JP3429603B2 - FM-CW radar device having FFT function - Google Patents
FM-CW radar device having FFT functionInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、周波数が３角波状に変
化するようにＦＭ変調された高周波信号を送信し、送信
波と反射波のビート信号の周波数及び変調信号に同期し
た周波数の変化から目標物体までの距離を算出するＦＭ
−ＣＷレーダ装置に関し、特にＦＭ−ＣＷレーダ装置の
出力するビート信号をフーリエ変換処理して周波数解析
するＦＦＴ機能を有するＦＭ−ＣＷレーダ装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention transmits a high frequency signal FM-modulated so that the frequency changes in a triangular wave shape, and changes the frequency of the beat signal of the transmitted wave and the reflected wave and the frequency synchronized with the modulated signal. FM to calculate the distance from the target to the target object
The present invention relates to a CW radar device, and more particularly to an FM-CW radar device having an FFT function of performing a Fourier transform on a beat signal output from the FM-CW radar device to perform a frequency analysis.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、目標物体との
相対速度と距離を同時に計測できるレーダ方式であり、
自動車等の車間距離の監視装置として使用されている。
図８はＦＭ−ＣＷレーダ装置の基本的な構成を示す図で
ある。図８において、参照番号１は３角波状の変調信号
を発生する変調信号発生回路であり、２は周波数が変調
信号発生回路１の出力する３角波状の変調信号に従って
変化する高周波の発振信号を出力する発振器であり、３
は発振器２の出力する発振信号を送信する送信アンテナ
であり、４は送信アンテナ３から出力され目標物体で反
射されて戻ってきた信号を受信する受信アンテナであ
り、５は発振器２から送信アンテナ３に出力される高周
波信号の一部を分岐する方向性結合器であり、６は方向
性結合器５で分岐された高周波信号と受信アンテナ４か
らの受信信号を混合してビート信号を出力するミキサで
ある。2. Description of the Related Art An FM-CW radar system is a radar system capable of simultaneously measuring a relative velocity and a distance to a target object.
It is used as a device for monitoring the distance between vehicles.
FIG. 8 is a diagram showing a basic configuration of the FM-CW radar device. In FIG. 8, reference numeral 1 is a modulation signal generation circuit that generates a triangular wave modulation signal, and 2 is a high-frequency oscillation signal whose frequency changes according to the triangular wave modulation signal output from the modulation signal generation circuit 1. Output oscillator, 3
Is a transmitting antenna for transmitting the oscillation signal output from the oscillator 2, 4 is a receiving antenna for receiving the signal output from the transmitting antenna 3 and reflected back by the target object, and 5 is the transmitting antenna 3 from the oscillator 2. A mixer for outputting a beat signal by mixing a high frequency signal branched by the directional coupler 5 with a received signal from the receiving antenna 4 and outputting a beat signal. Is.
【０００３】図９は、目標物体の相対速度がゼロの時の
受信信号を示す図であり、（１）は送信信号と受信信号
の周波数の変化を示し、（２）はビート信号の周波数の
変化を示す。送信信号の周波数は、図９の（１）に示す
ように３角波状に変化する。ｆ0 は送信信号の中心周波
数を示し、Δｆは周波数の変化幅を示し、ｆｍは３角波
の周波数を示す。目標物体の相対速度がゼロであれば、
目標物体で反射された信号の周波数は変化せず、送信ア
ンテナから目標物体までの距離を往復する往復時間分だ
け受信信号が遅れるため、図９の（１）に示すように、
受信信号の周波数は送信信号より往復時間分だけ遅れて
変化する。従って、送信信号と受信信号のビート信号を
とると、その周波数は図９の（２）のように変化する。
すなわち、ビート信号の周波数が所定期間一定値ｆｒに
なる。このｆｒは受信信号の送信信号に対する遅れ分に
対応しており、往復時間、すなわちアンテナから目標物
体までの距離の２倍に比例する。目標物体までの距離を
Ｒとすると、Ｒ＝ｆｒ・ｃ／（ｆｍ・Δｆ）（ｃは光
速）の関係がある。従って、ｆｒを検出すればアンテナ
から目標物体までの距離が判明する。FIG. 9 is a diagram showing a received signal when the relative velocity of the target object is zero. (1) shows changes in the frequencies of the transmitted signal and the received signal, and (2) shows the frequency of the beat signal. Show changes. The frequency of the transmission signal changes in a triangular wave shape as shown in (1) of FIG. f 0 indicates the center frequency of the transmission signal, Δf indicates the frequency change width, and fm indicates the frequency of the triangular wave. If the relative velocity of the target object is zero,
The frequency of the signal reflected by the target object does not change, and the received signal is delayed by the round-trip time traveling back and forth from the transmitting antenna to the target object. Therefore, as shown in (1) of FIG.
The frequency of the received signal changes with a delay of the round trip time from the transmitted signal. Therefore, when the beat signal of the transmission signal and the reception signal is taken, its frequency changes as shown in (2) of FIG.
That is, the frequency of the beat signal becomes the constant value fr for the predetermined period. This fr corresponds to the delay of the received signal with respect to the transmitted signal, and is proportional to the round-trip time, that is, twice the distance from the antenna to the target object. When the distance to the target object is R, there is a relationship of R = fr · c / (fm · Δf) (c is the speed of light). Therefore, if fr is detected, the distance from the antenna to the target object is known.
【０００４】目標物体の相対速度がゼロでない時には、
上記の目標物体までの距離による受信信号の遅れに、ド
プラ効果による受信信号の周波数の変化が重畳される。
図１０は、目標物体の相対速度がゼロでない時の受信信
号を示す図であり、（１）は送信信号と受信信号の周波
数の変化を示し、（２）はビート信号の周波数の変化を
示す。相対速度がゼロでない時には、ドプラ効果により
受信信号の周波数が変化する。相対速度増加する方向、
すなわち遠ざかる場合には受信信号の周波数が減少し、
相対速度減少する方向、すなわち近づく場合には受信信
号の周波数が増加する。例えば、送信信号の周波数が増
加する部分では、受信信号の周波数は遅れて増加する
が、目標物体が近づくとすると、ドプラ効果のため受信
信号の周波数は増加するため、図１０の（１）に示すよ
うに、周波数の差は相対速度がゼロの時に比べてドプラ
効果による周波数の変化分ｆｄだけ小さくなる。また、
送信信号の周波数が減少する部分では、受信信号の周波
数は遅れて減少するが、目標物体が近づくとすると、ド
プラ効果のため受信信号の周波数は減少するため、図１
０の（１）に示すように、周波数の差は相対速度がゼロ
の時に比べてｆｄだけ大きくなる。従って、ビート信号
の周波数は、図１０の（２）に示すように、目標物体ま
での距離で決定されるビート信号の周波数ｆｒに対し
て、送信信号の周波数が増加及び減少する部分で、それ
ぞれドプラ効果によるｆｄだけ増加及び減少した周波数
になる。従って、ｆｒとｆｄを検出すれば、目標物体ま
での距離と相対速度が算出できる。目標物体の相対速度
をｖとすると、ｖ＝（２ｆ0 ／ｃ）の関係がある。When the relative velocity of the target object is not zero,
A change in the frequency of the received signal due to the Doppler effect is superimposed on the delay of the received signal due to the distance to the target object.
FIG. 10 is a diagram showing a received signal when the relative velocity of the target object is not zero, (1) shows changes in frequency of the transmission signal and the received signal, and (2) shows changes in frequency of the beat signal. . When the relative speed is not zero, the frequency of the received signal changes due to the Doppler effect. Direction to increase relative speed,
That is, when moving away, the frequency of the received signal decreases,
The frequency of the received signal increases in the direction in which the relative speed decreases, that is, when the relative speed approaches. For example, in the portion where the frequency of the transmission signal increases, the frequency of the reception signal increases with a delay, but when the target object approaches, the frequency of the reception signal increases due to the Doppler effect. As shown, the frequency difference becomes smaller by the frequency change fd due to the Doppler effect than when the relative velocity is zero. Also,
In the part where the frequency of the transmission signal decreases, the frequency of the reception signal decreases with a delay. However, when the target object approaches, the frequency of the reception signal decreases due to the Doppler effect.
As shown in (1) of 0, the frequency difference is increased by fd compared to when the relative speed is zero. Therefore, as shown in (2) of FIG. 10, the frequency of the beat signal is different from the frequency fr of the beat signal determined by the distance to the target object at the portions where the frequency of the transmission signal increases and decreases, respectively. The frequency increases and decreases by fd due to the Doppler effect. Therefore, by detecting fr and fd, the distance to the target object and the relative speed can be calculated. When the relative velocity of the target object is v, there is a relationship of v = (2f 0 / c).
【０００５】図９と図１０から明らかなように、ＦＭ−
ＣＷレーダ装置は、送信信号の周波数を一定の変化量で
変化させ、送信信号が目標物体で反射されて戻ってくる
時間の間に変化した送信信号の周波数を検出して、反射
されて戻ってくるのに要した時間を検出するものであ
る。この間、送信信号の周波数は一定の変化量で変化し
ているものとすれば、送信信号と受信信号のビート信号
の周波数は反射されて戻ってくるのに要した時間に比例
する。従って、反射されて戻ってくるのに要した時間、
すなわち、目標物体までの距離を検出するには、ビート
信号の周波数を検出する必要があり、ビート信号を高速
フーリエ変換（ＦＦＴ）処理することにより、ビート信
号の周波数を検出している。そのため、ビート信号をＦ
ＦＴ処理するためのＦＦＴ処理ユニットが設けられてい
る。ＦＦＴ処理は、通常ディジタル処理で行われるた
め、Ａ／Ｄ変換器でビート信号をディジタル信号に変換
した後、ディジタル信号処理器（ＤＳＰ）で行われる。As is apparent from FIGS. 9 and 10, FM-
The CW radar device changes the frequency of the transmission signal by a certain amount of change, detects the frequency of the transmission signal that has changed during the time when the transmission signal is reflected by the target object and returns, and is reflected and returned. It is to detect the time required to come. During this period, assuming that the frequency of the transmission signal changes by a constant amount of change, the frequencies of the beat signals of the transmission signal and the reception signal are proportional to the time required to return after being reflected. Therefore, the time it took to be reflected and returned,
That is, in order to detect the distance to the target object, it is necessary to detect the frequency of the beat signal, and the frequency of the beat signal is detected by performing a fast Fourier transform (FFT) process on the beat signal. Therefore, the beat signal is F
An FFT processing unit for performing FT processing is provided. Since the FFT processing is usually performed by digital processing, it is performed by a digital signal processor (DSP) after converting the beat signal into a digital signal by an A / D converter.
【０００６】目標物体が複数の場合、受信信号には複数
の目標物体で反射された信号が重畳されており、ビート
信号も複数の周波数成分を有することになる。このよう
なビート信号をＦＦＴ処理すると、複数の周波数成分が
大きくなるため、それぞれの距離や相対速度が検出でき
る。発振器２は、印加される３角波変調信号に応じて発
振周波数を変化させる必要があり、電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）が使用される。自動車等の車間距離の監視装置と
して使用されるＦＭ−ＣＷレーダ装置では、前方の目標
物体までの距離は高々１００ｍ、相対速度は１００ｋｍ
／ｈ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帯
としてミリ波帯を使用しなければならない。When there are a plurality of target objects, the signals reflected by the plurality of target objects are superimposed on the received signal, and the beat signal also has a plurality of frequency components. If such a beat signal is subjected to FFT processing, a plurality of frequency components become large, so that respective distances and relative velocities can be detected. The oscillator 2 needs to change the oscillation frequency according to the applied triangular wave modulation signal.
CO) is used. In an FM-CW radar device used as a device for monitoring the distance between vehicles such as automobiles, the distance to a target object in front is 100 m at the maximum, and the relative speed is 100 km.
/ H, the maximum frequency shift amount is about 100 MHz to ensure sufficient distance measurement accuracy, and the millimeter wave band is used as the transmission frequency band to ensure sufficient relative speed measurement accuracy. Must.
【０００７】図１１は発振周波数がミリ波帯であるＶＣ
Ｏの回路例を示す図である。図１１において、参照符号
ＢＤはバラクタダイオードであり、５１は共振器であ
り、５２はＦＥＴである。バラクタダイオードの代わり
にＦＥＴを使用することもできる。端子に印加する電圧
ＶT に応じて発振周波数が変化するので、ＶT を３角波
状の変調信号とすることにより、ＶＣＯから出力される
信号の周波数が図８のように変化する。FIG. 11 shows a VC whose oscillation frequency is in the millimeter wave band.
It is a figure which shows the example of a circuit of O. In FIG. 11, reference numeral BD is a varactor diode, 51 is a resonator, and 52 is a FET. FETs can be used instead of varactor diodes. Since the oscillation frequency changes according to the voltage V T applied to the terminal, the frequency of the signal output from the VCO changes as shown in FIG. 8 when V T is a triangular wave modulation signal.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、ＦＭ−
ＣＷレーダ装置では、送信信号の周波数が正確に３角波
状に変化することを前提としている。すなわち、図９と
図１０に示した送信信号の周波数が増加又は減少する期
間では、周波数が時間と共に線型に変化することが要求
される。As described above, the FM-
The CW radar device is premised on that the frequency of the transmission signal accurately changes in a triangular wave shape. That is, in the period in which the frequency of the transmission signal shown in FIGS. 9 and 10 increases or decreases, the frequency is required to change linearly with time.
【０００９】図１２は、図１１のＶＣＯにおけるＶT に
対する発振周波数の特性を示す図である。図１１のＶＣ
Ｏの発振周波数は、ＶT に応じて変化するが、図１２に
示すように、完全に線型には変化しない。通常は変調さ
れる周波数の中心部分を比較的線型性の良好な範囲に
し、周波数の上限と下限付近が線型性のあまり良好でな
い範囲に設定される。そのため、図１２のような周波数
特性を有するＶＣＯに３角波状の変調信号ＶT を印加す
ると、ＶＣＯの発振周波数、すなわち送信信号の周波数
は図１３の（１）のように変化することになる。従っ
て、静止している目標物体で反射した受信信号も図１３
の（１）のようになる。従って、送信信号と受信信号の
ビート信号は、図１３の（２）のようになる。FIG. 12 is a diagram showing the characteristics of the oscillation frequency with respect to V T in the VCO of FIG. VC of FIG.
The oscillation frequency of O changes according to V T , but does not change completely linearly as shown in FIG. Normally, the central part of the frequency to be modulated is set in a range where the linearity is relatively good, and the vicinity of the upper and lower limits of the frequency is set in the range where the linearity is not very good. Therefore, when the triangular wave modulation signal V T is applied to the VCO having the frequency characteristic as shown in FIG. 12, the oscillation frequency of the VCO, that is, the frequency of the transmission signal changes as shown in (1) of FIG. . Therefore, the received signal reflected by the stationary target object is also shown in FIG.
It becomes like (1) of. Therefore, the beat signals of the transmission signal and the reception signal are as shown in (2) of FIG.
【００１０】図１３の（２）のビート信号では、周波数
の変化サイクルにおけるビート信号の周波数がサイクル
内で変化して広がりを持つため、目標物体との距離が遠
くなると、周波数が高くなり各サイクルにおけるビート
信号の周波数を正確に決定できず、ＦＦＴ処理を行って
も、周波数成分の分布が広がることになる。そのため、
このような処理結果からビート信号の周波数を決定する
と、誤差が大きくなったら、１つのターゲットが接近し
た２つのターゲットに化けたりという問題が生じる。In the beat signal of (2) in FIG. 13, the frequency of the beat signal in the frequency change cycle changes and spreads within the cycle. Therefore, as the distance to the target object increases, the frequency increases and each cycle increases. In this case, the frequency of the beat signal cannot be accurately determined, and even if FFT processing is performed, the distribution of frequency components will be widened. for that reason,
If the frequency of the beat signal is determined from such a processing result, if the error becomes large, there is a problem that one target is garbled into two close targets.
【００１１】このような問題を解決するため、従来は、
（１）ＶＣＯの周波数特性を改善することや、（２）リ
ニアライザによりフィードバックをかけてリニアリティ
を改善することや、（３）ＶＣＯに印加する３角波状の
変調信号を補正してＶＣＯの出力する周波数が３角波状
に変化するようにすることが行われている。しかし、い
ずれの方法も回路等を付加したり、複雑な調整したりす
る必要があるためコスト増加を招く上、十分な改善が難
しいのが現状である。In order to solve such a problem, conventionally,
(1) Improving the frequency characteristic of the VCO, (2) Improving the linearity by feedback with the linearizer, (3) Correcting the triangular wave modulation signal applied to the VCO, and outputting the VCO. The frequency is changed in a triangular wave. However, in any of these methods, it is necessary to add a circuit or the like or make complicated adjustments, which leads to an increase in cost and is difficult to sufficiently improve.
【００１２】本発明は、変調周波数の中心付近ではＶＣ
Ｏの周波数特性が比較的良好な線型性を有する点に着目
して、簡単な構成で検出誤差を低減できるＦＦＴ機能を
有するＦＭ−ＣＷレーダ装置の実現を目的とする。According to the present invention, VC near the center of the modulation frequency is
Focusing on the fact that the frequency characteristic of O has a relatively good linearity, it is an object of the present invention to realize an FM-CW radar device having an FFT function capable of reducing a detection error with a simple configuration.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】図１の（１）は、本発明
の第１の態様のＦＦＴ機能を有するＦＭ−ＣＷレーダ装
置の基本構成を示す図である。図１の（１）に示すよう
に、本発明の第１の態様のＦＦＴ機能を有するＦＭ−Ｃ
Ｗレーダは、３角波状の変調信号に従って周波数変調さ
れた高周波の送信信号を出力し、目標物体での反射信号
を受信して受信信号と送信信号とを混合してビート信号
を出力するＦＭ−ＣＷレーダ装置１１と、このＦＭ−Ｃ
Ｗレーダ装置１１の出力するビート信号をディジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器１２と、ディジタル化された
ビート信号をフーリエ変換してビート信号に含まれる周
波数成分を解析する高速フーリエ変換処理手段１４とを
備えるＦＦＴ機能を有するＦＭ−ＣＷレーダ装置におい
て、ディジタル化されたビート信号のうち、送信信号と
受信信号の周波数の変化の線型性の良好な所定の期間の
ビート信号のみが、高速フーリエ変換処理手段１４でフ
ーリエ変換されるように処理する前処理手段１３を備え
ることを特徴とする。FIG. 1A is a diagram showing the basic configuration of an FM-CW radar device having an FFT function according to the first aspect of the present invention. As shown in (1) of FIG. 1, the FM-C having the FFT function according to the first aspect of the present invention.
The W radar outputs a high frequency transmission signal frequency-modulated according to a triangular wave modulation signal, receives a reflection signal from a target object, mixes the reception signal and the transmission signal, and outputs a beat signal. CW radar device 11 and this FM-C
An A / D converter 12 for converting the beat signal output from the W radar device 11 into a digital signal, and a fast Fourier transform processing means 14 for performing Fourier transform on the digitized beat signal to analyze the frequency component contained in the beat signal. In an FM-CW radar device having an FFT function including the following, among the digitized beat signals, only the beat signal in a predetermined period in which the linearity of the change in the frequency of the transmission signal and the reception signal is good is subjected to the fast Fourier transform. The processing means 14 is provided with a pre-processing means 13 for processing so as to perform Fourier transform.
【００１４】図１の（２）は、本発明の第２の態様のＦ
ＦＴ機能を有するＦＭ−ＣＷレーダ装置の基本構成を示
す図である。図１の（２）に示すように、本発明の第２
の態様のＦＦＴ機能を有するＦＭ−ＣＷレーダ装置は、
上記の第１の態様のＦＦＴ機能を有するＦＭ−ＣＷレー
ダ装置において、更に、高速フーリエ変換処理手段１４
に入力される信号を、前処理手段１３の出力とＡ／Ｄ変
換器１２の出力の間で切り換える切り換えスイッチ１５
と、高速フーリエ変換処理手段１４の出力する処理結果
から、目標物体が１個で且つ所定距離以上離れているか
を判定する処理結果判定手段１６とを備え、一旦前処理
手段１３による処理無しに高速フーリエ変換処理手段１
４によるフーリエ変換処理を行い、処理結果判定手段１
６が目標物体が１個で且つ所定距離以上離れていると判
定した時に、切り換えスイッチ１５を切り換えて前処理
手段１３により処理されたビート信号を高速フーリエ変
換処理手段１４で再度フーリエ変換処理することを特徴
とする。FIG. 1 (2) shows an F of the second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the basic composition of the FM-CW radar apparatus which has FT function. As shown in (2) of FIG.
The FM-CW radar device having the FFT function of the aspect of
In the FM-CW radar device having the FFT function of the first aspect, further, the fast Fourier transform processing means 14
A selector switch 15 for switching the signal input to the output between the output of the preprocessing means 13 and the output of the A / D converter 12.
And a processing result determination means 16 for determining whether or not there is one target object and a predetermined distance or more from the processing result output from the fast Fourier transform processing means 14, and the high speed processing is performed once without the processing by the preprocessing means 13. Fourier transform processing means 1
Fourier transform processing by 4 is performed, and processing result determination means 1
When 6 determines that there is one target object and is more than a predetermined distance away, the changeover switch 15 is changed over and the beat signal processed by the preprocessing means 13 is subjected to Fourier transform processing again by the fast Fourier transform processing means 14. Is characterized by.
【００１５】[0015]
【作用】図２は、本発明の第１の態様のＦＦＴ機能を有
するＦＭ−ＣＷレーダ装置の原理を説明する図である。
すでに説明したように、ＶＣＯの周波数特性は、変調周
波数の中心付近では比較的良好である。そのため、この
周波数特性が良好な範囲内で送信信号と受信信号のビー
ト信号が得られ、この範囲のビート信号について周波数
を検出すれば正確な測定が可能である。2 is a diagram for explaining the principle of the FM-CW radar device having the FFT function according to the first aspect of the present invention.
As described above, the frequency characteristic of the VCO is relatively good near the center of the modulation frequency. Therefore, the beat signals of the transmission signal and the reception signal can be obtained within the range where the frequency characteristic is good, and accurate measurement can be performed by detecting the frequency of the beat signal within this range.
【００１６】自動車用として使用する場合、一般に変調
信号の変調周期（サイクル）内では、ビート信号の周波
数は、周波数が増加又は減少する変調信号の半サイクル
内ではほぼ一定と見なせる。従って、この半サイクルの
すべてに亘ってビート信号の周波数を検出する必要はな
く、ある時点の周波数が検出できればよい。本発明の第
１の態様のＦＦＴ機能を有するＦＭ−ＣＷレーダ装置で
は、前処理手段１３により、高速フーリエ変換処理手段
１４がフーリエ変換処理を行うビート信号を、この周波
数の変化の線型性の良好な所定の期間のビート信号のみ
に限定する。これによりフーリエ変換処理における誤差
が低減される。When used for automobiles, generally, within the modulation period (cycle) of the modulation signal, the frequency of the beat signal can be regarded as substantially constant within a half cycle of the modulation signal in which the frequency increases or decreases. Therefore, it is not necessary to detect the frequency of the beat signal over the entire half cycle, and it is sufficient that the frequency at a certain point can be detected. In the FM-CW radar device having the FFT function of the first aspect of the present invention, the beat signal which the fast Fourier transform processing means 14 performs the Fourier transform processing by the preprocessing means 13 has a good linearity of the change of the frequency. It is limited to only the beat signal of a predetermined period. This reduces the error in the Fourier transform process.
【００１７】フーリエ変換処理の方法には各種あり、そ
れに応じて前処理の方法も各種ある。例えば、１サイク
ル分もしくは数サイクル分のビート信号でフーリエ変換
処理が可能な高速フーリエ変換処理手段１４であれば、
前処理手段１３が周波数の変化の線型性の良好な所定の
期間の１サイクル分もしくは数サイクル分のみが高速フ
ーリエ変換処理手段１４に入力されるように、他の期間
は信号を遮断すればよい。また、変調信号の半サイクル
分のビート信号が必要な高速フーリエ変換処理手段１４
であれば、例えば、周波数の変化の線型性の良好な所定
の期間の１サイクル又は半サイクル分のビート信号を複
製して変調信号の半サイクル分のビート信号を生成すれ
ばよい。別の方法としては、変調信号の複数サイクルに
亘って、送信信号の周波数変化の線型性の良好な所定の
期間内のビート信号を組み合わせて、変調信号の１サイ
クル分のビート信号を生成する。更に、変調信号の複数
サイクルに亘って、送信信号の周波数変化の線型性の良
好な所定の期間内のビート信号を平均化処理し、平均化
処理されたビート信号で半サイクル分のビート信号を複
製するようにしてもよい。このようにすることで、より
安定した誤差の小さな処理が可能になる。There are various Fourier transform processing methods, and accordingly, there are various preprocessing methods. For example, if the fast Fourier transform processing means 14 is capable of performing Fourier transform processing with a beat signal for one cycle or several cycles,
The signal may be cut off in other periods so that the preprocessing unit 13 inputs only one cycle or several cycles of a predetermined period having a good linearity of frequency change to the fast Fourier transform processing unit 14. . Further, the fast Fourier transform processing means 14 which requires a beat signal for half a cycle of the modulated signal
In this case, for example, a beat signal for one cycle or a half cycle in a predetermined period having a good linearity of frequency change may be duplicated to generate a beat signal for a half cycle of the modulation signal. As another method, beat signals for a single cycle of the modulated signal are generated by combining beat signals within a predetermined period in which the linearity of the frequency change of the transmission signal is good over a plurality of cycles of the modulated signal. Further, over a plurality of cycles of the modulation signal, the beat signal within a predetermined period with good linearity of the frequency change of the transmission signal is averaged, and the beat signal for the half-cycle is used for the beat signal subjected to the averaging process. It may be duplicated. By doing so, more stable processing with a small error becomes possible.
【００１８】図９と図１０で明らかなように、目標物体
が近距離にある場合には、送信信号と受信信号の時間差
は小さいため、ビート信号の周波数は小さく、ＶＣＯの
発振周波数の非線型性による周波数成分の広がりは小さ
い。従って、ＶＣＯの発振周波数の非線型性による影響
は小さく、あまり問題にはならない。逆に、目標物体が
遠距離にある場合には、送信信号と受信信号の時間差は
大きくなるため、ビート信号の周波数は大きく、ＶＣＯ
の発振周波数の非線型性による周波数成分の広がりは大
きくなる。従って、ＶＣＯの発振周波数の非線型性によ
る影響は大きくなる。従って、ＶＣＯの発振周波数の非
線型性による影響が問題になるのは、目標物体が遠距離
にある場合であり、この時に上記のような前処理が必要
になる。As is apparent from FIGS. 9 and 10, when the target object is at a short distance, the time difference between the transmission signal and the reception signal is small, so that the frequency of the beat signal is small and the VCO oscillation frequency is nonlinear. The spread of frequency components due to sex is small. Therefore, the influence of the nonlinearity of the VCO oscillation frequency is small and does not pose a problem. On the other hand, when the target object is at a long distance, the time difference between the transmission signal and the reception signal is large, so that the frequency of the beat signal is large and the VCO
The spread of the frequency component becomes large due to the nonlinearity of the oscillation frequency. Therefore, the influence of the nonlinearity of the VCO oscillation frequency becomes large. Therefore, the influence of the nonlinearity of the VCO oscillation frequency becomes a problem when the target object is at a long distance, and at this time, the above-described preprocessing is necessary.
【００１９】更に、上記のようにＦＭ−ＣＷレーダ装置
はフーリエ変換処理結果を解析することにより、複数の
目標物体までの距離を同時に検出できる。しかし、複数
の目標物体がある場合には、ビート信号の波形も複雑に
なり、数サイクルのビート信号のフーリエ変換処理で
は、ビート信号の周波数特性を正確に検出することが難
しい。そのため、目標物体が複数の場合には、かならず
しも上記の前処理を行うことが好ましいとは限らない。
そのため、本発明の第２の態様のＦＭ−ＣＷレーダ装置
では、第１の態様の構成に加えて、切り換えスイッチ１
５と、処理結果判定手段１６とを設け、目標物体が１個
で且つ所定距離以上離れていると判定した時にのみ、上
記の前処理を行うようにしている。これにより、周波数
解析の精度を向上させると共に、不要な前処理を行わな
いようにすることで、処理時間を短縮して検出速度を向
上させている。Further, as described above, the FM-CW radar device can simultaneously detect the distances to a plurality of target objects by analyzing the Fourier transform processing result. However, when there are a plurality of target objects, the waveform of the beat signal becomes complicated, and it is difficult to accurately detect the frequency characteristic of the beat signal by Fourier transform processing of the beat signal for several cycles. Therefore, when there are a plurality of target objects, it is not always preferable to perform the above-mentioned preprocessing.
Therefore, in the FM-CW radar device of the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the changeover switch 1
5 and the processing result judging means 16 are provided, and the above-mentioned pre-processing is carried out only when it is judged that the number of target objects is one and the distance is a predetermined distance or more. As a result, the accuracy of frequency analysis is improved, and unnecessary preprocessing is not performed, so that the processing time is shortened and the detection speed is improved.
【００２０】[0020]
【実施例】本発明の実施例のＦＦＴ機能を有するＦＭ−
ＣＷレーダ装置は、図１の（２）に示したような機能ブ
ロックを有する。このような機能ブロックは、図３に示
すハードウエアで実現される。図３において、参照番号
３１はＦＭ−ＣＷレーダ装置であり、３２はＡ／Ｄ変換
器であり、３４はディジタル信号処理器（ＤＳＰ）であ
り、３５は各要素を制御する制御部であり、コンピュー
タで実現される。ＤＳＰ３４は、フーリエ変換（ＦＦ
Ｔ）処理を行うが、コンピュータ３５の制御に従って処
理内容を変更することができる。従って、前処理手段１
３とＦＦＴ処理手段１４と切り換えスイッチ１５は、Ｄ
ＳＰ３４とコンピュータ３５で実現されるといえる。処
理結果判定手段１６は、コンピュータ３５にプログラム
で実現される。ＦＭ−ＣＷレーダ装置３１と、Ａ／Ｄ変
換器３２と、ＤＳＰ３４による通常のＦＦＴ処理は、従
来のＦＭ−ＣＷレーダ装置のものと同様であるから、こ
こでは説明を省略し、前処理とＦＦＴ処理結果に基づく
制御についてのみ説明する。EXAMPLE An FM-with an FFT function according to an example of the present invention
The CW radar device has a functional block as shown in (2) of FIG. Such functional blocks are realized by the hardware shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 31 is an FM-CW radar device, 32 is an A / D converter, 34 is a digital signal processor (DSP), 35 is a control unit for controlling each element, It is realized by a computer. The DSP 34 is a Fourier transform (FF
T) Although processing is performed, the processing content can be changed under the control of the computer 35. Therefore, the pretreatment means 1
3, FFT processing means 14 and changeover switch 15 are
It can be said that it is realized by the SP 34 and the computer 35. The processing result judging means 16 is realized by a program in the computer 35. The normal FFT processing by the FM-CW radar device 31, the A / D converter 32, and the DSP 34 is the same as that of the conventional FM-CW radar device, and therefore the description thereof is omitted here and the preprocessing and the FFT process are performed. Only the control based on the processing result will be described.
【００２１】図４は、前処理の処理内容を説明する図で
ある。図４に示すように、ＦＭ−ＣＷレーダ装置３１で
使用されるＶＣＯの発振周波数の線型性が不十分で、周
波数の変調範囲の中心付近でのみ線型性がある場合に
は、変調信号が図４の１点鎖線のように変化すると、送
信信号の周波数は図４の実線のように変化する。周波数
の変調範囲の中心付近でのみ、線型性が高い。目標物体
が相対的に静止している時には、受信信号の周波数は、
図４で破線で示すように変化する。すなわち、破線は送
信信号の周波数の変化を示す実線を時間軸方向に平行移
動させた線である。FIG. 4 is a diagram for explaining the processing contents of the preprocessing. As shown in FIG. 4, when the linearity of the oscillation frequency of the VCO used in the FM-CW radar device 31 is insufficient and there is linearity only near the center of the frequency modulation range, the modulated signal is 4 changes as shown by the one-dot chain line, the frequency of the transmission signal changes as shown by the solid line in FIG. High linearity only near the center of the frequency modulation range. When the target object is relatively stationary, the frequency of the received signal is
It changes as shown by the broken line in FIG. That is, the broken line is a line obtained by translating the solid line showing the change in the frequency of the transmission signal in the time axis direction.
【００２２】いま、図４に示した送信信号と受信信号に
対して、図４のａ、ｂ、ｃの部分でのビート信号を示す
と、図示のように、ｂの部分の周波数に比べて、ａの部
分では周波数が高くなり、ｃの部分では周波数が低くな
る。従って、このようなビート信号を変調信号の半サイ
クルに亘ってフーリエ変換すると、周波数成分は広がる
ことになるが、本実施例では、ＶＣＯの発振周波数の線
型性が高いｂの部分のビート信号の矢印で示した１サイ
クル分を変調信号の半サイクルに亘って複製して、半サ
イクル分の信号を生成する。そしてこのようなビート信
号についてフーリエ変換処理を行う。これらの処理は、
すべてＤＳＰ３４で行われる。Now, when the beat signals at the portions a, b, and c of FIG. 4 are shown with respect to the transmission signal and the reception signal shown in FIG. 4, as shown in the figure, compared to the frequency of the portion b, , A has a high frequency, and c has a low frequency. Therefore, if such a beat signal is Fourier-transformed over a half cycle of the modulation signal, the frequency component will be widened. However, in the present embodiment, the beat signal of the portion b having a high linearity of the oscillation frequency of the VCO is obtained. One cycle indicated by an arrow is duplicated over a half cycle of the modulation signal to generate a half cycle signal. Then, Fourier transform processing is performed on such a beat signal. These processes are
All done in DSP34.
【００２３】もし、ＤＳＰ３４でのフーリエ変換処理が
矢印で示したビート信号の１サイクル分について行えば
よいのであれば、単にＤＳＰ３４の処理期間をこのビー
ト信号の１サイクル分に制限すればよい。以上のよう
に、複製により変調信号の半サイクル分のビート信号を
生成したが、もう半サイクルについても同様にビート信
号を生成する。図１０で説明したように、送信信号の周
波数が増加する半サイクルと減少する半サイクルでは、
目標物体が移動している場合、ドプラ効果によるビート
周波数の変化は逆方向であるから、上記の前処理は送信
信号の周波数が増加する半サイクルと減少する半サイク
ルでそれぞれ別々に行う必要がある。If the Fourier transform processing in the DSP 34 may be performed for one cycle of the beat signal indicated by the arrow, the processing period of the DSP 34 may be simply limited to one cycle of the beat signal. As described above, the beat signal for the half cycle of the modulated signal is generated by the duplication, but the beat signal is similarly generated for the other half cycle. As described in FIG. 10, in the half cycle in which the frequency of the transmission signal increases and in the half cycle in which the frequency decreases,
When the target object is moving, the beat frequency changes due to the Doppler effect in the opposite direction, so the above-mentioned preprocessing must be performed separately for the half cycle in which the frequency of the transmitted signal increases and the half cycle in which it decreases. .
【００２４】図５は別の前処理の内容について説明する
図である。図５の（１）は、図４のようにビート信号の
１サイクル分を複製するのではなく、半サイクル分とす
るもので、もう半サイクル分については中心レベルに対
して正負逆転して１サイクル分複製し、更にこの１サイ
クル分を変調信号の半サイクルに亘って複製して、変調
信号の半サイクル分の信号を生成する。ＤＳＰ３４での
フーリエ変換処理が矢印で示したビート信号の半サイク
ル分について行えばよいのであれば、単にＤＳＰ３４の
処理期間をこのビート信号の半サイクル分に制限すれば
よい。FIG. 5 is a diagram for explaining the contents of another preprocessing. In (1) of FIG. 5, one cycle of the beat signal is not duplicated as in FIG. 4, but is made to be a half cycle. A cycle is duplicated, and this one cycle is duplicated over a half cycle of the modulation signal to generate a signal corresponding to the half cycle of the modulation signal. If the Fourier transform processing in the DSP 34 may be performed for the half cycle of the beat signal indicated by the arrow, the processing period of the DSP 34 may be simply limited to the half cycle of the beat signal.
【００２５】更に、ビート信号の数サイクル分を用いて
複製を行うことも可能である。図５の（２）は、送信信
号の周波数が増加する半サイクルと減少する半サイクル
でそれぞれ前処理を行うのではなく、変調信号の複数の
サイクルに亘ってＶＣＯの発振周波数の線型性が高い部
分のビート信号を組み合わせて変調信号の１サイクル分
のビート信号を生成する処理である。図５の（２）で
は、送信信号の周波数が増加する半サイクルについて示
してあるが、送信信号の周波数が減少する半サイクルに
ついても同様に行う。Further, it is possible to perform duplication by using several cycles of the beat signal. In (2) of FIG. 5, the preprocessing is not performed in each of the half cycle in which the frequency of the transmission signal increases and the half cycle in which the frequency of the transmission signal decreases, but the linearity of the oscillation frequency of the VCO is high over a plurality of cycles of the modulation signal. This is a process of combining beat signals of a part to generate a beat signal for one cycle of the modulation signal. Although (2) in FIG. 5 shows the half cycle in which the frequency of the transmission signal increases, the same applies to the half cycle in which the frequency of the transmission signal decreases.
【００２６】また、単に変調信号の複数のサイクルに亘
るビート信号を組み合わせるのではなく、それらを平均
化処理して基になるビート信号を生成し、それを複製し
てもよい。これにより、より安定した処理が可能にな
る。以上が前処理の内容の説明である。次に、フーリエ
変換処理の結果に基づいて前処理が必要か判定した上
で、必要に応じて前処理を行う点について説明する。Further, instead of simply combining beat signals over a plurality of cycles of the modulated signal, they may be averaged to generate an original beat signal, and the beat signal may be duplicated. This enables more stable processing. The above is the description of the contents of the preprocessing. Next, it will be described how to determine whether preprocessing is necessary based on the result of the Fourier transform processing and then perform the preprocessing if necessary.
【００２７】図６は、フーリエ変換処理によるＦＭ−Ｃ
Ｗレーダ装置の出力の解析結果の例を示す図であり、
（１）は目標物体が１個で近距離にある場合の解析結果
を示し、（２）は目標物体が１個で遠距離にある場合の
解析結果を示し、（３）は目標物体が複数個ある場合の
解析結果を示す。図６の（１）に示すように、目標物体
が１個で近距離にある場合には、ビート信号の周波数は
小さく、たとえＶＣＯの周波数線型性が不十分であって
も、周波数の広がりは小さい。これに対して、図６の
（２）に示すように、目標物体が１個で遠距離にある場
合には、ビート信号の周波数は大きく、ＶＣＯの周波数
線型性が不十分な時には周波数は大きく広がる。また図
６の（３）に示すように、目標物体が複数個の場合に
は、ビート信号の周波数の分布は複数のピークを有し複
雑になる。FIG. 6 shows an FM-C obtained by Fourier transform processing.
It is a figure which shows the example of the analysis result of the output of a W radar apparatus,
(1) shows an analysis result when one target object is in a short distance, (2) shows an analysis result when one target object is in a long distance, and (3) shows a plurality of target objects. The analysis results when there are individual pieces are shown. As shown in (1) of FIG. 6, when there is only one target object at a short distance, the frequency of the beat signal is small, and even if the frequency linearity of the VCO is insufficient, the frequency spread does not spread. small. On the other hand, as shown in (2) of FIG. 6, the frequency of the beat signal is large when there is one target object at a long distance, and the frequency is large when the frequency linearity of the VCO is insufficient. spread. Further, as shown in (3) of FIG. 6, when there are a plurality of target objects, the frequency distribution of the beat signal has a plurality of peaks and becomes complicated.
【００２８】目標物体が複数個の場合には、上記のよう
にビート信号の周波数の分布が複雑になるが、このよう
な場合にはビート信号自体の波形も複雑になり、これに
上記のような前処理を行っても良好な解析結果を得るこ
とは難しい。そのため、目標物体が複数個の場合には、
上記のような前処理を行う必要はない。目標物体が近距
離にある場合には、ビート信号の周波数が小さい上、周
波数の広がりも小さいため距離の検出誤差の絶対値は小
さい。従って、目標物体が近距離にある場合にも、上記
のような前処理を行う必要はない。そのため、上記のよ
うな前処理が必要になるのは、主として目標物体が１個
で遠距離にある場合である。そのため、本実施例のＦＭ
−ＣＷレーダ装置では、まず前処理無しで測定を行い、
コンピュータ３５で実現される制御部３５が、その解析
結果から目標物体が１個で遠距離にあるかを判定し、そ
の場合にのみ前処理を行った上でフーリエ変換処理を行
うようにする。前処理を行うか行わないかの切り換え
は、コンピュータ３５によってＤＳＰ３４への設定値を
変化させることによって行う。When there are a plurality of target objects, the frequency distribution of the beat signal becomes complicated as described above, but in such a case, the waveform of the beat signal itself also becomes complicated. It is difficult to obtain good analysis results even with various pretreatments. Therefore, when there are multiple target objects,
It is not necessary to perform the pretreatment as described above. When the target object is in a short distance, the frequency of the beat signal is small and the spread of the frequency is small, so that the absolute value of the distance detection error is small. Therefore, even when the target object is at a short distance, it is not necessary to perform the above-described preprocessing. Therefore, the pre-processing as described above is required mainly when there is one target object at a long distance. Therefore, the FM of this embodiment
-In the CW radar device, first, measurement is performed without preprocessing,
From the analysis result, the control unit 35 realized by the computer 35 determines whether or not one target object is at a long distance, and only in that case, the pre-processing is performed and then the Fourier transform processing is performed. The switching between the pre-processing and the non-processing is performed by changing the set value to the DSP 34 by the computer 35.
【００２９】図７は、コンピュータ３５による上記の制
御動作を示すフローチャートである。ステップ４０１で
はＤＳＰ３４が前処理無しにフーリエ変換処理を行うよ
うに設定し、ステップ４０２で前処理無しで測定を行
う。ステップ４０３で、ステップ４０２の処理結果から
目標物体が複数であるかを判定し、複数であればステッ
プ４０５に進んでステップ４０２の処理結果をそのまま
出力する。目標物体が１個であれば、ステップ４０４
で、更に目標物体が所定以上の距離にあるか判定し、所
定距離以下であれば４０５に進む。所定以上の距離であ
れば、ステップ４０６で、ＤＳＰ３４が前処理を行って
からフーリエ変換処理を行うように設定し、ステップ４
０７で前処理有りで測定を行う。そしてステップ４０８
でその結果を出力する。FIG. 7 is a flow chart showing the above control operation by the computer 35. In step 401, the DSP 34 is set to perform Fourier transform processing without preprocessing, and in step 402, measurement is performed without preprocessing. In step 403, it is determined from the processing result of step 402 whether there are a plurality of target objects, and if there are a plurality of target objects, the process proceeds to step 405 and the processing result of step 402 is output as it is. If there is one target object, step 404
Then, it is further determined whether or not the target object is at a predetermined distance or more. If the distance is equal to or more than the predetermined distance, in step 406, the DSP 34 is set to perform the pre-processing and then the Fourier transform processing.
At 07, measurement is performed with pretreatment. And step 408
To output the result.
【００３０】以上のように、本実施例のＦＭ−ＣＷレー
ダ装置では、特にＶＣＯの線型性が問題になる目標物体
が所定以上の距離にある場合に、線型性の良好な範囲の
ビート信号のみでフーリエ変換処理を行うため、測定誤
差が小さくなる。ＶＣＯに対する線型性の要求レベルを
低くでき、安価なＶＣＯが使用でき、ＶＣＯの調整や選
別等が容易になるため低コスト化が可能になる。しか
も、ソフトウエア処理によってこのようなＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置が実現できるため、ハードウエア構成は従来の
ものがそのまま使用でき、コスト増加はほとんどない。
更に、前処理はＶＣＯの線型性が問題になる目標物体が
所定以上の距離にある場合にのみ行われるため、検出速
度の低下も問題にならない。As described above, in the FM-CW radar device of this embodiment, only the beat signal in the range of good linearity is present, especially when the target object in which the linearity of the VCO is a problem is at a predetermined distance or more. Since the Fourier transform processing is performed in, the measurement error becomes small. The required level of linearity for the VCO can be lowered, an inexpensive VCO can be used, and adjustment and selection of the VCO are facilitated, so that the cost can be reduced. Moreover, since such an FM-CW radar device can be realized by software processing, the conventional hardware configuration can be used as it is, and there is almost no increase in cost.
Further, since the pre-processing is performed only when the target object in which the linearity of the VCO is a problem is at a predetermined distance or more, the decrease in the detection speed is not a problem.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出誤差の小さなＦＦＴ機能を有するＦＭ−ＣＷレーダ
装置が、低コストで実現できる。As described above, according to the present invention,
An FM-CW radar device having an FFT function with a small detection error can be realized at low cost.
【図１】本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置の基本構成を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an FM-CW radar device of the present invention.
【図２】本発明の原理を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
【図３】本発明の実施例のＦＭ−ＣＷレーダ装置の基本
構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of an FM-CW radar device according to an embodiment of the present invention.
【図４】実施例における前処理の内容を説明する図であ
る。FIG. 4 is a diagram illustrating the content of preprocessing in the example.
【図５】実施例における前処理の別の内容を説明する図
である。FIG. 5 is a diagram illustrating another content of the preprocessing in the embodiment.
【図６】ＦＦＴによる解析結果の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an analysis result by FFT.
【図７】実施例における制御動作を示すフローチャート
である。FIG. 7 is a flowchart showing a control operation in the embodiment.
【図８】ＦＭ−ＣＷレーダの構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an FM-CW radar.
【図９】ＦＭ−ＣＷレーダにおける相対速度がゼロの物
体による受信信号を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a signal received by an object having a relative velocity of zero in the FM-CW radar.
【図１０】ＦＭ−ＣＷレーダにおける相対速度を有する
物体による受信信号を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a signal received by an object having a relative velocity in the FM-CW radar.
【図１１】ＦＭ−ＣＷレーダに使用される電圧制御発振
器（ＶＣＯ）の構成例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a voltage controlled oscillator (VCO) used in the FM-CW radar.
【図１２】図１１のＶＣＯの電圧周波数特性を示す図で
ある。12 is a diagram showing voltage-frequency characteristics of the VCO of FIG.
【図１３】ＶＣＯが図１３の特性を有する場合のＦＭ−
ＣＷレーダでの影響を示す図である。FIG. 13 shows an FM- when the VCO has the characteristics shown in FIG.
It is a figure which shows the influence in a CW radar.
１１…ＦＭ−ＣＷレーダ装置 １２…Ａ／Ｄ変換器 １３…前処理手段 １４…高速フーリエ変換手段 １５…切り換えスイッチ １６…処理結果判定手段 11 ... FM-CW radar device 12 ... A / D converter 13 ... Pretreatment means 14 ... Fast Fourier transform means 15 ... Changeover switch 16 ... Processing result judging means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 7 /00-7/42 G01S 13/00-13/95
Claims (4)
された高周波の送信信号を出力し、目標物体での反射信
号を受信して受信信号と前記送信信号とを混合してビー
ト信号を出力するＦＭ−ＣＷレーダ装置（１１）と、 該ＦＭ−ＣＷレーダ装置（１１）の出力する前記ビート
信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（１２）
と、 前記ディジタル化されたビート信号をフーリエ変換し
て、前記ビート信号に含まれる周波数成分を解析する高
速フーリエ変換処理手段（１４）とを備えるＦＦＴ機能
を有するＦＭ−ＣＷレーダ装置において、 前記ディジタル化されたビート信号のうち、前記送信信
号と前記受信信号の周波数の変化の線型性の良好な所定
の期間のビート信号のみが、前記高速フーリエ変換処理
手段（１４）でフーリエ変換されるように処理する前処
理手段（１３）を備え、 前記前処理手段（１３）は、前記送信信号の周波数変化
の線型性の良好な所定の期間内のビート信号の１サイク
ル分を、前記３角波状の変調信号の周波数を増加又は減
少させる半サイクルに亘って複製して、前記高速フーリ
エ変換処理手段（１４）に入力することを特徴とするＦ
ＦＴ機能を有するＦＭ−ＣＷレーダ装置。1. A high frequency transmission signal frequency-modulated according to a triangular wave modulation signal is output, a reflection signal at a target object is received, and the reception signal and the transmission signal are mixed to output a beat signal. FM-CW radar device (11) and A / D converter (12) for converting the beat signal output from the FM-CW radar device (11) into a digital signal
And a fast Fourier transform processing means (14) for Fourier-transforming the digitized beat signal to analyze the frequency component contained in the beat signal. Among the converted beat signals, only the beat signal in a predetermined period having a good linearity of the change in the frequency of the transmission signal and the reception signal is Fourier-transformed by the fast Fourier transform processing means (14). A pre-processing unit (13) for processing the pre-processing unit (13), wherein the pre-processing unit (13) forms one cycle of the beat signal within a predetermined period in which the frequency change of the transmission signal has good linearity into the triangular wave shape. F which is duplicated over a half cycle of increasing or decreasing the frequency of the modulated signal and inputted to the fast Fourier transform processing means (14)
An FM-CW radar device having an FT function.
された高周波の送信信号を出力し、目標物体での反射信
号を受信して受信信号と前記送信信号とを混合してビー
ト信号を出力するＦＭ−ＣＷレーダ装置（１１）と、 該ＦＭ−ＣＷレーダ装置（１１）の出力する前記ビート
信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（１２）
と、 前記ディジタル化されたビート信号をフーリエ変換し
て、前記ビート信号に含まれる周波数成分を解析する高
速フーリエ変換処理手段（１４）とを備えるＦＦＴ機能
を有するＦＭ−ＣＷレーダ装置において、 前記ディジタル化されたビート信号のうち、前記送信信
号と前記受信信号の周波数の変化の線型性の良好な所定
の期間のビート信号のみが、前記高速フーリエ変換処理
手段（１４）でフーリエ変換されるように処理する前処
理手段（１３）を備え、 前記前処理手段（１３）は、前記送信信号の周波数変化
の線型性の良好な所定の期間内のビート信号の半サイク
ル分を中心レベルに対して対称に複製して１サイクル分
を生成し、該１サイクル分のビート信号を、周波数を増
加又は減少させる前記３角波状の変調信号の半サイクル
に亘って複製して、前記高速フーリエ変換処理手段（１
４）に入力することを特徴とするＦＦＴ機能を有するＦ
Ｍ−ＣＷレーダ装置。2. A high frequency transmission signal frequency-modulated according to a triangular wave modulation signal is output, a reflection signal from a target object is received, and the reception signal and the transmission signal are mixed to output a beat signal. FM-CW radar device (11) and A / D converter (12) for converting the beat signal output from the FM-CW radar device (11) into a digital signal
And a fast Fourier transform processing means (14) for Fourier-transforming the digitized beat signal to analyze the frequency component contained in the beat signal. Among the converted beat signals, only the beat signal in a predetermined period having a good linearity of the change in the frequency of the transmission signal and the reception signal is Fourier-transformed by the fast Fourier transform processing means (14). A pre-processing unit (13) for processing is provided, wherein the pre-processing unit (13) is symmetric with respect to a center level of a half cycle of a beat signal within a predetermined period in which the frequency change of the transmission signal has good linearity. Is duplicated to generate one cycle, and the beat signal for one cycle is converted into a half cycle of the triangular wave modulation signal for increasing or decreasing the frequency. Replicating I, the fast Fourier transform means (1
F having an FFT function characterized by inputting to 4)
M-CW radar device.
された高周波の送信信号を出力し、目標物体での反射信
号を受信して受信信号と前記送信信号とを混合してビー
ト信号を出力するＦＭ−ＣＷレーダ装置（１１）と、 該ＦＭ−ＣＷレーダ装置（１１）の出力する前記ビート
信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（１２）
と、 前記ディジタル化されたビート信号をフーリエ変換し
て、前記ビート信号に含まれる周波数成分を解析する高
速フーリエ変換処理手段（１４）とを備えるＦＦＴ機能
を有するＦＭ−ＣＷレーダ装置において、 前記ディジタル化されたビート信号のうち、前記送信信
号と前記受信信号の周波数の変化の線型性の良好な所定
の期間のビート信号のみが、前記高速フーリエ変換処理
手段（１４）でフーリエ変換されるように処理する前処
理手段（１３）を備え、 前記前処理手段（１３）は、前記３角波状の変調信号の
複数サイクルに亘って、前記送信信号の周波数変化の線
型性の良好な所定の期間内のビート信号を組み合わせ
て、前記３角波状の変調信号の１サイクル分のビート信
号を生成し、前記高速フーリエ変換処理手段（１４）に
入力することを特徴とするＦＦＴ機能を有するＦＭ−Ｃ
Ｗレーダ装置。3. A high frequency transmission signal frequency-modulated according to a triangular wave modulation signal is output, a reflection signal at a target object is received, and the reception signal and the transmission signal are mixed to output a beat signal. FM-CW radar device (11) and A / D converter (12) for converting the beat signal output from the FM-CW radar device (11) into a digital signal
And a fast Fourier transform processing means (14) for Fourier-transforming the digitized beat signal to analyze the frequency component contained in the beat signal. Among the converted beat signals, only the beat signal in a predetermined period having a good linearity of the change in the frequency of the transmission signal and the reception signal is Fourier-transformed by the fast Fourier transform processing means (14). A pre-processing unit (13) for processing, wherein the pre-processing unit (13) is within a predetermined period with good linearity of frequency change of the transmission signal over a plurality of cycles of the triangular wave modulation signal. Beat signals for one cycle of the triangular wave-shaped modulated signal are generated by combining the beat signals of 1) and input to the fast Fourier transform processing means (14). FM-C having the FFT function, wherein Rukoto
W radar device.
に入力される信号を、前記前処理手段（１３）の出力と
前記Ａ／Ｄ変換器（１２）の出力の間で切り換える切り
換えスイッチ（１５）と、 前記高速フーリエ変換処理手段（１４）の出力する処理
結果から、目標物体が１個及び／又は所定距離以上離れ
ているかを判定する処理結果判定手段（１６）とを備
え、 一旦前記前処理手段（１３）による処理無しに前記高速
フーリエ変換処理手段（１４）によるフーリエ変換処理
を行い、前記処理結果判定手段（１６）が目標物体が１
個及び／又は所定距離以上離れていると判定した時に、
前記切り換えスイッチ（１５）を切り換えて前記前処理
手段（１３）により処理されたビート信号を前記高速フ
ーリエ変換処理手段（１４）で再度フーリエ変換処理す
る請求項１から３のいずれか１項に記載のＦＦＴ機能を
有するＦＭ−ＣＷレーダ装置。4. The fast Fourier transform processing means (14)
A changeover switch (15) for switching the signal input to the output between the output of the pre-processing means (13) and the output of the A / D converter (12), and the output of the fast Fourier transform processing means (14) And a processing result judging means (16) for judging whether or not one target object is distant by at least a predetermined distance from the processing result, and the fast Fourier transform processing without the processing by the preprocessing means (13). Fourier transform processing is performed by the means (14), and the processing result determination means (16) determines that the target object is 1
When it is determined that they are separated from each other and / or a predetermined distance or more,
The beat signal processed by the pre-processing means (13) is switched by the change-over switch (15), and the fast Fourier transform processing means (14) performs Fourier transform processing again on the beat signal. FM-CW radar device having the FFT function of.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP13022595A JP3429603B2 (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | FM-CW radar device having FFT function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13022595A JP3429603B2 (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | FM-CW radar device having FFT function |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327729A JPH08327729A (en) | 1996-12-13 |
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