JP2020020677A - Fmcw radar target detector and fmcw radar target detection program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｗａｖｅ）レーダにおいて、目標検出の性能向上を図る技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for improving performance of target detection in an FMCW (Frequency-Modulation Continuous-Wave) radar.
ＦＭＣＷレーダでは、パルスレーダと比べて、周波数チャープ信号を連続的及び周期的に送信及び受信することにより、送信電力を低減することができる。そして、ＦＭＣＷレーダでは、受信信号と送信信号との間のビート検出を実行することにより、レーダと目標との間の距離を検出することができる（例えば、特許文献１等を参照。）。 In the FMCW radar, the transmission power can be reduced by transmitting and receiving the frequency chirp signal continuously and periodically as compared with the pulse radar. Then, the FMCW radar can detect the distance between the radar and the target by executing beat detection between the received signal and the transmitted signal (for example, see Patent Document 1).
しかし、従来のＦＭＣＷレーダでは、送信側から受信側への回り込み干渉が発生することがあるため、遠距離での受信感度が低減し、目標検出の距離範囲が低減することがある。そして、従来のＦＭＣＷレーダでは、送信側から受信側への回り込み干渉又は近距離でのレーダ反射により受信機が飽和することがあるため、受信信号と送信信号との間のビート検出により高調波の偽像が発生し、目標検出の検出精度が低減することがある。 However, in the conventional FMCW radar, sneak interference may occur from the transmitting side to the receiving side, so that the receiving sensitivity at a long distance is reduced and the range of target detection may be reduced. In the conventional FMCW radar, the receiver may be saturated due to sneak interference from the transmission side to the reception side or radar reflection at a short distance. A false image may occur, and the detection accuracy of target detection may decrease.
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、ＦＭＣＷレーダにおいて、目標検出の距離範囲を延伸するとともに、目標検出の検出精度を向上させることを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-described problem, it is an object of the present disclosure to extend the distance range of target detection and improve the detection accuracy of target detection in an FMCW radar.
上記目的を達成するために、ＦＭＣＷレーダ受信信号を複数帯域に分割したうえで、各帯域に分割されたＦＭＣＷレーダ受信信号と、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの当該帯域を含む信号と、に基づいて、当該帯域において目標を検出することとした。 In order to achieve the above object, the FMCW radar reception signal is divided into a plurality of bands, and based on the FMCW radar reception signal divided into each band and a signal including the band of the FMCW radar transmission signal, The target is detected in the band.
具体的には、本開示は、ＦＭＣＷレーダ受信信号を複数帯域に分割する帯域分割部と、各帯域に分割されたＦＭＣＷレーダ受信信号と、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの当該帯域を含む信号と、に基づいて、当該帯域において目標を検出する目標検出部と、各帯域における目標検出結果をコヒーレント加算するコヒーレント加算部と、を備えることを特徴とするＦＭＣＷレーダ目標検出装置である。 Specifically, the present disclosure provides a band division unit that divides an FMCW radar reception signal into a plurality of bands, an FMCW radar reception signal divided into each band, and a signal including the band among the FMCW radar transmission signals, And a coherent addition unit for coherently adding the target detection result in each band based on the FMCW radar target detection apparatus.
また、本開示は、ＦＭＣＷレーダ受信信号を複数帯域に分割する帯域分割ステップと、各帯域に分割されたＦＭＣＷレーダ受信信号と、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの当該帯域を含む信号と、に基づいて、当該帯域において目標を検出する目標検出ステップと、各帯域における目標検出結果をコヒーレント加算するコヒーレント加算ステップと、を順にコンピュータに実行させるためのＦＭＣＷレーダ目標検出プログラムである。 Further, the present disclosure is based on a band division step of dividing a FMCW radar reception signal into a plurality of bands, an FMCW radar reception signal divided into each band, and a signal including the band among the FMCW radar transmission signals. , A FMCW radar target detection program for causing a computer to sequentially execute a target detection step of detecting a target in the band and a coherent addition step of coherently adding a target detection result in each band.
これらの構成によれば、「各」帯域において目標を検出するときには、「他」帯域において送信側から受信側への回り込み干渉が発生することがあっても、「各」帯域において遠距離での受信感度が低減しないため、目標検出の距離範囲を延伸することができる。 According to these configurations, when a target is detected in each band, even if sneak interference from the transmitting side to the receiving side may occur in the other band, a long-range interference in each band may occur. Since the reception sensitivity does not decrease, the distance range for target detection can be extended.
また、本開示は、前記目標検出部は、各帯域に分割されたＦＭＣＷレーダ受信信号と、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの当該帯域を含む信号と、の間のパルス圧縮に基づいて、当該帯域において目標を検出することを特徴とするＦＭＣＷレーダ目標検出装置である。 Further, in the present disclosure, the target detection unit may be configured to determine whether or not the FMCW radar reception signal divided into each band and a signal including the band among the FMCW radar transmission signals include a pulse compression between the bands. An FMCW radar target detection device for detecting a target.
この構成によれば、「各」帯域において目標を検出するときには、「各」帯域において送信側から受信側への回り込み干渉又は近距離でのレーダ反射により受信機が飽和することがあっても、「各」帯域において受信信号と送信信号との間のパルス圧縮により高調波の偽像が発生しないため、目標検出の検出精度を向上させることができる。そして、上述したように、「各」帯域において目標を検出するときには、「各」帯域において遠距離での受信感度が低減しないため、目標検出の検出精度をさらに向上させることができる。 According to this configuration, when a target is detected in each band, the receiver may be saturated due to sneak interference from the transmission side to the reception side or radar reflection at a short distance in each band, Since a false image of a harmonic does not occur due to the pulse compression between the reception signal and the transmission signal in each band, the detection accuracy of target detection can be improved. As described above, when a target is detected in each band, the receiving sensitivity at a long distance does not decrease in each band, so that the detection accuracy of target detection can be further improved.
また、本開示は、前記目標検出部は、各帯域に分割されたＦＭＣＷレーダ受信信号と、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの当該帯域を含む信号と、の間のビート検出に基づいて、当該帯域において目標を検出することを特徴とするＦＭＣＷレーダ目標検出装置である。 Further, in the present disclosure, the target detection unit may be configured to determine whether or not the FMCW radar reception signal divided into each band and a signal including the band among the FMCW radar transmission signals, based on a beat detection between the bands. An FMCW radar target detection device for detecting a target.
この構成によれば、「各」帯域において目標を検出するときには、「各」帯域において送信側から受信側への回り込み干渉又は近距離でのレーダ反射により受信機が飽和することがあるため、「各」帯域において受信信号と送信信号との間のビート検出により高調波の偽像が発生し、目標検出の検出精度が低減することが考えられる。とはいえ、上述したように、「各」帯域において目標を検出するときには、「各」帯域において遠距離での受信感度が低減しないため、目標検出の検出精度を向上させることができる。 According to this configuration, when a target is detected in each band, the receiver may be saturated due to sneak interference from the transmission side to the reception side or radar reflection at a short distance in each band, It is conceivable that a false image of a harmonic is generated by beat detection between the reception signal and the transmission signal in each band, and the detection accuracy of target detection is reduced. However, as described above, when detecting a target in each band, the reception sensitivity at a long distance in each band is not reduced, so that the detection accuracy of target detection can be improved.
このように、本開示は、ＦＭＣＷレーダにおいて、目標検出の距離範囲を延伸するとともに、目標検出の検出精度を向上させることができる。 As described above, according to the present disclosure, in the FMCW radar, the distance range of target detection can be extended, and the detection accuracy of target detection can be improved.
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.
（第１実施形態）
第１実施形態のＦＭＣＷレーダ目標検出装置の構成を図１に示す。ＦＭＣＷレーダ目標検出装置Ｒ１は、チャープ発生部１、分配部２、ミキサ部３、局部発振部４、増幅部５、送信アンテナ６、受信アンテナ７、増幅部８、ミキサ部９、帯域分割部１０、目標検出部１１、コヒーレント加算部１２及び距離変換部１３から構成される。帯域分割部１０、目標検出部１１、コヒーレント加算部１２及び距離変換部１３は、図２に示したプログラムをコンピュータにインストールすることにより実現される。
(1st Embodiment)
FIG. 1 shows the configuration of the FMCW radar target detection device of the first embodiment. The FMCW radar target detection device R1 includes a
送信時には、チャープ発生部１は、周波数チャープ信号を発生させ、分配部２は、周波数チャープ信号を送信側と受信側とに分配し、ミキサ部３は、局部発振部４を用いて、送信信号をアップコンバートし、増幅部５は、送信信号を増幅し、送信アンテナ６は、空間中への照射信号を送信する。受信時には、受信アンテナ７は、目標Ｔからの反射信号を受信し、増幅部８は、受信信号を増幅し、ミキサ部９は、局部発振部４を用いて、受信信号をダウンコンバートする。帯域分割部１０、目標検出部１１、コヒーレント加算部１２及び距離変換部１３については、図２及び図３を用いて詳述する。
At the time of transmission, the
第１実施形態のＦＭＣＷレーダ目標検出処理の手順を図２に示す。第１実施形態のＦＭＣＷレーダ目標検出処理の信号を図３に示す。アップコンバート前及びダウンコンバート後の周波数チャープ信号は、帯域ｆ０〜ｆ５及び周期５Ｔを有する。ＦＭＣＷレーダ送信信号は、時刻（ｎ−１）Ｔから時刻ｎＴまでの間に、周波数ｆｎ−１から周波数ｆｎへとリニアチャープする。ただし、ｎは、１から５までの自然数である。
FIG. 2 shows the procedure of the FMCW radar target detection processing of the first embodiment. FIG. 3 shows signals of the FMCW radar target detection processing of the first embodiment. The frequency chirp signal before up-conversion and after down-conversion has bands f 0 to f 5 and a
帯域分割部１０は、ＦＭＣＷレーダ受信信号を複数帯域に分割する（ステップＳ１、Ｓ２）。帯域分割部１０は、バンドパスフィルタ１０１−１、１０１−２、１０１−３、１０１−４、１０１−５及びこれらの前段の分配部から構成される。 The band division unit 10 divides the FMCW radar reception signal into a plurality of bands (Steps S1 and S2). The band division unit 10 includes band-pass filters 101-1, 101-2, 101-3, 101-4, 101-5, and a distribution unit at the preceding stage.
前段の分配部は、ＦＭＣＷレーダ受信信号を第１〜５分岐に分配する（ステップＳ１）。バンドパスフィルタ１０１−ｎは、各第ｎ分岐のＦＭＣＷレーダ受信信号のうちの各帯域ｆｎ−１〜ｆｎを含むＦＭＣＷレーダ受信信号を抽出する（ステップＳ２）。 The distribution unit at the preceding stage distributes the FMCW radar reception signal to the first to fifth branches (step S1). Bandpass filter 101-n extracts the FMCW radar reception signal containing the band f n-1 ~f n of the FMCW radar reception signal of each of the n branch (step S2).
目標検出部１１は、各帯域に分割されたＦＭＣＷレーダ受信信号と、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの当該帯域を含む信号と、の間のパルス圧縮に基づいて、当該帯域において目標Ｔを検出する（ステップＳ３、Ｓ４）。目標検出部１１は、パルス圧縮部１１１−１、１１１−２、１１１−３、１１１−４、１１１−５から構成される。 The target detection unit 11 detects a target T in the band based on the pulse compression between the FMCW radar reception signal divided into each band and a signal including the band in the FMCW radar transmission signal ( Steps S3 and S4). The target detection unit 11 includes pulse compression units 111-1, 111-2, 111-3, 111-4, and 111-5.
パルス圧縮部１１１−ｎは、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの各帯域ｆｎ−１〜ｆｎを含むＦＭＣＷレーダ送信信号を抽出する（ステップＳ３）。そして、パルス圧縮部１１１−ｎは、各帯域ｆｎ−１〜ｆｎを含むＦＭＣＷレーダ受信信号と、各帯域ｆｎ−１〜ｆｎを含むＦＭＣＷレーダ送信信号と、の間のパルス圧縮を実行する（ステップＳ４）。 The pulse compression section 111-n extracts an FMCW radar transmission signal including each of the bands f n-1 to f n from the FMCW radar transmission signal (step S3). The pulse compression unit 111-n includes a FMCW radar reception signal containing the band f n-1 ~f n, a FMCW radar transmission signal containing the band f n-1 ~f n, the pulse compression between Execute (step S4).
すると、各帯域ｆｎ−１〜ｆｎのパルス圧縮結果として、時刻（ｎ−１）Ｔでの送信開始から時間１．５Ｔ、２．５Ｔ後に、２個の目標Ｔによるピークが検出されている。そして、時刻（ｎ−１）Ｔでの送信開始から時間１．５Ｔ、２．５Ｔ後では、各帯域ｆｎ−１〜ｆｎのＦＭＣＷレーダ送信信号は送信されておらず、他帯域ｆｎ〜ｆｎ＋１、ｆｎ＋１〜ｆｎ＋２（ただし、ｆ６＝ｆ１、ｆ７＝ｆ２である。）のＦＭＣＷレーダ送信信号が送信されている。
Then, as a result of pulse compression of each band f n−1 to f n , peaks due to two target Ts are detected 1.5T and 2.5T after the start of transmission at time (n−1) T. I have. Then, the time (n-1) times from the start of transmission of at T 1.5T, the post-2.5T, FMCW radar transmission signals of each band f n-1 ~f n has not been transmitted, the
ここで、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて２個の目標Ｔを検出するときには、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて送信側から受信側への回り込み干渉が発生することがないため、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて遠距離での受信感度が低減しない。そして、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて２個の目標Ｔを検出するときには、「他」帯域において送信側から受信側への回り込み干渉が発生することがあっても、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて遠距離での受信感度が低減しない。よって、目標検出の距離範囲を延伸することができる。 Here, when detecting two target T in "each" band f n-1 ~f n is the coupling loop interference from a sender to a receiver in "each" band f n-1 ~f n occurs Therefore, the reception sensitivity at a long distance does not decrease in the “each” band f n−1 to f n . Then, when two target Ts are detected in the “each” band f n−1 to f n , even if sneak interference from the transmission side to the reception side occurs in the “other” band, “each” In the bands f n−1 to f n , the reception sensitivity at a long distance does not decrease. Therefore, the distance range for target detection can be extended.
さらに、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて２個の目標Ｔを検出するときには、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて送信側から受信側への回り込み干渉又は近距離での他のレーダ反射により受信側の増幅部８が飽和することがあっても、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて受信信号と送信信号との間のパルス圧縮により高調波の偽像が発生しない。よって、目標検出の検出精度を向上させることができる。そして、上述したように、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて２個の目標Ｔを検出するときには、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて遠距離での受信感度が低減しないため、目標検出の検出精度をさらに向上させることができる。 Further, when detecting two target T in "each" band f n-1 ~f n is "each" band f n-1 ~f n in the coupling loop interference or short distance from the transmitting side to the receiving side in even if the saturation amplifying unit 8 of the receiving side by another radar reflector, an artifact of the harmonic by pulse compression between the received and transmitted signals in "each" band f n-1 ~f n is Does not occur. Therefore, the detection accuracy of target detection can be improved. Then, as described above, when detecting two target T in "each" band f n-1 ~f n, the receiving sensitivity of the far in "each" band f n-1 ~f n is not reduced Therefore, the detection accuracy of target detection can be further improved.
コヒーレント加算部１２は、各帯域における目標検出結果をコヒーレント加算する（ステップＳ５、Ｓ６）。コヒーレント加算部１２は、遅延部１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４、１２１−５及び加算部１２２から構成される。 The coherent addition unit 12 performs coherent addition of the target detection results in each band (steps S5 and S6). The coherent addition unit 12 includes delay units 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5 and an addition unit 122.
遅延部１２１−ｎは、各第ｎ分岐のパルス圧縮結果に各遅延（５−ｎ）Ｔを施す（ステップＳ５）。加算部１２２は、各遅延（５−ｎ）Ｔを施されたパルス圧縮結果をコヒーレント加算する（ステップＳ６）。すると、コヒーレント加算されたパルス圧縮結果として、送信開始から時間１．５Ｔ、２．５Ｔ後に、２個の目標Ｔによる強度の高いピークが検出されている。距離変換部１３は、コヒーレント加算されたパルス圧縮結果において、電磁波の伝搬速度に基づいて、時間を距離に変数変換する（ステップＳ７）。
The delay unit 121-n applies each delay (5-n) T to the pulse compression result of each n-th branch (step S5). The adding unit 122 coherently adds the pulse compression results subjected to each delay (5-n) T (step S6). Then, as a result of the pulse compression resulting from the coherent addition, peaks with high intensities due to the two target Ts are detected 1.5T and 2.5T after the start of transmission. The
第１実施形態では、送信アンテナ６と受信アンテナ７とは、別個のアンテナである。変形例として、回り込み干渉が発生しにくいことから、送信アンテナ６と受信アンテナ７とは、共用のアンテナでもよい。第１実施形態では、パルスレーダと比べて、送信電力を低減している。変形例として、回り込み干渉及び高調波の偽像が発生しにくいことから、パルスレーダと比べて、送信電力を増加してもよい。なお、第１実施形態は、従来のＦＭＣＷレーダをそのまま流用したり、従来のＦＭＣＷレーダに新たに追加することができる。
In the first embodiment, the transmitting
（第２実施形態）
第２実施形態のＦＭＣＷレーダ目標検出装置の構成を図４に示す。ＦＭＣＷレーダ目標検出装置Ｒ２は、チャープ発生部２１、分配部２２、ミキサ部２３、局部発振部２４、増幅部２５、送信アンテナ２６、受信アンテナ２７、増幅部２８、ミキサ部２９、帯域分割部３０、目標検出部３１、コヒーレント加算部３２及び距離変換部３３から構成される。帯域分割部３０、目標検出部３１、コヒーレント加算部３２及び距離変換部３３は、図５に示したプログラムをコンピュータにインストールすることにより実現される。
(2nd Embodiment)
FIG. 4 shows the configuration of the FMCW radar target detection device according to the second embodiment. The FMCW radar target detection device R2 includes a
チャープ発生部２１、分配部２２、ミキサ部２３、局部発振部２４、増幅部２５、送信アンテナ２６、受信アンテナ２７、増幅部２８及びミキサ部２９については、チャープ発生部１、分配部２、ミキサ部３、局部発振部４、増幅部５、送信アンテナ６、受信アンテナ７、増幅部８及びミキサ部９と同様である。帯域分割部３０、目標検出部３１、コヒーレント加算部３２及び距離変換部３３については、図５及び図６を用いて詳述する。
For the
第２実施形態のＦＭＣＷレーダ目標検出処理の手順を図５に示す。第２実施形態のＦＭＣＷレーダ目標検出処理の信号を図６に示す。アップコンバート前及びダウンコンバート後の周波数チャープ信号は、帯域ｆ０〜ｆ５及び周期５Ｔを有する。ＦＭＣＷレーダ送信信号は、時刻（ｎ−１）Ｔから時刻ｎＴまでの間に、周波数ｆｎ−１から周波数ｆｎへとリニアチャープする。ただし、ｎは、１から５までの自然数である。
FIG. 5 shows a procedure of the FMCW radar target detection processing according to the second embodiment. FIG. 6 shows signals of the FMCW radar target detection processing of the second embodiment. The frequency chirp signal before up-conversion and after down-conversion has bands f 0 to f 5 and a
帯域分割部３０は、ＦＭＣＷレーダ受信信号を複数帯域に分割する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。帯域分割部３０は、バンドパスフィルタ３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４、３０１−５及びこれらの前段の分配部から構成される。 The band division unit 30 divides the FMCW radar reception signal into a plurality of bands (Steps S11 and S12). The band division unit 30 includes band-pass filters 301-1, 301-2, 301-3, 301-4, 301-5, and a distribution unit at the preceding stage.
前段の分配部は、ＦＭＣＷレーダ受信信号を第１〜５分岐に分配する（ステップＳ１１）。バンドパスフィルタ３０１−ｎは、各第ｎ分岐のＦＭＣＷレーダ受信信号のうちの各帯域ｆｎ−１〜ｆｎを含むＦＭＣＷレーダ受信信号を抽出する（ステップＳ１２）。 The distributor at the preceding stage distributes the FMCW radar reception signal to the first to fifth branches (step S11). The band-pass filter 301-n extracts an FMCW radar reception signal including each of the bands f n-1 to f n among the FMCW radar reception signals of the n-th branch (step S12).
目標検出部３１は、各帯域に分割されたＦＭＣＷレーダ受信信号と、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの当該帯域を含む信号と、の間のビート検出に基づいて、当該帯域において目標Ｔを検出する（ステップＳ１３〜Ｓ１６）。目標検出部３１は、ミキサ部３１１−１、３１１−２、３１１−３、３１１−４、３１１−５、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部３１２−１、３１２−２、３１２−３、３１２−４、３１２−５及び時間変換部３１３−１、３１３−２、３１３−３、３１３−４、３１３−５から構成される。 The target detection unit 31 detects a target T in the band based on beat detection between the FMCW radar reception signal divided into each band and a signal including the band in the FMCW radar transmission signal ( Steps S13 to S16). The target detection unit 31 includes mixer units 311-1, 311-2, 311-3, 311-4, 311-5, and FFT (fast Fourier transform) units 312-1, 312-2, 312-3, 312-4. , 312-5 and time conversion units 313-1, 313-2, 313-3, 313-4, 313-5.
ミキサ部３１１−ｎは、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの各帯域ｆｎ−１〜ｆｎを含むＦＭＣＷレーダ送信信号を抽出する（ステップＳ１３）。そして、ミキサ部３１１−ｎは、各帯域ｆｎ−１〜ｆｎを含むＦＭＣＷレーダ受信信号と、各帯域ｆｎ−１〜ｆｎを含むＦＭＣＷレーダ送信信号と、の間のミキシングを実行する（ステップＳ１４）。ＦＦＴ部３１２−ｎは、各第ｎ分岐のミキシング結果にＦＦＴを施し、ビート検出を実行する（ステップＳ１５）。時間変換部３１３−ｎは、各第ｎ分岐のビート検出結果において、周波数チャープ率に基づいて、周波数を時間に変数変換する（ステップＳ１６）。 The mixer unit 311-n extracts an FMCW radar transmission signal including each band f n−1 to f n from the FMCW radar transmission signal (Step S13). The mixer 311-n performs a FMCW radar reception signal containing the band f n-1 ~f n, a FMCW radar transmission signal containing the band f n-1 ~f n, the mixing between the (Step S14). The FFT unit 312-n performs an FFT on the mixing result of each n-th branch, and executes beat detection (step S15). The time conversion unit 313-n performs variable conversion of the frequency into time based on the frequency chirp rate in the beat detection result of each n-th branch (step S16).
すると、帯域ｆｎ−１〜ｆｎのビート検出結果として、時刻（ｎ−１）Ｔでの送信開始から時間１．５Ｔ、２．５Ｔ後に、２個の目標Ｔによるピークが検出されており、時刻（ｎ−１）Ｔでの送信開始から時間０．２５ｍＴ（ｍは、自然数。）後に、近距離での他のレーダ反射から来る高調波の偽像によるピークが検出されている。そして、時刻（ｎ−１）Ｔでの送信開始から時間１．５Ｔ、２．５Ｔ後では、各帯域ｆｎ−１〜ｆｎのＦＭＣＷレーダ送信信号は送信されておらず、他帯域ｆｎ〜ｆｎ＋１、ｆｎ＋１〜ｆｎ＋２（ただし、ｆ６＝ｆ１、ｆ７＝ｆ２である。）のＦＭＣＷレーダ送信信号が送信されている。
Then, as the beat detection results of the bands f n−1 to f n , two peaks due to two target Ts are detected 1.5T and 2.5T after the transmission start at the time (n−1) T. After a time of 0.25 mT (m is a natural number) from the start of transmission at time (n-1) T, a peak due to a false image of a higher harmonic coming from another radar reflection at a short distance is detected. Then, the time (n-1) times from the start of transmission of at T 1.5T, the post-2.5T, FMCW radar transmission signals of each band f n-1 ~f n has not been transmitted, the
ここで、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて２個の目標Ｔを検出するときには、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて送信側から受信側への回り込み干渉が発生することがないため、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて遠距離での受信感度が低減しない。そして、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて２個の目標Ｔを検出するときには、「他」帯域において送信側から受信側への回り込み干渉が発生することがあっても、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて遠距離での受信感度が低減しない。よって、目標検出の距離範囲を延伸することができる。 Here, when detecting two target T in "each" band f n-1 ~f n is the coupling loop interference from a sender to a receiver in "each" band f n-1 ~f n occurs Therefore, the reception sensitivity at a long distance does not decrease in the “each” band f n−1 to f n . Then, when two target Ts are detected in the “each” band f n−1 to f n , even if sneak interference from the transmission side to the reception side occurs in the “other” band, “each” In the bands f n−1 to f n , the reception sensitivity at a long distance does not decrease. Therefore, the distance range for target detection can be extended.
ただし、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて２個の目標Ｔを検出するときには、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて送信側から受信側への回り込み干渉又は近距離での他のレーダ反射により受信側の増幅部２８が飽和することがあるため、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて受信信号と送信信号との間のビート検出により高調波の偽像が発生する。よって、目標検出の検出精度が低減することが考えられる。とはいえ、上述したように、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて２個の目標Ｔを検出するときには、「各」帯域ｆｎ−１〜ｆｎにおいて遠距離での受信感度が低減しないため、目標検出の検出精度を向上させることができる。 However, when detecting two target T in "each" band f n-1 ~f n is "each" band f n-1 ~f n in the coupling loop interference or short distance from the transmitting side to the receiving side in Since the receiver-side amplifier 28 may be saturated due to other radar reflections, a false image of a harmonic is generated by detecting a beat between the reception signal and the transmission signal in the “each” band f n−1 to f n . I do. Therefore, the detection accuracy of target detection may be reduced. Nevertheless, as described above, when detecting two target T in "each" band f n-1 ~f n is the receiving sensitivity of the far in "each" band f n-1 ~f n Since it does not decrease, the detection accuracy of target detection can be improved.
コヒーレント加算部３２は、各帯域における目標検出結果をコヒーレント加算する（ステップＳ１７、Ｓ１８）。コヒーレント加算部３２は、遅延部３２１−１、３２１−２、３２１−３、３２１−４、３２１−５及び加算部３２２から構成される。 The coherent addition unit 32 coherently adds the target detection results in each band (steps S17 and S18). The coherent addition unit 32 includes delay units 321-1, 321-2, 321-3, 321-4, 321-5, and an addition unit 322.
遅延部３２１−ｎは、各第ｎ分岐のビート検出結果に各遅延（５−ｎ）Ｔを施す（ステップＳ１７）。加算部３２２は、各遅延（５−ｎ）Ｔを施されたビート検出結果をコヒーレント加算する（ステップＳ１８）。すると、コヒーレント加算されたビート検出結果として、送信開始から時間０．２５ｍＴ後に、高調波の偽像による強度の低いピークが検出されるものの、送信開始から時間１．５Ｔ、２．５Ｔ後に、２個の目標Ｔによる強度の高いピークが検出されている。距離変換部３３は、コヒーレント加算されたビート検出結果において、電磁波の伝搬速度に基づいて、時間を距離に変数変換する（ステップＳ１９）。 The delay unit 321-n applies each delay (5-n) T to the beat detection result of each n-th branch (step S17). The adding unit 322 performs coherent addition of the beat detection results subjected to each delay (5-n) T (step S18). Then, as a result of the beat detection with the coherent addition, a peak having a low intensity due to a false image of a harmonic is detected at a time of 0.25 mT after the start of transmission. Peaks with high intensities due to the individual targets T are detected. The distance conversion unit 33 converts the time into a distance based on the propagation speed of the electromagnetic wave in the coherently added beat detection result (step S19).
第２実施形態では、送信アンテナ２６と受信アンテナ２７とは、別個のアンテナである。変形例として、回り込み干渉が発生しにくいことから、送信アンテナ２６と受信アンテナ２７とは、共用のアンテナでもよい。第２実施形態では、パルスレーダと比べて、送信電力を低減している。変形例として、回り込み干渉が発生しにくいことから、パルスレーダと比べて、送信電力を増加してもよい。なお、第２実施形態は、従来のＦＭＣＷレーダをそのまま流用したり、従来のＦＭＣＷレーダに新たに追加することができる。
In the second embodiment, the transmitting
本開示のＦＭＣＷレーダ目標検出装置及びＦＭＣＷレーダ目標検出プログラムは、目標検出の距離範囲を延伸するとともに、目標検出の検出精度を向上させることができる。 The FMCW radar target detection device and the FMCW radar target detection program of the present disclosure can extend the distance range of target detection and improve the detection accuracy of target detection.
Ｒ１、Ｒ２：ＦＭＣＷレーダ目標検出装置
Ｔ：目標
１、２１：チャープ発生部
２、２２：分配部
３、２３：ミキサ部
４、２４：局部発振部
５、２５：増幅部
６、２６：送信アンテナ
７、２７：受信アンテナ
８、２８：増幅部
９、２９：ミキサ部
１０、３０：帯域分割部
１１、３１：目標検出部
１２、３２：コヒーレント加算部
１３、３３：距離変換部
１０１−１、１０１−２、１０１−３、１０１−４、１０１−５、３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４、３０１−５：バンドパスフィルタ
１１１−１、１１１−２、１１１−３、１１１−４、１１１−５：パルス圧縮部
１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４、１２１−５、３２１−１、３２１−２、３２１−３、３２１−４、３２１−５：遅延部
１２２、３２２：加算部
３１１−１、３１１−２、３１１−３、３１１−４、３１１−５：ミキサ部
３１２−１、３１２−２、３１２−３、３１２−４、３１２−５：ＦＦＴ部
３１３−１、３１３−２、３１３−３、３１３−４、３１３−５：時間変換部
R1, R2: FMCW radar target detection device T:
Claims (4)
各帯域に分割されたＦＭＣＷレーダ受信信号と、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの当該帯域を含む信号と、に基づいて、当該帯域において目標を検出する目標検出部と、
各帯域における目標検出結果をコヒーレント加算するコヒーレント加算部と、
を備えることを特徴とするＦＭＣＷレーダ目標検出装置。 A band division unit that divides an FMCW (Frequency-Modulation Continuous-Wave) radar reception signal into a plurality of bands;
A target detection unit that detects a target in the band based on the FMCW radar reception signal divided into each band and a signal including the band in the FMCW radar transmission signal;
A coherent addition unit that coherently adds target detection results in each band,
An FMCW radar target detection device comprising:
各帯域に分割されたＦＭＣＷレーダ受信信号と、ＦＭＣＷレーダ送信信号のうちの当該帯域を含む信号と、に基づいて、当該帯域において目標を検出する目標検出ステップと、
各帯域における目標検出結果をコヒーレント加算するコヒーレント加算ステップと、
を順にコンピュータに実行させるためのＦＭＣＷレーダ目標検出プログラム。 A band division step of dividing an FMCW (Frequency-Modulation Continuous-Wave) radar reception signal into a plurality of bands;
A target detection step of detecting a target in the band based on the FMCW radar reception signal divided into each band and a signal including the band in the FMCW radar transmission signal;
A coherent addition step of coherently adding target detection results in each band,
A FMCW radar target detection program for causing a computer to execute in order.
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