111で受信される。   The two signals output from the modulator 105 are added by the adder 106 and output as a sum signal. The sum signal is subjected to intensity adjustment and unnecessary frequency band signal filtering in an appropriate form in the transmission RF unit 107, and is sent to the transmission antenna 108. The transmission antenna 108 outputs the signal obtained by the transmission RF unit as a radio wave. The radio wave output from the transmitting antenna 108 is irradiated to the object 100 and received by the receiving antenna 111.

受信RF部112を介して信号を受信した復調部113は、変調部105で変調用搬送波として用いられた信号と同じ信号を用いて、受信信号を復調し、IQ復調信号を得る。AD変換部114は、IQ復調信号をAD変換することでサンプリング時間間隔tごとにデジタルIQ信号へと変換する。相関値算出部115は、符号送信周期毎に、AD変換部114により生成されたデジタルIQ信号と、符号生成部103により生成された2つの符号(符号Aと符号B)との相関値をそれぞれ計算する。 Demodulation section 113, which has received the signal via reception RF section 112, demodulates the received signal using the same signal as the signal used as the modulation carrier by modulation section 105, and obtains an IQ demodulated signal. AD converter 114 converts into digital IQ signal for each sampling time interval t s by AD converting the IQ demodulated signal. The correlation value calculation unit 115 calculates correlation values between the digital IQ signal generated by the AD conversion unit 114 and the two codes (code A and code B) generated by the code generation unit 103 for each code transmission cycle. calculate.

ここで、図2を参照して、符号Aの時間的性質を説明する。説明のため、符号Aについて述べるが、符号Bについても同様である。図2は、符号送信タイミングを説明する図である。図2において、符号Aを構成する1つの要素に割り当てられる時間をビット継続時間tbitと表す(図2の上段参照)。ビット継続時間tbitは、サンプリング時間間隔tの自然数倍である。符号Aの要素数はnであるから、符号Aの時間的長さは、tbit×nとなる(図2の中段参照)。tbit×nの時間的長さを有する符号Aは、符号送信周期TPRI間の間隔を有して生成/送信される(図2の下段参照)。 Here, with reference to FIG. 2, the temporal property of the code A will be described. Although the code A is described for the purpose of explanation, the same applies to the code B. FIG. 2 is a diagram for explaining code transmission timing. In FIG. 2, a time allocated to one element constituting the code A is represented as a bit duration t bit (see the upper part of FIG. 2). The bit duration t bit is a natural number multiple of the sampling time interval t s . Since the number of elements of the code A is n c , the time length of the code A is t bit × n c (see the middle part of FIG. 2). A code A having a time length of t bit × n c is generated / sent with an interval between code transmission cycles T PRI (see the lower part of FIG. 2).

続いて、相関値算出部115の処理を具体的に説明する。符号生成部103により生成された符号Aと符号Bのうち、符号Bの各要素に虚数単位i(i=−1)を乗算した配列を符号B’( =iB)とする。AD変換部114により生成されたデジタルIQ信号について、n番目の符号送信周期においてk番目に得られたI信号成分とQ信号成分を、それぞれS(n、k)とS(n、k)と表す。そして、複素平面上において、I信号成分(S(n、k))を実軸に、Q信号成分(S(n、k))を虚軸に割り当てると、複素系列S(n、k)+iS(n、k)が得られる。相関値算出部115は、この複素系列と符号A,符号B’のそれぞれとの、要素kにおける相関値(相関値X(n、k)と相関値X(n、k))を以下のように計算する。なお、符号Aと符号Bの実時間信号を、それぞれA(t)とB(t)(0≦t≦tbit×n)と表す。

Figure 2019120613
Figure 2019120613
ここで、
Figure 2019120613
である。 Subsequently, the process of the correlation value calculation unit 115 will be specifically described. An array obtained by multiplying each element of the code B among the code A and the code B generated by the code generation unit 103 by an imaginary unit i (i 2 = −1) is set as a code B ′ (= iB). For the digital IQ signal generated by the AD conversion unit 114, the I signal component and the Q signal component obtained at the kth in the nth code transmission period are S I (n, k) and S Q (n, k), respectively. It is expressed as). Then, on the complex plane, if the I signal component (S I (n, k)) is assigned as the real axis and the Q signal component (S Q (n, k)) is assigned as the imaginary axis, the complex sequence S I (n, k) + iS Q (n, k) is obtained. The correlation value calculation unit 115 calculates the correlation value (correlation value X A (n, k d )) and correlation value X B (n, k d ) at element k d between this complex sequence and each of the code A and the code B ′. ) Is calculated as follows. The real-time signals of the code A and the code B are represented as A (t) and B (t) (0 ≦ t ≦ t bit × n c ), respectively.
Figure 2019120613
Figure 2019120613
here,
Figure 2019120613
It is.

2つの相関値(相関値X(n、k)と相関値X(n、k))は、合成処理部116に送られる。合成処理部116は、相関値X(n、k)と相関値X(n、k)との差分値Xsub(n、k)を計算する。 The two correlation values (correlation value X A (n, k d ) and correlation value X B (n, k d )) are sent to the synthesis processing unit 116. The composition processing unit 116 calculates a difference value X sub (n, k d ) between the correlation value X A (n, k d ) and the correlation value X B (n, k d ).

このような処理により、レーダ装置101が適切な自己相関値を得ることができることは、以下のようにして説明できる。受信信号を復調して得られる信号は、複素数を用いると、A+iBと表される。本来は、さらに対象物100の反射断面積や位置によって定まる強度や位相因子を乗算したものとなるが、特段の影響はないため、本説明では省略する。A+iBと符号AおよびB’(=iB)との相関値を求めると、

Figure 2019120613
Figure 2019120613
となる。ここで、〈A、B〉は、符号Aと符号Bとの相関値を表す。2つの相関値の差分値Xsubを求めると
Figure 2019120613
が得られる。上記式において、右辺は符号Aと符号Bそれぞれの自己相関値の和である。すなわち、差分値Xsubは距離サイドローブが0となる値となる。 It can be explained as follows that the radar apparatus 101 can obtain an appropriate autocorrelation value by such processing. A signal obtained by demodulating the received signal is expressed as A + iB when using a complex number. Essentially, the intensity and the phase factor determined by the reflection cross section and the position of the object 100 are further multiplied. However, since they are not particularly affected, they are omitted in the present description. When the correlation value between A + iB and the codes A and B '(= iB) is obtained,
Figure 2019120613
Figure 2019120613
It becomes. Here, <A, B> represents the correlation value between the code A and the code B. Find the difference value X sub between two correlation values
Figure 2019120613
Is obtained. In the above equation, the right side is the sum of the autocorrelation value of each of the code A and the code B. That is, the difference value X sub is a value at which the distance side lobe is zero.

このように、本実施形態では、2つの符号Aと符号Bとを同時に送受信しているため、受信信号が対象物100の移動の影響を受けないことが分かる。また、上記の計算はすべて線形であるため、複数の対象物の検出および距離の測定に対しても有効である。   As described above, in the present embodiment, since two codes A and B are simultaneously transmitted and received, it can be understood that the received signal is not affected by the movement of the object 100. Moreover, since all the above calculations are linear, they are also effective for detection of multiple objects and measurement of distances.

合成処理部116は、計算して求めた差分値Xsubを、速度算出部117に送信する。差分値Xsubの位相は、対象物100の移動に伴うレーダ装置101と対象物間の距離の変化によって変化する。対象物100が等速度運動していると仮定すると、差分値Xsubの位相は、等速度で変化する。そのため、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)による周波数解析により、対象物100の速度のレーダ装置101と対象物100を通る直線方向成分を求めることができる。 The combining processing unit 116 transmits the calculated difference value X sub to the velocity calculating unit 117. The phase of the difference value X sub changes due to a change in the distance between the radar device 101 and the object accompanying the movement of the object 100. Assuming that the object 100 is moving at constant velocity, the phase of the difference value X sub changes at constant velocity. Therefore, a linear direction component passing through the radar device 101 of the speed of the object 100 and the object 100 can be obtained by frequency analysis by fast Fourier transform (FFT).

差分値Xsubの、n番目の符号送信周期におけるj番目の要素をXsub(n、j)と表す場合、要素Xsub(n+1、j)は、要素(n、j)を得てから符号送信周期TPRI後に得られる。対象物100が移動している場合は、要素Xsub(n、j)と要素Xsub(n+1、j)は、符号送信周期TPRI間で起こる、対象物100の動きに伴う位相差を有する。そこで、速度算出部117は、下式のように、Xsub(n、j)(n=1、2、…、N)に対してFFTを行って、速度スペクトルF(f、j)を求める。

Figure 2019120613
f=fpeakにてF(f、j)がピーク値となるとき、そのピークは対象物100の動きに由来しており、対象物100の移動速度vは電波の波長をλとすると、
Figure 2019120613
と求まる。 When the j-th element in the n-th code transmission cycle of the difference value X sub is represented as X sub (n, j), the element X sub (n + 1, j) obtains the element (n, j) and then the code It is obtained after the transmission period T PRI . When the object 100 is moving, the element X sub (n, j) and the element X sub (n + 1, j) have a phase difference caused by the movement of the object 100 occurring between code transmission cycles T PRI. . Therefore, the velocity calculation unit 117 performs FFT on X sub (n, j) (n = 1, 2,..., N) to obtain the velocity spectrum F (f, j) as in the following equation. .
Figure 2019120613
When F (f, j) becomes a peak value at f = f peak , the peak is derived from the movement of the object 100, and the moving speed v t of the object 100 is λ when the wavelength of the radio wave is
Figure 2019120613
It is determined.

差分値Xsubの要素Xsub(n、j)は、n番目の符号送信周期において受信される、対象物100に対する反射信号を含めた全ての受信信号の総和から求められるものである。要素Xsub(n、j)に対して線形計算であるFFTを行うことによって、同じ要素に対する全符号送信周期におけるすべての受信信号の速度スペクトルを求めることができる。 The element X sub (n, j) of the difference value X sub is obtained from the sum of all received signals received in the nth code transmission cycle, including the reflected signal to the object 100. By performing an FFT that is a linear calculation on element X sub (n, j), it is possible to obtain the velocity spectrum of all received signals in all code transmission cycles for the same element.

ここで、本実施形態において求めた検出物の移動速度vと、非特許文献1に開示される従来技術における検出可能な移動速度との比較を行う。本実施形態では、符号送信周期TPRI毎に得られる複数の受信信号からから速度を算出する。一方、従来技術では、複数の相補符号の組を複数回送受信する。例えば、相補符号を構成する符号Aと符号Bについて、各符号の要素を逆順序にした符号を符号A’と符号B’とすると、(A,B,A’,B’)の順序で送信される。つまり、4つの符号を1つの周期とする。FFTを行うデータとして、符号送信周期毎に得られる同じ要素に対しての差分値要素Xsub(n、j)が必要である。そのため、1つの周期中に送信する符号数をnper(従来技術ではnper=4となる)とすると、FFTを行うデータはnper×TPRI毎に得られることになる。FFTの性質上、最大検出速度vmaxは、

Figure 2019120613
となり、本実施形態と比較して最大検出速度は1/nper倍となる。このように、本実施形態では、同一符号の送受信時間間隔を短くすることができるため、最大検出速度を高く設定できることができる。 Here, the moving speed v t of the detected object obtained in the present embodiment is compared with the detectable moving speed in the prior art disclosed in Non-Patent Document 1. In the present embodiment, the speed is calculated from a plurality of received signals obtained for each code transmission cycle T PRI . On the other hand, in the prior art, a plurality of sets of complementary codes are transmitted and received a plurality of times. For example, for codes A and B constituting a complementary code, assuming that codes A ′ and B ′ in which the elements of each code are reversed, are transmitted in the order of (A, B, A ′, B ′) Be done. That is, four codes are taken as one cycle. As data to be subjected to FFT, difference value elements X sub (n, j) for the same elements obtained for each code transmission cycle are required. Therefore, assuming that the number of codes to be transmitted in one cycle is n per (in the prior art, n per = 4), data to be subjected to FFT is obtained for each n per × T PRI . Due to the nature of the FFT, the maximum detection rate v max is
Figure 2019120613
Thus, the maximum detection speed is 1 / n per times that of the present embodiment. As described above, in the present embodiment, since the transmission / reception time interval of the same code can be shortened, the maximum detection speed can be set high.

速度算出部117は、得られた速度スペクトルF(f、j)を平均化部118に送る。平均化部118は、上記手順を複数回繰り返して同様に得られた速度スペクトルF(f、j)を積算することでSN比を向上させ、平均速度を算出する。平均化部118は、算出した平均速度を結果処理部119に送信する。   The velocity calculating unit 117 sends the obtained velocity spectrum F (f, j) to the averaging unit 118. The averaging unit 118 repeats the above procedure a plurality of times and integrates the velocity spectrum F (f, j) obtained similarly to improve the SN ratio and calculate the average velocity. The averaging unit 118 transmits the calculated average speed to the result processing unit 119.

結果処理部119は、ユーザに結果として提示するため結果データを、信号処理を介して生成する。例えば、送信アンテナ108が、送信ビームを形成するアナログビームフォーミングアンテナで構成される場合を説明する。図3に、送信アンテナ108としてのアナログビームフォーミングアンテナ301の構成を示す。アナログビームフォーミングアンテナ301は、適当なアンテナゲインを有し、電波照射領域の一部に送信電波302を送信する。アナログビームフォーミングアンテナ301は、複数のアンテナ素子から構成され、各アンテナ素子から送信される電波のゲインと位相は、アンテナ素子中の位相シフタ303や増幅器304などの回路によって調節される。この回路の制御はレーダ装置101の制御部1024により行われる。すべてのアンテナ素子からの出力電波は、重なり合い、設定されたゲインと位相によって電波送信方向が定まる。つまり、制御部1024が電力送信角度を設定することができる。制御部1024が電力送信角度を時々刻々と変更して設定することで、電波照射領域中に電波がスキャンされ得る。このような状況で、結果処理部119は、設定された各電波送信角度と、平均化部118により算出された平均速度とを対応付けた結果データを生成することが可能となる。   The result processing unit 119 generates result data via signal processing for presenting as a result to the user. For example, the case where the transmitting antenna 108 is configured by an analog beam forming antenna that forms a transmitting beam will be described. FIG. 3 shows the configuration of the analog beam forming antenna 301 as the transmitting antenna 108. As shown in FIG. The analog beam forming antenna 301 has an appropriate antenna gain, and transmits the transmission radio wave 302 to a part of the radio wave irradiation area. The analog beam forming antenna 301 is composed of a plurality of antenna elements, and the gain and phase of radio waves transmitted from each antenna element are adjusted by circuits such as the phase shifter 303 and the amplifier 304 in the antenna elements. The control of this circuit is performed by the control unit 1024 of the radar device 101. The output radio waves from all the antenna elements overlap, and the radio wave transmission direction is determined by the set gain and phase. That is, the control unit 1024 can set the power transmission angle. The radio wave can be scanned in the radio wave irradiation area by the control unit 1024 changing and setting the power transmission angle from time to time. In such a situation, the result processing unit 119 can generate result data in which each set radio wave transmission angle is associated with the average velocity calculated by the averaging unit 118.

また、例えば、受信アンテナ111が、受信ビームを形成するデジタルビームフォーミングアンテナで構成される場合を説明する。図4に、受信アンテナ111がデジタルビームフォーミングアンテナで構成されるレーダ装置101の構成を示す。デジタルビームフォーミングアンテナは、複数の素子アンテナから構成され、各素子アンテナに対応して、それぞれ複数の、受信RF部112、復調部113、AD変換部114、相関値算出部115、合成処理部116が構成される。各素子アンテナから得られる相補符号の相関値の和をあわせて解析することで、到来電波の角度分布を求めることができる。到来方向推定方法にはビームフォーマー法、CAPON法、MUSIC法、ESPRIT法など様々知られている。   Also, for example, the case where the receiving antenna 111 is configured by a digital beam forming antenna that forms a receiving beam will be described. FIG. 4 shows the configuration of a radar apparatus 101 in which the receiving antenna 111 is a digital beam forming antenna. The digital beam forming antenna is composed of a plurality of element antennas, and a plurality of reception RF units 112, demodulation units 113, AD conversion units 114, correlation value calculation units 115, and combination processing units 116 corresponding to the respective element antennas. Is configured. The angular distribution of the incoming radio wave can be determined by analyzing the sum of the correlation values of the complementary codes obtained from each element antenna. There are various known methods of direction of arrival estimation, such as beamformer method, CAPON method, MUSIC method, and ESPRIT method.

図4の例では、合成処理部116により得られた差分値は速度算出部117に送られ、上述のように速度スペクトルが算出される。当該速度スペクトルは更に平均化部118に送られ、平均速度が算出される。更に、当該平均速度は到来方向推定部120に送られ、到来方向推定が行われる。このような状況で、結果処理部119は、解析結果は結果処理部119に送られ、対象物100の移動速度、距離、受信アンテナ111における角度ごとの反射信号強度と位相のマップ等を、結果データとして生成することが可能となる。また、結果処理部119は、使用環境中で検出対象外とみなされる物体反射波の特性を利用した除去処理や、信号をもとに物体の特徴を抽出する機械学習などの物体検出に関わる信号処理など、想定用途に応じた信号処理を行って、結果データを生成しても良い。   In the example of FIG. 4, the difference value obtained by the combination processing unit 116 is sent to the velocity calculation unit 117, and the velocity spectrum is calculated as described above. The velocity spectrum is further sent to the averaging unit 118 to calculate an average velocity. Further, the average velocity is sent to the arrival direction estimation unit 120, and the arrival direction estimation is performed. In such a situation, the result processing unit 119 sends the analysis result to the result processing unit 119, and the movement speed and distance of the object 100, the reflected signal intensity and phase map for each angle in the receiving antenna 111, etc. It becomes possible to generate as data. In addition, the result processing unit 119 is a signal related to object detection such as removal processing using characteristics of an object reflected wave that is considered to be out of detection in the usage environment, and machine learning that extracts a feature of the object based on a signal. Processing such as signal processing may be performed according to the intended application to generate result data.

このように本実施形態によれば、検出の対象物が移動している時であっても当該対象物からの反射信号に含まれるドップラーシフトの影響を回避した低距離サイドローブな物体検出信号を得ることができる。また、物体の検出に関する計算はすべて線形であるため、複数の検出物体を分離検出する際にも有効である。   As described above, according to the present embodiment, even when an object to be detected is moving, a low-distance sidelobe object detection signal in which the influence of the Doppler shift included in the reflected signal from the object is avoided is used. You can get it. Moreover, since all calculations related to object detection are linear, they are also effective in separating and detecting a plurality of detected objects.

(第2の実施形態)
[レーダ装置の構成]
第2の実施形態として、移動物体が存在するか否かに応じて、生成する送信符号を変更するレーダ装置について説明する。図5(a)に、第2の実施形態のレーダ装置102の構成を示す。第1の実施形態において説明した図1と同じ構成には、同じ参照番号を付し、説明を省略する。図5において、レーダ装置102は、図1の構成に追加して移動判定部502を有し、合成処理部116に替えて合成処理部501を有する。移動判定部502は、速度算出部117から受け取った情報に基づいて、電波照射領域に移動物体が存在するか否か(検出対象の物体が移動しているか否か)を判定する。合成処理部501は、相関値算出部115により得られた相関値に対する合成処理を行う。
Second Embodiment
[Configuration of radar device]
As a second embodiment, a radar apparatus that changes the transmission code to be generated according to whether or not there is a moving object will be described. FIG. 5A shows the configuration of the radar device 102 according to the second embodiment. The same reference numerals as in FIG. 1 described in the first embodiment denote the same parts in FIG. In FIG. 5, the radar apparatus 102 has a movement determination unit 502 in addition to the configuration of FIG. 1, and has a combination processing unit 501 in place of the combination processing unit 116. The movement determination unit 502 determines whether a moving object is present in the radio wave irradiation area (whether or not an object to be detected is moving) based on the information received from the velocity calculation unit 117. The combining processing unit 501 performs combining processing on the correlation value obtained by the correlation value calculation unit 115.

[第2の実施形態におけるレーダ装置102の具体的な動作]
続いて、本実施形態におけるレーダ装置102の具体的な動作について説明する。第1の実施形態において述べた動作と同様な動作については、説明を省略する。
[Specific Operation of Radar Device 102 in Second Embodiment]
Subsequently, the specific operation of the radar device 102 in the present embodiment will be described. The description of the same operations as the operations described in the first embodiment will be omitted.

まず、第1の実施形態と同様に、レーダ装置102は、相補符号を構成する2つの符号から生成された和信号を送信し、対象物100に反射した信号を受信しているものとする。移動判定部502は、速度算出部117から、検出した対象物100の速度情報を受け取る。当該速度情報は、第1の実施形態において説明した手法により得られた相関値の差分値に対するFFT演算結果である速度スペクトルであり、当該速度スペクトルは、位相変化量(ドップラーシフト量)に対応する。位相変化量が大きいほど、(数7)に示したように、時分割して符号を送受信した時の自己相関値の和に発生する距離サイドローブが大きくなる。   First, as in the first embodiment, it is assumed that the radar apparatus 102 transmits a sum signal generated from two codes forming complementary codes and receives a signal reflected by the object 100. The movement determination unit 502 receives the speed information of the detected object 100 from the speed calculation unit 117. The velocity information is a velocity spectrum that is the result of an FFT operation on the difference value of the correlation value obtained by the method described in the first embodiment, and the velocity spectrum corresponds to the amount of phase change (Doppler shift amount). . As shown in equation (7), the distance side lobe generated in the sum of the autocorrelation values increases when the code is transmitted and received as the phase change amount increases.

本実施形態では、移動判定部502は、メインローブと距離サイドローブとの比について所定の閾値rthを有する。当該閾値rthは、ユーザにより予め設定され得る。移動判定部502は、速度算出部117から受け取った速度スペクトル(位相変化量φ)から、メインローブと距離サイドローブの比r(φ)を求め、この比r(φ)が閾値rthを超えるか否かを判定する。比r(φ)が閾値rthを超える場合、移動判定部502は対象物100が移動している(対象物100は移動物体である)と判定する。なお、移動判定部502は、これ以外の手法で対象物100が移動しているか否かを判定してもよい。 In the present embodiment, the movement determination unit 502 has a predetermined threshold value r th for the ratio of the main lobe to the distance side lobe. The threshold r th may be preset by the user. The movement determination unit 502 obtains the ratio r sd ) of the main lobe and the distance side lobe from the velocity spectrum (phase change amount φ d ) received from the velocity calculation unit 117, and this ratio r sd ) It is determined whether the threshold value r th is exceeded. When the ratio r sd ) exceeds the threshold r th , the movement determination unit 502 determines that the object 100 is moving (the object 100 is a moving object). The movement determination unit 502 may determine whether the object 100 is moving according to any other method.

移動判定部502により対象物100が移動していると判定された場合は、レーダ装置102は、継続して、第1の実施形態と同様の手法で、相補符号を構成する2つの符号を同時に送受信する。合成処理部501は、図1の合成処理部116と同様に機能し、相関値算出部115により得られた相関値の差分値を計算する。   When it is determined by the movement determination unit 502 that the object 100 is moving, the radar device 102 continues the two codes forming the complementary code at the same time in the same manner as in the first embodiment. Send and receive. The combining processing unit 501 functions in the same manner as the combining processing unit 116 in FIG. 1, and calculates the difference value of the correlation value obtained by the correlation value calculation unit 115.

一方、移動判定部502により対象物100が移動していない(対象物100は移動物体ではない)と判定された場合は、制御部1024は、図5(b)に示すように、符号生成部103、DA変換部104、変調部105の片方を停止させる。図5(b)は、図5(a)に対して、移動判定部502により移動物体が存在しないと判定された場合に動作が停止するブロックを灰色で塗りつぶした図である。図5(b」のように構成されるレーダ装置102において、符号生成部103は、相補符号を構成する2つの符号を交互に繰り返し生成する。このように生成された符号は、DA変換部104、変調部105、加算部106、送信RF部107を介して送信信号に変換され、時分割で送信アンテナ108から送信される。送信信号は対象物100に反射し、受信アンテナ111で受信され、受信RF部112、復調部113、AD変換部114、相関値算出部115を介して2つの相関値が算出される。続いて、合成処理部501は、2つの相関値の和を計算することで物体検出信号を得ることができる。得られた信号は速度算出部117に送られ、以降は第1の実施形態と同様の信号処理が行われる。なお、移動判定部502により対象物100が移動していないと判定された場合には、合成処理部501から出力された信号は、速度算出部117と平均化部118を通過してもよい。この場合、結果処理部119で、物体検出信号に基づいて、レーダ装置101と対象物100との距離が測定される。   On the other hand, when it is determined by the movement determination unit 502 that the object 100 is not moving (the object 100 is not a moving object), as shown in FIG. 5B, the control unit 1024 generates a code generation unit. 103, one of the DA converter 104 and the modulator 105 is stopped. FIG. 5B is a diagram in which the block in which the operation is stopped is grayed out when the movement determination unit 502 determines that there is no moving object, as compared with FIG. 5A. In the radar apparatus 102 configured as shown in FIG. 5B, the code generation unit 103 alternately and repeatedly generates two codes forming a complementary code. The code generated in this manner is the DA conversion unit 104. , Is converted into a transmission signal via the modulation unit 105, the addition unit 106, and the transmission RF unit 107, and is transmitted from the transmission antenna 108 in a time division manner The transmission signal is reflected by the object 100 and received by the reception antenna 111, Two correlation values are calculated through the reception RF unit 112, the demodulation unit 113, the AD conversion unit 114, and the correlation value calculation unit 115. Subsequently, the combination processing unit 501 calculates the sum of the two correlation values. The obtained signal is sent to the velocity calculation unit 117, and thereafter, the same signal processing as that of the first embodiment is performed. When it is determined that 00 has not moved, the signal output from the combining processing unit 501 may pass through the velocity calculating unit 117 and the averaging unit 118. In this case, in the result processing unit 119, The distance between the radar device 101 and the object 100 is measured based on the object detection signal.

このように、本実施形態では、近隣に移動物体が存在する場合には、ドップラーシフトの影響を回避した低距離サイドローブな物体検出信号を得て、移動物体が存在しない場合には、従来の手法で物体検出信号を得る。すなわち、レーダ装置102は、検出対象の物体の動きに応じて物体検出信号を得るための処理を適切に切り換えることができ、結果として処理負荷の軽減につながるという効果がある。   As described above, in the present embodiment, when there is a moving object in the vicinity, a low-range side lobe like object detection signal that avoids the influence of the Doppler shift is obtained, and when there is no moving object, An object detection signal is obtained by a method. That is, the radar apparatus 102 can appropriately switch the process for obtaining the object detection signal according to the movement of the object to be detected, and as a result, the processing load can be reduced.

また、電波規制の観点から、2つの符号を同時に送信する場合は、1つの符号あたりの符号変調信号の最大強度を、2つの符号を時分割送信した時に比べて半分にまで弱くする必要がある。よって移動物体が存在しない場合は適応的に2つの符号を時分割送信することで最大検出距離を伸ばすことが期待できる。   Also, from the viewpoint of radio regulation, when transmitting two codes simultaneously, it is necessary to weaken the maximum strength of the code modulation signal per one code to half of that when time-division transmitting two codes. . Therefore, when there is no moving object, it can be expected to extend the maximum detection distance by time-divisionally transmitting two codes adaptively.

[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Other Embodiments
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. Can also be realized. It can also be implemented by a circuit (eg, an ASIC) that implements one or more functions.

101 102 レーダ装置、1021 送信部、1222 受信部、1023 解析部、1024 制御部、1025 出力部 101 102 radar apparatus, 1021 transmitting unit, 1222 receiving unit, 1023 analyzing unit, 1024 control unit, 1025 output unit

Claims (18)

相補符号を構成する、第1の符号と第2の符号とを生成する第1の生成手段と、
前記第1の符号と前記第2の符号それぞれに対して変調を行った後に合成することにより生成された送信信号を送信する送信手段と、
対象物に反射した前記送信信号を、受信信号として受信する受信手段と、
前記受信信号と前記第1の符号との相関値を示す第1の相関値と、前記受信信号と前記第2の符号に基づく符号との相関値を示す第2の相関値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記第1の相関値と前記第2の相関値とに基づいて、前記対象物の検出処理を行う検出手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
First generation means for generating a first code and a second code that constitute a complementary code;
Transmission means for transmitting a transmission signal generated by combining the first code and the second code after modulation;
Receiving means for receiving the transmission signal reflected by the object as a reception signal;
Calculation means for calculating a second correlation value indicating a correlation value between a first correlation value indicating a correlation value between the received signal and the first code, and a correlation value between the received signal and a code based on the second code When,
Detection means for performing detection processing of the object based on the first correlation value and the second correlation value calculated by the calculation means;
The radar apparatus characterized by having.
前記検出手段は、前記第1の相関値と前記第2の相関値との差分値に基づいて、前記対象物の検出処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
レーダ装置。
The radar apparatus according to claim 1, wherein the detection unit performs the process of detecting the object based on a difference value between the first correlation value and the second correlation value.
Radar equipment.
前記第1の符号と前記第2の符号に対して位相が90度異なる信号を用いて変調した後に合成することにより前記送信信号を生成する第2の生成手段を更に有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。   The apparatus further comprises second generation means for generating the transmission signal by modulating after modulation using a signal having a phase difference of 90 degrees with respect to the first code and the second code. The radar apparatus of claim 1 or 2. 前記受信信号に対して前記位相が90度異なる信号を用いて復調を行うことによりIQ復調信号を生成する第3の生成手段を更に有し、
前記算出手段は、前記IQ復調信号のI信号成分を実軸、Q信号成分を虚軸として複素平面上に割り当てることにより複素系列を生成し、前記複素系列と前記第1の符号との相関値を前記第1の相関値として生成し、前記複素系列と前記第2の符号に基づく符号との相関値を前記第2の相関値として算出することを特徴とする請求項3に記載のレーダ装置。
The signal processing apparatus further comprises third generation means for generating an IQ demodulated signal by performing demodulation on the received signal using the signal whose phase is different by 90 degrees,
The calculation means generates a complex sequence by assigning the I signal component of the IQ demodulated signal as a real axis and the Q signal component as an imaginary axis on a complex plane, and the correlation value between the complex sequence and the first code The radar apparatus according to claim 3, wherein the radar apparatus generates the first correlation value and calculates the correlation value between the complex sequence and the code based on the second code as the second correlation value. .
前記第2の符号に基づく符号は、前記第2の符号の各要素に虚数単位を乗算した符号であることを特徴とする請求項4に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 4, wherein the code based on the second code is a code obtained by multiplying each element of the second code by an imaginary unit. 前記検出手段は、前記対象物の速度を検出することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the detection means detects a velocity of the object. 前記検出手段は、前記第1の相関値と前記第2の相関値との差分値に対してフーリエ変換を行って得た結果から、前記対象物の速度を検出することを特徴とする請求項6に記載のレーダ装置。   The said detection means is characterized by detecting the speed of the said target object from the result obtained by Fourier-transforming with respect to the difference value of said 1st correlation value and said 2nd correlation value. The radar apparatus according to 6. 前記検出手段により検出された前記対象物の速度をユーザに提示する提示手段を更に有することを特徴とする請求項6または7に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 6 or 7, further comprising presentation means for presenting the speed of the object detected by the detection means to a user. 前記送信手段がビームを形成して前記送信信号を送信する、もしくは、前記受信手段がビームを形成して前記受信信号を受信する場合、前記提示手段は、当該ビームの設定に関する情報と前記対象物の速度を対応付けてユーザに提示することを特徴とする請求項8に記載のレーダ装置。   When the transmission means forms a beam and transmits the transmission signal, or the reception means forms a beam and receives the reception signal, the presenting means provides information on the setting of the beam and the object. The radar apparatus according to claim 8, characterized in that the speed of "n" is associated with each other and presented to the user. 前記検出手段は、前記対象物の位置を検出することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the detection means detects the position of the object. 前記検出手段により検出された前記対象物の位置をユーザに提示する提示手段を更に有することを特徴とする請求項10に記載のレーダ装置。   11. The radar apparatus according to claim 10, further comprising presentation means for presenting the position of the object detected by the detection means to a user. 前記対象物が移動しているか否かを判定する判定手段を更に有し、
前記判定手段により、前記対象物が移動していないと判定された場合に、
前記送信手段は、前記第1の符号と前記第2の符号それぞれに対して変調を行った後の信号である第1の送信信号と第2の送信信号を時分割で送信し、
前記受信手段は、前記対象物に反射した前記第1の送信信号と前記第2の送信信号を、それぞれ第1の受信信号と第2の受信信号として受信し、
前記算出手段は、前記第1の受信信号と前記第1の符号との相関値を示す第3の相関値と、前記第2の受信信号と前記第2の符号との相関値を示す第4の相関値とを算出し、
前記検出手段は、前記第3の相関値と前記第4の相関値とに基づいて前記検出処理を行うことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のレーダ装置。
The apparatus further comprises determination means for determining whether the object is moving or not.
When it is determined by the determination unit that the object has not moved:
The transmission means transmits, in time division, a first transmission signal and a second transmission signal, which are signals obtained by performing modulation on the first code and the second code, respectively.
The receiving means receives the first transmission signal and the second transmission signal reflected by the object as a first reception signal and a second reception signal, respectively.
The calculation means may include a third correlation value indicating a correlation value between the first received signal and the first code, and a fourth correlation value indicating the correlation value between the second received signal and the second code. Calculate the correlation value of
The radar apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the detection means performs the detection process based on the third correlation value and the fourth correlation value.
前記検出手段は、前記第3の相関値と前記第4の相関値との和に基づいて前記検出処理を行うことを特徴とする請求項12に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 12, wherein the detection means performs the detection process based on a sum of the third correlation value and the fourth correlation value. 前記第3の相関値と前記第4の相関値との和に基づいて、前記対象物との距離を測定する測定手段を更に有することを特徴とする請求項12または13に記載のレーダ装置。   14. The radar apparatus according to claim 12, further comprising measuring means for measuring a distance to the object based on a sum of the third correlation value and the fourth correlation value. 前記判定手段は、前記第1の相関値と前記第2の相関値との差分値に基づいて、前記対象物が移動しているか否かを判定することを特徴とする請求項12から14のいずれか1項に記載のレーダ装置。   15. The apparatus according to claim 12, wherein said determination means determines whether or not the object is moving based on a difference value between the first correlation value and the second correlation value. The radar apparatus according to any one of the items. 前記送信信号の送信に用いる送信アンテナと、前記受信信号の受信に用いる受信アンテナと、を更に有することを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to any one of claims 1 to 15, further comprising: a transmission antenna used to transmit the transmission signal; and a reception antenna used to receive the reception signal. レーダ装置の制御方法であって、
相補符号を構成する、第1の符号と第2の符号とを生成する第1の生成工程と、
前記第1の符号と前記第2の符号それぞれに対して変調を行った後に合成することにより生成された送信信号を送信する送信工程と、
対象物に反射した前記送信信号を、受信信号として受信する受信工程と、
前記受信信号と前記第1の符号との相関値を示す第1の相関値と、前記受信信号と前記第2の符号に基づく符号との相関値を示す第2の相関値を算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された前記第1の相関値と前記第2の相関値とに基づいて、前記対象物の検出処理を行う検出工程と、
を有することを特徴とするレーダ装置の制御方法。
A method of controlling a radar device
A first generation step of generating a first code and a second code that constitute a complementary code;
A transmitting step of transmitting a transmission signal generated by combining the first code and the second code after modulation;
Receiving the transmission signal reflected by the object as a reception signal;
Calculating a second correlation value indicating a correlation value between a first correlation value indicating a correlation value between the received signal and the first code and a correlation value between the received signal and a code based on the second code When,
A detection step of performing a detection process of the object based on the first correlation value and the second correlation value calculated in the calculation step;
A control method of a radar device, comprising:
コンピュータを、請求項1から16のいずれか1項に記載のレーダ装置として機能させるためのプログラム。   A program for causing a computer to function as the radar device according to any one of claims 1 to 16.
JP2018001379A 2018-01-09 2018-01-09 Rader system, method of controlling rader system, and program Pending JP2019120613A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018001379A JP2019120613A (en) 2018-01-09 2018-01-09 Rader system, method of controlling rader system, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018001379A JP2019120613A (en) 2018-01-09 2018-01-09 Rader system, method of controlling rader system, and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019120613A true JP2019120613A (en) 2019-07-22

Family

ID=67307229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018001379A Pending JP2019120613A (en) 2018-01-09 2018-01-09 Rader system, method of controlling rader system, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019120613A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11435455B2 (en) 2021-01-14 2022-09-06 Chun Soo Park Multi-phase correlation vector synthesis ranging method and apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11435455B2 (en) 2021-01-14 2022-09-06 Chun Soo Park Multi-phase correlation vector synthesis ranging method and apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6818541B2 (en) Radar device and positioning method
US10613195B2 (en) Radar apparatus and radar method
JP5535024B2 (en) Radar equipment
US9921305B2 (en) Radar apparatus and object sensing method
JP6566396B2 (en) Radar equipment
JP6123974B2 (en) Radar equipment
US10024958B2 (en) Radar apparatus
US10955542B2 (en) Radar apparatus and direction-of-arrival estimation device
JP6148622B2 (en) Radar equipment
JP2021165760A (en) Radar apparatus and rader method
JP2016151425A (en) Radar system
JPWO2014199609A1 (en) Radar equipment
JP7108929B2 (en) Radar device and target determination method
JP3600459B2 (en) Method and apparatus for estimating direction of arrival of radio wave
US20220003835A1 (en) Radar apparatus and method for determining range side lobe
JP2017146273A (en) Radar system
JP2019168255A (en) Pulse compression radar device and radar signal processing method therefor
JP2012181109A (en) Radar device
JP4494233B2 (en) Arrival time estimation device
RU2337373C1 (en) Method for azimuth resolution of moving targets, method for surveillance pulse radar set operation in azimuth resolution mode for moving targets, and radar system for method implementation
JP2020056772A (en) Radar device, and radar method
JP2019120613A (en) Rader system, method of controlling rader system, and program
JP7056212B2 (en) Direction estimation method and equipment
JP6573748B2 (en) Radar equipment
JP2020056589A (en) Radar device, and radar method

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210103

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210113