JP6103951B2 - Radar apparatus and radar signal receiving method - Google Patents

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Description

この発明は、レーダ装置およびレーダ信号受信方法に関する。   The present invention relates to a radar apparatus and a radar signal receiving method.

レーダ装置には、送信側と受信側で同一の、パルス変調基準信号および局部発振器の出力信号を用いることでレーダ信号の送受信を行うレーダ装置や、特許文献１のように、送信側と受信側で独立した、パルス変調基準信号および局部発振器の出力信号を用いるレーダ装置がある。   The radar device is a radar device that transmits and receives a radar signal by using the same pulse modulation reference signal and the output signal of the local oscillator on the transmission side and the reception side. There are independent radar devices using a pulse modulation reference signal and an output signal of a local oscillator.

特開平２−２３６４８０号公報JP-A-2-236480

特許文献１に開示されるレーダ装置は、送信側と受信側で独立した、パルス変調基準信号および局部発振器の出力信号を用いるため、受信側においてパルス変調基準信号および局部発振器の出力信号の周波数変動を送信局から受信局への直接波受信時のＦＦＴフィルタの出力フィルタより検出する。そして、検出結果に基づきＦＦＴフィルタの出力を選択してクラッタ除去を行い移動目標に反射した信号のみを取り出す。特許文献１に開示されるレーダ装置は、周波数変動を検出するために周波数偏移検出器等を備えるため、装置の構成が複雑である。   Since the radar apparatus disclosed in Patent Document 1 uses the pulse modulation reference signal and the output signal of the local oscillator that are independent on the transmission side and the reception side, the frequency variation of the pulse modulation reference signal and the output signal of the local oscillator on the reception side. Is detected from the output filter of the FFT filter at the time of direct wave reception from the transmitting station to the receiving station. Then, based on the detection result, the output of the FFT filter is selected, the clutter is removed, and only the signal reflected on the moving target is extracted. Since the radar apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a frequency shift detector and the like for detecting frequency fluctuations, the configuration of the apparatus is complicated.

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、レーダ信号を受信する構成を簡易化することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to simplify a configuration for receiving a radar signal.

上記目的を達成するために、本発明のレーダ装置は、レーダ信号のパルス繰り返し周期に関する情報を保持するレーダ装置であって、アンテナ、増幅器、Ａ−Ｄ変換器、発振器、調節部、位相検波器、および周波数検出器を備える。アンテナは、パルス変調基準信号でパルス変調され、パルス繰り返し周期と同じタイミングで送信された所定の周波数の局部発振器が出力するローカル信号が目標物に反射された信号である、レーダ信号を受信する。増幅器は、レーダ信号を増幅する。Ａ−Ｄ変換器は、増幅されたレーダ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングする。発振器は、ローカル信号の周波数とパルス変調基準信号の周波数を加算した値との差が閾値以下である値を周波数とする受信側パルス変調基準信号を出力する。調節部は、パルス繰り返し周期の開始時点に受信側パルス変調基準信号の位相の基準を合わせることで、受信側パルス変調基準信号の位相を調節する。位相検波器は、調節部で調節された受信側パルス変調基準信号および該受信側パルス変調基準信号の位相を９０度ずらした信号に基づき、Ａ−Ｄ変換器でサンプリングされたレーダ信号の位相検波を行い、Ｉ信号およびＱ信号を出力する。周波数検出器は、Ｉ信号およびＱ信号からドップラー周波数を検出する。 In order to achieve the above object, a radar apparatus according to the present invention is a radar apparatus that retains information related to a pulse repetition period of a radar signal, and includes an antenna, an amplifier, an A / D converter, an oscillator, an adjustment unit, and a phase detector. And a frequency detector. Antenna is pulse-modulated by the pulse modulation reference signal, a local signal whose pulse repetition local oscillator of a predetermined frequency transmitted at the same timing as the period is outputted is a signal reflected by the target, receiving the radar signal . The amplifier amplifies the radar signal. The A-D converter samples the amplified radar signal at a predetermined sampling frequency. Oscillator outputs a reception-side pulse modulation reference signal to a frequency difference is equal to or smaller than the threshold value of a value obtained by adding the frequency of the pulse modulation reference signal of the local signal. The adjusting unit adjusts the phase of the reception side pulse modulation reference signal by matching the phase reference of the reception side pulse modulation reference signal with the start time of the pulse repetition period . The phase detector is configured to detect the phase of the radar signal sampled by the AD converter based on the reception side pulse modulation reference signal adjusted by the adjustment unit and the signal obtained by shifting the phase of the reception side pulse modulation reference signal by 90 degrees. To output an I signal and a Q signal. The frequency detector detects the Doppler frequency from the I signal and the Q signal.

本発明によれば、レーダ信号を受信する構成を簡易化することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to simplify the structure which receives a radar signal.

本発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the radar apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態１に係るレーダ装置における所定のタイミングに受信側ＣＯＨＯ信号の位相の基準を合わせる例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example in which the phase reference of the receiving side COHO signal is adjusted to a predetermined timing in the radar apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るレーダ装置が行う信号受信の動作の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of a signal reception operation performed by the radar apparatus according to the first embodiment. 本発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the radar apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the radar apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 実施の形態３に係るレーダ装置が行う信号受信の動作の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a signal reception operation performed by the radar apparatus according to the third embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図である。レーダ装置１は、アンテナ２、送信側発振器３、局部発振器４、Ｕ−Ｃ（Up-Converter）部５、送受信切替部６、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）増幅器７、Ａ−Ｄ（Analog-Digital）変換器８、受信側発振器９、調節部１０、位相検波器１１、および周波数検出器１２を備える。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The radar apparatus 1 includes an antenna 2, a transmission-side oscillator 3, a local oscillator 4, a UC (Up-Converter) unit 5, a transmission / reception switching unit 6, an RF (Radio Frequency) amplifier 7, an AD (Analog-). Digital) converter 8, receiving oscillator 9, adjustment unit 10, phase detector 11, and frequency detector 12.

送信側の処理について説明する。送信側のコヒーレント発振器である送信側発振器３はパルス変調基準信号（以下、ＣＯＨＯ信号という）をＵ−Ｃ部５に送る。局部発振器４はローカル信号をＵ−Ｃ部５に送る。Ｕ−Ｃ部５は、ローカル信号をＣＯＨＯ信号でパルス変調してレーダ信号を生成し、送受信切替部６およびアンテナ２を介して所定のタイミングでレーダ信号を送信する。   Processing on the transmission side will be described. The transmission-side oscillator 3, which is a transmission-side coherent oscillator, sends a pulse modulation reference signal (hereinafter referred to as a COHO signal) to the UC unit 5. The local oscillator 4 sends a local signal to the UC unit 5. The UC unit 5 generates a radar signal by pulse-modulating the local signal with the COHO signal, and transmits the radar signal at a predetermined timing via the transmission / reception switching unit 6 and the antenna 2.

受信側の処理について説明する。アンテナ２は、所定のタイミングで送信され、目標物に反射された、レーダ信号を受信し、送受信切替部６を介してＲＦ増幅器７にレーダ信号を送る。ＲＦ増幅器７は、受信したレーダ信号を増幅し、Ａ−Ｄ変換器８に送る。Ａ−Ｄ変換器８は、増幅されたレーダ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、サンプリングしたレーダ信号を位相検波器１１に送る。   Processing on the receiving side will be described. The antenna 2 receives the radar signal transmitted at a predetermined timing and reflected by the target, and sends the radar signal to the RF amplifier 7 via the transmission / reception switching unit 6. The RF amplifier 7 amplifies the received radar signal and sends it to the AD converter 8. The AD converter 8 samples the amplified radar signal at a predetermined sampling frequency, and sends the sampled radar signal to the phase detector 11.

受信側発振器９は、ローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を加算した値との差が閾値以下である値、またはサンプリング周波数からローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を減算した値との差が閾値以下である値、を周波数とする受信側パルス変調基準信号（以下、ＣＯＨＯ’信号という）を位相検波器１１に送る。上記閾値を十分に小さい値とし、ＣＯＨＯ’信号の周波数が、ローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を加算した値、またはサンプリング周波数からローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を減算した値、に一致するとみなせるようにすることが好ましい。受信側発振器９は、送信側発振器３とは独立した発振器であり、既知のローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数に基づき周波数が決定される。   The receiving-side oscillator 9 has a difference between a value obtained by adding the frequency of the local signal and the frequency of the COHO signal equal to or smaller than a threshold value, or a difference between a value obtained by subtracting the frequency of the local signal and the frequency of the COHO signal from the sampling frequency. A reception side pulse modulation reference signal (hereinafter referred to as a COHO ′ signal) having a frequency equal to or smaller than a threshold value is sent to the phase detector 11. The threshold is set to a sufficiently small value, and the frequency of the COHO 'signal matches the value obtained by adding the frequency of the local signal and the frequency of the COHO signal, or the value obtained by subtracting the frequency of the local signal and the frequency of the COHO signal from the sampling frequency. Then, it is preferable that it can be considered. The reception-side oscillator 9 is an oscillator independent of the transmission-side oscillator 3, and the frequency is determined based on the known local signal frequency and the COHO signal frequency.

ＣＯＨＯ信号の周波数をｆｃ、ローカル信号の周波数をｆｓ、ドップラー周波数をｆｄとし、Ａ−Ｄ変換器８でのサンプリングしたレーダ信号の周波数をｆａｄとし、サンプリングされたレーダ信号の周波数からドップラー周波数を除いた成分をｆａｄ’とする。サンプリングされたレーダ信号の周波数ｆａｄ＝ｆａｄ’＋ｆｄである。ナイキスト周波数以上の周波数でサンプリングされた場合には、元の信号を復元することができ、ｆａｄ’＝ｆｓ＋ｆｃで表すことができる。この場合、受信側発振器９は、ローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を加算した値との差が閾値以下である値を周波数とするＣＯＨＯ’を出力する。ＣＯＨＯ’の周波数をｆｃ’とすると、ｆｃ’≒ｆｓ＋ｆｃである。   The frequency of the COHO signal is fc, the frequency of the local signal is fs, the Doppler frequency is fd, the frequency of the radar signal sampled by the AD converter 8 is fad, and the Doppler frequency is removed from the frequency of the sampled radar signal. Let the component be fad ′. The frequency of the sampled radar signal is fad = fad ′ + fd. When sampled at a frequency equal to or higher than the Nyquist frequency, the original signal can be restored and can be expressed as fad '= fs + fc. In this case, the receiving-side oscillator 9 outputs COHO ′ having a frequency whose value is a difference between the frequency of the local signal and the value obtained by adding the frequencies of the COHO signal is equal to or less than a threshold value. If the frequency of COHO ′ is fc ′, then fc′≈fs + fc.

サンプリングされたレーダ信号Ｓａｄは、下記（１）式で表される。下記（１）式中のｆは周波数、Ａは振幅、φはレーダ信号が目標物に反射することで生じる位相差である。   The sampled radar signal Sad is expressed by the following equation (1). In the following formula (1), f is a frequency, A is an amplitude, and φ is a phase difference caused by reflection of a radar signal on a target.

Figure 0006103951
Figure 0006103951

位相検波器１１は、サンプリングされたレーダ信号Ｓａｄを２系統に分岐させ、一方を周波数がｆａｄ’であるＣＯＨＯ’信号で検波し、他方をＣＯＨＯ’信号の位相を９０度ずらした信号で検波することで、Ｉ信号およびＱ信号を生成し、出力する。位相検波することにより、周波数ｆａｄ’の成分が除去され、Ａ’ｃｏｓφとＡ’ｓｉｎφの信号が得られる。ただし、Ａ’は位相検波後の信号の振幅である。   The phase detector 11 branches the sampled radar signal Sad into two systems, detects one with a COHO ′ signal having a frequency of fad ′, and detects the other with a signal obtained by shifting the phase of the COHO ′ signal by 90 degrees. Thus, the I signal and the Q signal are generated and output. By phase detection, the component of frequency fad 'is removed, and signals of A'cosφ and A'sinφ are obtained. However, A 'is the amplitude of the signal after phase detection.

ナイキスト周波数未満の周波数でサンプリングされた場合には、元の信号を復元することができない。サンプリング周波数をｆｓａｍとすると、ｆａｄ’＝ｆｓａｍ−（ｆｓ＋ｆｃ）で表すことができる。この場合、受信側発振器９は、サンプリング周波数からローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を減算した値との差が閾値以下である値を周波数とするＣＯＨＯ’を出力する。ＣＯＨＯ’の周波数をｆｃ’とすると、ｆｃ’≒ｆｓａｍ−（ｆｓ＋ｆｃ）である。   When sampled at a frequency lower than the Nyquist frequency, the original signal cannot be restored. If the sampling frequency is fsam, it can be expressed as fad '= fsam- (fs + fc). In this case, the receiving-side oscillator 9 outputs COHO ′ having a frequency that is a difference between the sampling frequency and the value obtained by subtracting the frequency of the COHO signal from the sampling frequency. When the frequency of COHO ′ is fc ′, fc′≈fsam− (fs + fc).

上記の場合と同様に、位相検波器１１は、サンプリングされたレーダ信号Ｓａｄを２系統に分岐させ、一方を周波数がｆａｄ’であるＣＯＨＯ’信号で検波し、他方をＣＯＨＯ’信号の位相を９０度ずらした信号で検波することで、Ｉ信号およびＱ信号を生成し、出力する。   Similarly to the above case, the phase detector 11 branches the sampled radar signal Sad into two systems, detects one with a COHO ′ signal having a frequency of fad ′, and detects the other with the phase of the COHO ′ signal being 90 °. By detecting with the shifted signal, I signal and Q signal are generated and output.

周波数検出器１２は、Ｉ信号およびＱ信号からドップラー周波数を検出し、外部機器に出力する。ドップラー周波数に基づき、目標物の速度を検出することが可能になる。   The frequency detector 12 detects the Doppler frequency from the I signal and the Q signal, and outputs it to an external device. Based on the Doppler frequency, the speed of the target can be detected.

調節部１０は、ＣＯＨＯ’信号の位相を調節する。調節部１０は、例えばレーダ信号が送信される所定のタイミングにＣＯＨＯ’信号の位相の基準を合わせる。位相の基準とは、例えば位相がマイナスからプラスに転じる際の位相が０である点である。   The adjustment unit 10 adjusts the phase of the COHO ′ signal. For example, the adjusting unit 10 adjusts the phase reference of the COHO ′ signal at a predetermined timing at which the radar signal is transmitted. The phase reference is, for example, that the phase is 0 when the phase changes from minus to plus.

図２は、実施の形態１に係るレーダ装置における所定のタイミングに受信側ＣＯＨＯ信号の位相の基準を合わせる例を示す図である。点線がレーダ信号が送信されるタイミングであり、受信側では送信タイミングについての情報を保持している。送信側は、図２の上段に示すように、ＰＲＩ（Pulse Repetition Interval：パルス繰り返し周期）の間隔でパルスを送信する。受信側では、図２の中段に示すように、目標物に反射されたパルスを受信する。調節部１０は、図２の下段に示すように、レーダ信号が送信されるタイミングにＣＯＨＯ’信号の位相の基準を合わせる。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which the phase reference of the receiving-side COHO signal is adjusted to a predetermined timing in the radar apparatus according to the first embodiment. The dotted line is the timing at which the radar signal is transmitted, and the receiving side holds information about the transmission timing. As shown in the upper part of FIG. 2, the transmission side transmits pulses at an interval of PRI (Pulse Repetition Interval). On the receiving side, as shown in the middle part of FIG. 2, the pulse reflected by the target is received. As shown in the lower part of FIG. 2, the adjustment unit 10 matches the phase reference of the COHO ′ signal with the timing at which the radar signal is transmitted.

ＰＲＩは十分に短い時間であるから、ＰＲＩごとにＰＲＩの開始時点にＣＯＨＯ’信号の位相の基準を合わせることで、ＣＯＨＯ’信号の周波数と、ローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を加算した値、または、サンプリング周波数からローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を減算した値、とのずれを最小限に抑えることができる。調節部１０により調節されたＣＯＨＯ’信号が位相検出器１１に入力され、該ＣＯＨＯ’信号を用いて位相検波することで、Ｉ信号とＱ信号を生成し、ドップラー周波数を検出することが可能となる。   Since the PRI is a sufficiently short time, a value obtained by adding the frequency of the COHO ′ signal, the frequency of the local signal, and the frequency of the COHO signal by matching the phase reference of the COHO ′ signal to the start time of the PRI for each PRI. Alternatively, the deviation between the sampling frequency and the value obtained by subtracting the frequency of the local signal and the frequency of the COHO signal can be minimized. The COHO ′ signal adjusted by the adjusting unit 10 is input to the phase detector 11, and phase detection is performed using the COHO ′ signal, thereby generating an I signal and a Q signal and detecting a Doppler frequency. Become.

図３は、実施の形態１に係るレーダ装置が行う信号受信の動作の一例を示すフローチャートである。アンテナ２は、所定のタイミングで送信され、目標物に反射された、レーダ信号を受信する（ステップＳ１１０）。ＲＦ増幅器７は、受信したレーダ信号を増幅する（ステップＳ１２０）。Ａ−Ｄ変換器８は、増幅されたレーダ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングする（ステップＳ１３０）。位相検波器１１は、サンプリングされたレーダ信号Ｓａｄを２系統に分岐させ、一方を調節部１０で調節されたＣＯＨＯ’信号で検波し、他方をＣＯＨＯ’信号の位相を９０度ずらした信号で検波することで、Ｉ信号およびＱ信号を生成する（ステップＳ１４０）。周波数検出器１２は、Ｉ信号およびＱ信号からドップラー周波数を検出する（ステップＳ１５０）。   FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a signal reception operation performed by the radar apparatus according to the first embodiment. The antenna 2 receives the radar signal transmitted at a predetermined timing and reflected by the target (step S110). The RF amplifier 7 amplifies the received radar signal (step S120). The A-D converter 8 samples the amplified radar signal at a predetermined sampling frequency (step S130). The phase detector 11 branches the sampled radar signal Sad into two systems, detects one with the COHO ′ signal adjusted by the adjusting unit 10, and detects the other with a signal obtained by shifting the phase of the COHO ′ signal by 90 degrees. Thus, an I signal and a Q signal are generated (step S140). The frequency detector 12 detects the Doppler frequency from the I signal and the Q signal (step S150).

実施の形態１に係るレーダ装置１においては、送信側と受信側で独立した発振器を用いるため、同一信号を送信側と受信側で利用できるようにする必要はなく、レーダ装置１の構成が簡易となる。またＲＦ領域のレーダ信号を直接Ａ−Ｄ変換器８でサンプリングするため、ＩＦミキサなどを設ける必要がなく、レーダ装置１の構成を簡易化することが可能である。また送信側の構成と受信側の構成に分けて配置し、バイスタティックレーダとして利用することも可能である。   Since the radar apparatus 1 according to the first embodiment uses independent oscillators on the transmission side and the reception side, it is not necessary to make the same signal available on the transmission side and the reception side, and the configuration of the radar apparatus 1 is simple. It becomes. Further, since the radar signal in the RF region is directly sampled by the A / D converter 8, it is not necessary to provide an IF mixer or the like, and the configuration of the radar apparatus 1 can be simplified. It is also possible to divide the arrangement on the transmitting side and the receiving side and use it as a bistatic radar.

以上説明したとおり、実施の形態１に係るレーダ装置１によれば、レーダ信号を受信する構成を簡易化することが可能となる。   As described above, according to the radar apparatus 1 according to the first embodiment, the configuration for receiving radar signals can be simplified.

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態２に係るレーダ装置１は、図１に示す実施の形態１に係るレーダ装置１と同じ構成であるが、ＣＯＨＯ信号とローカル信号を送信側と受信側で共用する点が異なる。 (Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The radar apparatus 1 according to the second embodiment has the same configuration as that of the radar apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 except that the COHO signal and the local signal are shared between the transmission side and the reception side.

調節部１０は、ＣＯＨＯ信号とローカル信号に基づきＣＯＨＯ’信号の位相を調節する。調節部１０は、ＣＯＨＯ’信号の周波数がローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を加算した値に一致、またはＣＯＨＯ’信号の周波数がサンプリング周波数からローカル信号の周波数とＣＯＨＯ信号の周波数を減算した値に一致するように、ＣＯＨＯ’信号の位相を調節する。   The adjusting unit 10 adjusts the phase of the COHO ′ signal based on the COHO signal and the local signal. The adjustment unit 10 is configured such that the frequency of the COHO ′ signal matches the value obtained by adding the frequency of the local signal and the frequency of the COHO signal, or the frequency of the COHO ′ signal is a value obtained by subtracting the frequency of the local signal and the frequency of the COHO signal from the sampling frequency. The phase of the COHO ′ signal is adjusted so that

実施の形態２に係るレーダ装置１の信号受信の動作は、図３に示す実施の形態１に係るレーダ装置１と同様である。   The signal reception operation of the radar apparatus 1 according to the second embodiment is the same as that of the radar apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG.

実施の形態２に係るレーダ装置１においては、ＲＦ領域のレーダ信号を直接Ａ−Ｄ変換器８でサンプリングするため、ＩＦミキサなどを設ける必要がなく、レーダ装置１の構成を簡易化することが可能である。   In the radar apparatus 1 according to the second embodiment, the radar signal in the RF region is directly sampled by the A / D converter 8, so that it is not necessary to provide an IF mixer or the like, and the configuration of the radar apparatus 1 can be simplified. Is possible.

以上説明したとおり、実施の形態２に係るレーダ装置１によれば、レーダ信号を受信する構成を簡易化することが可能となる。   As described above, according to the radar apparatus 1 according to the second embodiment, the configuration for receiving radar signals can be simplified.

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態３に係るレーダ装置１は、図１に示す実施の形態１に係るレーダ装置１と同じ構成であるが、ＣＯＨＯ信号とローカル信号を送信側と受信側で共用する点が異なる。 (Embodiment 3)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The radar apparatus 1 according to the third embodiment has the same configuration as the radar apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 except that the COHO signal and the local signal are shared on the transmission side and the reception side.

調節部１０は、ＣＯＨＯ信号、ローカル信号、およびＣＯＨＯ’信号に基づきＣＯＨＯ’信号が含む誤差を検出する。すなわち周波数がｆｓ＋ｆｃである信号とＣＯＨＯ’信号の位相差を検出し、周波数検出器１２に送る。   The adjustment unit 10 detects an error included in the COHO ′ signal based on the COHO signal, the local signal, and the COHO ′ signal. That is, the phase difference between the signal whose frequency is fs + fc and the COHO ′ signal is detected and sent to the frequency detector 12.

位相検波器１１は、サンプリングされたレーダ信号Ｓａｄを２系統に分岐させ、一方をＣＯＨＯ’信号で検波し、他方をＣＯＨＯ’信号の位相を９０度ずらした信号で検波することで、Ｉ信号およびＱ信号を生成し、出力する。位相検波することにより、周波数ｆａｄ’の成分が除去され、Ａ’ｃｏｓφとＡ’ｓｉｎφの信号が得られる。ただし、Ａ’は位相検波後の信号の振幅である。   The phase detector 11 branches the sampled radar signal Sad into two systems, one is detected by the COHO ′ signal, and the other is detected by a signal in which the phase of the COHO ′ signal is shifted by 90 degrees, whereby the I signal and Generate and output Q signal. By phase detection, the component of frequency fad 'is removed, and signals of A'cosφ and A'sinφ are obtained. However, A 'is the amplitude of the signal after phase detection.

周波数検出器１２は、調節部１０で検出された誤差に基づきＩ信号およびＱ信号の位相を補正し、位相を補正したＩ信号およびＱ信号からドップラー周波数を検出し、ドップラー周波数を補正し、外部機器に出力する。   The frequency detector 12 corrects the phases of the I signal and the Q signal based on the error detected by the adjusting unit 10, detects the Doppler frequency from the corrected I signal and the Q signal, corrects the Doppler frequency, Output to the device.

図６は、実施の形態３に係るレーダ装置が行う信号受信の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１０〜Ｓ１４０の処理は、図３に示す実施の形態１に係るレーダ装置１が行う動作と同様である。調節部１０は、ＣＯＨＯ信号、ローカル信号、およびＣＯＨＯ’信号に基づきＣＯＨＯ’信号が含む誤差を検出する（ステップＳ１４１）。周波数検出器１２は、調節部１０で検出したＣＯＨＯ’信号が含む誤差に基づきＩ信号およびＱ信号の位相を補正し、補正したＩ信号およびＱ信号からドップラー周波数を検出する（ステップＳ１６０）。なおステップＳ１４０の処理とステップＳ１４１の処理は、並行して実行してもよい。   FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a signal reception operation performed by the radar apparatus according to the third embodiment. The processing in steps S110 to S140 is the same as the operation performed by the radar apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. The adjusting unit 10 detects an error included in the COHO ′ signal based on the COHO signal, the local signal, and the COHO ′ signal (step S141). The frequency detector 12 corrects the phases of the I signal and the Q signal based on the error included in the COHO ′ signal detected by the adjustment unit 10, and detects the Doppler frequency from the corrected I signal and Q signal (step S160). Note that the process of step S140 and the process of step S141 may be executed in parallel.

実施の形態３に係るレーダ装置１においては、ＲＦ領域のレーダ信号を直接Ａ−Ｄ変換器８でサンプリングするため、ＩＦミキサなどを設ける必要がなく、レーダ装置１の構成を簡易化することが可能である。   In the radar apparatus 1 according to the third embodiment, the radar signal in the RF region is directly sampled by the A / D converter 8, so that it is not necessary to provide an IF mixer or the like, and the configuration of the radar apparatus 1 can be simplified. Is possible.

以上説明したとおり、実施の形態３に係るレーダ装置１によれば、レーダ信号を受信する構成を簡易化することが可能となる。   As described above, according to the radar apparatus 1 according to the third embodiment, the configuration for receiving radar signals can be simplified.

本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。   The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment.

１ レーダ装置、２ アンテナ、３ 送信側発振器、４ 局部発振器、５ Ｕ−Ｃ部、６ 送受信切替部、７ ＲＦ増幅器、８ Ａ−Ｄ変換器、９ 受信側発振器、１０ 調節部、１１ 位相検波器、１２ 周波数検出器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radar apparatus, 2 Antenna, 3 Transmission side oscillator, 4 Local oscillator, 5 U-C part, 6 Transmission / reception switching part, 7 RF amplifier, 8 AD converter, 9 Reception side oscillator, 10 Adjustment part, 11 Phase detection Instrument, 12 frequency detector.

Claims (10)

レーダ信号のパルス繰り返し周期に関する情報を保持するレーダ装置であって、
パルス変調基準信号でパルス変調され、前記パルス繰り返し周期と同じタイミングで送信された所定の周波数の局部発振器が出力するローカル信号が目標物に反射された信号である、レーダ信号を受信するアンテナと、
前記レーダ信号を増幅する増幅器と、
増幅された前記レーダ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングするＡ−Ｄ変換器と、
前記ローカル信号の周波数と前記パルス変調基準信号の周波数を加算した値との差が閾値以下である値を周波数とする受信側パルス変調基準信号を出力する発振器と、
前記パルス繰り返し周期の開始時点に前記受信側パルス変調基準信号の位相の基準を合わせることで、前記受信側パルス変調基準信号の位相を調節する調節部と、
前記調節部で調節された前記受信側パルス変調基準信号および該受信側パルス変調基準信号の位相を９０度ずらした信号に基づき、前記Ａ−Ｄ変換器でサンプリングされた前記レーダ信号の位相検波を行い、Ｉ信号およびＱ信号を出力する位相検波器と、
前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からドップラー周波数を検出する周波数検出器と、
を備えるレーダ装置。 A radar device that holds information about a pulse repetition period of a radar signal,
Is pulse-modulated by the pulse modulation reference signal is a signal in which the local signal is reflected in the target the local oscillator of a predetermined frequency transmitted at the same timing as the pulse repetition period is output, an antenna for receiving radar signals ,
An amplifier for amplifying the radar signal;
An A / D converter that samples the amplified radar signal at a predetermined sampling frequency;
An oscillator that outputs a reception-side pulse modulation reference signal having a frequency that is a difference between a frequency of the local signal and a value obtained by adding the frequency of the pulse modulation reference signal equal to or less than a threshold;
An adjustment unit that adjusts the phase of the reception-side pulse modulation reference signal by matching the phase reference of the reception-side pulse modulation reference signal with the start time of the pulse repetition period ;
Based on the reception side pulse modulation reference signal adjusted by the adjustment unit and a signal obtained by shifting the phase of the reception side pulse modulation reference signal by 90 degrees, phase detection of the radar signal sampled by the AD converter is performed. A phase detector for performing and outputting I and Q signals;
A frequency detector for detecting a Doppler frequency from the I signal and the Q signal;
A radar apparatus comprising: レーダ信号のパルス繰り返し周期に関する情報を保持するレーダ装置であって、  A radar device that holds information about a pulse repetition period of a radar signal,
パルス変調基準信号でパルス変調され、前記パルス繰り返し周期と同じタイミングで送信された所定の周波数の局部発振器が出力するローカル信号が目標物に反射された信号である、レーダ信号を受信するアンテナと、  An antenna that receives a radar signal, which is a pulse signal modulated by a pulse modulation reference signal, and a local signal output from a local oscillator of a predetermined frequency that is transmitted at the same timing as the pulse repetition period is a signal reflected by a target;
前記レーダ信号を増幅する増幅器と、  An amplifier for amplifying the radar signal;
増幅された前記レーダ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングするＡ−Ｄ変換器と、  An A / D converter that samples the amplified radar signal at a predetermined sampling frequency;
前記サンプリング周波数から前記ローカル信号の周波数と前記パルス変調基準信号の周波数を減算した値との差が閾値以下である値を周波数とする受信側パルス変調基準信号を出力する発振器と、  An oscillator that outputs a reception side pulse modulation reference signal having a frequency that is a difference between a value obtained by subtracting the frequency of the local signal and the frequency of the pulse modulation reference signal from the sampling frequency, which is equal to or less than a threshold;
前記パルス繰り返し周期の開始時点に前記受信側パルス変調基準信号の位相の基準を合わせることで、前記受信側パルス変調基準信号の位相を調節する調節部と、  An adjustment unit that adjusts the phase of the reception-side pulse modulation reference signal by matching the phase reference of the reception-side pulse modulation reference signal with the start time of the pulse repetition period;
前記調節部で調節された前記受信側パルス変調基準信号および該受信側パルス変調基準信号の位相を９０度ずらした信号に基づき、前記Ａ−Ｄ変換器でサンプリングされた前記レーダ信号の位相検波を行い、Ｉ信号およびＱ信号を出力する位相検波器と、  Based on the reception side pulse modulation reference signal adjusted by the adjustment unit and a signal obtained by shifting the phase of the reception side pulse modulation reference signal by 90 degrees, phase detection of the radar signal sampled by the AD converter is performed. A phase detector for performing and outputting I and Q signals;
前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からドップラー周波数を検出する周波数検出器と、  A frequency detector for detecting a Doppler frequency from the I signal and the Q signal;
を備えるレーダ装置。  A radar apparatus comprising: 前記調節部は、前記受信側パルス変調基準信号の位相を調節して、前記受信側パルス変調基準信号の周波数を、前記ローカル信号の周波数と前記パルス変調基準信号の周波数を加算した値に一致させる請求項１に記載のレーダ装置。 The adjustment unit adjusts the phase of the reception-side pulse modulation reference signal to match the frequency of the reception-side pulse modulation reference signal with a value obtained by adding the frequency of the local signal and the frequency of the pulse modulation reference signal. The radar apparatus according to claim 1. 前記調節部は、前記受信側パルス変調基準信号の位相を調節して、前記受信側パルス変調基準信号の周波数を、前記サンプリング周波数から前記ローカル信号の周波数と前記パルス変調基準信号の周波数を減算した値に一致させる請求項２に記載のレーダ装置。  The adjusting unit adjusts the phase of the reception-side pulse modulation reference signal, and subtracts the frequency of the reception-side pulse modulation reference signal from the sampling frequency from the frequency of the local signal and the frequency of the pulse modulation reference signal. The radar apparatus according to claim 2, wherein the radar apparatus matches the value. 前記調節部は、前記パルス変調基準信号および前記ローカル信号に基づき前記受信側パルス変調基準信号が含む誤差を検出し、
前記周波数検出器は、前記調節部で検出された前記受信側パルス変調基準信号が含む誤差に基づき、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号の位相を補正し、位相を補正した前記Ｉ信号および前記Ｑ信号から前記ドップラー周波数を検出する、
請求項１または２に記載のレーダ装置。 The adjusting unit detects an error included in the reception side pulse modulation reference signal based on the pulse modulation reference signal and the local signal;
The frequency detector corrects the phases of the I signal and the Q signal based on an error included in the reception-side pulse modulation reference signal detected by the adjusting unit, and corrects the phase of the I signal and the Q signal. Detecting the Doppler frequency from
The radar apparatus according to claim 1 or 2 . レーダ信号のパルス繰り返し周期に関する情報を保持するレーダ装置が行うレーダ信号受信方法であって、
パルス変調基準信号でパルス変調され、前記パルス繰り返し周期と同じタイミングで送信された所定の周波数の局部発振器が出力するローカル信号が目標物に反射された信号である、レーダ信号を受信する受信ステップと、
前記レーダ信号を増幅する増幅ステップと、
増幅された前記レーダ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングするＡ−Ｄ変換ステップと、
前記ローカル信号の周波数と前記パルス変調基準信号の周波数を加算した値との差が閾値以下である値を周波数とする受信側パルス変調基準信号を出力する発振ステップと、
前記パルス繰り返し周期の開始時点に前記受信側パルス変調基準信号の位相の基準を合わせることで、前記受信側パルス変調基準信号の位相を調節する調節ステップと、
前記調節ステップで調節された前記受信側パルス変調基準信号および該受信側パルス変調基準信号の位相を９０度ずらした信号に基づき、前記Ａ−Ｄ変換ステップでサンプリングされた前記レーダ信号の位相検波を行い、Ｉ信号およびＱ信号を出力する位相検波ステップと、
前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からドップラー周波数を検出する周波数検出ステップと、
を備えるレーダ信号受信方法。 A radar signal receiving method performed by a radar apparatus that holds information about a pulse repetition period of a radar signal,
Is pulse-modulated by the pulse modulation reference signal, receiving step local signal local oscillator of a predetermined frequency transmitted at the same timing as the pulse repetition period is outputted is reflected signals to target, receiving the radar signal When,
An amplification step for amplifying the radar signal;
A-D conversion step of sampling the amplified radar signal at a predetermined sampling frequency;
An oscillation step for outputting a reception-side pulse modulation reference signal having a frequency that is a difference between a value obtained by adding the frequency of the local signal and the frequency of the pulse modulation reference signal equal to or less than a threshold;
An adjustment step of adjusting the phase of the reception side pulse modulation reference signal by adjusting the phase reference of the reception side pulse modulation reference signal at the start time of the pulse repetition period ;
Based on the reception side pulse modulation reference signal adjusted in the adjustment step and a signal obtained by shifting the phase of the reception side pulse modulation reference signal by 90 degrees, phase detection of the radar signal sampled in the AD conversion step is performed. Performing a phase detection step of outputting an I signal and a Q signal;
A frequency detection step of detecting a Doppler frequency from the I signal and the Q signal;
A radar signal receiving method comprising: レーダ信号のパルス繰り返し周期に関する情報を保持するレーダ装置が行うレーダ信号受信方法であって、  A radar signal receiving method performed by a radar apparatus that holds information about a pulse repetition period of a radar signal,
パルス変調基準信号でパルス変調され、前記パルス繰り返し周期と同じタイミングで送信された所定の周波数の局部発振器が出力するローカル信号が目標物に反射された信号である、レーダ信号を受信する受信ステップと、  A receiving step for receiving a radar signal, wherein the local signal output by a local oscillator of a predetermined frequency, which is pulse-modulated with a pulse modulation reference signal and transmitted at the same timing as the pulse repetition period, is a signal reflected by a target; and ,
前記レーダ信号を増幅する増幅ステップと、  An amplification step for amplifying the radar signal;
増幅された前記レーダ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングするＡ−Ｄ変換ステップと、  A-D conversion step of sampling the amplified radar signal at a predetermined sampling frequency;
前記サンプリング周波数から前記ローカル信号の周波数と前記パルス変調基準信号の周波数を減算した値との差が閾値以下である値を周波数とする受信側パルス変調基準信号を出力する発振ステップと、  An oscillation step of outputting a reception-side pulse modulation reference signal having a frequency that is a difference between a value obtained by subtracting the frequency of the local signal and the frequency of the pulse modulation reference signal from the sampling frequency, which is equal to or less than a threshold;
前記パルス繰り返し周期の開始時点に前記受信側パルス変調基準信号の位相の基準を合わせることで、前記受信側パルス変調基準信号の位相を調節する調節ステップと、  An adjustment step of adjusting the phase of the reception side pulse modulation reference signal by adjusting the phase reference of the reception side pulse modulation reference signal at the start time of the pulse repetition period;
前記調節ステップで調節された前記受信側パルス変調基準信号および該受信側パルス変調基準信号の位相を９０度ずらした信号に基づき、前記Ａ−Ｄ変換ステップでサンプリングされた前記レーダ信号の位相検波を行い、Ｉ信号およびＱ信号を出力する位相検波ステップと、  Based on the reception side pulse modulation reference signal adjusted in the adjustment step and a signal obtained by shifting the phase of the reception side pulse modulation reference signal by 90 degrees, phase detection of the radar signal sampled in the AD conversion step is performed. Performing a phase detection step of outputting an I signal and a Q signal;
前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からドップラー周波数を検出する周波数検出ステップと、  A frequency detection step of detecting a Doppler frequency from the I signal and the Q signal;
を備えるレーダ信号受信方法。  A radar signal receiving method comprising: 前記調節ステップにおいて、前記受信側パルス変調基準信号の位相を調節して、前記受信側パルス変調基準信号の周波数を、前記ローカル信号の周波数と前記パルス変調基準信号の周波数を加算した値に一致させる請求項６に記載のレーダ信号受信方法。 In the adjusting step, the phase of the reception-side pulse modulation reference signal is adjusted so that the frequency of the reception-side pulse modulation reference signal matches a value obtained by adding the frequency of the local signal and the frequency of the pulse modulation reference signal. The radar signal receiving method according to claim 6 . 前記調節ステップにおいて、前記受信側パルス変調基準信号の位相を調節して、前記受信側パルス変調基準信号の周波数を、前記サンプリング周波数から前記ローカル信号の周波数と前記パルス変調基準信号の周波数を減算した値に一致させる請求項７に記載のレーダ信号受信方法。  In the adjusting step, the phase of the reception side pulse modulation reference signal is adjusted, and the frequency of the reception side pulse modulation reference signal is subtracted from the sampling frequency and the frequency of the local signal and the frequency of the pulse modulation reference signal. The radar signal receiving method according to claim 7, wherein the radar signal is matched with a value. 前記調節ステップにおいて、前記パルス変調基準信号および前記ローカル信号に基づき前記受信側パルス変調基準信号が含む誤差を検出し、
前記周波数検出ステップにおいて、前記調節ステップで検出された前記受信側パルス変調基準信号が含む誤差に基づき、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号の位相を補正し、位相を補正した前記Ｉ信号および前記Ｑ信号から前記ドップラー周波数を検出する、
請求項６または７に記載のレーダ信号受信方法。 In the adjusting step, an error included in the reception side pulse modulation reference signal is detected based on the pulse modulation reference signal and the local signal,
In the frequency detection step, based on an error included in the reception-side pulse modulation reference signal detected in the adjustment step, the phase of the I signal and the Q signal is corrected, and the phase-corrected I signal and the Q signal Detecting the Doppler frequency from
The radar signal receiving method according to claim 6 or 7 .
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