JP4781382B2 - パルスドップラレーダ装置 - Google Patents
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Fourier Transform;高速フーリエ変換)が行われ、そのFFT結果はCPU11に入力される。CPU11で各レンジゲートのFFT結果が参照され、信号が存在すると判定されたレンジゲートrに対応した距離、すなわちc×r×Ts/2を目標物体までの距離として測定する。具体的には、各レンジゲートのFFT結果に対して所定のしきい値を設け、前記しきい値を超えるピーク信号がある場合に信号が存在すると判定するというものである。
1でしきい値による信号の有無判定を行った場合、目標物体が存在しない距離に対応するレンジゲートにおいて信号が誤検知されるという問題があった。
図1はこの発明の実施の形態1に係るドップラレーダの構成を示すブロック図である。変調信号発生器1から時間と電圧の関係が三角形状の制御電圧を出力し、VCO(Voltage Controlled Oscillator;電圧制御発振器)2に入力される。VCO2は前記制御電圧に制御され、図2(a)に示すような周波数変調が行われたVCO出力信号を出力する。図2(a)において、Tmは周波数上昇区間(UP区間)、及び周波数下降区間(DOWN区間)のそれぞれの長さであり、Fmは周波数変調帯域幅である。次いで、前記VCO出力信号は送信スイッチ3及びミキサ4にそれぞれ入力される。送信スイッチ3では、周波数変調が施された前記VCO出力信号をスイッチングし、図2(b)に示すようにパルス化する。本実施例では、UP区間及びDOWN区間それぞれにおけるパルス数は256としている。パルス化された信号は送信アンテナ5を介して空中に放出される。放出された信号は図示しない目標物体にて反射され、受信アンテナ6で受信信号として受信される。前記受信信号はミキサ4にて前記VCO出力信号(ローカル信号)とミキシングされ、DCカット用に設けられたコンデンサ7を介してビート信号が生成され、A/Dコンバータ8でディジタルデータに変換される。
図5のフローチャートに示す。まず、S1〜S4のループにて、全レンジゲートのFFT結果からピークサーチを行う(S2)。このとき、ノイズとの識別を行うため、予め定められたしきい値よりも大きな振幅を持つデータがピークデータとして抽出される。こうして順次抽出されたk番目のピークデータは、ビート周波数fbuk、レンジゲート番号rkとともに記憶される(S3)。次いで、記憶された各ピークデータについて、S5〜S10のループで不要信号かどうかの判定を行い、不要信号と判定されたピークデータの除去を行う。具体的には、S6において、全レンジゲートのビート周波数fbukの振幅値AUrの中から、最大であるものを選出し、そのレンジゲート番号をrtとする。ここで、注目しているピークデータがfbukについて全レンジゲート中最大の振幅である場合、すなわちrk=rtである場合は、注目しているピークデータは前述したコンデンサ7で生じた逆応答によるものではなく、目標物体からの反射によって生じた正規の信号であるため、不要信号としての除去(後述)を行わず、次のピークの処理に移行する(S7)。
(3)式、(4)式のfbu、fbdに、適切なiとjの組み合わせでfbui、fbdjを代入して目標物体との距離Rおよび相対速度Vを得る。なお、iとjの組み合わせの方法としては例えば、全てのiとjの組み合わせについて(3)式と(4)式を計算し、算出された距離Rが、対応するレンジゲート番号の距離範囲から逸脱しているものを棄却
するなどの方法がある。
図1はまた、この発明の実施の形態2を示している。変調信号発生器1で制御電圧が出力されてから、FFT演算器10でレンジゲート毎にFFTが行われ、CPU11に入力されるまでは実施の形態1と全く同様であるため詳細な説明は省略する。
る。この減少の割合をC(r−rt)としておき、最大振幅AUrtに乗じることで逆応答
による信号の振幅Asubを見積もることができる。なお、パルスは繰り返し受信するため
、r−rt<0の場合はC(r−rt+8)とすればよい。一方、位相θsubに関して、
コンデンサ7による逆応答は、目標物体からの反射による正規の受信パルスに対して、ビート周波数fbukにおいて逆位相となる。すなわちθsub=θUrt+πとすればよい。こうしてS23で求めたビート周波数fbukのコンデンサ7による逆応答の成分(振幅Asub、位相θsub)を、観測された信号(振幅AUr、位相θUr)から減ずることにより(S24)、不要信号以外の本来の信号を抽出することができる。これらの処理を全レンジゲートについて行った後、減算処理の実施済みフラグ(flag[fbuk])を1にし(S26)、次の検知されたピーク信号のループに移行する(S27)。
2 VCO、
3 送信スイッチ、
4 ミキサ、
5 送信アンテナ、
6 受信アンテナ、
7 コンデンサ、
8 A/Dコンバータ、
9 メモリ、
10 FFT演算器、
11 CPU。
Claims (5)
- 連続波を出力する発振手段と、前記連続波をパルス状に区切り送信波を生成するスイッチ手段と、前記送信波を空中に放射する送信手段と、前記送信波が目標物体で反射した反射信号を受信し、受信信号として出力する受信手段と、前記受信信号と前記連続波とを混合してビート信号を生成する混合手段と、前記送信波のパルスを基準とした所定の時間間隔毎に前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によりサンプリングされたデータを、前記送信波のパルスを基準としたサンプリング時間に応じてレンジゲートに区分けして記憶する記憶手段と、前記手順を所定回数繰り返して前記記憶手段に蓄積されたレンジゲート毎のデータを周波数解析する周波数解析手段と、前記周波数解析結果に基づき前記目標物体までの距離や相対速度を測定する測定手段と、前記レンジゲート毎に算出される前記周波数解析結果の注目するビート周波数(注目信号)について、全レンジゲートの前記周波数解析結果の中で最大の振幅を有するレンジゲートの注目信号の位相を基準位相とし、残りのレンジゲートの注目信号の位相が前記基準位相と概略逆位相である場合に当該信号を不要信号と判定する判定手段を備えたことを特徴とするパルスドップラレーダ装置。
- 前記判定手段において、不要信号と判定された信号を除去することを特徴とする請求項1に記載のパルスドップラレーダ装置。
- 連続波を出力する発振手段と、前記連続波をパルス状に区切り送信波を生成するスイッチ手段と、前記送信波を空中に放射する送信手段と、前記送信波が目標物体で反射した反射信号を受信し、受信信号として出力する受信手段と、前記受信信号と前記連続波とを混合してビート信号を生成する混合手段と、前記送信波のパルスを基準とした所定の時間間隔毎に前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によりサンプリングされたデータを、前記送信波のパルスを基準としたサンプリング時間に応じてレンジゲートに区分けして記憶する記憶手段と、前記手順を所定回数繰り返して前記記憶手段に蓄積されたレンジゲート毎のデータを周波数解析する周波数解析手段と、前記周波数解析結果に基づき前記目標物体までの距離や相対速度を測定する測定手段と、前記レンジゲート毎に算出される前記周波数解析結果の注目するビート周波数(注目信号)について、全レンジゲートの前記周波数解析結果の中で最大の振幅を有するレンジゲートの注目信号の振幅及び位相をそれぞれ基準振幅及び基準位相とし、残りのレンジゲートの注目信号から、前記基準振幅に所定の割合を乗じた振幅、および前記基準位相の逆位相である信号を減算する減算手段を備えたことを特徴とするパルスドップラレーダ装置。
- 前記減算手段において、前記基準振幅に乗じる割合は、各レンジゲートに対応するサンプリング時間に応じて徐々に減少させることを特徴とする請求項3に記載のパルスドップラレーダ装置。
- 前記発振手段は、周波数変調された連続波を出力することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のパルスドップラレーダ装置。
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