JP2628737B2 - 周波数変調波を用いるレーダ装置 - Google Patents
周波数変調波を用いるレーダ装置Info
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- JP2628737B2 JP2628737B2 JP1787589A JP1787589A JP2628737B2 JP 2628737 B2 JP2628737 B2 JP 2628737B2 JP 1787589 A JP1787589 A JP 1787589A JP 1787589 A JP1787589 A JP 1787589A JP 2628737 B2 JP2628737 B2 JP 2628737B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、周波数変調された送信波を被検出物体に向
けて放射し、その反射波と送信波とから被検出物体を検
出するレーダ装置に関する。
けて放射し、その反射波と送信波とから被検出物体を検
出するレーダ装置に関する。
従来の技術 第７図は、周波数変調波を用いて被検出物体までの距
離およびその相対速度などを検出する従来の典型的なレ
ーダ装置のブロツク図である。以下、第７図に示すレー
ダ装置の動作について説明する。ガン（Gunn）発振器な
どによつて構成される搬送波発生回路51から出力された
搬送波信号は周波数変調回路52に送出され、変調電圧発
生回路53から出力された変調電圧に対応した周波数変調
が行われる。周波数変調された送信信号は、サーキユレ
ータ54を介してアンテナ55から、被検出物体56に向けて
送信波Wtとして大気中に放射される。
離およびその相対速度などを検出する従来の典型的なレ
ーダ装置のブロツク図である。以下、第７図に示すレー
ダ装置の動作について説明する。ガン（Gunn）発振器な
どによつて構成される搬送波発生回路51から出力された
搬送波信号は周波数変調回路52に送出され、変調電圧発
生回路53から出力された変調電圧に対応した周波数変調
が行われる。周波数変調された送信信号は、サーキユレ
ータ54を介してアンテナ55から、被検出物体56に向けて
送信波Wtとして大気中に放射される。
被検出物体56によつて反射した反射波Wrは、アンテナ
55によつて受信された後、サーキユレータ54を介してミ
キサ57に送出される。またこのサーキユレータ54を介し
て、アンテナ55に送出される送信信号の一部がミキサ57
に送出されており、該ミキサ57からは受信信号の周波数
と送信信号の周波数との差の周波数の信号が増幅回路58
に出力される。増幅回路58は、ミキサ57から出力された
信号を振幅増幅し、信号処理回路59に送出する。
55によつて受信された後、サーキユレータ54を介してミ
キサ57に送出される。またこのサーキユレータ54を介し
て、アンテナ55に送出される送信信号の一部がミキサ57
に送出されており、該ミキサ57からは受信信号の周波数
と送信信号の周波数との差の周波数の信号が増幅回路58
に出力される。増幅回路58は、ミキサ57から出力された
信号を振幅増幅し、信号処理回路59に送出する。
増幅回路58によつて振幅増幅された信号は、帯域通過
フイルタ59aによつて必要な探知領域（周波数）に相当
する信号が波形整形回路59bに与えられる。波形整形回
路59bでは、しきい値発生回路59cにおいて予め定めるし
きい値THに基づき、帯域通過フイルタ59aの出力信号の
振幅を弁別し、パルス信号に変換した後、カウンタ59d
に送出する。カウンタ59dは、波形整形回路59bから出力
されたパルス信号のパルス数を予め定める時間だけ計数
し、その計数値を処理回路60に送出する。
フイルタ59aによつて必要な探知領域（周波数）に相当
する信号が波形整形回路59bに与えられる。波形整形回
路59bでは、しきい値発生回路59cにおいて予め定めるし
きい値THに基づき、帯域通過フイルタ59aの出力信号の
振幅を弁別し、パルス信号に変換した後、カウンタ59d
に送出する。カウンタ59dは、波形整形回路59bから出力
されたパルス信号のパルス数を予め定める時間だけ計数
し、その計数値を処理回路60に送出する。
処理回路60は、カウンタ59dから送出されたカウント
値に基づき、被検出物体56までの距離およびその相対速
度を算出する。
値に基づき、被検出物体56までの距離およびその相対速
度を算出する。
このように、周波数変調された送信波Wtと、被検出物
体56によつて反射された反射波Wrとの周波数差を検出す
ることによつて、電波の伝搬時間、すなわち被検出物体
56までの距離を検出することができ、また被検出物体56
の移動によるドツプラ効果に基づく反射波Wrの周波数の
変位から、被検出物体56の相対速度を検出することがで
きる。
体56によつて反射された反射波Wrとの周波数差を検出す
ることによつて、電波の伝搬時間、すなわち被検出物体
56までの距離を検出することができ、また被検出物体56
の移動によるドツプラ効果に基づく反射波Wrの周波数の
変位から、被検出物体56の相対速度を検出することがで
きる。
発明が解決しようとする課題 アンテナ55から放射される送信波Wtの送信信号は、周
波数変調回路52からサーキユレータ54を介してアンテナ
55に給電される。また、被検出物体56によつて反射した
反射波Wrの受信信号は、アンテナ55からサーキユレータ
54を介してミキサ57に与えられる。送信信号および受信
信号が伝送される伝送路は、一般に、伝送される周波数
によつて伝送路のインピーダンスが異なる周波数特性を
有している。また、周波数変調回路52の出力信号は、発
振周波数によつて出力インピーダンスが変化する。この
ように、伝送路の周波数特性や、周波数変調回路52の出
力信号の振幅変動によつて、帯域通過フイルタ59aの出
力信号は、第８図（１）に示すように振幅変調を受けた
検出信号が出力される。この検出信号が波形整形回路59
bにおいて、しきい値発生回路59cによつて設定されたし
きい値THによつて、パルス信号に変換されると、検出信
号の振幅がしきい値THより低下する時間Ｔの期間におい
ては、第８図（２）に示すようにパルス信号が出力され
ず、したがつて時間Ｔの期間においては、カウンタ59d
におけるカウント動作が行われないという問題を生じ
る。
波数変調回路52からサーキユレータ54を介してアンテナ
55に給電される。また、被検出物体56によつて反射した
反射波Wrの受信信号は、アンテナ55からサーキユレータ
54を介してミキサ57に与えられる。送信信号および受信
信号が伝送される伝送路は、一般に、伝送される周波数
によつて伝送路のインピーダンスが異なる周波数特性を
有している。また、周波数変調回路52の出力信号は、発
振周波数によつて出力インピーダンスが変化する。この
ように、伝送路の周波数特性や、周波数変調回路52の出
力信号の振幅変動によつて、帯域通過フイルタ59aの出
力信号は、第８図（１）に示すように振幅変調を受けた
検出信号が出力される。この検出信号が波形整形回路59
bにおいて、しきい値発生回路59cによつて設定されたし
きい値THによつて、パルス信号に変換されると、検出信
号の振幅がしきい値THより低下する時間Ｔの期間におい
ては、第８図（２）に示すようにパルス信号が出力され
ず、したがつて時間Ｔの期間においては、カウンタ59d
におけるカウント動作が行われないという問題を生じ
る。
そこで従来から、雑音成分を除去するためのローパス
フイルタやノツチフイルタ（帯域除去フイルタ）が設け
られているが、雑音成分の周波数と被検出物体56が近距
離の場合の検出信号の周波数とが接近しているので、雑
音成分を充分除去できない。その結果、受信信号レベル
の低い遠距離の検出信号に対しては、上述の雑音によつ
てカウンタが正確に行われず、結局受信感度の低下を招
いていた。
フイルタやノツチフイルタ（帯域除去フイルタ）が設け
られているが、雑音成分の周波数と被検出物体56が近距
離の場合の検出信号の周波数とが接近しているので、雑
音成分を充分除去できない。その結果、受信信号レベル
の低い遠距離の検出信号に対しては、上述の雑音によつ
てカウンタが正確に行われず、結局受信感度の低下を招
いていた。
そこで本発明の目的は、遠距離に存剤する被検出物体
からの反射波の受信信号の受信感度を向上させるととも
に、被検出物体の検出範囲を改善する周波数変調波を用
いるレーダ装置を提供することにある。
からの反射波の受信信号の受信感度を向上させるととも
に、被検出物体の検出範囲を改善する周波数変調波を用
いるレーダ装置を提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明は、時間経過とともに周波数の変化する送信信
号を発生する信号発生手段と、前記送信信号を被検出物
体に向けて大気中に放射し、前記被検出物体によつて反
射した反射波の一部を受信するアンテナと、前記アンテ
ナによつて受信した受信信号の周波数と前記送信信号の
周波数との差および和の周波数の信号を出力する混合手
段と、前記混合手段の出力信号から必要な探知領域の信
号を帯域通過フイルタによつて抽出し、前記検出信号の
振幅を予め定めるしきい値により弁別してパルス信号に
変換する信号処理手段とからなる周波数変調波を用いる
レーダ装置において、 前記信号処理手段には、各周波数帯域が重ならない複
数の帯域フイルタが設けられ、前記各帯域フイルタの検
出信号の振幅を弁別するしきい値は、隣接する低い周波
数帯域を有する帯域フイルタの検出信号の振幅を弁別す
るしきい値より低い値が選ばれることを特徴とする周波
数変調波を用いるレーダ装置である。
号を発生する信号発生手段と、前記送信信号を被検出物
体に向けて大気中に放射し、前記被検出物体によつて反
射した反射波の一部を受信するアンテナと、前記アンテ
ナによつて受信した受信信号の周波数と前記送信信号の
周波数との差および和の周波数の信号を出力する混合手
段と、前記混合手段の出力信号から必要な探知領域の信
号を帯域通過フイルタによつて抽出し、前記検出信号の
振幅を予め定めるしきい値により弁別してパルス信号に
変換する信号処理手段とからなる周波数変調波を用いる
レーダ装置において、 前記信号処理手段には、各周波数帯域が重ならない複
数の帯域フイルタが設けられ、前記各帯域フイルタの検
出信号の振幅を弁別するしきい値は、隣接する低い周波
数帯域を有する帯域フイルタの検出信号の振幅を弁別す
るしきい値より低い値が選ばれることを特徴とする周波
数変調波を用いるレーダ装置である。
作 用 本発明においては、信号発生手段から時間経過ととも
に周波数の変化する送信信号がアンテナに給電され、そ
の送信信号は被検出物体に向けて大気中に放射される。
被検出物体に向けて放射された送信信号は被検出物体で
反射し、アンテナによつてその一部が受信される。アン
テナによつて受信された受信信号は、混合手段において
送信信号の一部と混合され、受信信号の周波数と送信信
号の周波数との差および和の周波数の信号が信号処理手
段に出力される。信号処理手段では、混合手段から出力
された信号のうち、必要な探知領域の信号が帯域通過フ
イルタによつて抽出される。この抽出された検出信号の
振幅は、予め定めるしきい値で弁別されてパルス信号に
変換される。
に周波数の変化する送信信号がアンテナに給電され、そ
の送信信号は被検出物体に向けて大気中に放射される。
被検出物体に向けて放射された送信信号は被検出物体で
反射し、アンテナによつてその一部が受信される。アン
テナによつて受信された受信信号は、混合手段において
送信信号の一部と混合され、受信信号の周波数と送信信
号の周波数との差および和の周波数の信号が信号処理手
段に出力される。信号処理手段では、混合手段から出力
された信号のうち、必要な探知領域の信号が帯域通過フ
イルタによつて抽出される。この抽出された検出信号の
振幅は、予め定めるしきい値で弁別されてパルス信号に
変換される。
実施例 第１図は、本発明の一実施例である周波数変調波を用
いるレーダ装置のブロツク図である。ガン（Gunn）発振
器などによつて構成される連続したミリ波（たとえば、
50GHz）を発生する搬送波発生回路１の出力信号は、周
波数変調回路２に与えられる。また変調電圧発生回路３
で発生した変調電圧、たとえば三角波の変調電圧が周波
数変調回路２に出力される。周波数変調回路２は、搬送
波発生回路１から送出された搬送波信号を変調電圧の電
圧値に対応して周波数を変調し、送信信号を発生する。
周波数変調回路２から出力される送信信号は、サーキユ
レータ４を介してアンテナ５に給電され、送信波Wtとし
て被検出物体６に向けて大気中に放射される。
いるレーダ装置のブロツク図である。ガン（Gunn）発振
器などによつて構成される連続したミリ波（たとえば、
50GHz）を発生する搬送波発生回路１の出力信号は、周
波数変調回路２に与えられる。また変調電圧発生回路３
で発生した変調電圧、たとえば三角波の変調電圧が周波
数変調回路２に出力される。周波数変調回路２は、搬送
波発生回路１から送出された搬送波信号を変調電圧の電
圧値に対応して周波数を変調し、送信信号を発生する。
周波数変調回路２から出力される送信信号は、サーキユ
レータ４を介してアンテナ５に給電され、送信波Wtとし
て被検出物体６に向けて大気中に放射される。
送信波Wtは、被検出物体６で反射され、その反射波Wr
はアンテナ５によつて受信される。アンテナ５によつて
受信された受信信号は、サーキユレータ４を介してミキ
サ７に与えられる。ミキサ７はまた、サーキユレータ４
を介して前記送信信号の一部が与えられており、こうし
て受信信号と送信信号とが混合され、それらの信号の差
および和の周波数の信号が増幅回路８に出力される。増
幅回路８は、ミキサ７の出力信号を振幅増幅し、第１信
号処理回路９および第２信号処理回路10に出力する。
はアンテナ５によつて受信される。アンテナ５によつて
受信された受信信号は、サーキユレータ４を介してミキ
サ７に与えられる。ミキサ７はまた、サーキユレータ４
を介して前記送信信号の一部が与えられており、こうし
て受信信号と送信信号とが混合され、それらの信号の差
および和の周波数の信号が増幅回路８に出力される。増
幅回路８は、ミキサ７の出力信号を振幅増幅し、第１信
号処理回路９および第２信号処理回路10に出力する。
第１信号処理回路９は被検出物体６が近距離（たとえ
ば5m〜30m）に存在する場合の信号検出を行い、第２信
号処理回路10は遠距離（たとえば30m〜60m）に存在する
被検出物体６の検出を行う。本実施例においては、被検
出物体６までの距離は、後述するように送受信信号の差
の周波数から算出されるので、第１帯域通過フイルタ9a
の通過周波数の上限および下限を被検出物体６までの距
離が5m〜30mに相当する差の周波数の信号が通過するこ
とができるように、また第２帯域通過フイルタ10aの通
過周波数の上限および下限を被検出物体６までの距離が
30m〜60mに相当する差の周波数の信号を通過できるよう
に設定する。
ば5m〜30m）に存在する場合の信号検出を行い、第２信
号処理回路10は遠距離（たとえば30m〜60m）に存在する
被検出物体６の検出を行う。本実施例においては、被検
出物体６までの距離は、後述するように送受信信号の差
の周波数から算出されるので、第１帯域通過フイルタ9a
の通過周波数の上限および下限を被検出物体６までの距
離が5m〜30mに相当する差の周波数の信号が通過するこ
とができるように、また第２帯域通過フイルタ10aの通
過周波数の上限および下限を被検出物体６までの距離が
30m〜60mに相当する差の周波数の信号を通過できるよう
に設定する。
第１帯域通過フイルタ9aによつて抽出された差の周波
数の検出信号は、第１波形整形回路9bに入力され、第１
しきい値発生回路9cによつて設定されたしきい値に基づ
いて検出信号の振幅が弁別され、パルス信号に変換され
る。この変換されたパルス信号は第１カウンタ9dに力さ
れ、該第１カウンタ9dは予め定める時間内に入力された
パルス数を計数し、処理回路11へ送出する。
数の検出信号は、第１波形整形回路9bに入力され、第１
しきい値発生回路9cによつて設定されたしきい値に基づ
いて検出信号の振幅が弁別され、パルス信号に変換され
る。この変換されたパルス信号は第１カウンタ9dに力さ
れ、該第１カウンタ9dは予め定める時間内に入力された
パルス数を計数し、処理回路11へ送出する。
第１帯域通過フイルタ9aから出力された検出信号は比
較的近距離の被検出物体６によつて反射された受信信号
に基づいており、したがつて検出信号レベルは比較的高
いが、伝送路の周波数特性などから生じる検出信号の振
幅変調による雑音成分を含んでいるおそれがあり、この
ため第１しきい値発生回路9cによつて設定されるしきい
値は、それらの雑音成分による第１カウンタ9dの計数に
影響を与えない値に設定される。
較的近距離の被検出物体６によつて反射された受信信号
に基づいており、したがつて検出信号レベルは比較的高
いが、伝送路の周波数特性などから生じる検出信号の振
幅変調による雑音成分を含んでいるおそれがあり、この
ため第１しきい値発生回路9cによつて設定されるしきい
値は、それらの雑音成分による第１カウンタ9dの計数に
影響を与えない値に設定される。
第２信号処理回路においても第１信号処理回路と同様
の処理が行われ、第２しきい値発生回路10cによつて設
定されたしきい値を基準として、検出信号の振幅の弁別
が行われ、パルス信号に変換される。第２カウンタ10d
は、入力されるパルス数を計数し、その計数された値は
処理回路11に送出される。
の処理が行われ、第２しきい値発生回路10cによつて設
定されたしきい値を基準として、検出信号の振幅の弁別
が行われ、パルス信号に変換される。第２カウンタ10d
は、入力されるパルス数を計数し、その計数された値は
処理回路11に送出される。
第２しきい値発生回路10cにおいて設定されるしきい
値は、第２帯域通過フイルタ10aによつて、伝送路と周
波数特性に起因する雑音成分は除去されており、また被
検出物体６が遠距離に存在する場合は、反射波の受信信
号レベルは比較的低レベルとなるので、第１しきい値発
生回路9cによつて設定されるしきい値より低い値が設定
される。
値は、第２帯域通過フイルタ10aによつて、伝送路と周
波数特性に起因する雑音成分は除去されており、また被
検出物体６が遠距離に存在する場合は、反射波の受信信
号レベルは比較的低レベルとなるので、第１しきい値発
生回路9cによつて設定されるしきい値より低い値が設定
される。
第１カウンタ9dまたは第２カウンタ10dによつて計数
されたカウント値に基づいて、処理回路11は後述する演
算動作によつて、被検出物体６までの距離およびその相
対速度を算出する。そして、被検出物体６およびその相
対速度が予め定める範囲内になると、衝突等の危険状態
の発生のおそれがあると判断し、たとえばブザーあるい
はランプなどによつて構成される警報装置12から、運転
者に対して警報が発せられる。
されたカウント値に基づいて、処理回路11は後述する演
算動作によつて、被検出物体６までの距離およびその相
対速度を算出する。そして、被検出物体６およびその相
対速度が予め定める範囲内になると、衝突等の危険状態
の発生のおそれがあると判断し、たとえばブザーあるい
はランプなどによつて構成される警報装置12から、運転
者に対して警報が発せられる。
次に、被検出物体６までの相対距離および相対速度の
算出について述べる。第２図および第３図は、被検出物
体６までの相対距離および相対速度の算出を説明するた
めのタイミングチヤートである。第２図（１）は周波数
変調回路２に印加する変調電圧の変化を示す波形を、第
２図（２）のラインl3はアンテナ５から放射される送信
波Wtの直線的に変化する送信周波数の時間的変化を、ラ
インl4はアンテナ５によつて受信される反射波Wrの直線
的に変化する受信周波数の時間的変化を、第２図（３）
は送受信波の周波数の差の絶対値の時間的変化をそれぞ
れ示す。
算出について述べる。第２図および第３図は、被検出物
体６までの相対距離および相対速度の算出を説明するた
めのタイミングチヤートである。第２図（１）は周波数
変調回路２に印加する変調電圧の変化を示す波形を、第
２図（２）のラインl3はアンテナ５から放射される送信
波Wtの直線的に変化する送信周波数の時間的変化を、ラ
インl4はアンテナ５によつて受信される反射波Wrの直線
的に変化する受信周波数の時間的変化を、第２図（３）
は送受信波の周波数の差の絶対値の時間的変化をそれぞ
れ示す。
先ず、被検出物体６までの相対距離の算出について説
明する。被検出物体６までの相対距離は、送信波Wtおよ
び反射波Wrの伝搬時間から求めることができ、第２図に
示すように相対速度が０の場合は、受信周波数の変化を
示すラインl4は、送信周波数の変化を示すラインl3を縦
軸左方向に平行移動しただけであるので、送受信周波数
差を求めることにより、相対距離を算出することができ
る。すなわち、第２図（３）に示すように時間T1におい
て、送受信周波数差fd1を求めることによつて、相対距
離を算出していることができる。
明する。被検出物体６までの相対距離は、送信波Wtおよ
び反射波Wrの伝搬時間から求めることができ、第２図に
示すように相対速度が０の場合は、受信周波数の変化を
示すラインl4は、送信周波数の変化を示すラインl3を縦
軸左方向に平行移動しただけであるので、送受信周波数
差を求めることにより、相対距離を算出することができ
る。すなわち、第２図（３）に示すように時間T1におい
て、送受信周波数差fd1を求めることによつて、相対距
離を算出していることができる。
次に、相対距離が変化している場合の被検出物体６の
相対距離および相対速度の算出について説明する。第３
図（１）は変調電圧の時間的変化を、第３図（２）は送
信周波数および受信周波数の時間的変化を示し、ライン
l5は送信周波数、ラインl6は受信周波数の時間的変化を
示す。第３図（３）は、送受信周波数の差の絶対値の時
間的変化を示す。
相対距離および相対速度の算出について説明する。第３
図（１）は変調電圧の時間的変化を、第３図（２）は送
信周波数および受信周波数の時間的変化を示し、ライン
l5は送信周波数、ラインl6は受信周波数の時間的変化を
示す。第３図（３）は、送受信周波数の差の絶対値の時
間的変化を示す。
被検出物体６までの相対距離が変化する場合は、ドツ
プラ効果によつて送信波の周波数が受信時において相対
速度に比例して変化する。すなわち、第３図（２）に示
すように、相対距離はラインl6の横軸左方向への平行移
動量に比例し、相対速度はラインl6の縦軸方向への平行
移動量に比例する。したがつて、送信周波数が増加する
時間T2と、送信周波数が低下する時間T3の時間における
送受信周波数差fd2,fd3を求めると、相対距離Ｒおよび
相対速度Ｖは、比例計数をKr,Kvとすると、第１式およ
び第２式から算出される。
プラ効果によつて送信波の周波数が受信時において相対
速度に比例して変化する。すなわち、第３図（２）に示
すように、相対距離はラインl6の横軸左方向への平行移
動量に比例し、相対速度はラインl6の縦軸方向への平行
移動量に比例する。したがつて、送信周波数が増加する
時間T2と、送信周波数が低下する時間T3の時間における
送受信周波数差fd2,fd3を求めると、相対距離Ｒおよび
相対速度Ｖは、比例計数をKr,Kvとすると、第１式およ
び第２式から算出される。
Ｖ＝Kv・（fd2−fd3） …（２） したがつて、処理回路11は信号ラインsl1の変調電圧
の変化を検出することによつて、送信周波数が増加する
時間T2と、送信周波数が低下する時間T3とを区別し、時
間T2における送受信周波数差fd2を第１カウンタ9dまた
は第２カウンタ10dから求め、また時間T3における送受
信周波数差fd3を第１カウンタ9dまたは第２カウンタ10d
から求め、上述した第１式および第２式から相対距離お
よび相対速度を算出する。
の変化を検出することによつて、送信周波数が増加する
時間T2と、送信周波数が低下する時間T3とを区別し、時
間T2における送受信周波数差fd2を第１カウンタ9dまた
は第２カウンタ10dから求め、また時間T3における送受
信周波数差fd3を第１カウンタ9dまたは第２カウンタ10d
から求め、上述した第１式および第２式から相対距離お
よび相対速度を算出する。
次に、第１しきい値発生回路9cおよび第２しきい値発
生回路10cにおけるしきい値の設定基準について説明す
る。第４図はこのしきい値の設定基準を説明するための
グラフで、帯域通過フイルタの帯域幅の関係と受信信号
レベルとの関係および伝送路に起因する雑音成分のスペ
クトラムとの関係を示すグラフである。第４図におい
て、ラインl7は第１帯域通過フイルタ9aの通過帯域周波
数の範囲を示すラインで、周波数f1からf2までの周波数
を通過させ、ラインl8は第２帯域通過フイルタ10aの通
過帯域幅を示すラインで、周波数f2からf3までの周波数
を通過させる。ラインl9は増幅回路８の出力信号の周波
数特性を示すラインで、周波数が高くなるに従い被検出
物体６までの相対距離が長くなるので、信号レベルは低
下する。これは、アンテナ５における受信信号の受信レ
ベルが被検出物体６までの相対距離の４乗に反比例し
て、小さくなるころから理解される。
生回路10cにおけるしきい値の設定基準について説明す
る。第４図はこのしきい値の設定基準を説明するための
グラフで、帯域通過フイルタの帯域幅の関係と受信信号
レベルとの関係および伝送路に起因する雑音成分のスペ
クトラムとの関係を示すグラフである。第４図におい
て、ラインl7は第１帯域通過フイルタ9aの通過帯域周波
数の範囲を示すラインで、周波数f1からf2までの周波数
を通過させ、ラインl8は第２帯域通過フイルタ10aの通
過帯域幅を示すラインで、周波数f2からf3までの周波数
を通過させる。ラインl9は増幅回路８の出力信号の周波
数特性を示すラインで、周波数が高くなるに従い被検出
物体６までの相対距離が長くなるので、信号レベルは低
下する。これは、アンテナ５における受信信号の受信レ
ベルが被検出物体６までの相対距離の４乗に反比例し
て、小さくなるころから理解される。
スペクトラムA0は、伝送路等の周波数特性に起因して
発生する増幅回路８の出力に含まれる振幅変調成分のス
ペクトラムレベルを示し、スペクトラムA1〜Anはその高
調波成分で、スペクトラムレベルは周波数が高くなるに
従い低くなる。これらのスペクトラムA0〜Anの雑音成分
は、第１帯域通過フイルタ9aの帯域周波数内に発生する
ので、これらの雑音成分をフイルタなどによつて除去す
ることが困難である。そこで、比較的近距離の被検出物
体６を検出する第１帯域通過フイルタの周波数帯域内に
おいては、増幅回路８から出力される受信信号レベルも
比較的高いので、第１しきい値発生回路9cで設定される
しきい値はレベルL1に設定することができ、雑音成分に
よる誤カウントを防止することができる。
発生する増幅回路８の出力に含まれる振幅変調成分のス
ペクトラムレベルを示し、スペクトラムA1〜Anはその高
調波成分で、スペクトラムレベルは周波数が高くなるに
従い低くなる。これらのスペクトラムA0〜Anの雑音成分
は、第１帯域通過フイルタ9aの帯域周波数内に発生する
ので、これらの雑音成分をフイルタなどによつて除去す
ることが困難である。そこで、比較的近距離の被検出物
体６を検出する第１帯域通過フイルタの周波数帯域内に
おいては、増幅回路８から出力される受信信号レベルも
比較的高いので、第１しきい値発生回路9cで設定される
しきい値はレベルL1に設定することができ、雑音成分に
よる誤カウントを防止することができる。
第２帯域通過フイルタ10aは、周波数f2からf3の範囲
の信号を通過させ、伝送路等の周波数特性に起因して発
生する雑音成分のスペクトラムA0〜Anを効果的に除去す
ることができるので、第２しきい値発生回路10cにおい
て設定されるしきい値レベルを、第１しきい値発生回路
9cにおいて設定されるしきい値レベルL1よりも低いしき
い値レベルL2に設定することができ、遠距離に存在する
被検出物体６からの反射波の受信感度を向上させること
ができる。
の信号を通過させ、伝送路等の周波数特性に起因して発
生する雑音成分のスペクトラムA0〜Anを効果的に除去す
ることができるので、第２しきい値発生回路10cにおい
て設定されるしきい値レベルを、第１しきい値発生回路
9cにおいて設定されるしきい値レベルL1よりも低いしき
い値レベルL2に設定することができ、遠距離に存在する
被検出物体６からの反射波の受信感度を向上させること
ができる。
次に、処理回路11における被検出物体６の相対距離お
よび相対速度を算出する手順について説明する。第５図
は、被検出物体６の相対距離および相対速度を算出する
手順を説明するためのフローチヤートである。先ず、ス
テツプs1では、第１カウンタ9dのカウント値が読込ま
れ、さらにステツプs2では第２カウンタ10dのカウト値
が読込まれる。ステツプs3では、第１カウンタ9dから読
込まれたカウント値が０であるか否かが判断され、０で
ない場合は被検出物体６が比較的近距離に存在すること
を意味し、ステツプs4において相対距離および相対速度
が前述した第１式および第２式に従つて算出される。そ
して、ステツプs5において、算出された相対距離および
相対速度に基づき、警報を発すべきであるか否かが判断
され、警報を発すべきであるときは、警報装置12から警
報が発せられる。
よび相対速度を算出する手順について説明する。第５図
は、被検出物体６の相対距離および相対速度を算出する
手順を説明するためのフローチヤートである。先ず、ス
テツプs1では、第１カウンタ9dのカウント値が読込ま
れ、さらにステツプs2では第２カウンタ10dのカウト値
が読込まれる。ステツプs3では、第１カウンタ9dから読
込まれたカウント値が０であるか否かが判断され、０で
ない場合は被検出物体６が比較的近距離に存在すること
を意味し、ステツプs4において相対距離および相対速度
が前述した第１式および第２式に従つて算出される。そ
して、ステツプs5において、算出された相対距離および
相対速度に基づき、警報を発すべきであるか否かが判断
され、警報を発すべきであるときは、警報装置12から警
報が発せられる。
ステツプs3において、第１カウンタ9dのカウント値が
０である場合は、被検出物体６が近距離に存在しないこ
とを意味し、ステツプs6へ進み、第２カウンタ10dのカ
ウント値が０であるか否かが判断される。０でない場合
は、被検出物体６が比較的遠距離に存在することを意味
し、ステツプs7において被検出物体６の相対距離および
相対速度が、前述した第１式および第２式に従つて算出
される。そして、算出された相対距離および相対速度に
基づき、前述と同様の警報処理がステツプs5において行
われる。ステツプs6において第２カウンタのカウント値
が０である場合は、被検出物体６が存在しないことを意
味し、一連の処理を終了する。
０である場合は、被検出物体６が近距離に存在しないこ
とを意味し、ステツプs6へ進み、第２カウンタ10dのカ
ウント値が０であるか否かが判断される。０でない場合
は、被検出物体６が比較的遠距離に存在することを意味
し、ステツプs7において被検出物体６の相対距離および
相対速度が、前述した第１式および第２式に従つて算出
される。そして、算出された相対距離および相対速度に
基づき、前述と同様の警報処理がステツプs5において行
われる。ステツプs6において第２カウンタのカウント値
が０である場合は、被検出物体６が存在しないことを意
味し、一連の処理を終了する。
第６図は、本実施例のレーダ装置による被検出物体の
探知領域を示す図である。本実施例では、ラインl10お
よびラインl11によつて囲まれる領域において被検出物
体が検出される。距離Dnは、第１信号処理回路９によつ
て被検出物体６が探知される距離（たとえば5m〜30m）
を示し、距離Dfの範囲は第２信号処理回路10によつて被
検出物体６が探知される距離を示す。このように、遠距
離の被検出物体６を検出する第２信号処理回路10におけ
るしきい値を低く設定することによつて、探知領域を拡
大することができる。
探知領域を示す図である。本実施例では、ラインl10お
よびラインl11によつて囲まれる領域において被検出物
体が検出される。距離Dnは、第１信号処理回路９によつ
て被検出物体６が探知される距離（たとえば5m〜30m）
を示し、距離Dfの範囲は第２信号処理回路10によつて被
検出物体６が探知される距離を示す。このように、遠距
離の被検出物体６を検出する第２信号処理回路10におけ
るしきい値を低く設定することによつて、探知領域を拡
大することができる。
なお、本実施例においては、送受信周波数差はカウン
タのカウント動作によつて求められるが、波形整形回路
から出力されるパルス信号を積分することによつても求
めることができる。
タのカウント動作によつて求められるが、波形整形回路
から出力されるパルス信号を積分することによつても求
めることができる。
さらに、本実施例においては帯域通過フイルタが２つ
設けられた場合について説明したが、さらに多くの帯域
通過フイルタによつて周波数帯域を分割し、それらの帯
域通過フイルタに対応したしきい値を設定することによ
つて、被検出物体の検出精度をさらに向上させることが
できる。
設けられた場合について説明したが、さらに多くの帯域
通過フイルタによつて周波数帯域を分割し、それらの帯
域通過フイルタに対応したしきい値を設定することによ
つて、被検出物体の検出精度をさらに向上させることが
できる。
さらにまた、本実施例では相対速度を求めているが、
レーダ装置を搭載する自動車の速度を加算することによ
つて、被検出物体の絶対速度を算出することができる。
レーダ装置を搭載する自動車の速度を加算することによ
つて、被検出物体の絶対速度を算出することができる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、遠距離に存在する被検
出物体を検出するためのしきい値を低く設定することが
できるので、遠距離に存在する被検出物体からの反射波
の受信感度を向上させることができる。また、近距離に
存在する被検出物体と、遠距離に存在する被検出物体と
からの反射波に応じて、しきい値を設定することができ
るので、被検出物体の探知範囲を改善することができ
る。
出物体を検出するためのしきい値を低く設定することが
できるので、遠距離に存在する被検出物体からの反射波
の受信感度を向上させることができる。また、近距離に
存在する被検出物体と、遠距離に存在する被検出物体と
からの反射波に応じて、しきい値を設定することができ
るので、被検出物体の探知範囲を改善することができ
る。
第１図は本発明の一実施例である周波数変調波を用いる
レーダ装置のブロツク図、第２図および第３図は被検出
物体６までの相対距離およびその相対速度の算出を説明
するためのタイミングチヤート、第４図は帯域通過フイ
ルタとその周波数帯域との関係および検出信号の周波数
特性および伝送路に起因する雑音成分のスペクトラムと
の関係を示すグラフ、第５図は被検出物体６までの相対
距離および相対速度を算出するためのフローチヤート、
第６図は本実施例のレーダ装置における被検出物体の探
知領域を示す図、第７図は周波数変調波を用いて被検出
物体までの相対距離および相対速度などを検出する従来
の典型的なレーダ装置のブロツク図、第８図は第７図の
レーダ装置における帯域通過フイルタ59aおよび波形整
形回路59bの出力信号波形である。 １……搬送波発生回路、２……周波数変調回路、３……
変調電圧発生回路、４……サーキユレータ、５……アン
テナ、７……ミキサ、９……第１信号処理回路、10……
第２信号処理回路、11……処理回路
レーダ装置のブロツク図、第２図および第３図は被検出
物体６までの相対距離およびその相対速度の算出を説明
するためのタイミングチヤート、第４図は帯域通過フイ
ルタとその周波数帯域との関係および検出信号の周波数
特性および伝送路に起因する雑音成分のスペクトラムと
の関係を示すグラフ、第５図は被検出物体６までの相対
距離および相対速度を算出するためのフローチヤート、
第６図は本実施例のレーダ装置における被検出物体の探
知領域を示す図、第７図は周波数変調波を用いて被検出
物体までの相対距離および相対速度などを検出する従来
の典型的なレーダ装置のブロツク図、第８図は第７図の
レーダ装置における帯域通過フイルタ59aおよび波形整
形回路59bの出力信号波形である。 １……搬送波発生回路、２……周波数変調回路、３……
変調電圧発生回路、４……サーキユレータ、５……アン
テナ、７……ミキサ、９……第１信号処理回路、10……
第２信号処理回路、11……処理回路
Claims (1)
- 【請求項１】時間経過とともに周波数の変化する送信信
号を発生する信号発生手段と、前記送信信号を被検出物
体に向けて大気中に放射し、前記被検出物体によつて反
射した反射波の一部を受信するアンテナと、前記アンテ
ナによつて受信した受信信号の周波数と前記送信信号の
周波数との差および和の周波数の信号を出力する混合手
段と、前記混合手段の出力信号から必要な探知領域の信
号を帯域通過フイルタによつて抽出し、前記検出信号の
振幅を予め定めるしきい値により弁別してパルス信号に
変換する信号処理手段とからなる周波数変調波を用いる
レーダ装置において、 前記信号処理手段には、各周波数帯域が重ならない複数
の帯域フイルタが設けられ、前記各帯域フイルタの検出
信号の振幅を弁別するしきい値は、隣接する低い周波数
帯域を有する帯域フイルタの検出信号の振幅を弁別する
しきい値より低い値が選ばれることを特徴とする周波数
変調波を用いるレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1787589A JP2628737B2 (ja) | 1989-01-28 | 1989-01-28 | 周波数変調波を用いるレーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1787589A JP2628737B2 (ja) | 1989-01-28 | 1989-01-28 | 周波数変調波を用いるレーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198379A JPH02198379A (ja) | 1990-08-06 |
| JP2628737B2 true JP2628737B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=11955860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1787589A Expired - Fee Related JP2628737B2 (ja) | 1989-01-28 | 1989-01-28 | 周波数変調波を用いるレーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2628737B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2970950B2 (ja) * | 1991-04-17 | 1999-11-02 | 富士通テン株式会社 | 閾値決定手段を有する車間距離測定装置 |
| JP2013088273A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | Ｆｍｃｗレーダ装置 |
| JP6264194B2 (ja) * | 2013-06-11 | 2018-01-24 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
| CN112639520B (zh) * | 2018-09-05 | 2024-09-24 | 株式会社索思未来 | 传感方法以及传感装置 |
-
1989
- 1989-01-28 JP JP1787589A patent/JP2628737B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02198379A (ja) | 1990-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |