JP7270835B2 - radar equipment - Google Patents

radar equipment Download PDF

Info

Publication number
JP7270835B2
JP7270835B2 JP2022507106A JP2022507106A JP7270835B2 JP 7270835 B2 JP7270835 B2 JP 7270835B2 JP 2022507106 A JP2022507106 A JP 2022507106A JP 2022507106 A JP2022507106 A JP 2022507106A JP 7270835 B2 JP7270835 B2 JP 7270835B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
chirp
frequency
signals
mth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022507106A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2021181598A1 (en
JPWO2021181598A5 (en
Inventor
隆文 永野
亘 辻田
広幸 蔦田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2021181598A1 publication Critical patent/JPWO2021181598A1/ja
Publication of JPWO2021181598A5 publication Critical patent/JPWO2021181598A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7270835B2 publication Critical patent/JP7270835B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

本開示はレーダ装置に関する。本開示は特に高い距離分解能を持つレーダ装置に関する。 The present disclosure relates to radar equipment. The present disclosure particularly relates to radar equipment with high range resolution.

チャープ信号を送信し、目標(目標物体)での反射波を受信することで得られる受信信号をビート信号に変換し、そのフーリエ変換からピークを検出することにより、目標を高い距離分解能で検出するFMCW(Frequency-Modulated Continuous Wave)レーダが知られている。FMCWレーダではチャープ信号の帯域幅を広くすれば距離分解能を高くできるが、帯域幅が広いほど、チャープ信号の生成がより困難になり、アンテナ、増幅器等の広帯域化も困難になる。そこで、複数の隣接する周波数帯域を利用し、高距離分解能化を図ることが検討されている。 By transmitting a chirp signal and receiving the reflected wave from the target (target object), the received signal is converted into a beat signal, and the peak is detected from the Fourier transform to detect the target with high range resolution. FMCW (Frequency-Modulated Continuous Wave) radar is known. In FMCW radar, if the bandwidth of the chirp signal is widened, the range resolution can be increased. Therefore, it is being studied to use a plurality of adjacent frequency bands to achieve high range resolution.

例えば非特許文献1に2つの周波数帯域の計測データのフュージョン方法が開示されている。非特許文献1の技術では、帯域幅がそれぞれ40GHz及び60GHzの周波数帯域100GHz及び150GHzの送受信機で同時に反射波を計測し、計測データのフーリエ変換にゼロパディングして逆フーリエ変換することにより周波数ステップを揃え、2つの周波数帯域間に周波数ギャップがある場合には抜けている周波数点を線形補間する。 For example, Non-Patent Document 1 discloses a fusion method of measurement data of two frequency bands. In the technique of Non-Patent Document 1, the reflected waves are simultaneously measured by transmitters and receivers with frequency bands of 100 GHz and 150 GHz with bandwidths of 40 GHz and 60 GHz, respectively. are aligned, and if there is a frequency gap between two frequency bands, the missing frequency points are linearly interpolated.

F. Friederich, K. May, B. Baccouche, C. Matheis, M. Bauer, J. Jonuscheit, M. Moor, D. Denman, J. Bramble, and N. Savage, “Terahertz Radome Inspection,” Photonics, vol.5, no.1, p.1, Jan. 2018.F. Friederich, K.; May, B. Baccouche, C.; Matheis, M.; Bauer,J. Jonuscheit, M.; Moor, D. Denman, J.; Bramble, andN. Savage, "Terahertz Radome Inspection," Photonics, vol. 5, no. 1, p. 1, Jan. 2018.

非特許文献1の技術で移動している目標を検出すると、2つの周波数帯域のデータ間で位相の連続性を確保できず、フーリエ変換のピークに歪み、分裂等が発生し、高い分解能で距離を測定することができない場合がある。 When a moving target is detected by the technique of Non-Patent Document 1, it is not possible to ensure phase continuity between the data of the two frequency bands, distortion, splitting, etc. may not be able to measure.

本開示は、複数の隣接する周波数帯域を利用し、目標が移動していてもフーリエ変換のピークに歪み、分裂等を発生させずに高い分解能で距離を測定することができるレーダ装置を得ることを目的とする。 The present disclosure utilizes multiple adjacent frequency bands to obtain a radar apparatus capable of measuring distance with high resolution without distortion, splitting, etc. in the Fourier transform peak even when the target is moving. With the goal.

本開示に係るレーダ装置は、
帯域幅が互いに等しく、互いに隣接する第1乃至第Mの(Mは2以上の整数)送信周波数帯域の、周波数の変化が互いに連続する第1乃至第Mのチャープ信号を同期してチャープ周期毎に繰り返し生成する信号生成装置と、
前記信号生成装置で繰り返し生成される第1乃至第Mのチャープ信号に対応する第1乃至第Mの送信波を送信する信号送信装置と、
前記信号送信装置で送信された第1乃至第Mの送信波が目標で反射することで発生する反射波を、それぞれ前記第1乃至第Mの送信周波数帯域に対応する第1乃至第Mの受信周波数帯域で受信して第1乃至第Mの受信信号を生成する信号受信装置と、
前記信号生成装置で生成される前記第1乃至第Mのチャープ信号と、前記信号受信装置で生成される前記第1乃至第Mの受信信号とから、前記目標までの距離に応じた周波数成分を持つ第1乃至第Mのビート信号を生成する信号変換装置と、
前記信号変換装置で生成される前記第1乃至第Mのビート信号を前記チャープ周期相互の境界で互いに連結して、前記チャープ周期毎に一つの合成信号を生成する信号合成部と、
前記信号合成部で順次生成される複数の合成信号から目標までの距離と目標の速度とを算出する目標検出部と
を備える。
The radar device according to the present disclosure is
Synchronizing the first to Mth chirp signals of the mutually adjacent first to Mth (M is an integer of 2 or more) transmission frequency bands having the same bandwidth and having continuous frequency changes every chirp cycle a signal generator that repeatedly generates to
a signal transmission device for transmitting first to Mth transmission waves corresponding to first to Mth chirp signals repeatedly generated by the signal generation device;
first to Mth reception waves corresponding to the first to Mth transmission frequency bands, respectively a signal receiving device that receives signals in a frequency band and generates first to Mth received signals;
frequency components according to the distance to the target from the first to Mth chirp signals generated by the signal generation device and the first to Mth reception signals generated by the signal reception device; a signal conversion device for generating first to Mth beat signals having
a signal synthesizing unit that couples the first to Mth beat signals generated by the signal conversion device with each other at boundaries between the chirp periods to generate one synthesized signal for each chirp period;
a target detection unit that calculates a distance to a target and a speed of the target from a plurality of synthesized signals sequentially generated by the signal synthesis unit;

本開示のレーダ装置によれば、目標が移動していてもフーリエ変換のピークに歪み、分裂等を発生させずに高い分解能で距離を測定することができる。 According to the radar device of the present disclosure, even if the target is moving, it is possible to measure the distance with high resolution without generating distortion, splitting, etc. in the Fourier transform peak.

実施の形態のレーダ装置の概略を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an outline of a radar device according to an embodiment; FIG. 図1のレーダ装置の具体的な構成例を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a specific configuration example of the radar device of FIG. 1; FIG. 図1の信号処理装置の構成例を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a configuration example of the signal processing device of FIG. 1; FIG. (a)は、実施の形態のレーダ装置の送信信号及び受信信号を示す波形図、(b)~(d)は、上記の送信信号及び受信信号から得られるビート信号を示す図、(e)~(g)は、上記のビート信号を連結することで得られる合成信号を示す図である。(a) is a waveform diagram showing the transmission signal and the reception signal of the radar device of the embodiment, (b) to (d) are diagrams showing the beat signal obtained from the above transmission signal and the reception signal, (e) (g) is a diagram showing a composite signal obtained by concatenating the above beat signals. (a)は、図4(a)の一部を拡大し、送信信号、受信信号及び周波数差に対して周期を表す符号を付した図、(b)は、(a)の周波数差によるビート信号の、比較例による連結の一方法を示す図、(c)は、(a)の周波数差によるビート信号の、実施の形態による連結の方法を示す図である。(a) is an enlarged view of a part of FIG. 4 (a), and a diagram in which the transmission signal, the reception signal, and the frequency difference are denoted by symbols representing periods; (b) is a beat due to the frequency difference in (a) FIG. 11C is a diagram showing one method of concatenating signals according to a comparative example, and (c) is a diagram showing a method of concatenating beat signals based on the frequency difference in (a) according to an embodiment. (a)は、図4(a)の一部を拡大し、送信信号、受信信号及び周波数差に対して周期を表す符号を付した図であって、受信信号のうち、遅延して届く部分を区別して示す図、(b)は、(a)の周波数差によるビート信号の合成の方法を示す図である。(a) is an enlarged view of a part of FIG. 4 (a), in which symbols indicating periods are added to the transmission signal, the reception signal, and the frequency difference, and the part of the reception signal that arrives after a delay (b) is a diagram showing a method of synthesizing beat signals based on the frequency difference in (a). 一つの合成信号に対するフーリエ変換の結果の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a result of Fourier transform for one composite signal; FIG. (a)は、複数の合成信号に対するフーリエ変換の結果を示す図、(b)は(a)におけるピーク位相の変化の一例を示すである。(a) is a diagram showing the results of Fourier transform for a plurality of synthesized signals, and (b) is an example of peak phase change in (a). 図8(a)に示されるフーリエ変換の結果に対する更なるフーリエ変換の結果の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a further Fourier transform result for the Fourier transform result shown in FIG. 8(a); 実施の形態のレーダ装置の反射波を受信した後の処理の手順の例を示すフローチャートである。7 is a flow chart showing an example of a procedure of processing after receiving a reflected wave of the radar device according to the embodiment; 実施の形態1のレーダ装置のアンテナ以外の部分の機能を実現するコンピュータのハードウェア構成を示す図である。3 is a diagram showing the hardware configuration of a computer that realizes functions of parts other than the antenna of the radar device of the first embodiment; FIG.

図1は、実施の形態のレーダ装置RDの概要を示す。
図示のレーダ装置RDは、互いに帯域幅が等しく、互いに隣接する第1乃至第Мの(Мは2以上の整数)周波数帯域のチャープ信号を互いに同期して繰り返し生成し、送信し、目標TGでの反射による反射波を受信して受信信号を生成し、送信したチャープ信号(送信信号)と受信信号との周波数差によるビート信号に基づいて目標TGまでの距離及び目標TGの速度を算出する。
以下では、上記のМが3であり、チャープ信号がアップチャープ信号である場合について説明する。
FIG. 1 shows an outline of a radar device RD according to an embodiment.
The illustrated radar device RD repeatedly generates chirp signals in first to M-th (M is an integer equal to or greater than 2) frequency bands which are equal in bandwidth and adjacent to each other in synchronization with each other, and transmits them to the target TG. A received signal is generated by receiving a reflected wave due to the reflection of , and the distance to the target TG and the speed of the target TG are calculated based on the beat signal due to the frequency difference between the transmitted chirp signal (transmission signal) and the received signal.
In the following, a case will be described in which the above M is 3 and the chirp signal is an up-chirp signal.

図1に示されるレーダ装置RDは、制御装置100、基準信号発生器102、信号生成装置110、信号送信装置120、信号受信装置130、信号変換装置140、及び信号処理装置150を有する。
信号送信装置120は、第1乃至第3の送信部121~123を有する。信号受信装置130は、第1乃至第3の受信部131~133を有する。信号変換装置140は、第1乃至第3の変換部141~143を有する。
第1の送信部121と、第1の受信部131と、第1の変換部141とは互いに対応して設けられたものである。第2の送信部122と、第2の受信部132と、第2の変換部142とは互いに対応して設けられたものである。第3の送信部123と、第3の受信部133と、第3の変換部143とは互いに対応して設けられたものである。
Radar device RD shown in FIG.
The signal transmitter 120 has first to third transmitters 121-123. The signal receiver 130 has first to third receivers 131 to 133 . The signal conversion device 140 has first to third conversion units 141 to 143 .
The first transmitting section 121, the first receiving section 131, and the first converting section 141 are provided in correspondence with each other. The second transmitting section 122, the second receiving section 132, and the second converting section 142 are provided in correspondence with each other. The third transmitting section 123, the third receiving section 133, and the third converting section 143 are provided in correspondence with each other.

図2は、図1のレーダ装置RDの具体的な構成例を示す。
図2に示されるレーダ装置RDは、制御装置100、基準信号発生器102(図2では省略)、及び信号処理装置150のほか、DDS3、高周波信号発生器4、ミキサ11~13、増幅器21~23、送受切替器31~33、アンテナ41~43、増幅器51~53、ミキサ61~63、増幅器71~73、及びA/D変換器81~83を備えている。
DDSは、Direct Digital Synthesizer(デジタル直接合成発振器)の略である。
FIG. 2 shows a specific configuration example of the radar device RD of FIG.
Radar device RD shown in FIG. 23, transmission/reception switches 31-33, antennas 41-43, amplifiers 51-53, mixers 61-63, amplifiers 71-73, and A/D converters 81-83.
DDS stands for Direct Digital Synthesizer.

DDS3と、高周波信号発生器4と、ミキサ11~13とで信号生成装置110が構成されている。 A signal generator 110 is composed of the DDS 3, the high-frequency signal generator 4, and the mixers 11-13.

増幅器21と、送受切替器31と、アンテナ41とで第1の送信部121が構成されている。増幅器22と、送受切替器32と、アンテナ42とで第2の送信部122が構成されている。増幅器23と、送受切替器33と、アンテナ43とで第3の送信部123が構成されている。 Amplifier 21 , transmission/reception switch 31 , and antenna 41 constitute first transmission section 121 . The amplifier 22 , the transmission/reception switch 32 , and the antenna 42 constitute a second transmission section 122 . The amplifier 23 , the transmission/reception switch 33 , and the antenna 43 constitute a third transmission section 123 .

アンテナ41と、送受切替器31と、増幅器51とで第1の受信部131が構成されている。アンテナ42と、送受切替器32と、増幅器52とで第2の受信部132が構成されている。アンテナ43と、送受切替器33と、増幅器53とで第3の受信部133が構成されている。 The antenna 41 , the transmission/reception switch 31 and the amplifier 51 constitute a first receiving section 131 . The antenna 42 , the transmission/reception switch 32 and the amplifier 52 constitute a second receiving section 132 . The antenna 43 , the transmission/reception switch 33 and the amplifier 53 constitute a third receiving section 133 .

ミキサ61と、増幅器71と、A/D変換器81とで第1の変換部141が構成されている。ミキサ62と、増幅器72と、A/D変換器82とで第2の変換部142が構成されている。ミキサ63と、増幅器73と、A/D変換器83とで第3の変換部143が構成されている。 Mixer 61 , amplifier 71 , and A/D converter 81 constitute first conversion section 141 . The mixer 62 , the amplifier 72 and the A/D converter 82 constitute a second conversion section 142 . The mixer 63 , the amplifier 73 and the A/D converter 83 constitute the third conversion section 143 .

なお、制御装置100は、信号生成装置110のDDS3を制御するものであるので、信号生成装置110の一部を成すと見ることもできる。
同様に、制御装置100は、信号変換装置140のA/D変換器81~83を制御するものであるので、信号変換装置140の一部を成すと見ることもできる。
Since the control device 100 controls the DDS 3 of the signal generation device 110 , it can be regarded as forming a part of the signal generation device 110 .
Similarly, since the control device 100 controls the A/D converters 81 to 83 of the signal conversion device 140 , it can be regarded as forming a part of the signal conversion device 140 .

信号処理装置150は、図3に示すように、信号合成部151と目標検出部152とを有する。 The signal processing device 150 has a signal synthesizing section 151 and a target detecting section 152, as shown in FIG.

制御装置100、DDS3、高周波信号発生器4、A/D変換器81~83、及び信号処理装置150は、共通の基準信号発生器102(図1)に接続され、同期して動作する。
ミキサ11~13、61~63の各々は信号の混合後に所望の信号以外の信号をフィルタリングにより除去する機能を持っているものとする。
The control device 100, DDS 3, high frequency signal generator 4, A/D converters 81-83, and signal processing device 150 are connected to a common reference signal generator 102 (FIG. 1) and operate synchronously.
It is assumed that each of the mixers 11-13 and 61-63 has a function of filtering out signals other than the desired signal after mixing the signals.

信号生成装置110は、第1乃至第3のチャープ信号S~Sを繰り返し、互いに同期して生成する。
チャープ信号S~Sの例が図4(a)に示されている。
図示のようにチャープ信号S~Sの各々はアップチャープ信号であり、変調幅、即ち帯域幅が互いに等しい。この変調幅をBで表す。チャープ信号S~Sのチャープ開始時の周波数(開始周波数)をそれぞれf~fで表す。
からf+Bまでの帯域を第1の周波数帯域と言い、符号FCで表す。fからf+Bまでの帯域を第2の周波数帯域と言い、符号FCで表す。fからf+Bまでの帯域を第3の周波数帯域と言い、符号FCで表す。
The signal generator 110 generates the first to third chirp signals S 1 to S 3 repeatedly and synchronously with each other.
Examples of chirp signals S 1 -S 3 are shown in FIG. 4(a).
As shown, each of the chirp signals S 1 -S 3 is an up-chirp signal and has the same modulation width, ie, bandwidth. B denotes this modulation width. The frequencies (start frequencies) of the chirp signals S 1 to S 3 at the start of chirp are represented by f 1 to f 3 , respectively.
The band from f 1 to f 1 +B is called the first frequency band and denoted by the symbol FC 1 . The band from f 2 to f 2 +B is called the second frequency band and denoted by the symbol FC 2 . A band from f 3 to f 3 +B is called a third frequency band and denoted by the symbol FC 3 .

チャープ信号S~Sの周期(チャープ周期)の長さは互いに等しく、一つの周期が終わると直ちに次の周期が始まる。図4(a)には周期の番号kとしてi、i+1、i+2、…が付されている。The chirp signals S 1 to S 3 have the same cycle length (chirp cycle), and when one cycle ends, the next cycle starts immediately. In FIG. 4A, i, i+1, i+2, . . . are assigned as the period number k.

ある周期に、ある周波数帯域FC(mはここでは1又は2)で発せられるチャープ信号Sと、次の周期に上記の周波数帯域FCに、より高い周波数の側で隣接する周波数帯域FCm+1で発せられるチャープ信号Sm+1とは周波数の変化が連続する。即ち、第mのチャープ信号Sのチャープ終了時の周波数f+Bと、第m+1のチャープ信号Sm+1のチャープ開始時の周波数fm+1とが等しい。即ち、
m+1=f+B
の関係がある。
A chirp signal S m emitted in a certain frequency band FC m (where m is 1 or 2 here) in one period and a frequency band FC adjacent to said frequency band FC m on the higher frequency side in the next period. The frequency change is continuous with the chirp signal S m+1 emitted at m+1 . That is, the frequency fm +B at the end of chirp of the m-th chirp signal Sm is equal to the frequency fm+1 at the start of chirp of the m+1-th chirp signal Sm+1 . Namely
fm +1 = fm +B
There is a relationship

また、第mのチャープ信号Sのチャープ終了時の位相と、第m+1のチャープ信号Sm+1のチャープ開始時の位相とが等しい。Also, the phase of the m-th chirp signal Sm at the end of chirp is equal to the phase of the m+1-th chirp signal Sm+1 at the start of chirp.

さらに第1乃至第3の周波数帯域FC~FCの各々の中心周波数h(mはここでは1、2又は3)とチャープ周期の長さTとの積が整数であり、第1乃至第Mのチャープ信号S~Sのチャープ開始時の位相(初期位相)φ1,k~φ3,kは、互いに等しく、かつすべてのチャープ周期間で互いに同一である。
中心周波数hとチャープ開始時の周波数fとの間には、下記の式(1)の関係がある。
Furthermore, the product of the center frequency h m (where m is 1, 2 or 3 here) of each of the first to third frequency bands FC 1 to FC 3 and the chirp period length T is an integer, The phases (initial phases) φ 1,k to φ 3,k at the start of chirp of the M-th chirp signals S 1 to S 3 are equal to each other and are identical to each other in all chirp periods.
Between the center frequency hm and the frequency fm at the start of the chirp, there is a relationship represented by the following equation (1).

Figure 0007270835000001
Figure 0007270835000001

制御装置100は、変調幅Bと、周期の長さTと、チャープ信号S~Sの開始周波数f~fと、チャープ信号S~Sの周期の最初の位相φ1,k~φ3,kとがそれぞれ上記の条件を満たす値となるように制御を行なう。 The control device 100 controls the modulation width B, the period length T, the start frequencies f 1 to f 3 of the chirp signals S 1 to S 3 , the initial phases φ 1, Control is performed so that k to φ 3,k are values satisfying the above conditions.

以下では、チャープ信号S~Sの変調幅Bは、予め定められているものとする。その場合、制御装置100は、周期の長さTと、チャープ信号Sの開始周波数fと、チャープ信号S~Sの周期の最初の位相φ1,k~φ3,kとを指定する。It is assumed below that the modulation width B of the chirp signals S 1 to S 3 is predetermined. In that case, the control device 100 sets the period length T, the starting frequency f 1 of the chirp signal S 1 , and the initial phases φ 1,k to φ 3,k of the periods of the chirp signals S 1 to S 3 . specify.

DDS3は、予め定められた変調幅Bと、制御装置100により指定された周期の長さT、開始周波数f、及び位相φ1,kとに基づきチャープ信号Sを生成する。
生成されるチャープ信号Sは、開始周波数がf-Bで終了周波数がfであり、周期の長さがTである。
DDS 3 generates chirp signal S 0 based on predetermined modulation width B, period length T, start frequency f 1 , and phase φ 1,k specified by controller 100 .
The generated chirp signal S 0 has a starting frequency of f 1 −B, an ending frequency of f 1 , and a period length of T.

高周波信号発生器4は、予め定められた周波数Bの高周波信号HFを発生する。 A high-frequency signal generator 4 generates a high-frequency signal HF of a predetermined frequency B. FIG.

DDS3から出力されたチャープ信号Sは、ミキサ11に入力される。
ミキサ11~13は、チャープ信号Sと、高周波信号発生器4が発生した高周波信号HFとに基づき、チャープ信号S~Sを生成する。
Chirp signal S 0 output from DDS 3 is input to mixer 11 .
The mixers 11 to 13 generate chirp signals S 1 to S 3 based on the chirp signal S 0 and the high frequency signal HF generated by the high frequency signal generator 4 .

DDS3と高周波信号発生器4とは、各周期の最初の位相がそれぞれ指定された値φ1,k~φ3,kであるチャープ信号S~Sをミキサ11~13に生成させるような、チャープ信号S及び高周波信号HFを出力する。具体的には、チャープ信号S~Sの各周期の最初の位相がそれぞれ指定された値φ1,k~φ3,kとなるように、チャープ信号Sの位相と、高周波信号HFの位相とが、制御される。The DDS 3 and the high frequency signal generator 4 cause the mixers 11 to 13 to generate chirp signals S 1 to S 3 whose first phase of each period is a specified value φ 1,k to φ 3,k respectively. , outputs a chirp signal S0 and a high frequency signal HF. Specifically, the phase of the chirp signal S 0 and the high - frequency signal HF are controlled.

ミキサ11には、DDS3からチャープ信号Sが供給され、高周波信号発生器4から高周波信号HFが供給される。
ミキサ11ではその内部で、開始周波数がfで終了周波数がf+Bのチャープ信号Sと、開始周波数がf-2Bで終了周波数がf-Bのチャープ信号S’とが生成され、そのうちチャープ信号S’はフィルタリングにより除去され、チャープ信号Sが出力される。このチャープ信号Sは、増幅器21及びミキサ12に供給される。
The mixer 11 is supplied with the chirp signal S 0 from the DDS 3 and the high frequency signal HF from the high frequency signal generator 4 .
The mixer 11 internally generates a chirp signal S 1 with a start frequency of f 1 and an end frequency of f 1 +B, and a chirp signal S 1 ′ with a start frequency of f 1 −2B and an end frequency of f 1 −B. of which the chirp signal S 1 ′ is filtered out to output the chirp signal S 1 . This chirp signal S 1 is supplied to amplifier 21 and mixer 12 .

ミキサ12には、ミキサ11からチャープ信号Sが供給され、高周波信号発生器4から高周波信号HFが供給される。
ミキサ12ではその内部で、開始周波数がf+Bで終了周波数がf+2Bのチャープ信号Sと、開始周波数がf-Bで終了周波数がfのチャープ信号S’とが生成され、そのうちチャープ信号S’はフィルタリングにより除去され、チャープ信号Sが出力される。このチャープ信号Sは、増幅器22及びミキサ13に供給される。
The mixer 12 is supplied with the chirp signal S 1 from the mixer 11 and the high frequency signal HF from the high frequency signal generator 4 .
The mixer 12 internally generates a chirp signal S 2 with a start frequency of f 1 +B and an end frequency of f 1 +2B and a chirp signal S 2 ′ with a start frequency of f 1 −B and an end frequency of f 1 . , of which the chirp signal S 2 ′ is filtered out to output the chirp signal S 2 . This chirp signal S 2 is supplied to amplifier 22 and mixer 13 .

ミキサ13には、ミキサ12からチャープ信号Sが供給され、高周波信号発生器4から高周波信号HFが供給される。
ミキサ13ではその内部で、開始周波数がf+2Bで終了周波数がf+3Bのチャープ信号Sと、開始周波数がfで終了周波数がf+Bのチャープ信号S’とが生成され、そのうちチャープ信号S’はフィルタリングにより除去され、チャープ信号Sが出力される。このチャープ信号Sは、増幅器23に供給される。
The mixer 13 is supplied with the chirp signal S 2 from the mixer 12 and the high frequency signal HF from the high frequency signal generator 4 .
The mixer 13 internally generates a chirp signal S 3 with a start frequency of f 1 +2B and an end frequency of f 1 +3B and a chirp signal S 3 with a start frequency of f 1 and an end frequency of f 1 +B, Among them, the chirp signal S 3 ′ is filtered out and the chirp signal S 3 is output. This chirp signal S 3 is supplied to amplifier 23 .

以上より、チャープ信号Sの開始周波数fはチャープ信号Sの終了周波数f+Bに等しく、チャープ信号Sの開始周波数fはチャープ信号Sの終了周波数f+Bに等しい。
従って、チャープ信号S~Sは、互いに周波数の変化が連続していると言える。
また、チャープ信号S~Sは各周期のチャープ開始時の位相φ1,k~φ3,kが互いに等しく、異なる周期間で同じである。
Thus, the starting frequency f2 of chirp signal S2 is equal to the ending frequency f1 +B of chirp signal S1 , and the starting frequency f3 of chirp signal S3 is equal to the ending frequency f2 +B of chirp signal S2.
Therefore, it can be said that the chirp signals S 1 to S 3 have continuous frequency changes.
The chirp signals S 1 to S 3 have the same phases φ 1,k to φ 3,k at the start of chirp in each period, and are the same in different periods.

信号送信装置120は、信号生成装置110で生成されたチャープ信号S~Sを送信波として送信する。The signal transmitter 120 transmits the chirp signals S 1 to S 3 generated by the signal generator 110 as transmission waves.

チャープ信号S~Sはそれぞれ増幅器21~23により増幅され、送受切替器31~33を通してアンテナ41~43に供給され、アンテナ41~43から、チャープ信号S~Sに対応する送信波が送信される。
送信されるチャープ信号を送信信号とも言う。
Chirp signals S 1 to S 3 are amplified by amplifiers 21 to 23, respectively, and supplied to antennas 41 to 43 through transmission/reception switches 31 to 33. From antennas 41 to 43, transmission waves corresponding to chirp signals S 1 to S 3 are transmitted. is sent.
A transmitted chirp signal is also called a transmitted signal.

信号受信装置130は、信号送信装置120により送信された送信波が目標TGで反射することで発生する反射波を受信して受信信号を生成する。送信信号に対応する送信波が目標TGで反射することで発生する反射波を受信することで生成される受信信号を、上記の送信信号に対応する受信信号と言う。 The signal reception device 130 receives a reflected wave generated by the reflection of the transmission wave transmitted by the signal transmission device 120 from the target TG and generates a reception signal. A reception signal generated by receiving a reflected wave generated by reflection of a transmission wave corresponding to the transmission signal by the target TG is referred to as a reception signal corresponding to the transmission signal.

信号受信装置130の受信部131~133はそれぞれ周波数帯域FC~FCに対応して設けられたものである。同様に、信号変換装置140の変換部141~143はそれぞれ周波数帯域FC~FCに対応して設けられたものである。The receivers 131 to 133 of the signal receiver 130 are provided corresponding to the frequency bands FC 1 to FC 3 respectively. Similarly, conversion units 141 to 143 of signal conversion device 140 are provided corresponding to frequency bands FC 1 to FC 3 , respectively.

各周波数帯域でアンテナ41~43から送信された送信波が目標TGで反射することで発生する反射波は、アンテナ41~43で受信され、その結果生成された受信信号R~Rは送受切替器31~33を通り増幅器51~53で増幅される。
増幅された受信信号R~Rは、信号受信装置130の出力として、信号変換装置140に供給される。
The reflected waves generated by the reflection of the transmission waves transmitted from the antennas 41 to 43 in each frequency band by the target TG are received by the antennas 41 to 43, and the received signals R 1 to R 3 generated as a result are transmitted and received. The signals are amplified by amplifiers 51-53 through switches 31-33.
The amplified received signals R 1 to R 3 are provided to signal converter 140 as outputs of signal receiver 130 .

信号変換装置140は、信号受信装置130から出力された受信信号R~Rと、信号生成装置110から出力された送信信号S~Sとからビート信号Q~Qを生成する。The signal conversion device 140 generates beat signals Q 1 to Q 3 from the reception signals R 1 to R 3 output from the signal reception device 130 and the transmission signals S 1 to S 3 output from the signal generation device 110 . .

具体的には、信号受信装置130から出力された受信信号R~Rはミキサ61~63へ入力され、対応する送信信号S~Sと混合される。
ミキサ61が、受信信号Rと送信信号Sとを混合し、所望の信号以外の信号をフィルタリングにより除去することにより、図4(b)に示されるビート信号Qを生成する。
Specifically, received signals R 1 to R 3 output from signal receiver 130 are input to mixers 61 to 63 and mixed with corresponding transmitted signals S 1 to S 3 .
A mixer 61 mixes the received signal R1 and the transmitted signal S1 and filters out signals other than the desired signal to generate the beat signal Q1 shown in FIG. 4(b).

ミキサ62が、受信信号Rと送信信号Sとを混合し、所望の信号以外の信号をフィルタリングにより除去することにより、図4(c)に示されるビート信号Qを生成する。
ミキサ63が、受信信号Rと送信信号Sとを混合し、所望の信号以外の信号をフィルタリングにより除去することにより、図4(d)に示されるビート信号Qを生成する。
図では、ビート信号Q~Qの各々の始端及び終端を矢印で示している。
A mixer 62 mixes the received signal R2 and the transmitted signal S2 and filters out signals other than the desired signal to generate the beat signal Q2 shown in FIG. 4(c).
A mixer 63 mixes the received signal R3 and the transmitted signal S3 and filters out signals other than the desired signal to generate the beat signal Q3 shown in FIG. 4(d).
In the figure, arrows indicate the start and end of each of the beat signals Q 1 to Q 3 .

ビート信号Qの周波数は、送信信号Sと受信信号Rの周波数との差に等しい。ビート信号Qの周波数は、送信信号Sと受信信号Rの周波数との差に等しい。ビート信号Qの周波数は、送信信号Sと受信信号Rの周波数との差に等しい。
図4(a)には、上記の周波数の差に、対応するビート信号Q~Qと同じ符号が付してある。
The frequency of the beat signal Q1 is equal to the difference between the frequencies of the transmitted signal S1 and the received signal R1 . The frequency of the beat signal Q2 is equal to the difference between the frequencies of the transmitted signal S2 and the received signal R2 . The frequency of the beat signal Q3 is equal to the difference between the frequencies of the transmitted signal S3 and the received signal R3 .
In FIG. 4(a), the above frequency differences are given the same symbols as the corresponding beat signals Q 1 to Q 3 .

なお、ミキサ61~63には所望の信号以外の信号を除去する機能があるが、第1乃至第3の受信部131~133が、受信信号のうち、それぞれ対応する変換部141~143内のミキサで所望のビート信号Q~Qを生成するのに必要な周波数成分以外の周波数成分をフィルタリングにより除去する機能を有することが望ましい。Note that the mixers 61 to 63 have a function of removing signals other than the desired signal. It is desirable that the mixer has a function of filtering out frequency components other than those required to generate the desired beat signals Q 1 -Q 3 .

ミキサ61~63で生成されたビート信号Q~Qは増幅器71~73で増幅され、A/D変換器81~83でデジタル信号に変換される。このデジタル信号も、アナログのビート信号Q~Qと同じ符号で表す。Beat signals Q 1 -Q 3 generated by mixers 61-63 are amplified by amplifiers 71-73 and converted into digital signals by A/D converters 81-83. This digital signal is also represented by the same code as the analog beat signals Q 1 to Q 3 .

ビート信号Q~Qはそれぞれ周波数帯域FC~FCの送信信号S~Sから生成されるものであるので、それぞれ、周波数帯域FC~FCに対応するビート信号、或いは周波数帯域FC~FCのビート信号と言われるBeat signals Q 1 to Q 3 are generated from transmission signals S 1 to S 3 in frequency bands FC 1 to FC 3 , respectively . It is said to be a beat signal in the bands FC 1 to FC 3

信号処理装置150の信号合成部151は、ビート信号Q~Qを図4(e)、(f)、(g)に示すように連結して、周期毎に合成信号CSを生成する。The signal synthesizing unit 151 of the signal processing device 150 connects the beat signals Q 1 to Q 3 as shown in FIGS. 4(e), (f), and (g) to generate a synthesized signal CS for each cycle.

各合成信号CSは、ある周期(例えば、周期i)の第1の周波数帯域FCの送信信号Sを用いて生成されたビート信号Qと、次の周期(例えば、周期i+1)の第2の周波数帯域FCの送信信号Sを用いて生成されたビート信号Qと、さらに次の周期(例えば、周期i+2)の第3の周波数帯域FCの送信信号Sを用いて生成されたビート信号Qとを連結することで得られる。Each synthesized signal CS includes a beat signal Q1 generated using a transmission signal S1 of a first frequency band FC1 in a certain cycle (eg, cycle i) and a beat signal Q1 in the next cycle (eg, cycle i+1). generated using the beat signal Q2 generated using the transmission signal S2 of the second frequency band FC2 and the transmission signal S3 of the third frequency band FC3 of the next cycle (eg, cycle i+2) . obtained by concatenating with the beat signal Q3 .

連結に当たっては、ビート信号Qの終端(周期終了時点の部分)と、ビート信号Qの始端(周期開始時点の部分)とを繋ぎ、ビート信号Qの終端と、ビート信号Qの始端とを繋ぐ。
このような連結は、一つの周期と次の周期との境界点でビート信号を切替える処理であるとも言え、またそれぞれ周波数帯域のビート信号を、対応する周波数帯域の周波数の昇順に連結する処理であるともと言える。
In connection, the end of the beat signal Q1 (the portion at the end of the cycle) and the beginning of the beat signal Q2 (the portion at the start of the cycle) are connected, and the end of the beat signal Q2 and the beginning of the beat signal Q3 are connected. connect with
Such concatenation can be said to be a process of switching the beat signal at the boundary point between one cycle and the next cycle, or a process of concatenating the beat signals of each frequency band in ascending order of the frequency of the corresponding frequency band. It can be said that there is.

目標検出部152は、信号合成部151で生成された各合成信号をフーリエ変換し、更に複数の合成信号のフーリエ変換を並べ、その並べた方向にフーリエ変換し、ピークを検出することにより目標TGまでの距離と目標TGの速度とを算出する。 The target detection unit 152 Fourier-transforms each synthesized signal generated by the signal synthesizing unit 151, arranges the Fourier transforms of the plurality of synthesized signals, performs the Fourier transform in the direction in which they are arranged, and detects the peak to detect the target TG. and the speed of the target TG are calculated.

以下、上記のレーダ装置RDにおいてビート信号の連結を適切に行うための条件について説明する。 Conditions for appropriately connecting beat signals in the above radar device RD will be described below.

図5(a)は、図4(a)の一部を拡大し、送信信号、受信信号及び周波数差に対して周波数帯域及び周期を表す符号を付したものである。即ち、周波数帯域FCの周期k(k番目の周期)の送信信号は符号S(m,k)で示され、周波数帯域FCの周期kの受信信号はR(m,k)で示され、周波数帯域FCの周期kのビート信号はQ(m,k)で示されている。FIG. 5(a) is an enlarged view of part of FIG. 4(a), with symbols indicating frequency bands and periods for the transmission signal, the reception signal, and the frequency difference. That is, the transmitted signal of period k (k-th period) of frequency band FC m is indicated by symbol S(m, k), and the received signal of period k of frequency band FC m is indicated by R(m, k). , a beat signal of period k in frequency band FC m is denoted by Q(m,k).

周波数帯域FCの周期kの送信信号の瞬時値s(m,k)は下記の式(2)で表される。The instantaneous value s (m, k) of the transmission signal of frequency band FC m with period k is expressed by the following equation (2).

Figure 0007270835000002
Figure 0007270835000002

式(2)で、
tは時刻、
αは送信信号の振幅、
は第mの周波数帯域FCのチャープ開始周波数、
Tはチャープ周期の長さ、
Bは送信信号の変調幅、すなわち各周波数帯域の帯域幅、
Φm,kは第mの周波数帯域FCのチャープ周期kの初期位相を表す。
In formula (2),
t is time,
α is the amplitude of the transmitted signal,
f m is the chirp start frequency of the m-th frequency band FC m ;
T is the length of the chirp period,
B is the modulation width of the transmission signal, that is, the bandwidth of each frequency band;
Φ m,k represents the initial phase of chirp period k in the m-th frequency band FC m .

目標TGがレーダ装置RDの視線方向に速度vで等速運動をしているものとすると、目標TGでの反射波を受信することで得られる受信信号の瞬時値r(m,k)は下記の式(3)で表される。Assuming that the target TG is in uniform motion at a speed v in the line-of-sight direction of the radar device RD, the instantaneous value r (m, k) of the received signal obtained by receiving the reflected wave at the target TG is given below. (3).

Figure 0007270835000003
Figure 0007270835000003

式(3)で、βは受信信号の振幅である。
また、δは下記の式(4)で与えられる。
In equation (3), β is the amplitude of the received signal.
Also, δ is given by the following equation (4).

Figure 0007270835000004
Figure 0007270835000004

式(4)で、cは光速である。
また、vは目標TGの速度であり、レーダ装置RDから離れる方向を正の方向とする。
In equation (4), c is the speed of light.
Also, v is the speed of the target TG, and the direction away from the radar device RD is the positive direction.

式(3)で、τは時刻t=0での受信信号の遅延時間であり、下記の式(5)で表される。In equation (3), τ0 is the delay time of the received signal at time t=0, and is expressed by equation (5) below.

Figure 0007270835000005
Figure 0007270835000005

式(5)で、xは時刻t=0での目標TGの位置、即ちレーダ装置RDからの距離を表す。In equation (5), x0 represents the position of the target TG at time t=0, that is, the distance from the radar device RD.

本実施の形態での複数の周波数帯域のビート信号の処理方法を説明する前に、一般的には複数の周波数帯域で同時に受信された受信信号を用いて生成されたビート信号間には位相の連続性が確保できないことを説明する。 Before explaining the method of processing beat signals in a plurality of frequency bands according to the present embodiment, there is generally a phase difference between beat signals generated using received signals simultaneously received in a plurality of frequency bands. Explain that continuity cannot be ensured.

第m(mは1からMのいずれか)の周波数帯域FCmrの周期kの受信信号R(m,k)と、第m(mは1からMのいずれか)の周波数帯域FCmsの周期kの送信信号S(m,k)との位相差、すなわちビート信号Q(m,k,m,k)の位相の瞬時値を下記の式(6)で表す。Received signal R( mr , kr) of period kr of mr- th frequency band FC mr ( mr is any one of 1 to M ) and ms- th ( ms is any one of 1 to M) The phase difference between the frequency band FC ms and the transmission signal S ( ms , ks ) with the period ks, that is, the instantaneous value of the phase of the beat signal Q ( mr , kr , ms , ks ) is given by the following: It represents with Formula (6).

Figure 0007270835000006
Figure 0007270835000006

式(6)で、m=m=mで、k=k=kの場合の値、即ち、第mの周波数帯域の周期kの送信信号S(m,k)及び受信信号R(m,k)から生成されたビート信号Q(m,k)の位相の瞬時値は下記の式(7)で表される。In equation (6), the values when m r =m s =m and k r = ks =k, that is, the transmission signal S(m,k) and the reception signal R of period k in the m-th frequency band The instantaneous value of the phase of the beat signal Q(m, k) generated from (m, k) is expressed by the following equation (7).

Figure 0007270835000007
Figure 0007270835000007

比較例として、図5(a)及び(b)に示すように、第mの周波数帯域の周期kの送信信号S(m,k)及び受信信号R(m,k)から生成されたビート信号Q(m,k)の終端と、第m+1の周波数帯域の周期kの送信信号S(m+1,k)及び受信信号R(m+1,k)から生成されたビート信号Q(m+1,k)の始端とを繋ぐことを考える。
ビート信号Q(m,k)の終端は、周期kの終了時点にあり、ビート信号Q(m+1,k)の始端は、周期kの開始時点にある。
連結部分での二つのビート信号の位相差は下記の式(8)で表される。
As a comparative example, as shown in FIGS. 5A and 5B, a beat signal generated from a transmission signal S(m, k) and a reception signal R(m, k) of the m-th frequency band with period k The end of Q(m, k) and the beginning of the beat signal Q(m+1, k) generated from the transmission signal S(m+1, k) and the reception signal R(m+1, k) of period k in the m+1-th frequency band. Think about connecting with
The end of beat signal Q(m,k) is at the end of period k, and the beginning of beat signal Q(m+1,k) is at the start of period k.
The phase difference between the two beat signals at the connecting portion is expressed by Equation (8) below.

Figure 0007270835000008
Figure 0007270835000008

目標TGが静止している場合はδ=1となるため、式(8)で表される位相差は0となりビート信号間の位相の連続性を確保できる。
目標TGが移動している場合は式(8)は遅延時間τを含んでいるため、式(8)で表される位相差は0となるとは限らない。すなわちビート信号間の位相の連続性を確保できない。
When the target TG is stationary, δ=1, so the phase difference expressed by Equation (8) is 0, and phase continuity between beat signals can be ensured.
When the target TG is moving, the phase difference represented by Equation (8) is not necessarily 0 because Equation (8) includes the delay time τ0 . That is, phase continuity between beat signals cannot be ensured.

一方、本実施の形態では以下のように連結を行なう。即ち、図5(a)及び(c)に示すように、第mの周波数帯域の周期kの送信信号S(m,k)及び受信信号R(m,k)から生成されビート信号Q(m,k)の終端と、第mの周波数帯域の周期k+1の送信信号S(m+1,k+1)及び受信信号R(m+1,k+1)から生成されたビート信号Q(m+1,k+1)の始端とを繋ぐ。 On the other hand, in this embodiment, connection is performed as follows. That is, as shown in FIGS. 5A and 5C, a beat signal Q(m , k) and the beginning of the beat signal Q(m+1, k+1) generated from the transmission signal S(m+1, k+1) and the reception signal R(m+1, k+1) with period k+1 of the m-th frequency band. .

ビート信号Q(m,k)の終端は、周期kの終了時点にあり、ビート信号Q(m+1,k+1)の始端は、周期k+1の開始時点にある。
連結部分での2つのビート信号間の位相差は下記の式(9)で表されるように0となる。
The end of beat signal Q(m,k) is at the end of period k and the beginning of beat signal Q(m+1,k+1) is at the start of period k+1.
The phase difference between the two beat signals at the connecting portion is 0 as expressed by the following equation (9).

Figure 0007270835000009
Figure 0007270835000009

このように、2つのビート信号間の位相差が0となるので、目標TGが移動していても、ビート信号間の位相の連続性を確保できる。その結果、合成信号に対するフーリエ変換のピークに歪み、分裂等を発生させずに高い距離分解能を実現できる。 In this way, since the phase difference between the two beat signals is 0, phase continuity between the beat signals can be ensured even if the target TG is moving. As a result, high range resolution can be achieved without causing distortion, splitting, etc. in the Fourier transform peak of the combined signal.

続いて、受信信号の中で次のチャープ周期に遅延して届く部分について、図6(a)を参照して説明する。遅延して届く受信信号とは、遅延して届く反射波に対応する受信信号を意味する。
図6(a)は、図5(a)と同様の図であるが、受信信号のうち、次のチャープ周期に遅延して届く部分を区別して示す。
「受信信号のうち、次のチャープ周期に遅延して届く部分」とは、ある周期に送信された送信信号に対応する受信信号のうち、上記の周期の次の周期に受信される部分を意味する。
Next, the portion of the received signal that arrives after being delayed in the next chirp period will be described with reference to FIG. 6(a). A received signal that arrives with a delay means a received signal that corresponds to a reflected wave that arrives with a delay.
FIG. 6(a) is similar to FIG. 5(a), but shows the part of the received signal that arrives with a delay in the next chirp period.
"The portion of the received signal that arrives after being delayed in the next chirp period" means the portion of the received signal that corresponds to the transmitted signal that was transmitted in a certain period and that is received in the period following the above period. do.

例えば、図6(a)に示されるように、遅延時間がTdであり、周期kに送信された送信信号S(m,k)に対応する受信信号R(m,k)の一部R(m,k)dが次の周期k+1に受信される。周波数帯域FCm+1の周期k+1の受信信号R(m+1,k+1)には、周期kに送信された送信信号S(m,k)に対応する受信信号R(m,k)の一部R(m,k)dが含まれると言うこともできる。For example, as shown in FIG. 6(a), a part R( m,k)d is received in the next period k+1. A part R (m , k)d is included.

この受信信号部分R(m,k)dは、周波数帯域FCm+1のための受信部で受信処理され、周波数帯域FCm+1のための変換部において、周波数帯域FCm+1の次の周期k+1の送信信号S(m+1,k+1)と混合されて当該周期k+1のビート信号Q(m+1,k+1)の始端部分が生成される。上記の「周波数帯域FCm+1のための受信部」とは、m=1であれば、受信部132を指し、m=2であれば受信部133を指し、「周波数帯域FCm+1のための変換部」とは、m=1であれば、変換部142を指し、m=2であれば変換部143を指す。
図6(b)にはそのような始端部分が符号Q(m,k)dで示され、始端部分以外の部分が符号Q(m+1,k+1)uで示される。
This received signal part R(m,k)d is received and processed by the receiving unit for frequency band FC m+1 , and in the transforming unit for frequency band FC m+ 1, the next cycle k+ 1 transmission signal of frequency band FC m+1 It is mixed with S(m+1, k+1) to generate the beginning portion of the beat signal Q(m+1, k+1) of the cycle k+1. The above "receiving unit for frequency band FC m+1 " refers to receiving unit 132 if m=1, refers to receiving unit 133 if m=2, and refers to "transforming unit for frequency band FC m+1". "Unit" refers to the transforming unit 142 when m=1, and refers to the transforming unit 143 when m=2.
In FIG. 6(b), such a starting end portion is indicated by the code Q(m, k)d, and the portion other than the starting end portion is indicated by the code Q(m+1, k+1)u.

最大測距距離が長いレーダの場合は遅延時間Tdの最大値が長くなり、遅延部分(図6(a)で期間Tdの部分)でのビート信号間の位相の連続性も重要となる。 In the case of a radar with a long maximum ranging distance, the maximum value of the delay time Td is long, and phase continuity between beat signals in the delay portion (period Td portion in FIG. 6A) is also important.

第mの周波数帯域の周期kの送信信号S(m,k)及び受信信号R(m,k)から生成されたビート信号Q(m,k)uの周期終了時点の位相Δθ(m,k,m,k)(kT)と、送信信号S(m,k)に対応する受信信号R(m,k)であって、周期k+1中に受信された受信信号R(m,k)dと、第m+1の周波数帯域の周期k+1の送信信号S(m+1,k+1)とから生成されたビート信号Q(m,k)dの周期開始時点の位相Δθ(m,k,m+1,k+1)(kT)との差は下記の式(10)で表される。Phase Δθ (m, k) at the end of the cycle of the beat signal Q(m, k)u generated from the transmission signal S(m, k) and the reception signal R(m, k) of the m-th frequency band in cycle k , m,k) (kT) and the received signal R(m,k) corresponding to the transmitted signal S(m,k), received during period k+1, R(m,k)d , the phase Δθ (m, k, m+1, k+1) (kT ) is expressed by the following equation (10).

Figure 0007270835000010
Figure 0007270835000010

式(10)中のf+B/2は、周波数帯域FCの中心周波数hに等しい。
上記の2つのビート信号間の位相の連続性を確保するには、式(10)で与えられる位相差が2πの整数倍である必要がある。
f m +B/2 in equation (10) is equal to the center frequency h m of the frequency band FC m .
To ensure phase continuity between the two beat signals, the phase difference given by equation (10) must be an integral multiple of 2π.

式(10)で与えられる位相差が2πの整数倍であるためには、中心周波数h(=f+B/2)とチャープ周期の長さTとの積が整数であり、送信信号Sの周期kのチャープ開始時の位相φm,kと、送信信号Sm+1の周期k+1のチャープ開始時の位相φm+1,k+1とが互いに等しければ良い。For the phase difference given by equation (10) to be an integer multiple of 2π, the product of the center frequency h m (=f m +B/2) and the chirp period length T is an integer and the transmitted signal S The phase φ m ,k at the start of chirp of period k of m and the phase φ m+1,k+1 of the transmission signal S m+1 at the start of chirp of period k+1 should be equal to each other.

上記のビート信号間の位相の連続性を持続的に確保するには、全ての周波数帯域間で、かつ全ての周期間で、式(10)で与えられる位相差が2πの整数倍である必要がある。
そこで、制御装置100は、上記のように、位相φ1,k~φ3,kをすべての周期で同一とし、変調幅Bと、周期の長さTと、送信信号S~Sの開始周波数f~fと、送信信号S~Sの各周期の最初の位相φ1,k~φ3,kとを指定することで、式(10)の値、即ちビート信号の周期開始時の位相差が2πの整数倍となるように、制御を行なう。
In order to continuously ensure phase continuity between the above beat signals, the phase difference given by equation (10) must be an integral multiple of 2π across all frequency bands and in all periods. There is
Therefore, as described above, the control device 100 sets the phases φ 1,k to φ 3,k to be the same in all the cycles, the modulation width B, the cycle length T, and the transmission signals S 1 to S 3 . By specifying the start frequencies f 1 to f 3 and the initial phases φ 1,k to φ 3,k of each period of the transmission signals S 1 to S 3 , the value of equation (10), that is, the beat signal Control is performed so that the phase difference at the start of the cycle is an integral multiple of 2π.

そのように制御を行なうことで、上記の2つのビート信号間の位相の連続性を持続的に確保でき、受信信号の遅延時間が長くなる遠距離の移動目標に対しても、フーリエ変換のピークに歪み、分裂等を発生させずに高い距離分解能を実現できる。 By performing such control, the continuity of the phase between the two beat signals can be continuously ensured, and the peak of the Fourier transform can be obtained even for a distant moving target with a long delay time of the received signal. High range resolution can be realized without causing distortion, splitting, etc.

また、図6(a)及び(b)を参照して説明したように、第mの周波数帯域FCの受信信号のうちで次のチャープ周期に遅延して届く部分を、隣接する第m+1の周波数帯域FCm+1で受信してビート信号に変換する必要があるので、信号変換装置140のうち、周波数帯域FCm+1に対応する変換部は、図6(a)に示すように、周波数帯域FCm+1のみならず、周波数帯域FCm+1の下端からさらに周波数幅Bdだけ低い周波数までの周波数範囲FEm+1の信号を処理可能であるように構成する必要がある。上記の「周波数帯域FCm+1に対応する変換部」は、周波数帯域FCm+1の送信信号Sm+1を受けてビート信号Qm+1を生成する変換部であり、mが1であれば変換部142を指し、mが2であれば変換部143を指す。Also, as described with reference to FIGS. 6(a) and 6(b), the portion of the received signal of the m-th frequency band FC m that arrives after being delayed in the next chirp period is transferred to the adjacent (m+1)-th chirp period. Since it is necessary to receive in the frequency band FC m+1 and convert it into a beat signal, the conversion unit corresponding to the frequency band FC m+1 in the signal conversion device 140, as shown in FIG. In addition, it is necessary to be able to process signals in the frequency range FE m+1 from the lower end of the frequency band FC m+1 to the frequency lower by the frequency width Bd. The above-mentioned “conversion unit corresponding to frequency band FC m+1 ” is a conversion unit that receives transmission signal S m+ 1 of frequency band FC m+1 and generates beat signal Q m+ 1. , m is 2, it refers to the conversion unit 143 .

さらに、信号受信装置130のうち、周波数帯域FCm+1に対応する受信部は、周波数範囲FEm+1を受信周波数帯域とし、該周波数範囲FEm+1の信号に対する受信処理が可能であるように構成しておく必要がある。上記の「周波数帯域FCm+1に対応する受信部」は、周波数帯域FCm+1に対応する変換部に対応する受信部であり、mが1であれば受信部132を指し、mが2であれば受信部133を指す。
なお、周波数帯域FC1に対応する受信部131は、周波数帯域FC1自体を受信周波数帯域とすれば足りる。
ある周波数範囲、或いはある周波数帯域を「受信周波数帯域とする」とは、当該周波数範囲或いは周波数帯域内の信号に対して受信処理が可能であることを意味する。
受信周波数帯域との区別のため、周波数帯域FC~FCを送信周波数帯域と言うことがある。
Furthermore, the receiving unit corresponding to the frequency band FC m+1 in the signal receiving device 130 is configured so that the frequency range FE m+1 is the receiving frequency band, and reception processing is possible for signals in the frequency range FE m+1. There is a need. The above "receiving unit corresponding to frequency band FC m+1 " is a receiving unit corresponding to the converting unit corresponding to frequency band FC m+1 , and if m is 1, it refers to the receiving unit 132, and if m is 2, Refers to the receiving unit 133 .
In addition, it is sufficient for the receiving unit 131 corresponding to the frequency band FC1 to use the frequency band FC1 itself as the reception frequency band.
A certain frequency range or a certain frequency band "as a reception frequency band" means that signals within the frequency range or frequency band can be subjected to reception processing.
To distinguish from the reception frequency band, the frequency bands FC 1 to FC 3 are sometimes referred to as the transmission frequency band.

上記の周波数幅Bdは、最大ビート周波数Qmax以上となるように予め定められている。
最大ビート周波数Qmaxは、下記の式(11)で与えられる。
The frequency width Bd is predetermined to be equal to or higher than the maximum beat frequency Qmax.
The maximum beat frequency Qmax is given by Equation (11) below.

Figure 0007270835000011
式(11)で、τmaxは、最大測距距離に相当する遅延時間である。
Figure 0007270835000011
In Equation (11), τ max is the delay time corresponding to the maximum ranging distance.

更に、A/D変換器81~83におけるビート信号のサンプリング周波数fとチャープ周期の長さTとの積が整数となるようにしても良い。言い換えれば、A/D変換器81~83はそのような条件を満たすサンプリング周波数fでサンプリングを行なうように構成されていても良い。そうすれば、連続する周期間において、静止し、もしくは一定速度で移動している目標での反射波から得られる各周波数帯域の受信信号の周期開始時点の位相差が一定となる。Furthermore, the product of the sampling frequency fS of the beat signal in the A/D converters 81 to 83 and the length T of the chirp period may be an integer. In other words, the A/D converters 81-83 may be configured to perform sampling at a sampling frequency fS that satisfies such conditions. By doing so, the phase difference at the cycle start time of the received signal in each frequency band obtained from the reflected wave from the target that is stationary or moving at a constant speed is constant in successive cycles.

以下では、上記のようにして生成された、複数の合成信号CSに基づいて、目標検出部152が目標TGまでの距離と目標TGの速度とを算出する方法について説明する。 A method of calculating the distance to the target TG and the speed of the target TG by the target detection unit 152 based on the plurality of synthesized signals CS generated as described above will be described below.

まず、合成信号CSの各々に対し1回目のフーリエ変換を行って距離に対するパワースペクトルを生成する。一つの合成信号に対するフーリエ変換の結果の一例が図7に示されている。
図7で横軸は、距離に対応する周波数であり、パワーがピークとなる周波数fから距離が特定できる。
図7に示されるのと同様の結果(フーリエ変換の結果)は、合成信号毎に得られる。
First, a first Fourier transform is performed on each of the synthesized signals CS to generate a power spectrum with respect to distance. An example of Fourier transform results for one composite signal is shown in FIG.
The horizontal axis in FIG. 7 represents the frequency corresponding to the distance, and the distance can be specified from the frequency fp at which the power peaks.
A result (Fourier transform result) similar to that shown in FIG. 7 is obtained for each composite signal.

一定の期間内に生成された複数の合成信号に対するフーリエ変換の結果DS(i)、DS(i+1)、DS(i+3)、…を、時間軸上に並べる。具体的には、各フーリエ変換の結果を、対応する合成信号の先頭に位置するビート信号の始端に相当する時点に配置する。そのような配置の結果を図8(a)に示す。
目標TGが移動している場合には、図8(a)に示されるフーリエ変換の結果におけるピークの位相が、図8(b)に示すように変化する。
Fourier transform results DS(i), DS(i+1), DS(i+3), . Specifically, the result of each Fourier transform is arranged at the point corresponding to the beginning of the beat signal located at the beginning of the corresponding synthesized signal. The result of such an arrangement is shown in FIG. 8(a).
When the target TG is moving, the phase of the peak in the Fourier transform result shown in FIG. 8(a) changes as shown in FIG. 8(b).

次に、図8(a)に示される周波数スペクトルDS(i)、DS(i+1)、…の周波数ビン(BIN)毎に、フーリエ変換を行なう。 Next, Fourier transform is performed for each frequency bin (BIN) of the frequency spectrums DS(i), DS(i+1), . . . shown in FIG. 8(a).

2回目のフーリエ変換の結果の一例が図9に示されている。
図示のように、2回目のフーリエ変換の結果においては、ドップラー周波数に対する周波数ビンにピークが出現する。このドップラー周波数から目標TGの速度を特定することができる。
An example of the result of the second Fourier transform is shown in FIG.
As shown, in the result of the second Fourier transform, a peak appears in the frequency bin for the Doppler frequency. The speed of the target TG can be identified from this Doppler frequency.

図1に示されるレーダ装置RDで反射波を受信した後の処理の手順を図10に示す。
ステップST1では、ビート信号を生成する。ステップST1の処理は、信号変換装置140で行われる。
ステップST2では、ビート信号を連結することで合成信号を生成する。ステップST2の処理は、信号合成部151で行われる。
FIG. 10 shows the procedure of processing after the radar device RD shown in FIG. 1 receives a reflected wave.
At step ST1, a beat signal is generated. The processing of step ST1 is performed by the signal conversion device 140 .
In step ST2, a synthesized signal is generated by concatenating the beat signals. The process of step ST2 is performed by the signal synthesizing section 151 .

ステップST3では、各合成信号をフーリエ変換する。
ステップST4では、上記フーリエ変換に結果を並べ、並べた方向にフーリエ変換を行なう。
ステップST5では、ピークを検出して、距離及び速度を求める。
ステップST3~ST5の処理は、目標検出部152で行われる。
In step ST3, each combined signal is Fourier transformed.
In step ST4, the results of the Fourier transform are arranged, and the Fourier transform is performed in the arranged direction.
At step ST5, the peak is detected and the distance and speed are obtained.
The processing of steps ST3 to ST5 is performed by the target detection section 152. FIG.

上記の実施の形態には、種々の変形を加えることができる。
例えば、上記の実施の形態では、周波数帯域の数Mが3であるが、Mは2であっても良く4以上であっても良い。要するにMは2以上であれば良い。
また、上記の構成では、チャープ信号がアップチャープ信号であるが、チャープ信号はダウンチャープ信号であっても良い。
Various modifications can be added to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, the number M of frequency bands is 3, but M may be 2 or 4 or more. In short, M should be 2 or more.
Also, in the above configuration, the chirp signal is an up chirp signal, but the chirp signal may be a down chirp signal.

また、上記の信号送信装置は、複数の送信部を有し、各送信部が増幅器、送受切替器、及びアンテナで構成されている。一組の増幅器、送受切替器、及びアンテナで複数の周波数帯域全体に対応できれば、そのような一組の増幅器、送受切替器、及びアンテナで信号送信装置を構成しても良い。 Further, the above signal transmission device has a plurality of transmission units, and each transmission unit is composed of an amplifier, a transmission/reception switch, and an antenna. If a set of amplifiers, duplexers, and antennas can cover all of a plurality of frequency bands, such a set of amplifiers, duplexers, and antennas may constitute a signal transmission device.

また、上記の信号受信装置は、複数の受信部を有し、各受信部がアンテナ、送受切替器及び増幅器で構成されている。一組のアンテナ、送受切替器、及び増幅器で複数の周波数帯域全体に対応できれば、そのような一組のアンテナ、送受切替器、及び増幅器で信号受信装置を構成しても良い。 Also, the above signal receiving apparatus has a plurality of receiving sections, each of which is composed of an antenna, a transmission/reception switch, and an amplifier. If a set of antennas, a duplexer, and an amplifier can cover all of a plurality of frequency bands, the signal receiver may be configured with such a set of antennas, a duplexer, and an amplifier.

また、上記の実施の形態では、チャープ信号の変調幅Bが固定されている。変調幅Bを制御装置100により指定可能としても良い。その場合、DDS3として、指定された変調幅Bのチャープ信号を発生することが可能のものを用いれば良い。 Also, in the above embodiment, the modulation width B of the chirp signal is fixed. The modulation width B may be designated by the control device 100 . In that case, a DDS 3 capable of generating a chirp signal with a specified modulation width B may be used.

要するには、レーダ装置は、
帯域幅が互いに等しく、互いに隣接する第1乃至第Mの(Mは2以上の整数)送信周波数帯域の、周波数の変化が互いに連続する第1乃至第Mのチャープ信号を同期してチャープ周期毎に繰り返し生成する信号生成装置(110)と、
上記信号生成装置(110)で繰り返し生成される第1乃至第Mのチャープ信号に対応する第1乃至第Mの送信波を送信する信号送信装置(120)と、
上記信号送信装置(120)で送信された第1乃至第Mの送信波が目標で反射することで発生する反射波を、それぞれ上記第1乃至第Mの送信周波数帯域に対応する第1乃至第Mの受信周波数帯域で受信して第1乃至第Mの受信信号を生成する信号受信装置(130)と、
上記信号生成装置(110)で生成される上記第1乃至第Mのチャープ信号と、上記信号受信装置(130)で生成される上記第1乃至第Mの受信信号とから、上記目標までの距離に応じた周波数成分を持つ第1乃至第Mのビート信号を生成する信号変換装置(140)と、
上記信号変換装置(140)で生成される上記第1乃至第Mのビート信号を上記チャープ周期相互の境界で互いに連結して、上記チャープ周期毎に一つの合成信号を生成する信号合成部(151)と、
上記信号合成部(151)で順次生成される複数の合成信号から目標までの距離と目標の速度とを算出する目標検出部(152)と
を備えれば良い。
In short, radar equipment
Synchronizing the first to Mth chirp signals of the mutually adjacent first to Mth (M is an integer of 2 or more) transmission frequency bands having the same bandwidth and having continuous frequency changes every chirp cycle a signal generator (110) that repeatedly generates to
a signal transmission device (120) for transmitting first to Mth transmission waves corresponding to first to Mth chirp signals repeatedly generated by the signal generation device (110);
Reflected waves generated by reflection of the first to Mth transmission waves transmitted by the signal transmission device (120) at the target are first to first corresponding to the first to Mth transmission frequency bands, respectively. a signal receiving device (130) that receives signals in M reception frequency bands and generates first to M reception signals;
Distance to the target from the first to Mth chirp signals generated by the signal generation device (110) and the first to Mth reception signals generated by the signal reception device (130) a signal conversion device (140) for generating first to Mth beat signals having frequency components corresponding to
A signal synthesizing unit (151) for coupling the first to Mth beat signals generated by the signal conversion device (140) with each other at the boundaries between the chirp periods to generate one synthesized signal for each chirp period. )and,
A target detection unit (152) for calculating the distance to the target and the speed of the target from a plurality of synthesized signals sequentially generated by the signal synthesizing unit (151).

第mのチャープ信号のチャープ終了時の周波数と、第m+1のチャープ信号のチャープ開始時の周波数とが等しいのが好適である。 Preferably, the frequency of the mth chirp signal at the end of chirp is equal to the frequency of the m+1th chirp signal at the start of chirp.

第mのチャープ信号のチャープ終了時の位相と、第m+1のチャープ信号のチャープ開始時の位相とが連続しているのが好適である。 Preferably, the phase of the m-th chirp signal at the end of chirp and the phase of the m+1-th chirp signal at the start of chirp are continuous.

上記信号合成部(151)は、上記第1乃至第Mのチャープ信号のうちの第m(mはここでは1からM-1のいずれか)のチャープ信号から生成されるビート信号の終端と、第m+1のチャープ信号から生成されるビート信号とを繋ぐことで上記ビート信号の連結を行なうものであるのが好適である。 The signal synthesizing unit (151) includes a termination of a beat signal generated from an m-th chirp signal (where m is any one from 1 to M−1) among the first to M-th chirp signals, It is preferable that the beat signal is connected by connecting a beat signal generated from the (m+1)th chirp signal.

チャープ信号がアップチャープ信号である場合、第1から第Mの周波数帯域FC~FCのビート信号は対応する周波数帯域の周波数の昇順に連結されるのが好適である。
チャープ信号がダウンチャープ信号である場合、第1から第Mの周波数帯域FC~FCのビート信号は対応する周波数帯域の周波数の降順に連結されるのが好適である。
If the chirp signal is an up-chirp signal, the beat signals in the first to Mth frequency bands FC 1 to FC M are preferably concatenated in ascending order of frequency in the corresponding frequency bands.
If the chirp signal is a down-chirp signal, the beat signals in the first to Mth frequency bands FC 1 to FC M are preferably concatenated in descending order of frequency in the corresponding frequency bands.

第1乃至第Mの周波数帯域の各々の中心周波数(h=f+B/2)とチャープ周期の長さ(T)との積が整数であり、第1乃至第Mのチャープ信号のチャープ開始時の位相(φm,k)は、互いに等しく、かつ相前後するチャープ周期(k)間で互いに同一であるのが好適である。The product of the center frequency (h m =f m +B/2) of each of the first to M-th frequency bands and the chirp period length (T) is an integer, and the chirp of the first to M-th chirp signals Preferably, the starting phases (φ m,k ) are equal to each other and identical to each other between successive chirp periods (k).

上記第1乃至第Mの受信周波数帯域のうちの第n(nは2からMのいずれか)の受信周波数帯域は、対応する送信周波数帯域に対し、最大測距距離に対応するビート周波数だけ拡張された周波数範囲を有するのが好適である。 The n-th (n is any of 2 to M) reception frequency band among the first to M-th reception frequency bands extends the corresponding transmission frequency band by the beat frequency corresponding to the maximum ranging distance. It is preferable to have the frequency range

チャープ信号が、アップチャープ信号であれば、上記の拡張は、対応する送信周波数帯域の下限から、最大測距距離に対応するビート周波数だけ低い周波数までの拡張であり、チャープ信号が、ダウンチャープ信号であれば、上記の拡張は、対応する送信周波数帯域の上限から、最大測距距離に対応するビート周波数だけ高い周波数までの拡張である。 If the chirp signal is the up-chirp signal, the above extension is from the lower limit of the corresponding transmission frequency band to a frequency lower by the beat frequency corresponding to the maximum ranging distance, and the chirp signal is the down-chirp signal , the above extension is from the upper limit of the corresponding transmission frequency band to a frequency higher by the beat frequency corresponding to the maximum ranging distance.

上記信号変換装置(140)は、それぞれ上記第1乃至第Mのビート信号をA/D変換する第1乃至第MのA/D変換部を有し、上記第1乃至第MのA/D変換部における、上記第1乃至第Mのビート信号のサンプリング周波数(f)と上記チャープ周期の長さ(T)との積が整数となるように上記第1乃至第MのA/D変換部が構成され、それにより、連続する周期間で、静止し、もしくは一定速度で移動している目標での反射波から得られる各周波数帯域の受信信号の周期開始時点の位相差が一定となるようにするのが好適である。The signal conversion device (140) has first to Mth A/D conversion units for A/D converting the first to Mth beat signals, respectively, and the first to Mth A/D In the conversion unit, the first to Mth A/D conversion is performed so that the product of the sampling frequency (f S ) of the first to Mth beat signals and the length (T) of the chirp period is an integer. A part is configured, whereby the phase difference at the cycle start time of the received signal in each frequency band obtained from the reflected wave from the target that is stationary or moving at a constant speed is constant in continuous cycles. It is preferable to

上記のレーダ装置のアンテナ以外の部分の一部又は全部は処理回路で構成し得る。
例えば、レーダ装置の各部分の機能をそれぞれ別個の処理回路で実現しても良いし、複数の部分の機能を纏めて1つの処理回路で実現しても良い。
処理回路はハードウェアで構成されていても良く、ソフトウェアで、即ちプログラムされたコンピュータで構成されていても良い。
レーダ装置の各部分の機能のうち、一部をハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアで実現するようにしても良い。
A part or all of the parts other than the antenna of the above radar device may be configured by the processing circuit.
For example, the function of each part of the radar apparatus may be realized by a separate processing circuit, or the functions of a plurality of parts may be collectively realized by one processing circuit.
The processing circuitry may be implemented in hardware or in software, ie a programmed computer.
Some of the functions of each part of the radar apparatus may be realized by hardware, and other parts may be realized by software.

図11は、レーダ装置のアンテナ以外の部分の一部又は全ての機能を実現するコンピュータ90のハードウェア構成を示す。
図示の例ではコンピュータ90は、プロセッサ91及びメモリ92を有する。
メモリ92には、レーダ装置のアンテナ以外の部分の、各部の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。
FIG. 11 shows the hardware configuration of a computer 90 that realizes a part or all of the functions of the parts other than the antenna of the radar device.
In the illustrated example, computer 90 has processor 91 and memory 92 .
The memory 92 stores a program for realizing the functions of the parts other than the antenna of the radar apparatus.

プロセッサ91は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はDSP(Digital Signal Processor)等を用いたものである。 The processor 91 uses, for example, a CPU (Central Processing Unit), a microprocessor, a microcontroller, or a DSP (Digital Signal Processor).

メモリ92は、例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)若しくはEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、又は光磁気ディスク等を用いたものである。 The memory 92 is, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) or EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read On Memory). ly Memory), magnetic disks, optical disks, Alternatively, a magneto-optical disk or the like is used.

プロセッサ91及びメモリ92は、互いに一体化されたLSI(Large Scale Integration)で実現されていても良い。 The processor 91 and the memory 92 may be realized by an LSI (Large Scale Integration) integrated with each other.

プロセッサ91は、メモリ92に記憶されているプログラムを実行することにより、レーダ装置の機能を実現する。
プログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体、例えば非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、プログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
The processor 91 realizes the functions of the radar device by executing programs stored in the memory 92 .
The program may be provided through a network, or may be provided by being recorded on a recording medium, for example, a non-temporary recording medium. That is, the program may be provided as a program product, for example.

図11のコンピュータは単一のプロセッサを含むが、2以上のプロセッサを含んでいても良い。 Although the computer of FIG. 11 includes a single processor, it may include two or more processors.

以上のように、実施の形態のレーダ装置によれば、移動目標に対してもビート信号間の位相の連続性を確保し、フーリエ変換のピークに歪み、分裂等を発生させずに高い距離分解能を実現できる。 As described above, according to the radar apparatus of the embodiment, even for a moving target, phase continuity between beat signals can be ensured, and high range resolution can be achieved without causing distortion, splitting, etc. in the Fourier transform peak. can be realized.

3 DDS(デジタル直接合成発振器)、 4 高周波信号発生器、 11~13 ミキサ、 21~23 増幅器、 31~33 送受切替器、 41~43 アンテナ、 51~53 増幅器、 61~63 ミキサ、 71~73 増幅器、 81~83 A/D変換器、 100 制御装置、 102 基準信号発生器、 110 信号生成装置、 120 信号送信装置、 121~123 送信部、 130 信号受信装置、 131~133 受信部、 140 信号変換装置、 141~143 変換部、 150 信号処理装置、 151 信号合成部、 152 目標検出部。 3 DDS (Direct Digital Synthesis Oscillator) 4 High Frequency Signal Generator 11-13 Mixer 21-23 Amplifier 31-33 Transmit/Receive Switch 41-43 Antenna 51-53 Amplifier 61-63 Mixer 71-73 Amplifier 81-83 A/D converter 100 Control device 102 Reference signal generator 110 Signal generator 120 Signal transmitter 121-123 Transmitter 130 Signal receiver 131-133 Receiver 140 Signal Conversion device 141 to 143 conversion unit 150 signal processing unit 151 signal synthesizing unit 152 target detection unit.

Claims (9)

帯域幅が互いに等しく、互いに隣接する第1乃至第Mの(Mは2以上の整数)送信周波数帯域の、周波数の変化が互いに連続する第1乃至第Mのチャープ信号を同期してチャープ周期毎に繰り返し生成する信号生成装置と、
前記信号生成装置で繰り返し生成される第1乃至第Mのチャープ信号に対応する第1乃至第Mの送信波を送信する信号送信装置と、
前記信号送信装置で送信された第1乃至第Mの送信波が目標で反射することで発生する反射波を、それぞれ前記第1乃至第Mの送信周波数帯域に対応する第1乃至第Mの受信周波数帯域で受信して第1乃至第Mの受信信号を生成する信号受信装置と、
前記信号生成装置で生成される前記第1乃至第Mのチャープ信号と、前記信号受信装置で生成される前記第1乃至第Mの受信信号とから、前記目標までの距離に応じた周波数成分を持つ第1乃至第Mのビート信号を生成する信号変換装置と、
前記信号変換装置で生成される前記第1乃至第Mのビート信号を前記チャープ周期相互の境界で互いに連結して、前記チャープ周期毎に一つの合成信号を生成する信号合成部と、
前記信号合成部で順次生成される複数の合成信号から目標までの距離と目標の速度とを算出する目標検出部と
を備えるレーダ装置。
Synchronizing the first to Mth chirp signals of the mutually adjacent first to Mth (M is an integer of 2 or more) transmission frequency bands having the same bandwidth and having continuous frequency changes every chirp cycle a signal generator that repeatedly generates to
a signal transmission device for transmitting first to Mth transmission waves corresponding to first to Mth chirp signals repeatedly generated by the signal generation device;
first to Mth reception waves corresponding to the first to Mth transmission frequency bands, respectively a signal receiving device that receives signals in a frequency band and generates first to Mth received signals;
frequency components according to the distance to the target from the first to Mth chirp signals generated by the signal generation device and the first to Mth reception signals generated by the signal reception device; a signal conversion device for generating first to Mth beat signals having
a signal synthesizing unit that couples the first to Mth beat signals generated by the signal conversion device with each other at boundaries between the chirp periods to generate one synthesized signal for each chirp period;
A radar apparatus comprising: a target detection unit that calculates a distance to a target and a speed of the target from a plurality of synthesized signals sequentially generated by the signal synthesis unit.
前記信号合成部は、前記第1乃至第Mのチャープ信号のうちの第m(mはここでは1からM-1のいずれか)のチャープ信号から生成されるビート信号の終端と、第m+1のチャープ信号から生成されるビート信号とを繋ぐことで前記ビート信号の連結を行なう請求項1に記載のレーダ装置。 The signal synthesizing unit includes an end of a beat signal generated from an m-th chirp signal (where m is any one from 1 to M−1) among the first to M-th chirp signals, and an m+1-th chirp signal. 2. The radar apparatus according to claim 1, wherein the beat signal is connected by connecting a beat signal generated from the chirp signal. 前記第mのチャープ信号のチャープ終了時の周波数と、前記第m+1のチャープ信号のチャープ開始時の周波数とが等しい請求項2に記載のレーダ装置。 3. The radar apparatus according to claim 2, wherein the frequency of the m-th chirp signal at the end of chirp is equal to the frequency of the m+1-th chirp signal at the start of chirp. 前記第mのチャープ信号のチャープ終了時の位相と、前記第m+1のチャープ信号のチャープ開始時の位相とが連続している請求項2又は3に記載のレーダ装置。 4. The radar apparatus according to claim 2, wherein the phase of the m-th chirp signal at the end of chirp and the phase of the m+1-th chirp signal at the start of chirp are continuous. 前記チャープ信号がアップチャープ信号である請求項2から4のいずれか1項に記載のレーダ装置。 5. The radar system according to claim 2, wherein said chirp signal is an up-chirp signal. 前記チャープ信号がダウンチャープ信号である請求項2から4のいずれか1項に記載のレーダ装置。 5. The radar apparatus according to claim 2, wherein said chirp signal is a down chirp signal. 前記第1乃至第Mの周波数帯域の各々の中心周波数と前記チャープ周期の長さとの積が整数であり、
前記第1乃至第Mのチャープ信号のチャープ開始時の位相は、互いに等しく、かつ相前後するチャープ周期間で互いに同一である
請求項1から6のいずれか1項に記載のレーダ装置。
the product of the center frequency of each of the first to M-th frequency bands and the length of the chirp period is an integer;
7. The radar apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein phases of the first to Mth chirp signals at the start of chirp are equal to each other and are the same in successive chirp periods.
前記第1乃至第Mの受信周波数帯域のうちの第n(nは2からMのいずれか)の受信周波数帯域は、対応する送信周波数帯域に対し、最大測距距離に対応するビート周波数だけ拡張された周波数範囲を有する請求項1から7のいずれか1項に記載のレーダ装置。 The n-th (n is any one of 2 to M) reception frequency band among the first to M-th reception frequency bands extends the corresponding transmission frequency band by a beat frequency corresponding to the maximum ranging distance. 8. A radar system according to any one of claims 1 to 7, having a frequency range. 前記信号変換装置は、
それぞれ前記第1乃至第Mのビート信号をA/D変換する第1乃至第MのA/D変換部を有し、
前記第1乃至第MのA/D変換部における、前記第1乃至第Mのビート信号のサンプリング周波数と前記チャープ周期の長さとの積が整数となるように前記第1乃至第MのA/D変換部が構成されている
請求項1から8のいずれか1項に記載のレーダ装置。
The signal conversion device is
having first to Mth A/D converters for A/D converting the first to Mth beat signals, respectively;
In the first to Mth A/D converters, the first to Mth A/D converters are arranged such that the product of the sampling frequency of the first to Mth beat signals and the length of the chirp period is an integer. The radar device according to any one of claims 1 to 8, further comprising a D conversion section.
JP2022507106A 2020-03-12 2020-03-12 radar equipment Active JP7270835B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/010760 WO2021181598A1 (en) 2020-03-12 2020-03-12 Radar device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2021181598A1 JPWO2021181598A1 (en) 2021-09-16
JPWO2021181598A5 JPWO2021181598A5 (en) 2022-04-22
JP7270835B2 true JP7270835B2 (en) 2023-05-10

Family

ID=77670605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022507106A Active JP7270835B2 (en) 2020-03-12 2020-03-12 radar equipment

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7270835B2 (en)
WO (1) WO2021181598A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115508789B (en) * 2022-08-17 2024-05-31 山东省科学院自动化研究所 Self-adaptive anti-signal mutual interference method and system for automobile radar

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007032234A1 (en) 2005-09-14 2007-03-22 Murata Manufacturing Co., Ltd. Radar device
JP2008256562A (en) 2007-04-05 2008-10-23 Mitsubishi Electric Corp Radar system
WO2015136823A1 (en) 2014-03-11 2015-09-17 日本電気株式会社 Target extraction system, target extraction method, and information processing device and control method and control program for same
JP2017003553A (en) 2014-09-19 2017-01-05 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Phase calibration of stepwise chirp signal for synthetic aperture radar
US20180045819A1 (en) 2016-08-11 2018-02-15 Thales Multi-resolution fmcw radar detection method and radar implementing such a method
WO2018180584A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 Radar device
JP2018179914A (en) 2017-04-20 2018-11-15 株式会社デンソーテン Radar device and target detection method
JP2020020677A (en) 2018-08-01 2020-02-06 日本無線株式会社 Fmcw radar target detector and fmcw radar target detection program

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007032234A1 (en) 2005-09-14 2007-03-22 Murata Manufacturing Co., Ltd. Radar device
JP2008256562A (en) 2007-04-05 2008-10-23 Mitsubishi Electric Corp Radar system
WO2015136823A1 (en) 2014-03-11 2015-09-17 日本電気株式会社 Target extraction system, target extraction method, and information processing device and control method and control program for same
JP2017003553A (en) 2014-09-19 2017-01-05 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Phase calibration of stepwise chirp signal for synthetic aperture radar
US20180045819A1 (en) 2016-08-11 2018-02-15 Thales Multi-resolution fmcw radar detection method and radar implementing such a method
WO2018180584A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 Radar device
JP2018179914A (en) 2017-04-20 2018-11-15 株式会社デンソーテン Radar device and target detection method
JP2020020677A (en) 2018-08-01 2020-02-06 日本無線株式会社 Fmcw radar target detector and fmcw radar target detection program

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021181598A1 (en) 2021-09-16
JPWO2021181598A1 (en) 2021-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107064881B (en) Frequency modulation scheme for FMCW radar
US8232914B2 (en) Radar apparatus
US6121917A (en) FM-CW radar
JP6818541B2 (en) Radar device and positioning method
JP2014517253A (en) FMCW radar system with multiple transmitters and beat frequency multiplex
US20110037642A1 (en) Continuous wave radar
JPWO2005069037A1 (en) Radar equipment
JP7270835B2 (en) radar equipment
EP1635192B1 (en) Radar apparatus with DC offset correction
EP3059609B1 (en) Radar apparatus
US12000956B2 (en) Method for operating a testing device for testing a distance sensor operating with electromagnetic waves, and corresponding testing device
JP2018059871A (en) Radar system
JP2011013056A (en) Radar device
JP6217887B1 (en) Frequency calculation device and radar device
CN110651196A (en) Method and apparatus for compensating phase noise
JP2006105968A (en) Radar apparatus
JP2018119858A (en) Fmcw system radar
JP2000206227A (en) Ecm radar apparatus
JP2000275333A (en) Radar signal processor by fmicw and distance and speed measuring method by fmicw
JP7324859B2 (en) processing equipment
JP2006078388A (en) Radar system
JP2003215232A (en) Polarized wave radar and its pulse transmission/ reception method
JP6615405B2 (en) Radar equipment
JP3720280B2 (en) FM-CW radar apparatus and interference wave elimination method in the apparatus
JP2005241264A (en) Radar apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220208

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230328

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230425

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7270835

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150