JP2864159B2 - 間欠ｆｍ―ｃｗレーダ - Google Patents
間欠ｆｍ―ｃｗレーダInfo
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- JP2864159B2 JP2864159B2 JP2223891A JP22389190A JP2864159B2 JP 2864159 B2 JP2864159 B2 JP 2864159B2 JP 2223891 A JP2223891 A JP 2223891A JP 22389190 A JP22389190 A JP 22389190A JP 2864159 B2 JP2864159 B2 JP 2864159B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 間欠的なCWモードを取入れた間欠FM−CWレーダに関
し、 計測データの正異常をレーダの信頼性低下要因によら
ず判定できるようにすることを目的とし、 搬送波に所定の変調信号でFM変調をかけて送信するFM
モードと、該搬送波だけを送信するCWモードとを周期的
に繰り返し、目標からの反射波を受信して送信波とのビ
ート信号を得る間欠FM−CWレーダにおいて、FMモードで
得られたビート信号のアップビート周波数とダウンビー
ト周波数から両者の周波数差を算出する手段と、CWモー
ドで得られたビート信号の周波数と前記周波数差との偏
差を算出する手段と、該偏差と所定の許容誤差とを比較
し、該偏差小のときには正常、該偏差大のときは異常の
出力を生ずる手段と、前記許容誤差を計測精度に応じて
可変設定する手段とを備える構成とする。
し、 計測データの正異常をレーダの信頼性低下要因によら
ず判定できるようにすることを目的とし、 搬送波に所定の変調信号でFM変調をかけて送信するFM
モードと、該搬送波だけを送信するCWモードとを周期的
に繰り返し、目標からの反射波を受信して送信波とのビ
ート信号を得る間欠FM−CWレーダにおいて、FMモードで
得られたビート信号のアップビート周波数とダウンビー
ト周波数から両者の周波数差を算出する手段と、CWモー
ドで得られたビート信号の周波数と前記周波数差との偏
差を算出する手段と、該偏差と所定の許容誤差とを比較
し、該偏差小のときには正常、該偏差大のときは異常の
出力を生ずる手段と、前記許容誤差を計測精度に応じて
可変設定する手段とを備える構成とする。
本発明は、間欠的なCWモードを取入れた間欠FM−CWレ
ーダに関する。
ーダに関する。
搬送波CWを三角波等でFM変調して送信するFM−CWレー
ダは、目標の速度だけでなく距離も測定できるため、車
両の衝突防止レーダ等として利用できる。しかし、一般
的なFM−CWレーダは近距離を高速で走行する目標のデー
タを正確に検出できないため、これを補完すべく速度だ
けを正確に検出できるCWモードを間欠的に導入した間欠
FM−CWレーダが有効になる。
ダは、目標の速度だけでなく距離も測定できるため、車
両の衝突防止レーダ等として利用できる。しかし、一般
的なFM−CWレーダは近距離を高速で走行する目標のデー
タを正確に検出できないため、これを補完すべく速度だ
けを正確に検出できるCWモードを間欠的に導入した間欠
FM−CWレーダが有効になる。
〔従来の技術〕 一般的なFM−CWレーダは搬送波CWを三角波でFM変調し
て送信波Ｔを作り、これを第４図（ａ）のようにアンテ
ナから送信する。この送信波Ｔで目標が捕捉されると、
その反射波（受信波）Ｒはｔ＝2r/Cなる時間遅れを持っ
て受信される（Ｃは搬送波CWの速度、ｒは目標との距
離）。
て送信波Ｔを作り、これを第４図（ａ）のようにアンテ
ナから送信する。この送信波Ｔで目標が捕捉されると、
その反射波（受信波）Ｒはｔ＝2r/Cなる時間遅れを持っ
て受信される（Ｃは搬送波CWの速度、ｒは目標との距
離）。
同図（ｂ）のＴは送信波（三角波だけを示す。以下同
様）、R1〜R3は相対距離ｒの目標からの受信波を示して
いる。R1は目標の相対速度Ｖが０の場合である。この目
標相対速度Ｖを持つとドップラシフトの影響を受けるた
め受信波はR2のように周波数軸方向にシフトする。この
場合は送信波Ｔの周波数が増加する場合のアップビート
周波数fupと低下する場合のダウンビート周波数fdnから
目標の距離周波数frと速度（ドップラ）周波数fdを次式
で求めることができる。
様）、R1〜R3は相対距離ｒの目標からの受信波を示して
いる。R1は目標の相対速度Ｖが０の場合である。この目
標相対速度Ｖを持つとドップラシフトの影響を受けるた
め受信波はR2のように周波数軸方向にシフトする。この
場合は送信波Ｔの周波数が増加する場合のアップビート
周波数fupと低下する場合のダウンビート周波数fdnから
目標の距離周波数frと速度（ドップラ）周波数fdを次式
で求めることができる。
ところが速度Ｖが更に大きくなって距離周波数frがド
ップラ周波数fdより大きくなると、受信波はR3のように
なってアップビート周波数fupの極性がR2の場合と逆に
なる。この場合は でfr,fdを算出できるが、受信波がR2かR3かを区別でき
ないと，の適用ミスによって測定誤差が生ずる。こ
のような問題は近距離の目標が高速で近接（または離
反）する場合に生ずるので、衝突防止用レーダとしては
甚だ不都合である。
ップラ周波数fdより大きくなると、受信波はR3のように
なってアップビート周波数fupの極性がR2の場合と逆に
なる。この場合は でfr,fdを算出できるが、受信波がR2かR3かを区別でき
ないと，の適用ミスによって測定誤差が生ずる。こ
のような問題は近距離の目標が高速で近接（または離
反）する場合に生ずるので、衝突防止用レーダとしては
甚だ不都合である。
この問題を解決する間欠FM−CWレーダでは定期的にFM
変調を中断し、その期間に搬送波CWだけを送信してドッ
プラ周波数を測定する。このCWモードのドップラ周波数
はFM−CWモード（以下、単にFMモードと呼ぶ）の式
から算出される２種類のドップラ周波数の一方と一致す
るので、その結果から式のいずれを適用すれば良い
かが判明する。
変調を中断し、その期間に搬送波CWだけを送信してドッ
プラ周波数を測定する。このCWモードのドップラ周波数
はFM−CWモード（以下、単にFMモードと呼ぶ）の式
から算出される２種類のドップラ周波数の一方と一致す
るので、その結果から式のいずれを適用すれば良い
かが判明する。
ところが、FM−CWレーダの信頼性が低下している場合
はドップラ周波数の比較結果そのものに誤差が含まれる
ので、この結果に基づくまたは式の適用は不正確に
なる。
はドップラ周波数の比較結果そのものに誤差が含まれる
ので、この結果に基づくまたは式の適用は不正確に
なる。
FM−CWレーダの信頼性低下要因には、S/Nの低下、
マルチターゲットによるセンサ出力（ビート信号）波
形の歪み、大きな反射断面積、或いは近距離の目標に
よるセンサ出力の飽和、大きな相対速度でアップ又は
ダウンビート周波数の一方がフィルタ帯域から外れるこ
と（FM信号の周波数が低いほど生じやすい）、等があ
る。
マルチターゲットによるセンサ出力（ビート信号）波
形の歪み、大きな反射断面積、或いは近距離の目標に
よるセンサ出力の飽和、大きな相対速度でアップ又は
ダウンビート周波数の一方がフィルタ帯域から外れるこ
と（FM信号の周波数が低いほど生じやすい）、等があ
る。
このうちのS/N低下は受信レベルをモニタすること
により判別できるため、S/N低下時に前のデータを保持
するか、異常データ除去する等の対処が可能であるが、
他の要因は受信レベルだけで検出することはできないの
で、異常データをそのまま使用してしまう不都合があ
る。
により判別できるため、S/N低下時に前のデータを保持
するか、異常データ除去する等の対処が可能であるが、
他の要因は受信レベルだけで検出することはできないの
で、異常データをそのまま使用してしまう不都合があ
る。
本発明は、FM−CWレーダの信頼性が低下したか否か、
換言すれば得られた計測データが正常が否かを信頼性低
下要因によらず判定可能とするものである。
換言すれば得られた計測データが正常が否かを信頼性低
下要因によらず判定可能とするものである。
第１図は本発明の原理図で、ＡはFMモードのアップビ
ート周波数fupダウンビート周波数fdnの差fd2＝fup−f
dnを算出するビート周波数差算出手段、ＢはCWモードで
得られたビート信号の周波数（ドップラ周波数）fd1と
上記のビート周波数差fd2との偏差|fd1−fd2|を算出す
るドップラ周波数偏差算出手段、Ｃは上記の偏差と所定
の許容誤差εとを比較し、偏差小のときは正常、偏差大
のときは異常の出力を生ずる比較手段、Ｄは許容誤差ε
を計測精度に応じて可変設定する許容誤差設定手段であ
る。この手段Ｄは要求される速度精度（１カウント誤
差）の例えば２倍を許容誤差εとして出力するマップで
ある。
ート周波数fupダウンビート周波数fdnの差fd2＝fup−f
dnを算出するビート周波数差算出手段、ＢはCWモードで
得られたビート信号の周波数（ドップラ周波数）fd1と
上記のビート周波数差fd2との偏差|fd1−fd2|を算出す
るドップラ周波数偏差算出手段、Ｃは上記の偏差と所定
の許容誤差εとを比較し、偏差小のときは正常、偏差大
のときは異常の出力を生ずる比較手段、Ｄは許容誤差ε
を計測精度に応じて可変設定する許容誤差設定手段であ
る。この手段Ｄは要求される速度精度（１カウント誤
差）の例えば２倍を許容誤差εとして出力するマップで
ある。
第２図は本発明の動作波形図である。間欠FM−CWレー
ダではFMモードとCWモードを周期的に繰り返し、FMモー
ドでは送信波Ｔと受信波Ｒのビート信号は目標の距離と
速度に応じたアップビート周波数fupとダウンビート周
波数fdnを持つ。これに対しCWモードでは目標の速度に
応じたビート周波数、つまりドップラ周波数fd1しか得
ることはできない。しかし、このCWモードのドップラン
周波数fd1は精度が良いので、FMモードのドップラ周波
数、従ってその基になるビート周波数差fd2との偏差|f
d1−fd2|はfd2が正常であれば所定の許容誤差ε以下に
なるはずである。そこで、手段Ｃによって次の比較を
し、 |fd1−fd2|＜ε …… 偏差大ならば異常（Ｌ）、偏差小ならば正常（Ｈ）の出
力を出す。そして、異常と判定されたら前回のデータを
保持し、或いは異常データを処理を禁止する等の処理を
従来と同様に行う。
ダではFMモードとCWモードを周期的に繰り返し、FMモー
ドでは送信波Ｔと受信波Ｒのビート信号は目標の距離と
速度に応じたアップビート周波数fupとダウンビート周
波数fdnを持つ。これに対しCWモードでは目標の速度に
応じたビート周波数、つまりドップラ周波数fd1しか得
ることはできない。しかし、このCWモードのドップラン
周波数fd1は精度が良いので、FMモードのドップラ周波
数、従ってその基になるビート周波数差fd2との偏差|f
d1−fd2|はfd2が正常であれば所定の許容誤差ε以下に
なるはずである。そこで、手段Ｃによって次の比較を
し、 |fd1−fd2|＜ε …… 偏差大ならば異常（Ｌ）、偏差小ならば正常（Ｈ）の出
力を出す。そして、異常と判定されたら前回のデータを
保持し、或いは異常データを処理を禁止する等の処理を
従来と同様に行う。
第３図は本発明の一実施例を示す構成図で、10はレー
ダセンサ、20は信号処理部である。
ダセンサ、20は信号処理部である。
レーダセンサ10はVCO（電圧制御発振器）11の発振す
る搬送波CWにFM変調をかけて送信波Ｔとし、これを送信
アンテナ12から監視エリアに放射する。エリア内の目標
からの反射波Ｒは受信アンテナ13で受信され、ホモダイ
ン検波される。つまり、方向性結合器14で送信波Ｔの一
部を分岐し、これを受信局発振信号LOとして使用する。
この結果ミキサ15で送信波Ｔと受信波Ｒのビート信号IF
が得られ、これをアンプ16で増幅して信号処理部20に入
力する。
る搬送波CWにFM変調をかけて送信波Ｔとし、これを送信
アンテナ12から監視エリアに放射する。エリア内の目標
からの反射波Ｒは受信アンテナ13で受信され、ホモダイ
ン検波される。つまり、方向性結合器14で送信波Ｔの一
部を分岐し、これを受信局発振信号LOとして使用する。
この結果ミキサ15で送信波Ｔと受信波Ｒのビート信号IF
が得られ、これをアンプ16で増幅して信号処理部20に入
力する。
信号処理部20では三角波発生器21で常時FM用の三角波
を発生しており、これをアナログSW22で間欠的に出力す
ることでFMモードとCWモードを周期的に形成する。23は
このモード切換周期を決定するFM/CW切換器で、その出
力はアナログSW22とマイクロコンピュータ24に入力する レーダセンサ10からのビート信号は２種類のBPF（バ
ンドパスフィルタ）25,26を通して取込まれ、それそれ
パルス化回路27,28でパルス化させる。BPF25はCWモード
用で、第２図のドップラ周波数fd1を抽出するに適した
帯域に設定してある。これに対しBPF26はFMモード用
で、第２図のビート周波数fup,fdnを抽出するに適した
帯域に設定してある。
を発生しており、これをアナログSW22で間欠的に出力す
ることでFMモードとCWモードを周期的に形成する。23は
このモード切換周期を決定するFM/CW切換器で、その出
力はアナログSW22とマイクロコンピュータ24に入力する レーダセンサ10からのビート信号は２種類のBPF（バ
ンドパスフィルタ）25,26を通して取込まれ、それそれ
パルス化回路27,28でパルス化させる。BPF25はCWモード
用で、第２図のドップラ周波数fd1を抽出するに適した
帯域に設定してある。これに対しBPF26はFMモード用
で、第２図のビート周波数fup,fdnを抽出するに適した
帯域に設定してある。
コンピュータ24は第１図の手段Ａ〜Ｄを備え、パルス
化回路27,28の出力から目標に関するデータを正異常を
判定する。この手段の大半はプログラムにより実現さ
れ、第１図で説明した処理を行う。
化回路27,28の出力から目標に関するデータを正異常を
判定する。この手段の大半はプログラムにより実現さ
れ、第１図で説明した処理を行う。
以上述べたように本発明によれば、FM−CWレーダのデ
ータの正異常を、間欠的なCWモードを導入したドップラ
周波数の比較により、レーダの信頼性低下要因によらず
簡単に判定できる利点がある。
ータの正異常を、間欠的なCWモードを導入したドップラ
周波数の比較により、レーダの信頼性低下要因によらず
簡単に判定できる利点がある。
第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の動作波形図、 第３図は本発明の一実施例を示す構成図、 第４図はFM−CWレーダの説明図である。 図中、Ａはビート周波数差算出手段、Ｂはドップラ周波
数偏差算出手段、、Ｃは比較手段、Ｄは許容誤差設定手
段である。
数偏差算出手段、、Ｃは比較手段、Ｄは許容誤差設定手
段である。
───────────────────────────────────────────────────── 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】搬送波（CW）に所定の変調信号でFM変調を
かけて送信するFMモードと、該搬送波だけを送信するCW
モードと周期的に繰り返し、目標からの反射波（Ｒ）を
受信して送信波（Ｔ）とのビート信号（IF）を得る間欠
FM−CWレーダにおいて、 FMモードで得られたビート信号のアップビート周波数
（fup）とダウンビート周波数（fdn）から両者の周波数
差（fd2）を算出する手段（Ａ）と、 CWモードで得られたビート信号の周波数（fd1）と前記
周波数差（fd2）との偏差（|fd1−fd2|）を算出する手
段（Ｂ）と、 該偏差と所定の許容誤差（ε）とを比較し、該偏差小の
ときは正常、該偏差大のときは異常の出力を生ずる手段
（Ｃ）と、 前記許容誤差を計測精度に応じて可変設定する手段
（Ｄ）とを備えることを特徴とする間欠FM−CWレーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223891A JP2864159B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 間欠ｆｍ―ｃｗレーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223891A JP2864159B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 間欠ｆｍ―ｃｗレーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04105086A JPH04105086A (ja) | 1992-04-07 |
| JP2864159B2 true JP2864159B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=16805329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2223891A Expired - Fee Related JP2864159B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 間欠ｆｍ―ｃｗレーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864159B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5760560A (en) * | 1993-10-21 | 1998-06-02 | Fanuc, Ltd. | Robot apparatus |
| JP4188336B2 (ja) | 2005-04-12 | 2008-11-26 | 本田技研工業株式会社 | 物体検知装置 |
| JP6019795B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-11-02 | 日本電気株式会社 | レーダ装置、目標データ取得方法及び、目標追尾システム |
| JP2016142661A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | オプテックス株式会社 | 車両検知装置、車両ゲートシステム、物体検知装置、車用検知装置の制御方法、車両検知プログラム |
-
1990
- 1990-08-24 JP JP2223891A patent/JP2864159B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04105086A (ja) | 1992-04-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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