JPH04223286A - Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 - Google Patents
Ｆｍ−ｃｗレーダ装置Info
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- JPH04223286A JPH04223286A JP2413803A JP41380390A JPH04223286A JP H04223286 A JPH04223286 A JP H04223286A JP 2413803 A JP2413803 A JP 2413803A JP 41380390 A JP41380390 A JP 41380390A JP H04223286 A JPH04223286 A JP H04223286A
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- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、目標の距離と速度を測
定できるＦＭ−ＣＷレーダ装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】搬送波（ＣＷ）に三角波等のＦＭ信号で
周波数変調をかけるＦＭ−ＣＷレーダは、目標の距離と
速度を測定できるため、車両の衝突防止装置等に利用さ
れる。 【０００３】このＦＭ−ＣＷによる相対速度の計測精度
は、ＦＭ信号の繰り返し周波数を下げることで向上させ
ることができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＦＭ信
号の繰り返し周波数を下げると、（１）相対速度によっ
てビート信号周波数が大きく変化するため、該信号がフ
ィルタ帯域から外れて検出ミスや計測誤差を生じたり、
（２）近距離で相対速度の大きい目標について、その相
対距離と相対速度が演算不能となる現象を生じ易い欠点
がある。 【０００５】本発明は、目標の距離と速度に応じた最適
フィルタ特性を随時可変設定することにより、距離と速
度の検出精度を向上することを目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明のＦＭ−ＣＷレー
ダ装置は、搬送波だけを送信するＣＷモードと、該搬送
波に高い周波数のＦＭ信号で周波数変調をかけて送信す
る高ＦＭ−ＣＷモードと、該搬送波に低い周波数のＦＭ
信号で周波数変調をかけて送信する低ＦＭ−ＣＷモード
とを周期的に切替え、前記ＣＷモードで得られた速度情
報と前記高ＦＭ−ＣＷモードで得られた距離情報から、
前記低ＦＭ−ＣＷモードで使用する可変帯域型バンドパ
スフィルタの上下カットオフ周波数を算出して該フィル
タの特性を随時変更することを特徴とするものである。 【０００７】 【作用】図１の区間ｂのように低い周波数（ｆｍｂとす
る）のＦＭ信号で目標の距離と速度を精度良く計測しよ
うとする場合、そのセンサ信号入力部で使用するＢＰＦ
（バンドパスフィルタ）の上下カットオフ周波数ｆＣＨ
，ｆＣＬ（図２参照）を区間ａで求めた概略の速度およ
び距離情報に基いて設定する。 【０００８】区間ａの前半ａ１は搬送波だけのＣＷモー
ドであり、ここでは目標の相対速度の概略を求める。ま
た後半ａ２は高い周波数（ｆｍａとする）のＦＭ信号を
用いて目標の距離の概略を求める。 【０００９】この区間ａではａ１，ａ２で速度と距離を
独立して求めるため、目標の相対速度が大きくてもフィ
ルタ外れが生じたり、距離や速度の演算ができないとい
う現象が生じない。しかし、ＦＭ信号の繰り返し周波数
ｆｍａが高いため速度の検出精度は悪い。 【００１０】一方、区間ｂではＦＭ信号の繰り返し周波
数ｆｍｂが低いため速度の検出精度は高いが、固定した
特性のＢＰＦを用いるとフィルタ外れ等の問題を生ずる
。 そこで、区間ａで求めた速度と距離の概略値から区間ｂ
で使用するＢＰＦの特性を可変設定することにより、フ
ィルタ外れ等の問題を生ずることなく目標の距離と速度
を精度良く計測できるようにする。 【００１１】具体的には図２のＢＰＦのｆＣＨ，ｆＣＬ
を区間ａで得られた距離と速度情報から算出して可変設
定することである。以下、この方法を説明する。 【００１２】ＦＭ−ＣＷレーダにおけるＦＭ信号（送信
波）が図３の実線のような三角波Ｔである場合、目標か
らの反射波に含まれる三角波Ｒは破線のようになり、目
標との距離Ｌに応じた時間軸ｔ方向の遅延と、目標の速
度Ｖに応じた周波数軸ｆ方向の偏位を受ける。 【００１３】この様な三角波Ｔ，Ｒのビート信号ＩＦは
、ＴがＲより高いアップビート周波数ｆｕｐと、ＴがＲ
より低いダウンビート周波数ｆｄｎを有し、これらは速
度Ｖに比例したドップラ周波数ｆｄ と、距離Ｌに比例
した距離周波数ｆｒ との間にそれぞれ以下の関係を有
する。 【００１４】 【数１】ｆｄ ＝（ｆｄｎ−ｆｕｐ）／２【数２】ｆｒ
＝（ｆｄｎ＋ｆｕｐ）／２【数３】ｆｕｐ＝ｆｒ −
ｆｄ 【数４】ｆｄｎ＝ｆｒ ＋ｆｄ 【００１５】上記の数３においてｆｒ ≫ｆｄ とした
場合、つまりＦＭ信号の繰り返し周波数ｆｍ を高くし
た場合、 【数５】ｆｕｐ≒ｆｒ となり、距離周波数ｆｒ を精度良く検出できる。 【００１６】このｆｒ を図１の区間ａ２において高い
ＦＭ周波数ｆｍａ（数ＫＨｚ）で求めたとする。同様に
区間ｂにおいてもｆｒ を求めることができるが、この
区間ｂにおけるＦＭ周波数ｆｍｂを区間ａのｆｍａより
低い値（数１００Ｈｚ）に設定すると、区間ｂの距離周
波数ｆｒ と区間ａ２のビート周波数ｆｂａとの間には
、（ｆｍｂ×ｆｍａ）を変換係数として次の関係が成り
立つ。 【数６】ｆｒ ＝（ｆｍｂ×ｆｍａ）×ｆｂａ従って、
区間ｂのｆｕｐ，ｆｄｎはそれぞれ【数７】ｆｕｐ＝（
ｆｍｂ×ｆｍａ）×ｆｂａ−ｆｄ ｆｄｎ＝（ｆｍｂ×
ｆｍａ）×ｆｂａ＋ｆｄ と表わされるので、このｆｕ
ｐを上限カットオフ周波数ｆＣＬとし、またｆｄｎを下
限カットオフ周波数ｆＣＨとした図２のＢＰＦを用いれ
ば、区間ｂにおいて低いＦＭ周波数ｆｍｂが距離と速度
を精度良く計測することができる。 尚、数７の速度（ドップラ）周波数ｆｄは区間ａ１にお
いて搬送波ＣＷだけで求めたものである。 【００１７】本発明ではこのようなＣＷモードａ１、ｆ
ｍａモードａ２、ｆｍｂモードｂを１フレームとしてこ
れを周期的に繰り返す。 【００１８】 【実施例】図４は本発明の一実施例を示す構成図で、１
０はホモダイン検波式レーダセンサ、２０はＦＭ信号発
生部、３０はセンサ信号入力部、４０はマイクロコンピ
ュータ（以下、マイコンは略称する）である。 【００１９】レーダセンサ１０は搬送波ＣＷの発振器１
１を有し、その出力を送信アンテナ１２から送信する。 目標からの反射波は受信アンテナ１３で受信され、ミキ
サ１４でビート信号ＩＦに変換される。このとき使用さ
れるローカルは送信波の一部であり、方向性結合器１５
で抽出される。ビート信号ＩＦはアンプ１６で増幅され
、センサ信号入力部３０に入力する。 【００２０】ＦＭ信号発生部２０はｆｍａのパルス発生
器２１とｆｍｂのパルス発生器２２を有し、それぞれの
出力を積分器２３，２４で三角波に変換する。２５は２
つの三角波の一方を選択するアナログＳＷであり、また
２６はアナログＳＷ２５の出力をレーダセンサ１０の発
振器１１に変調信号として入力するか否かを切替えるア
ナログＳＷであり、これらをマイコン４０から制御する
ことで図１の３種類のモードａ１，ａ２，ｂを周期的に
生成する。 【００２１】センサ信号入力部３０は各モードに適した
フィルタとパルス成形回路からなる。つまり、ＢＰＦ３
１とパルス成形回路３２はＣＷモードａ１用であり、ま
たＢＰＦ３３とパルス成形回路３４はｆｍａモードａ２
用である。これに対しＳＣＦ（スイッチド・キャパシタ
・フィルタ）３５，３６とパルス成形回路３７はｆｍｂ
モードｂ用である。 【００２２】ＳＣＦ３５，３６はマイコン４０によって
フィルタ特性を可変設定できる。本例では初段のＳＣＦ
３５をカットオフ周波数ｆＣＬのＬＰＦ（ローパスフィ
ルタ）として使用し、次段のＳＣＦ３６をカットオフ周
波数ｆＣＨのＨＰＦ（ハイパスフィルタ）として使用し
ており、両者で図２の特性のＢＰＦを構成する。 【００２３】マイコン４０はアナログＳＷ２５，２６の
切替え制御をする一方、パルス成形回路３２，３４の出
力からｆＣＬ，ｆＣＨを算出し、ＳＣＦ３５，３６の特
性を可変設定する。そして、パルス成形回路３７の出力
から目標の距離と速度を算出する。 【００２４】パルス成形回路３７の出力は低いＦＭ周波
数ｆｍｂによるものであるが、ＳＣＦ３５，３６の特性
が目標の距離と速度に応じて最適設定されているので、
相対速度が大きくてもフィルタ外れ等の問題を生ずるこ
となく高精度（絶対値、極性）に速度および距離を計測
できる。 【００２５】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、目標
の距離と速度を測定できるＦＭ−ＣＷレーダ装置におい
て、目標の距離と速度に応じた最適フィルタ特性を随時
可変設定することにより、距離と速度の検出精度を向上
することができる。
定できるＦＭ−ＣＷレーダ装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】搬送波（ＣＷ）に三角波等のＦＭ信号で
周波数変調をかけるＦＭ−ＣＷレーダは、目標の距離と
速度を測定できるため、車両の衝突防止装置等に利用さ
れる。 【０００３】このＦＭ−ＣＷによる相対速度の計測精度
は、ＦＭ信号の繰り返し周波数を下げることで向上させ
ることができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＦＭ信
号の繰り返し周波数を下げると、（１）相対速度によっ
てビート信号周波数が大きく変化するため、該信号がフ
ィルタ帯域から外れて検出ミスや計測誤差を生じたり、
（２）近距離で相対速度の大きい目標について、その相
対距離と相対速度が演算不能となる現象を生じ易い欠点
がある。 【０００５】本発明は、目標の距離と速度に応じた最適
フィルタ特性を随時可変設定することにより、距離と速
度の検出精度を向上することを目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明のＦＭ−ＣＷレー
ダ装置は、搬送波だけを送信するＣＷモードと、該搬送
波に高い周波数のＦＭ信号で周波数変調をかけて送信す
る高ＦＭ−ＣＷモードと、該搬送波に低い周波数のＦＭ
信号で周波数変調をかけて送信する低ＦＭ−ＣＷモード
とを周期的に切替え、前記ＣＷモードで得られた速度情
報と前記高ＦＭ−ＣＷモードで得られた距離情報から、
前記低ＦＭ−ＣＷモードで使用する可変帯域型バンドパ
スフィルタの上下カットオフ周波数を算出して該フィル
タの特性を随時変更することを特徴とするものである。 【０００７】 【作用】図１の区間ｂのように低い周波数（ｆｍｂとす
る）のＦＭ信号で目標の距離と速度を精度良く計測しよ
うとする場合、そのセンサ信号入力部で使用するＢＰＦ
（バンドパスフィルタ）の上下カットオフ周波数ｆＣＨ
，ｆＣＬ（図２参照）を区間ａで求めた概略の速度およ
び距離情報に基いて設定する。 【０００８】区間ａの前半ａ１は搬送波だけのＣＷモー
ドであり、ここでは目標の相対速度の概略を求める。ま
た後半ａ２は高い周波数（ｆｍａとする）のＦＭ信号を
用いて目標の距離の概略を求める。 【０００９】この区間ａではａ１，ａ２で速度と距離を
独立して求めるため、目標の相対速度が大きくてもフィ
ルタ外れが生じたり、距離や速度の演算ができないとい
う現象が生じない。しかし、ＦＭ信号の繰り返し周波数
ｆｍａが高いため速度の検出精度は悪い。 【００１０】一方、区間ｂではＦＭ信号の繰り返し周波
数ｆｍｂが低いため速度の検出精度は高いが、固定した
特性のＢＰＦを用いるとフィルタ外れ等の問題を生ずる
。 そこで、区間ａで求めた速度と距離の概略値から区間ｂ
で使用するＢＰＦの特性を可変設定することにより、フ
ィルタ外れ等の問題を生ずることなく目標の距離と速度
を精度良く計測できるようにする。 【００１１】具体的には図２のＢＰＦのｆＣＨ，ｆＣＬ
を区間ａで得られた距離と速度情報から算出して可変設
定することである。以下、この方法を説明する。 【００１２】ＦＭ−ＣＷレーダにおけるＦＭ信号（送信
波）が図３の実線のような三角波Ｔである場合、目標か
らの反射波に含まれる三角波Ｒは破線のようになり、目
標との距離Ｌに応じた時間軸ｔ方向の遅延と、目標の速
度Ｖに応じた周波数軸ｆ方向の偏位を受ける。 【００１３】この様な三角波Ｔ，Ｒのビート信号ＩＦは
、ＴがＲより高いアップビート周波数ｆｕｐと、ＴがＲ
より低いダウンビート周波数ｆｄｎを有し、これらは速
度Ｖに比例したドップラ周波数ｆｄ と、距離Ｌに比例
した距離周波数ｆｒ との間にそれぞれ以下の関係を有
する。 【００１４】 【数１】ｆｄ ＝（ｆｄｎ−ｆｕｐ）／２【数２】ｆｒ
＝（ｆｄｎ＋ｆｕｐ）／２【数３】ｆｕｐ＝ｆｒ −
ｆｄ 【数４】ｆｄｎ＝ｆｒ ＋ｆｄ 【００１５】上記の数３においてｆｒ ≫ｆｄ とした
場合、つまりＦＭ信号の繰り返し周波数ｆｍ を高くし
た場合、 【数５】ｆｕｐ≒ｆｒ となり、距離周波数ｆｒ を精度良く検出できる。 【００１６】このｆｒ を図１の区間ａ２において高い
ＦＭ周波数ｆｍａ（数ＫＨｚ）で求めたとする。同様に
区間ｂにおいてもｆｒ を求めることができるが、この
区間ｂにおけるＦＭ周波数ｆｍｂを区間ａのｆｍａより
低い値（数１００Ｈｚ）に設定すると、区間ｂの距離周
波数ｆｒ と区間ａ２のビート周波数ｆｂａとの間には
、（ｆｍｂ×ｆｍａ）を変換係数として次の関係が成り
立つ。 【数６】ｆｒ ＝（ｆｍｂ×ｆｍａ）×ｆｂａ従って、
区間ｂのｆｕｐ，ｆｄｎはそれぞれ【数７】ｆｕｐ＝（
ｆｍｂ×ｆｍａ）×ｆｂａ−ｆｄ ｆｄｎ＝（ｆｍｂ×
ｆｍａ）×ｆｂａ＋ｆｄ と表わされるので、このｆｕ
ｐを上限カットオフ周波数ｆＣＬとし、またｆｄｎを下
限カットオフ周波数ｆＣＨとした図２のＢＰＦを用いれ
ば、区間ｂにおいて低いＦＭ周波数ｆｍｂが距離と速度
を精度良く計測することができる。 尚、数７の速度（ドップラ）周波数ｆｄは区間ａ１にお
いて搬送波ＣＷだけで求めたものである。 【００１７】本発明ではこのようなＣＷモードａ１、ｆ
ｍａモードａ２、ｆｍｂモードｂを１フレームとしてこ
れを周期的に繰り返す。 【００１８】 【実施例】図４は本発明の一実施例を示す構成図で、１
０はホモダイン検波式レーダセンサ、２０はＦＭ信号発
生部、３０はセンサ信号入力部、４０はマイクロコンピ
ュータ（以下、マイコンは略称する）である。 【００１９】レーダセンサ１０は搬送波ＣＷの発振器１
１を有し、その出力を送信アンテナ１２から送信する。 目標からの反射波は受信アンテナ１３で受信され、ミキ
サ１４でビート信号ＩＦに変換される。このとき使用さ
れるローカルは送信波の一部であり、方向性結合器１５
で抽出される。ビート信号ＩＦはアンプ１６で増幅され
、センサ信号入力部３０に入力する。 【００２０】ＦＭ信号発生部２０はｆｍａのパルス発生
器２１とｆｍｂのパルス発生器２２を有し、それぞれの
出力を積分器２３，２４で三角波に変換する。２５は２
つの三角波の一方を選択するアナログＳＷであり、また
２６はアナログＳＷ２５の出力をレーダセンサ１０の発
振器１１に変調信号として入力するか否かを切替えるア
ナログＳＷであり、これらをマイコン４０から制御する
ことで図１の３種類のモードａ１，ａ２，ｂを周期的に
生成する。 【００２１】センサ信号入力部３０は各モードに適した
フィルタとパルス成形回路からなる。つまり、ＢＰＦ３
１とパルス成形回路３２はＣＷモードａ１用であり、ま
たＢＰＦ３３とパルス成形回路３４はｆｍａモードａ２
用である。これに対しＳＣＦ（スイッチド・キャパシタ
・フィルタ）３５，３６とパルス成形回路３７はｆｍｂ
モードｂ用である。 【００２２】ＳＣＦ３５，３６はマイコン４０によって
フィルタ特性を可変設定できる。本例では初段のＳＣＦ
３５をカットオフ周波数ｆＣＬのＬＰＦ（ローパスフィ
ルタ）として使用し、次段のＳＣＦ３６をカットオフ周
波数ｆＣＨのＨＰＦ（ハイパスフィルタ）として使用し
ており、両者で図２の特性のＢＰＦを構成する。 【００２３】マイコン４０はアナログＳＷ２５，２６の
切替え制御をする一方、パルス成形回路３２，３４の出
力からｆＣＬ，ｆＣＨを算出し、ＳＣＦ３５，３６の特
性を可変設定する。そして、パルス成形回路３７の出力
から目標の距離と速度を算出する。 【００２４】パルス成形回路３７の出力は低いＦＭ周波
数ｆｍｂによるものであるが、ＳＣＦ３５，３６の特性
が目標の距離と速度に応じて最適設定されているので、
相対速度が大きくてもフィルタ外れ等の問題を生ずるこ
となく高精度（絶対値、極性）に速度および距離を計測
できる。 【００２５】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、目標
の距離と速度を測定できるＦＭ−ＣＷレーダ装置におい
て、目標の距離と速度に応じた最適フィルタ特性を随時
可変設定することにより、距離と速度の検出精度を向上
することができる。
【図１】本発明の原理図である。
【図２】理想的なフィルタ特性図である。
【図３】ＦＭ−ＣＷレーダの説明図である。
【図４】本発明の実施例の構成図である。
１０ レーダセンサ
２０ ＦＭ信号発生部
Claims (1)
- 【請求項１】 搬送波だけを送信するＣＷモードと、
該搬送波に高い周波数のＦＭ信号で周波数変調をかけて
送信する高ＦＭ−ＣＷモードと、該搬送波に低い周波数
のＦＭ信号で周波数変調をかけて送信する低ＦＭ−ＣＷ
モードとを周期的に切替え、前記ＣＷモードで得られた
速度情報と前記高ＦＭ−ＣＷモードで得られた距離情報
から、前記低ＦＭ−ＣＷモードで使用する可変帯域型バ
ンドパスフィルタの上下カットオフ周波数を算出して該
フィルタの特性を随時変更することを特徴とするＦＭ−
ＣＷレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413803A JP2829790B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413803A JP2829790B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223286A true JPH04223286A (ja) | 1992-08-13 |
| JP2829790B2 JP2829790B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=18522369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2413803A Expired - Fee Related JP2829790B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829790B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006300536A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Honda Motor Co Ltd | 物体検知装置 |
| JP2017142214A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 株式会社デンソー | Ｆｍ−ｃｗレーダ |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP2413803A patent/JP2829790B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006300536A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Honda Motor Co Ltd | 物体検知装置 |
| JP2017142214A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 株式会社デンソー | Ｆｍ−ｃｗレーダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2829790B2 (ja) | 1998-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980825 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |