JPH04142486A - 2周波fm―cwレーダ装置 - Google Patents

2周波fm―cwレーダ装置

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JPH04142486A
JPH04142486A JP2264816A JP26481690A JPH04142486A JP H04142486 A JPH04142486 A JP H04142486A JP 2264816 A JP2264816 A JP 2264816A JP 26481690 A JP26481690 A JP 26481690A JP H04142486 A JPH04142486 A JP H04142486A
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修 伊佐治
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 異なる周波数の変調信号を切替えて使用する2周波FM
−CWレーダ装置に関し、 遠い目標に対する感度を低下させることなく近い目標の
距離を精度良く計測できるようにすることを目的とし、 FM変調された搬送波を送信する送信部と、該搬送波の
目標からの反射波を受信して送信波とのビート信号を得
る受信部と、該ビート信号を帯域制限して通過させる遠
距離用バンドパスフィルタおよび近距離用バンドパスフ
ィルタと、前記搬送波をFM変調する変調信号の周波数
を高低2通りに切替えて出力する変調信号発生部と、高
い周波数の変調信号使用時に前記近距離用バンドパスフ
ィルタの出力から目標との距離を算出し、また低い周波
数の変調信号使用時に前記遠距離用バンドパスフィルタ
の出力から目標の速度および距離を算出する演算部とを
備え、車両に搭載されるよう構成する。
〔産業上の利用分野] 本発明は、異なる周波数の変調信号を切替えて使用する
2周波FM−CWレーダ装置に関する。
目標に対する距離と相対速度を検出できるFM−CWレ
ーダは車両の衝突防止用として有望である。
〔従来の技術〕
一般的なFM−CWレーダは第3図に示すように構成さ
れる。送信部TXは搬送波を発振する電圧制御発振器■
COを用い、これに三角波(変調信号)でFM変調をか
けた出力を送信波Tとして使用する。このFM−CWレ
ーダを自車に搭載し、目標(前方車)からの反射波Rを
受信部RXで受信すると、目標に対する距離と相対速度
を求めることができる。
第3図の構成はホモダイン検波方式であるため、方向性
供給器DCで送信波Tの一部を分岐して受信局発信号L
Oとし、これをミキサMIXで反射波Rと混合して差の
周波数(ビート周波数)を持つビート信号IFを得る。
このビート信号IFは第4図に示すようにアップビート
周波数f upとダウンビート周波数f。を持ち、両者
の関係から距離f、と速度fdを算出できる。
一般にビート信号IFはFM−AM変換ノイズを含むた
め、アンプAMPで増幅後に第5図(a)のような特性
のバイパスフィルタHPFを通す。これは信号レベルの
低い遠い目標を感度良く検出するためである。しかしな
がら、このように低い周波数成分を除去すると近い目標
の検出を阻害する。
この点を改善するために第5図(′b)のように2つの
バンドパスフィルタBPF1.BPF2で帯域分割し、
帯域の低い(距離周波数の低い)BPF2出力から近い
目標の情報を求め、また帯域の高い(距離周波数の高い
)BPFI出力から遠い目標の情報を求める方式が考え
られる。
この帯域分割方式によると、BPFIによって遠い目標
をFM−AM変換ノイズの影響を受けることなく感度良
く検出でき、またBPF2の下限を下げることで近い目
標を可能な限り検出することができる(近い目標のビー
ト信号はレベルが高いのでFM−AM変換ノイズの影響
を受けにくい)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、目標が相対速度を持つとドツプラ周波数
fdだけビート周波数がシフトするため2つのBPFの
境界周波数付近では誤動作が起こる。例えばBPFI、
BPF2を第5図のように設定した場合、同図Cb)の
ように速度小であれば距離fIll′の目標のビート周
波数f dll’ l  fu9’ はいずれも遠距離
用のBPFIに入っているが、同じ距離flHの目標で
も(C)のように速度が大きくなると一方のビート周波
数f da’がBPF2の帯域に入るため、近距離のf
、の算出にf da’ を用いる誤動作が生ずる。逆に
f apがBPFIの帯域に入ると、fIIの算出にf
upを用いることができない誤動作が生ずる。
本発明はこの点を改善し、近い目標の距離情報と遠い目
標の距離および速度情報を共に精度良く求めることがで
きるようにするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、FM変調された搬送波を送信する送信部と、
該搬送波の目標からの反射波を受信して送信波とのビー
ト信号を得る受信部と、該ビート信号を帯域制限して通
過させる遠距離用バンドパスフィルタおよび近距離用バ
イパスフィルタと、前記搬送波をFM変調する変調信号
の周波数を高低2通りに切替えて出力する変調信号発生
部と、高い周波数の変調信号使用時に前記近距離用バン
ドパスフィルタの出力から目標との距離を算出し、また
低い周波数の変調信号使用時に前記遠距離用バンドパス
フィルタの出力から目標の速度および距離を算出する演
算部とを備え、車両に搭載されることを特徴とするもの
である。
〔作用〕
第1図(ハ)は同図(a)に示す低い周波数のFM信号
で得たある距離の目標の距離周波数fiを示している。
このFM信号の周波数を(b)のように高くすると、同
じ目標の距離周波数f+tも(d)のように高(なる。
目標の速度によるドツプラシフトはFM信号の周波数に
は関係しないので、同じドツプラシフトが距離周波数f
llに与える影響の割合いは(b)より(d)の方が少
ない。そこで、近い目標の距離は適当なりPFと(C)
のFM信号を併用して計測すると高精度になる。但し、
このときはドツプラシフトを受けにくいので、速度の計
測には適さない。しかし、衝突防止という観点から近い
目標は常に危険であるとの認識に立てば、距離を正確に
測ることが重要である(速度は距離の変化から算出でき
る)一方、遠い目標については適当な帯域のBPFでF
M−AM変換ノイズを除去すればS/Nが向上するので
、(a)に示す低い周波数のFM信号を使って距離も速
度も感度良(計測することができる。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例を示す構成図である。
マイクロプロセッサMPUは周期の異なるパルス列Pを
制御信号Cで交互に切換え、三角波発生器CENから周
波数の異なる三角波を交互に発生させる。電圧制御発振
器VCOは所定周波数の搬送波を発振し、これに三角波
でFM変調をかける。
この被変調搬送波を送信波Tとして自軍の前方に送信し
ながら目標からの反射波Rを受信し、これをミキサMI
Xでホモダイン検波すると、目標に対する距離と速度の
ビート周波数を有するビート信号IFが得られる。
このビート信号IFを2種類のバンドパスフィルタBP
FI、BPF2に入力し、それぞれの出力をアンプAl
、A2で増幅してパルス化回路B1、B2でパルス化す
る。このとき遠い目標用のアンプAtのゲインは近い目
標用のアンプA2のゲインより高く設定しておく。
MPUは三角波の周波数が高いときは近距離用のBPF
2の出力をパルス化したB2の出力から近い目標の距離
を算出し、また三角波の周波数が低いときは遠距離用の
BPFIの出力をパルス化したBlの出力から遠い目標
の距離と速度を算出する(衝突防止の観点からすれば遠
い目標は速度だけを監視し、距離は近い目標についてだ
け判ればよい場合もある)。
第1図(a)のFM信号の周波数を750Hzとし、同
図(C)のFM信号の周波数を10倍の7.5 K H
zとした場合について考察する。
10m以内の近い目標の距離を精度良く検出するには、
10mの距離周波数f、がBPF2の上限の目安となる
。しかし、FM信号が750Hzのときはf*=7.5
KHzであるので、ドツプラシフト(搬送波周波数54
GHzで10Km/hのときIKH2)の影響を受は易
い。
そこで、FM信号の周波数を7.5 K Hzに高める
と、10mの距離周波数flが75KHzとなるので、
これをBPF2の上限とした場合、距離11mの目標(
距離周波数82.5 K Hz )で75に一/h、距
離12mの目標では150Ks/hの相対速度によるド
ツプラシフトがなければBPF2の帯域に入らないので
、結局10m以内の目標の有無を精度良く検出できるこ
とになる。
尚、第2図の構成においてアンプゲインAI。
A2の大小はパルス化回路Bl、B2のスレッシヲルド
の差に代えることもできる。また、BPFl、BPF2
の帯域はアクティブフィルタで可変設定することもでき
る。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、遠い目標の速度と距
離を感度良く計測し、しかも近い目標の距離を高精度に
計測することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明の一実施例を示す構成図、第3図は従来
のFM−CWレーダの構成図、第4図はビート信号の説
明図、 第5図はフィルタ特性と問題点の説明図である。 図中、TXは送信部、RXは受信部、BPFI。 BPF2はバンドパスフィルタ、GENは変調信号発生
部、MPUは演算部である。 Δ7 く

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、FM変調された搬送波を送信する送信部(TX)と
    、 該搬送波の目標からの反射波を受信して送信波とのビー
    ト信号を得る受信部(RX)と、該ビート信号を帯域制
    限して通過させる遠距離用バンドパスフィルタ(BPF
    1)および近距離用バンドパスフィルタ(BPF2)と
    、 前記搬送波をFM変調する変調信号の周波数を高低2通
    りに切替えて出力する変調信号発生部(GEN)と、 高い周波数の変調信号使用時に前記近距離用バンドパス
    フィルタの出力から目標との距離を算出し、また低い周
    波数の変調信号使用時に前記遠距離用バンドパスフィル
    タの出力から目標の速度および距離を算出する演算部(
    MPU)とを備え、車両に搭載されることを特徴とする
    2周波FM−CWレーダ装置。
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