JP4249057B2

JP4249057B2 - Ｆｍ−ｃｗレーダ

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Publication number: JP4249057B2
Application number: JP2004049229A
Authority: JP
Inventors: 英敬清末
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: JP2005241330A

Description

本発明は、ミリ波帯の電磁波を用いて車両のクルーズコントロール、衝突回避などに適用されるＦＭ−ＣＷレーダに関するものである。

ＦＭ−ＣＷレーダシステムは、ミリ波帯の電磁波を使用し、前方の車両との距離・速度の検知によるクルーズコントロールや衝突不可避時のドライバーへの被害軽減などの安全性対策に適用されている。このＦＭ−ＣＷレーダは、前方に向けて放射した電波が先行車両にあたって跳ね返ってくる受信波と送信波との差からビート周波数を求め、そのビート周波数を使って目標までの距離および相対速度を算出することができるものである。

従来のＦＭ−ＣＷレーダは、送信アンテナから送信波を空間に放射し、受信アンテナで目標から跳ね返ってきた受信波を受け、この受信波を信号処理することによって目標までの距離および相対速度を検出していた。このため、従来では、目標の反射面積、距離等が不明であるため、受信波の振幅値がどれぐらいあれば受信機能としては正常であるか否かを適格に判断することができないという問題点があった。

また、受信波のビート周波数にはレーダ装置内部の電気回路の電気的線路長による遅延によって生じる周波数も含まれてしまう。そのため、従来においては、目標までの距離を正確に求めるためには、レーダ内の電気的線路長によって生じるディレイ量を試験段階で予め測定し、この測定値を用いて目標までの距離を算出する際に補正する必要があった。このため、従来では、試験が複雑になり、また温度等の影響を受けてレーダ内の電気的線路長が変化した場合は目標までの距離を正確に算出できないという問題点があった。

特許文献１には、ＦＭ−ＣＷレーダにおいて、チャネル毎の伝送線路の線路長による遅延位相のバラツキおよび車両の車軸と走査型車載レーダのレーダ軸の取付け誤差を補正するようにした発明が開示されている。この特許文献１においては、複数の送受信アンテナを切り替える方式のホログラフィック車載レーダにおいて、走査型車載レーダを車両に取り付けた後に車軸上に反射器等の反射物体を設置し、走査型車載レーダを動作させて当該反射物体の複素信号をチャネル毎に計測し、当該チャネル毎の複素信号の絶対値をそれぞれ求め、当該複素信号を絶対値で正規化した共役の複素数を算出し、これをチャネル毎の位相補正データとして予めメモリに記憶しておき、走査型車載レーダの実際の運用時にはチャネル毎の複素スペクトラム信号に対してメモリに記憶した各チャネルの位相補正データを読み出して乗算し、乗算後の複素スペクトラム信号に基づいて方位の算出を行うようにしている。

特開２００３−３１５４４５号公報

しかしながら、上記特許文献１の従来技術によれば、車軸上に反射物体を設け、その反射波に基づいて各チャネル毎の伝送線路の線路長による位相補正データを求めるようにしているので、位相補正データ導出の際に反射体が必要となる。また、この特許文献１の従来技術によれば、位相補正データを予めメモリに記憶し、この記憶データを用いて計測方位を補正するようにしているので、計時変化、温度変化などの影響を大きく受け、正確な補正ができないという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、特別な反射体などを設置することなく、レーダを通常使用している状況下で、受信機能の故障診断を容易になし得るＦＭ−ＣＷレーダの故障診断方法およびＦＭ−ＣＷレーダを得ることを目的とする。

また、本発明は、特別な反射体などを設定することなく、レーダを通常使用している状況下で、レーダの電気的遅延量の測定を容易かつ正確になし得るＦＭ−ＣＷレーダの電気的遅延量導出方法およびＦＭ−ＣＷレーダを得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明では、目標探索時、周波数変調された送信波を送信し、この送信波と目標から跳ね返ってくる受信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、このビート周波数に基づいて目標までの相対距離および相対速度を求めるＦＭ−ＣＷレーダにおいて、目標探索の空き時間中の故障判定時に、特定周波数成分を持った擬似目標信号を発生する擬似目標発生回路と、目標探索時には周波数変調された送信波を発生し、前記故障判定時には無変調の送信波を発生する発振器と、目標探索時には前記発振器から出力される周波数変調された送信波を送信アンテナに供給し、前記故障判定時には前記擬似目標信号および前記発振器から出力される無変調の送信波を合成した合成波を発生してミキサに供給する信号合成回路と、目標探索時には、受信アンテナから出力される受信波と前記発振器から出力される周波数変調された送信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、前記故障判定時には前記合成波と前記発振器から出力される無変調の送信波との周波数差に対応するビート周波数を求めるミキサと、目標探索時には、ミキサから出力されるビート周波数に基づいて目標までの相対距離および相対速度を求め、前記故障判定時にはミキサから出力されるビート周波数を、前記擬似目標信号の特定周波数と前記発振器から出力される無変調の送信波との周波数差と比較することによって受信アンテナは含まずミキサを含むレーダ受信機能の故障判定を行う信号処理器とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、無変調の送信波に特定周波数成分を持った擬似目標信号を合成し、該合成信号と無変調の送信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、該求めたビート周波数に基づいてレーダ受信機能の故障判定を行うようにしている。

また、この発明では、周波数変調された送信波を送信し、この送信波と目標から跳ね返ってくる受信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、このビート周波数に基づいて目標までの相対距離および相対速度を求めるＦＭ−ＣＷレーダにおいて、目標探索の空き時間中の電気的遅延量の測定時に、前記送信波の中心周波数に所定の周波数シフト量を加えた値の特定周波数成分を持った擬似目標信号を発生する擬似目標発生回路と、周波数変調された送信波を発生する発振器と、目標探索時には前記発振器から出力される周波数変調された送信波を送信アンテナに供給し、前記電気的遅延量の測定時には、前記擬似目標信号および前記発振器から出力される周波数変調された送信波を合成した合成波を発生してミキサに供給する信号合成回路と、目標探索時には、受信アンテナから出力される受信波と前記発振器から出力される周波数変調された送信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、前記電気的遅延量の測定時には前記合成波と前記発振器から出力される周波数変調された送信波との周波数差に対応するビート周波数を求めるミキサと、目標探索時には、ミキサから出力されるビート周波数に基づいて目標までの相対距離および相対速度を求め、前記電気的遅延量の測定時にはミキサから出力されるビート周波数と前記周波数シフト量とに基づいて発振器から信号合成回路を経由したミキサの入力までの電気的線路長と、発振器から直接的なミキサの入力までの電気的線路長との差に対応する電気的遅延量を求める信号処理器とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、周波数変調された送信波に、該送信波の中心周波数に所定の周波数シフト量を加えた値の特定周波数成分を持った擬似目標信号を合成し、該合成信号と周波数変調された送信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、該求めたビート周波数と前記周波数シフト量とに基づいてレーダの電気的遅延量を求めるようにしている。

この発明によれば、無変調の送信波に特定周波数成分を持った擬似目標信号を合成し、該合成信号と無変調の送信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、該求めたビート周波数に基づいてレーダ受信機能の故障判定を行うようにしているので、特別な反射体などを設置することなく、レーダ受信機能が正常であるかの故障診断を簡単な処理によって任意の時に常時実施することが可能となる。

また、この発明では、周波数変調された送信波に、該送信波の中心周波数に所定の周波数シフト量を加えた値の特定周波数成分を持った擬似目標信号を合成し、該合成信号と周波数変調された送信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、該求めたビート周波数と前記周波数シフト量とに基づいてレーダの電気的遅延量を求めるようにしているので、特別な反射体などを設置することなく、レーダの電気的遅延量の測定を簡単な処理によって任意の時に常時実施することが可能となる。

以下に、本発明にかかるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１はＦＭ−ＣＷレーダの構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＦＭ−ＣＷレーダは、信号処理器１、マイクロコンピュータ（以下マイコンという）２、発振器３、増幅回路４，送信アンテナ５、受信アンテナ６、ミキサ７、ビデオ増幅器８を有する通常のＦＭ−ＣＷレーダの構成要素に対し、擬似目標発生回路９，信号合成回路１０およびカプラ１１が追加されている。

信号処理器１の出力端はマイコン２と擬似目標発生回路９と信号合成回路１０に接続される。マイコン２の出力端は発振器３に接続される。発振器３の出力端は増幅回路４とミキサ７に接続される。増幅回路４の出力端は信号合成回路１０に接続される。信号合成回路１０の出力端は送信アンテナ５およびカプラ１１に接続される。受信アンテナ６の出力端はカプラ１１に接続される。カプラ１１の出力端はミキサ７に接続される。ミキサ７の出力端はビデオ増幅器８に接続される。さらに、ビデオ増幅器８の出力端は信号処理器１に接続される。

信号処理器１は、ＦＭ−ＣＷレーダの全体の制御を行う機能を有しており、信号処理器１から出力される送信タイミング信号ＳＴ、擬似目標制御信号ＧＳ、スイッチ切換信号ＳＷはマイコン２、擬似目標発生回路９、信号合成回路１０にそれぞれ供給される。

信号処理器１から送信タイミング信号ＳＴを供給されたマイコン２は、この送信タイミング信号ＳＴに従って送信コマンドＳＣを生成し、生成した送信コマンドＳＣを発振器３に供給する。発振器３は、発振器および変調回路などによって構成され、マイコン２から送信コマンドＳＣを供給された発振器３は、この送信コマンドＳＣに従って送信波ＳＤ、すなわち周波数変調された連続波を生成し、生成した送信波ＳＤを増幅回路４およびミキサ７に供給する。

発振器３から送信波ＳＤを供給された増幅回路４は、この送信波ＳＤを増幅し、増幅した送信波ＳＤを信号合成回路１０に供給する。

一方、信号処理器１から擬似目標制御信号ＧＳを供給された擬似目標発生回路９は擬似目標信号ＧＭを生成し、生成した擬似目標信号ＧＭを信号合成回路１０に供給する。擬似目標信号ＧＭは、送信波ＳＤの中心周波数をf 0とし、Δfdを中心周波数f 0からの周波数シフト量とした場合、（f 0＋Δfd）の周波数成分をもつものである。

信号合成回路１０には、信号処理器１からのスイッチ切換信号ＳＷ、擬似目標発生回路９からの擬似目標信号ＧＭおよび増幅回路４からの送信波ＳＤが入力される。信号合成回路１０は、図２に示すように、例えば、合成器１２および切換スイッチ１３によって構成されている。合成器１２は、擬似目標発生回路９からの擬似目標信号ＧＭと増幅回路４からの送信波ＳＤとを合成し、その合成信号をスイッチ１３に入力する。なお、合成器１２では、擬似目標発生回路９から擬似目標信号ＧＭが出力されていないときには、増幅回路４からの送信波ＳＤのみをスイッチ１３に入力する。

スイッチ１３は、信号処理器１からのスイッチ切換信号ＳＷに基づいて合成器１２からの入力を送信アンテナ５およびカプラ１１の何れかに出力するような出力切換処理を実行する。この場合、信号処理器１によるスイッチ切換信号ＳＷおよび擬似目標制御信号ＧＳの制御によって、合成器１２から送信波ＳＤのみが出力されているときは、この送信波ＳＤは信号合成回路１０から送信アンテナ５に供給され、また合成器１２から送信波ＳＤおよび擬似目標信号ＧＭの合成波が出力されているときは、この合成波は信号合成回路１０からカプラ１１に供給されるようになっている。

送信アンテナ５は、信号合成回路１０から供給された送信波ＳＤを空間に放射する。受信アンテナ６は、目標から跳ね返ってくる受信波ＺＤを受信する。受信アンテナ６から出力される受信波ＺＤはカプラ１１に供給される。カプラ１１は、一方向にのみ信号を出力する機能を有しており、カプラ１１は受信アンテナ６からの受信波ＺＤ、または信号合成回路１０から出力される送信波ＳＤと擬似目標信号ＧＭとの合成波をミキサ７に供給する。

ミキサ７は、カプラ１１から出力される受信波ＺＤ、または送信波ＳＤと擬似目標信号ＧＭとの合成波を、発振器３から出力される送信波ＳＤとミキシングし、ミキシングした結果得られるビデオ信号をビデオ増幅器８に供給する。すなわち、ミキサ７は、カプラ１１から出力される受信波ＺＤと発振器３から出力される送信波ＳＤとの周波数差の信号（ビート信号）、あるいはカプラ１１から出力される前記合成波と発振器３から出力される送信波ＳＤとの周波数差の信号（ビート信号）を発生してビデオ増幅器８に送る。ビデオ増幅器８は、入力されたビデオ信号（ビート信号）を増幅し、その増幅信号を信号処理器１に供給する。

信号処理器１は、入力されたビート信号を信号処理することでビデオ信号に含まれるビート周波数を抽出し、目標までの距離、および速度を検出する。すなわち、信号処理器１は、ビート信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、デジタル化されたビート信号を取込み、高速フーリエ変換（FFT）処理などにより周波数スペクトルを求める周波数分析装置、周波数分布と閾値とを比較して閾値を越えたもののなかで極大となるものを目標物として検出する目標物検出手段、目標物検出手段でピックアップされた周波数により目標物との相対距離および相対速度を求める距離速度導出手段などを有している。

まず、送信波ＳＤを目標に放射し、該送信波ＳＤおよびその受信波ＺＤに基づいて目標までの距離Ｒおよび目標との相対速度Ｖを算出するＦＭ−ＣＷレーダの通常の目標捜索動作について説明する。

通常動作の際、信号処理器１は、送信タイミング信号ＳＴを所要のタイミングでマイコン２に出力するとともに、例えば、Ｌレベルのスイッチ切換信号ＳＷを出力して信号合成回路１０のスイッチ１３がその出力を送信アンテナ５に供給するようにする。また、この場合、擬似目標制御信号ＧＳは例えばＬレベルであり、擬似目標発生回路９からは擬似目標信号ＧＭは出力されない。

マイコン２から送信コマンドＳＣを供給された発振器３は、この送信コマンドＳＣに従って送信波、すなわち周波数変調された連続波を生成し、生成した送信波ＳＤを増幅回路４およびミキサ７に供給する。発振器３から送信波ＳＤを供給された増幅回路４は、この送信波ＳＤを増幅し、増幅した送信波ＳＤを信号合成回路１０に供給する。この場合、擬似目標発生回路９からは擬似目標信号ＧＭは出力されていないので、信号合成回路１０の合成器１２からは増幅回路４からの送信波ＳＤがそのまま出力される。この送信波ＳＤはスイッチ１３を介して送信アンテナ５に供給される。

送信アンテナ５は、信号合成回路１０から供給された送信波ＳＤを空間に放射する。受信アンテナ６は、目標から跳ね返ってくる受信波ＺＤを受信する。受信アンテナ６から出力される受信波ＺＤはカプラ１１に供給される。カプラ１１は受信アンテナ６からの受信波ＺＤをミキサ７に供給する。ミキサ７は、カプラ１１から出力される受信波ＺＤと発振器３から出力される送信波ＳＤとをミキシングし、ミキシングした結果得られるビデオ信号をビデオ増幅器８に供給する。すなわち、ミキサ７は、カプラ１１から出力される受信波ＺＤと発振器３から出力される送信波ＳＤとの周波数差の信号（ビート信号）を形成し、形成したビート信号をビデオ増幅器８に供給する。ビデオ増幅器８は、入力されたビデオ信号を増幅し、その増幅信号を信号処理器１に供給する。

図３は、送信波ＳＤと受信波ＺＤとビート周波数の関係を示したものである。信号処理器１は、ビデオ増幅器８から入力された送信波ＳＤと受信波ＺＤとのミキシング信号（ビート信号）に基づいて送信波上昇時（アップチャープ区間）のビート周波数fbuおよび送信波下降時（ダウンチャープ区間）のビート周波数fbdを求め、これら求めたビート周波数fbu，fbdを用いて下式（１）（２）に従って距離Ｒに相当する周波数fbおよび相対速度Ｖに相当する周波数fdを求める。

fb ＝（｜fbu｜＋｜fbd｜）／２ …（１）
fd ＝（｜fbu｜−｜fbd｜）／２ …（２）

そして、信号処理器１は、これら求めた距離Ｒに相当する周波数fbおよび相対速度Ｖに相当する周波数fdなどに基づいて下式（３）（４）に従って目標までの距離Ｒおよび目標との相対速度Ｖを算出する。

Ｒ＝（Ｃ／４＊Δｆ＊fm）＊fb …（３）
Ｖ＝（Ｃ／（２＊f 0））＊fd …（４）

ここで、
fb：距離に相当する周波数
fd：相対速度に相当する周波数
fbu：送信波上昇時（アップチャープ区間）のビート周波数
fbd：送信波下降時（ダウンチャープ区間）のビート周波数
Ｒ：目標までの距離
Ｖ：目標との相対速度
Ｃ：光速
Δｆ：周波数変調幅
fm ：繰り返し周波数
f 0：送信波ＳＤの中心周波数
である。

つぎに、故障診断時の動作について説明する。図４は、故障診断時の信号処理結果を概念的に示したものである。

信号処理器１は、上述した通常の目標捜索の空き時間を使ってレーダの受信機能が正常であるかの故障診断を行う。信号処理器１は故障診断を実施する場合、マイコン２に故障診断実施コマンドを出力するとともに、送信タイミング信号ＳＴを出力する。さらに、信号処理器１は擬似目標制御信号ＧＳを擬似目標発生回路９に出力するとともに、スイッチ切換信号ＳＷをスイッチ１３に出力して、スイッチ１３が合成器１２からの入力をカプラ１１に出力するようにスイッチ１３を切り替える。

故障診断実施コマンドを受信したマイコン２は、今回は故障診断を実行することを認知し、無変調の送信波ＳＤを送信する旨の指示コマンドを、送信タイミング信号ＳＴと共に発振器３に対し出力する。この結果、発振器３からは送信タイミング信号ＳＴに従ったタイミングで無変調の送信波（周波数f 0）ＳＤが生成されて増幅回路４に出力される。また擬似目標発生回路からは（f 0＋Δfd）の周波数成分をもった擬似目標信号ＧＭが生成されて信号合成回路１０に出力される。なお、Δfdは、前述したように、送信波ＳＤの中心周波数f 0からの周波数シフト量である。増幅回路４は、入力された無変調の送信波ＳＤを増幅して信号合成回路１０に出力する。

信号合成回路１０の合成器１２は、無変調の送信波ＳＤ（周波数f 0）と（f 0＋Δfd）の周波数成分をもった擬似目標信号ＧＭとを合成し、合成信号をスイッチ１３に出力する。この場合、スイッチ１３は、スイッチ切換信号ＳＷによって合成器１２からの入力をカプラ１１に出力するように切り替えられている。したがって、上記合成信号はスイッチ１３を介してカプラ１１に供給される。カプラ１１は入力された合成信号をミキサ７に出力する。

ミキサ７には、合成信号の他に発振器３からの無変調の送信波ＳＤが入力されており、ミキサ７はカプラ１１から出力される無変調の送信波ＳＤ（周波数f 0）と（f 0＋Δfd）の周波数成分をもった擬似目標信号ＧＭと、発振器３から出力される送信波ＳＤ（周波数f 0）との周波数差のビート信号（この場合、ビート信号のビート周波数はΔfdとなる）を発生してビデオ増幅器８に送る。ビデオ増幅器８は、入力されたビート信号を増幅し、その増幅信号を信号処理器１に供給する。

信号処理器１は、入力されたビート信号のビート周波数を求め、このビート周波数がΔfdで合った場合、別言すれば図４に示すように送信波ＳＤの中心周波数f 0からΔfdだけシフトしたところに信号が検出された場合はレーダの受信機能が正常に動作していると判断し、そうでなければレーダの受信機能に異常が発生していると判断する。そして、その判定結果を、表示、あるいは音などで利用者に報知する。

つぎに、レーダ内の電気的線路長によるディレイ量計測時の動作について説明する。図５は、ディレイ量計測時の信号処理結果を概念的に示したものである。

信号処理器１は、上述した通常の目標捜索の空き時間を使ってレーダ装置内のディレイ量を計測する。信号処理器１はディレイ量計測を実施する場合、マイコン２にディレイ量計測実施コマンドを出力するとともに、送信タイミング信号ＳＴを出力する。さらに、信号処理器１は、擬似目標制御信号ＧＳを擬似目標発生回路９に出力するとともに、スイッチ切換信号ＳＷをスイッチ１３に出力して、スイッチ１３が合成器１２からの入力をカプラ１１に出力するようにスイッチ１３を切り替える。

ディレイ量計測実施コマンドを受信したマイコン２は、今回はディレイ量計測を実行することを認知し、周波数変調された送信波ＳＤを送信する旨の指示コマンドを、送信タイミング信号ＳＴと共に発振器３に対し出力する。この結果、発振器３からは送信タイミング信号ＳＴに従ったタイミングで周波数変調された送信波（中心周波数f 0）ＳＤが生成されて増幅回路４に出力される。また擬似目標発生回路からは（f 0＋Δfd）の周波数成分をもった擬似目標信号ＧＭが生成されて信号合成回路１０に出力される。増幅回路４は、入力される周波数変調された送信波ＳＤを増幅して信号合成回路１０に出力する。

信号合成回路１０の合成器１２は、変調された送信波ＳＤ（中心周波数f 0）と（f 0＋Δfd）の周波数成分をもった擬似目標信号ＧＭとを合成し、合成信号をスイッチ１３に出力する。この場合、スイッチ１３は、スイッチ切換信号ＳＷによって合成器１２からの入力をカプラ１１に出力するように切り替えられている。したがって、上記合成信号はスイッチ１３を介してカプラ１１に供給される。カプラ１１は入力された合成信号をミキサ７に出力する。

ミキサ７には、合成信号の他に発振器３からの変調された送信波ＳＤが入力されている。ミキサ７に入力される合成信号には、変調された送信波ＳＤ（中心周波数f 0）および（f 0＋Δfd）の周波数成分をもった擬似目標信号ＧＭの他に、レーダ装置の電気的線路長によって生じる周波数frも含まれている。したがって、ミキサ７では、（f 0＋Δfd＋fr）の周波数成分を持った合成信号と、発振器３から出力される変調された送信波ＳＤ（中心周波数f 0）との周波数差のビート信号（ビート周波数はΔfd＋fr）を発生してビデオ増幅器８に送る。なお、上記レーダ装置の電気的線路長によって生じる周波数frは、発振器３から、増幅回路４、信号合成回路１０、カプラ１１を経由したミキサ７の入力までの電気的線路長と、発振器３から直接でのミキサ７の入力までの電気的線路長との差に対応している。

信号処理器１は、入力されたビート信号のビート周波数（Δfd＋fr）を求める。すなわち、図５に示すように、擬似目標信号は、レーダ内の電気的線路長によって擬似目標発生回路９で発生させた擬似目標の周波数成分（f 0＋Δfd）よりさらにfrだけシフトするため、信号処理結果としては（Δfd＋fr）のビート周波数が検出されることになる。信号処理器１は、、このビート周波数（Δfd＋fr）から擬似目標信号の周波数シフト量Δfdを差し引いて、レーダ装置の電気的線路長によって生じる周波数frを求める。そして、該求めた周波数frを上記式（３）の距離に相当する周波数fbに差し替えて代入することにより、電気的遅延量ΔＲ（式（３）のＲに対応）を求める。そして、信号処理器１では、このようにして求められた電気的遅延量ΔＲを用いて、通常の目標捜索動作の際に求めた目標までの距離Ｒを補正する。

このようにこの実施の形態によれば、無変調の送信波f 0に特定周波数成分（f 0＋Δfd）を持った擬似目標信号を合成し、該合成信号と無変調の送信波との周波数差に対応するビート周波数Δfdを求め、該求めたビート周波数に基づいてレーダ受信機能の故障判定を行うようにしているので、特別な反射体などを設置することなく、レーダ受信機能が正常であるかの故障診断を簡単な処理によって任意の時に常時実施することが可能となる。

また、この実施の形態では、周波数変調された送信波f 0に、該送信波の中心周波数に所定の周波数シフト量を加えた値の特定周波数成分（f 0＋Δfd）を持った擬似目標信号を合成し、該合成信号と周波数変調された送信波との周波数差に対応するビート周波数（Δfd＋fr）を求め、該求めたビート周波数（Δfd＋fr）から擬似目標信号の周波数シフト量Δfdを差し引いて、レーダ装置の電気的線路長によって生じる周波数frを求め、該求めた周波数frを式（３）に代入することにより、電気的遅延量ΔＲを求めるようにしているので、特別な反射体などを設置することなく、レーダの電気的遅延量の測定を簡単な処理によって任意の時に常時実施することが可能となる。したがって、この電気的遅延量ΔＲを用いて、通常の目標捜索動作の際に求めた目標までの距離Ｒを補正するようにすれば、正確な距離Ｒの測定が可能となる。

以上のように、本発明にかかるＦＭ−ＣＷレーダの故障診断方法、電気的遅延量導出方法およびＦＭ−ＣＷレーダは、車両のクルーズコントロールや衝突不可避時のドライバーへの被害軽減などの安全性対策に有用である。

この発明にかかるＦＭ−ＣＷレーダの構成を示すブロック図である。図１の信号合成回路の内部構成を示すブロック図である。送信波と受信波とビート周波数との関係を示す図である。故障診断時の信号処理を示す図である。電気的遅延量測定時の信号処理を示す図である。

符号の説明

１信号処理器、
２マイコン（マイクロコンピュータ）、
３発振器、
４増幅回路、
５送信アンテナ、
６受信アンテナ、
７ミキサ、
８ビデオ増幅器、
９擬似目標発生回路、
１０信号合成回路、
１１カプラ、
１２合成器、
１３スイッチ（切換スイッチ）。

Claims

目標探索時、周波数変調された送信波を送信し、この送信波と目標から跳ね返ってくる受信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、このビート周波数に基づいて目標までの相対距離および相対速度を求めるＦＭ−ＣＷレーダにおいて、
目標探索の空き時間中の故障判定時に、特定周波数成分を持った擬似目標信号を発生する擬似目標発生回路と、
目標探索時には周波数変調された送信波を発生し、前記故障判定時には無変調の送信波を発生する発振器と、
目標探索時には前記発振器から出力される周波数変調された送信波を送信アンテナに供給し、前記故障判定時には前記擬似目標信号および前記発振器から出力される無変調の送信波を合成した合成波を発生してミキサに供給する信号合成回路と、
目標探索時には、受信アンテナから出力される受信波と前記発振器から出力される周波数変調された送信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、前記故障判定時には前記合成波と前記発振器から出力される無変調の送信波との周波数差に対応するビート周波数を求めるミキサと、
目標探索時には、ミキサから出力されるビート周波数に基づいて目標までの相対距離および相対速度を求め、前記故障判定時にはミキサから出力されるビート周波数を、前記擬似目標信号の特定周波数と前記発振器から出力される無変調の送信波との周波数差と比較することによって受信アンテナは含まずミキサを含むレーダ受信機能の故障判定を行う信号処理器と、
を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ。
周波数変調された送信波を送信し、この送信波と目標から跳ね返ってくる受信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、このビート周波数に基づいて目標までの相対距離および相対速度を求めるＦＭ−ＣＷレーダにおいて、
目標探索の空き時間中の電気的遅延量の測定時に、前記送信波の中心周波数に所定の周波数シフト量を加えた値の特定周波数成分を持った擬似目標信号を発生する擬似目標発生回路と、
周波数変調された送信波を発生する発振器と、
目標探索時には前記発振器から出力される周波数変調された送信波を送信アンテナに供給し、前記電気的遅延量の測定時には、前記擬似目標信号および前記発振器から出力される周波数変調された送信波を合成した合成波を発生してミキサに供給する信号合成回路と、
目標探索時には、受信アンテナから出力される受信波と前記発振器から出力される周波数変調された送信波との周波数差に対応するビート周波数を求め、前記電気的遅延量の測定時には前記合成波と前記発振器から出力される周波数変調された送信波との周波数差に対応するビート周波数を求めるミキサと、
目標探索時には、ミキサから出力されるビート周波数に基づいて目標までの相対距離および相対速度を求め、前記電気的遅延量の測定時にはミキサから出力されるビート周波数と前記周波数シフト量とに基づいて発振器から信号合成回路を経由したミキサの入力までの電気的線路長と、発振器から直接的なミキサの入力までの電気的線路長との差に対応する電気的遅延量を求める信号処理器と、
を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ。