JP5853547B2 - Radar equipment - Google Patents

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Description

この発明は、変調した電波信号を空間に照射して、目標の位置や速度を検出するレーダ装置に関する。特に、近傍に強い干渉信号源が配置されている場合に、この干渉信号源との干渉を回避し、本レーダ装置を有効に動作させる技術に関する。   The present invention relates to a radar apparatus that detects a target position and velocity by irradiating a modulated radio wave signal to a space. In particular, the present invention relates to a technique for avoiding interference with an interference signal source and effectively operating the radar apparatus when a strong interference signal source is disposed in the vicinity.

車両や航空機、艦船等の狭いプラットホームにレーダを搭載する場合、通信装置やECM装置、他のレーダ装置等の電波機器との干渉が問題となる。従来、これらの電波機器間の干渉は、空中線の配置を工夫したり、レーダ同士の場合はレーダ装置ごとにパルスの送信周期を異なるようにする等の対策が採られてきた。例えば後者の例として、特許文献1のような方法がある。   When a radar is mounted on a narrow platform such as a vehicle, an aircraft, or a ship, interference with radio wave equipment such as a communication device, an ECM device, and another radar device becomes a problem. Conventionally, with respect to interference between these radio wave devices, countermeasures have been taken such as devising the arrangement of antennas, and in the case of radars, making the pulse transmission period different for each radar device. For example, as the latter example, there is a method as in Patent Document 1.

特開2010−25944号公報(第1−17頁、第1図)JP 2010-25944 (page 1-17, FIG. 1)

特許文献1に開示された方法では、車載用レーダ装置ごとにパルス送信間隔(周期)PRIを異なるようにすることにより、干渉の発生頻度を軽減している。また、低価格で簡易な方式であるFMCWレーダや周波CWレーダを採用し、小型化も可能である。しかし、パルスの送信周期を異なるようにしても、レーダ間で非同期の干渉があることは明白であり、探知性能が劣化することは容易に想像できる。また、干渉信号源が通信装置やECM装置等の周期性でない信号を送信する装置である場合、このようなレーダを前提とした干渉対策は実施することができないという問題がある。   In the method disclosed in Patent Document 1, the frequency of occurrence of interference is reduced by making the pulse transmission interval (period) PRI different for each on-vehicle radar device. In addition, the FMCW radar and the frequency CW radar, which are low-price and simple methods, are adopted, and the size can be reduced. However, even if the pulse transmission period is varied, it is clear that there is asynchronous interference between the radars, and it can be easily imagined that the detection performance deteriorates. Further, when the interference signal source is a device that transmits a non-periodic signal, such as a communication device or an ECM device, there is a problem that interference countermeasures based on such radar cannot be implemented.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、近傍に通信装置やECM装置、他のレーダ装置等の強い干渉信号源が配置されている場合であっても、干渉信号源が無い場合と同等のレーダ性能を得ることを目的とする。   The present invention is for solving such problems, and there is no interference signal source even when a strong interference signal source such as a communication device, an ECM device, or another radar device is disposed in the vicinity. The purpose is to obtain the same radar performance as the case.

この発明に係るレーダ装置は、近傍に断続的な干渉信号を送信する干渉信号源が配置され、この干渉信号源の動作を制御する制御ユニットから出力された制御信号に基づいて動作するレーダ装置であって、前記制御信号に従いチャープ変調信号を生成するチャープ変調生成部と、前記制御信号に従い前記チャープ変調信号を送信するタイミングを制御する送信タイミング制御器と、前記チャープ変調信号を放射する送信アンテナと、異なる距離に位置する複数目標からの反射信号を受信する受信アンテナと、前記制御信号に従い受信するタイミングを制御し受信信号を出力する受信タイミング制御器と、前記受信信号に前記チャープ変調信号を混合した送受信信号の差分周波数から各目標の距離を算出する受信信号処理部とを備え、前記送信タイミング制御器は、前記制御ユニットから前記干渉信号の停止タイミング情報を受取り、この停止タイミングより前に予め設定した送信時間長の前記チャープ変調信号を送信し、前記受信タイミング制御器は、前記干渉信号の停止タイミングと同時に、この停止期間内に前記複数目標からの反射信号を受信し、前記送信時間長が想定する最大探知距離に相当する時間長より短かく、チャープ信号の周波数変化率を前記送信時間長が前記想定する最大探知距離に相当する時間である場合より大きくして、送信信号の送信開始タイミングから受信期間開始タイミングまでの時間長をパルスヒットごとに変えることにより、複数のパルスヒットを用いて異なる距離範囲の目標を探知することを特徴とする。 The radar apparatus according to the present invention is a radar apparatus that operates based on a control signal output from a control unit that controls an operation of the interference signal source, in which an interference signal source that transmits intermittent interference signals is disposed in the vicinity. A chirp modulation generation unit for generating a chirp modulation signal according to the control signal, a transmission timing controller for controlling a timing for transmitting the chirp modulation signal according to the control signal, and a transmission antenna for radiating the chirp modulation signal; A reception antenna that receives reflected signals from multiple targets located at different distances, a reception timing controller that controls reception timing according to the control signal and outputs a reception signal, and the chirp modulation signal is mixed with the reception signal A reception signal processing unit that calculates the distance of each target from the difference frequency of the transmitted and received transmission signals, the transmission The imming controller receives the stop timing information of the interference signal from the control unit, transmits the chirp modulation signal having a transmission time length set in advance before the stop timing, and the reception timing controller The reflection signal from the plurality of targets is received within the stop period at the same time as the stop timing, and the frequency change rate of the chirp signal is shorter than the time length corresponding to the maximum detection distance assumed by the transmission time length. By changing the time length from the transmission start timing of the transmission signal to the reception period start timing for each pulse hit, the time length is larger than the time corresponding to the assumed maximum detection distance. Use to detect targets in different distance ranges .

本発明によると、干渉信号の存在しない時間のみの受信信号を用いて信号処理するため、干渉信号の影響を最小限に抑制することができるという効果を奏する。また、必要な距離範囲の目標信号を受信する上で、所望の距離分解能を得ることができる。
According to the present invention, an effect that for the signal processing by using the received signal of only nonexistent time interference signal, the influence of the interference signal can be suppressed to a minimum. In addition, a desired distance resolution can be obtained when receiving a target signal in a necessary distance range.

この発明の実施の形態1に係るレーダ装置の全体構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the whole structure of the radar apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るレーダ装置の制御動作を表すタイムチャートである。It is a time chart showing control operation of the radar apparatus concerning Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係るレーダ装置の制御動作を表すタイムチャートである。It is a time chart showing control operation of the radar apparatus concerning Embodiment 2 of this invention. 従来のパルスレーダ装置に係る制御動作を表すタイムチャートである。It is a time chart showing control operation concerning a conventional pulse radar device.

実施の形態1.
図1には、本発明による実施の形態1に係るレーダ装置の全体構成を表すブロック図を示す。チャープ変調信号生成部1は鋸波発生器2と電圧制御発振器3から構成され、鋸波101を電圧制御発振器3に入力することによりチャープ変調信号102を生成する。生成されたチャープ変調信号102は、送信タイミング制御器4を通して送信アンテナ5から送信信号103として放射される。送信信号103は目標6に反射されて目標反射信号104となり、受信アンテナ7に受信信号105として受信される。一般に受信信号105は距離の異なる複数の目標からの反射された信号104の和となる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The chirp modulation signal generation unit 1 includes a sawtooth wave generator 2 and a voltage controlled oscillator 3, and generates a chirp modulation signal 102 by inputting the sawtooth wave 101 to the voltage controlled oscillator 3. The generated chirp modulation signal 102 is radiated as a transmission signal 103 from the transmission antenna 5 through the transmission timing controller 4. The transmission signal 103 is reflected by the target 6 to become the target reflection signal 104 and is received by the reception antenna 7 as the reception signal 105. In general, the received signal 105 is the sum of the reflected signals 104 from multiple targets at different distances.

受信信号105は受信タイミング制御器8を通して受信信号処理部9に入力される。
受信信号処理部9の内部では、周波数変換器10で受信信号105にチャープ変調信号102を混合し、送受信の差分周波数の信号106を得る。送信信号にはチャープ変調がかけられているため、送受信の差分周波数は遅延時間、すなわち目標までの距離に応じた周波数となる。すなわち、本レーダにおいては、距離情報は送受信の差分周波数として得られる。送受信差分周波数の信号106はA/D変換器11でディジタル信号107に変換され、メモリ12に蓄えられる。1ヒット分蓄えられた信号108はFFT処理器13で処理されて目標の距離情報109となり、表示装置14に目標までの距離情報が表示される。
The reception signal 105 is input to the reception signal processing unit 9 through the reception timing controller 8.
Inside the reception signal processing unit 9, the frequency converter 10 mixes the chirp modulation signal 102 with the reception signal 105 to obtain a signal 106 having a transmission / reception differential frequency. Since the transmission signal is chirp modulated, the transmission / reception differential frequency is a frequency corresponding to the delay time, that is, the distance to the target. That is, in this radar, distance information is obtained as a difference frequency of transmission / reception. The transmission / reception differential frequency signal 106 is converted into a digital signal 107 by the A / D converter 11 and stored in the memory 12. The signal 108 stored for one hit is processed by the FFT processor 13 to become target distance information 109, and the distance information to the target is displayed on the display device 14.

なお、チャープ変調信号生成部1はDDS(Direct Digital Synthesizer)等で構成してもよい。また、受信信号処理部9は、内部で送信信号と同様のチャープ変調信号を生成させてもよく、その場合、周波数変換器10も含めてディジタル信号処理で構成することができる。送信タイミング制御器4と受信タイミング制御器8、およびチャープ変調信号生成部1は、制御ユニット15からの制御信号110により制御される。制御ユニット15は、干渉信号源16から干渉信号の送信タイミング情報111を受取り、レーダの送信タイミングと受信タイミング、およびチャープ変調の開始タイミングを決定する。   The chirp modulation signal generation unit 1 may be configured by a DDS (Direct Digital Synthesizer) or the like. Further, the reception signal processing unit 9 may generate a chirp modulation signal similar to the transmission signal internally, and in that case, the reception signal processing unit 9 may be configured by digital signal processing including the frequency converter 10. The transmission timing controller 4, the reception timing controller 8, and the chirp modulation signal generator 1 are controlled by a control signal 110 from the control unit 15. The control unit 15 receives the transmission timing information 111 of the interference signal from the interference signal source 16, and determines the transmission timing and reception timing of the radar and the start timing of chirp modulation.

この送受信タイミングやチャープ変調の制御方法に本発明の特徴があるので、これらの制御方法について次に説明する。比較のため、はじめに通常のパルスレーダの問題点について図4を用いて説明する。図において、(A)の縦軸はレーダ送信信号、(B)の縦軸はレーダ受信期間、(C)の縦軸はレーダ受信信号、(D)の縦軸は干渉信号、を示し、各図の横軸は時間を示す。通常のパルスレーダは、パルス状の送信信号41を送信した後、想定する最大探知距離からの反射波の遅延時間に相当する長さの受信期間42を設けて、その受信期間内に目標からの反射波である目標反射信号43a、43bを受信する。
送信信号41を送信してから目標反射信号43a、43bを受信するまでの遅延時間は目標までの距離に依存するため、この遅延時間を計測して目標までの距離を求める。
Since this transmission / reception timing and chirp modulation control method has the features of the present invention, these control methods will be described below. For comparison, first, problems of a normal pulse radar will be described with reference to FIG. In the figure, the vertical axis of (A) is a radar transmission signal, the vertical axis of (B) is a radar reception period, the vertical axis of (C) is a radar reception signal, and the vertical axis of (D) is an interference signal. The horizontal axis of the figure shows time. A normal pulse radar provides a reception period 42 having a length corresponding to a delay time of a reflected wave from an assumed maximum detection distance after transmitting a pulse-shaped transmission signal 41, and within a reception period from the target. The target reflected signals 43a and 43b that are reflected waves are received.
Since the delay time from the transmission of the transmission signal 41 to the reception of the target reflection signals 43a and 43b depends on the distance to the target, this delay time is measured to determine the distance to the target.

ここで、レーダの近傍に、レーダと同じ周波数帯の干渉信号源が存在する場合を考える。図4(D)に示す干渉信号44が受信期間42内に送信されると、干渉信号44と重複する目標反射信号43a、43bが受信できなくなり、干渉信号が存在する時間に相当する距離内(被干渉期間)の目標を探知することが出来ないという問題がある。図に示す干渉信号44のように、干渉信号がレーダのパルス繰返し周期と同期していない断続性の信号の場合、複数のパルス繰返し周期で繰り返し観測することにより、1回のパルス繰返し周期内で受信できなかった距離の目標反射信号を補う方法が一般には行われている。   Here, consider a case where an interference signal source in the same frequency band as the radar is present in the vicinity of the radar. When the interference signal 44 shown in FIG. 4D is transmitted within the reception period 42, the target reflected signals 43a and 43b overlapping with the interference signal 44 cannot be received, and within a distance corresponding to the time when the interference signal exists ( There is a problem that the target of the (interference period) cannot be detected. When the interference signal is an intermittent signal that is not synchronized with the pulse repetition period of the radar, such as the interference signal 44 shown in the figure, by repeatedly observing at a plurality of pulse repetition periods, within one pulse repetition period. In general, a method of compensating for a target reflected signal at a distance that could not be received is performed.

しかし、干渉信号のデューティ比が大きくなると、欠落する目標反射信号が多くなり、レーダ性能が劣化するという問題がある。これを解決するための、本実施の形態におけるレーダ装置の制御動作を表すタイムチャートを図2に示す。図において、(A)の縦軸は干渉信号、(B)の縦軸はレーダ送信信号、(C)の縦軸はチャープ変調信号周波数、(D)の縦軸はレーダ受信期間、(E)の縦軸はレーダ受信信号、(F)の縦軸は送受信差分周波数、を示し、各図の横軸は時間を示す。   However, when the duty ratio of the interference signal increases, there is a problem that the number of target reflected signals that are lost increases and the radar performance deteriorates. FIG. 2 shows a time chart representing the control operation of the radar apparatus in the present embodiment for solving this. In the figure, the vertical axis of (A) is the interference signal, the vertical axis of (B) is the radar transmission signal, the vertical axis of (C) is the chirp modulation signal frequency, the vertical axis of (D) is the radar reception period, and (E) , The vertical axis of (F) indicates the transmission / reception differential frequency, and the horizontal axis of each figure indicates time.

本実施の形態では、図2に示すように、制御ユニットは干渉信号源16から干渉信号の送信タイミング情報111から、干渉信号21が停止するタイミング201を得る。次に、送信タイミング制御器4は制御ユニットからの制御信号に従い、この干渉信号停止タイミング201より最大探知距離に相当する時間だけ前のタイミング202から、最大探知距離に相当する長さのレーダ送信信号22を送信させる。チャープ変調信号周波数23aは、レーダ信号の送信開始202から、時間とともに線形に変化させ、いわゆるリニアチャープ変調を行う。チャープ変調の周波数変化方向はアップチャープでもダウンチャープでもかまわない。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the control unit obtains the timing 201 at which the interference signal 21 stops from the interference signal transmission timing information 111 from the interference signal source 16. Next, the transmission timing controller 4 follows the control signal from the control unit, and the radar transmission signal having a length corresponding to the maximum detection distance from the timing 202 preceding the interference signal stop timing 201 by a time corresponding to the maximum detection distance. 22 is transmitted. The chirp modulation signal frequency 23a is changed linearly with time from the start of radar signal transmission 202, and so-called linear chirp modulation is performed. The frequency change direction of the chirp modulation may be up-chirp or down-chirp.

受信期間24は、干渉信号21の停止タイミング201から送信信号長(最大探知距離相当と等しい期間203までの間で、干渉信号21が停止している期間とする。
送信信号の長さが最大探知距離相当と長いため、受信信号は一般に複数の目標からの受信信号25a、25bが重畳したものとなるが、送信信号がチャープ変調されているため、受信期間における周波数は26a、26bのように距離に応じた周波数となっている。そこで受信信号処理部において送信周波数との差分をとることにより27a、27bのように周波数差として距離情報を得ることができる。以上の送信信号、チャープ変調信号周波数、受信期間の一連の流れを1パルスヒット期間とし、次の干渉信号の停止タイミングより最大探知距離相当期間前から次のパルスヒット期間が始まり、それを繰り返す。
The reception period 24 is a period during which the interference signal 21 is stopped between the stop timing 201 of the interference signal 21 and the transmission signal length (a period 203 equivalent to the maximum detection distance).
Since the length of the transmission signal is as long as the maximum detection distance, the reception signal is generally a superposition of the reception signals 25a and 25b from a plurality of targets, but since the transmission signal is chirp modulated, the frequency in the reception period Is a frequency according to the distance, such as 26a and 26b. Therefore, distance information can be obtained as a frequency difference, such as 27a and 27b, by taking a difference from the transmission frequency in the reception signal processing unit. A series of the flow of the transmission signal, the chirp modulation signal frequency, and the reception period described above is defined as one pulse hit period, and the next pulse hit period starts before the period corresponding to the maximum detection distance from the stop timing of the next interference signal, and is repeated.

制御ユニット15は、レーダ装置に送る送信タイミング情報は次のようにして決定する。干渉信号が停止するタイミング201の情報は、干渉信号源16がレーダである場合は、前回パルスを送信したタイミングとパルス繰り返し周期から予測することができ、また、時分割方式の通信装置の場合には通信装置が使用するタイムスロットの情報から予測することができる。また、自ら送信タイミングを制御可能な干渉信号源の場合は、自ら決定する送信スケジュールそのものを用いればよい。   The control unit 15 determines transmission timing information to be sent to the radar apparatus as follows. When the interference signal source 16 is a radar, the information of the timing 201 at which the interference signal stops can be predicted from the timing at which the previous pulse was transmitted and the pulse repetition cycle. Can be predicted from information on time slots used by the communication apparatus. Further, in the case of an interference signal source whose transmission timing can be controlled by itself, a transmission schedule itself determined by itself may be used.

このように、本実施の形態によると、干渉信号が停止するタイミングを制御ユニットより受取り、その前に最大探知距離に相当する時間長の送信信号を送信するため、受信期間が短くても、探知距離内に存在する複数目標からの反射信号を受信することができ、従来のレーダで問題となっていた目標反射信号の欠落が生じないという効果を奏する。
また、目標までの距離情報を送受信の差分周波数により得ているため、必要な受信期間が最大探知距離に依存せず、受信期間を短くすることができる。また、パルス変調方式は、低価格で簡易な方式であるため、小型化できる。更に、干渉信号の存在しない時間のみの受信信号を用いて信号処理するため、干渉信号源との干渉を低減し、レーダ性能の劣化が最小限に抑えられるという効果を奏する。
As described above, according to the present embodiment, the timing at which the interference signal stops is received from the control unit, and a transmission signal having a length corresponding to the maximum detection distance is transmitted before that. It is possible to receive reflected signals from a plurality of targets existing within a distance, and there is an effect that a target reflected signal is not lost, which has been a problem with conventional radars.
In addition, since the distance information to the target is obtained from the transmission / reception differential frequency, the necessary reception period does not depend on the maximum detection distance, and the reception period can be shortened. Further, since the pulse modulation method is a low-priced and simple method, it can be downsized. Furthermore, since signal processing is performed using the received signal only during a time period in which no interference signal exists, the interference with the interference signal source can be reduced, and the deterioration of the radar performance can be minimized.

実施の形態2.
実施の形態1では、最大探知距離に相当する長さの送信信号にチャープ変調を施して送信するが、電波法やコストの観点から十分な周波数帯域幅を用いることができない場合、チャープ変調の周波数変化率を大きくすることができず、距離の異なる目標信号間の周波数差が小さくなり距離分解能が劣化する可能性がある。本実施の形態はこのような問題に対処するためのものである。ハードウェア構成は実施の形態1と同じため説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, a transmission signal having a length corresponding to the maximum detection distance is transmitted after being subjected to chirp modulation. When a sufficient frequency bandwidth cannot be used from the viewpoint of radio law or cost, the frequency of chirp modulation is used. There is a possibility that the rate of change cannot be increased, and the frequency difference between target signals having different distances is reduced, resulting in degradation of distance resolution. This embodiment is for dealing with such a problem. Since the hardware configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

本実施の形態では、限られた周波数帯域幅でチャープ変調の周波数変化率を大きくするため、送信信号長を短くする。しかし、送信信号長を短くすると、それより狭い距離範囲の目標しか探知できなくなってしまう。そこで、複数のパルスヒットを遠距離用と近距離用に分け、遠距離用パルスヒットでは、送信タイミングと受信タイミングとの間隔を広くして遠距離の目標信号を受信し、近距離用パルスヒットでは送信タイミングと受信タイミングの間隔を狭くすることにより近距離の目標信号を受信し、2つのパルスヒット間で受信する目標信号を合成することによって近距離から最大探知距離までの目標信号を受信する。   In this embodiment, in order to increase the frequency change rate of chirp modulation with a limited frequency bandwidth, the transmission signal length is shortened. However, if the transmission signal length is shortened, only a target having a narrower distance range can be detected. Therefore, multiple pulse hits are divided into long-distance and short-distance, and long-distance pulse hits receive a long-distance target signal with a wide interval between transmission timing and reception timing. Then, the target signal in the short distance is received by narrowing the interval between the transmission timing and the reception timing, and the target signal from the short distance to the maximum detection distance is received by synthesizing the target signal received between the two pulse hits. .

図3に本実施の形態のタイムチャートを示す。図において、(A)の縦軸は干渉信号、(B)の縦軸はレーダ送信信号、(C)の縦軸はチャープ変調信号周波数、(D)の縦軸はレーダ受信期間、(E)の縦軸はレーダ受信信号、(F)の縦軸は送受信差分周波数、を示し、各図の横軸は時間を示す。実施の形態1と同様に、まず、制御ユニットは干渉信号源16から干渉信号の送信タイミング情報111から、干渉信号21が停止するタイミング201を得る。次に、送信タイミング制御器4は制御ユニットからの制御信号に従い、遠距離用パルスヒットでは、干渉信号停止の予測タイミング301より最大探知距離に相当する時間前のタイミング302を送信信号開始タイミングとし、そのタイミングから最大探知距離の2分の1相当の長さのレーダ送信信号32aを送信する。   FIG. 3 shows a time chart of the present embodiment. In the figure, the vertical axis of (A) is the interference signal, the vertical axis of (B) is the radar transmission signal, the vertical axis of (C) is the chirp modulation signal frequency, the vertical axis of (D) is the radar reception period, and (E) , The vertical axis of (F) indicates the transmission / reception differential frequency, and the horizontal axis of each figure indicates time. As in the first embodiment, the control unit first obtains the timing 201 at which the interference signal 21 stops from the interference signal transmission timing information 111 from the interference signal source 16. Next, according to the control signal from the control unit, the transmission timing controller 4 sets a timing 302 corresponding to the maximum detection distance before the interference signal stop prediction timing 301 as the transmission signal start timing in the long distance pulse hit, From that timing, a radar transmission signal 32a having a length corresponding to one half of the maximum detection distance is transmitted.

チャープ変調信号周波数33aは、レーダ信号の送信開始302から、リニアチャープ変調を開始するが、実施の形態1に比べて送信信号長が2分の1のため、周波数変化率を2倍にする。また、送信信号32aの送信が終了してから受信期間34の開始まで最大探知距離の2分の1相当の期間があるため、その期間は周波数変化を止めて、受信期間が始まるタイミング301から受信信号処理用のためのチャープ変調信号周波数33bの変調を開始する。受信期間34aは、干渉信号31の停止タイミング301から送信信号長(最大探知距離の2分の1相当)と等しい期間303までの間で、干渉信号31が停止している期間とする。   The chirp modulation signal frequency 33a starts linear chirp modulation from the radar signal transmission start 302. However, since the transmission signal length is one-half that of the first embodiment, the frequency change rate is doubled. In addition, since there is a period corresponding to a half of the maximum detection distance from the end of transmission of the transmission signal 32a to the start of the reception period 34, the frequency change is stopped during this period, and reception starts from timing 301 when the reception period starts. The modulation of the chirp modulation signal frequency 33b for signal processing is started. The reception period 34a is a period during which the interference signal 31 is stopped from the stop timing 301 of the interference signal 31 to a period 303 equal to the transmission signal length (corresponding to a half of the maximum detection distance).

この受信期間には、距離が最大探知距離の2分の1から最大探知距離までの遠距離目標の信号35bのみが受信でき、距離が最大探知距離の2分の1以下の近距離目標の信号35aは受信できない。そこで、次の近距離用パルスヒット時では、干渉信号の停止予測タイミング304と送信信号開始タイミング305の間隔を最大探知距離の2分の1相当とし、その期間に送信信号32bを送信する。   During this reception period, only the long-distance target signal 35b whose distance is from half the maximum detection distance to the maximum detection distance can be received, and the short-distance target signal whose distance is half or less of the maximum detection distance. 35a cannot be received. Therefore, at the time of the next short-distance pulse hit, the interval between the interference signal stop prediction timing 304 and the transmission signal start timing 305 is set to one half of the maximum detection distance, and the transmission signal 32b is transmitted during that period.

チャープ変調信号周波数33cは送信開始305からすぐにチャープ変調を開始し、このパルスヒットでは送信信号停止タイミング304からすぐに受信期間34bが開始するため、送信信号停止タイミング304からも引き続き同じ周波数変化率でチャープ変調信号周波数33dを変化させ、受信信号処理に供する。受信期間34bは送信信号停止タイミング304からすぐに開始するため、遠距離の目標信号35dは受信できないが、近距離の目標信号35cを受信することができ、前のパルスヒットと合わせて、近距離から最大探知距離までの複数の目標反射信号を受信することができる。   The chirp modulation signal frequency 33c starts chirp modulation immediately after the transmission start 305, and in this pulse hit, the reception period 34b starts immediately after the transmission signal stop timing 304. Therefore, the same frequency change rate continues from the transmission signal stop timing 304. Then, the chirp modulation signal frequency 33d is changed and used for reception signal processing. Since the reception period 34b starts immediately from the transmission signal stop timing 304, the long-distance target signal 35d cannot be received, but the short-distance target signal 35c can be received. A plurality of target reflected signals from the maximum detection distance to the maximum detection distance can be received.

このように、本実施の形態では近距離から最大探知距離までの期間を2回のパルスヒットに分けて受信し、送信信号長を2分の1に短くすることによって、同じ周波数帯域幅の送受信信号処理系を用いてチャープ変調の周波数変化率を2倍にすることができるので、周波数差として得られる距離分解能を2倍に向上させることができるという効果を奏する。また、同様に、近距離から最大探知距離までの期間を3分の1ずつ3回のパルスヒットに分けて受信し、チャープ変調信号の周波数変化率を3倍にすると、同じ周波数帯域幅の送受信信号処理系を用いて3倍の距離分解能得られる。同様に、より多くのパルスヒットに分割することにより所望の距離分解能を得ることができる。   As described above, in the present embodiment, the period from the short distance to the maximum detection distance is received by dividing it into two pulse hits, and the transmission signal length is shortened by a half so that transmission / reception with the same frequency bandwidth is performed. Since the frequency change rate of the chirp modulation can be doubled using the signal processing system, there is an effect that the distance resolution obtained as the frequency difference can be doubled. Similarly, if the period from the short distance to the maximum detection distance is received by dividing it into 1/3 pulse hits and the frequency change rate of the chirp modulation signal is tripled, transmission / reception of the same frequency bandwidth is performed. Three times the distance resolution can be obtained using the signal processing system. Similarly, the desired distance resolution can be obtained by dividing into more pulse hits.

1 チャープ変調信号生成部
2 鋸波発生器
3 電圧制御発振器
4 送信タイミング制御器
5 送信アンテナ
6 目標
7 受信アンテナ
8 受信タイミング制御器
9 受信信号処理部
10 周波数変換器
11 A/D変換器
12 メモリ
13 FFT処理器
14 表示装置
15 制御ユニット
16 干渉信号源
21 干渉信号
22 送信信号
23a 送信信号用チャープ変調信号周波数
23b 受信信号処理用チャープ変調信号周波数
24 受信期間
25a 近距離目標の反射信号
25b 遠距離目標の反射信号
26a 近距離目標の反射信号周波数
26b 遠距離目標の反射信号周波数
27a 近距離目標の反射信号の送受信差分周波数
27b 遠距離目標の反射信号の送受信差分周波数
31 干渉信号
32a 遠距離用パルスヒット時の送信信号
32b 近距離用パルスヒット時の送信信号
33a 遠距離用パルスヒット時の送信信号用チャープ変調信号周波数
33b 遠距離用パルスヒット時の受信信号処理用チャープ変調信号周波数
33c 近距離用パルスヒット時の送信信号用チャープ変調信号周波数
33d 近距離用パルスヒット時の受信信号処理用チャープ変調信号周波数
34a 遠距離用パルスヒット時の受信期間
34b 近距離用パルスヒット時の受信期間
35a 遠距離用パルスヒット時の近距離目標の反射信号
35b 遠距離用パルスヒット時の遠距離目標の反射信号
35c 近距離用パルスヒット時の近距離目標の反射信号
35d 近距離用パルスヒット時の遠距離目標の反射信号
36a 遠距離用パルスヒット時の近距離目標の反射信号周波数
36b 遠距離用パルスヒット時の遠距離目標の反射信号周波数
36c 近距離用パルスヒット時の近距離目標の反射信号周波数
36d 近距離用パルスヒット時の遠距離目標の反射信号周波数
37a 遠距離用パルスヒット時の遠距離目標の反射信号の送受信差分周波数
37b 近距離用パルスヒット時の近距離目標の反射信号の送受信差分周波数
41 従来レーダの送信信号
42 従来レーダの受信期間
43a 近距離目標からの目標反射信号
43b 遠距離目標からの目標反射信号
44 干渉信号
101 鋸波
102 チャープ変調信号
103 送信信号
104 目標反射信号
105 受信信号
106 送受信差分周波数信号
107 送受信差分周波数ディジタル信号
108 1ヒット分の送受信差分周波数信号
109 目標の距離情報
110 制御信号
111 干渉信号の送信タイミング情報
201 干渉信号停止タイミング
202 送信信号開始タイミング
203 受信期間開始タイミングから送信信号長と等しい時間後のタイミング
301 遠距離用パルスヒット時の干渉信号停止タイミング
302 遠距離用パルスヒット時の送信信号開始タイミング
303 遠距離用パルスヒット時の受信期間開始タイミングから送信信号長と等しい時間後のタイミング
304 近距離用パルスヒット時の干渉信号停止タイミング
305 近距離用パルスヒット時の送信信号開始タイミング
306 近距離用パルスヒット時の受信期間開始タイミングから送信信号長と等しい時間後のタイミング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chirp modulation signal generation part 2 Saw wave generator 3 Voltage control oscillator 4 Transmission timing controller 5 Transmission antenna 6 Target 7 Reception antenna 8 Reception timing controller 9 Reception signal processing part 10 Frequency converter 11 A / D converter 12 Memory 13 FFT processor 14 Display device 15 Control unit 16 Interference signal source 21 Interference signal 22 Transmission signal 23a Transmission signal chirp modulation signal frequency 23b Reception signal processing chirp modulation signal frequency 24 Reception period 25a Short-range target reflected signal 25b Long-distance Target reflection signal 26a Short-range target reflection signal frequency 26b Long-range target reflection signal frequency 27a Short-range target reflection signal transmission / reception differential frequency 27b Long-distance target reflection signal transmission / reception differential frequency 31 Interference signal 32a Long-distance pulse Transmission signal 32b at the time of hit Signal 33a Transmission signal chirp modulation signal frequency 33b at long distance pulse hit Reception signal processing chirp modulation signal frequency 33c at long distance pulse hit Transmission signal chirp modulation signal frequency 33d at short distance pulse hit Received signal processing chirp modulation signal frequency 34a for distance pulse hit Reception period 34b for long distance pulse hit Reception period 35a for short distance pulse hit Short target reflection signal 35b for long distance pulse hit Reflection signal 35c of a long distance target at the time of a distance pulse hit Reflection signal 35d of a short distance target at the time of a short distance pulse hit Reflection signal 36a of a long distance target at the time of a short distance pulse hit Short distance at the time of a long distance pulse hit Target reflected signal frequency 36b Reflected signal frequency 36c of a long-distance target when a long-distance pulse hit occurs Reflection signal frequency 36d for the short distance target at the time of the distance pulse hit Reflection signal frequency 37a of the long distance target at the time of the short distance pulse hit Transmission / reception differential frequency 37b of the reflection signal of the long distance target at the time of the long distance pulse hit Transmission / reception differential frequency 41 of the reflection signal of the short distance target at the time of the pulse hit Transmission signal 42 of the conventional radar Reception period 43a of the conventional radar Target reflection signal 43b from the short distance target Target reflection signal 44 from the long distance target Interference signal 101 Saw wave 102 Chirp modulation signal 103 Transmission signal 104 Target reflection signal 105 Reception signal 106 Transmission / reception differential frequency signal 107 Transmission / reception differential frequency digital signal 108 Transmission / reception differential frequency signal 109 for one hit Target distance information 110 Control signal 111 Interference signal transmission timing information 201 Interference signal stop timing 202 Signal start timing 203 Timing after time equal to transmission signal length from reception period start timing 301 Interference signal stop timing at long distance pulse hit 302 Transmission signal start timing at long distance pulse hit 303 Long distance pulse hit Timing 304 after the reception period start timing is equal to the transmission signal length 304 Interference signal stop timing 305 when the short distance pulse hit transmission signal start timing 306 when the short distance pulse hit Reception period start timing when the short distance pulse hit Timing after the time equal to the transmission signal length from

Claims (1)

近傍に断続的な干渉信号を送信する干渉信号源が配置され、この干渉信号源の動作を制御する制御ユニットから出力された制御信号に基づいて動作するレーダ装置であって、
前記制御信号に従いチャープ変調信号を生成するチャープ変調生成部と、
前記制御信号に従い前記チャープ変調信号を送信するタイミングを制御する送信タイミング制御器と、
前記チャープ変調信号を放射する送信アンテナと、
異なる距離に位置する複数目標からの反射信号を受信する受信アンテナと、
前記制御信号に従い受信するタイミングを制御し受信信号を出力する受信タイミング制御器と、
前記受信信号に前記チャープ変調信号を混合した送受信信号の差分周波数から各目標の距離を算出する受信信号処理部とを備え、
前記送信タイミング制御器は、前記制御ユニットから前記干渉信号の停止タイミング情報を受取り、この停止タイミングより前に予め設定した送信時間長の前記チャープ変調信号を送信し、
前記受信タイミング制御器は、前記干渉信号の停止タイミングと同時に、この停止期間内に前記複数目標からの反射信号を受信し、
前記送信時間長が想定する最大探知距離に相当する時間長より短かく、チャープ信号の周波数変化率を前記送信時間長が前記想定する最大探知距離に相当する時間である場合より大きくして、送信信号の送信開始タイミングから受信期間開始タイミングまでの時間長をパルスヒットごとに変えることにより、複数のパルスヒットを用いて異なる距離範囲の目標を探知する
ことを特徴とするレーダ装置。
An interference signal source that transmits intermittent interference signals in the vicinity is disposed, and is a radar device that operates based on a control signal output from a control unit that controls the operation of the interference signal source,
A chirp modulation generation unit for generating a chirp modulation signal according to the control signal;
A transmission timing controller for controlling the timing of transmitting the chirp modulation signal according to the control signal;
A transmitting antenna that radiates the chirp modulated signal;
A receiving antenna for receiving reflected signals from a plurality of targets located at different distances;
A reception timing controller for controlling a reception timing according to the control signal and outputting a reception signal;
A reception signal processing unit that calculates a distance of each target from a differential frequency of a transmission / reception signal obtained by mixing the chirp modulation signal with the reception signal;
The transmission timing controller receives the interference signal stop timing information from the control unit, and transmits the chirp modulation signal having a transmission time length set in advance before the stop timing;
The reception timing controller receives reflected signals from the plurality of targets within the stop period simultaneously with the stop timing of the interference signal ,
The transmission time length is shorter than the time length corresponding to the assumed maximum detection distance, and the frequency change rate of the chirp signal is set larger than the case where the transmission time length is the time corresponding to the assumed maximum detection distance. A radar apparatus characterized by detecting a target in a different distance range using a plurality of pulse hits by changing a time length from a signal transmission start timing to a reception period start timing for each pulse hit .
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