JP2020159980A - Radar device and target detection method - Google Patents

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Abstract

To provide a radar device with which both short range and long range detections are achieved and a short range resolution is improved.SOLUTION: A radar device 1 pertaining to the present invention detects a target using an electromagnetic wave. This radar device comprises: a transmit unit 2 for transmitting a first pulse and a second pulse the amplitude and pulse width of which are larger than the first pulse; a receive unit 3 for receiving the reflected waves of the first and second pulses transmitted by the transmit unit 2 and reflected by a target; and a detection unit 4 for detecting the target on the basis of reflected wave signals of the reflected waves received by the receive unit 3. The transmit unit 2 forms the waveforms of the first and second pulses so that the rise time of the first pulse is smaller than the rise and fall times of the second pulse.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーダ装置及び物標検出方法に関する。 The present invention relates to a radar device and a target detection method.

近年、例えば自動車用周辺監視、ADAS(先進運転支援システム)等、周辺の物体(物標)を検知するレーダ装置の用途が広がっている。特に自動車用レーダ装置では、遠方の物標の検知を実現しつつ、かつ近傍の物標を検知することも要求されている。自動車用レーダ装置は、近傍の物標の検知においては、例えば衝突防止のために歩行者等の位置を正確に検知することや、駐車時に周囲の障害物の配置を正確に検知することが要求される。遠距離の物標について物標の存在の有無を正確に検知できることが求められる一方で、特に近距離の物標の位置についてはよりその正確な位置と特に最近接点の特定が必要とされる。 In recent years, the use of radar devices for detecting surrounding objects (targets) such as peripheral monitoring for automobiles and ADAS (advanced driver assistance system) has been expanding. In particular, an automobile radar device is also required to detect a distant target and to detect a nearby target. When detecting a nearby target, an automobile radar device is required to accurately detect the position of a pedestrian or the like to prevent a collision, or to accurately detect the arrangement of surrounding obstacles when parking. Will be done. While it is required to be able to accurately detect the presence or absence of a long-distance target, it is necessary to identify the more accurate position and especially the recent contact point, especially for the position of a short-distance target.

自動車用に用いることができるレーダ装置に関して、特許文献1には、パルス幅が小さいパルス信号を送信し、受信側でこのパルス波形の等価サンプリングを行うことによって複数の距離位置(距離ビン)のデータに分解して確認する技術が開示されている。また、特許文献2には、送信側で立ち上がり立ち下がりが高速なパルス信号を形成し、受信側において受信波形の微分値を用いて物標の検知を行う技術が開示されている。さらに、特許文献3には、送信側のパルス幅を十分広い状態としたまま、受信側で送信側のパルス幅より1/10オーダの極端に狭い振幅変調を行い、かつ受信側のタイミングをシフトさせる技術が開示されている。 Regarding a radar device that can be used for automobiles, Patent Document 1 describes data at a plurality of distance positions (distance bins) by transmitting a pulse signal having a small pulse width and performing equivalent sampling of this pulse waveform on the receiving side. The technology for disassembling and checking is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a technique in which a pulse signal having a high rising and falling speed is formed on the transmitting side and a target is detected on the receiving side by using a differential value of the received waveform. Further, in Patent Document 3, while keeping the pulse width on the transmitting side sufficiently wide, the receiving side performs an extremely narrow amplitude modulation on the order of 1/10 of the pulse width on the transmitting side, and shifts the timing on the receiving side. The technology to make it is disclosed.

特開2010−216980号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-216980 特開2002−365362号公報JP-A-2002-365362 特開2016−516995号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-516995

複数の物標が存在する場合、特にレーダ装置からの複数の物標の距離の差が、レーダ装置での分解能より小さい場合において、これらを分離することがむずかしい。例えば、遠い方の物標の電波反射強度が大きい場合には、近い方の物標の反射波が遠い方の物標の反射波に埋もれることで近い方の物標を分離して検出できなくなる可能性がある。特に、自動車用のレーダ装置による近傍の物標の検知においては、例えば駐車時の障害物検知等、最も近い物標を周辺の影響を受けずに確実に検知し、かつ物標までの距離を正確に検出することが要求されることが多い。 It is difficult to separate a plurality of targets, especially when the difference in the distances of the plurality of targets from the radar device is smaller than the resolution of the radar device. For example, when the radio wave reflection intensity of a distant target is high, the reflected wave of the near target is buried in the reflected wave of the distant target, and the near target cannot be separated and detected. there is a possibility. In particular, in the detection of nearby targets by a radar device for automobiles, the nearest target is reliably detected without being affected by the surroundings, such as obstacle detection when parking, and the distance to the target is determined. Accurate detection is often required.

前記特許文献1から3に記載のレーダ装置では、単一のパルスパターン整形をベースとしており、近傍の対象物の飽和回避と遠方の微弱対象物の検出の両立性に関して課題が想定される。 The radar devices described in Patent Documents 1 to 3 are based on a single pulse pattern shaping, and problems are assumed regarding compatibility between saturation avoidance of nearby objects and detection of distant weak objects.

また、送信パルスの立ち上がりを急峻にすることで、微弱対象物の検出を行う事も可能であるが、送信パルスの周波数帯域が広がることとなり、周辺の機器に対する影響が懸念されるため好ましくない。 Further, it is possible to detect a weak object by making the rising edge of the transmission pulse steep, but this is not preferable because the frequency band of the transmission pulse is widened and there is a concern about the influence on peripheral devices.

また、特許文献2、3では、送信パルス幅が立ち上がり時間に対して比較的広く設定されており、車両の近傍に複数の物標が近接して存在する場合に、これら物標の分離、特に遠い方の物標の検知が困難となりうる。 Further, in Patent Documents 2 and 3, the transmission pulse width is set to be relatively wide with respect to the rise time, and when a plurality of targets are present in the vicinity of the vehicle, the separation of these targets, particularly It can be difficult to detect a distant target.

また、特許文献1等に開示されるように受信側の高速動作を行う場合には、ノイズ発生の影響が懸念されるため好ましくない。 Further, when the receiving side is operated at high speed as disclosed in Patent Document 1 and the like, there is a concern about the influence of noise generation, which is not preferable.

かかる実情に鑑みて、本発明は、遠距離と近距離の検出を両立し、かつ近距離の分解能を向上させたレーダ装置及び物標検出方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a radar device and a target detection method that achieve both long-distance and short-distance detection and improve short-distance resolution.

本発明に係るレーダ装置は、電波を用いて物標を検出するレーダ装置であって、第1パルス、並びに前記第1パルスよりも振幅及びパルス幅が大きい第2パルスを送信する送信部と、前記送信部が送信した前記第1パルス及び前記第2パルスの物標による反射波を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記反射波の反射波信号に基づいて前記物標を検出する検出部と、を備え、前記送信部は、前記第1パルスの立ち上がり時間が前記第2パルスの立ち上がり及び立ち下がり時間よりも小さくなるよう、前記第1パルス及び前記第2パルスの波形を形成する。 The radar device according to the present invention is a radar device that detects a target using radio waves, and has a transmission unit that transmits a first pulse and a second pulse having a larger amplitude and pulse width than the first pulse. The target is detected based on the receiving unit that receives the reflected wave by the target of the first pulse and the second pulse transmitted by the transmitting unit and the reflected wave signal of the reflected wave received by the receiving unit. The transmission unit includes a detection unit, and the transmission unit forms the waveforms of the first pulse and the second pulse so that the rise time of the first pulse is smaller than the rise and fall times of the second pulse. ..

本発明に係る物標検出方法は、電波を用いて物標を検出する方法であって、第1パルス、並びに前記第1パルスよりも振幅及びパルス幅が大きい第2パルスを送信する工程と、前記送信する工程で送信した前記第1パルス及び前記第2パルスの物標による反射波を受信する工程と、前記受信する工程で受信した前記反射波の反射波信号に基づいて前記物標を検出する工程と、を備え、前記送信する工程において、前記第1パルスの立ち上がり時間が前記第2パルスの立ち上がり及び立ち下がり時間よりも小さくなるよう、前記第1パルス及び前記第2パルスの波形を形成する、物標検出方法。 The target detection method according to the present invention is a method of detecting a target using radio waves, and includes a step of transmitting a first pulse and a second pulse having a larger amplitude and pulse width than the first pulse. The target is detected based on the step of receiving the reflected wave by the target of the first pulse and the target of the second pulse transmitted in the transmission step and the reflected wave signal of the reflected wave received in the receiving step. The waveforms of the first pulse and the second pulse are formed so that the rise time of the first pulse is smaller than the rise and fall times of the second pulse in the transmission step. Target detection method.

本発明によれば、遠距離と近距離の検出を両立し、近距離の分解能を向上させたレーダ装置及び物標検出方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a radar device and a target detection method that achieve both long-distance and short-distance detection and improve short-distance resolution.

本発明の一実施形態のレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus of one Embodiment of this invention. 図1のレーダ装置の送信部が送信するパルス波形を示す図である。It is a figure which shows the pulse waveform transmitted by the transmission part of the radar apparatus of FIG. 図2のレーダ装置の受信部が受信する第1パルスの反射波の波形を例示する図である。It is a figure which illustrates the waveform of the reflected wave of the 1st pulse received by the receiving part of the radar apparatus of FIG. 図1のレーダ装置の送信部における第1パルスの波形信号の形成過程を示す図である。It is a figure which shows the formation process of the waveform signal of the 1st pulse in the transmission part of the radar apparatus of FIG. 図3の反射波信号の傾きの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the inclination of the reflected wave signal of FIG. 図3とは異なる第1パルスの反射波の波形を例示する図である。It is a figure which illustrates the waveform of the reflected wave of the 1st pulse different from FIG. 図7の反射波信号の傾きの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the inclination of the reflected wave signal of FIG. 図1のレーダ装置における等価時間サンプリングを示す図である。It is a figure which shows the equivalent time sampling in the radar apparatus of FIG. 図1のレーダ装置により行われる本発明一実施形態の物標検出方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the target detection method of one Embodiment of this invention performed by the radar apparatus of FIG. 本発明の第二実施形態のレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 図10のレーダ装置における反射波信号の角度及び距離毎の強度分布を例示する図である。It is a figure which illustrates the intensity distribution for every angle and distance of the reflected wave signal in the radar apparatus of FIG. 図11の強度分布における角度ピークを示す図である。It is a figure which shows the angular peak in the intensity distribution of FIG. 図10のレーダ装置における図11及び12より角度分解能が低いケースにおける角度及び距離毎の強度分布を例示する図である。It is a figure which illustrates the intensity distribution for every angle and distance in the case where the angular resolution is lower than FIGS. 11 and 12 in the radar apparatus of FIG. 図13の強度分布の距離毎角度ピークにおける第1パルスの反射波の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the reflected wave of the 1st pulse at the angle | angle peak of the intensity distribution of FIG. 図14の反射波信号距離毎の強度変化及び判定指標値を示す図である。It is a figure which shows the intensity change and the determination index value for each reflected wave signal distance of FIG. 図13の強度分布の距離毎角度ピークにおける角度差分値を示す図である。It is a figure which shows the angle difference value at each angle peak of the intensity distribution of FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態のレーダ装置1の構成を示すブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radar device 1 according to a first embodiment of the present invention.

本実施形態のレーダ装置1は、電波を用いて物標を検出する装置である。レーダ装置1は、図2に示すような第1パルスP1、並びに第1パルスP1よりも振幅及びパルス幅が大きい第2パルスP2を、第1の間隔を有する第1のタイミングで繰り返し送信する送信部2と、送信部2が送信した第1パルス及び第2パルスの物標による反射波を受信する受信部3と、受信部3が受信した反射波信号に基づいて物標を検出する検出部4と、送信部2、受信部3及び検出部4を制御する制御部5と、を備える。 The radar device 1 of the present embodiment is a device that detects a target using radio waves. The radar device 1 repeatedly transmits the first pulse P1 as shown in FIG. 2 and the second pulse P2 having a larger amplitude and pulse width than the first pulse P1 at the first timing having the first interval. A detection unit that detects a target based on a unit 2 and a reception unit 3 that receives the reflected waves of the first pulse and the second pulse targets transmitted by the transmission unit 2 and a reflected wave signal received by the reception unit 3. A control unit 5 for controlling a transmission unit 2, a reception unit 3, and a detection unit 4 is provided.

レーダ装置1において、第1パルスP1は、相対的に近距離に存在する物標を検出するために用いられ、第2パルスP2は、相対的に遠距離に存在する物標を検出するために用いられる。第1パルスP1は、分解能(複数の物標のレーダ装置1からの距離が近似している場合、典型的には複数の物標が互いに接近して存在する場合に、別々の物標として検出する能力)を向上できるよう比較的パルス幅が小さいパルスとされ、かつ、物標の反射波の受信強度が大きくなり受信系で飽和させないよう比較的振幅が小さいパルスとされる。一方、第2パルスP2は、遠方に存在する物標の存在を遠距離につき距離減衰が大きく受信強度が小さくなる中、高感度に検知するために、比較的振幅が大きく比較的パルス幅も大きいパルスとされる。 In the radar device 1, the first pulse P1 is used to detect a target existing at a relatively short distance, and the second pulse P2 is used to detect a target existing at a relatively long distance. Used. The first pulse P1 is detected as separate targets with resolution (when the distances of a plurality of targets from the radar device 1 are close, typically when a plurality of targets are close to each other). The pulse width is set to be relatively small so that the ability to perform) can be improved, and the pulse is set to have a relatively small amplitude so that the received intensity of the reflected wave of the target becomes large and is not saturated in the receiving system. On the other hand, the second pulse P2 has a relatively large amplitude and a relatively large pulse width in order to detect the existence of a distant target with high sensitivity while the distance attenuation is large and the reception intensity is small. It is said to be a pulse.

送信部2は、所定のキャリア周波数の局発信号を生成する発振部21と、第1パルスP1及び第2パルスP2の波形信号を形成する波形形成部22と、発振部21が生成した局発信号に波形形成部22が形成した波形信号を掛け合わせて増幅するゲインコントロール部23と、ゲインコントロール部23から出力される信号を電波に変換して送出する送信アンテナ24とを有する。 The transmission unit 2 includes an oscillation unit 21 that generates a local transmission signal having a predetermined carrier frequency, a waveform formation unit 22 that forms the waveform signals of the first pulse P1 and the second pulse P2, and a station transmission generated by the oscillation unit 21. It has a gain control unit 23 that amplifies the waveform signal formed by the waveform forming unit 22 by multiplying the number, and a transmitting antenna 24 that converts a signal output from the gain control unit 23 into radio waves and transmits the signal.

発振部21は、周知の発振器を有する構成とすることができる。また、発振部21は、制御部5の制御に応じて局発信号を生成するものとすることができる。 The oscillator 21 may have a well-known oscillator. Further, the oscillation unit 21 can generate a local signal according to the control of the control unit 5.

波形形成部22は、第1パルスP1の立ち上がり時間が第2パルスP2の立ち上がり時間及び立ち下がり時間よりも小さくなるよう、第1パルスP1及び第2パルスP2の波形を定める波形信号を形成する。また、波形形成部22は、第1パルスP1の立ち上がりの傾きが第2パルスP2の立ち上がり及び立ち下がりの傾きよりも大きくなるよう、第1パルスP1及び第2パルスP2の波形を定める波形信号を形成することが好ましい。なお、「立ち上がり時間」及び「立ち下がり時間」とは、値がピーク値の10%から90%まで増大する時間及びピーク値の90%から10%まで減少する時間を意味するものとする。また、立ち上がり(立ち下がり)の傾きとは、ピーク値の80%(90%−10%)の値をピーク値の10%から90%まで増大(90%から10%まで減少)する時間で除した値(絶対値)を意味するものとする。 The waveform forming unit 22 forms a waveform signal that defines the waveforms of the first pulse P1 and the second pulse P2 so that the rise time of the first pulse P1 is smaller than the rise time and the fall time of the second pulse P2. Further, the waveform forming unit 22 sets a waveform signal that determines the waveforms of the first pulse P1 and the second pulse P2 so that the rising slope of the first pulse P1 becomes larger than the rising and falling slopes of the second pulse P2. It is preferable to form. The “rise time” and “fall time” mean the time when the value increases from 10% to 90% of the peak value and the time when the value decreases from 90% to 10% of the peak value. The slope of rising (falling) is divided by the time it takes to increase (decrease from 90% to 10%) the value of 80% (90% -10%) of the peak value from 10% to 90% of the peak value. It shall mean the value (absolute value).

このように、第1パルスP1のパルス幅が比較的狭いことにより、レーダ装置1の近傍に存在する互いの距離の差が小さい複数の物標であっても、第1パルスP1が各々物標により反射した電波をレーダ装置で受信し、複数の物標として分離した電気信号とすることができる。さらに、第1パルスP1の立ち上がり時間を小さくすることによって、遠い方の物標に近い方の物標が埋もれて識別できなくなることを抑制できる。 As described above, since the pulse width of the first pulse P1 is relatively narrow, the first pulse P1 is a target even if there are a plurality of targets existing in the vicinity of the radar device 1 and the difference in distance between them is small. The radio waves reflected by the radar device can be received by the radar device and can be separated into electric signals as a plurality of targets. Further, by reducing the rise time of the first pulse P1, it is possible to prevent the target closer to the distant target from being buried and becoming indistinguishable.

また、送信電波の波形において、立ち上がり時間や立ち下がり時間を小さくすると、発振部21から送信する電波の周波数帯域が広がりやすい。しかしながら、レーダ装置から最も近い距離にある物標の位置(最近接点)の正確な検出を目的として、比較的出力が小さい第1パルスP1についてのみ、また立ち上がり時間のみ、小さくすることによって、比較的周波数帯域の広がりを抑制できるので、周辺の機器に対する影響を抑制することができる。 Further, if the rise time and the fall time are reduced in the waveform of the transmitted radio wave, the frequency band of the radio wave transmitted from the oscillating unit 21 tends to be widened. However, for the purpose of accurately detecting the position (recent contact point) of the target closest to the radar device, it is relatively small only for the first pulse P1 whose output is relatively small, and only for the rise time. Since the spread of the frequency band can be suppressed, the influence on peripheral devices can be suppressed.

波形形成部22は、図4に示すように、立ち上がり時間が互いに異なる2つの原波形信号(立ち上がり時間が大きい第1原波形信号U1及び立ち上がり時間が小さい第2原波形信号V1)を形成する構成とすることができる。波形形成部22は、立ち上がり時間が異なる2つの原波形信号U1,V1をずらして掛け合わせることで第1パルスP1の波形を定める波形信号W1を形成することができる。第1原波形信号U1のパルスに、第2波形信号のパルスの立ち上がりが重畳され、立ち下がりが重畳されないよう、第1原波形信号U1と第2原波形信号V1とをずらして掛け合わせることで、相対的に立ち上がり時間が小さく、立ち下がり時間が大きい第1パルスP1を生成するための波形信号W1を比較的容易に形成することができる。 As shown in FIG. 4, the waveform forming unit 22 forms two original waveform signals having different rising times (the first original waveform signal U1 having a large rising time and the second original waveform signal V1 having a short rising time). Can be. The waveform forming unit 22 can form the waveform signal W1 that determines the waveform of the first pulse P1 by shifting and multiplying the two original waveform signals U1 and V1 having different rise times. The first original waveform signal U1 and the second original waveform signal V1 are staggered and multiplied so that the rising edge of the pulse of the second waveform signal is superimposed on the pulse of the first original waveform signal U1 and the falling edge is not superimposed. The waveform signal W1 for generating the first pulse P1 having a relatively short rise time and a large fall time can be formed relatively easily.

第1原波形信号U1と第2原波形信号V1とをずらして掛け合わせることで第1パルスP1の波形信号W1を形成する場合、立ち上がり時間が大きい第1原波形信号U1のピークにおいて第1パルスP1の波形信号W1が有値(第2原波形信号V1が有値)となるよう2つの原波形信号U1,V1を掛け合わせることが好ましい。より好ましくは、立ち上がり時間が大きい第1原波形信号U1のピークにおいて第1パルスP1の波形信号W1が最大値となるよう2つの原波形信号U1,V1を掛け合わせることがより好ましい。これにより、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも小さい非対称な山形の波形信号W1を比較的正確且つ効率よく形成することができる。 When the waveform signal W1 of the first pulse P1 is formed by shifting and multiplying the first original waveform signal U1 and the second original waveform signal V1, the first pulse at the peak of the first original waveform signal U1 having a large rise time. It is preferable to multiply the two original waveform signals U1 and V1 so that the waveform signal W1 of P1 has a value (the second original waveform signal V1 has a value). More preferably, it is more preferable to multiply the two original waveform signals U1 and V1 so that the waveform signal W1 of the first pulse P1 becomes the maximum value at the peak of the first original waveform signal U1 having a large rise time. As a result, the asymmetric chevron waveform signal W1 whose rise time is smaller than the fall time can be formed relatively accurately and efficiently.

また、波形形成部22は、立ち上がり時間が大きい第1原波形信号U2と、少なくとも第1原波形信号U2が有値である間は最大値である立ち上がり時間が小さい第2原波形信号V2とを掛け合わせることで、相対的に立ち上がり時間及び立ち下がり時間が大きい第2パルスP2の波形信号W2を形成することができる。 Further, the waveform forming unit 22 obtains a first original waveform signal U2 having a large rise time and a second original waveform signal V2 having a small rise time, which is the maximum value while at least the first original waveform signal U2 has a value. By multiplying, the waveform signal W2 of the second pulse P2 having a relatively large rise time and fall time can be formed.

立ち上がり時間が異なる2つの原波形信号U1/V1,U2/V2は、互いに時定数が異なる回路によって形成することができる。つまり、立ち上がり時間が小さい第1原波形信号U1,U2は、時定数が大きい回路から出力される山形乃至サイン波状のパルス信号とすることができ、立ち上がり時間が小さい第2原波形信号V1,V2は、時定数が小さい回路から出力される台形状のパルス信号とすることができる。これにより、時間制御の調整により、分解能の確保が最も必要とされる箇所、ここでは近傍用の振幅が小さくパルス幅も小さい波形信号W1と、これをもとに生成される送信用の第1パルスP1に急峻な立ち上がりを選択的に、比較的容易且つ正確に形成することができる。 The two original waveform signals U1 / V1 and U2 / V2 having different rise times can be formed by circuits having different time constants from each other. That is, the first original waveform signals U1 and U2 having a small rise time can be mountain-shaped or sine wave-shaped pulse signals output from a circuit having a large time constant, and the second original waveform signals V1 and V2 having a short rise time can be obtained. Can be a trapezoidal pulse signal output from a circuit having a small time constant. As a result, the waveform signal W1 having a small amplitude and a small pulse width for the vicinity and the first transmission generated based on the waveform signal W1 where the resolution is most required to be secured by adjusting the time control. A steep rise can be selectively formed in the pulse P1 relatively easily and accurately.

ゲインコントロール部23は、発振部21が生成した局発信号を波形形成部22が形成した波形信号に比例する増幅率で増幅することにより、送信アンテナ24に供給する電力信号を形成する。ゲインコントロール部23としては、周知の増幅回路を用いることができる。 The gain control unit 23 forms a power signal to be supplied to the transmitting antenna 24 by amplifying the local signal generated by the oscillation unit 21 at an amplification factor proportional to the waveform signal formed by the waveform forming unit 22. A well-known amplifier circuit can be used as the gain control unit 23.

送信アンテナ24は、ゲインコントロール部23から供給される第1パルスP1及び第2パルスP2の電力信号を電磁波として送出する。送信アンテナ24としては、周知のアンテナを用いることができる。 The transmitting antenna 24 transmits the power signals of the first pulse P1 and the second pulse P2 supplied from the gain control unit 23 as electromagnetic waves. A well-known antenna can be used as the transmitting antenna 24.

受信部3は、電磁波を受信する受信アンテナ31と、受信した電気信号を通過又は遮断できるマスク部32と、マスク部32を通過した電気信号をダウンコンバートするミキサ部33と、マスク部32を通過し、ミキサ部33が抽出した強度信号をデジタル信号に変換するAD変換部34と、を有する。 The receiving unit 3 passes through the receiving antenna 31 that receives electromagnetic waves, the mask unit 32 that can pass or block the received electric signal, the mixer unit 33 that downconverts the electric signal that has passed through the mask unit 32, and the mask unit 32. It also has an AD conversion unit 34 that converts the intensity signal extracted by the mixer unit 33 into a digital signal.

受信アンテナ31は、送信アンテナ24が送信した第1パルスP1及び第2パルスP2の物標における反射波を受信して電気信号(反射波信号)とする。受信アンテナ31としては、周知のアンテナを用いることができる。 The receiving antenna 31 receives the reflected waves in the targets of the first pulse P1 and the second pulse P2 transmitted by the transmitting antenna 24 and uses them as electric signals (reflected wave signals). A well-known antenna can be used as the receiving antenna 31.

マスク部32は、第1パルスP1の反射波信号を限定時間、一定時間間隔で(第1パルスP1の反射波信号の一部を第2の間隔を有する第2のタイミングに同期して)通過させる。一方、マスク部32は、第2パルスP2の反射波信号は全体的に通過させる。つまり、マスク部32は、図8のゲイン設定信号に示すよう送信部2が第1パルスP1の送信を開始してから第2パルスP2の送信を開始するまで実質的な第1パルスP1の受信期間の間は、一定の時間間隔で限定時間だけ(第1パルスP1のパルス幅以下のマスク幅で)電気信号を通過し、第2パルスP2の送信を開始した後は連続して電気信号を通過(第2パルスP2の反射波信号を通過)させる。このようなマスク部32は、受信アンテナ31が受信した反射波による電気信号を通過するか遮断するかを選択することができるよう構成される。これにより、距離減衰の大きい遠距離では第2パルスP2を損失させないことで感度を確保しつつ、SNが潤沢な近距離では第1パルスP1とマスク部32の遮断動作によって後述のように分解能の確保が実現できる。 The mask unit 32 passes the reflected wave signal of the first pulse P1 for a limited time at regular time intervals (a part of the reflected wave signal of the first pulse P1 is synchronized with the second timing having the second interval). Let me. On the other hand, the mask unit 32 passes the reflected wave signal of the second pulse P2 as a whole. That is, as shown in the gain setting signal of FIG. 8, the mask unit 32 substantially receives the first pulse P1 from the start of the transmission of the first pulse P1 to the start of the transmission of the second pulse P2. During the period, the electric signal is passed at regular time intervals for a limited time (with a mask width equal to or less than the pulse width of the first pulse P1), and after the transmission of the second pulse P2 is started, the electric signal is continuously transmitted. Pass (pass the reflected wave signal of the second pulse P2). Such a mask unit 32 is configured so that the receiving antenna 31 can select whether to pass or block the electric signal due to the reflected wave received. As a result, the sensitivity is ensured by not losing the second pulse P2 at a long distance where the distance attenuation is large, and at a short distance where the SN is abundant, the resolution is increased by the blocking operation of the first pulse P1 and the mask portion 32 as described later. It can be secured.

具体的には、マスク部32は、受信アンテナ31から出力される電気信号を増幅ないしアッテネートするゲインコントロール部321と、ゲインコントロール部321のゲインを設定する矩形波ないし台形状のゲイン設定信号を形成するゲイン設定部322とを有する構成とすることができる。ゲイン設定部322は、制御部5に制御されることで、送信部2の第1パルスP1及び第2パルスP2の送信に対して適切なタイミングでゲイン設定信号を形成する。また、制御部から直接の矩形波ないし台形状の高速な制御信号によってゲインコントロール部321を直接制御する構成も好ましい。 Specifically, the mask unit 32 forms a gain control unit 321 that amplifies or attenuates the electric signal output from the receiving antenna 31, and a square wave or trapezoidal gain setting signal that sets the gain of the gain control unit 321. It can be configured to have a gain setting unit 322 to be used. The gain setting unit 322 forms a gain setting signal at an appropriate timing for the transmission of the first pulse P1 and the second pulse P2 of the transmission unit 2 by being controlled by the control unit 5. Further, a configuration in which the gain control unit 321 is directly controlled by a rectangular wave or a trapezoidal high-speed control signal directly from the control unit is also preferable.

後述するAD変換部34は、第1パルスP1の強度の変化速度と比べて動作速度が十分に速くはない。また、このAD変換部34より前段のいずれか(例えば、AD変換部34とミキサ部33との間)にローパスフィルタを装荷する構成する場合がある。このため、第1パルスP1の反射波信号をそのまま通過させた場合、ローパスフィルタ等やAD変換部34の作用によって帯域制限を受け、立ち上がり信号がなまった状態の波形でデジタル変換を行うこととなる。すなわち、高速な立ち上がりによって分離されていた信号であってもこれら帯域制限によって波形がなまり、周辺時間の信号が平均化されることで分離困難となる場合がある。そこで、これら帯域制限をうける少なくとも前段階において、マスク部32によって電気信号を時間について限定的に切り取ることで、マスク部32によって分離された信号を選択することができる。これにより、特定時刻(すなわち特定距離)における第1パルスP1の反射波信号を、周辺の時間に存在する反射波信号(すなわち周辺に存在する物標に起因する反射波信号)の影響を低減してAD変換部34でデジタルデータに変換することができる。このように、マスク部32における時間について限定的に切り取る動作を行なうことで、時間分解能、距離分解能を維持することができる。なおローパスフィルタ等の回路の介在により、マスク部32からAD変換部34への信号伝送に遅延が存在する場合もあり、その際には図8で示したマスク部32のゲイン設定信号とAD変換部34は絶対時間において同期するのではなく、遅延を考慮しAD変換部での検出値が十分大きくなる、より好ましくは最大となるようマスク部32のゲイン設定信号をオフセットさせた状態で同期させることが好ましい。これにより回路遅延があった場合においてもSNを大きくすることができる。 The AD conversion unit 34, which will be described later, has an operating speed that is not sufficiently faster than the rate of change in the intensity of the first pulse P1. In addition, a low-pass filter may be loaded in any of the stages prior to the AD conversion unit 34 (for example, between the AD conversion unit 34 and the mixer unit 33). Therefore, when the reflected wave signal of the first pulse P1 is passed as it is, the band is limited by the action of the low-pass filter or the AD conversion unit 34, and the digital conversion is performed with the waveform in the state where the rising signal is blunted. .. That is, even if the signals are separated by a high-speed rise, the waveform may be blunted due to these band restrictions, and the signals of the peripheral time may be averaged, which may make separation difficult. Therefore, the signal separated by the mask unit 32 can be selected by cutting the electric signal in a limited time by the mask unit 32 at least in the previous stage under these band restrictions. As a result, the influence of the reflected wave signal of the first pulse P1 at a specific time (that is, a specific distance) is reduced by the reflected wave signal existing at the surrounding time (that is, the reflected wave signal caused by the target existing in the surrounding area). The AD conversion unit 34 can convert the data into digital data. In this way, the time resolution and the distance resolution can be maintained by performing the operation of cutting out the time in the mask unit 32 in a limited manner. There may be a delay in signal transmission from the mask unit 32 to the AD conversion unit 34 due to the intervention of a circuit such as a low-pass filter. In that case, the gain setting signal of the mask unit 32 and AD conversion shown in FIG. 8 may occur. The unit 34 is not synchronized in absolute time, but is synchronized in a state where the gain setting signal of the mask unit 32 is offset so that the detected value in the AD conversion unit becomes sufficiently large, more preferably the maximum, in consideration of the delay. Is preferable. As a result, the SN can be increased even when there is a circuit delay.

マスク部32は、AD変換部34と同期した上で、複数の第1パルスP1に対して信号通過タイミングを相対的にシフトするよう制御する。この様な場合、AD変換部の基本クロックに対して、繰り返し送信される送信パルスを相対的シフトさせることが好ましい。これにより、第1パルスP1の反射波信号の波形を各々相対的にシフトさせ異なるタイミングにおける信号をAD変換部34でデジタルデータに変換し、検出部4がこれらデジタルデータを組み合わせることで、第1パルスP1のAD変換速度より低速なサンプリング信号をより詳細な時間波形、すなわち詳細な距離波形とする等価時間サンプリングを行うことができる。 The mask unit 32 controls the signal passage timing to be relatively shifted with respect to the plurality of first pulses P1 in synchronization with the AD conversion unit 34. In such a case, it is preferable to relatively shift the repeatedly transmitted transmission pulse with respect to the basic clock of the AD conversion unit. As a result, the waveforms of the reflected wave signals of the first pulse P1 are relatively shifted, signals at different timings are converted into digital data by the AD conversion unit 34, and the detection unit 4 combines these digital data to obtain the first pulse. Equivalent time sampling can be performed by using a sampling signal slower than the AD conversion speed of the pulse P1 as a more detailed time waveform, that is, a detailed distance waveform.

マスク部32のゲインの立ち上がり時間は、第1パルスP1の立ち上がり時間同等ないし以下であることが好ましく、またマスク部の限定通過ゲイン幅は第1パルスP1のパルス幅同等ないし以下であることが好ましい。ゲインの波形は矩形波状ないし台形状であることがより好ましい。このようにすることによって、サンプリングされる反射波信号の強度の誤差を低減することができる。送信側におけるパルス動作、および受信側におけるマスク動作、のいずれか低速で時間幅が広い方が分解能の低下を招く場合があるが、少なくともマスク部32の動作は電磁波の放出に関わらないため、ゲインの立ち上がり立ち下がり時間やゲイン幅はこの周辺の機器への影響の低減した上で高速化、高分解能化をすることができる。すなわち同程度の分解能を得る場合、第1パルスP1の立ち上がり時間またパルス幅を、マスク部32のゲインの立ち上がり立ち下がり時間またゲイン幅に対して同等ないし相対的に大きくすることによって、電磁波として放出される第1パルスP1の周波数帯域の広がりを抑制することができるので、周囲の機器に対する影響を抑制することができる。 The gain rise time of the mask portion 32 is preferably equal to or less than the rise time of the first pulse P1, and the limited passing gain width of the mask portion is preferably equal to or less than the pulse width of the first pulse P1. .. It is more preferable that the gain waveform is rectangular wavy or trapezoidal. By doing so, it is possible to reduce the error in the intensity of the reflected wave signal sampled. Either the pulse operation on the transmitting side or the mask operation on the receiving side, whichever is slower and has a wider time width, may cause a decrease in resolution, but at least the operation of the mask unit 32 does not affect the emission of electromagnetic waves, so the gain The rise / fall time and gain width of the above can be increased in speed and resolution while reducing the influence on the surrounding equipment. That is, in order to obtain the same resolution, the rise time and pulse width of the first pulse P1 are set to be equal to or relatively larger than the rise and fall time and gain width of the gain of the mask portion 32, so that they are emitted as electromagnetic waves. Since the expansion of the frequency band of the first pulse P1 to be performed can be suppressed, the influence on surrounding devices can be suppressed.

ミキサ部33は、発振部21が生成した局発信号を用いて、マスク部32を通過した信号からキャリア波の周波数成分を除去することで、反射波信号の強度変化を表すアナログ信号、つまり包絡波を抽出する。 The mixer unit 33 uses the local signal generated by the oscillating unit 21 to remove the frequency component of the carrier wave from the signal that has passed through the mask unit 32, so that the analog signal representing the intensity change of the reflected wave signal, that is, the envelope Extract the waves.

AD変換部34は、ミキサ部33から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して、検出部4に提供する。このAD変換部34は、周知のAD変換器によって構成することができる。 The AD conversion unit 34 converts the analog signal output from the mixer unit 33 into a digital signal and provides it to the detection unit 4. The AD conversion unit 34 can be configured by a well-known AD converter.

検出部4は、AD変換部34から入力されるデジタルデータを蓄積し、反射波信号の継時変化を解析することによって、送信部2が送信した第1パルスP1及び第2パルスP2を反射した物標の位置を特定する(物標検出処理)。この検出部4は、CPU、FPGA、メモリ等を有する演算装置によって構成することができる。検出部4が反射波信号の継時変化を解析するための演算手順は、プログラムに記述されて記憶される。 The detection unit 4 reflected the first pulse P1 and the second pulse P2 transmitted by the transmission unit 2 by accumulating the digital data input from the AD conversion unit 34 and analyzing the change over time of the reflected wave signal. Specify the position of the target (target detection process). The detection unit 4 can be configured by an arithmetic unit having a CPU, FPGA, memory and the like. The calculation procedure for the detection unit 4 to analyze the change over time of the reflected wave signal is described in the program and stored.

以上のような構成によって得られる現象や検出された結果、演算の内容の具体例を示す。図3に、近傍領域に物標が1つだけ存在する場合と、近傍領域に2つの物標が存在し、遠い側の物標の方が大きい(電波を反射しやすい)場合の受信部3が受信する反射波信号の強度(振幅)の実測例を示す。図示するように、第1パルスP1の立ち上がり時間が短いことによって、レーダ装置1の近傍領域に存在する2つの物標のうち遠くにある物標による第1パルスP1の反射波信号の強度が大きい場合であっても、近くにある物標による反射波の波形のピーク近傍の傾きが小さい領域(ピーク近傍領域)が、遠くにある物標による反射波に覆い隠されにくくなる。これにより、レーダ装置1は、複数の物標を別々に検出することができるので、近距離の分解能を特に高くすることができる。 A specific example of the contents of the calculation is shown as a result of the phenomenon obtained by the above configuration and the detection result. In FIG. 3, the receiver 3 when there is only one target in the near area and when there are two targets in the near area and the target on the far side is larger (easily reflects radio waves). An actual measurement example of the intensity (amplitude) of the reflected wave signal received by is shown. As shown in the figure, due to the short rise time of the first pulse P1, the intensity of the reflected wave signal of the first pulse P1 by the target farther from the two targets existing in the vicinity region of the radar device 1 is large. Even in this case, a region having a small inclination near the peak of the waveform of the reflected wave by a nearby target (a region near the peak) is less likely to be obscured by the reflected wave by a distant target. As a result, the radar device 1 can detect a plurality of targets separately, so that the resolution at a short distance can be made particularly high.

検出部4は、図3に例示するように、第1パルスP1の反射波信号の強度が所定の強度閾値Sa以上であり、且つ図5(図3の受信波信号の強度変化、すなわち距離方向における傾きを示す図)に例示するように、第1パルスP1の反射波信号の傾きが0より大きい所定の第1傾き閾値Sg1以下となった場合に物標が存在すると判断することができる。図5において、受信波信号の傾きが第1傾き閾値Sg1以下となった距離位置(距離ビン:送信部2が第1パルスP1を送信してから受信部3が第1パルスP1の反射波を受信するまでの時間をレーダ装置1から物標までの距離に換算したもの)は、図3の反射波信号における近い方の物標による波形のピーク近傍領域の前部に対応する。 As illustrated in FIG. 3, the detection unit 4 has the intensity of the reflected wave signal of the first pulse P1 equal to or higher than a predetermined intensity threshold value Sa, and the intensity change of the received wave signal of FIG. 3 (that is, the distance direction). As illustrated in the figure showing the slope in), it can be determined that the target exists when the slope of the reflected wave signal of the first pulse P1 is greater than 0 and equal to or less than the predetermined first slope threshold value Sg1. In FIG. 5, a distance position where the tilt of the received wave signal is equal to or less than the first tilt threshold value Sg1 (distance bin: the transmitting unit 2 transmits the first pulse P1 and then the receiving unit 3 transmits the reflected wave of the first pulse P1. The time until reception is converted into the distance from the radar device 1 to the target) corresponds to the front part of the peak vicinity region of the waveform due to the closer target in the reflected wave signal of FIG.

このように、第1傾き閾値Sg1を0より大きい値に設定することで、反射波信号がピークに到達する前のピークになっていない箇所に、物標の存在を検出することができる。反射波信号の近傍側は、急峻な立ち上がり波形を基本としている。またこの急峻さすなわち大きな傾きの喪失を物標の存在検知の判断とする。これらにより、反射波信号における近い方の物標による波形のピークが遠い方の物標による波形に覆われていても、近い方の物標による波形のピークの直前部分が遠い方の物標による波形に覆われていなければ、近い方の物標の存在を検知することができる。したがって、レーダ装置1は、最も近くに存在する物標をそれよりも遠くに存在する物標から分離し、より確実に検出することができる。 By setting the first inclination threshold value Sg1 to a value larger than 0 in this way, the presence of the target can be detected at a place where the reflected wave signal does not reach the peak before reaching the peak. The near side of the reflected wave signal is based on a steep rising waveform. In addition, this steepness, that is, the loss of a large inclination, is used as a judgment for detecting the presence of a target. As a result, even if the peak of the waveform due to the closer target in the reflected wave signal is covered by the waveform due to the far target, the portion immediately before the peak of the waveform due to the near target is due to the far target. If it is not covered by a waveform, the presence of a closer target can be detected. Therefore, the radar device 1 can separate the closest target from the farther target and detect it more reliably.

図6及び図7に、図3及び図5の2つの物標が存在する場合と2つの物標間の距離が図3及び図5よりもさらに小さい場合との反射波信号の強度の変化及び傾きの変化を示す。この場合、反射波信号の傾きと第1傾き閾値Sg1との関係では近い方の物標を確実に検出することはできない可能性がある。そこで、検出部4は、第1パルスP1の反射波信号の傾きが、所定の基準時間Ts以上継続して0より大きい所定の第2傾き閾値Sg2以下となった場合に物標が存在すると判断してもよい。ここで、基準時間Tsは、等価サンプリングにおける時間間隔以上とされる。つまり、検出部4は、第1パルスP1の反射波信号の傾きが2回以上の所定回数(図7では2回)続けて所定の第2傾き閾値Sg2以下となった場合に物標が存在すると判断(この距離位置を物標が存在する点X0と判断)してもよい。この場合、第2傾き閾値Sg2は一度だけでもその値以下となった場合に物標が存在すると判断される第1傾き閾値Sg1よりも大きい値に設定される。 In FIGS. 6 and 7, the change in the intensity of the reflected wave signal and the case where the two targets of FIGS. 3 and 5 are present and the distance between the two targets is smaller than that of FIGS. 3 and 5. Shows the change in tilt. In this case, there is a possibility that the closer target cannot be reliably detected due to the relationship between the slope of the reflected wave signal and the first slope threshold value Sg1. Therefore, the detection unit 4 determines that a target exists when the slope of the reflected wave signal of the first pulse P1 is continuously greater than 0 for a predetermined reference time Ts or more and becomes a predetermined second slope threshold value Sg2 or less. You may. Here, the reference time Ts is set to be equal to or greater than the time interval in equivalent sampling. That is, the detection unit 4 has a target when the inclination of the reflected wave signal of the first pulse P1 becomes a predetermined second inclination threshold value Sg2 or less for a predetermined number of times (twice in FIG. 7) in succession. Then, it may be determined (this distance position is determined as the point X0 where the target exists). In this case, the second inclination threshold value Sg2 is set to a value larger than the first inclination threshold value Sg1 which is determined to have a target when the value is equal to or less than the value even once.

このように、反射波信号の傾きを継続して確認することによって、急峻な立ち上がりを基本とする波形に対して、この急峻さすなわち大きな傾きの喪失が継続している領域から物標を検知することができる。このため、反射波信号における近い方の物標による波形が、遠い方の物標による波形に覆われていても、近い方の物標による波形のピークの存在をより確実に推定することができる。 In this way, by continuously checking the slope of the reflected wave signal, the target is detected from the region where the steepness, that is, the loss of the large slope continues, for the waveform based on the steep rise. be able to. Therefore, even if the waveform due to the closer target in the reflected wave signal is covered with the waveform due to the far target, the existence of the peak of the waveform due to the closer target can be estimated more reliably. ..

検出部4は、上述のように、第1パルスP1の反射波信号の傾きの第1傾き閾値Sg1又は第2傾き閾値Sg2との対比において物標が存在すると判断される点(図3、図6及び図7の距離位置X0)を基準として物標までの距離を算出(距離算出処理)してもよいが、第1パルスP1の反射波信号の強度が、物標が存在すると判断した点(点X0)での強度よりも所定の値ΔRだけ小さい値となる、より近い側の補完点(図3及び図6の距離位置X1)を基準として、物標までの距離を算出してもよい。点X0では、距離に対する反射波信号の強度変化が小さいため、物標が存在すると判断した点X0と実際の距離位置との誤差が大きくなるおそれがある。このため、点X0での強度よりも、所定の値ΔRだけ小さい値となる補完点X1を算出し、これを基準として距離算出処理を行うことによって、物標までの距離をより正確に算出することができる。 As described above, the detection unit 4 determines that a target exists in comparison with the first tilt threshold value Sg1 or the second tilt threshold value Sg2 of the tilt of the reflected wave signal of the first pulse P1 (FIGS. 3 and 3). The distance to the target may be calculated (distance calculation processing) with reference to the distance position X0) in 6 and FIG. 7, but the strength of the reflected wave signal of the first pulse P1 determines that the target exists. Even if the distance to the target is calculated with reference to the complementary point (distance position X1 in FIGS. 3 and 6) on the closer side, which is a value smaller than the intensity at (point X0) by a predetermined value ΔR. Good. At the point X0, the change in the intensity of the reflected wave signal with respect to the distance is small, so that the error between the point X0 where it is determined that the target exists and the actual distance position may become large. Therefore, the distance to the target is calculated more accurately by calculating the complementary point X1 which is a value smaller than the intensity at the point X0 by a predetermined value ΔR and performing the distance calculation process based on this. be able to.

制御部5は、送信部2、受信部3及び検出部4の動作のタイミングを合わせ、検出部4において適切に物標を検出できるようにする。制御部5は例えば、CPU、FPGA、メモリ等を有する演算装置によって構成することができ、その動作手順はプログラムに記述されて記憶される。制御部5は、通常は、検出部4と一体に構成される。つまり、検出部4と制御部5とは、機能上区別されるものであって、物理構成及びプログラム構成において明確に区分できるものでなくてもよい。 The control unit 5 synchronizes the operation timings of the transmission unit 2, the reception unit 3, and the detection unit 4 so that the detection unit 4 can appropriately detect a target. The control unit 5 can be configured by, for example, an arithmetic unit having a CPU, FPGA, memory, etc., and its operation procedure is described in a program and stored. The control unit 5 is usually configured integrally with the detection unit 4. That is, the detection unit 4 and the control unit 5 are functionally distinct, and may not be clearly distinguishable in the physical configuration and the program configuration.

制御部5は、受信部3に反射波信号の等価時間サンプリングを適切に行わせるために、送信部2及び受信部3を制御する。つまり、制御部5は、送信部2に第1パルスP1及び第2パルスP2を繰り返し送出させ、受信部3に第1パルスP1及び第2パルスP2の反射波信号を繰り返しに応じ相対的に異なるタイミングでAD変換(サンプリング)させる。このように、第1パルスP1及び第2パルスP2の反射波信号を異なる複数のフィールドにおいてサンプリングし、各々のフィールドのデジタルデータを組み合わせることによって、低速なAD変換においても等価的により速い速度で第1パルスP1及び第2パルスP2の反射波信号をサンプリングでき、より詳細な時間波形情報、すなわち詳細な距離波形情報を得ることができる。 The control unit 5 controls the transmission unit 2 and the reception unit 3 in order for the reception unit 3 to appropriately perform equivalent time sampling of the reflected wave signal. That is, the control unit 5 causes the transmission unit 2 to repeatedly transmit the first pulse P1 and the second pulse P2, and causes the reception unit 3 to repeatedly transmit the reflected wave signals of the first pulse P1 and the second pulse P2, which are relatively different according to the repetition. AD conversion (sampling) is performed at the timing. In this way, by sampling the reflected wave signals of the first pulse P1 and the second pulse P2 in a plurality of different fields and combining the digital data of each field, the first pulse P1 and the second pulse P2 can be converted at an equivalently faster speed even in a slow AD conversion. The reflected wave signals of the 1st pulse P1 and the 2nd pulse P2 can be sampled, and more detailed time waveform information, that is, detailed distance waveform information can be obtained.

このような等価時間サンプリングを行う場合、そのための相対的なタイミングシフトにおいて、前記第2パルスのタイミングシフトに比べ前記第1パルスのタイミングシフトの間隔を細かくすることで、図8のように前記第1パルスによって取得される距離間隔を前記第2パルスによって取得される距離間隔より細かくとり、かつ同一距離による信号取得回数を前記第1パルスにくらべ前記第2パルスを多くするよう、前記第1パルスと前記第2パルスとの送信間隔のタイミングを相対的にずらすことができる。これにより、各フィールドにおいて繰り返し送信されるパルスにおいて、検出部4が第1パルスP1の反射波によって取得する距離間隔を細かくし波形を詳細に確認して近距離に存在する物標の分解能を向上すると共に、第2パルスP2の反射波によって取得する距離間隔を相対的に粗くしつつ、同一距離における信号をより多い回数確認することで、例えば複数の信号を積分ないし比較的多ポイントのFFT処理をすることによって第2パルスP2の反射波の強度が小さい場合にもノイズとの区別が容易となる。送信部2による第1パルスP1と第2パルスP2において、送信間隔をずらしながら繰り返し送信する、つまり前記第1のタイミングを相対的にずらすことによって、近距離の距離分解能、距離精度の向上と、遠距離の検出感度の向上とを両立することができる。 When such equivalent time sampling is performed, in the relative timing shift for that purpose, the interval of the timing shift of the first pulse is made finer than that of the timing shift of the second pulse, so that the second pulse is as shown in FIG. The first pulse is set so that the distance interval acquired by one pulse is finer than the distance interval acquired by the second pulse, and the number of signal acquisitions at the same distance is increased in the second pulse as compared with the first pulse. The timing of the transmission interval between the second pulse and the second pulse can be relatively shifted. As a result, in the pulse repeatedly transmitted in each field, the distance interval acquired by the detection unit 4 by the reflected wave of the first pulse P1 is made finer, the waveform is confirmed in detail, and the resolution of the target existing at a short distance is improved. At the same time, by confirming the signals at the same distance more times while making the distance interval acquired by the reflected wave of the second pulse P2 relatively coarse, for example, a plurality of signals are integrated or FFT processing at a relatively large number of points. By doing so, it becomes easy to distinguish from noise even when the intensity of the reflected wave of the second pulse P2 is small. In the first pulse P1 and the second pulse P2 by the transmission unit 2, the transmission is repeatedly transmitted while shifting the transmission interval, that is, by relatively shifting the first timing, the short-distance distance resolution and the distance accuracy are improved. It is possible to improve the detection sensitivity at a long distance at the same time.

制御部5は、送信部2に、キャリア周波数が異なる2種類以上の第1パルスを送信させ、検出部4に2種類以上の第1パルスの反射波信号の複素振幅ベクトルの差分ないし位相差に基づいて物標を検出させてもよい。送信部2から送信されて物標において反射して受信部3において受信される反射波信号の位相は、物標の距離及びキャリア周波数に応じて変化する。一方、送信部2から送信されて直接受信部3に到達する伝搬距離がほぼゼロである受信信号の位相は、キャリア周波数によってはほぼ変化しない。このため、キャリア周波数が異なる2種類以上の第1パルスの受信は信号の複素振幅ベクトルの差分ないし位相差分を算出することによって、送信部2から直接受信部3に到達した成分を除去することができる。また、このような差分を算出することによって、物標由来ではないレーダの回り込み信号、搭載した設置環境における回り込み信号、送信部2から受信部3に回り込むノイズ成分に加え、送信パルスに対する高速制御や受信部における高速なマスク制御によって発生する付加的なノイズも除去することができる。このため、キャリア周波数が異なる2種類以上の第1パルスを用いることによって、ノイズを低減して物標の検出精度を向上することができる。なお、異なるキャリア周波数の第1パルスの種類数は少なくとも2つであって、3種類以上のキャリア周波数を段階的に用いても構わない。また、伝搬距離を厳密なゼロとせず、一方のキャリア周波数における反射波信号の複素振幅ベクトルを僅かに所定の伝搬距離分の位相回転させた上で上記差分値を取得しても構わない。 The control unit 5 causes the transmission unit 2 to transmit two or more types of first pulses having different carrier frequencies, and causes the detection unit 4 to make a difference or phase difference of the complex amplitude vector of the reflected wave signals of the two or more types of first pulses. The target may be detected based on the above. The phase of the reflected wave signal transmitted from the transmitting unit 2 and reflected by the target and received by the receiving unit 3 changes according to the distance of the target and the carrier frequency. On the other hand, the phase of the received signal transmitted from the transmitting unit 2 and directly reaching the receiving unit 3 with a propagation distance of almost zero does not change substantially depending on the carrier frequency. Therefore, when receiving two or more types of first pulses having different carrier frequencies, it is possible to remove the component that has reached the receiving unit 3 directly from the transmitting unit 2 by calculating the difference or phase difference of the complex amplitude vector of the signal. it can. Further, by calculating such a difference, in addition to the radar wraparound signal that is not derived from the target, the wraparound signal in the installed installation environment, the noise component that wraps around from the transmitting unit 2 to the receiving unit 3, high-speed control for the transmission pulse can be performed. Additional noise generated by high-speed mask control in the receiving unit can also be removed. Therefore, by using two or more types of first pulses having different carrier frequencies, noise can be reduced and the target detection accuracy can be improved. The number of types of the first pulse having different carrier frequencies is at least two, and three or more types of carrier frequencies may be used stepwise. Further, the difference value may be acquired after the complex amplitude vector of the reflected wave signal at one carrier frequency is slightly phase-rotated by a predetermined propagation distance without setting the propagation distance to exactly zero.

以上のように、本実施形態に係るレーダ装置1は、立ち上がり時間が小さい第1パルスP1と、限定時間通過するマスク部32とを用いることによって、近距離に存在する複数の物標を比較的高精度に分離して別々に検出することができる。このように近距離の分解能が高いレーダ装置1は、例えば自動車に搭載されて駐車時に周囲の障害物を確認する場合、最も近くに存在する物標を確実に検知することができるので、自動車を障害物に接触させることなく安全に駐車することを可能にできる。 As described above, the radar device 1 according to the present embodiment uses the first pulse P1 having a small rise time and the mask portion 32 passing through for a limited time to relatively set a plurality of targets existing at a short distance. It can be separated with high accuracy and detected separately. When the radar device 1 having such a high resolution at a short distance is mounted on an automobile and checks surrounding obstacles when parking, for example, the nearest target can be reliably detected, so that the automobile can be detected. It is possible to park safely without touching obstacles.

以上に説明した図1のレーダ装置1が行う物標の検出方法は、それ自体が本発明の一実施形態に係る物標検出方法である。図1のレーダ装置1により行われる物標検出方法は、図9に示すように、第1パルスP1、並びに第1パルスよりも振幅及びパルス幅が大きい第2パルスを送信する工程(ステップS1:送信工程)と、送信工程で送信した第1パルス及び第2パルスの物標による反射波を受信する工程(ステップS2:受信工程)と、受信工程で受信した反射波の反射波信号に基づいて物標を検出する工程(ステップS3:検出工程)と、を備える。 The target detection method performed by the radar device 1 of FIG. 1 described above is itself a target detection method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the target detection method performed by the radar device 1 of FIG. 1 is a step of transmitting a first pulse P1 and a second pulse having a larger amplitude and pulse width than the first pulse (step S1: Based on the transmission step), the step of receiving the reflected waves of the first and second pulse targets transmitted in the transmission step (step S2: reception step), and the reflected wave signal of the reflected waves received in the reception step. It includes a step of detecting a target (step S3: detection step).

本実施形態の物標検出方法では、送信する工程において、第1パルスP1の立ち上がり時間が第2パルスP2の立ち上がり及び立ち下がり時間よりも大きくなるよう、第1パルスP1及び第2パルスP2の波形を形成する。このように、立ち上がり時間が小さい第1パルスP1を用いることによって、近距離に存在する複数の物標を比較的高精度に分離して別々に検出することができる。また、図1のレーダ装置1について説明した波形の形成方法や反射波信号の処理方法は、いずれも本実施形態の物標検出方法に採用し得る構成である。 In the target detection method of the present embodiment, the waveforms of the first pulse P1 and the second pulse P2 are arranged so that the rise time of the first pulse P1 is larger than the rise and fall times of the second pulse P2 in the transmission step. To form. In this way, by using the first pulse P1 having a small rise time, it is possible to separate a plurality of targets existing at a short distance with relatively high accuracy and detect them separately. Further, the waveform forming method and the reflected wave signal processing method described for the radar device 1 of FIG. 1 all have a configuration that can be adopted in the target detection method of the present embodiment.

続いて、本発明の第2実施形態のレーダ装置について説明する。図10は、本発明の第2実施形態のレーダ装置1Aの構成を示すブロック図である。本実施形態のレーダ装置1Aは、第1パルスP1及び第2パルスP2を送信する送信部2Aと、送信部2Aが送信した第1パルス及び第2パルスの物標による反射波を受信する受信部3Aと、受信部3Aが受信した反射波信号に基づいて物標を検出する検出部4Aと、送信部2、受信部A3及び検出部4Aを制御する制御部5Aと、を備える。図10のレーダ装置1Aの説明において、図1のレーダ装置1と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。 Subsequently, the radar device of the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a radar device 1A according to a second embodiment of the present invention. The radar device 1A of the present embodiment has a transmitting unit 2A that transmits the first pulse P1 and the second pulse P2, and a receiving unit that receives the reflected waves of the first pulse and the second pulse transmitted by the transmitting unit 2A. It includes a 3A, a detection unit 4A that detects a target based on the reflected wave signal received by the reception unit 3A, and a control unit 5A that controls the transmission unit 2, the reception unit A3, and the detection unit 4A. In the description of the radar device 1A of FIG. 10, the same components as those of the radar device 1 of FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

送信部2Aは、キャリア周波数の局発信号を生成する発振部21と、第1パルスP1及び第2パルスP2の波形信号を形成する波形形成部22と、発振部21が生成した局発信号に波形形成部22が形成した波形信号を掛け合わせるゲインコントロール部23と、ゲインコントロール部23から出力される信号を電波として送出する複数の送信アンテナ24と、複数の送信アンテナ24のいずれか1つを選択する送信選択部25と、を備える。つまり、送信部2Aは、複数の送信チャンネルを有する。 The transmission unit 2A uses the oscillation unit 21 that generates a locally-generated signal of the carrier frequency, the waveform-forming unit 22 that forms the waveform signals of the first pulse P1 and the second pulse P2, and the locally-generated signal generated by the oscillation unit 21. A gain control unit 23 that multiplies the waveform signals formed by the waveform forming unit 22, a plurality of transmitting antennas 24 that transmit signals output from the gain control unit 23 as radio waves, and one of a plurality of transmitting antennas 24. A transmission selection unit 25 for selection is provided. That is, the transmission unit 2A has a plurality of transmission channels.

送信選択部25は、制御部5Aに従って、いずれか1つの送信アンテナ24のみにゲインコントロール部23から出力される信号が伝達されるよう電路を切り替える周知のセレクタにより構成することができる。 The transmission selection unit 25 can be configured by a well-known selector that switches the electric circuit so that the signal output from the gain control unit 23 is transmitted to only one of the transmission antennas 24 according to the control unit 5A.

受信部3は、電磁波を受信して電気信号に変換する複数の受信アンテナ31と、複数の受信アンテナのうちいずれか1つを選択する受信選択部35と、受信選択部35が選択した受信アンテナ31の電気信号を通過又は遮断できるマスク部32と、マスク部32を通過した電気信号から振幅成分を抽出するミキサ部33と、ミキサ部33が抽出した信号をデジタル信号に変換するAD変換部34と、を有する。つまり、受信部3Aは、複数の受信チャンネルを有する。 The receiving unit 3 has a plurality of receiving antennas 31 that receive electromagnetic waves and convert them into electric signals, a reception selection unit 35 that selects any one of the plurality of reception antennas, and a reception antenna selected by the reception selection unit 35. A mask unit 32 that can pass or block the electric signal of 31, a mixer unit 33 that extracts an amplitude component from the electric signal that has passed through the mask unit 32, and an AD conversion unit 34 that converts the signal extracted by the mixer unit 33 into a digital signal. And have. That is, the receiving unit 3A has a plurality of receiving channels.

受信選択部35は、制御部5Aに従って、いずれか1つの受信アンテナ31の信号のみをマスク部32を介してミキサ部33に供給するよう電路を切り替える周知のセレクタにより構成することができる。 The reception selection unit 35 can be configured by a well-known selector that switches the electric path so as to supply only the signal of any one of the reception antennas 31 to the mixer unit 33 via the mask unit 32 according to the control unit 5A.

検出部4Aは、前述の複数のチャンネルにおける第1パルスP1の反射波信号を各々距離ごとに角度演算処理を行うことにより、角度(角度ビン)及び距離(距離ビン)における強度情報を算出することができる(角度計測処理)。この強度情報データを角度位置及び距離位置を横軸及び縦軸としてマッピングしたものを図11に例示する。ここでは角度演算処理により複数のチャンネルの信号を合成することで、複数チャンネル信号各々のノイズがランダムであるのに対して、反射波信号は物標の存在する方向に対してコヒーレントであるため、角度ピーク方向において積分効果が得られている。この合成信号自体に対して、図11に矢印で示すように角度毎に、前述した図5や図7と同様の距離に対する強度変化に基づいて物標を検出することが可能である。これにより、物標に方位情報を有し、かつ前述のように距離において高い分解能で物標の位置を検出することができる。 The detection unit 4A calculates the intensity information at the angle (angle bin) and the distance (distance bin) by performing angle calculation processing for each distance of the reflected wave signal of the first pulse P1 in the above-mentioned plurality of channels. Can be done (angle measurement processing). FIG. 11 shows an example of mapping this intensity information data with the angular position and the distance position as the horizontal axis and the vertical axis. Here, the noise of each of the multiple channel signals is random by synthesizing the signals of multiple channels by the angle calculation process, whereas the reflected wave signal is coherent with respect to the direction in which the target exists. An integration effect is obtained in the angular peak direction. With respect to the composite signal itself, as shown by an arrow in FIG. 11, it is possible to detect a target at each angle based on the intensity change with respect to the same distance as in FIGS. 5 and 7 described above. As a result, the target has azimuth information, and the position of the target can be detected with high resolution at a distance as described above.

また、図11のような全ての角度ビンにおける距離軸処理ではなく、角度演算処理によって取得した角度ピークに対してのみ前述のような距離軸処理を行ってもよい。具体的には図12に示すように、角度軸によるピーク検出を行った結果、その後各距離軸にける角度ピーク振幅をつなぎ合わせ距離振幅情報とする。また図11及び12のように複数の物標が存在するケースにおいて、複数のピークとして物標を分離できた場合、同一物標からの反射波信号と想定される比較的角度ピークが近い距離ごとの振幅をつなぎ合わせ、複数の距離振幅情報とする。これにより、物標に方位情報を有し、方位情報における複数物標の分離を実現し、前述のように距離において高い分解能での検出を実現すことが可能となる。図11では潤沢な情報をもつことが可能な一方、図12では角度ピークのみの取り扱いにより演算負荷を低減することができる。 Further, instead of the distance axis processing in all the angle bins as shown in FIG. 11, the distance axis processing as described above may be performed only on the angle peak acquired by the angle calculation processing. Specifically, as shown in FIG. 12, as a result of peak detection by the angle axis, the angle peak amplitudes on each distance axis are connected to obtain the distance amplitude information. Further, in the case where a plurality of targets exist as shown in FIGS. 11 and 12, when the targets can be separated as a plurality of peaks, the reflected wave signals from the same target and the relatively angular peaks assumed to be at each distance are close to each other. The amplitudes of are connected to obtain a plurality of distance amplitude information. As a result, it is possible to have azimuth information in the target, realize separation of a plurality of targets in the azimuth information, and realize detection with high resolution at a distance as described above. While it is possible to have abundant information in FIG. 11, it is possible to reduce the calculation load by handling only the angle peak in FIG.

次に図13は、図11よりもアンテナのチャンネル数が少なく角度分解能が低いケースを示している。この場合は、複数の物標が存在していたとしても、図12のように角度軸において2つのピークとして分離することが困難である場合がある。このような状況においても、角度ピークにおける振幅距離情報の取得によって距離における高い分解能による検出を実現することができる。 Next, FIG. 13 shows a case in which the number of antenna channels is smaller and the angular resolution is lower than in FIG. In this case, even if a plurality of targets exist, it may be difficult to separate them as two peaks on the angle axis as shown in FIG. Even in such a situation, it is possible to realize detection with high resolution at a distance by acquiring amplitude distance information at an angle peak.

具体的には、検出部4Aは、図13に加えて示すように、距離毎に反射波信号の強度が最大となる角度を特定(距離位置毎に最大強度を抽出)する。図15に、抽出した最大強度の距離に対する変化を示す。最大強度の抽出は、図14に図示するように、距離毎角度ピークにおける反射波信号の強度が強度閾値Sa以上であるものだけを抽出してもよい。図15は、図14の反射波信号における強度変化を図5や図7と同様に示したものであるがこの場合、図6よりも2つの物標同士の距離がさらに小さく、前述の処理のみ、つまり単純に距離ビン間での強度変化(傾き)を算出するだけではその値(補正前の強度変化)が検出閾値に達しておらず検出が困難な状況である。ここで角度演算処理に基づいて得られた角度情報を利用する。図16では距離ごとにおける角度ピークとなる角度値の差分の絶対値を示す。特定距離において図13のマップ、図16においても角度値が急峻に変化することが確認され、特に図16のような角度差分(角度の傾き)は定量値として抽出することができる。なお、通常角度演算処理は物標の存在角度について、種々の校正を含めて段階的に算出する場合がある。その際、ここで利用した角度値は最終的な検出角度でなく、角度演算結果における中間情報である角度に関するインデックス値の差分であっても構わない。 Specifically, as shown in addition to FIG. 13, the detection unit 4A specifies an angle at which the intensity of the reflected wave signal is maximized for each distance (extracts the maximum intensity for each distance position). FIG. 15 shows the change in the extracted maximum intensity with respect to the distance. As shown in FIG. 14, the maximum intensity may be extracted only when the intensity of the reflected wave signal at the peak at each angle of distance is equal to or higher than the intensity threshold value Sa. FIG. 15 shows the intensity change in the reflected wave signal of FIG. 14 in the same manner as in FIGS. 5 and 7, but in this case, the distance between the two targets is smaller than that of FIG. 6, and only the above-described processing is performed. That is, it is difficult to detect the value (intensity change before correction) because the value (intensity change before correction) does not reach the detection threshold by simply calculating the intensity change (slope) between the distance bins. Here, the angle information obtained based on the angle calculation process is used. FIG. 16 shows the absolute value of the difference between the angle values that are the angle peaks for each distance. It is confirmed that the angle value changes sharply in the map of FIG. 13 and FIG. 16 at a specific distance, and in particular, the angle difference (angle inclination) as shown in FIG. 16 can be extracted as a quantitative value. In the normal angle calculation process, the existence angle of the target may be calculated stepwise including various calibrations. At that time, the angle value used here may not be the final detection angle, but may be the difference between the index values related to the angle, which is the intermediate information in the angle calculation result.

そして、検出部4Aは、図15に示すように、前述の図16のような最大強度となる角度(ピーク角度)の距離ビン間での変化量(傾き)に一定の係数を乗じた値を、最大強度の傾きから減じた判定指標値(補正後の強度変化)を算出する。検出部4Aは、この判定指標値が所定の第3傾き閾値Sg3以下となった場合に、物標が存在すると判断することができる。また、図7と同様に、判定指標値が複数の距離ビン間で連続して所定の閾値以下となった場合に物標が存在すると判断(この時間位置を点X0と判断)してもよい。角度の変化量を利用することで従来検出が困難であった物標をより確実に検出することができる。なお、ここでの角度の変化量の作用のさせ方は上記の手段だけに限定されるものではない。 Then, as shown in FIG. 15, the detection unit 4A calculates a value obtained by multiplying the amount of change (slope) between the distance bins of the angle (peak angle) at which the maximum intensity is obtained as shown in FIG. 16 by a certain coefficient. , Calculate the judgment index value (intensity change after correction) subtracted from the slope of the maximum intensity. The detection unit 4A can determine that the target exists when the determination index value becomes a predetermined third inclination threshold value Sg3 or less. Further, as in FIG. 7, when the determination index value is continuously equal to or less than a predetermined threshold value among the plurality of distance bins, it may be determined that the target exists (this time position is determined to be the point X0). .. By using the amount of change in angle, it is possible to more reliably detect a target that was difficult to detect in the past. It should be noted that the method of acting the amount of change in the angle here is not limited to the above means.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、本発明において、第1パルスは、少なくとも立ち上がり時間が小さければよく、立ち下がり時間も立ち上がり時間と同様に小さい波形を有してもよい。具体的には、第1パルスは、矩形波状又は台形状の波形を有していてもよい。また、第2パルスは、比較的パルス幅が大きいもの、例えばパルス幅が第1パルスの10倍以上のオーダでありでキャリア周波数が連続的に変化する周波数変調連続波等であってもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and modifications can be made. For example, in the present invention, the first pulse may have at least a small rise time, and the fall time may have a waveform as small as the rise time. Specifically, the first pulse may have a rectangular wavy or trapezoidal waveform. Further, the second pulse may be one having a relatively large pulse width, for example, a frequency-modulated continuous wave whose pulse width is on the order of 10 times or more that of the first pulse and whose carrier frequency continuously changes.

本発明に係るレーダ装置において、送信部は、上述のような第1パルス及び第2パルスを送出できるものであれば、上述の実施形態の構成とは異なるものであってもよい。具体例として、局発信号を増幅して対称な電力信号形成し、この電力信号をゲインが時間とともに変化する増幅器で増幅することによって立ち上がり時間が小さい第1パルスの電力信号を形成してもよい。また、上述の実施形態の立ち上がり時間が小さい波形信号を形成する場合においても、波形信号の形成方法は任意である。 In the radar device according to the present invention, the transmission unit may be different from the configuration of the above-described embodiment as long as it can transmit the first pulse and the second pulse as described above. As a specific example, a locally generated signal may be amplified to form a symmetric power signal, and this power signal may be amplified by an amplifier whose gain changes with time to form a power signal of the first pulse having a small rise time. .. Further, even in the case of forming a waveform signal having a small rise time in the above-described embodiment, the method for forming the waveform signal is arbitrary.

本発明に係るレーダ装置において、図8では、第1パルスP1と第2パルスP2との送信間隔は、一度マスク部の信号通過タイミングのシフト量だけずらした後に、元の送信間隔に戻されており、第2パルスの反射波を同じタイミングで2回ずつAD変換しているが、第2パルスの反射波を同じタイミングで3回以上の一定回数ずつAD変換するよう送信間隔をずらしてもよい。 In the radar device according to the present invention, in FIG. 8, the transmission interval between the first pulse P1 and the second pulse P2 is once shifted by the shift amount of the signal passage timing of the mask portion, and then returned to the original transmission interval. Therefore, the reflected wave of the second pulse is AD-converted twice at the same timing, but the transmission interval may be shifted so that the reflected wave of the second pulse is AD-converted three times or more at the same timing. ..

本発明に係るレーダ装置において、角度計測処理を行うことで取得した1つ以上の角度ピークに対して、距離方向における各々ピーク振幅の傾きに基づいて物標検出処理を実施してもよいが、距離方向における各々ピーク振幅の傾きと各々ピーク角度の傾きとに基づいて物標検出処理を実施してもよい。 In the radar device according to the present invention, target detection processing may be performed on one or more angle peaks acquired by performing angle measurement processing based on the slope of each peak amplitude in the distance direction. The target detection process may be performed based on the slope of each peak amplitude in the distance direction and the slope of each peak angle.

1,1A レーダ装置
2,2A 送信部
3,3A 受信部
4,4A 検出部
5,5A 制御部
21 発振部
22 波形形成部
23 ゲインコントロール部
24 送信アンテナ
25 送信選択部
31 受信アンテナ
32 マスク部
33 ミキサ部
34 AD変換部
35 受信選択部
321 ゲインコントロール部
322 ゲイン設定部
1,1A Radar device 2,2A Transmitter 3,3A Receiver 4,4A Detector 5,5A Control 21 Oscillator 22 Waveform formation 23 Gain control 24 Transmit antenna 25 Transmit selection 31 Receive antenna 32 Mask 33 Mixer unit 34 AD conversion unit 35 Reception selection unit 321 Gain control unit 322 Gain setting unit

Claims (15)

電波を用いて物標を検出するレーダ装置であって、
第1パルス、並びに前記第1パルスよりも振幅及びパルス幅が大きい第2パルスを送信する送信部と、
前記送信部が送信した前記第1パルス及び前記第2パルスの物標による反射波を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記反射波の反射波信号に基づいて前記物標を検出する検出部と、
を備え、
前記送信部は、前記第1パルスの立ち上がり時間が前記第2パルスの立ち上がり及び立ち下がり時間よりも小さくなるよう、前記第1パルス及び前記第2パルスの波形を形成する、レーダ装置。
A radar device that detects targets using radio waves.
A transmitter that transmits the first pulse and a second pulse having a larger amplitude and pulse width than the first pulse.
A receiving unit that receives reflected waves from the target of the first pulse and the second pulse transmitted by the transmitting unit, and a receiving unit.
A detection unit that detects the target based on the reflected wave signal of the reflected wave received by the receiving unit, and a detection unit.
With
The transmission unit is a radar device that forms waveforms of the first pulse and the second pulse so that the rise time of the first pulse is smaller than the rise and fall times of the second pulse.
前記検出部は、
前記第1パルスの反射波信号に基づいて相対的に近距離に存在する前記物標を検出するとともに、
前記第2パルスの反射波信号に基づいて相対的に遠距離に存在する前記物標を検出する、請求項1に記載のレーダ装置。
The detection unit
Based on the reflected wave signal of the first pulse, the target existing at a relatively short distance is detected, and the target is detected.
The radar device according to claim 1, wherein the target is detected at a relatively long distance based on the reflected wave signal of the second pulse.
前記第1パルスと、前記第2パルスとは、第1の間隔を有する第1のタイミングで繰り返し送信され、
前記受信部は、マスク部と、前記マスク部を通過した信号を第2の間隔を有する第2のタイミングで繰り返しサンプリングしデジタル信号に変換するAD変換部とを有し、
前記マスク部は、前記第1パルスの反射波信号の一部を一定時間、前記第2のタイミングと同期して通過するとともに、前記第2パルスの反射波信号を通過し、
前記第1のタイミングと、前記第2のタイミングとを相対的にシフトすることにより、前記第1パルス、第2パルスの反射波信号を等価時間サンプリングする請求項1又は2に記載のレーダ装置。
The first pulse and the second pulse are repeatedly transmitted at the first timing having the first interval, and are transmitted repeatedly.
The receiving unit has a mask unit and an AD conversion unit that repeatedly samples a signal that has passed through the mask unit at a second timing having a second interval and converts it into a digital signal.
The mask portion passes a part of the reflected wave signal of the first pulse for a certain period of time in synchronization with the second timing, and also passes through the reflected wave signal of the second pulse.
The radar device according to claim 1 or 2, wherein the reflected wave signals of the first pulse and the second pulse are sampled for equivalent time by relatively shifting the first timing and the second timing.
前記送信部は、前記第1パルスによって取得する距離間隔を前記第2パルスによって取得する距離間隔より小さくするとともに、同一距離での信号取得回数を前記第1パルスより前記第2パルスを多くするように、前記第1のタイミングを相対的にずらす請求項3に記載のレーダ装置。 The transmission unit makes the distance interval acquired by the first pulse smaller than the distance interval acquired by the second pulse, and increases the number of signal acquisitions at the same distance by the second pulse more than the first pulse. The radar device according to claim 3, wherein the first timing is relatively shifted. 前記マスク部のゲインの立ち上がり時間が前記第1パルスの立ち上がり時間以下、又はマスク幅が前記第1パルスのパルス幅以下である、請求項3又は4に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 3 or 4, wherein the gain rise time of the mask portion is equal to or less than the rise time of the first pulse, or the mask width is equal to or less than the pulse width of the first pulse. 前記検出部は、前記第1パルスの反射波信号の強度が所定の強度閾値以上であり、且つ前記第1パルスの反射波信号の距離方向における傾きが0より大きい所定の第1傾き閾値以下となった場合に前記物標が存在すると判断する、請求項1から5のいずれかに記載のレーダ装置。 In the detection unit, the intensity of the reflected wave signal of the first pulse is equal to or more than a predetermined intensity threshold value, and the inclination of the reflected wave signal of the first pulse in the distance direction is greater than 0 and equal to or less than a predetermined first inclination threshold value. The radar device according to any one of claims 1 to 5, wherein the target is determined to exist when the target becomes 前記検出部は、前記第1パルスの反射波信号の距離方向における傾きが、所定の基準時間以上継続して0より大きい所定の第2傾き閾値以下となった場合に前記物標が存在すると判断する、請求項1から6のいずれかに記載のレーダ装置。 The detection unit determines that the target exists when the inclination of the reflected wave signal of the first pulse in the distance direction is continuously greater than 0 and equal to or less than a predetermined second inclination threshold value for a predetermined reference time or longer. The radar device according to any one of claims 1 to 6. 前記検出部は、前記第1パルスにより前記物標が存在すると判断した点での反射波信号の強度よりも所定の値だけ小さい値となる、より近い側の補完点を基準として、前記物標までの距離を算出する、請求項6または7に記載のレーダ装置。 The detection unit uses the complement point on the closer side as a reference, which is a value smaller than the intensity of the reflected wave signal at the point where the target is determined to exist by the first pulse by a predetermined value. The radar device according to claim 6 or 7, which calculates the distance to. 前記送信部は、立ち上がり時間が互いに異なる2つの原波形信号を形成するとともに、前記2つの原波形信号をずらして掛け合わせることで前記第1パルスの波形を形成する、請求項1から8のいずれかに記載のレーダ装置。 Any of claims 1 to 8, wherein the transmission unit forms two original waveform signals having different rise times, and forms the waveform of the first pulse by shifting and multiplying the two original waveform signals. Radar device described in Crab. 前記送信部は、立ち上がり時間が大きい方の前記原波形信号のピークにおいて前記第1パルスが有値となるよう前記2つの原波形信号を掛け合わせる、請求項9に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 9, wherein the transmission unit multiplies the two original waveform signals so that the first pulse becomes a value at the peak of the original waveform signal having a larger rise time. 前記送信部は、キャリア周波数が異なる2種類以上の前記第1パルスを送信し、
前記検出部は、前記2種類以上の第1パルスの反射波信号の複素振幅ベクトルの差分ないし位相差に基づいて前記物標を検出する、請求項1から請求項10のいずれかに記載のレーダ装置。
The transmitter transmits two or more types of the first pulses having different carrier frequencies.
The radar according to any one of claims 1 to 10, wherein the detection unit detects the target based on the difference or phase difference of the complex amplitude vectors of the two or more types of reflected wave signals of the first pulse. apparatus.
前記送信部及び前記受信部の少なくとも一方は、複数のチャンネルを有し、
前記検出部は、前記第1パルスの反射波信号から角度計測処理を行うことで取得した合成信号に対して、距離方向における振幅の傾きに基づいて物標検出処理を実施し、合成信号に対して距離算出処理を実施する、請求項1から11のいずれかに記載のレーダ装置。
At least one of the transmitting unit and the receiving unit has a plurality of channels.
The detection unit performs target detection processing on the composite signal acquired by performing angle measurement processing from the reflected wave signal of the first pulse based on the slope of the amplitude in the distance direction, and with respect to the composite signal. The radar device according to any one of claims 1 to 11, wherein the distance calculation process is performed.
前記送信部及び前記受信部の少なくとも一方は、複数のチャンネルを有し、
前記検出部は、前記第1パルスの反射波信号から角度計測処理を行うことで取得した1つ以上の角度ピークに対して、距離方向における各々ピーク振幅の傾きに基づいて物標検出処理を実施し、各々ピーク振幅に対して距離算出処理を実施する、請求項1から12のいずれかに記載のレーダ装置。
At least one of the transmitting unit and the receiving unit has a plurality of channels.
The detection unit performs target detection processing on one or more angle peaks acquired by performing angle measurement processing from the reflected wave signal of the first pulse based on the slope of each peak amplitude in the distance direction. The radar device according to any one of claims 1 to 12, wherein the distance calculation process is performed for each peak amplitude.
前記送信部及び前記受信部の少なくとも一方は、複数のチャンネルを有し、
前記検出部は、前記第1パルスの反射波信号から角度計測処理を行うことで取得した1つ以上の角度ピークに対して、距離方向における各々ピーク振幅の傾きと各々ピーク角度の傾きとに基づいて物標検出処理を実施し、各々ピーク振幅に対して距離算出処理を実施する、請求項1から12のいずれかに記載のレーダ装置。
At least one of the transmitting unit and the receiving unit has a plurality of channels.
The detection unit is based on the slope of each peak amplitude in the distance direction and the slope of each peak angle with respect to one or more angle peaks acquired by performing angle measurement processing from the reflected wave signal of the first pulse. The radar device according to any one of claims 1 to 12, wherein the target detection process is performed, and the distance calculation process is performed for each peak amplitude.
電波を用いて物標を検出する方法であって、
第1パルス、並びに前記第1パルスよりも振幅及びパルス幅が大きい第2パルスを送信する工程と、
前記送信する工程で送信した前記第1パルス及び前記第2パルスの物標による反射波を受信する工程と、
前記受信する工程で受信した前記反射波の反射波信号に基づいて前記物標を検出する工程と、
を備え、
前記送信する工程において、前記第1パルスの立ち上がり時間が前記第2パルスの立ち上がり及び立ち下がり時間よりも小さくなるよう、前記第1パルス及び前記第2パルスの波形を形成する、物標検出方法。
It is a method of detecting a target using radio waves,
The step of transmitting the first pulse and the second pulse having a larger amplitude and pulse width than the first pulse, and
The step of receiving the reflected wave by the target of the first pulse and the second pulse transmitted in the transmission step, and
A step of detecting the target based on the reflected wave signal of the reflected wave received in the receiving step, and a step of detecting the target.
With
A target detection method in which waveforms of the first pulse and the second pulse are formed so that the rise time of the first pulse is smaller than the rise and fall times of the second pulse in the transmission step.
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