JP3514419B2 - FM-CW radar device and method for calculating distance / relative speed in FM-CW radar device - Google Patents

FM-CW radar device and method for calculating distance / relative speed in FM-CW radar device

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JP3514419B2
JP3514419B2 JP00789098A JP789098A JP3514419B2 JP 3514419 B2 JP3514419 B2 JP 3514419B2 JP 00789098 A JP00789098 A JP 00789098A JP 789098 A JP789098 A JP 789098A JP 3514419 B2 JP3514419 B2 JP 3514419B2
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卓 菅原
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はFM−CWレーダ
装置およびFM−CWレーダ装置における距離・相対速
度算出方法に係り、詳しくは、周波数変調信号の単位時
間当りの周波数変化量(周波数掃引速度)を実測し、実
測した単位時間当りの周波数変化量(周波数掃引速度)
に基づいて対象物の距離・相対速度を求めるようにした
FM−CWレーダ装置およびFM−CWレーダ装置にお
ける距離・相対速度算出方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FM-CW radar device and a method for calculating a distance / relative velocity in an FM-CW radar device, and more specifically, to a frequency change amount (frequency sweep velocity) of a frequency-modulated signal per unit time. The frequency change amount per unit time (frequency sweep speed)
The present invention relates to an FM-CW radar device and a method for calculating a distance / relative velocity in an FM-CW radar device, in which the distance / relative velocity of an object is obtained based on the above.

【0002】[0002]

【従来の技術】周波数が時間に対して線形に変化する送
信波を発射し、送信波と受信波との瞬時周波数の差(ビ
ート周波数)から距離を計測するFM−CWレーダ装置
は、比較的近距離を探知するのに好適であり、自動車間
の距離や障害物までの距離の測定に利用されている。
2. Description of the Related Art An FM-CW radar device that emits a transmission wave whose frequency changes linearly with time and measures the distance from the difference (beat frequency) between the instantaneous frequencies of the transmission wave and the reception wave is relatively It is suitable for detecting short distances and is used for measuring the distance between automobiles and the distance to obstacles.

【0003】図1は対象物が静止している場合(相対速
度がない場合)の送信波,受信波およびビート周波数の
関係を示す説明図である。なお、対象物が静止している
場合には、対象物とFM−CWレーダ装置とが同一速度
で同一方向へ移動している場合も含まれる。対象物まで
の距離をRとすると、送信波TSが対象物で反射されて
戻ってくるまでの時間は、往復距離2Rを光速Cで除算
することで求めることができ、その時間は2R/Cであ
る。光速Cは3×108 メートル/秒であるから、対象
物までの距離が150メートルであれば、送信波TSが
受信波RSとして戻ってくるまでの時間は1マイクロ秒
となる。
FIG. 1 is an explanatory view showing the relationship between the transmitted wave, the received wave and the beat frequency when the object is stationary (when there is no relative velocity). The case where the object is stationary includes the case where the object and the FM-CW radar device are moving in the same direction at the same speed. When the distance to the object is R, the time until the transmitted wave TS is reflected by the object and returns can be obtained by dividing the round-trip distance 2R by the speed of light C, and the time is 2R / C. Is. Since the speed of light C is 3 × 10 8 meters / second, if the distance to the object is 150 meters, the time required for the transmitted wave TS to return as the received wave RS is 1 microsecond.

【0004】送信波TSの下限周波数をf1、送信波T
Sの上限周波数をf2、送信波TSの中心周波数をf0
(f0=(F1+f2)/2)、送信波TSの周波数偏
位幅をΔF(ΔF=f2−f1)とし、周波数上昇期間
T/2において下限周波数f1から上限周波数f2まで
周波数を単調に上昇させた後に、周波数下降期間T/2
において上限周波数f2から下限周波数f1まで周波数
を単調に下降させて、周波数が3角波状に変化する変調
波を送信波TSとして用いた場合、送信波TSと距離R
の対象物からの反射信号(受信信号)RSとのビート周
波数frは、 fr=(2R/C)×{ΔF/(T/2)} となる。上記の式で、(2R/C)は送信波TSが受信
波RSとして戻ってくるまでの時間であり、{ΔF/
(T/2)}は送信波TSの単位時間当りの周波数変化
量である。
The lower limit frequency of the transmission wave TS is f1, the transmission wave T
The upper limit frequency of S is f2 and the center frequency of the transmission wave TS is f0.
(F0 = (F1 + f2) / 2), the frequency deviation width of the transmission wave TS is ΔF (ΔF = f2-f1), and the frequency is monotonically increased from the lower limit frequency f1 to the upper limit frequency f2 in the frequency increasing period T / 2. Frequency drop period T / 2
In the case where the frequency is monotonically decreased from the upper limit frequency f2 to the lower limit frequency f1 and a modulation wave whose frequency changes in a triangular wave shape is used as the transmission wave TS, the transmission wave TS and the distance R
The beat frequency fr of the reflected signal (received signal) RS from the target object is: fr = (2R / C) × {ΔF / (T / 2)}. In the above equation, (2R / C) is the time until the transmitted wave TS returns as the received wave RS, and {ΔF /
(T / 2)} is the frequency change amount of the transmission wave TS per unit time.

【0005】例えば、中心周波数f0=60ギガヘルツ
のミリ波帯の電波を用いたFM−CWレーダ装置におい
て、周波数偏位幅ΔF=400メガヘルツ(下限周波数
f1=59.8ギガヘルツ,上限周波数f2=60.2
ギガヘルツ)、周波数上昇期間T/2=周波数下降期間
=200マイクロ秒とした場合、対象物までの距離が1
50メートルであればビート周波数frは2メガヘルツ
となる。この条件における送信波TSの単位時間当りの
周波数変化量{ΔF/(T/2)}は2メガヘルツ/マ
イクロ秒であるから、送信波TSと受信波RSとの間に
1マイクロ秒の時間差があればビート周波数fbは2メ
ガヘルツとなる。対象物までの距離が75メートルであ
ればビート周波数fbは1メガヘルツ、対象物までの距
離が15メートルであればビート周波数fbは100キ
ロヘルツとなる。このように、ビート周波数fbは対象
物との距離Rに比例した周波数であるので、送信波TS
の単位時間当りの周波数変化量{ΔF/(T/2)}が
既知であれば、検出されたビート周波数fbに基づいて
対象物の距離を求めることができる。
For example, in an FM-CW radar device using millimeter wave radio waves having a center frequency f0 = 60 GHz, a frequency deviation width ΔF = 400 MHz (lower limit frequency f1 = 59.8 GHz, upper limit frequency f2 = 60). .2
Gigahertz), frequency rising period T / 2 = frequency falling period = 200 microseconds, the distance to the object is 1
If it is 50 meters, the beat frequency fr will be 2 MHz. Since the frequency change amount {ΔF / (T / 2)} of the transmission wave TS per unit time under this condition is 2 MHz / microsecond, there is a time difference of 1 microsecond between the transmission wave TS and the reception wave RS. If so, the beat frequency fb becomes 2 MHz. If the distance to the object is 75 meters, the beat frequency fb is 1 megahertz, and if the distance to the object is 15 meters, the beat frequency fb is 100 kilohertz. As described above, the beat frequency fb is a frequency proportional to the distance R to the object, and therefore the transmitted wave TS
If the frequency change amount {ΔF / (T / 2)} per unit time is known, the distance of the object can be obtained based on the detected beat frequency fb.

【0006】周波数上昇期間の単位時間当りの周波数変
化量と周波数下降期間の単位時間当りの周波数変化量と
を等しく設定しているので、対象物が静止している場合
(相対速度がない場合)には、周波数上昇期間でのビー
ト周波数fbupと周波数下降期間でのビート周波数f
bdownとは等しくなる。
Since the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period are set to be equal, when the object is stationary (when there is no relative speed) Includes the beat frequency fbup during the frequency rising period and the beat frequency f during the frequency falling period.
It becomes equal to bdown.

【0007】図2および図3は対象物が移動している場
合(相対速度がある場合)の送信波,受信波およびビー
ト周波数の関係を示す説明図である。なお、対象物が移
動している場合には、対象物は静止しているがFM−C
Wレーダ装置側が移動している場合も含まれる。対象物
とFM−CWレーダ装置との間に相対速度がある場合、
反射波(受信波)はドップラ効果を受ける。ドップラ効
果によって、反射波(受信波)の周波数は、送信波の周
波数からドップラ周波数の分だけずれる。対象物がFM
−CWレーダ装置側に近づく方向に移動している場合、
反射波(受信波)の周波数は、送信波の周波数からドッ
プラ周波数の分だけ高くなる。対象物がFM−CWレー
ダ装置から遠ざかる方向に移動している場合、反射波
(受信波)の周波数は、送信波の周波数からドップラ周
波数の分だけ低くなる。
2 and 3 are explanatory views showing the relationship between the transmitted wave, the received wave and the beat frequency when the object is moving (when there is a relative velocity). If the target object is moving, the target object is stationary but FM-C
This also includes the case where the W radar device side is moving. When there is a relative velocity between the object and the FM-CW radar device,
The reflected wave (received wave) receives the Doppler effect. Due to the Doppler effect, the frequency of the reflected wave (received wave) deviates from the frequency of the transmitted wave by the Doppler frequency. The object is FM
-When moving toward the CW radar device side,
The frequency of the reflected wave (received wave) is higher than the frequency of the transmitted wave by the Doppler frequency. When the object is moving away from the FM-CW radar device, the frequency of the reflected wave (received wave) becomes lower than the frequency of the transmitted wave by the amount of the Doppler frequency.

【0008】ドップラ周波数fdは、FM−CWレーダ
装置と対象物とを結ぶ方向での相対速度をvr、送信波
TSの周波数をfTS、光速をCとすると、 fd=2・vr・fTS/C となる。FM−CWレーダ装置は、送信波に変調信号を
用いているため変調波の瞬時周波数に対応してドップラ
周波数が変化する。中心周波数f0に対して周波数偏位
量ΔFは小さいとともに、中心周波数f0を中心に周波
数偏位した送信波を送信しているので、ここでは送信周
波数fTS=中心周波数f0として考える。 送信周波
数fTS(中心周波数f0)を60ギガヘルツとし、相
対速度vrを10メートル/秒(36キロメートル/
時)とした場合、ドップラ周波数fdは4キロヘルツと
なる。
The Doppler frequency fd is fd = 2 · vr · fTS / C, where vr is the relative speed in the direction connecting the FM-CW radar device and the object, fTS is the frequency of the transmitted wave TS, and C is the speed of light. Becomes Since the FM-CW radar device uses a modulation signal as a transmission wave, the Doppler frequency changes according to the instantaneous frequency of the modulation wave. Since the frequency deviation amount ΔF is small with respect to the center frequency f0 and the transmission wave having the frequency deviation around the center frequency f0 is transmitted, it is considered here that the transmission frequency fTS = the center frequency f0. The transmission frequency fTS (center frequency f0) is 60 GHz, and the relative speed vr is 10 m / sec (36 km / sec.
Hour), the Doppler frequency fd becomes 4 kilohertz.

【0009】図2は対象物がFM−CWレーダ装置側に
近づく方向に移動している場合の送信波,受信波および
ビート周波数の関係を示している。図2において点線は
相対速度がゼロの場合の受信波を示している。相対速度
がプラス(ここでは、対象物が近づく方向をプラスとす
る)である場合、受信波RSの周波数は、ドップラ周波
数fd分だけ高くなっている。このため、周波数上昇期
間におけるビート周波数fbupは、距離に対応したビ
ート周波数frよりもドップラ周波数fd分だけ低い周
波数となる。即ち、周波数上昇期間におけるビート周波
数fbupは、 fbup=fr−fd となる。また、周波数下降期間におけるビート周波数f
bdownは、距離に対応したビート周波数frよりも
ドップラ周波数fd分だけ高い周波数となる。すなわ
ち、周波数下降期間におけるビート周波数fbdown
は、 fbdown=fr+fd となる。
FIG. 2 shows the relationship between the transmitted wave, the received wave and the beat frequency when the object is moving toward the FM-CW radar device. In FIG. 2, the dotted line shows the received wave when the relative velocity is zero. When the relative speed is positive (here, the direction in which the object approaches) is positive, the frequency of the received wave RS is increased by the Doppler frequency fd. Therefore, the beat frequency fbup in the frequency increasing period is a frequency lower than the beat frequency fr corresponding to the distance by the Doppler frequency fd. That is, the beat frequency fbup in the frequency increasing period is fbup = fr-fd. Also, the beat frequency f in the frequency falling period
bdown has a frequency higher by the Doppler frequency fd than the beat frequency fr corresponding to the distance. That is, the beat frequency fbdown in the frequency falling period
Becomes fbdown = fr + fd.

【0010】したがって、周波数上昇期間におけるビー
ト周波数fbupよりも周波数下降期間におけるビート
周波数fbdownが高い場合は、相対速度がプラス
(ここでは、対象物が近づく方向をプラスとする)であ
ることが分かる。そして、周波数上昇期間におけるビー
ト周波数fbupと周波数下降期間におけるビート周波
数fbdownとの和を1/2にすることで、距離に対
応したビート周波数frを求めることができる。 fr=(fbup+fbdown)/2 また、周波数上昇期間におけるビート周波数fbupと
周波数下降期間におけるビート周波数fbdownとの
差を1/2にすることで、ドップラ周波数fdを求める
ことができる。 fd=(fbup−fbdown)/2
Therefore, when the beat frequency fbdown in the frequency falling period is higher than the beat frequency fbup in the frequency rising period, the relative speed is positive (here, the direction in which the object approaches is positive). Then, by halving the sum of the beat frequency fbup in the frequency rising period and the beat frequency fbdown in the frequency falling period, the beat frequency fr corresponding to the distance can be obtained. fr = (fbup + fbdown) / 2 Further, the Doppler frequency fd can be obtained by halving the difference between the beat frequency fbup in the frequency rising period and the beat frequency fbdown in the frequency falling period. fd = (fbup-fbdown) / 2

【0011】そして、送信波TSの単位時間当りの周波
数変化量{ΔF/(T/2)}が既知であれば、距離に
対応したビート周波数frに基づいて対象物の距離を求
めることができる。また、ドップラ周波数fdに基づい
て相対速度を求めることができる。
If the frequency change amount {ΔF / (T / 2)} of the transmitted wave TS per unit time is known, the distance of the object can be obtained based on the beat frequency fr corresponding to the distance. . Further, the relative speed can be calculated based on the Doppler frequency fd.

【0012】図3は対象物がFM−CWレーダ装置側か
ら遠ざかる方向に移動している場合の送信波,受信波お
よびビート周波数の関係を示している。図3において点
線は相対速度がゼロの場合の受信波を示している。相対
速度がマイナス(ここでは、対象物が近づく方向をプラ
スとする)である場合、受信波RSの周波数は、ドップ
ラ周波数fd分だけ低くなっている。このため、周波数
上昇期間におけるビート周波数fbupは、距離に対応
したビート周波数frよりもドップラ周波数fd分だけ
高い周波数となる。すなわち、 fbup=fr+fd となる。また、周波数下降期間におけるビート周波数f
bdownは、距離に対応したビート周波数frよりも
ドップラ周波数fd分だけ低い周波数となる。すなわ
ち、 fbdown=fr−fd となる。
FIG. 3 shows the relationship between the transmitted wave, the received wave and the beat frequency when the object is moving in the direction away from the FM-CW radar device side. In FIG. 3, the dotted line shows the received wave when the relative velocity is zero. When the relative speed is negative (here, the direction in which the object approaches is positive), the frequency of the received wave RS is lowered by the Doppler frequency fd. Therefore, the beat frequency fbup in the frequency rising period is higher than the beat frequency fr corresponding to the distance by the Doppler frequency fd. That is, fbup = fr + fd. Also, the beat frequency f in the frequency falling period
bdown is a frequency that is lower than the beat frequency fr corresponding to the distance by the Doppler frequency fd. That is, fbdown = fr−fd.

【0013】したがって、周波数上昇期間におけるビー
ト周波数fbupよりも周波数下降期間におけるビート
周波数fbdownが低い場合は、相対速度がマイナス
(ここでは、対象物が近づく方向をプラスとする)であ
ることが分かる。そして、周波数上昇期間におけるビー
ト周波数fbupと周波数下降期間におけるビート周波
数fbdownとの和を1/2にすることで、距離に対
応したビート周波数frを求めることができる。 fr=(fbup+fbdown)/2 また、周波数上昇期間におけるビート周波数fbupと
周波数下降期間におけるビート周波数fbdownとの
差を1/2にすることで、ドップラ周波数fdを求める
ことができる。 fd=(fbup−fbdown)/2
Therefore, when the beat frequency fbdown in the frequency decreasing period is lower than the beat frequency fbup in the frequency increasing period, the relative speed is negative (here, the direction in which the object approaches is positive). Then, by halving the sum of the beat frequency fbup in the frequency rising period and the beat frequency fbdown in the frequency falling period, the beat frequency fr corresponding to the distance can be obtained. fr = (fbup + fbdown) / 2 Further, the Doppler frequency fd can be obtained by halving the difference between the beat frequency fbup in the frequency rising period and the beat frequency fbdown in the frequency falling period. fd = (fbup-fbdown) / 2

【0014】そして、送信波TSの単位時間当りの周波
数変化量{ΔF/(T/2)}が既知であれば、距離に
対応したビート周波数frに基づいて対象物の距離を求
めることができる。また、ドップラ周波数fdに基づい
て相対速度を求めることができる。
Then, if the frequency change amount {ΔF / (T / 2)} of the transmitted wave TS per unit time is known, the distance of the object can be obtained based on the beat frequency fr corresponding to the distance. . Further, the relative speed can be calculated based on the Doppler frequency fd.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】前述したようにFM−
CWレーダ装置では、送信波TSの単位時間当りの周波
数変化量(周波数掃引速度){ΔF/(T/2)}が距
離を求めるために重要な項目である。また、周波数上昇
期間で測定したビート周波数fbupと周波数下降期間
で測定したビート周波数fbdownとから距離ならび
に相対速度を求める場合には、周波数上昇期間における
単位時間当りの周波数変化量と周波数下降期間における
単位時間当りの周波数変化量とが同一である必要があ
る。
As described above, the FM-
In the CW radar device, the frequency change amount (frequency sweep speed) {ΔF / (T / 2)} of the transmitted wave TS per unit time is an important item for obtaining the distance. Further, when the distance and the relative speed are obtained from the beat frequency fbup measured in the frequency rising period and the beat frequency fbdown measured in the frequency falling period, the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the unit in the frequency falling period are calculated. It is necessary that the amount of frequency change per unit time is the same.

【0016】しかしながら、変調信号を生成する電圧制
御発振器(VCO)の周波数指定電圧−発振周波数特性
のばらつきによって、単位時間当りの周波数変化量がば
らつき、所定の(設計上の)単位時間当りの周波数変化
量が得られないことがある。また、周波数指定電圧−発
振周波数特性の経時変化等によって、単位時間当りの周
波数変化量が変動することがある。また、周波数指定電
圧信号を発生する回路部の特性の経時変化によって周波
数指定電圧信号が変動し、この結果単位時間当りの周波
数変化量が変動することがある。D/A変換器等を用い
て階段状の擬似3角波形信号を生成し、これを低域通過
フィルタを介して高域周波数成分を除去することで、3
角波形の周波数指定電圧信号を生成する構成の場合、D
/A変換器に供給するデジタルデータの出力周期の変動
に伴って単位時間当りの周波数変化量が変動することが
ある。
However, due to variations in the frequency-designated voltage-oscillation frequency characteristics of the voltage controlled oscillator (VCO) that generates the modulation signal, the amount of frequency change per unit time varies, resulting in a predetermined (designed) frequency per unit time. The amount of change may not be obtained. In addition, the frequency change amount per unit time may change due to changes in the frequency designation voltage-oscillation frequency characteristic over time. Further, the frequency designating voltage signal may fluctuate due to the change with time of the characteristic of the circuit unit that generates the frequency designating voltage signal, and as a result, the frequency change amount per unit time may vary. By generating a staircase-shaped pseudo-triangular waveform signal using a D / A converter or the like, and removing the high-frequency component from this signal through a low-pass filter,
In the case of the configuration for generating the frequency designation voltage signal of the angular waveform, D
The amount of frequency change per unit time may fluctuate as the output cycle of digital data supplied to the A / A converter fluctuates.

【0017】図4および図5は送信波の周波数掃引の変
動例を示す説明図である。図4に示すように、設計上の
送信波TSの波形(実線で示す)に対して、点線で示す
ように単位時間当りの周波数偏位量が小さくなった場
合、そのずれた送信波と受信波との瞬時周波数差(ビー
ト周波数)と設計上の周波数偏位量ΔFとに基づいて対
象物までの距離を演算すると、実際の距離よりも短い距
離が算出されてしまう。また、一点鎖線で示すように単
位時間当りの周波数偏位量が大きくなった場合、そのず
れた送信波と受信波との瞬時周波数差(ビート周波数)
と設計上の周波数偏位量ΔFとに基づいて対象物までの
距離を演算すると、実際の距離よりも長い距離が算出さ
れてしまう。また、図5において二点鎖線で示すよう
に、周波数上昇期間における単位時間当りの周波数偏位
量と周波数下降期間における単位時間当りの周波数偏位
量とが異なってしまうと、距離ならびに相対速度が正し
く求められない。
FIG. 4 and FIG. 5 are explanatory diagrams showing an example of fluctuations in frequency sweep of a transmission wave. As shown in FIG. 4, when the frequency deviation amount per unit time becomes small as shown by the dotted line with respect to the designed waveform of the transmitted wave TS (shown by the solid line), the shifted transmission wave and reception When the distance to the object is calculated based on the instantaneous frequency difference (beat frequency) with the wave and the designed frequency deviation amount ΔF, a distance shorter than the actual distance is calculated. When the frequency deviation per unit time becomes large as shown by the chain line, the instantaneous frequency difference (beat frequency) between the shifted transmission wave and reception wave
If the distance to the object is calculated based on the designed frequency deviation ΔF, a distance longer than the actual distance will be calculated. Further, as shown by the chain double-dashed line in FIG. 5, when the frequency deviation amount per unit time in the frequency rising period and the frequency deviation amount per unit time in the frequency falling period are different, the distance and the relative speed are I can't get it right.

【0018】このように、実際に送信される変調信号の
単位時間当りの周波数変化量が設計上の値からずれてし
まうと、正確な距離が求められなくなる。また、周波数
上昇期間での単位時間当りの周波数変化量と周波数下降
期間での単位時間当りの周波数変化量とが異なってしま
うと、相対速度を有する対象物の距離ならびに相対速度
を正しく求められなくなる。
As described above, if the frequency change amount of the actually transmitted modulated signal per unit time deviates from the designed value, an accurate distance cannot be obtained. Further, if the amount of frequency change per unit time in the frequency rising period and the amount of frequency change per unit time in the frequency falling period are different, the distance of the object having the relative speed and the relative speed cannot be obtained correctly. .

【0019】電圧制御発振器(VCO)ならびに周波数
指定電圧信号を発生する回路部等により高い精度と長期
間にわたる動作安定性を要求すると(高い信頼性を要求
すると)、FM−CWレーダ装置が高価となる。
If high precision and long-term operation stability are required (high reliability is required) by the voltage controlled oscillator (VCO) and the circuit section that generates the frequency designation voltage signal, the FM-CW radar device is expensive. Become.

【0020】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、周波数変調信号の単位時間当りの周波
数変化量(周波数掃引速度)を実測し、実測した単位時
間当りの周波数変化量(周波数掃引速度)に基づいて対
象物の距離・相対速度を演算することで、距離ならびに
相対速度を正確に求めることのできるFM−CWレーダ
装置およびFM−CWレーダ装置における距離・相対速
度算出方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and measures the frequency change amount (frequency sweep speed) of the frequency-modulated signal per unit time, and measures the measured frequency change amount per unit time (frequency Provided is an FM-CW radar device and a distance / relative velocity calculation method for an FM-CW radar device, which can accurately calculate the distance and relative velocity by calculating the distance / relative velocity of an object based on (sweep velocity). The purpose is to do.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るFM−CWレーダ装置は、変調波の単位
時間当りの周波数変化量を求める周波数変化量測定部
と、周波数変化量測定部によって測定された、単位時間
当りの周波数変化量(実測値)を記憶する実測値記憶部
と、周波数上昇期間ならびに周波数下降期間での各周波
数スペクトル(ビート周波数)、および周波数変化量測
定部から供給される単位時間当りの周波数変化量に基づ
いて、対象物の距離および相対速度を演算する距離・相
対速度演算部と、を備え、前記周波数変化量測定部は実
測値記憶部に単位時間当り単位時間当りの周波数変化量
(実測値)が格納されている場合には、各周波数変化量
(実測値)を距離・相対速度演算部へ供給することを特
徴とする。
In order to solve the above problems, an FM-CW radar device according to the present invention is a frequency change amount measuring section for obtaining the frequency change amount of a modulated wave per unit time.
And the unit time measured by the frequency change amount measurement unit
Measured value storage unit that stores the amount of frequency change (measured value) per hit
And each frequency in the frequency rising period and frequency falling period
Number spectrum (beat frequency) and frequency change measurement
Based on the amount of frequency change per unit time supplied from the control unit
And the distance / phase for calculating the distance and relative speed of the object
And a frequency calculation unit, the frequency change amount measuring unit
Frequency change amount per unit time in measured value storage
If (measured value) is stored, the amount of change in each frequency
It is characterized in that the (measured value) is supplied to the distance / relative speed calculation unit .

【0022】前記課題を解決するためこの発明に係るF
M−CWレーダ装置は、変調波の単位時間当りの周波数
変化量を求める周波数変化量測定部と、周波数変化量測
定部によって測定された周波数上昇期間における単位時
間当りの周波数変化量(実測値)、周波数下降期間にお
ける単位時間当りの周波数変化量(実測値)を記憶する
実測値記憶部と、周波数上昇期間ならびに周波数下降期
間での各周波数スペクトル(ビート周波数)、および周
波数変化量測定部から供給される周波数上昇期間ならび
に周波数下降期間における単位時間当りの周波数変化量
に基づいて、対象物の距離および相対速度を演算する距
離・相対速度演算部とを備え、周波数変化量測定部は実
測値記憶部に周波数上昇期間における単位時間当りの周
波数変化量(実測値)、周波数下降期間における単位時
間当りの周波数変化量(実測値)が格納されている場合
には、それらの各周波数変化量(実測値)を距離・相対
速度演算部へ供給することを特徴とする。また単位時間
当りの周波数変化量(設計値)が予め登録されている、
設計値記憶部を備え、周波数変化量測定部は実測値記憶
部に周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変化
量(実測値)、周波数下降期間における単位時間当りの
周波数変化量(実測値)が格納されていない場合は、設
計値記憶部に格納されている単位時間当りの周波数変化
量(設計値)を距離・相対速度演算部へ供給することを
特徴とする。
In order to solve the above problems, the F according to the present invention
The M-CW radar device uses the frequency of the modulated wave per unit time.
The frequency change amount measurement section for obtaining the change amount and the frequency change amount measurement
Unit time in the frequency rising period measured by the constant section
Frequency change amount (measured value) per period, during frequency drop period
Storing frequency change amount (measured value) per unit time
Measured value storage, frequency rising period and frequency falling period
Frequency spectrum (beat frequency) between and
The frequency rise period supplied from the wavenumber change measurement unit and the
The frequency change amount per unit time during the frequency falling period
Distance that calculates the distance and relative speed of the object based on
Equipped with a separation / relative speed calculation unit, the frequency change amount measurement unit is
The measured value storage section stores the cycle per unit time during the frequency rising period.
Wave amount change (measured value), unit time during frequency falling period
When the frequency change amount (measured value) per unit is stored
Shows the amount of each frequency change (measured value) in distance / relative
It is characterized in that it is supplied to the speed calculator. Also unit time
The amount of change in frequency (design value) is registered in advance,
Equipped with a design value storage unit, the frequency change amount measurement unit stores the measured value
Changes in frequency per unit time during frequency rising period
Amount (measured value), per unit time in the frequency falling period
If the frequency change amount (measured value) is not stored, the setting
Frequency change per unit time stored in measured value storage
It is characterized in that the quantity (design value) is supplied to the distance / relative speed calculation unit .

【0023】この発明に係るFM−CWレーダ装置は、
変調波の周波数上昇期間における単位時間当りの周波数
変化量、ならびに、変調波の周波数下降期間における単
位時間当りの周波数変化量とをそれぞれ求める周波数変
化量測定部を備え、周波数変化量測定部で測定された周
波数上昇期間における単位時間当りの周波数変化量と周
波数変化量測定部で測定された周波数下降期間における
単位時間当りの周波数変化量とが同一である場合には、
周波数上昇期間ビート周波数と周波数下降期間ビート周
波数との差に基づいて相対速度を求めるとともに、周波
数上昇期間ビート周波数と周波数下降期間ビート周波数
との和に基づいて距離に係るビート周波数を求め、求め
た距離に係るビート周波数と周波数変化量測定部で測定
された単位時間当りの周波数変化量とに基づいて対象物
の距離を求め、周波数変化量測定部で測定された周波数
上昇期間における単位時間当りの周波数変化量と周波数
変化量測定部で測定された周波数下降期間における単位
時間当りの周波数変化量とが異なる場合には、周波数上
昇期間ビート周波数と周波数下降期間ビート周波数との
いずれか一方または両方を補正して周波数上昇期間にお
ける単位時間当りの周波数変化量と周波数下降期間にお
ける単位時間当りの周波数変化量とが等しい場合の補正
ビート周波数を求め、周波数上昇期間補正ビート周波数
と周波数下降期間補正ビート周波数とに基づいて対象物
の相対距離および相対速度を求めることを特徴とする。
The FM-CW radar device according to the present invention is
Measured by the frequency change amount measurement unit, equipped with a frequency change amount measurement unit that determines the frequency change amount per unit time during the frequency rising period of the modulated wave and the frequency change amount per unit time during the frequency falling period of the modulated wave. When the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period measured by the frequency change amount measuring unit are the same,
The relative velocity was calculated based on the difference between the beat frequency of the frequency rising period and the beat frequency of the frequency falling period, and the beat frequency related to the distance was calculated based on the sum of the beat frequency of the frequency rising period and the frequency falling period. The distance of the object is obtained based on the beat frequency related to the distance and the frequency change amount per unit time measured by the frequency change amount measuring unit, and the distance per unit time in the frequency rising period measured by the frequency change amount measuring unit is calculated. If the frequency change amount and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period measured by the frequency change amount measuring unit are different, either or both of the frequency rising period beat frequency and the frequency falling period beat frequency are set. Corrected frequency change per unit time during frequency rising period and per unit time during frequency falling period Obtain a correction beat frequency when the frequency change amount is equal, and obtaining the relative distance and the relative velocity of the object based on the frequency rising period correction beat frequency and the frequency falling period correction beat frequency.

【0024】この発明に係るFM−CWレーダ装置は、
変調波の周波数上昇期間における単位時間当りの周波数
変化量、ならびに、変調波の周波数下降期間における単
位時間当りの周波数変化量とをそれぞれ求める周波数変
化量測定部を備え、周波数変化量測定部で求めた周波数
上昇期間における単位時間当りの周波数変化量と予め設
定した基準の単位時間当りの周波数変化量との比に基づ
いて周波数上昇期間ビート周波数を予め設定した基準の
単位時間当りの周波数変化量であった場合の上昇期間ビ
ート周波数へ補正し、周波数変化量測定部で求めた周波
数下降期間における単位時間当りの周波数変化量と予め
設定した基準の単位時間当りの周波数変化量との比に基
づいて周波数下降期間ビート周波数を予め設定した基準
の単位時間当りの周波数変化量であった場合の減少期間
ビート周波数へ補正し、補正された周波数上昇期間補正
ビート周波数と補正された周波数下降期間補正ビート周
波数とに基づいて対象物の相対距離および相対速度を求
めることを特徴とする。
The FM-CW radar device according to the present invention is
The frequency change amount measurement unit is provided, which determines the frequency change amount per unit time during the frequency rising period of the modulated wave and the frequency change amount per unit time during the frequency falling period of the modulated wave. Based on the ratio of the frequency change amount per unit time in the frequency rising period to the preset reference frequency change amount per unit time, the frequency rising period beat frequency is the preset reference frequency change amount per unit time. If there is, it is corrected to the rising frequency beat frequency, and based on the ratio of the frequency change amount per unit time in the frequency decrease period obtained by the frequency change amount measurement unit to the preset reference frequency change amount per unit time. Frequency falling period The beat frequency is compensated to the decreasing period beat frequency when it is the preset amount of frequency change per unit time. And, and obtaining the relative distance and the relative velocity of the object based on the corrected frequency increasing period correcting beat frequency and corrected frequency falling period correction beat frequency.

【0025】周波数変化量測定部は、距離が既知で相対
速度がゼロである対象物のビート周波数に基づいて変調
波の単位時間当りの周波数変化量を求めることを特徴と
する。
The frequency change amount measuring unit is characterized in that the frequency change amount per unit time of the modulated wave is obtained based on the beat frequency of the object whose distance is known and whose relative velocity is zero.

【0026】周波数変化量測定部は、既知の距離だけ隔
てた第1,第2の対象物であって相対速度がそれぞれゼ
ロである第1,第2の対象物に係る第1,第2のビート
周波数に基づいて変調波の単位時間当りの周波数変化量
を求めることを特徴とする。
The frequency change amount measuring units are first and second objects which are separated by a known distance and have a relative speed of zero, respectively. It is characterized in that the frequency change amount of the modulated wave per unit time is obtained based on the beat frequency.

【0027】周波数変化量測定部は、第1の地点で検出
された相対速度がゼロである対象物に係る第1のビート
周波数と、第1の地点から対象物に向って既知の距離だ
け隔てた第2の地点で検出された対象物に係る第2のビ
ート周波数とに基づいて変調波の単位時間当りの周波数
変化量を求めることを特徴とする。
The frequency change amount measuring unit separates the first beat frequency of the object having a relative velocity of zero detected at the first point and the known distance from the first point toward the object. It is characterized in that the frequency change amount of the modulated wave per unit time is obtained based on the second beat frequency of the object detected at the second point.

【0028】周波数変化量測定部は、変調波を遅延時間
が既知の遅延手段を介して遅延させた遅延信号と変調波
とのビート周波数に基づいて変調波の単位時間当りの周
波数変化量を求めることを特徴とする。
The frequency change amount measuring unit obtains the frequency change amount of the modulated wave per unit time based on the beat frequency of the delayed signal and the modulated wave obtained by delaying the modulated wave through the delay means having a known delay time. It is characterized by

【0029】この発明に係るFM−CWレーダ装置にお
ける距離・相対速度算出方法は、変調波の周波数上昇期
間における単位時間当りの周波数変化量、ならびに、変
調波の周波数下降期間における単位時間当りの周波数変
化量とをそれぞれ測定によって求めた後に、測定された
周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変化量と
測定された周波数下降期間における単位時間当りの周波
数変化量とが同一である場合には、周波数上昇期間ビー
ト周波数と周波数下降期間ビート周波数との差に基づい
て相対速度を求めるとともに、周波数上昇期間ビート周
波数と周波数下降期間ビート周波数との和に基づいて距
離に係るビート周波数を求め、求めた距離に係るビート
周波数と測定された単位時間当りの周波数変化量とに基
づいて対象物の距離を求め、測定された周波数上昇期間
における単位時間当りの周波数変化量と測定された周波
数下降期間における単位時間当りの周波数変化量とが異
なる場合には、周波数上昇期間ビート周波数と周波数下
降期間ビート周波数とのいずれか一方または両方を補正
して周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変化
量と周波数下降期間における単位時間当りの周波数変化
量とが等しい場合の補正ビート周波数を求め、周波数上
昇期間補正ビート周波数と周波数下降期間補正ビート周
波数とに基づいて対象物の相対距離および相対速度を求
めることを特徴とする。
The distance / relative velocity calculation method in the FM-CW radar device according to the present invention is such that the frequency change amount per unit time in the frequency rising period of the modulated wave and the frequency per unit time in the frequency falling period of the modulated wave. If the amount of change in frequency measured per unit time during the rising frequency period and the amount of frequency change per unit time measured during the falling frequency period are the same, the The relative speed is calculated based on the difference between the rising frequency beat frequency and the frequency falling period beat frequency, and the beat frequency related to the distance is calculated based on the sum of the frequency rising period beat frequency and the frequency falling period beat frequency. The distance of the object based on the beat frequency and the measured frequency change per unit time. If the amount of frequency change per unit time in the measured frequency rising period and the amount of frequency change per unit time in the measured frequency falling period are different, the beat frequency of the frequency rising period and the beat frequency of the frequency falling period By correcting one or both of the above, and when the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period are equal, the correction beat frequency is calculated, and the frequency rising period correction beat It is characterized in that the relative distance and relative speed of the object are obtained based on the frequency and the frequency falling period correction beat frequency.

【0030】この発明に係るFM−CWレーダ装置にお
ける距離・相対速度算出方法は、変調波の周波数上昇期
間における単位時間当りの周波数変化量、ならびに、変
調波の周波数下降期間における単位時間当りの周波数変
化量とをそれぞれ測定によって求めた後に、測定された
周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変化量と
予め設定した基準の単位時間当りの周波数変化量との比
に基づいて周波数上昇期間ビート周波数を予め設定した
基準の単位時間当りの周波数変化量であった場合の上昇
期間ビート周波数へ補正し、測定された周波数下降期間
における単位時間当りの周波数変化量と予め設定した基
準の単位時間当りの周波数変化量との比に基づいて周波
数下降期間ビート周波数を予め設定した基準の単位時間
当りの周波数変化量であった場合の減少期間ビート周波
数へ補正し、補正された周波数上昇期間補正ビート周波
数と補正された周波数下降期間補正ビート周波数とに基
づいて対象物の相対距離および相対速度を求めることを
特徴とする。
The distance / relative velocity calculation method in the FM-CW radar device according to the present invention is such that the frequency change amount per unit time in the frequency rising period of the modulated wave and the frequency per unit time in the frequency falling period of the modulated wave. After determining the amount of change and the amount of change in each frequency, the beat frequency in the frequency rising period is calculated based on the ratio of the frequency change amount per unit time in the measured frequency rising period to the preset reference frequency change amount per unit time. When the frequency change amount per unit time of the preset reference is corrected to the rising frequency beat frequency, the measured frequency change amount per unit time during the falling period of the frequency and the frequency of the preset reference frequency per unit time Frequency fall period based on the ratio to the amount of change Beat frequency is set as a reference frequency change per unit time In the case where the relative frequency and the relative frequency and the relative velocity of the object are calculated based on the corrected frequency rising period correction beat frequency and the corrected frequency falling period correction beat frequency, To do.

【0031】この発明に係るFM−CWレーダ装置は、
変調波の単位時間当りの周波数変化量を求める周波数変
化量測定部を備え、この周波数変化量測定部で求めた単
位時間当りの周波数変化量を用いて対象物の距離を求め
る構成としたので、変調信号を生成する電圧制御発振器
(VCO)の周波数指定電圧−発振周波数特性のばらつ
きや経時変化によって、実際に送信される変調信号の単
位時間当りの周波数変化量が設計上の値からずれてしま
った場合でも、実測した単位時間当りの周波数変化量に
基づいて対象物の距離・相対速度を演算することができ
る。よって、距離ならびに相対速度を正確に求めること
ができる。
The FM-CW radar device according to the present invention is
Since the frequency change amount measuring unit for obtaining the frequency change amount per unit time of the modulated wave is provided, and the distance for the object is obtained using the frequency change amount per unit time obtained by the frequency change amount measuring unit, Due to variations in the frequency-specified voltage-oscillation frequency characteristics of the voltage-controlled oscillator (VCO) that generates the modulation signal and changes over time, the amount of frequency change per unit time of the actually transmitted modulation signal deviates from the designed value. Even in the case, the distance / relative velocity of the object can be calculated based on the actually measured frequency change amount per unit time. Therefore, the distance and the relative speed can be accurately obtained.

【0032】この発明に係るFM−CWレーダ装置にお
ける距離・相対速度算出方法は、変調波の単位時間当り
の周波数変化量を測定し、測定された単位時間当りの周
波数変化量に基づいて対象物の距離・相対速度を演算す
るので、距離ならびに相対速度を正確に求めることがで
きる。
A method of calculating a distance / relative velocity in an FM-CW radar device according to the present invention measures an amount of frequency change of a modulated wave per unit time, and based on the measured amount of frequency change per unit time. Since the distance and the relative speed are calculated, the distance and the relative speed can be accurately obtained.

【0033】例えば、変調波(送信波)の中心周波数f
0が60ギガヘルツで、周波数上昇期間における単位時
間当りの周波数変化量ならびに周波数下降期間における
単位時間当りの周波数変化量がともに300キロヘルツ
/マイクロ秒(設計値)であるFM−CWレーダ装置
で、距離が150メートル,相対速度+10メートル/
秒の対象物(秒速10mで近づいてくる対象物)を検出
した場合、その対象物からの反射波と変調波(送信波)
とのビート周波数(瞬時周波数の差)は、周波数上昇期
間におけるビート周波数fbupが296キロヘルツ,
周波数下降期間におけるビート周波数fbdownが3
04キロヘルツとなる。
For example, the center frequency f of the modulated wave (transmission wave)
0 is 60 GHz, and the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period are both 300 kilohertz / microseconds (design value). Is 150m, relative speed + 10m /
When an object of second (object approaching at 10 m / s) is detected, reflected wave and modulated wave (transmitted wave) from the object
And the beat frequency (difference in instantaneous frequency) between the beat frequency fbup in the frequency rising period is 296 kHz,
The beat frequency fbdown in the frequency falling period is 3
It becomes 04 kilohertz.

【0034】周波数上昇期間におけるビート周波数fb
upと周波数下降期間におけるビート周波数fbdow
nとの和を1/2することで{(296+304)/
2}、距離に係るビート周波数frが300キロヘルツ
であることが求まり、この距離に係るビート周波数fr
(fr=300キロヘルツ)と単位時間当りの周波数変
化量(300キロヘルツ/マイクロ秒)とから対象物の
距離が求まる(正確には、送信波と受信波の時間差が求
まり、その時間差と光速Cとから距離が求まる)。
Beat frequency fb in the frequency rising period
up and beat frequency fbdow in the frequency falling period
By halving the sum of n and {(296 + 304) /
2}, the beat frequency fr related to the distance is found to be 300 kilohertz, and the beat frequency fr related to the distance is determined.
(Fr = 300 kilohertz) and the frequency change amount per unit time (300 kilohertz / microsecond), the distance of the object can be obtained (accurately, the time difference between the transmitted wave and the received wave can be obtained, and the time difference and the speed of light C). Distance can be obtained from).

【0035】周波数上昇期間におけるビート周波数fb
upと周波数下降期間におけるビート周波数fbdow
nとの差を1/2することで{(296−304)/
2}、ドップラ周波数fdが4ヘルツであることが求ま
り、中心周波数f0(f0=60ギガヘルツ)において
ドップラ周波数fd(fd=4ヘルツ)となる場合の相
対速度が10メートル/秒であることが求まる。
Beat frequency fb in the frequency rising period
up and beat frequency fbdow in the frequency falling period
By halving the difference from n, {(296-304) /
2}, it is found that the Doppler frequency fd is 4 hertz, and the relative speed when the Doppler frequency fd (fd = 4 hertz) is 10 m / sec at the center frequency f0 (f0 = 60 GHz). .

【0036】実際に送信される変調信号の周波数上昇期
間における単位時間当りの周波数変化量ならびに周波数
下降期間における単位時間当りの周波数変化量がともに
330キロヘルツ/マイクロ秒となった場合、距離が1
50メートル,相対速度+10メートル/秒の対象物
(秒速10mで近づいてくる対象物)の周波数上昇期間
におけるビート周波数fbupは326キロヘルツ,周
波数下降期間におけるビート周波数fbdownは33
4キロヘルツとなる。
When both the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period of the actually transmitted modulated signal are 330 kilohertz / microsecond, the distance is 1
The beat frequency fbup of a target object of 50 meters and a relative speed of +10 meters / second (a target object approaching at a speed of 10 m / s) in the frequency rising period is 326 kHz, and the beat frequency fbdown in the frequency falling period is 33.
It will be 4 kilohertz.

【0037】この場合、周波数上昇期間におけるビート
周波数fbupと周波数下降期間におけるビート周波数
fbdownとの差を1/2することで{(326−3
34)/2}、ドップラ周波数fdが4ヘルツであるこ
とが求まり、中心周波数f0(f0=60ギガヘルツ)
においてドップラ周波数fd(fd=4ヘルツ)となる
場合の相対速度が10メートル/秒であることが求ま
る。
In this case, the difference between the beat frequency fbup in the frequency rising period and the beat frequency fbdown in the frequency falling period is halved {(326-3
34) / 2}, the Doppler frequency fd is found to be 4 hertz, and the center frequency f0 (f0 = 60 gigahertz)
It is found that the relative speed is 10 meters / second when the Doppler frequency fd (fd = 4 Hertz) is set in.

【0038】周波数上昇期間におけるビート周波数fb
upと周波数下降期間におけるビート周波数fbdow
nとの和を1/2することで{(326+334)/
2}、距離に係るビート周波数frが330キロヘルツ
であることが求まる。ここで、設計上の単位時間当りの
周波数変化量300キロヘルツ/マイクロ秒(設計値)
を用いて対象物の距離を求めると、その距離は165メ
ートルとなってしまい、誤差を生ずる。
Beat frequency fb in the frequency rising period
up and beat frequency fbdow in the frequency falling period
By halving the sum of n and {(326 + 334) /
2}, it is found that the beat frequency fr related to the distance is 330 kilohertz. Here, the frequency change amount per design time of 300 kilohertz / microsecond (design value)
When the distance of the target object is obtained by using, the distance becomes 165 meters, which causes an error.

【0039】そこで、実際に送信される変調信号の単位
時間当りの周波数変化量を求めておけば、距離に係るビ
ート周波数fr=330キロヘルツと実際の単位時間当
りの周波数変化量(330キロヘルツ/マイクロ秒)と
から、対象物の距離(150メートル)を正確に求める
ことができる。また、実際の単位時間当りの周波数変化
量(330キロヘルツ/マイクロ秒)と設計上の単位時
間当りの周波数変化量(300キロヘルツ/マイクロ
秒)との比に基づいて、変調波の単位時間当りの周波数
変化量が330キロヘルツ/マイクロ秒であるときの距
離に係るビート周波数frを設計上の単位時間当りの周
波数変化量300キロヘルツ/マイクロ秒であるときの
距離に係るビート周波数frへ換算した後に、換算され
た(補正された)距離に係るビート周波数frと設計上
の単位時間当りの周波数変化量とから距離を求めること
ができる。
Therefore, if the frequency change amount per unit time of the modulation signal actually transmitted is calculated, the beat frequency fr = 330 kHz related to the distance and the actual frequency change amount per unit time (330 kHz / micro). Second), the distance (150 meters) of the object can be accurately obtained. Further, based on the ratio of the actual frequency change amount per unit time (330 kilohertz / microsecond) and the designed frequency change amount per unit time (300 kilohertz / microsecond), the modulated wave per unit time After converting the beat frequency fr related to the distance when the frequency change amount is 330 kilohertz / microsecond into the beat frequency fr related to the distance when the frequency change amount per design time is 300 kilohertz / microsecond, The distance can be obtained from the converted (corrected) beat frequency fr related to the distance and the designed frequency change amount per unit time.

【0040】実際に送信される変調信号の周波数上昇期
間における単位時間当りの周波数変化量が例えば290
キロヘルツ/マイクロ秒に、実際に送信される変調信号
の周波数下降期間における単位時間当りの周波数変化量
が例えば330キロヘルツ/マイクロ秒になった場合、
距離が150メートル,相対速度+10メートル/秒の
対象物(秒速10mで近づいてくる対象物)の周波数上
昇期間におけるビート周波数fbupは286キロヘル
ツ,周波数下降期間におけるビート周波数fbdown
は334キロヘルツとなる。ここで、実際に送信される
変調信号の周波数変化量が設計値(300キロヘルツ/
マイクロ秒)であるとして距離を求めると、距離は15
5メートルとなり、実際の距離150メートルとの間に
誤差が生ずる。また、相対速度は120メートル/秒と
なり、実際の相対速度10メートル/秒と大きく異なっ
てしまう。
The frequency change amount per unit time in the frequency rising period of the actually transmitted modulated signal is, for example, 290.
When the frequency change amount per unit time in the frequency falling period of the actually transmitted modulated signal becomes, for example, 330 kilohertz / microsecond in kilohertz / microsecond,
The beat frequency fbup of the object having a distance of 150 meters and a relative speed of +10 meters / second (the object approaching at a speed of 10 m / sec) in the frequency increasing period is 286 kHz, and the beat frequency fbdown in the frequency decreasing period.
Will be 334 kilohertz. Here, the frequency change amount of the modulation signal actually transmitted is the designed value (300 kHz /
Microseconds), the distance is 15
It becomes 5 meters, and an error occurs with the actual distance of 150 meters. Further, the relative speed is 120 meters / second, which is significantly different from the actual relative speed of 10 meters / second.

【0041】そこで、周波数上昇期間における単位時間
当りの周波数変化量(290キロヘルツ/マイクロ秒)
と設計上の周波数変化量(300キロヘルツ/マイクロ
秒)との比に基づいて、周波数上昇期間における単位時
間当りの周波数変化量(290キロヘルツ/マイクロ
秒)で検出されたビート周波数fbup(286キロヘ
ルツ)を、設計上の周波数変化量(300キロヘルツ/
マイクロ秒)である場合のビート周波数に換算する(補
正する)ことで、周波数上昇期間補正ビート周波数=2
95.9キロヘルツとする。
Therefore, the frequency change amount per unit time during the frequency rising period (290 kHz / microsecond)
The beat frequency fbup (286 kilohertz) detected by the frequency change amount per unit time (290 kilohertz / microsecond) in the frequency rising period, based on the ratio between the design frequency change amount (300 kilohertz / microsecond). The designed frequency change (300 kHz /
The frequency rise period correction beat frequency = 2 by converting (correcting) to the beat frequency in the case of (microsecond).
95.9 kilohertz.

【0042】次に、周波数下降期間における単位時間当
りの周波数変化量(330キロヘルツ/マイクロ秒)と
設計上の周波数変化量(300キロヘルツ/マイクロ
秒)との比に基づいて、周波数下降期間における単位時
間当りの周波数変化量(330キロヘルツ/マイクロ
秒)で検出されたビート周波数fbdown(334キ
ロヘルツ)を、設計上の周波数変化量(300キロヘル
ツ/マイクロ秒)である場合のビート周波数に換算する
(補正する)ことで、周波数下降期間補正ビート周波数
=303.6キロヘルツとする。
Next, based on the ratio of the frequency change amount (330 kHz / microsecond) per unit time in the frequency decrease period to the designed frequency change amount (300 kHz / microsecond), the unit in the frequency decrease period is set. The beat frequency fbdown (334 kHz) detected by the frequency change amount per hour (330 kHz / microsecond) is converted into the beat frequency when the designed frequency change amount (300 kHz / microsecond) is obtained (correction). By doing so, the frequency falling period correction beat frequency is set to 303.6 kHz.

【0043】そして、周波数上昇期間補正ビート周波数
=295.9キロヘルツと周波数下降期間補正ビート周
波数=303.6キロヘルツと設計上の周波数変化量
(300キロヘルツ/マイクロ秒)とに基づいて、距離
ならびに相対速度を求めると、距離は149.9メート
ルとなり、相対速度は9.6メートル/秒となり、距離
ならびに相対速度を精度良く求めることができる。
Based on the frequency rising period correction beat frequency = 295.9 kHz and the frequency falling period correction beat frequency = 303.6 kHz and the designed frequency change amount (300 kHz / microsecond), the distance and relative When the speed is calculated, the distance is 149.9 meters and the relative speed is 9.6 meters / second, and the distance and the relative speed can be calculated with high accuracy.

【0044】なお、周波数上昇期間と周波数下降期間で
単位時間当りの周波数変化量が異なっている場合は、周
波数上昇期間における単位時間当りの周波数変化量と周
波数下降期間における単位時間当りの周波数変化量との
比に基づいて、周波数上昇期間で検出されたビート周波
数を、周波数下降期間における単位時間当りの周波数変
化量である場合のビート周波数に換算(補正)した後
に、周波数上昇期間補正ビート周波数と周波数下降期間
ビート周波数と周波数下降期間における単位時間当りの
周波数変化量とに基づいて距離,相対速度を求めるよう
にしてもよい。
When the frequency change amount per unit time is different between the frequency rising period and the frequency falling period, the frequency change amount per unit time during the frequency rising period and the frequency change amount per unit time during the frequency falling period. The beat frequency detected in the frequency rising period is converted (corrected) into the beat frequency in the case of the amount of frequency change per unit time in the frequency falling period based on the ratio of The distance and the relative velocity may be obtained based on the beat frequency in the frequency falling period and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period.

【0045】また、周波数上昇期間と周波数下降期間で
単位時間当りの周波数変化量が異なっている場合は、周
波数上昇期間における単位時間当りの周波数変化量と周
波数下降期間における単位時間当りの周波数変化量との
比に基づいて、周波数下降期間で検出されたビート周波
数を、周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変
化量である場合のビート周波数に換算(補正)した後
に、周波数下降期間補正ビート周波数と周波数上昇期間
ビート周波数と周波数上昇期間における単位時間当りの
周波数変化量とに基づいて距離,相対速度を求めるよう
にしてもよい。
When the frequency change amount per unit time is different between the frequency rising period and the frequency falling period, the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period. The beat frequency detected in the frequency falling period is converted (corrected) into the beat frequency in the case of the frequency change amount per unit time in the frequency rising period based on the ratio of The distance and the relative velocity may be obtained based on the beat frequency in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time in the frequency rising period.

【0046】相対速度がゼロの場合は、周波数上昇期間
で検出されたビート周波数と周波数上昇期間における単
位時間当りの周波数変化量とに基づいて距離を正確に求
めることができる。また、相対速度がゼロの場合は、周
波数下降期間で検出されたビート周波数と周波数下降期
間における単位時間当りの周波数変化量とに基づいて距
離を正確に求めることができる。
When the relative velocity is zero, the distance can be accurately obtained based on the beat frequency detected in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time in the frequency rising period. When the relative velocity is zero, the distance can be accurately obtained based on the beat frequency detected in the frequency falling period and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period.

【0047】実際に送信している変調波(送信波)の単
位時間当りの周波数変化量は、距離が既知で相対速度が
ゼロである対象物のビート周波数に基づいて求めること
ができる。距離が既知であれば、既知の距離の2倍の距
離を電波が進むのに要する時間(送信波と受信波との時
間差)が求まり、ビート周波数と時間とから単位時間当
りの周波数変化量が求まる。
The frequency change amount of the modulated wave (transmitted wave) actually transmitted per unit time can be obtained based on the beat frequency of the object whose distance is known and whose relative velocity is zero. If the distance is known, the time required for the radio wave to travel a distance twice the known distance (time difference between the transmitted wave and the received wave) is obtained, and the amount of frequency change per unit time is calculated from the beat frequency and the time. I want it.

【0048】実際に送信している変調波(送信波)の単
位時間当りの周波数変化量は、既知の距離だけ隔てた第
1,第2の対象物であって相対速度がそれぞれゼロであ
る第1,第2の対象物に係る第1,第2のビート周波数
に基づいて求めることができる。
The frequency change amount of the modulated wave (transmission wave) actually transmitted per unit time is the first and second objects separated by a known distance, and the relative speed is zero. It can be obtained based on the first and second beat frequencies of the first and second objects.

【0049】実際に送信している変調波(送信波)の単
位時間当りの周波数変化量は、第1の地点で検出された
相対速度がゼロである対象物に係る第1のビート周波数
と、第1の地点から対象物に向って既知の距離だけ隔て
た第2の地点で検出された対象物に係る第2のビート周
波数とに基づいて求めることができる。
The amount of change in frequency of the modulated wave (transmitted wave) actually transmitted per unit time is the first beat frequency relating to the object whose relative velocity detected at the first point is zero, and It can be determined based on the second beat frequency of the object detected at the second point separated from the first point by the known distance toward the object.

【0050】実際に送信している変調波(送信波)の単
位時間当りの周波数変化量は、変調波を遅延時間が既知
の遅延手段を介して遅延させた遅延信号と変調波とのビ
ート周波数に基づいて求めることができる。
The frequency change amount of the modulated wave (transmitted wave) actually transmitted per unit time is the beat frequency between the delayed signal and the modulated wave obtained by delaying the modulated wave through the delay means of which the delay time is known. Can be determined based on.

【0051】[0051]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図6はこの発明に係るFM−
CWレーダ装置のブロック構成図である。図6は車載用
でミリ波帯のFM−CWレーダ装置の一例を示してい
る。この発明に係るFM−CWレーダ装置1は、FM信
号発生部2と、掃引制御部3と、電力分配器4と、サー
キュレータ5と、送受信兼用アンテナ6と、混合部(ミ
キサ)7と、遅延手段8と、スイッチ回路9と、A/D
変換部10と、周波数解析(FFT:高速フーリエ変
換)部11と、距離・相対速度演算部12と、周波数変
化量測定部13と、設計値記憶部14と、実測値記憶部
15と、走行距離検出部16と、測定条件入力部17
と、表示制御部18と、画像表示装置19とからなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 6 shows an FM- according to the present invention.
It is a block diagram of a CW radar device. FIG. 6 shows an example of an in-vehicle millimeter-wave band FM-CW radar device. An FM-CW radar device 1 according to the present invention includes an FM signal generator 2, a sweep controller 3, a power distributor 4, a circulator 5, a transmitter / receiver antenna 6, a mixer (mixer) 7, and a delay unit. Means 8, switch circuit 9, A / D
A conversion unit 10, a frequency analysis (FFT: fast Fourier transform) unit 11, a distance / relative speed calculation unit 12, a frequency change amount measurement unit 13, a design value storage unit 14, an actual measurement value storage unit 15, and a running. Distance detection unit 16 and measurement condition input unit 17
And a display control unit 18 and an image display device 19.

【0052】FM信号発生部2は、掃引制御部3から供
給される周波数指定電圧信号3aに基づいて周波数変調
されたFM信号2aを発生する。FM信号発生部2は、
ガンダイオードを用いた電圧制御発振器(VCO)を備
え、ミリ波帯(例えば中心周波数60ギガヘルツ)のF
M信号2aを発生する。FM信号発生部2は、FET
(電界効果トランジスタ)と可変容量ダイオードとを組
み合わせて構成した電圧制御発振器(VCO)で準ミリ
波帯の信号を発生させ、それを周波数逓倍することでミ
リ波帯のFM信号2aを発生するようにしてもよい。
The FM signal generator 2 generates an FM signal 2a that is frequency-modulated based on the frequency designation voltage signal 3a supplied from the sweep controller 3. The FM signal generator 2
Equipped with a voltage controlled oscillator (VCO) using a Gunn diode, and an F in the millimeter wave band (for example, center frequency 60 GHz)
The M signal 2a is generated. The FM signal generator 2 is a FET
A voltage controlled oscillator (VCO) configured by combining a (field effect transistor) and a variable capacitance diode generates a quasi-millimeter wave band signal and frequency-multiplies it to generate a millimeter wave band FM signal 2a. You may

【0053】掃引制御部3は、所定の周期周期で周波数
指定電圧が3角波状に変化する周波数指定電圧信号3a
を生成してFM信号発生部2へ供給することで、周波数
上昇期間と周波数下降期間とからなるFM信号2aを発
生させるとともに、周波数上昇期間であるか周波数下降
期間であるかを示す掃引情報3bを出力する。
The sweep control section 3 has a frequency designating voltage signal 3a in which the frequency designating voltage changes in a triangular wave shape in a predetermined cycle.
Is generated and supplied to the FM signal generation unit 2 to generate the FM signal 2a including the frequency rising period and the frequency falling period, and the sweep information 3b indicating whether it is the frequency rising period or the frequency falling period. Is output.

【0054】FM信号発生部2から出力されたFM信号
2aは、方向性結合器等を用いて構成される電力分配器
4を介して分配され、一方の信号4aは送信信号として
サーキュレータ5を介して送受信兼用アンテナ6へ供給
され、送受信兼用アンテナ6から送信波TSとして放射
される。他方の信号4bは局部信号(ローカル信号)と
して混合部7へ供給される。また、他方の信号4bは遅
延手段8を介してスイッチ回路9の一方の入力端子へ供
給される。遅延手段8は、所定の遅延時間(例えば1マ
イクロ秒)を有する遅延線路で構成している。
The FM signal 2a output from the FM signal generating section 2 is distributed via the power distributor 4 constituted by using a directional coupler or the like, and one signal 4a is transmitted as a transmission signal via the circulator 5. Is supplied to the transmitting / receiving antenna 6 and is radiated from the transmitting / receiving antenna 6 as a transmission wave TS. The other signal 4b is supplied to the mixing unit 7 as a local signal (local signal). Further, the other signal 4b is supplied to one input terminal of the switch circuit 9 via the delay means 8. The delay means 8 is composed of a delay line having a predetermined delay time (for example, 1 microsecond).

【0055】受信波RSは送受信兼用アンテナ6で受信
されて受信信号へ変換され、サーキュレータ5ならびに
スイッチ回路9を介して混合部7へ供給される。混合部
7は、受信信号と局部信号(送信信号の一部)とを混合
して、受信信号の周波数と送信信号の周波数との差周波
数信号をビート信号7aとして出力する。ビート信号7
aはA/D変換部10へ供給される。A/D変換部10
は、ビート信号7aをA/D変換してデジタルビート信
号10aを出力する。デジタルビート信号10aは周波
数解析(FFT)部11へ供給される。
The reception wave RS is received by the transmission / reception antenna 6, converted into a reception signal, and supplied to the mixing section 7 via the circulator 5 and the switch circuit 9. The mixing unit 7 mixes the reception signal and the local signal (a part of the transmission signal), and outputs a difference frequency signal between the frequency of the reception signal and the frequency of the transmission signal as a beat signal 7a. Beat signal 7
a is supplied to the A / D conversion unit 10. A / D converter 10
Outputs the digital beat signal 10a by A / D converting the beat signal 7a. The digital beat signal 10 a is supplied to the frequency analysis (FFT) unit 11.

【0056】周波数解析(FFT)部11は、掃引情報
3bに基づいて周波数上昇期間と周波数下降期間とを識
別し、各期間毎に周波数解析を行なって、周波数スペク
トル(ビート周波数)11aを各期間との対応を付けて
出力する。周波数スペクトル(ビート周波数)11a
は、距離・相対速度演算部12ならびに周波数変化量測
定部13へ供給される。
The frequency analysis (FFT) unit 11 discriminates the frequency rising period and the frequency falling period based on the sweep information 3b, performs frequency analysis for each period, and obtains the frequency spectrum (beat frequency) 11a for each period. It is output with the correspondence with. Frequency spectrum (beat frequency) 11a
Is supplied to the distance / relative speed calculation unit 12 and the frequency change amount measurement unit 13.

【0057】距離・相対速度演算部12は、周波数上昇
期間ならびに周波数下降期間での各周波数スペクトル
(ビート周波数)11a、および、周波数変化量測定部
13から供給される周波数上昇期間ならびに周波数下降
期間における単位時間当りの周波数変化量13aに基づ
いて、対象物の距離ならびに相対速度を演算し、演算に
よって求めた対象物の距離および相対速度に係るデータ
12aを出力する。
The distance / relative velocity calculation unit 12 operates in each frequency spectrum (beat frequency) 11a in the frequency rising period and the frequency falling period, and in the frequency rising period and the frequency falling period supplied from the frequency change amount measuring unit 13. Based on the frequency change amount 13a per unit time, the distance and the relative speed of the object are calculated, and the data 12a relating to the distance and the relative speed of the object obtained by the calculation are output.

【0058】表示制御部18は、距離・相対速度演算部
12から供給される対象物の距離および相対速度に係る
データ12aに基づいて、対象物の位置,距離,相対速
度等を表わす画像を生成し、生成した画像を画像表示装
置19の画面上に表示させる。 表示制御部18は、周
波数変化量測定部13から周波数変化量測定に係る情報
13bが供給された場合は、周波数変化量測定に係る情
報13bに基づいて測定条件を選択する画像や測定を行
なうための案内画像を生成して、生成した画像を画像表
示装置19の画面上に表示させる。画像表示装置19
は、CRTディスプレイ装置や液晶ディスプレイ装置を
用いて構成している。
The display control unit 18 generates an image representing the position, distance, relative speed, etc. of the object based on the data 12a relating to the distance and relative speed of the object supplied from the distance / relative speed calculation unit 12. Then, the generated image is displayed on the screen of the image display device 19. When the information 13b related to the frequency change amount measurement is supplied from the frequency change amount measurement unit 13, the display control unit 18 performs the image and the measurement for selecting the measurement condition based on the information 13b related to the frequency change amount measurement. Is generated and the generated image is displayed on the screen of the image display device 19. Image display device 19
Is composed of a CRT display device and a liquid crystal display device.

【0059】設計値記憶部14には、単位時間当りの周
波数変化量(設計値)ならびに遅延手段8の遅延時間
(設計値)が予め登録されている。実測値記憶部15
は、周波数変化量測定部13によって測定された周波数
上昇期間における単位時間当りの周波数変化量(実測
値)、周波数下降期間における単位時間当りの周波数変
化量(実測値)、および、遅延手段8の遅延時間の測定
結果(遅延時間の実測値)を記憶する。実測値記憶部1
5は、EEPROMやバッテリバックアップされたRA
M等を用いて、このFM−CWレーダ装置1の電源が遮
断された場合でも各実測値を保持するよう構成してい
る。
The amount of frequency change per unit time (design value) and the delay time of the delay means 8 (design value) are registered in the design value storage unit 14 in advance. Measured value storage unit 15
Is a frequency change amount per unit time (actually measured value) during the frequency rising period measured by the frequency change amount measuring unit 13, a frequency change amount per unit time (actually measured value) during the frequency falling period, and the delay unit 8 The measurement result of the delay time (measured value of the delay time) is stored. Measured value storage unit 1
5 is RA with EEPROM or battery backup
By using M or the like, each measured value is held even when the power of the FM-CW radar device 1 is cut off.

【0060】走行距離検出部16は、車輪回転センサ等
を用いて構成している。車輪回転センサ等は、FM−C
Wレーダ装置1を搭載した車両の車輪が所定角度回転す
るたびに車輪回転検出パルス信号16aを出力するよう
にしている。そして、周波数変化量測定部13は、車輪
回転検出パルス信号16aが所定時間に亘って供給され
ないことにに基づいて車両が停止状態にあることを検出
したり、車輪回転検出パルス信号16aのパルス数を積
算することで車輪の回転数を求めるとともに、予め設定
した車輪1回転当りの走行距離に基づいて車両の走行距
離を求めるようにしている。
The traveling distance detector 16 is constructed by using a wheel rotation sensor or the like. The wheel rotation sensor is FM-C
The wheel rotation detection pulse signal 16a is output every time the wheels of the vehicle equipped with the W radar device 1 rotate by a predetermined angle. Then, the frequency change amount measurement unit 13 detects that the vehicle is in a stopped state based on the fact that the wheel rotation detection pulse signal 16a is not supplied for a predetermined time, or the number of pulses of the wheel rotation detection pulse signal 16a. Is calculated to calculate the number of rotations of the wheel, and the traveling distance of the vehicle is calculated based on a preset traveling distance per one rotation of the wheel.

【0061】測定条件入力部17は、キーボード等を用
いて構成している。測定条件入力部17は、周波数変化
量の測定を開始させるための操作部,測定条件を選択し
たり設定するための操作部等を備えている。なお、測定
条件入力部17は、画像表示装置19の画面上に配設し
た透明タッチパネルを用いて構成してもよい。
The measurement condition input section 17 is constructed by using a keyboard or the like. The measurement condition input unit 17 includes an operation unit for starting measurement of the frequency change amount, an operation unit for selecting and setting measurement conditions, and the like. The measurement condition input unit 17 may be configured using a transparent touch panel arranged on the screen of the image display device 19.

【0062】周波数変化量測定部13は、実測値記憶部
15に周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変
化量(実測値)、周波数下降期間における単位時間当り
の周波数変化量(実測値)が格納されていない場合は、
設計値記憶部14に格納されている単位時間当りの周波
数変化量(設計値)を距離・相対速度演算部12へ供給
する。周波数変化量測定部13は、実測値記憶部15に
周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変化量
(実測値)、周波数下降期間における単位時間当りの周
波数変化量(実測値)が格納されている場合は、それら
の各周波数変化量(実測値)を距離・相対速度演算部1
2へ供給する。
The frequency change amount measuring section 13 stores the frequency change amount per unit time (measured value) in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time (measured value) in the frequency falling period in the measured value storage unit 15. If not,
The frequency change amount per unit time (design value) stored in the design value storage unit 14 is supplied to the distance / relative speed calculation unit 12. The frequency change amount measuring unit 13 stores the frequency change amount (measured value) per unit time in the frequency rising period and the frequency change amount (measured value) per unit time in the frequency falling period in the measured value storage unit 15. In this case, the amount of change in each frequency (measured value) is used to calculate the distance / relative speed calculation unit 1
Supply to 2.

【0063】周波数変化量測定部13は、測定条件入力
部17から測定要求が供給されると、表示制御部18を
介して画像表示装置19の画面上に測定条件を設定させ
るためのメニュー画面を表示させる。測定条件は4種類
である。第1の測定条件は、距離が既知である対象物を
用いて周波数変化量の測定を行なうものである。第2の
測定条件は、2つの対象物があってその距離が既知であ
る場合にその2つの対象物を用いて周波数変化量の測定
を行なうものである。第3の測定条件は、対象物に向っ
て車両を移動させることで周波数変化量の測定を行なう
ものである。第4の測定条件は、遅延手段を用いて周波
数変化量の測定を行なうものである。
When a measurement request is supplied from the measurement condition input unit 17, the frequency change amount measurement unit 13 displays a menu screen for setting the measurement condition on the screen of the image display device 19 via the display control unit 18. Display it. There are four types of measurement conditions. The first measurement condition is that the amount of frequency change is measured using an object whose distance is known. The second measurement condition is to measure the frequency change amount using the two objects when the distance is known for the two objects. The third measurement condition is that the frequency change amount is measured by moving the vehicle toward the object. The fourth measurement condition is that the amount of frequency change is measured using a delay means.

【0064】第1の測定条件が選択されると周波数変化
量測定部13は、画像表示装置19に対象物までの距離
の入力を促す画面を表示させる。測定条件入力部17か
ら対象物までの距離が入力されると、周波数変化量測定
部13は周波数変化量の測定を開始する。なお、第1の
測定条件で周波数変化量の測定を行なう際の対象物まで
の距離が予め決まっている場合は、対象物までの距離を
入力する必要がない。なお、この場合は、予め決まって
いる対象物までの距離を設計値記憶部14等に予め格納
しておく必要がある。
When the first measurement condition is selected, the frequency change amount measuring unit 13 causes the image display device 19 to display a screen prompting the user to input the distance to the object. When the distance from the measurement condition input unit 17 to the object is input, the frequency change amount measurement unit 13 starts measuring the frequency change amount. If the distance to the target when the frequency change amount is measured under the first measurement condition is predetermined, it is not necessary to input the distance to the target. In this case, it is necessary to store a predetermined distance to the target object in the design value storage unit 14 or the like in advance.

【0065】周波数変化量測定部13は、走行距離検出
部16から車輪回転検出パルス信号16aが所定時間に
亘って供給されないことに基づいて車両が停止状態にあ
ることを確認する。周波数変化量測定部13は、周波数
解析(FFT)部11から供給される周波数上昇期間の
ビート周波数が異なる時刻で変動していないこと、なら
びに、周波数解析(FFT)部11から供給される周波
数下降期間のビート周波数が異なる時刻で変動していな
いことに基づいて、対象物が静止物体であることを確認
する。
The frequency change amount measuring unit 13 confirms that the vehicle is in a stopped state based on the fact that the wheel rotation detection pulse signal 16a is not supplied from the traveling distance detecting unit 16 for a predetermined time. The frequency change amount measurement unit 13 determines that the beat frequency of the frequency increase period supplied from the frequency analysis (FFT) unit 11 does not change at different times, and that the frequency decrease supplied from the frequency analysis (FFT) unit 11 decreases. Confirm that the object is a stationary object based on the fact that the beat frequency of the period does not change at different times.

【0066】以上によって、FM−CWレーダ装置1と
対象物との間に相対速度がないことを確認した後に、周
波数変化量測定部13は、周波数上昇期間のビート周波
数と対象物までの距離とに基づいて周波数上昇期間にお
ける単位時間当りの周波数変位量を求める。さらに、周
波数変化量測定部13は、周波数下降期間のビート周波
数と対象物までの距離とに基づいて周波数下降期間にお
ける単位時間当りの周波数変位量を求める。
As described above, after confirming that there is no relative velocity between the FM-CW radar device 1 and the object, the frequency change amount measuring unit 13 determines the beat frequency in the frequency rising period and the distance to the object. Based on the above, the frequency displacement amount per unit time in the frequency rising period is obtained. Further, the frequency change amount measuring unit 13 obtains the frequency displacement amount per unit time during the frequency falling period based on the beat frequency during the frequency falling period and the distance to the object.

【0067】例えば、対象物までの距離が15メートル
であり、その対象物に係るビート周波数が周波数上昇期
間,周波数下降期間ともに30キロヘルツである場合、
距離15メートルを電波が往復する時間(0.1マイク
ロ秒)で変調波の周波数が30キロヘルツ変化している
ことになるから、変調波の単位時間当りの周波数変位量
が300キロヘルツ/マイクロ秒であることが求まる。
For example, when the distance to the object is 15 meters and the beat frequency of the object is 30 kHz in both the frequency rising period and the frequency falling period,
Since the frequency of the modulated wave changes by 30 kilohertz in the time (0.1 microsecond) that the radio wave travels back and forth over a distance of 15 meters, the frequency displacement of the modulated wave per unit time is 300 kilohertz / microsecond. I want to be there.

【0068】そして、周波数変化量測定部13は、求め
た各期間の単位時間当りの周波数変位量を実測値記憶部
15にそれぞれ格納する。なお、周波数変化量測定部1
3は、測定条件との対応をつけて各期間の単位時間当り
の周波数変位量を実測値記憶部15に格納するようにし
てもよい。
Then, the frequency change amount measuring unit 13 stores the obtained frequency displacement amount per unit time in each period in the measured value storage unit 15, respectively. The frequency change amount measuring unit 1
3, the frequency displacement amount per unit time of each period may be stored in the measured value storage unit 15 in association with the measurement condition.

【0069】第2の測定条件が選択されると周波数変化
量測定部13は、画像表示装置19に2つの対象物間の
距離の入力を促す画面を表示させる。なお、FM−CW
レーダ装置と2つの対象物は一直線上に配置される。測
定条件入力部17から2つの対象物間の距離が入力され
ると、周波数変化量測定部13は周波数変化量の測定を
開始する。なお、第2の測定条件で周波数変化量の測定
を行なう際の対象物間距離が予め決まっている場合は、
対象物間距離を入力する必要がない。なお、この場合
は、予め決まっている対象物間距離を設計値記憶部14
等に予め格納しておく必要がある。
When the second measurement condition is selected, the frequency change amount measuring unit 13 causes the image display device 19 to display a screen prompting the user to input the distance between the two objects. In addition, FM-CW
The radar device and the two objects are arranged on a straight line. When the distance between the two objects is input from the measurement condition input unit 17, the frequency change amount measurement unit 13 starts measuring the frequency change amount. If the distance between the objects when the frequency change amount is measured under the second measurement condition is predetermined,
There is no need to enter the distance between objects. In this case, the predetermined inter-object distance is set to the design value storage unit 14
It is necessary to store them in advance.

【0070】周波数変化量測定部13は、走行距離検出
部16から車輪回転検出パルス信号16aが所定時間に
亘って供給されないことに基づいて車両が停止状態にあ
ることを確認する。周波数変化量測定部13は、周波数
解析(FFT)部11から供給される周波数上昇期間の
各ビート周波数が異なる時刻で変動していないこと、な
らびに、周波数解析(FFT)部11から供給される周
波数下降期間の各ビート周波数が異なる時刻で変動して
いないことに基づいて、対象物が静止物体であることを
確認する。
The frequency change amount measuring unit 13 confirms that the vehicle is in a stopped state based on the fact that the wheel rotation detection pulse signal 16a is not supplied from the traveling distance detecting unit 16 for a predetermined time. The frequency change amount measuring unit 13 confirms that the beat frequencies of the frequency rising period supplied from the frequency analysis (FFT) unit 11 do not change at different times, and the frequency supplied from the frequency analysis (FFT) unit 11. Based on the fact that each beat frequency in the falling period does not change at different times, it is confirmed that the object is a stationary object.

【0071】以上によって、FM−CWレーダ装置1と
対象物との間に相対速度がないことを確認した後に、周
波数変化量測定部13は、周波数上昇期間で検出された
第1の対象物に係る第1のビート周波数と第2の対象物
に係る第2のビート周波数との差と、対象物間の距離と
に基づいて周波数上昇期間における単位時間当りの周波
数変位量を求める。さらに、周波数変化量測定部13
は、周波数下降期間で検出された第1の対象物に係る第
1のビート周波数と第2の対象物に係る第2のビート周
波数との差と、対象物間の距離とに基づいて周波数上昇
期間における単位時間当りの周波数変位量を求める。
As described above, after confirming that there is no relative velocity between the FM-CW radar device 1 and the target object, the frequency change amount measuring unit 13 determines that the first target object detected in the frequency rising period. Based on the difference between the first beat frequency and the second beat frequency of the second object and the distance between the objects, the frequency displacement amount per unit time in the frequency rising period is obtained. Further, the frequency change amount measuring unit 13
Is a frequency increase based on the difference between the first beat frequency of the first object and the second beat frequency of the second object detected in the frequency decrease period, and the distance between the objects. The amount of frequency displacement per unit time during the period is calculated.

【0072】例えば、対象物間の距離が30メートルで
あり、第1の対象物に係る第1のビート周波数と第2の
対象物に係る第2のビート周波数との差が60キロヘル
ツである場合、第1の対象物からの反射波と第2の対象
物からの反射波との時間差は0.2マイクロ秒(30メ
ートル×2/光速)であり、この0.2マイクロ秒の間
に変調波の周波数が60キロヘルツ変化していることに
なるから、変調波の単位時間当りの周波数変位量が30
0キロヘルツ/マイクロ秒であることが求まる。
For example, when the distance between the objects is 30 meters and the difference between the first beat frequency of the first object and the second beat frequency of the second object is 60 kilohertz. , The time difference between the reflected wave from the first object and the reflected wave from the second object is 0.2 microseconds (30 meters × 2 / light speed), and modulation is performed during this 0.2 microsecond. Since the frequency of the wave changes by 60 kilohertz, the frequency displacement of the modulated wave per unit time is 30.
It is required to be 0 kilohertz / microsecond.

【0073】そして、周波数変化量測定部13は、求め
た各期間の単位時間当りの周波数変位量を実測値記憶部
15にそれぞれ格納する。なお、周波数変化量測定部1
3は、測定条件との対応をつけて各期間の単位時間当り
の周波数変位量を実測値記憶部15に格納するようにし
てもよい。
Then, the frequency change amount measuring unit 13 stores the obtained frequency displacement amount per unit time in each period in the measured value storage unit 15, respectively. The frequency change amount measuring unit 1
3, the frequency displacement amount per unit time of each period may be stored in the measured value storage unit 15 in association with the measurement condition.

【0074】第3の測定条件が選択されると周波数変化
量測定部13は、適当な対象物に対して数10メートル
離れた位置で車両を停止させることを指示するメッセー
ジを画像表示装置19の画面上に表示させる。周波数変
化量測定部13は、走行距離検出部16から車輪回転検
出パルス信号16aが所定時間に亘って供給されないこ
とに基づいて車両が停止状態にあることを確認する。周
波数変化量測定部13は、周波数解析(FFT)部11
から供給される周波数上昇期間のビート周波数が異なる
時刻で変動していないこと、ならびに、周波数解析(F
FT)部11から供給される周波数下降期間のビート周
波数が異なる時刻で変動していないことに基づいて、対
象物が静止物体であることを確認する。
When the third measurement condition is selected, the frequency change amount measuring unit 13 displays a message on the image display device 19 instructing to stop the vehicle at a position several tens meters away from an appropriate object. Display it on the screen. The frequency change amount measurement unit 13 confirms that the vehicle is in a stopped state based on the fact that the wheel rotation detection pulse signal 16a is not supplied from the traveling distance detection unit 16 for a predetermined time. The frequency change amount measurement unit 13 includes a frequency analysis (FFT) unit 11
The beat frequency of the frequency rising period that is supplied from is not changing at different times, and the frequency analysis (F
It is confirmed that the object is a stationary object based on the fact that the beat frequency of the frequency falling period supplied from the FT) unit 11 does not change at different times.

【0075】周波数変化量測定部13は、対象物が静止
物体であることを確認すると、周波数上昇期間のビート
周波数ならびに周波数下降期間のビート周波数(第1地
点での各期間のビート周波数)を、周波数変化量測定部
13内のRAM等に一時記憶する。周波数変化量測定部
13は、第1地点での各期間のビート周波数の検出が終
了すると、対象物に向って対象物までの距離に半分程度
のところまで車両を移動させることを指示するメッセー
ジを画像表示装置19の画面上に表示させる。周波数変
化量測定部13は、車輪回転検出パルス信号16aのパ
ルス数を積算することで車輪の回転数を求めるととも
に、予め設定した車輪1回転当りの走行距離に基づいて
車両の走行距離を求める。
When confirming that the object is a stationary object, the frequency change amount measuring unit 13 determines the beat frequency in the frequency rising period and the beat frequency in the frequency falling period (beat frequency in each period at the first point) as follows. It is temporarily stored in the RAM or the like in the frequency change amount measuring unit 13. When the detection of the beat frequency of each period at the first point is completed, the frequency change amount measurement unit 13 displays a message instructing to move the vehicle toward the object to about half the distance to the object. The image is displayed on the screen of the image display device 19. The frequency change amount measuring unit 13 obtains the number of rotations of the wheel by integrating the number of pulses of the wheel rotation detection pulse signal 16a, and also obtains the traveling distance of the vehicle based on a preset traveling distance per one rotation of the wheel.

【0076】周波数変化量測定部13は、車輪回転検出
パルス信号16aが所定時間に亘って供給されなくなっ
たことに基づいて車両が停止したことを確認する。周波
数変化量測定部13は、周波数解析(FFT)部11か
ら供給される周波数上昇期間のビート周波数が異なる時
刻で変動していないこと、ならびに、周波数解析(FF
T)部11から供給される周波数下降期間のビート周波
数が異なる時刻で変動していないことに基づいて、対象
物が静止物体であることを再度確認すると、車両移動後
の地点(第2の地点)での周波数上昇期間のビート周波
数ならびに周波数下降期間のビート周波数を求める。
The frequency change amount measuring unit 13 confirms that the vehicle has stopped based on the fact that the wheel rotation detection pulse signal 16a is not supplied for a predetermined time. The frequency change amount measurement unit 13 determines that the beat frequency of the frequency rising period supplied from the frequency analysis (FFT) unit 11 does not change at different times, and the frequency analysis (FF
Based on the fact that the beat frequency of the frequency falling period supplied from the (T) unit 11 does not change at different times, it is confirmed again that the target object is a stationary object. ), The beat frequency in the frequency rising period and the beat frequency in the frequency falling period are obtained.

【0077】そして、周波数変化量測定部13は、第1
地点での周波数上昇期間のビート周波数と第2地点での
周波数上昇期間のビート周波数との差、ならびに、第1
地点と第2地点間の距離とに基づいて周波数上昇期間に
おける単位時間当りの周波数変化量を求め、第1地点で
の周波数下降期間のビート周波数と第2地点での周波数
下降期間のビート周波数との差、ならびに、第1地点と
第2地点間の距離とに基づいて周波数下降期間における
単位時間当りの周波数変化量を求める。
Then, the frequency change amount measuring unit 13
The difference between the beat frequency of the frequency rising period at the point and the beat frequency of the frequency rising period at the second point, and the first
The amount of frequency change per unit time in the frequency rising period is calculated based on the distance between the point and the second point, and the beat frequency of the frequency falling period at the first point and the beat frequency of the frequency falling period at the second point are calculated. And the distance between the first point and the second point, the frequency change amount per unit time in the frequency falling period is obtained.

【0078】例えば、第1地点でのビート周波数が20
0キロヘルツ、第2地点でのビート周波数が100キロ
ヘルツ、2地点間の距離が50メートルである場合、1
/3マイクロ秒(50メートル×2/光速)の時間差で
100キロヘルツ(200キロヘルツ−100キロヘル
ツ)の周波数変位量となっていることから、変調波の単
位時間当りの周波数変位量が300キロヘルツ/マイク
ロ秒であることが求まる。
For example, the beat frequency at the first point is 20
0 kilohertz, the beat frequency at the second point is 100 kilohertz, and the distance between the two points is 50 meters, 1
Since the frequency displacement amount is 100 kilohertz (200 kilohertz-100 kilohertz) with a time difference of / 3 microsecond (50 meters x 2 / light speed), the frequency displacement amount of the modulated wave per unit time is 300 kilohertz / microsecond. Seconds are required.

【0079】そして、周波数変化量測定部13は、求め
た各期間の単位時間当りの周波数変位量を実測値記憶部
15にそれぞれ格納する。なお、周波数変化量測定部1
3は、測定条件との対応をつけて各期間の単位時間当り
の周波数変位量を実測値記憶部15に格納するようにし
てもよい。
Then, the frequency change amount measurement unit 13 stores the obtained frequency displacement amount per unit time in each period in the measured value storage unit 15, respectively. The frequency change amount measuring unit 1
3, the frequency displacement amount per unit time of each period may be stored in the measured value storage unit 15 in association with the measurement condition.

【0080】第4の測定条件が選択されると周波数変化
量測定部13は、スイッチ切替制御信号13cを出力し
て、遅延手段8の遅延出力が混合部7へ供給されるよう
にスイッチ回路9を切り替えさせる。これにより、混合
部7には局部信号4bと、その局部信号4bを所定時間
遅延させた遅延信号8aが供給され、混合部7から局部
信号4bと遅延信号8aと瞬時周波数の差であるビート
信号7aが出力される。周波数変化量測定部13は、周
波数解析(FFT)部11から供給されるビート周波数
と、設計値記憶部14に格納されている遅延手段8の遅
延時間(設計値)とに基づいて、周波数上昇期間ならび
に周波数下降期間における単位時間当りの周波数変化量
をそれぞれ求める。
When the fourth measurement condition is selected, the frequency change amount measuring section 13 outputs the switch switching control signal 13c, and the switch circuit 9 is provided so that the delay output of the delay means 8 is supplied to the mixing section 7. To switch. As a result, the mixing unit 7 is supplied with the local signal 4b and the delayed signal 8a obtained by delaying the local signal 4b by a predetermined time, and the mixing unit 7 supplies the beat signal which is the difference between the local signal 4b and the delayed signal 8a to the instantaneous frequency. 7a is output. The frequency change amount measurement unit 13 raises the frequency based on the beat frequency supplied from the frequency analysis (FFT) unit 11 and the delay time (design value) of the delay unit 8 stored in the design value storage unit 14. The amount of frequency change per unit time during the period and the frequency falling period is obtained.

【0081】例えば、遅延手段8の遅延時間が1マイク
ロ秒であり、ビート周波数が300キロヘルツである場
合、変調波の単位時間当りの周波数変位量が300キロ
ヘルツ/マイクロ秒であることが求まる。
For example, when the delay time of the delay means 8 is 1 microsecond and the beat frequency is 300 kilohertz, the frequency displacement amount of the modulated wave per unit time is required to be 300 kilohertz / microsecond.

【0082】そして、周波数変化量測定部13は、求め
た各期間の単位時間当りの周波数変位量を実測値記憶部
15にそれぞれ格納する。なお、周波数変化量測定部1
3は、測定条件との対応をつけて各期間の単位時間当り
の周波数変位量を実測値記憶部15に格納するようにし
てもよい。
Then, the frequency change amount measuring unit 13 stores the obtained frequency displacement amount per unit time in each period in the measured value storage unit 15, respectively. The frequency change amount measuring unit 1
3, the frequency displacement amount per unit time of each period may be stored in the measured value storage unit 15 in association with the measurement condition.

【0083】遅延手段8の遅延時間が既知でない場合、
ならびに、第1〜第3の測定方法によって単位時間当り
の周波数変化量が精度良く求められておりその単位時間
当りの周波数変化量と第4の測定方法によって求めた単
位時間当りの周波数変化量との間に誤差が発生している
場合、周波数変化量測定部13は、第1〜第3の測定方
法によって求められた単位時間当りの周波数変化量と第
4の測定方法で検出されたビート周波数とに基づいて、
遅延手段8の遅延時間を求め、求めた遅延時間を実測値
記憶部15に格納するようにしてもよい。実測値記憶部
15に遅延手段8の遅延時間の実測値が格納されている
場合、周波数変化量測定部13は、第4の測定方法が指
定されたときは、実測値記憶部15に記憶されている遅
延時間の実測値を用いて単位時間当りの周波数変化量の
測定を行なう。
When the delay time of the delay means 8 is unknown,
And, the frequency variation per unit time calculated by the first to third measuring methods frequency variation and a fourth measuring method of the unit time per has frequency variation is accurately determined Merare per unit time by If there is an error between the frequency change amount measurement unit 13 and the frequency change amount per unit time obtained by the first to third measurement methods and the beat detected by the fourth measurement method. Based on frequency and
The delay time of the delay unit 8 may be calculated, and the calculated delay time may be stored in the measured value storage unit 15. When the measured value of the delay time of the delay unit 8 is stored in the measured value storage unit 15, the frequency change amount measurement unit 13 stores the measured value in the measured value storage unit 15 when the fourth measurement method is designated. The amount of frequency change per unit time is measured using the actual measured value of the delay time.

【0084】第1の測定方法は、FM−CWレーダ装置
を搭載した車両と対象物との距離を正確に保つ必要があ
る。これに対して第2の測定方法は、車両と対象物との
距離は任意でよいが、距離が既知である2つの対象物が
必要である。第3の測定方法は、対象物までの距離や対
象物間の距離が既知である必要はないが、FM−CWレ
ーダ装置を搭載した車両を移動させるのでその移動距離
を測定する必要がある。第4の測定方法は、対象物が不
要であるとともに、車両が走行状態であっても周波数変
化量を測定することができる。
In the first measuring method, it is necessary to accurately maintain the distance between the vehicle equipped with the FM-CW radar device and the object. On the other hand, in the second measuring method, the distance between the vehicle and the object may be arbitrary, but two objects whose distances are known are required. In the third measuring method, it is not necessary to know the distance to the target object or the distance between the target objects, but since the vehicle equipped with the FM-CW radar device is moved, it is necessary to measure the moving distance. The fourth measurement method does not require an object and can measure the frequency change amount even when the vehicle is in a traveling state.

【0085】なお、本実施の形態では複数の測定方法に
対応できる構成を示したが、周波数変化量測定部13
は、いずれか一つの測定方法で単位時間当りの周波数変
化量が測定できる構成であれば充分である。第3の測定
方法(車両の移動距離を利用する方法)を使用しない場
合は、走行距離検出部16を設ける必要はない。第4の
測定方法(遅延手段8の遅延時間を利用する測定方法)
を用いる場合は、測定条件入力部17を設けずに、周波
数変化量測定部13が単位時間当りの周波数変化量の測
定を、例えば定期的に行なうようにしてもよい。
In this embodiment, the structure capable of coping with a plurality of measuring methods is shown. However, the frequency variation measuring unit 13
Is sufficient as long as it has a configuration in which the amount of frequency change per unit time can be measured by any one of the measuring methods. When the third measurement method (method that uses the travel distance of the vehicle) is not used, it is not necessary to provide the travel distance detection unit 16. Fourth measurement method (measurement method using delay time of delay means 8)
When using, the frequency change amount measuring unit 13 may measure the frequency change amount per unit time, for example, periodically without providing the measurement condition input unit 17.

【0086】周波数変化量測定部13は、測定によって
求めた各期間毎の単位時間当りの周波数偏位量を距離・
相対速度演算部12へ供給する。なお、実測値記憶部1
5に複数の測定方法毎に測定結果が格納されている場
合、周波数変化量測定部13は、最新の測定で求められ
た各期間毎の単位時間当りの周波数偏位量を距離・相対
速度演算部12へ供給するようにしている。また、ここ
では測定条件を入力させるようにしたが、測定条件を自
動的に判断し、その判別した条件に基づいて周波数変化
量を測定するようにしてもよい。
The frequency change amount measuring unit 13 calculates the frequency deviation amount per unit time for each period obtained by the measurement as a distance
It is supplied to the relative speed calculator 12. The measured value storage unit 1
When the measurement results are stored in 5 for each of a plurality of measurement methods, the frequency change amount measurement unit 13 calculates the distance / relative velocity of the frequency deviation amount per unit time for each period obtained in the latest measurement. It is supplied to the section 12. Although the measurement conditions are input here, the measurement conditions may be automatically determined and the frequency change amount may be measured based on the determined conditions.

【0087】距離・相対速度演算部12は、周波数解析
(FFT)部11から供給される周波数上昇期間ならび
に周波数下降期間での各周波数スペクトル(ビート周波
数)11a、および、周波数変化量測定部13から供給
される周波数上昇期間ならびに周波数下降期間における
単位時間当りの周波数変化量13aに基づいて、対象物
の距離ならびに相対速度を演算する。
The distance / relative velocity calculation unit 12 receives from each frequency spectrum (beat frequency) 11a in the frequency rising period and the frequency falling period supplied from the frequency analysis (FFT) unit 11 and the frequency change amount measuring unit 13. The distance and the relative speed of the object are calculated based on the frequency change amount 13a per unit time during the supplied frequency rising period and frequency falling period.

【0088】周波数上昇期間と周波数下降期間の単位時
間当りの周波数変化量が一致している場合、距離・相対
速度演算部12は、周波数上昇期間のビート周波数fb
upと周波数下降期間のビート周波数fbdownとの
和を1/2することで、距離に係る周波数frを求め
る。 fr=(fbup+fbdown)/2 そして、距離に係る周波数frと単位時間当りの周波数
変化量とに基づいて対象物までの距離を求める。また、
距離・相対速度演算部12は、周波数上昇期間のビート
周波数fbupと周波数下降期間のビート周波数fbd
ownとの差を1/2することで、ドップラ周波数fd
を求める。 fd=(fbup−fbdown)/2 そして、ドップラ周波数fdから相対速度を求める。
When the amount of frequency change per unit time in the frequency rising period and the frequency falling period are the same, the distance / relative speed calculation unit 12 determines that the beat frequency fb in the frequency rising period.
The frequency fr related to the distance is obtained by halving the sum of up and the beat frequency fbdown in the frequency falling period. fr = (fbup + fbdown) / 2 Then, the distance to the object is calculated based on the frequency fr related to the distance and the frequency change amount per unit time. Also,
The distance / relative speed calculation unit 12 determines the beat frequency fbup during the frequency rising period and the beat frequency fbd during the frequency falling period.
Doppler frequency fd
Ask for. fd = (fbup-fbdown) / 2 Then, the relative speed is obtained from the Doppler frequency fd.

【0089】例えば、変調波(送信波)の中心周波数f
0が60ギガヘルツで、周波数上昇期間における単位時
間当りの周波数変化量ならびに周波数下降期間における
単位時間当りの周波数変化量がともに300キロヘルツ
/マイクロ秒であり、周波数上昇期間におけるビート周
波数fbupが296キロヘルツ,周波数下降期間にお
けるビート周波数fbdownが304キロヘルツであ
る場合、距離に係るビート周波数frが300キロヘル
ツであることが求まり、この距離に係るビート周波数f
r(fr=300キロヘルツ)と単位時間当りの周波数
変化量(300キロヘルツ/マイクロ秒)とから対象物
の距離が150メートルであることが求まる(正確に
は、送信波と受信波の時間差が求まり、その時間差と光
速Cとから距離が求まる)。また、ドップラ周波数fd
が4ヘルツであることが求まり、中心周波数f0(f0
=60ギガヘルツ)においてドップラ周波数fd(fd
=4ヘルツ)となる場合の相対速度が10メートル/秒
であることが求まる。
For example, the center frequency f of the modulated wave (transmission wave)
0 is 60 GHz, the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period are both 300 kHz / microsecond, and the beat frequency fbup in the frequency rising period is 296 kHz, When the beat frequency fbdown in the frequency decreasing period is 304 kilohertz, the beat frequency fr related to the distance is required to be 300 kilohertz, and the beat frequency f related to this distance is f.
From r (fr = 300 kilohertz) and the amount of frequency change per unit time (300 kilohertz / microsecond), it can be determined that the distance to the object is 150 meters (more precisely, the time difference between the transmitted wave and the received wave can be obtained). , The distance is obtained from the time difference and the speed of light C). Also, the Doppler frequency fd
Is determined to be 4 hertz, and the center frequency f0 (f0
= 60 GHz, the Doppler frequency fd (fd
= 4 Hz), the relative speed is found to be 10 m / sec.

【0090】周波数上昇期間と周波数下降期間の単位時
間当りの周波数変化量が一致していない場合、距離・相
対速度演算部12は、周波数上昇期間における単位時間
当りの周波数変化量と周波数下降期間における単位時間
当りの周波数変化量との比に基づいて、周波数上昇期間
で検出されたビート周波数を、周波数下降期間における
単位時間当りの周波数変化量である場合のビート周波数
に換算(補正)した後に、周波数上昇期間補正ビート周
波数と周波数下降期間ビート周波数と周波数下降期間に
おける単位時間当りの周波数変化量とに基づいて距離,
相対速度を求める。
When the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency falling period does not match, the distance / relative speed calculating unit 12 determines the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency falling period in the frequency falling period. Based on the ratio with the frequency change amount per unit time, after converting (correcting) the beat frequency detected in the frequency rising period into the beat frequency when it is the frequency change amount per unit time in the frequency falling period, Frequency rise period correction beat frequency and frequency fall period Beat frequency and distance based on the frequency change amount per unit time in the frequency fall period,
Calculate the relative speed.

【0091】また、周波数上昇期間と周波数下降期間の
単位時間当りの周波数変化量が一致していない場合、距
離・相対速度演算部12は、周波数上昇期間における単
位時間当りの周波数変化量と周波数下降期間における単
位時間当りの周波数変化量との比に基づいて、周波数下
降期間で検出されたビート周波数を、周波数上昇期間に
おける単位時間当りの周波数変化量である場合のビート
周波数に換算(補正)した後に、周波数上昇期間ビート
周波数と周波数下降期間補正ビート周波数と周波数上昇
期間における単位時間当りの周波数変化量とに基づいて
距離,相対速度を求めるようにしてもよい。
When the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency falling period do not match, the distance / relative speed calculation unit 12 determines that the frequency change amount per unit time in the frequency rising period and the frequency falling amount. Based on the ratio with the frequency change amount per unit time in the period, the beat frequency detected in the frequency falling period was converted (corrected) to the beat frequency in the case of the frequency change amount per unit time in the frequency rising period. After that, the distance and the relative speed may be obtained based on the frequency rising period beat frequency, the frequency falling period correction beat frequency, and the frequency change amount per unit time in the frequency rising period.

【0092】さらに、周波数上昇期間と周波数下降期間
の単位時間当りの周波数変化量が一致していない場合、
距離・相対速度演算部12は、周波数上昇期間における
単位時間当りの周波数変化量と設計上の単位時間当りの
周波数変化量(設計値)との比に基づいて、周波数上昇
期間で検出されたビート周波数を、周波数上昇期間にお
ける単位時間当りの周波数変化量が設計値である場合の
ビート周波数に換算(補正)するとともに、周波数下降
期間における単位時間当りの周波数変化量と設計上の単
位時間当りの周波数変化量(設計値)との比に基づい
て、周波数下降期間で検出されたビート周波数を、周波
数下降期間における単位時間当りの周波数変化量が設計
値である場合のビート周波数に換算(補正)した後に、
周波数上昇期間補正ビート周波数と周波数下降期間補正
ビート周波数と設計上の単位時間当りの周波数変化量
(設計値)とに基づいて距離,相対速度を求めるように
してもよい。
Furthermore, when the amount of frequency change per unit time in the frequency rising period and the frequency falling period does not match,
The distance / relative velocity calculation unit 12 detects the beat detected in the frequency rising period based on the ratio of the frequency change amount per unit time in the frequency rising period to the designed frequency change amount per unit time (design value). The frequency is converted (corrected) to the beat frequency when the frequency change amount per unit time in the frequency rising period is the design value, and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period and the designed unit time Based on the ratio with the frequency change amount (design value), the beat frequency detected in the frequency falling period is converted (corrected) to the beat frequency when the frequency change amount per unit time in the frequency falling period is the design value. After doing
The distance and the relative speed may be obtained based on the frequency rising period correction beat frequency, the frequency falling period correction beat frequency, and the designed frequency change amount per unit time (design value).

【0093】例えば、設計上の単位時間当りの周波数変
化量(設計値)が300キロヘルツ/マイクロ秒である
のに対して、実際に送信される変調信号の周波数上昇期
間における単位時間当りの周波数変化量が例えば290
キロヘルツ/マイクロ秒に、実際に送信される変調信号
の周波数下降期間における単位時間当りの周波数変化量
が例えば330キロヘルツ/マイクロ秒になった場合、
距離が150メートル,相対速度+10メートル/秒の
対象物(秒速10mで近づいてくる対象物)の周波数上
昇期間におけるビート周波数fbupは286キロヘル
ツ,周波数下降期間におけるビート周波数fbdown
は334キロヘルツとなる。
For example, while the designed frequency change amount (design value) per unit time is 300 kilohertz / microsecond, the frequency change per unit time in the frequency rising period of the actually transmitted modulated signal is as follows. Amount is 290
When the frequency change amount per unit time in the frequency falling period of the actually transmitted modulated signal becomes, for example, 330 kilohertz / microsecond in kilohertz / microsecond,
The beat frequency fbup of the object having a distance of 150 meters and a relative speed of +10 meters / second (the object approaching at a speed of 10 m / sec) in the frequency increasing period is 286 kHz, and the beat frequency fbdown in the frequency decreasing period.
Will be 334 kilohertz.

【0094】ここで、実際に送信される変調信号の周波
数変化量が設計値(300キロヘルツ/マイクロ秒)で
あるとして距離を求めると、距離は155メートルとな
り、実際の距離150メートルとの間に誤差が生ずる。
また、相対速度は120メートル/秒となり、実際の相
対速度10メートル/秒と大きく異なってしまう。そこ
で、周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変化
量(290キロヘルツ/マイクロ秒)と設計上の周波数
変化量(300キロヘルツ/マイクロ秒)との比に基づ
いて、周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変
化量(290キロヘルツ/マイクロ秒)で検出されたビ
ート周波数fbup(286キロヘルツ)を、設計上の
周波数変化量(300キロヘルツ/マイクロ秒)である
場合のビート周波数に換算する(補正する)ことで、周
波数上昇期間補正ビート周波数=295.9キロヘルツ
とする。
Here, when the distance is calculated assuming that the frequency change amount of the actually transmitted modulated signal is the designed value (300 kilohertz / microsecond), the distance becomes 155 meters, and the distance between the actual distance and 150 meters is obtained. There is an error.
Further, the relative speed is 120 meters / second, which is significantly different from the actual relative speed of 10 meters / second. Therefore, based on the ratio of the frequency change amount per unit time (290 kilohertz / microsecond) and the designed frequency change amount (300 kilohertz / microsecond) during the frequency increasing period, the frequency per unit time during the frequency increasing period is calculated. By converting (correcting) the beat frequency fbup (286 kilohertz) detected by the change amount (290 kilohertz / microsecond) into the beat frequency when the designed frequency change amount (300 kilohertz / microsecond) is obtained. , Frequency rising period correction beat frequency = 295.9 kHz.

【0095】次に、周波数下降期間における単位時間当
りの周波数変化量(330キロヘルツ/マイクロ秒)と
設計上の周波数変化量(300キロヘルツ/マイクロ
秒)との比に基づいて、周波数下降期間における単位時
間当りの周波数変化量(330キロヘルツ/マイクロ
秒)で検出されたビート周波数fbdown(334キ
ロヘルツ)を、設計上の周波数変化量(300キロヘル
ツ/マイクロ秒)である場合のビート周波数に換算する
(補正する)ことで、周波数下降期間補正ビート周波数
=303.6キロヘルツとする。
Next, based on the ratio of the frequency change amount (330 kHz / microsecond) per unit time in the frequency decrease period to the designed frequency change amount (300 kHz / microsecond), the unit in the frequency decrease period is set. The beat frequency fbdown (334 kilohertz) detected by the frequency change amount per hour (330 kilohertz / microsecond) is converted into the beat frequency in the case of the designed frequency change amount (300 kilohertz / microsecond) (correction By doing so, the frequency falling period correction beat frequency is set to 303.6 kHz.

【0096】そして、周波数上昇期間補正ビート周波数
=295.9キロヘルツと周波数下降期間補正ビート周
波数=303.6キロヘルツと設計上の周波数変化量
(300キロヘルツ/マイクロ秒)とに基づいて、距離
ならびに相対速度を求めると、距離は149.9メート
ルとなり、相対速度は9.6メートル/秒となり、距離
ならびに相対速度を精度良く求めることができる。
Then, based on the frequency rising period correction beat frequency = 295.9 kHz and the frequency falling period correction beat frequency = 303.6 kHz, and the designed frequency change amount (300 kHz / microsecond), the distance and the relative distance are set. When the speed is calculated, the distance is 149.9 meters and the relative speed is 9.6 meters / second, and the distance and the relative speed can be calculated with high accuracy.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るFM
−CWレーダ装置は、変調波の単位時間当りの周波数変
化量を求める周波数変化量測定部を備え、この周波数変
化量測定部で求めた単位時間当りの周波数変化量を用い
て対象物の距離を求める構成としたので、変調信号を生
成する電圧制御発振器(VCO)の周波数指定電圧−発
振周波数特性のばらつきや経時変化によって、実際に送
信される変調信号の単位時間当りの周波数変化量が設計
上の値からずれてしまった場合でも、実測した単位時間
当りの周波数変化量に基づいて対象物の距離・相対速度
を演算することができる。よって、距離ならびに相対速
度を正確に求めることができる。
As described above, the FM according to the present invention
The CW radar device includes a frequency change amount measurement unit that obtains the frequency change amount of the modulated wave per unit time, and uses the frequency change amount per unit time obtained by the frequency change amount measurement unit to determine the distance to the object. Since the configuration is determined, the frequency change amount per unit time of the modulation signal actually transmitted is designed by the variation in the frequency specification voltage-oscillation frequency characteristic of the voltage controlled oscillator (VCO) that generates the modulation signal and the change over time. Even if the value deviates from the value of, the distance / relative speed of the object can be calculated based on the actually measured frequency change amount per unit time. Therefore, the distance and the relative speed can be accurately obtained.

【0098】この発明に係るFM−CWレーダ装置にお
ける距離・相対速度算出方法は、変調波の単位時間当り
の周波数変化量を測定し、測定された単位時間当りの周
波数変化量に基づいて対象物の距離・相対速度を演算す
るので、実際に送信される変調信号の単位時間当りの周
波数変化量が変動した場合でも、距離ならびに相対速度
を正確に求めることができる。
The distance / relative velocity calculation method in the FM-CW radar device according to the present invention measures the frequency change amount of the modulated wave per unit time, and determines the object based on the measured frequency change amount per unit time. Since the distance and the relative speed are calculated, the distance and the relative speed can be accurately obtained even when the frequency change amount of the modulation signal actually transmitted per unit time fluctuates.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】対象物が静止している場合(相対速度がない場
合)の送信波,受信波およびビート周波数の関係を示す
説明図
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between a transmitted wave, a received wave, and a beat frequency when an object is stationary (when there is no relative velocity).

【図2】対象物がFM−CWレーダ装置側に近づく方向
に移動している場合の送信波,受信波およびビート周波
数の関係を示す説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a transmission wave, a reception wave and a beat frequency when an object is moving in a direction approaching the FM-CW radar device side.

【図3】対象物がFM−CWレーダ装置側から遠ざかる
方向に移動している場合の送信波,受信波およびビート
周波数の関係を示す説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a transmission wave, a reception wave, and a beat frequency when an object is moving in a direction away from the FM-CW radar device side.

【図4】送信波の周波数掃引の変動例を示す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing a variation example of frequency sweep of a transmission wave.

【図5】送信波の周波数掃引の他の変動例を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing another variation example of frequency sweep of a transmission wave.

【図6】この発明に係るFM−CWレーダ装置のブロッ
ク構成図
FIG. 6 is a block configuration diagram of an FM-CW radar device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…FM−CWレーダ装置、2…FM信号発生部、3…
掃引制御部、4…電力分配器、5…サーキュレータ、6
…送受信兼用アンテナ、7…混合部、8…遅延手段、9
…スイッチ回路、10…A/D変換部、11…周波数解
析(FFT)部、12…距離・相対速度演算部、13…
周波数変化量測定部、14…設計値記憶部、15…実測
値記憶部、16…走行距離検出部、17…測定条件入力
部。
1 ... FM-CW radar device, 2 ... FM signal generator, 3 ...
Sweep control unit, 4 ... Power distributor, 5 ... Circulator, 6
... antenna for both transmission and reception, 7 ... mixing section, 8 ... delay means, 9
... switch circuit, 10 ... A / D conversion section, 11 ... frequency analysis (FFT) section, 12 ... distance / relative speed calculation section, 13 ...
Frequency change amount measuring unit, 14 ... Design value storage unit, 15 ... Actual measurement value storage unit, 16 ... Running distance detection unit, 17 ... Measurement condition input unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−298882(JP,A) 特開 平4−242187(JP,A) 特開 平4−282483(JP,A) 特開 平7−146359(JP,A) 特開 平7−151852(JP,A) 特開 平9−222474(JP,A) 特開 平5−188141(JP,A) 特表 平8−508537(JP,A) (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 (56) References JP-A-2-298882 (JP, A) JP-A-4-242187 (JP, A) JP-A-4-282483 (JP, A) JP-A-7- 146359 (JP, A) JP-A-7-151852 (JP, A) JP-A-9-222474 (JP, A) JP-A-5-188141 (JP, A) JP-A-8-508537 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 7 /00-7/42 G01S 13/00-13/95

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 周波数が上昇・下降を繰り返す変調波を
送信し、対象物で反射された反射波を受信し、送信波の
周波数と受信波の周波数との差であるビート周波数に基
づいて対象物の距離を求めるFM−CWレーダ装置にお
いて、 前記変調波の単位時間当りの周波数変化量を求める周波
数変化量測定部と、 周波数変化量測定部によって測定
された単位時間当りの周波数変化量(実測値)を記憶す
る実測値記憶部と、 周波数上昇期間ならびに周波数下降期間での各周波数ス
ペクトル(ビート周波数)、および周波数変化量測定部
から供給される単位時間当りの周波数変化量に基づい
て、対象物の距離および相対速度を演算する距離・相対
速度演算部と、を備え、 前記周波数変化量測定部は実測値記憶部に単位時間当り
の周波数変化量(実測値)が格納されている場合には、
各周波数変化量(実測値)を距離・相対速度演算部へ供
給する ことを特徴とするFM−CWレーダ装置。
1. A modulated wave whose frequency rises and falls repeatedly is transmitted, a reflected wave reflected by an object is received, and the target is based on a beat frequency which is the difference between the frequency of the transmitted wave and the frequency of the received wave. In an FM-CW radar device for obtaining the distance of an object, the frequency change amount measuring unit for obtaining the frequency change amount of the modulated wave per unit time and the frequency change amount measuring unit are used for measurement.
The frequency change amount (measured value) per unit time
The actual measured value storage section and each frequency scan during the frequency rising period and the frequency falling period.
Vector (beat frequency) and frequency change measurement unit
Based on the amount of frequency change per unit time supplied from
Distance / relative to calculate the distance and relative speed of the object
The frequency change amount measuring unit is provided in the measured value storage unit per unit time.
If the frequency change amount (measured value) of is stored,
Provide each frequency change (measured value) to the distance / relative speed calculator
The FM-CW radar device is characterized in that it is supplied .
【請求項2】 周波数が上昇・下降を繰り返す変調波を2. A modulated wave whose frequency repeatedly rises and falls
送信し、対象物で反射された反射波を受信し、送信波のThe transmitted wave is received and the reflected wave reflected by the target object is received.
周波数と受信波の周波数との差であるビート周波数に基Based on the beat frequency, which is the difference between the frequency and the frequency of the received wave
づいて対象物の距離を求めるFM−CWレーダ装置におIn the FM-CW radar device that calculates the distance of the target object based on
いて、And 前記変調波の単位時間当りの周波数変化量を求める周波Frequency for obtaining the amount of frequency change of the modulated wave per unit time
数変化量測定部と、A number change amount measuring unit, 周波数変化量測定部によって測定Measured by frequency change measurement unit
された周波数上昇期間における単位時間当りの周波数変Frequency change per unit time during the specified frequency rise period.
化量(実測値)、周波数下降期間における単位時間当りAmount (measured value), per unit time during frequency falling period
の周波数変化量(実測値)を記憶する実測値記憶部と、A measured value storage unit that stores the frequency change amount (measured value) of 周波数上昇期間ならびに周波数下降期間での各周波数スEach frequency scan during the frequency rising period and the frequency falling period
ペクトル(ビート周波数)、および周波数変化量測定部Vector (beat frequency) and frequency change measurement unit
から供給される周波数上昇期間ならびに周波数下降期間Frequency rising period and frequency falling period supplied from
における単位時間当りの周波数変化量に基づいて、対象Based on the amount of frequency change per unit time in
物の距離および相対速度を演算する距離・相対速度演算Distance / relative speed calculation to calculate the distance and relative speed of an object
部とを備え、Section and 前記周波数変化量測定部は実測値記憶部に周波数上昇期The frequency change amount measuring unit stores the frequency rising period in the measured value storage unit.
間における単位時間当りの周波数変化量(実測値)、周Frequency change amount per unit time (measured value),
波数下降期間における単位時間当りの周波数変化量(実Amount of frequency change per unit time during the wave number falling period (actual
測値)が格納されている場合には、それらの各周波数変(Measured values) are stored, their respective frequency
化量(実測値)を距離・相対速度演算部へ供給することSupplying the measured amount (measured value) to the distance / relative speed calculation unit
を特徴とするFM−CWレーダ装置。An FM-CW radar device characterized by:
【請求項3】3. 単位時間当りの周波数変化量(設計値)Frequency change per unit time (design value)
が予め登録されている、設計値記憶部を備え、Has a design value storage unit that is registered in advance, 前記周波数変化量測定部は実測値記憶部に周波数上昇期The frequency change amount measuring unit stores the frequency rising period in the measured value storage unit.
間における単位時間当りの周波数変化量(実測値)、周Frequency change amount per unit time (measured value),
波数下降期間における単位時間当りの周波数変化量(実Amount of frequency change per unit time during the wave number falling period (actual
測値)が格納されていない場合は、設計値記憶部に格納If (measured value) is not stored, it is stored in the design value storage unit.
されている単位時間当りの周波数変化量(設計値)を距The frequency change amount (design value) per unit time
離・相対速度演算部へ供給することを特徴とする請求項It supplies to a separation / relative speed calculation unit.
2記載のFM−CWレーダ装置。2. The FM-CW radar device according to item 2.
【請求項4】 周波数が上昇・下降を繰り返す変調波を
送信し、対象物で反射された反射波を受信し、周波数上
昇期間における送信波の周波数と受信波の周波数との差
である周波数上昇期間ビート周波数と周波数下降期間に
おける送信波の周波数と受信波の周波数との差である周
波数下降期間ビート周波数とに基づいて対象物の相対距
離および相対速度を求めるFM−CWレーダ装置におい
て、 前記変調波の周波数上昇期間における単位時間当りの周
波数変化量、ならびに、前記変調波の周波数下降期間に
おける単位時間当りの周波数変化量とをそれぞれ求める
周波数変化量測定部を備え、 周波数変化量測定部で測定された周波数上昇期間におけ
る単位時間当りの周波数変化量と周波数変化量測定部で
測定された周波数下降期間における単位時間当りの周波
数変化量とが同一である場合には、周波数上昇期間ビー
ト周波数と周波数下降期間ビート周波数との差に基づい
て相対速度を求めるとともに、周波数上昇期間ビート周
波数と周波数下降期間ビート周波数との和に基づいて距
離に係るビート周波数を求め、求めた距離に係るビート
周波数と前記周波数変化量測定部で測定された単位時間
当りの周波数変化量とに基づいて対象物の距離を求め、 周波数変化量測定部で測定された周波数上昇期間におけ
る単位時間当りの周波数変化量と周波数変化量測定部で
測定された周波数下降期間における単位時間当りの周波
数変化量とが異なる場合には、周波数上昇期間ビート周
波数と周波数下降期間ビート周波数とのいずれか一方ま
たは両方を補正して周波数上昇期間における単位時間当
りの周波数変化量と周波数下降期間における単位時間当
りの周波数変化量とが等しい場合の補正ビート周波数を
求め、周波数上昇期間補正ビート周波数と周波数下降期
間補正ビート周波数とに基づいて対象物の相対距離およ
び相対速度を求めることを特徴とするFM−CWレーダ
装置。
4. A frequency rising which is a difference between a frequency of a transmitted wave and a frequency of a received wave during a frequency rising period is transmitted by transmitting a modulated wave whose frequency repeatedly rises and falls and receives a reflected wave reflected by an object. In the FM-CW radar device, the relative distance and relative velocity of an object are calculated based on a period beat frequency and a frequency falling period beat frequency which is a difference between a frequency of a transmitted wave and a frequency of a received wave in a frequency falling period. A frequency change amount measuring unit for determining the frequency change amount per unit time in the frequency rising period of the wave and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period of the modulated wave, respectively, is measured by the frequency change amount measuring unit. Frequency change amount per unit time in the specified frequency rise period and unit in the frequency decrease period measured by the frequency change amount measurement unit When the amount of frequency change per unit is the same, the relative speed is calculated based on the difference between the beat frequency of the frequency rising period and the beat frequency of the frequency falling period, and the beat frequency of the frequency rising period and the beat frequency of the frequency falling period are calculated. The beat frequency relating to the distance is obtained based on the sum of the above, the beat frequency relating to the obtained distance is obtained, and the distance to the object is obtained based on the frequency change amount per unit time measured by the frequency change amount measuring unit. If the frequency change amount per unit time in the frequency rise period measured by the change amount measurement unit and the frequency change amount per unit time in the frequency fall period measured by the frequency change amount measurement unit are different, the frequency rise period Per unit time during frequency rising period by correcting either or both of beat frequency and frequency falling period beat frequency When the amount of frequency change and the amount of frequency change per unit time in the frequency falling period are equal, the corrected beat frequency is obtained, and the relative distance and the relative distance of the object are calculated based on the corrected beat frequency for the rising period and the corrected beat frequency for the falling period An FM-CW radar device characterized by obtaining a velocity.
【請求項5】 周波数が上昇・下降を繰り返す変調波を
送信し、対象物で反射された反射波を受信し、周波数上
昇期間における送信波の周波数と受信波の周波数との差
である周波数上昇期間ビート周波数と周波数下降期間に
おける送信波の周波数と受信波の周波数との差である周
波数下降期間ビート周波数とに基づいて対象物の相対距
離および相対速度を求めるFM−CWレーダ装置におい
て、 前記変調波の周波数上昇期間における単位時間当りの周
波数変化量、ならびに、前記変調波の周波数下降期間に
おける単位時間当りの周波数変化量とをそれぞれ求める
周波数変化量測定部を備え、 前記周波数変化量測定部で求めた周波数上昇期間におけ
る単位時間当りの周波数変化量と予め設定した基準の単
位時間当りの周波数変化量との比に基づいて前記周波数
上昇期間ビート周波数を予め設定した基準の単位時間当
りの周波数変化量であった場合の上昇期間ビート周波数
へ補正し、 前記周波数変化量測定部で求めた周波数下降期間におけ
る単位時間当りの周波数変化量と予め設定した基準の単
位時間当りの周波数変化量との比に基づいて前記周波数
下降期間ビート周波数を予め設定した基準の単位時間当
りの周波数変化量であった場合の減少期間ビート周波数
へ補正し、 補正された周波数上昇期間補正ビート周波数と補正され
た周波数下降期間補正ビート周波数とに基づいて対象物
の相対距離および相対速度を求めることを特徴とするF
M−CWレーダ装置。
5. A frequency rising which is a difference between a frequency of a transmitted wave and a frequency of a received wave during a frequency rising period is transmitted by transmitting a modulated wave whose frequency repeatedly rises and falls and receiving a reflected wave reflected by an object. In the FM-CW radar device, the relative distance and relative velocity of an object are calculated based on a period beat frequency and a frequency falling period beat frequency which is a difference between a frequency of a transmitted wave and a frequency of a received wave in a frequency falling period. A frequency change amount per unit time in the frequency rising period of the wave, and a frequency change amount measuring unit for determining the frequency change amount per unit time in the frequency falling period of the modulated wave, respectively, the frequency change amount measuring unit Based on the ratio of the amount of frequency change per unit time obtained during the frequency rise period to the preset amount of frequency change per unit time The frequency rising period beat frequency is corrected to a rising period beat frequency when the frequency change amount is a preset reference frequency unit, and the frequency rising amount beat frequency per unit time is calculated by the frequency change amount measuring unit. Decrease period beat frequency when the frequency falling period beat frequency is the preset reference frequency change amount per unit time based on the ratio of the frequency change amount and the preset reference frequency change amount per unit time F, the relative distance and relative speed of the object are obtained based on the corrected frequency rising period correction beat frequency and the corrected frequency falling period correction beat frequency.
M-CW radar device.
【請求項6】 前記周波数変化量測定部は、距離が既知
で相対速度がゼロである対象物のビート周波数に基づい
て前記変調波の単位時間当りの周波数変化量を求めるこ
とを特徴とする請求項1,2,4,5のいずれか1項に
記載のFM−CWレーダ装置。
6. The frequency change amount measuring unit obtains a frequency change amount per unit time of the modulated wave based on a beat frequency of an object whose distance is known and relative velocity is zero. Item 6. The FM-CW radar device according to any one of Items 1, 2, 4, and 5 .
【請求項7】 前記周波数変化量測定部は、既知の距離
だけ隔てた第1,第2の対象物であって相対速度がそれ
ぞれゼロである第1,第2の対象物に係る第1,第2の
ビート周波数に基づいて前記変調波の単位時間当りの周
波数変化量を求めることを特徴とする請求項1,2,
4,5のいずれか1項に記載のFM−CWレーダ装置。
7. The frequency change amount measuring unit includes first and second objects which are separated by a known distance and have a relative velocity of zero, respectively. 2. The amount of frequency change of the modulated wave per unit time is calculated based on the second beat frequency.
The FM-CW radar device according to any one of 4 and 5 .
【請求項8】 前記周波数変化量測定部は、第1の地点
で検出された相対速度がゼロである対象物に係る第1の
ビート周波数と、第1の地点から前記対象物に向って既
知の距離だけ隔てた第2の地点で検出された前記対象物
に係る第2のビート周波数とに基づいて前記変調波の単
位時間当りの周波数変化量を求めることを特徴とする請
求項1,2,4,5のいずれか1項に記載のFM−CW
レーダ装置。
8. The frequency change amount measuring unit is configured to detect a first beat frequency of an object having a relative velocity of zero detected at a first point and a known beat frequency from the first point toward the object. 2. A frequency change amount per unit time of the modulated wave is obtained based on a second beat frequency of the object detected at a second point separated by the distance. , FM-CW according to any one of 4 , 5
Radar equipment.
【請求項9】 前記周波数変化量測定部は、前記変調波
を遅延時間が既知の遅延手段を介して遅延させた遅延信
号と前記変調波とのビート周波数に基づいて前記変調波
の単位時間当りの周波数変化量を求めることを特徴とす
る請求項1,2,4,5のいずれか1項に記載のFM−
CWレーダ装置。
9. The frequency change amount measuring unit per unit time of the modulated wave based on a beat frequency of a delayed signal obtained by delaying the modulated wave via a delay unit having a known delay time and the modulated wave. 6. The FM- according to any one of claims 1, 2, 4 and 5, wherein the frequency change amount of
CW radar device.
【請求項10】 周波数が上昇・下降を繰り返す変調波
を送信し、対象物で反射された反射波を受信し、周波数
上昇期間における送信波の周波数と受信波の周波数との
差である周波数上昇期間ビート周波数と周波数下降期間
における送信波の周波数と受信波の周波数との差である
周波数下降期間ビート周波数とに基づいて対象物の相対
距離および相対速度を求めるFM−CWレーダ装置にお
ける距離・速度算出方法において、 前記変調波の周波数上昇期間における単位時間当りの周
波数変化量、ならびに、前記変調波の周波数下降期間に
おける単位時間当りの周波数変化量とをそれぞれ測定に
よって求めた後に、 測定された周波数上昇期間における単位時間当りの周波
数変化量と測定された周波数下降期間における単位時間
当りの周波数変化量とが同一である場合には、周波数上
昇期間ビート周波数と周波数下降期間ビート周波数との
差に基づいて相対速度を求めるとともに、周波数上昇期
間ビート周波数と周波数下降期間ビート周波数との和に
基づいて距離に係るビート周波数を求め、求めた距離に
係るビート周波数と前記測定された単位時間当りの周波
数変化量とに基づいて対象物の距離を求め、 測定された周波数上昇期間における単位時間当りの周波
数変化量と測定された周波数下降期間における単位時間
当りの周波数変化量とが異なる場合には、 周波数上昇期間ビート周波数と周波数下降期間ビート周
波数とのいずれか一方または両方を補正して周波数上昇
期間における単位時間当りの周波数変化量と周波数下降
期間における単位時間当りの周波数変化量とが等しい場
合の補正ビート周波数を求め、 周波数上昇期間補正ビート周波数と周波数下降期間補正
ビート周波数とに基づいて対象物の相対距離および相対
速度を求めることを特徴とするFM−CWレーダ装置に
おける距離・相対速度算出方法。
10. A frequency-increasing signal, which is a difference between a frequency of a transmitted wave and a frequency of a received wave during a frequency-increasing period, by transmitting a modulated wave whose frequency repeatedly rises and falls and receives a reflected wave reflected by an object. Distance / velocity in FM-CW radar device for obtaining relative distance and relative velocity of an object based on a period beat frequency and a frequency falling period beat frequency which is a difference between a frequency of a transmitted wave and a frequency of a received wave in a frequency falling period In the calculation method, the frequency change amount per unit time in the frequency rising period of the modulated wave, and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period of the modulated wave is obtained by measuring, respectively, the measured frequency Frequency change per unit time during rising period and measured frequency Frequency change per unit time during falling period If and are the same, the relative speed is obtained based on the difference between the beat frequency of the frequency rising period and the beat frequency of the frequency falling period, and the distance is calculated based on the sum of the beat frequency of the frequency rising period and the beat frequency of the frequency falling period. The beat frequency relating to the obtained distance is obtained, the distance of the object is obtained based on the beat frequency relating to the obtained distance and the measured frequency change amount per unit time, and the frequency change per unit time in the measured frequency rising period. If the amount of change and the amount of frequency change per unit time in the measured frequency falling period are different, the unit in the frequency rising period is corrected by correcting either or both of the frequency rising period beat frequency and the frequency falling period beat frequency. When the amount of frequency change per unit time and the amount of frequency change per unit time during the frequency falling period are equal Distance / relative velocity calculation method in FM-CW radar device, characterized in that a corrected beat frequency is obtained, and the relative distance and relative velocity of the object are obtained based on the frequency rising period correction beat frequency and the frequency falling period correction beat frequency. .
【請求項11】 周波数が上昇・下降を繰り返す変調波
を送信し、対象物で反射された反射波を受信し、周波数
上昇期間における送信波の周波数と受信波の周波数との
差である周波数上昇期間ビート周波数と周波数下降期間
における送信波の周波数と受信波の周波数との差である
周波数下降期間ビート周波数とに基づいて対象物の相対
距離および相対速度を求めるFM−CWレーダ装置にお
ける距離・速度算出方法において、 前記変調波の周波数上昇期間における単位時間当りの周
波数変化量、ならびに、前記変調波の周波数下降期間に
おける単位時間当りの周波数変化量とをそれぞれ測定に
よって求めた後に、 測定された周波数上昇期間における単位時間当りの周波
数変化量と予め設定した基準の単位時間当りの周波数変
化量との比に基づいて前記周波数上昇期間ビート周波数
を予め設定した基準の単位時間当りの周波数変化量であ
った場合の上昇期間ビート周波数へ補正し、 測定された周波数下降期間における単位時間当りの周波
数変化量と予め設定した基準の単位時間当りの周波数変
化量との比に基づいて前記周波数下降期間ビート周波数
を予め設定した基準の単位時間当りの周波数変化量であ
った場合の減少期間ビート周波数へ補正し、 補正された周波数上昇期間補正ビート周波数と補正され
た周波数下降期間補正ビート周波数とに基づいて対象物
の相対距離および相対速度を求めることを特徴とするF
M−CWレーダ装置における距離・相対速度算出方法。
11. A frequency-increasing signal, which is a difference between a frequency of a transmitted wave and a frequency of a received wave during a frequency-increasing period, by transmitting a modulated wave whose frequency repeatedly rises and falls and receives a reflected wave reflected by an object. Distance / velocity in FM-CW radar device for obtaining relative distance and relative velocity of an object based on a period beat frequency and a frequency falling period beat frequency which is a difference between a frequency of a transmitted wave and a frequency of a received wave in a frequency falling period In the calculation method, the frequency change amount per unit time in the frequency rising period of the modulated wave, and the frequency change amount per unit time in the frequency falling period of the modulated wave is obtained by measuring, respectively, the measured frequency Based on the ratio of the frequency change amount per unit time during the rising period to the preset reference frequency change amount per unit time. Then, the beat frequency of the frequency rising period is corrected to the beat frequency of the rising period when the reference frequency change amount is a preset reference frequency change amount, and the frequency change amount per unit time in the measured frequency falling period is set in advance. Based on the ratio of the reference frequency change amount per unit time, the frequency falling period beat frequency is corrected to a decreasing period beat frequency when the preset reference frequency change amount per unit time is corrected. F which is characterized in that the relative distance and the relative velocity of the object are obtained based on the frequency rising period correction beat frequency and the corrected frequency falling period correction beat frequency.
Distance / relative velocity calculation method in M-CW radar device.
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