JP2794611B2 - ２周波ｆｍ―ｃｗレーダ装置 - Google Patents
２周波ｆｍ―ｃｗレーダ装置Info
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- JP2794611B2 JP2794611B2 JP2264816A JP26481690A JP2794611B2 JP 2794611 B2 JP2794611 B2 JP 2794611B2 JP 2264816 A JP2264816 A JP 2264816A JP 26481690 A JP26481690 A JP 26481690A JP 2794611 B2 JP2794611 B2 JP 2794611B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 異なる周波数の変調信号を切替えて使用する２周波FM
−CWレーダ装置に関し、 遠い目標に対する感度を低下させることなく近い目標
の距離を精度良く計測できるようにすることを目的と
し、 FM変調された搬送波を送信する送信部と、該搬送波の
目標からの反射波を受信して送信波とのビート信号を得
る受信部と、該ビート信号を帯域制限して通過させる遠
距離用バンドパスフィルタおよび近距離用バンドパスフ
ィルタと、前記搬送波をFM変調する変調信号の周波数を
高低２通りに切替えて出力する変調信号発生部と、高い
周波数の変調信号使用時に前記近距離用バンドパスフィ
ルタの出力から目標との距離を算出し、また低い周波数
の変調信号使用時に前記遠距離用バンドパスフィルタの
出力から目標の速度および距離を算出する演算部とを備
え、車両に搭載されるよう構成する。
−CWレーダ装置に関し、 遠い目標に対する感度を低下させることなく近い目標
の距離を精度良く計測できるようにすることを目的と
し、 FM変調された搬送波を送信する送信部と、該搬送波の
目標からの反射波を受信して送信波とのビート信号を得
る受信部と、該ビート信号を帯域制限して通過させる遠
距離用バンドパスフィルタおよび近距離用バンドパスフ
ィルタと、前記搬送波をFM変調する変調信号の周波数を
高低２通りに切替えて出力する変調信号発生部と、高い
周波数の変調信号使用時に前記近距離用バンドパスフィ
ルタの出力から目標との距離を算出し、また低い周波数
の変調信号使用時に前記遠距離用バンドパスフィルタの
出力から目標の速度および距離を算出する演算部とを備
え、車両に搭載されるよう構成する。
本発明は、異なる周波数の変調信号を切替えて使用す
る２周波FM−CWレーダ装置に関する。
る２周波FM−CWレーダ装置に関する。
目標に対する距離と相対速度を検出できるFM−CWレー
ダは車両の衝突防止用として有望である。
ダは車両の衝突防止用として有望である。
一般的なFM−CWレーダは第３図に示すように構成され
る。送信部TXは搬送波を発振する電圧制御発振器VCOを
用い、これに三角波（変調信号）でFM変調をかけた出力
を送信波Ｔとして使用する。このFM−CWレーダを自車に
搭載し、目標（前方車）からの反射波Ｒを受信部RXで受
信すると、目標に対する距離と相対速度を求めることが
できる。
る。送信部TXは搬送波を発振する電圧制御発振器VCOを
用い、これに三角波（変調信号）でFM変調をかけた出力
を送信波Ｔとして使用する。このFM−CWレーダを自車に
搭載し、目標（前方車）からの反射波Ｒを受信部RXで受
信すると、目標に対する距離と相対速度を求めることが
できる。
第３図の構成はホモダイン検波方式であるため、方向
性供給器DCで送信波Ｔの一部を分岐して受信局発信号LO
とし、これをミキサMIXで反射波Ｒと混合して差の周波
数（ビート周波数）を持つビート信号IFを得る。
性供給器DCで送信波Ｔの一部を分岐して受信局発信号LO
とし、これをミキサMIXで反射波Ｒと混合して差の周波
数（ビート周波数）を持つビート信号IFを得る。
このビート信号IFは第４図に示すようにアップビート
周波数fupとダウンビート周波数fdnを持ち、両者の関係
から距離fRと速度fdを算出できる。
周波数fupとダウンビート周波数fdnを持ち、両者の関係
から距離fRと速度fdを算出できる。
一般にビート信号IFはFM−AM変換ノイズを含むため、
アンプAMPで増幅後に第５図（ａ）のような特性のハイ
パスフィルタHPFを通す。これは信号レベルの低い遠い
目標を感度良く検出するためである。しかしながら、こ
のように低い周波数成分を除去すると近い目標の検出を
阻害する。
アンプAMPで増幅後に第５図（ａ）のような特性のハイ
パスフィルタHPFを通す。これは信号レベルの低い遠い
目標を感度良く検出するためである。しかしながら、こ
のように低い周波数成分を除去すると近い目標の検出を
阻害する。
この点を改善するために第５図（ｂ）のように２つの
バンドパスフィルタBPF1,BPF2で帯域分割し、帯域の低
い（距離周波数の低い）BPF2出力から近い目標の情報を
求め、また帯域の高い（距離周波数の高い）BPF1出力か
ら遠い目標の情報を求める方式が考えられる。
バンドパスフィルタBPF1,BPF2で帯域分割し、帯域の低
い（距離周波数の低い）BPF2出力から近い目標の情報を
求め、また帯域の高い（距離周波数の高い）BPF1出力か
ら遠い目標の情報を求める方式が考えられる。
この帯域分割方式によると、BPF1によって遠い目標を
FM−AM変換ノイズの影響を受けることなく感度良く検出
でき、またBPF2の下限を下げることで近い目標を可能な
限り検出することができる（近い目標のビート信号はレ
ベルが高いのでFM−AM変換ノイズの影響を受けにく
い）。
FM−AM変換ノイズの影響を受けることなく感度良く検出
でき、またBPF2の下限を下げることで近い目標を可能な
限り検出することができる（近い目標のビート信号はレ
ベルが高いのでFM−AM変換ノイズの影響を受けにく
い）。
しかしながら、目標が相対速度を持つとドップラ周波
数fdだけビート周波数がシフトするため２つのBPFの境
界周波数付近では誤動作が起こる。例えばBPF1,BPF2を
第５図のように設定した場合、同図（ｂ）のように速度
小であれば距離fR′の目標のビート周波数fdn′,fup′
はいずれも遠距離用のBPF1に入っているが、同じ距離
fR′の目標でも（ｃ）のように速度が大きくなると一方
のビート周波数fdn′がBPF2の帯域に入るため、遠距離
のfRの算出にfdn′を用いる誤動作が生ずる。逆にfupが
BPF1の帯域に入ると、fRの算出にfupを用いることがで
きない誤動作が生ずる。
数fdだけビート周波数がシフトするため２つのBPFの境
界周波数付近では誤動作が起こる。例えばBPF1,BPF2を
第５図のように設定した場合、同図（ｂ）のように速度
小であれば距離fR′の目標のビート周波数fdn′,fup′
はいずれも遠距離用のBPF1に入っているが、同じ距離
fR′の目標でも（ｃ）のように速度が大きくなると一方
のビート周波数fdn′がBPF2の帯域に入るため、遠距離
のfRの算出にfdn′を用いる誤動作が生ずる。逆にfupが
BPF1の帯域に入ると、fRの算出にfupを用いることがで
きない誤動作が生ずる。
本発明はこの点を改善し、近い目標の距離情報と遠い
目標の距離および速度情報を共に精度良く求めることが
できるようにするものである。
目標の距離および速度情報を共に精度良く求めることが
できるようにするものである。
本発明は、FM変調された搬送波を送信する送信部と、
該搬送波の目標からの反射波を受信して送信波とのビー
ト信号を得る受信部と、該ビート信号を帯域制限して通
過させる遠距離用バンドパスフィルタおよび近距離用バ
ンドパスフィルタと、前記搬送波をFM変調する変調信号
の周波数を高低２通りに切替えて出力する変調信号発生
部と、高い周波数の変調信号使用時に前記近距離用バン
ドパスフィルタの出力から目標との距離を算出し、また
低い周波数の変調信号使用時に前記遠距離用バンドパス
フィルタの出力から目標の速度および距離を算出する演
算部とを備え、車両に搭載されることを特徴とするもの
である。
該搬送波の目標からの反射波を受信して送信波とのビー
ト信号を得る受信部と、該ビート信号を帯域制限して通
過させる遠距離用バンドパスフィルタおよび近距離用バ
ンドパスフィルタと、前記搬送波をFM変調する変調信号
の周波数を高低２通りに切替えて出力する変調信号発生
部と、高い周波数の変調信号使用時に前記近距離用バン
ドパスフィルタの出力から目標との距離を算出し、また
低い周波数の変調信号使用時に前記遠距離用バンドパス
フィルタの出力から目標の速度および距離を算出する演
算部とを備え、車両に搭載されることを特徴とするもの
である。
第１図（ｂ）は同図（ａ）に示す低い周波数のFM信号
で得たある距離の目標の距離周波数fRを示している。こ
のFM信号の周波数を（ｂ）のように高くすると、同じ目
標の距離周波数fRも（ｄ）のように高くなる。
で得たある距離の目標の距離周波数fRを示している。こ
のFM信号の周波数を（ｂ）のように高くすると、同じ目
標の距離周波数fRも（ｄ）のように高くなる。
目標の速度によるドップラシフトはFM信号の周波数に
は関係しないので、同じドップラシフトが距離周波数fR
に与える影響の割合いは（ｂ）より（ｄ）の方が少な
い。そこで、近い目標の距離は適当なBPFと（ｃ）のFM
信号を併用して計測すると高精度になる。但し、このと
きはドップラシフトを受けにくいので、速度の計測には
適さない。しかし、衝突防止という観点から近い目標は
常に危険であるとの認識に立てば、距離を正確に測るこ
とが重要である（速度は距離の変化から算出できる）。
は関係しないので、同じドップラシフトが距離周波数fR
に与える影響の割合いは（ｂ）より（ｄ）の方が少な
い。そこで、近い目標の距離は適当なBPFと（ｃ）のFM
信号を併用して計測すると高精度になる。但し、このと
きはドップラシフトを受けにくいので、速度の計測には
適さない。しかし、衝突防止という観点から近い目標は
常に危険であるとの認識に立てば、距離を正確に測るこ
とが重要である（速度は距離の変化から算出できる）。
一方、遠い目標については適当な帯域のBPFでFM−AM
変換ノイズを除去すればS/Nが向上するので、（ａ）に
示す低い周波数のFM信号を使って距離も速度も感度良く
計測することができる。
変換ノイズを除去すればS/Nが向上するので、（ａ）に
示す低い周波数のFM信号を使って距離も速度も感度良く
計測することができる。
第２図は本発明の一実施例を示す構成図である。マイ
クロプロセッサMPUは周期の異なるパルス列Ｐを制御信
号Ｃで交互に切換え、三角波発生器GENから周波数の異
なる三角波を交互に発生させる。電圧制御発振器VCOは
所定周波数の搬送波を発振し、これに三角波でFM変調を
かける。この被変調搬送波を送信波Ｔとして自車の前方
に送信しながら目標からの反射波Ｒを受信し、これをミ
キサMIXでホモダイン検波すると、目標に対する距離と
速度のビート周波数を有するビート信号IFが得られる。
クロプロセッサMPUは周期の異なるパルス列Ｐを制御信
号Ｃで交互に切換え、三角波発生器GENから周波数の異
なる三角波を交互に発生させる。電圧制御発振器VCOは
所定周波数の搬送波を発振し、これに三角波でFM変調を
かける。この被変調搬送波を送信波Ｔとして自車の前方
に送信しながら目標からの反射波Ｒを受信し、これをミ
キサMIXでホモダイン検波すると、目標に対する距離と
速度のビート周波数を有するビート信号IFが得られる。
このビート信号IFを２種類のバンドパスフィルタBPF
1,BPF2に入力し、それぞれの出力をアンプA1,A2で増幅
してパルス化回路B1,B2でパルス化する。このとき遠い
目標用のアンプA1のゲインは近い目標用のアンプA2のゲ
インより高く設定しておく。
1,BPF2に入力し、それぞれの出力をアンプA1,A2で増幅
してパルス化回路B1,B2でパルス化する。このとき遠い
目標用のアンプA1のゲインは近い目標用のアンプA2のゲ
インより高く設定しておく。
MPUは三角波の周波数が高いときは近距離用のBPF2の
出力をパルス化したB2の出力から近い目標の距離を算出
し、また三角波の周波数が低いときは遠距離用のBPF1の
出力をパルス化したB1の出力から遠い目標の距離と速度
を算出する（衝突防止の観点からすれば遠い目標は速度
だけを監視し、距離は近い目標についてだけ判ればよい
場合もある）。
出力をパルス化したB2の出力から近い目標の距離を算出
し、また三角波の周波数が低いときは遠距離用のBPF1の
出力をパルス化したB1の出力から遠い目標の距離と速度
を算出する（衝突防止の観点からすれば遠い目標は速度
だけを監視し、距離は近い目標についてだけ判ればよい
場合もある）。
第１図（ａ）のFM信号の周波数を750Hzとし、同図
（ｃ）のFM信号の周波数を10倍の7.5KHzとした場合につ
いて考察する。
（ｃ）のFM信号の周波数を10倍の7.5KHzとした場合につ
いて考察する。
10m以内の近い目標の距離を精度良く検出するには、1
0mの距離周波数fRがBPF2の上限の目安となる。しかし、
FM信号が750HzのときはfR＝7.5KHzであるので、ドップ
ラシフト（搬送波周波数54GHzで10Km/hのとき1KHz）の
影響を受け易い。
0mの距離周波数fRがBPF2の上限の目安となる。しかし、
FM信号が750HzのときはfR＝7.5KHzであるので、ドップ
ラシフト（搬送波周波数54GHzで10Km/hのとき1KHz）の
影響を受け易い。
そこで、FM信号の周波数を7.5KHzに高めると、10mの
距離周波数fRが75KHzとなるので、これをBPF2の上限と
した場合、距離11mの目標（距離周波数82.5KHz）で75Km
/h、距離12mの目標では150Km/hの相対速度によるドップ
ラシフトがなければBPF2の帯域に入らないので、結局10
m以内の目標の有無を精度良く検出できることになる。
距離周波数fRが75KHzとなるので、これをBPF2の上限と
した場合、距離11mの目標（距離周波数82.5KHz）で75Km
/h、距離12mの目標では150Km/hの相対速度によるドップ
ラシフトがなければBPF2の帯域に入らないので、結局10
m以内の目標の有無を精度良く検出できることになる。
尚、第２図の構成においてアンプゲインA1,A2の大小
はパルス化回路B1,B2のスレッショルドの差に代えるこ
ともできる。また、BPF1,BPF2の帯域はアクティブフィ
ルタで可変設定することもできる。
はパルス化回路B1,B2のスレッショルドの差に代えるこ
ともできる。また、BPF1,BPF2の帯域はアクティブフィ
ルタで可変設定することもできる。
以上述べたように本発明によれば、遠い目標の速度と
距離を感度良く計測し、しかも近い目標の距離を高精度
に計測することができる。
距離を感度良く計測し、しかも近い目標の距離を高精度
に計測することができる。
第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例を示す構成図、 第３図は従来のFM−CWレーダの構成図、 第４図はビート信号の説明図、 第５図はフィルタ特性と問題点の説明図である。 図中、TXは送信部、RXは受信部、BPF1,BPF2はバンドパ
スフィルタ、GENは変調信号発生部、MPUは演算部であ
る。
スフィルタ、GENは変調信号発生部、MPUは演算部であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95
Claims (1)
- 【請求項１】FM変調された搬送波を送信する送信部（T
X）と、 該搬送波の目標からの反射波を受信して送信波とのビー
ト信号を得る受信部（RX）と、 該ビート信号を帯域制限して通過させる遠距離用バンド
パスフィルタ（BPF1）および近距離用バンドパスフィル
タ（BPF2）と、 前記搬送波をFM変調する変調信号の周波数を高低２通り
に切替えて出力する変調信号発生部（GEN）と、 高い周波数の変調信号使用時に前記近距離用バンドパス
フィルタの出力から目標との距離を算出し、また低い周
波数の変調信号使用時に前記遠距離用バンドパスフィル
タの出力から目標の速度および距離を算出する演算部
（MPU）とを備え、車両に搭載されることを特徴とする
２周波FM−CWレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2264816A JP2794611B2 (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | ２周波ｆｍ―ｃｗレーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2264816A JP2794611B2 (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | ２周波ｆｍ―ｃｗレーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04142486A JPH04142486A (ja) | 1992-05-15 |
| JP2794611B2 true JP2794611B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=17408610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2264816A Expired - Fee Related JP2794611B2 (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | ２周波ｆｍ―ｃｗレーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2794611B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8164511B2 (en) | 2008-08-05 | 2012-04-24 | Fujitsu Ten Limited | Signal processing device, radar device, vehicle control device, and signal processing method |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2604075B2 (ja) * | 1991-07-11 | 1997-04-23 | 本田技研工業株式会社 | Ｆｍレーダー |
| JP2768439B2 (ja) * | 1994-11-08 | 1998-06-25 | 本田技研工業株式会社 | Ｆｍ−ｃｗ方式マルチビームレーダー装置 |
| JP2935419B2 (ja) * | 1996-11-15 | 1999-08-16 | 本田技研工業株式会社 | Ｆｍレーダ装置 |
| JP3307249B2 (ja) * | 1996-12-11 | 2002-07-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車載レーダ装置 |
| JP3726441B2 (ja) * | 1997-03-18 | 2005-12-14 | 株式会社デンソー | レーダ装置 |
| JP4678945B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2011-04-27 | 富士通テン株式会社 | スキャン式レーダの静止物検知方法 |
| JP6264194B2 (ja) * | 2013-06-11 | 2018-01-24 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
| JP6219652B2 (ja) * | 2013-09-27 | 2017-10-25 | 富士通テン株式会社 | レーダ装置、及び、信号処理方法 |
| JP6565727B2 (ja) * | 2016-02-12 | 2019-08-28 | 株式会社デンソー | Ｆｍ−ｃｗレーダ |
-
1990
- 1990-10-02 JP JP2264816A patent/JP2794611B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8164511B2 (en) | 2008-08-05 | 2012-04-24 | Fujitsu Ten Limited | Signal processing device, radar device, vehicle control device, and signal processing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04142486A (ja) | 1992-05-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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