JP2657020B2 - Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車に搭載して他の
目標自動車との相対速度や距離を計測し、衝突防止を図
るためのレーダ装置に関し、特にＦＭ−ＣＷレーダ方式
のレーダ装置搭載車間でのレーダ信号干渉に基づく誤動
作を防止するためのＦＭ−ＣＷレーダ装置に関する。
目標自動車との相対速度や距離を計測し、衝突防止を図
るためのレーダ装置に関し、特にＦＭ−ＣＷレーダ方式
のレーダ装置搭載車間でのレーダ信号干渉に基づく誤動
作を防止するためのＦＭ−ＣＷレーダ装置に関する。
【０００２】近年、自動車の保有台数の増加にともな
い、自動車の衝突等による死亡事故も年々増加の傾向に
ある。このため、自動車の衝突事故を減らすために衝突
を事前に知らせるための車間監視システムなどの安全装
置を自動車に安価に装着する案がある。本発明はこのよ
うな安全装置に使用されるレーダ装置の改良を行うもの
である。
い、自動車の衝突等による死亡事故も年々増加の傾向に
ある。このため、自動車の衝突事故を減らすために衝突
を事前に知らせるための車間監視システムなどの安全装
置を自動車に安価に装着する案がある。本発明はこのよ
うな安全装置に使用されるレーダ装置の改良を行うもの
である。
【０００３】
【従来の技術】従来、目標物体との相対速度と距離を計
測できるレーダ方式としてＦＭ−ＣＷレーダ方式が使用
されている。このレーダ方式は簡単な信号処理回路によ
り相対速度および距離を計測でき、また送受信機を簡単
に構成できることから、特に小型化・低価格化が要求さ
れる自動車用の衝突防止レーダとして用いられている。
測できるレーダ方式としてＦＭ−ＣＷレーダ方式が使用
されている。このレーダ方式は簡単な信号処理回路によ
り相対速度および距離を計測でき、また送受信機を簡単
に構成できることから、特に小型化・低価格化が要求さ
れる自動車用の衝突防止レーダとして用いられている。
【０００４】図７にＦＭ−ＣＷレーダ方式の原理図を、
図８に従来のＦＭ−ＣＷレーダの構成例を示す。ＦＭ−
ＣＷレーダ方式の原理は、次のとおりである。発振器を
数百Ｈｚの三角波によりＦＭ変調して、ＦＭ変調波を送
信し、目標物体からの反射信号を受信してＦＭ変調波を
ローカルとして受信信号をＦＭ検波する。目標物体から
の反射波は、レーダと目標物体間の距離に応じて、ま
た、相対速度によるドップラーシフトに応じて送信信号
との周波数のずれ（ビート）を起こす。従って、この周
波数のずれから距離と相対速度を計測できる。
図８に従来のＦＭ−ＣＷレーダの構成例を示す。ＦＭ−
ＣＷレーダ方式の原理は、次のとおりである。発振器を
数百Ｈｚの三角波によりＦＭ変調して、ＦＭ変調波を送
信し、目標物体からの反射信号を受信してＦＭ変調波を
ローカルとして受信信号をＦＭ検波する。目標物体から
の反射波は、レーダと目標物体間の距離に応じて、ま
た、相対速度によるドップラーシフトに応じて送信信号
との周波数のずれ（ビート）を起こす。従って、この周
波数のずれから距離と相対速度を計測できる。
【０００５】図７の（ａ）は相対速度が０のとき、
（ｂ）は相対速度がｖのときの送、受信周波数と、
ビート周波数と、ビート信号とをそれぞれ示してい
る。において、送信波は実線で示され、反射波は点線
で示される。送信波は、送信中心周波数ｆ0 と、三角波
のＦＭ変調幅ΔＦ、三角波の変調繰り返し周期Ｔをも
つ。対象物体との間の電波の往復時間ｔr は、対象物体
との間の距離をＲ、電波の伝播速度をＣとすると
（ｂ）は相対速度がｖのときの送、受信周波数と、
ビート周波数と、ビート信号とをそれぞれ示してい
る。において、送信波は実線で示され、反射波は点線
で示される。送信波は、送信中心周波数ｆ0 と、三角波
のＦＭ変調幅ΔＦ、三角波の変調繰り返し周期Ｔをも
つ。対象物体との間の電波の往復時間ｔr は、対象物体
との間の距離をＲ、電波の伝播速度をＣとすると
【０００６】
【数１】
【０００７】で与えられ、送、受信波のビート周波数ｆ
b は、
b は、
【０００８】
【数２】
【０００９】で与えられる。右辺の第１項は距離周波数
ｆr と呼ばれ、第２項は速度周波数ｆ d と呼ばれる。
ｆr と呼ばれ、第２項は速度周波数ｆ d と呼ばれる。
【００１０】次に図８により、従来のＦＭ−ＣＷレーダ
装置の基本構成を説明する。図８において、１は変調信
号発生器であり、ＦＭ変調のための三角波信号を発生す
る。２は電圧制御発振器であり、三角波信号により変調
されたレーダ信号を出力する。４は送信アンテナであ
り、レーダ信号を一定の方向に効率的に放射する。６は
受信アンテナであり、対象物体（障害物）からの反射信
号を受信する。７は周波数変換器であり、受信アンテナ
６で受信された信号と電圧制御発振器２の出力信号とを
混合し、和と差のビート信号を生成する。
装置の基本構成を説明する。図８において、１は変調信
号発生器であり、ＦＭ変調のための三角波信号を発生す
る。２は電圧制御発振器であり、三角波信号により変調
されたレーダ信号を出力する。４は送信アンテナであ
り、レーダ信号を一定の方向に効率的に放射する。６は
受信アンテナであり、対象物体（障害物）からの反射信
号を受信する。７は周波数変換器であり、受信アンテナ
６で受信された信号と電圧制御発振器２の出力信号とを
混合し、和と差のビート信号を生成する。
【００１１】自動車搭載用レーダとしてこの方式を用い
る場合、距離は高々１００ｍ、相対速度は１００Ｋｍ／
ｈ程度であるから、十分な距離測定精度を確保するため
には、最大周波数偏移量を１００ＭＨｚ程度とし、また
十分な相対速度測定精度を確保するためには送信周波数
は波長が短い電波が適しており、たとえば３０ＧＨｚ以
上のミリ波帯の利用が想定される。ところで従来のミリ
波帯ＦＭ−ＣＷレーダでは、非常に大きな周波数偏移の
ＦＭ変調を行うために、電圧制御発振器の発振周波数対
出力電力特性の傾斜により、必然的にＦＭ変調波に変調
信号とほぼ同じ周波数成分を持つＡＭ成分が重畳され
る。このＡＭ成分はミキサ（周波数変換器）によって検
波される。ＦＭ変調するための三角波の周波数と、目標
物体から反射してきた波をＦＭ検波した反射信号の周波
数は極めて近いから、受信Ｓ／Ｎが劣化し、送信出力を
大きくしなければ必要な探知範囲を確保できないと言う
欠点があった。
る場合、距離は高々１００ｍ、相対速度は１００Ｋｍ／
ｈ程度であるから、十分な距離測定精度を確保するため
には、最大周波数偏移量を１００ＭＨｚ程度とし、また
十分な相対速度測定精度を確保するためには送信周波数
は波長が短い電波が適しており、たとえば３０ＧＨｚ以
上のミリ波帯の利用が想定される。ところで従来のミリ
波帯ＦＭ−ＣＷレーダでは、非常に大きな周波数偏移の
ＦＭ変調を行うために、電圧制御発振器の発振周波数対
出力電力特性の傾斜により、必然的にＦＭ変調波に変調
信号とほぼ同じ周波数成分を持つＡＭ成分が重畳され
る。このＡＭ成分はミキサ（周波数変換器）によって検
波される。ＦＭ変調するための三角波の周波数と、目標
物体から反射してきた波をＦＭ検波した反射信号の周波
数は極めて近いから、受信Ｓ／Ｎが劣化し、送信出力を
大きくしなければ必要な探知範囲を確保できないと言う
欠点があった。
【００１２】そこでこの欠点を改良した方式として、送
信波を適当な周期でスイッチングし、そのスイッチング
周波数に基づく中間周波数のみを帯域通過ろ波器で取り
出して処理する方式が提案されている。図９にその原理
図を示し、図１０にその動作時のスペクトラムを示す。
信波を適当な周期でスイッチングし、そのスイッチング
周波数に基づく中間周波数のみを帯域通過ろ波器で取り
出して処理する方式が提案されている。図９にその原理
図を示し、図１０にその動作時のスペクトラムを示す。
【００１３】図９において、１は三角波信号を発生する
変調信号発生器、２は電圧制御発振器、３はスイッチン
グ手段、４は送信アンテナ、５はスイッチ信号を発生す
る変調信号発生器、６は受信アンテナ、７および８は周
波数変換器である。
変調信号発生器、２は電圧制御発振器、３はスイッチン
グ手段、４は送信アンテナ、５はスイッチ信号を発生す
る変調信号発生器、６は受信アンテナ、７および８は周
波数変換器である。
【００１４】変調信号発生器１はＦＭ変調するための三
角波信号を発生する。電圧制御発振器２は、レーダで出
力されるミリ波帯のＦＭ変調された信号を発生する。ス
イッチング手段（変調手段）３は電圧制御発振器２より
与えられる信号を信号発生器５より発生される変調信号
によりＡＭ変調あるいは位相変調する。送信アンテナ４
はスイッチング手段（変調手段）３から出力された信号
を空間に効率的に放出する。変調信号発生器５はスイッ
チング手段（変調手段）３で信号に変調を行うための変
調信号を発生する。受信アンテナ６は、目標物体から反
射してきた信号を効率よく受信する。周波数変換器７は
電圧制御発振器２の信号と受信アンテナ６によって受信
された信号とを混合することによって必要な信号を発生
させる。周波数変換器８は周波数変換器７から出力され
た信号と変調信号発生器５から発生された信号とを混合
し、目標物体と本レーダ装置との相対速度と距離の情報
を含む信号成分を発生する。
角波信号を発生する。電圧制御発振器２は、レーダで出
力されるミリ波帯のＦＭ変調された信号を発生する。ス
イッチング手段（変調手段）３は電圧制御発振器２より
与えられる信号を信号発生器５より発生される変調信号
によりＡＭ変調あるいは位相変調する。送信アンテナ４
はスイッチング手段（変調手段）３から出力された信号
を空間に効率的に放出する。変調信号発生器５はスイッ
チング手段（変調手段）３で信号に変調を行うための変
調信号を発生する。受信アンテナ６は、目標物体から反
射してきた信号を効率よく受信する。周波数変換器７は
電圧制御発振器２の信号と受信アンテナ６によって受信
された信号とを混合することによって必要な信号を発生
させる。周波数変換器８は周波数変換器７から出力され
た信号と変調信号発生器５から発生された信号とを混合
し、目標物体と本レーダ装置との相対速度と距離の情報
を含む信号成分を発生する。
【００１５】図９の装置の動作を、図１０の（ａ），
（ｂ）を参照して説明する。電圧制御発振器２から発生
したレーダ信号はスイッチング手段３あるいは変調手段
３によってＡＭ変調される。図１０（ａ）は出力信号の
スペクトラムを図示したものである。ｆt は電圧制御発
振器２から出力されるＦＭ変調されたレーダ信号の周波
数であり、ｆL はスイッチング周波数である。ｆt −ｆ
L ，ｆt ＋ｆL はスイッチングによって発生するサイド
バンドである。なおｆr は受信信号の周波数であり、Δ
ｆは遅延時間とドプラシフトによる周波数差を示してい
る。この出力信号は、目標物体にぶつかりレーダと目標
物体との相対速度に対応するドプラ周波数シフトとその
目標物体までの距離に相応した遅延時間に起因する周波
数差をともなって受信機に入力される。
（ｂ）を参照して説明する。電圧制御発振器２から発生
したレーダ信号はスイッチング手段３あるいは変調手段
３によってＡＭ変調される。図１０（ａ）は出力信号の
スペクトラムを図示したものである。ｆt は電圧制御発
振器２から出力されるＦＭ変調されたレーダ信号の周波
数であり、ｆL はスイッチング周波数である。ｆt −ｆ
L ，ｆt ＋ｆL はスイッチングによって発生するサイド
バンドである。なおｆr は受信信号の周波数であり、Δ
ｆは遅延時間とドプラシフトによる周波数差を示してい
る。この出力信号は、目標物体にぶつかりレーダと目標
物体との相対速度に対応するドプラ周波数シフトとその
目標物体までの距離に相応した遅延時間に起因する周波
数差をともなって受信機に入力される。
【００１６】受信機においては、出力信号の一部を周波
数変換のための局部発振源としているため、周波数変換
器７の出力は図１０（ｂ）に示すような出力スペクトラ
ムとなる。この出力信号は周波数変換器８において第二
の周波数ｆL でさらに周波数変換される。レーダのベー
スバンド（ＢＢ）回路では、目標物体との相対速度に対
応するドプラ周波数シフトとその目標物体までの距離に
相応した遅延時間に起因する周波数差の最大値を規定し
て、それ以上の周波数はろ波器によって除去してしまう
ため、第二の周波数ｆL 近傍の距離情報と速度情報を含
む信号（ＩＦ信号）は処理されるが、ＤＣ近傍の発振器
の周波数対出力電力特性の傾斜に起因するＡＭ成分の復
調波（図１０（ｂ）にｆm で示す：これらが主に雑音劣
化の原因）および２ｆL 以上の復調波成分はファイルに
よって除去されることとなる。したがって、受信機のＳ
／Ｎは改善されることとなる。
数変換のための局部発振源としているため、周波数変換
器７の出力は図１０（ｂ）に示すような出力スペクトラ
ムとなる。この出力信号は周波数変換器８において第二
の周波数ｆL でさらに周波数変換される。レーダのベー
スバンド（ＢＢ）回路では、目標物体との相対速度に対
応するドプラ周波数シフトとその目標物体までの距離に
相応した遅延時間に起因する周波数差の最大値を規定し
て、それ以上の周波数はろ波器によって除去してしまう
ため、第二の周波数ｆL 近傍の距離情報と速度情報を含
む信号（ＩＦ信号）は処理されるが、ＤＣ近傍の発振器
の周波数対出力電力特性の傾斜に起因するＡＭ成分の復
調波（図１０（ｂ）にｆm で示す：これらが主に雑音劣
化の原因）および２ｆL 以上の復調波成分はファイルに
よって除去されることとなる。したがって、受信機のＳ
／Ｎは改善されることとなる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】図９に示される改良さ
れたＦＭ−ＣＷレーダ方式は、ＦＭ／ＡＭ変換雑音を抑
圧し、感度を高めることができるものである。しかしこ
のようなＦＭ−ＣＷレーダの搭載車が多数往来する道路
の環境では、各ＦＭ−ＣＷレーダのレーダ信号が互いに
干渉する場合が生じる。即ち図１１に例示するように、
並走しているレーダ車Ａとレーダ車Ｂが他車に向けて放
射したレーダ信号の各反射信号をレーダ車Ｂが一緒に受
信することによって生じる並走車干渉や、レーダ車Ｂが
対向車のレーダ車Ｃから放射されたレーダ信号を自車が
放射したレーダ信号の反射信号と一緒に受信することに
よって生じる対抗車干渉などが起こり、対象車との間の
車間距離や対象車の速度について誤計測をひき起こすと
いう問題があった。
れたＦＭ−ＣＷレーダ方式は、ＦＭ／ＡＭ変換雑音を抑
圧し、感度を高めることができるものである。しかしこ
のようなＦＭ−ＣＷレーダの搭載車が多数往来する道路
の環境では、各ＦＭ−ＣＷレーダのレーダ信号が互いに
干渉する場合が生じる。即ち図１１に例示するように、
並走しているレーダ車Ａとレーダ車Ｂが他車に向けて放
射したレーダ信号の各反射信号をレーダ車Ｂが一緒に受
信することによって生じる並走車干渉や、レーダ車Ｂが
対向車のレーダ車Ｃから放射されたレーダ信号を自車が
放射したレーダ信号の反射信号と一緒に受信することに
よって生じる対抗車干渉などが起こり、対象車との間の
車間距離や対象車の速度について誤計測をひき起こすと
いう問題があった。
【００１８】本発明はＦＭ−ＣＷレーダ装置を搭載した
自動車が近接して複数台走行する場合に生じるレーダ信
号の干渉を減少させ、レーダによる車間距離や相対速度
の計測結果について信頼性を向上させることを目的とし
ている。
自動車が近接して複数台走行する場合に生じるレーダ信
号の干渉を減少させ、レーダによる車間距離や相対速度
の計測結果について信頼性を向上させることを目的とし
ている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】レーダの送信周波数をｎ
波にすれば互いに干渉する事態に遭遇する確率は１／ｎ
にすることができる。しかし使用できる電波の周波数ｎ
は１〜２波程度と限りがあり、道路上を走行する車の数
に比べ極度に少ないものである。
波にすれば互いに干渉する事態に遭遇する確率は１／ｎ
にすることができる。しかし使用できる電波の周波数ｎ
は１〜２波程度と限りがあり、道路上を走行する車の数
に比べ極度に少ないものである。
【００２０】本発明は、図９に示すＦＭ−ＣＷレーダ方
式において、ＦＭ−ＣＷレーダ装置同士で送信信号のス
イッチング周波数と帯域通過ろ波器の中心周波数を一致
させｍ通りの種類を作ることにより、近傍のレーダ同士
で干渉する確率を１／ｎ×ｍに小さくする第一の方式
と、ＦＭ−ＣＷレーダ装置に他車のレーダ装置からのレ
ーダ信号のスイッチング周波数を計測する手段と、計測
結果に基づき自装置の送信信号スイッチング周波数およ
び帯域通過ろ波器中心周波数を変更可能にする手段とを
設け、使用時に他車のレーダ装置との競合を自動的に回
避させる第２の方式とがある。
式において、ＦＭ−ＣＷレーダ装置同士で送信信号のス
イッチング周波数と帯域通過ろ波器の中心周波数を一致
させｍ通りの種類を作ることにより、近傍のレーダ同士
で干渉する確率を１／ｎ×ｍに小さくする第一の方式
と、ＦＭ−ＣＷレーダ装置に他車のレーダ装置からのレ
ーダ信号のスイッチング周波数を計測する手段と、計測
結果に基づき自装置の送信信号スイッチング周波数およ
び帯域通過ろ波器中心周波数を変更可能にする手段とを
設け、使用時に他車のレーダ装置との競合を自動的に回
避させる第２の方式とがある。
【００２１】図１により本発明の原理を説明する。図１
の（ａ）は上述した第１の方式を示し、また図１の
（ｂ）は第２の方式を示している。図１のａ−１はレー
ダ装置の周波数を変えて送信する例を示す図でありｎ通
りの組合せＦｎができる図を示している。
の（ａ）は上述した第１の方式を示し、また図１の
（ｂ）は第２の方式を示している。図１のａ−１はレー
ダ装置の周波数を変えて送信する例を示す図でありｎ通
りの組合せＦｎができる図を示している。
【００２２】図１のａ−２は本発明その１に述べた送信
周波数Ｆｎをｍ通りの繰り返し周期でスイッチする事に
より送信するレーダ波にｎ×ｍ通りの識別Ｆｎ×ｍを作
れる事を示している。
周波数Ｆｎをｍ通りの繰り返し周期でスイッチする事に
より送信するレーダ波にｎ×ｍ通りの識別Ｆｎ×ｍを作
れる事を示している。
【００２３】図１の（ｂ）の方式において、１０は代表
的に選ばれた１つのＦＭ−ＣＷレーダ装置であり、１１
は送信部、１２はスイッチ、１３は受信部、１４は帯域
通過ろ波器、１５は他車のレーダ装置からの干渉レーダ
信号が入力されたとき、そのスイッチング周波数を計測
する計測部である。１６はレーダ装置の動作状態の制御
を行う制御部であり、特にここでは計測された他車のレ
ーダ信号のスイッチング周波数に基づいてスイッチ１２
に対するスイッチング周波数および帯域通過ろ波器１４
の中心周波数の設定変更を行う。
的に選ばれた１つのＦＭ−ＣＷレーダ装置であり、１１
は送信部、１２はスイッチ、１３は受信部、１４は帯域
通過ろ波器、１５は他車のレーダ装置からの干渉レーダ
信号が入力されたとき、そのスイッチング周波数を計測
する計測部である。１６はレーダ装置の動作状態の制御
を行う制御部であり、特にここでは計測された他車のレ
ーダ信号のスイッチング周波数に基づいてスイッチ１２
に対するスイッチング周波数および帯域通過ろ波器１４
の中心周波数の設定変更を行う。
【００２４】この制御部１６は、他車からの干渉レーダ
信号を計測する動作期間と自装置のレーダ信号を送信す
る動作期間とを切り分けて、各部に対応する動作指示を
行う。なお計測期間中は自装置からのレーダ信号の送信
は停止させる。また１７は送信アンテナ、１８は受信ア
ンテナ、１９は自装置からのレーダ信号を反射する他
車、２０は干渉レーダ信号を自装置に放射している他車
（対向車）である。
信号を計測する動作期間と自装置のレーダ信号を送信す
る動作期間とを切り分けて、各部に対応する動作指示を
行う。なお計測期間中は自装置からのレーダ信号の送信
は停止させる。また１７は送信アンテナ、１８は受信ア
ンテナ、１９は自装置からのレーダ信号を反射する他
車、２０は干渉レーダ信号を自装置に放射している他車
（対向車）である。
【００２５】計測部１５は、干渉レーダ信号の計測期間
に受信アンテナ１８から受信部１３へ干渉レーダ信号が
入力されると、その信号についてオン、オフ繰り返しの
スイッチング周波数を計測し、制御部１６へ通知する。
制御部１６は、干渉レーダ信号のスイッチング周波数が
自装置の送信信号スイッチング周波数との偏差がある一
定値以上あるかどうかを調べ、偏差が一定値以内である
場合には、自装置の送信信号スイッチング周波数と帯域
通過ろ波器１４の中心周波数を偏差が一定値以上となる
ように修正してから送信動作を開始する。
に受信アンテナ１８から受信部１３へ干渉レーダ信号が
入力されると、その信号についてオン、オフ繰り返しの
スイッチング周波数を計測し、制御部１６へ通知する。
制御部１６は、干渉レーダ信号のスイッチング周波数が
自装置の送信信号スイッチング周波数との偏差がある一
定値以上あるかどうかを調べ、偏差が一定値以内である
場合には、自装置の送信信号スイッチング周波数と帯域
通過ろ波器１４の中心周波数を偏差が一定値以上となる
ように修正してから送信動作を開始する。
【００２６】
【作用】図１の（ａ）に示される本発明の第１の方式で
は、各レーダ装置搭載車が道路往来上で自車のレーダ装
置と同じ送信信号スイッチング周波数をもつ他のレーダ
装置搭載車と遭遇する確率を相当程度小さくすることに
なり、干渉による誤動作の発生は、実用上支障のない程
度に軽減できる。
は、各レーダ装置搭載車が道路往来上で自車のレーダ装
置と同じ送信信号スイッチング周波数をもつ他のレーダ
装置搭載車と遭遇する確率を相当程度小さくすることに
なり、干渉による誤動作の発生は、実用上支障のない程
度に軽減できる。
【００２７】また図１の（ｂ）の本発明の第２の方式を
とることにより、送信信号スイッチング周波数を他車と
の干渉状態に応じて動的に修正できるため、ほぼ完全な
干渉除去を行うことが可能である。
とることにより、送信信号スイッチング周波数を他車と
の干渉状態に応じて動的に修正できるため、ほぼ完全な
干渉除去を行うことが可能である。
【００２８】さらに第３の方式は第１の方式の図１の
(b) のスイッチ制御部の周波数の他、規則性を変えるも
の、及びその組合せを変えるものであり基本的説明は第
１の方式と同じものとなる。
(b) のスイッチ制御部の周波数の他、規則性を変えるも
の、及びその組合せを変えるものであり基本的説明は第
１の方式と同じものとなる。
【００２９】
【実施例】図２ないし図６により本発明の実施例を説明
する。図２は本発明によるＦＭ−ＣＷレーダ装置の実施
例構成図であり、図中の２１は三角波発生器（ＯＳＣ
１）、２２は電圧制御可変周波数発生器（ＶＣＯ）、２
３は方向性結合器（ＤＣ）、２４は送信波スイッチ（Ｓ
Ｗ）、２５はスイッチング信号発生器（ＯＳＣ２）、２
６は送信アンテナ（ＡＮＴ１）、２７は受信アンテナ
（ＡＮＴ２）、２８は第１ミキサ（ＭＩＸ１）、２９は
第１帯域通過ろ波器（ＢＰＦ１）、３０は第２帯域通過
ろ波器（ＢＰＦ２）、３１は第２ミキサ（ＭＩＸ２）、
３２は第３帯域通過ろ波器（ＢＰＦ３）、３３はパルス
カウンタ（ＰＣＴ）である。
する。図２は本発明によるＦＭ−ＣＷレーダ装置の実施
例構成図であり、図中の２１は三角波発生器（ＯＳＣ
１）、２２は電圧制御可変周波数発生器（ＶＣＯ）、２
３は方向性結合器（ＤＣ）、２４は送信波スイッチ（Ｓ
Ｗ）、２５はスイッチング信号発生器（ＯＳＣ２）、２
６は送信アンテナ（ＡＮＴ１）、２７は受信アンテナ
（ＡＮＴ２）、２８は第１ミキサ（ＭＩＸ１）、２９は
第１帯域通過ろ波器（ＢＰＦ１）、３０は第２帯域通過
ろ波器（ＢＰＦ２）、３１は第２ミキサ（ＭＩＸ２）、
３２は第３帯域通過ろ波器（ＢＰＦ３）、３３はパルス
カウンタ（ＰＣＴ）である。
【００３０】次に図２の動作を説明する。ＯＳＣ１は、
繰り返し周波数ｆm の三角波信号を発生し、ＶＣＯに印
加して三角波でＦＭ変調された周波数ｆt の送信信号
を、ＤＣへ出力する。ＤＣは、入力された送信信号をＳ
Ｗへ送るとともに、一部をＭＩＸ１へ分岐する。
繰り返し周波数ｆm の三角波信号を発生し、ＶＣＯに印
加して三角波でＦＭ変調された周波数ｆt の送信信号
を、ＤＣへ出力する。ＤＣは、入力された送信信号をＳ
Ｗへ送るとともに、一部をＭＩＸ１へ分岐する。
【００３１】ＯＳＣ２は、繰り返し周波数ｆl のスイッ
チング信号を発生し、ＳＷに印加してＳＷに送信信号の
オン、オフスイッチングを行わせる。ＳＷでスイッチン
グされた送信信号は、ＡＮＴ１から送信波として放射さ
れる。送信波が対象物体（他車）で反射されると、その
反射波は、ＡＮＴ２で受信される。この受信信号には、
伝播による遅延時間と対象物体が移動している場合のド
プラ効果の影響による周波数偏移が生じている。
チング信号を発生し、ＳＷに印加してＳＷに送信信号の
オン、オフスイッチングを行わせる。ＳＷでスイッチン
グされた送信信号は、ＡＮＴ１から送信波として放射さ
れる。送信波が対象物体（他車）で反射されると、その
反射波は、ＡＮＴ２で受信される。この受信信号には、
伝播による遅延時間と対象物体が移動している場合のド
プラ効果の影響による周波数偏移が生じている。
【００３２】図３の（ａ）に、送信信号と受信信号のス
ペクトラムを示す。送信信号は実線の矢線で表され、ｆ
t と、ｆl によるスイッチングで生じるビートのｆt −
ｆl，ｆt ＋ｆl ，ｆt −２ｆl ，ｆt ＋２ｆl などの
周波数の信号成分が含まれる。これらはそれぞれΔｆだ
けの周波数偏移を受けて、点線の矢線で表されるような
受信信号となる。たとえばｆt の信号成分は、ｆt ＋Δ
ｆ→ｆr となる。
ペクトラムを示す。送信信号は実線の矢線で表され、ｆ
t と、ｆl によるスイッチングで生じるビートのｆt −
ｆl，ｆt ＋ｆl ，ｆt −２ｆl ，ｆt ＋２ｆl などの
周波数の信号成分が含まれる。これらはそれぞれΔｆだ
けの周波数偏移を受けて、点線の矢線で表されるような
受信信号となる。たとえばｆt の信号成分は、ｆt ＋Δ
ｆ→ｆr となる。
【００３３】図２の説明に戻ると、ＡＮＴ２で受信され
た信号は、ＭＩＸ１に入力されて、ＤＣから分岐された
送信信号（周波数ｆt ）の一部と混合され、ビートの中
間周波数に変換される。図３の（ｂ）に、この周波数変
換出力のスペクトラムを示す。スペクトラムは、ｆm と
ｆr −ｆt の成分を含むベースバンドＢＢ領域と、ｆ l
−（ｆr −ｆt ）およびｆl ＋（ｆr −ｆt ）の成分を
含む中間周波数ＩＦ領域と、高調波成分を含む高調波領
域とをもつ。
た信号は、ＭＩＸ１に入力されて、ＤＣから分岐された
送信信号（周波数ｆt ）の一部と混合され、ビートの中
間周波数に変換される。図３の（ｂ）に、この周波数変
換出力のスペクトラムを示す。スペクトラムは、ｆm と
ｆr −ｆt の成分を含むベースバンドＢＢ領域と、ｆ l
−（ｆr −ｆt ）およびｆl ＋（ｆr −ｆt ）の成分を
含む中間周波数ＩＦ領域と、高調波成分を含む高調波領
域とをもつ。
【００３４】図４の実施例が図２の実施例と異なる点
は、干渉波のスイッチング周波数を計測するための３５
ないし３７の回路が設けられていることと、ＯＳＣ２が
発生するスイッチング信号の周波数と、ＢＰＦ１および
ＢＰＦ２の中心周波数とが連動して可変に設定可能とさ
れていることと、これらを制御するための３４で示す制
御回路（ＣＯＮＴ）が設けられていることである。
は、干渉波のスイッチング周波数を計測するための３５
ないし３７の回路が設けられていることと、ＯＳＣ２が
発生するスイッチング信号の周波数と、ＢＰＦ１および
ＢＰＦ２の中心周波数とが連動して可変に設定可能とさ
れていることと、これらを制御するための３４で示す制
御回路（ＣＯＮＴ）が設けられていることである。
【００３５】図４において、３５は干渉波の周波数を計
測するための挟帯域可変ろ波器（ＶＢＰＦ）であり、Ｃ
ＯＮＴからの可変指示を行う計測掃引信号と同期して中
心周波数が変化し、また自動利得増幅機能をもってい
る。３６は検波器（ＤＥＴ）であり、ＶＢＰＦの出力信
号を包路線検波する。３７は周波数解析回路（ＦＡＮ
Ａ）であり、ＶＢＰＦへの可変信号と同期して干渉波の
ＩＦを計測する。ＦＡＮＡは、計測結果としての干渉波
スイッチング周波数情報をＣＯＮＴに通知し、ＣＯＮＴ
はその通知された干渉波スイッチング周波数情報に基づ
いて、ＯＳＣ２，ＢＰＦ１，ＢＰＦ２に周波数変更指示
を行う。
測するための挟帯域可変ろ波器（ＶＢＰＦ）であり、Ｃ
ＯＮＴからの可変指示を行う計測掃引信号と同期して中
心周波数が変化し、また自動利得増幅機能をもってい
る。３６は検波器（ＤＥＴ）であり、ＶＢＰＦの出力信
号を包路線検波する。３７は周波数解析回路（ＦＡＮ
Ａ）であり、ＶＢＰＦへの可変信号と同期して干渉波の
ＩＦを計測する。ＦＡＮＡは、計測結果としての干渉波
スイッチング周波数情報をＣＯＮＴに通知し、ＣＯＮＴ
はその通知された干渉波スイッチング周波数情報に基づ
いて、ＯＳＣ２，ＢＰＦ１，ＢＰＦ２に周波数変更指示
を行う。
【００３６】次に図５のタイミング図と、図６の制御フ
ローとを用いて、図４の実施例の概略的動作を説明す
る。図３の（ｂ）のＩＦ領域の信号成分は、図２のＢＦ
２で抽出され、ＭＩＸ２へ入力される。他方、ＢＦ１は
ＯＳＣ２出力のスイッチング信号中のｆl の信号成分を
抽出し、ＭＩＸ２に加える。ＭＩＸ２では、ＢＦ２の出
力と、ＯＳＣ２の出力からＢＦ１で取り出したスイッチ
ング信号のｆl 成分とを混合し、両者の和と差のビート
の中間周波数信号を生成し、ＢＦ３に加える。ＢＦ３
は、ＭＩＸ２出力からｆr −ｆt のベースバンド成分を
抽出し、ＰＣＴに加える。ｆr −ｆt の信号は、ＰＣＴ
でカウントすることによって周波数偏移の大きさが検出
される。
ローとを用いて、図４の実施例の概略的動作を説明す
る。図３の（ｂ）のＩＦ領域の信号成分は、図２のＢＦ
２で抽出され、ＭＩＸ２へ入力される。他方、ＢＦ１は
ＯＳＣ２出力のスイッチング信号中のｆl の信号成分を
抽出し、ＭＩＸ２に加える。ＭＩＸ２では、ＢＦ２の出
力と、ＯＳＣ２の出力からＢＦ１で取り出したスイッチ
ング信号のｆl 成分とを混合し、両者の和と差のビート
の中間周波数信号を生成し、ＢＦ３に加える。ＢＦ３
は、ＭＩＸ２出力からｆr −ｆt のベースバンド成分を
抽出し、ＰＣＴに加える。ｆr −ｆt の信号は、ＰＣＴ
でカウントすることによって周波数偏移の大きさが検出
される。
【００３７】ところでＦＭ／ＡＭ変換雑音を抑圧し、レ
ーダの感度を増大させるだけであれば、送信信号をスイ
ッチングするのではなく受信ミキサの前で受信信号をス
イッチングする方式のほうが、空間に放射されるスペク
トラムが広がらず有利であるが干渉に対しては、効果が
ない。それは干渉波も自局波も同じＩＦとなるので識別
できないためである。これに対して図２の実施例のよう
に、送信側でスイッチして送り出すと、干渉波のスイッ
チング周波数がＢＦ２の通過域以上異なれば、識別する
ことが可能となる。さらに、干渉波のスイッチング周波
数を或る時間計測して、自装置のスイッチング周波数と
ＢＦ２のＩＦ周波数を干渉波のスイッチング周波数とは
異なるように選択する構成とすることもできる。この場
合、複数の発振器とフィルタを設け選択可能にするか、
制御信号で周波数を可変にできる発振器とフィルタを用
いることも可能である。その実施例を図６に示す。
ーダの感度を増大させるだけであれば、送信信号をスイ
ッチングするのではなく受信ミキサの前で受信信号をス
イッチングする方式のほうが、空間に放射されるスペク
トラムが広がらず有利であるが干渉に対しては、効果が
ない。それは干渉波も自局波も同じＩＦとなるので識別
できないためである。これに対して図２の実施例のよう
に、送信側でスイッチして送り出すと、干渉波のスイッ
チング周波数がＢＦ２の通過域以上異なれば、識別する
ことが可能となる。さらに、干渉波のスイッチング周波
数を或る時間計測して、自装置のスイッチング周波数と
ＢＦ２のＩＦ周波数を干渉波のスイッチング周波数とは
異なるように選択する構成とすることもできる。この場
合、複数の発振器とフィルタを設け選択可能にするか、
制御信号で周波数を可変にできる発振器とフィルタを用
いることも可能である。その実施例を図６に示す。
【００３８】図６に示す制御フローのステップにしたが
って説明すると、（１）では、ＣＯＮＴが図５のＰt に
示す干渉波計測期間の制御を開始する。（２）では、Ｂ
ＰＦ２における受信レベル情報を調べ、干渉波の受信レ
ベルが所定の設定値以上あるかどうかを判定する。受信
レベルが設定値以上あれば、干渉波によってレーダ動作
の信頼性が保証できないものとして（４）以降のステッ
プを実行する。他方、受信レベルが設定値以下であれ
ば、レーダ動作の信頼性を保証できるため、（３）のス
テップで現在の動作条件設定のままレーダモードに移行
する。
って説明すると、（１）では、ＣＯＮＴが図５のＰt に
示す干渉波計測期間の制御を開始する。（２）では、Ｂ
ＰＦ２における受信レベル情報を調べ、干渉波の受信レ
ベルが所定の設定値以上あるかどうかを判定する。受信
レベルが設定値以上あれば、干渉波によってレーダ動作
の信頼性が保証できないものとして（４）以降のステッ
プを実行する。他方、受信レベルが設定値以下であれ
ば、レーダ動作の信頼性を保証できるため、（３）のス
テップで現在の動作条件設定のままレーダモードに移行
する。
【００３９】（２）で干渉波の受信レベルが設定値以上
あった場合には、（４）において制御信号ＣＳ１を用
い、図４のＳＷをＯＦＦにして送信を切断し、同時に
（５）でＯＳＣ１の発振を停止させ、ＶＣＯにおける送
信信号のＦＭ変調を停止してＣＷ信号での出力を行わせ
る。次に（６）でＶＢＰＦ，ＤＥＴ，ＦＡＮＡの機能に
より、ＶＢＰＦの中心周波数を掃引して、最大値を与え
る信号の周波数を検出する受信周波数解析を行う。
あった場合には、（４）において制御信号ＣＳ１を用
い、図４のＳＷをＯＦＦにして送信を切断し、同時に
（５）でＯＳＣ１の発振を停止させ、ＶＣＯにおける送
信信号のＦＭ変調を停止してＣＷ信号での出力を行わせ
る。次に（６）でＶＢＰＦ，ＤＥＴ，ＦＡＮＡの機能に
より、ＶＢＰＦの中心周波数を掃引して、最大値を与え
る信号の周波数を検出する受信周波数解析を行う。
【００４０】次に（７）で、ＢＰＦに設定可能な範囲で
最も干渉波より離れたＢＰＦ中心周波数とＯＳＣ２の発
振周波数とを決定し、制御信号ＣＳ２を用いてＯＳＣ
２，ＢＰＦ１，ＢＰＦ２にその周波数の設定を指示す
る。以上により動作の安全性を確保してから（８）にお
いてレーダモードに移り、レーダ動作を開始する。
最も干渉波より離れたＢＰＦ中心周波数とＯＳＣ２の発
振周波数とを決定し、制御信号ＣＳ２を用いてＯＳＣ
２，ＢＰＦ１，ＢＰＦ２にその周波数の設定を指示す
る。以上により動作の安全性を確保してから（８）にお
いてレーダモードに移り、レーダ動作を開始する。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば，自動車搭載レーダ装置
における他車のレーダ装置からの干渉は著しく軽減さ
れ，高い信頼性の車間距離の監視と衝突予測処理を行う
ことが可能となって，優れた安全運転システムの構築を
行うことができる。
における他車のレーダ装置からの干渉は著しく軽減さ
れ，高い信頼性の車間距離の監視と衝突予測処理を行う
ことが可能となって，優れた安全運転システムの構築を
行うことができる。
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明の実施例の構成図である。
【図３】本発明の実施例における信号スペクトラムの説
明図である。
明図である。
【図４】本発明の他の実施例の構成図である。
【図５】本発明の他の実施例のタイミング図である。
【図６】本発明の他の実施例の制御フロー図である。
【図７】従来のＦＭ−ＣＷレーダ装置の原理図である。
【図８】従来のＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成図である。
【図９】従来の改良されたＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成
図である。
図である。
【図１０】従来の改良されたＦＭ−ＣＷレーダ装置の信
号スペクトラムの説明図である。
号スペクトラムの説明図である。
【図１１】レーダ信号の干渉の説明図である。
１０，１０−１〜１０−ｎ ＦＭ−ＣＷレーダ装置 １１ 送信部 １２ スイッチ １３ 受信部 １４ 帯域通過ろ波器 １５ 計測部 １６ 制御部 １７ 送信アンテナ １８ 受信アンテナ １９，２０ 他車
Claims (2)
- 【請求項１】 送信信号を一定のスイッチング周波数で
オン、オフするスイッチと、受信信号を周波数変換した
後の中間周波数を前記スイッチング周波数を中心とする
帯域でろ波する帯域通過ろ波器とを有するＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置において、 前記スイッチが送信信号をオン、オフする一定のスイッ
チング周波数を所定の範囲でばらつかせる手段を設け， 前記帯域通過ろ波器として，前記ばらついたスイッチン
グ周波数を中心とする帯域でろ波するろ波器を用いたこ
とを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。 - 【請求項２】 送信信号を一定のスイッチング周波数で
オン、オフするスイッチと、受信信号を周波数変換した
後の中間周波数を、前記スイッチング周波数を中心とす
る帯域でろ波する帯域通過ろ波器とを有するＦＭ−ＣＷ
レーダ装置において、 干渉波の周波数を検出する干渉波周波数検出手段と， 前記干渉波周波数検出手段の検出結果に基づき，前記ス
イッチング周波数の変更指示と，前記帯域通過ろ波器の
ろ波する中心周波数の変更指示を行う制御手段と， を有することを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4060006A JP2657020B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
| US08/031,858 US5274380A (en) | 1992-03-17 | 1993-03-16 | FM-CW radar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4060006A JP2657020B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264727A JPH05264727A (ja) | 1993-10-12 |
| JP2657020B2 true JP2657020B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=13129575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4060006A Expired - Lifetime JP2657020B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5274380A (ja) |
| JP (1) | JP2657020B2 (ja) |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0714035A1 (en) * | 1994-11-24 | 1996-05-29 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Radar device |
| US5497162A (en) * | 1995-01-09 | 1996-03-05 | Northrop Grumman Corporation | Radar signal selection based upon antenna bearing |
| FR2733840B1 (fr) * | 1995-05-05 | 1997-06-06 | Siemens Automotive Sa | Procede de mesure de la distance et de la vitesse relatives d'un objet par rapport a un radar a ondes continues modulees en frequence de maniere periodique |
| DE19529180C1 (de) * | 1995-08-08 | 1997-04-03 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung mit einem Radargerät zur Ermittlung eines Abstandes oder einer Relativgeschwindigkeit |
| DE19538309C2 (de) * | 1995-10-14 | 1998-10-15 | Volkswagen Ag | Radarverfahren zur Messung von Abständen und Relativgeschwindigkeiten zwischen einem Fahrzeug und einem oder mehreren Hindernissen |
| JP3460453B2 (ja) * | 1995-12-11 | 2003-10-27 | 株式会社デンソー | Ｆｍｃｗレーダ装置 |
| US5696515A (en) * | 1996-01-31 | 1997-12-09 | Ford Motor Company | System and method for determining absolute vehicle height and ground speed |
| JP3347571B2 (ja) * | 1996-03-12 | 2002-11-20 | 富士通株式会社 | レーダ装置 |
| JP2935420B2 (ja) * | 1996-11-19 | 1999-08-16 | 本田技研工業株式会社 | Ｆｍレーダ装置 |
| US5923280A (en) * | 1997-01-17 | 1999-07-13 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Vehicle collision radar with randomized FSK wave form |
| JP3726441B2 (ja) * | 1997-03-18 | 2005-12-14 | 株式会社デンソー | レーダ装置 |
| JPH11287853A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Denso Corp | レーダ装置 |
| US6741845B1 (en) * | 2000-06-23 | 2004-05-25 | Stmicroelectronics S.R.L. | Wave-shaper device |
| AU2001290533A1 (en) * | 2000-08-16 | 2002-02-25 | Raytheon Company | Automotive radar systems and techniques |
| JP4111667B2 (ja) * | 2000-09-26 | 2008-07-02 | 富士通テン株式会社 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
| DE10108582A1 (de) * | 2001-02-22 | 2002-09-05 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Erkennen gestörter Zustände einer Radareinrichtung und Radareinrichtung |
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| JP2003028951A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Fujitsu Ten Ltd | レーダ装置 |
| JP2003172776A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-06-20 | Fujitsu Ten Ltd | レーダ装置 |
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| JP4544304B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2010-09-15 | 株式会社村田製作所 | レーダ |
| JPWO2006123499A1 (ja) * | 2005-05-16 | 2008-12-25 | 株式会社村田製作所 | レーダ |
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| JP4519797B2 (ja) | 2006-03-30 | 2010-08-04 | 富士通テン株式会社 | 車載レーダ装置及び車載レーダ管制システム |
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