JPH05281340A - Range finder - Google Patents

Range finder

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JPH05281340A
JPH05281340A JP4105987A JP10598792A JPH05281340A JP H05281340 A JPH05281340 A JP H05281340A JP 4105987 A JP4105987 A JP 4105987A JP 10598792 A JP10598792 A JP 10598792A JP H05281340 A JPH05281340 A JP H05281340A
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JP
Japan
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code
output
signal
convolver
carriers
Prior art date
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Pending
Application number
JP4105987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Uchida
吉孝 内田
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Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Original Assignee
Clarion Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Clarion Co Ltd filed Critical Clarion Co Ltd
Priority to JP4105987A priority Critical patent/JPH05281340A/en
Publication of JPH05281340A publication Critical patent/JPH05281340A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain such a constitution that no phase synchronization is required between PN codes on a convolver for a range finder of a spectrum spread system using the convolver as a correlator. CONSTITUTION:When switches 21, 22, 23 are respectively connected to their a-terminal sides, sweep carriers are transmitted toward an object from a VCO 30 through a high-frequency section 32. Upon receiving the reflected waves of the carriers, a convolver 34 auto correlates the reflected waves with the carriers through a high-frequency section 33 and an arithmetic section 40 calculates the propagating time tauby processing the correlated output. When the switches 21, 22, and 23 are then connected to their b-terminal sides, the above-mentioned carriers are supplied to one input of the convolver 34 after phase modulation by transmitting burst-like SS signals by phase-modulating singlefrequency carriers from the VCO 30 by using a PN code from a PNG 26 and sending another PN code inverted in time to a multiplier 25 from another PNG 27 through a delay time setting section 39 and received signals are supplied to the other input, and then, the carriers are correlated with the received signal. Then the section 40 calculates the propagating time tau' from the maximum correlation peak and finds the distance to the object from the time tau' by further correlating the carriers with the received signals by changing the initial phase of the receiving-side PN code.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スペクトラム拡散送受
信方式を利用した測距装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of a distance measuring device using a spread spectrum transmission / reception system.

【0002】[0002]

【従来の技術】全ての高周波信号の伝搬速度は一定値を
とるため、送信信号波形と該送信信号が対象物で反射さ
れて戻ってきて受信された信号波形との時間差を求める
ことにより2点間の距離を測定することが可能となる。
一般にこのような2点間(基準点と測定点)の距離を測
定する方法として、(a)基準点から電波を発射して測
定点で反射した反射波を基準点で受信する方法(b)基
準点から電波を発射して測定点で受信して、その受信信
号を送り返して基準点で受信する方法がある。いずれに
しても2点間の距離dは、次式より d=C/2τ C:光速、 τ:電波の伝搬時間 (1) で算出される。
2. Description of the Related Art Since the propagation velocity of all high-frequency signals has a constant value, two points are obtained by obtaining the time difference between the transmission signal waveform and the signal waveform that is received after the transmission signal is reflected by the object and returned. It is possible to measure the distance between them.
Generally, as a method of measuring the distance between such two points (reference point and measurement point), (a) a method of emitting a radio wave from the reference point and receiving a reflected wave reflected at the measurement point at the reference point (b) There is a method in which radio waves are emitted from a reference point, received at a measurement point, and the received signal is sent back to be received at the reference point. In any case, the distance d between the two points is calculated by the following equation: d = C / 2τ C: speed of light, τ: propagation time of radio wave (1).

【0003】この伝搬時間の測定方法には種々あるが、
その中の1つにパルス法がある。この方法は、伝搬時間
に比べて充分に短い時間幅をもつパルス波を送信して、
測定点(対象物)で反射したパルス波を受信して、送信
パルス波に対するその遅れ時間τを測定する方法であ
る。
There are various methods for measuring the propagation time,
One of them is the pulse method. This method transmits a pulse wave with a sufficiently short time width compared to the propagation time,
This is a method of receiving a pulse wave reflected at a measurement point (object) and measuring its delay time τ with respect to the transmission pulse wave.

【0004】一般にスペクトル拡散方式による測距方法
は搬送波をPN符号で位相変調し、受信信号の自己相関
を求めて、その相関値が最大となる遅れ時間を測定する
方法であり、このパルス法の変形である。図6にこのよ
うな従来の測距装置の一例を示す。
In general, the distance measuring method by the spread spectrum method is a method in which the carrier wave is phase-modulated with a PN code, the autocorrelation of the received signal is obtained, and the delay time at which the correlation value becomes maximum is measured. It is a transformation. FIG. 6 shows an example of such a conventional distance measuring device.

【0005】同図で送信部Tにおいて、局部発振器1か
らの搬送波は掛算器3によりPN符号発生器2で作られ
るPN符号と掛算され位相変調が行なわれ、高周波部4
を介しスペクトル拡散信号(SS)を送信する。と同時
に、PN符号のスタートビットを受信部Rの時間計数器
に入力する。
In the figure, in the transmitter T, the carrier wave from the local oscillator 1 is multiplied by the PN code generated by the PN code generator 2 by the multiplier 3 to perform phase modulation, and the high frequency unit 4
A spread spectrum signal (SS) is transmitted via. At the same time, the start bit of the PN code is input to the time counter of the receiving unit R.

【0006】受信部Rでは、対象物5に反射して戻って
きた送信信号を受信して、高周波部6を経て相関器7に
入力する。相関器7は、受信信号の自己相関を求める。
この相関器7には、マッチドフィルタが使用されてお
り、従って送信部Tに用いたPN符号と同じPN符号パ
ターンが設定されている。そして、受信信号とマッチド
フィルタのPN符号パターンが一致すると鋭い相関ピー
ク出力が得られる。相関器7によって得られた相関出力
(相関ピーク)は、検波器及び波形整形器8で検波され
デジタル信号に波形整形されたのち時間計数器9に入力
される。
The receiving section R receives the transmission signal reflected by the object 5 and returned, and inputs it to the correlator 7 via the high frequency section 6. The correlator 7 calculates the autocorrelation of the received signal.
A matched filter is used for this correlator 7, and therefore, the same PN code pattern as the PN code used for the transmitter T is set. Then, when the received signal and the PN code pattern of the matched filter match, a sharp correlation peak output is obtained. The correlation output (correlation peak) obtained by the correlator 7 is detected by the detector / waveform shaper 8 and waveform-shaped into a digital signal, and then input to the time counter 9.

【0007】時間計数器9では、前記スタートビットと
相関ピーク出力の時間差を求める。そして、その結果を
距離演算部10に与え、距離演算部10において、対象
物5との距離を(1)式に基づき計算する。しかし、上
述のように相関器7にマッチドフィルタを用いる場合、
設定されるPN符号パターンで使用するPN符号が一意
に決定されるため、ランダムなPN符号の変更はでき
ず、同様なPN符号の混信時には測定不能となる。従っ
て、上記問題点を解決する別の方法として相関器にコン
ボルバを用いる測距方式がある。この方式を図7に示
す。
The time counter 9 calculates the time difference between the start bit and the correlation peak output. Then, the result is given to the distance calculation unit 10, and the distance calculation unit 10 calculates the distance to the object 5 based on the equation (1). However, when a matched filter is used for the correlator 7 as described above,
Since the PN code used in the set PN code pattern is uniquely determined, the random PN code cannot be changed, and measurement becomes impossible at the time of interference of the same PN code. Therefore, as another method for solving the above problem, there is a distance measuring method using a convolver as a correlator. This method is shown in FIG.

【0008】この方式の基本的動作は、図6の説明と同
じである。異なる点は、送信されるPN符号と時間的に
反転したPN符号で搬送波を掛算器11により位相変調
したものを参照信号として、相関器(コンボルバ)7の
もう一方の入力に加える点である。これにより、PN符
号の系列を変更することでプログラマブルな測距方式が
可能となる。
The basic operation of this system is the same as that described with reference to FIG. The different point is that the carrier wave whose phase is modulated by the multiplier 11 by the PN code transmitted and the time-inverted PN code is added as a reference signal to the other input of the correlator (convolver) 7. This enables a programmable distance measuring method by changing the PN code sequence.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した装置
で、時間的に連続したSS信号を送信する場合、測距可
能距離はコンボルバのゲート長τg(遅延時間)で決定
される。すなわち、τ>τgであれば時系列にくる次の
PN符号周期と重なり測定困難となる。
However, in the above-mentioned apparatus, when transmitting SS signals that are continuous in time, the measurable distance is determined by the gate length τg (delay time) of the convolver. That is, if τ> τg, it will be difficult to measure because it overlaps with the next PN code period in time series.

【0010】この問題点を解消する方法としては、例え
ばSS信号を連続送信でなく、PN符号1周期分(それ
以上の場合もある)のバースト的な信号として送信する
(パルス化SS方式と仮称する)方式が考えられる。し
かし、受信信号の自己相関が最大になるようにするため
には、コンボルバ上における参照信号と受信信号のPN
符号の位相同期をとる必要がある。なお、ここではコン
ボルバのゲート長τgとPN符号1周期長は例えば等し
いとする。従って、コンボルバ上で位相同期をとるまで
のトレーニング期間を必要とし、バースト時間の制約等
から上記パルス化SS方式によっても前記問題点の解決
が困難なことは明白である。
As a method for solving this problem, for example, the SS signal is not transmitted continuously but is transmitted as a burst-like signal for one period of the PN code (may be longer than that) (provisionally referred to as pulsed SS system). Method) is possible. However, in order to maximize the autocorrelation of the received signal, the PN of the reference signal and the received signal on the convolver is
It is necessary to synchronize the phases of the codes. Here, it is assumed that the convolver gate length τg and the PN code one cycle length are equal, for example. Therefore, a training period is required until phase synchronization is achieved on the convolver, and it is obvious that the above-mentioned problem cannot be solved even by the pulsed SS method due to the constraint of burst time and the like.

【0011】本発明の目的は、相関器としてコンボルバ
を用いたスペクトル拡散方式を用いて、しかもコンボル
バ上でのPN符号の位相同期を必要としない測距装置を
提供するにある。
An object of the present invention is to provide a range finder which uses a spread spectrum system using a convolver as a correlator and which does not require phase synchronization of the PN code on the convolver.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の測距装置は、制御信号に基づいて所定周期
でPN符号及びそのPN符号に対して時間的に反転した
反転PN符号を発生すると共に、位相データ信号に基づ
いて発生する符号の位相をずらすPN符号発生手段と、
所定電圧から成る駆動信号と上記PN符号とを起動信号
に基づいて選択し、出力する第1のスイッチと、上記起
動信号に基づいて掃引搬送波と、所定周波数の搬送波と
を選択的に出力する発振器と、上記第1のスイッチの出
力により上記発振器の出力を変調する第1の変調器と、
該変調器の出力を対象物に対し送信する送信用高周波部
と、遅延時間設定信号に対応して上記時間反転PN符号
を可変的に遅延せしめる遅延時間設定部と、上記発振器
の出力を上記遅延時間設定部の出力で変調する第2の変
調器と、対象物から戻ってくる送信信号を受信する受信
用高周波部と、上記起動信号に基づいて上記第2の変調
の出力と、受信信号とを選択的に出力する第2のスイッ
チと、上記受信信号と上記第2のスイッチの出力との相
関をとるコンボルバと、上記起動信号に基づいて上記コ
ンボルバの出力を選択的に分周器と検波器とに供給する
第3のスイッチと、前記掃引搬送波と分周器の出力に基
づいて第1の伝搬時間を算出すると共に、前記遅延時間
設定信号、及び位相データ信号を出力し、上記検波器の
出力に基づいて該検波器の出力の最大ピーク点を検出
し、その時点の位相ずらし時間と上記第1の伝搬時間と
に基づいて第2の伝搬時間を算出し、かつ、上記第2の
伝搬時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出する
演算部と、備えたことを要旨とする。
In order to achieve the above object, the distance measuring apparatus of the present invention provides a PN code and a reverse PN code which is time-inverted with respect to the PN code at a predetermined cycle based on a control signal. PN code generation means for generating and shifting the phase of the code generated based on the phase data signal,
A first switch for selecting and outputting a drive signal composed of a predetermined voltage and the PN code based on a start signal, and an oscillator for selectively outputting a swept carrier wave and a carrier wave of a predetermined frequency based on the start signal. And a first modulator that modulates the output of the oscillator by the output of the first switch,
The transmitting high-frequency section for transmitting the output of the modulator to the object, the delay time setting section for variably delaying the time-reversal PN code in response to the delay time setting signal, and the output of the oscillator for delaying A second modulator that modulates with the output of the time setting unit, a high-frequency unit for reception that receives a transmission signal returned from the object, an output of the second modulation based on the activation signal, and a reception signal. Is selectively output, a convolver that correlates the received signal with the output of the second switch, and the output of the convolver is selectively detected with a frequency divider based on the activation signal. A third switch supplied to the detector, a first propagation time is calculated based on the output of the swept carrier and the frequency divider, and the delay time setting signal and the phase data signal are output. Based on the output of The maximum peak point of the output of the wave filter is detected, the second propagation time is calculated based on the phase shift time and the first propagation time at that time, and based on the second propagation time, The gist is to have a computing unit that calculates the distance to the object.

【0013】[0013]

【作用】第1のスイッチにより前記駆動信号が選択され
ると、該駆動信号により掃引搬送波が変調され、対象物
に対し送信される。この時の対象物からの反射信号が受
信され、その受信信号の自己相関を求め、その相関出力
と前記掃引搬送から第1の伝搬時間を算出する。
When the drive signal is selected by the first switch, the sweep carrier wave is modulated by the drive signal and transmitted to the object. The reflected signal from the object at this time is received, the autocorrelation of the received signal is obtained, and the first propagation time is calculated from the correlation output and the swept carrier.

【0014】次に、第1のスイッチによりPN符号を選
択してSS信号を対象物に対し送信する。この時の対象
物からの反射信号と、時間反転PN符号に基づく参照信
号との自己相関がとられる。この場合、PN符号の位相
は位相データ信号により位相がずらされ、また時間反転
PN符号は前記遅延時間設定信号により遅延されてい
る。そして上記相関出力の検出時の位相ずらし時間と第
1の伝搬時間から第2の伝搬時間を求め、この第2の伝
搬時間に基づいて対象物までの距離が算出される。
Next, the PN code is selected by the first switch and the SS signal is transmitted to the object. At this time, the autocorrelation between the reflection signal from the object and the reference signal based on the time-reversed PN code is obtained. In this case, the phase of the PN code is shifted by the phase data signal, and the time-reversal PN code is delayed by the delay time setting signal. Then, a second propagation time is obtained from the phase shift time at the time of detecting the correlation output and the first propagation time, and the distance to the object is calculated based on the second propagation time.

【0015】[0015]

【実施例】以下図面に示す本発明の実施例を説明する。
図1は本発明の測距装置の一実施例で、21,22及び
23は夫々第1,第2及び第3のスイッチ、24及び2
5は第1及び第2の掛算器、26及び27は第1及び第
2のPN符号発生器(PNG)、28及び29は第1及
び第2のドライバ、30電圧制御発振器(VCO)、3
2及び33は送信側受信側高周波部、34はコンボル
バ、35は増幅器、36はバンドパスフィルタ(BP
F)、37は分周器、38は検波器、39は遅延時間設
定部、40は演算部、41及び42は夫々送信及び受信
用アンテナである。
Embodiments of the present invention shown in the drawings will be described below.
FIG. 1 shows an embodiment of the distance measuring device according to the present invention. Reference numerals 21, 22 and 23 are first, second and third switches, 24 and 2, respectively.
5 is a first and second multiplier, 26 and 27 are first and second PN code generators (PNG), 28 and 29 are first and second drivers, 30 voltage controlled oscillator (VCO), 3
2 and 33 are high-frequency units on the transmitting side and receiving side, 34 is a convolver, 35 is an amplifier, and 36 is a bandpass filter (BP).
F), 37 is a frequency divider, 38 is a wave detector, 39 is a delay time setting unit, 40 is a computing unit, and 41 and 42 are transmitting and receiving antennas, respectively.

【0016】まず、最初に、各スイッチ21,22,2
3はa端子と接続される。送信部Tにおいては、a端子
を介してある適当な電位(+V)が掛算器26に与えら
れて駆動可能とし、電圧制御発振器(VCO)30から
の繰返し掃引(スイーブ)搬送波を高周波部(RF部)
32を介して送信する。
First, each switch 21, 22, 2
3 is connected to the a terminal. In the transmitter T, an appropriate electric potential (+ V) is given to the multiplier 26 via the terminal a so that the multiplier 26 can be driven, and the repeated sweep (sweave) carrier wave from the voltage controlled oscillator (VCO) 30 is supplied to the radio frequency unit (RF). Part)
Sent via 32.

【0017】受信部Rでは対象物に反射して戻ってきた
送信信号を受信して、高周波部(RF部)33を介して
コンボルバ34の一方の入力端子に入力する。これと同
時にコンボルバ34のもう一方の入力にもスイッチ22
により同一の信号が入力される。
The receiving section R receives the transmission signal reflected by the object and returned, and inputs it to one input terminal of the convolver 34 via the high frequency section (RF section) 33. At the same time, the switch 22 is connected to the other input of the convolver 34.
To input the same signal.

【0018】コンボルバ34においては、両入力信号の
自己相関が求められるが、両入力信号がスイープされた
搬送波であるため結果的には掛算が行なわれ出力され
る。そして出力された相関出力は増幅器35により増幅
され、BPF36によりフィルタリングされてスイッチ
23を介して分周器37により1/2分周され演算部4
0に入力される。また、送信に用いられているスイープ
された搬送波も演算部40に入力される。今、受信アン
テナ42から演算部40までの処理系の遅延時間が非常
に小さく無視できるとするならば、fTとfRは図2に
示す関係となる。送信周波数fTを繰返し周波数fmで
foを中心に最大偏移△fで三角波状に変化させると、
受信波fRは伝搬時間τだけ遅れる。
In the convolver 34, the autocorrelation of both input signals is obtained, but since both input signals are swept carrier waves, they are multiplied and output as a result. Then, the output correlation output is amplified by the amplifier 35, filtered by the BPF 36, and frequency-divided by the frequency divider 37 via the switch 23 to 1/2, and the arithmetic unit 4
Input to 0. The swept carrier wave used for transmission is also input to the arithmetic unit 40. If the delay time of the processing system from the receiving antenna 42 to the arithmetic unit 40 is very small and can be ignored, fT and fR have the relationship shown in FIG. When the transmission frequency fT is changed at a repetition frequency fm with a maximum deviation Δf centered on fo, the waveform becomes a triangular wave.
The received wave fR is delayed by the propagation time τ.

【0019】これにより演算部40において、fTとf
Rの混合を行なえばビート周波数fbが得られ、このビ
ート周波数fbを求めることで、次式より伝搬時間τが
算出できる。 τ=fb/2・fm・△f (2) ただし、τ<1/2・fm 演算部40において、上記計算を行ない遅延時間設定部
39にその遅延時間データを与える。
As a result, fT and f
If R is mixed, the beat frequency fb is obtained, and by obtaining this beat frequency fb, the propagation time τ can be calculated from the following equation. τ = fb / 2fmΔf (2) However, τ <1 / 2fm The calculation section 40 performs the above calculation and gives the delay time data to the delay time setting section 39.

【0020】次に、遅延時間算出後、演算部40は各ス
イッチ21,22,23に起動信号を与え、各スイッチ
をb端子に接続させる。また、その起動信号を基にVC
O30は単一周波数(例えばコンボルバの中心周波数と
も等しいfo)を発生するよう制御される。そして、演
算部40からのバースト周期(τ1)信号よりドライバ
28,29を経て、PN符号発生器26,27を駆動し
て図3に示すようなPN符号1周期分(τ0)のバース
ト的なSS信号が送信される。なお、コンボルバ34の
ゲート長とPN符号2周期は等しいとする。また、送信
に用いられたPN符号と時間的に反転したPN符号が遅
延時間設定部39に入力され、τ程遅らされ、掛算器2
5により搬送波を位相変調した後、コンボルバ34のも
う一方の入力端子に入力される。
Next, after calculating the delay time, the arithmetic unit 40 gives an activation signal to each of the switches 21, 22, and 23 to connect each switch to the b terminal. Also, based on the start signal, VC
The O30 is controlled to generate a single frequency (for example, fo which is also equal to the center frequency of the convolver). Then, the burst period (τ1) signal from the arithmetic unit 40 is passed through the drivers 28 and 29 to drive the PN code generators 26 and 27 to burst one PN code period (τ0) as shown in FIG. The SS signal is transmitted. Note that the gate length of the convolver 34 and the PN code 2 periods are equal. Further, the PN code used for transmission and the PN code temporally inverted is input to the delay time setting unit 39, delayed by τ, and multiplied by the multiplier 2.
The carrier wave is phase-modulated by 5, and then input to the other input terminal of the convolver 34.

【0021】これにより、受信された送信信号との自己
相関をコンボルバ34により求めるが、予め伝搬時間分
参照信号のPN符号を遅らせているために、コンボルバ
34上ではほぼお互いの符号位相は一致する。従って、
一致した時、鋭い相関ピーク出力が得られ、増幅器3
5、BPF36を介し検波器38で検波された後、演算
部40に入力される。演算部40では、ドライバ28,
29に対してバースト周期信号を与えると共に、受信部
Rに用いるPN符号の初期位相データを与える(現在の
位相に対して以降の位相を±nチップほどディザさせる
ことになる)。
As a result, the autocorrelation with the received transmission signal is obtained by the convolver 34. However, since the PN code of the reference signal is delayed by the propagation time in advance, the code phases of the convolver 34 are substantially the same. .. Therefore,
When they match, a sharp correlation peak output is obtained and the amplifier 3
5, after being detected by the wave detector 38 via the BPF 36, it is input to the arithmetic unit 40. In the arithmetic unit 40, the driver 28,
A burst period signal is given to 29, and initial phase data of the PN code used in the receiving section R is given (the following phase is dithered by ± n chips with respect to the current phase).

【0022】この繰返しを行なうことで、コンボルバ3
4上において完全に収まったPN符号1周期の自己相関
が得られ、最大の相関ピークを検出することが可能とな
る。すなわち、最終的には、PN符号1チップ以内の精
度で収束された伝搬時間τ’が求まる。そして、演算部
40において、伝搬時間τ’より(1)式に基づいて距
離dを算出した結果を出力する。なお、演算部40にお
いて(2)式により伝搬時間τが得られた時点で距離を
算出することは可能であるが、対象物の状態により、例
えばドップラー周波数偏移などを生じているとその距離
の精度は劣化することになる。従って、この一連の操作
はコンボルバ40上でのPN符号の位相同期を不要とす
ると同時に、距離精度の向上を計るものである。
By repeating this, the convolver 3
4, the autocorrelation of one cycle of the PN code which is completely set is obtained, and the maximum correlation peak can be detected. That is, finally, the propagation time τ ′ converged with the accuracy within one chip of the PN code is obtained. Then, the calculation unit 40 outputs the result of calculating the distance d from the propagation time τ ′ based on the equation (1). Although it is possible to calculate the distance at the time when the propagation time τ is obtained by the calculation unit 40 by the equation (2), if the Doppler frequency shift or the like occurs depending on the state of the object, the distance can be calculated. The accuracy of will deteriorate. Therefore, this series of operations does not require phase synchronization of the PN code on the convolver 40, and at the same time improves the distance accuracy.

【0023】図4は前記実施例における遅延時間算後の
動作の詳細を示すフローチャートである。ステップST
1において、演算部40よりのバースト周期信号がドラ
イバ28,29を介してPNG26,27に与えられ、
送受信側PN符号が出力され、τoのバースト的なSS
信号が送信される。送受信側PN符号は時間的に反転し
ている。
FIG. 4 is a flow chart showing details of the operation after the delay time is calculated in the above embodiment. Step ST
1, the burst period signal from the arithmetic unit 40 is given to the PNGs 26 and 27 via the drivers 28 and 29,
The PN code of the transmitting and receiving side is output, and bursty SS of τo
The signal is transmitted. The transmission / reception side PN code is inverted in time.

【0024】ステップST2では、受信側PN符号が、
τ時間を設定した遅延時間設定部39を介して掛算器2
5に入力され、これによりキャリアが変調され、コンボ
ルバ34の他方の入力端子に加えられる。ステップST
3では、コンボルバ34から出力される相関ピークの最
大レベルαを演算部40で算出する。
In step ST2, the receiving side PN code is
The multiplier 2 is set via the delay time setting unit 39 in which τ time is set.
5, the carrier is modulated by this signal and applied to the other input terminal of the convolver 34. Step ST
In 3, the arithmetic unit 40 calculates the maximum level α of the correlation peak output from the convolver 34.

【0025】ステップST4においては、演算部40が
バースト周期信号をドライバ28,29を介してPN符
号発生器26,27に与えると共に受信側PN符号発生
器27(または送信側PN符号発生器26でもよい)に
PN符号初期位相データθを与える。 θ=γ−ε+n 但し、γは前記(1)式における初期位相データ(もしく
はアドレスAo)、εはオフセット値(例えば;Ao−
2)、nはディザチップ数(Defult1)である。ステップ
ST5では、コンボルバ34から出力される相関ピーク
の最大レベルβを演算部40で算出する。
In step ST4, the arithmetic unit 40 supplies the burst period signal to the PN code generators 26 and 27 through the drivers 28 and 29, and at the same time, the receiving side PN code generator 27 (or the transmitting side PN code generator 26 also). ) To the PN code initial phase data θ. θ = γ−ε + n where γ is the initial phase data (or address Ao) in the equation (1), and ε is an offset value (for example; Ao−
2) and n are the number of dither chips (Defult1). In step ST5, the calculation unit 40 calculates the maximum level β of the correlation peak output from the convolver 34.

【0026】次に、ステップST6〜ST11は演算部
40で行なわれる演算を示す。ステップST6では、前
記相関ピークの最大レベルα,βを比較し、α≧βであ
ると、ステップST9に行き、また、α≧βでなければ
(NO)、ステップST7でτ’=τ+ηを算出しステ
ップST8でα=βとする。但し、η=Tpn×(−ε+
n)、TPNはPNクロック時間である。
Next, steps ST6 to ST11 show the arithmetic operations performed by the arithmetic unit 40. In step ST6, the maximum levels α and β of the correlation peaks are compared. If α ≧ β, the process proceeds to step ST9. If α ≧ β is not satisfied (NO), τ ′ = τ + η is calculated in step ST7. Then, in step ST8, α = β. However, η = T pn × (−ε +
n), T PN is the PN clock time.

【0027】ステップST9では、n=4を判定し、N
OであればステップST10でn=n+1とし、ステッ
プST4に戻り、また、YESであると、ステップST
11でτ’もしくはτより対象物との距離dを算出して
出力する。
At step ST9, it is determined that n = 4, and N
If it is O, n = n + 1 is set in step ST10, the process returns to step ST4, and if YES, step ST
At 11, the distance d to the object is calculated from τ ′ or τ and output.

【0028】図5は本発明の他の実施例で、図1と同一
符号は同一又は類似の回路をあらわし、図5のAの部分
も図1と同一の構成であり、また、図5の実施例では、
前記第2のスイッチ及び分周器は不要である。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same or similar circuits, and the portion A in FIG. 5 has the same configuration as that in FIG. In the example,
The second switch and divider are not needed.

【0029】図5の実施例の基本的動作は図1と同じで
あり、異なる点は伝搬時間τを求める過程において、受
信信号を高周波部33を介して直接演算部40に入力
し、送信信号fTと混合させる点である。その後の動作
は図1と同じであるため、その説明は省略する。
The basic operation of the embodiment of FIG. 5 is the same as that of FIG. 1, except that the received signal is directly input to the arithmetic unit 40 via the high frequency unit 33 in the process of obtaining the propagation time τ, and the transmitted signal is This is the point of mixing with fT. Since the subsequent operation is the same as that in FIG. 1, the description thereof will be omitted.

【0030】なお、図1及び図5の実施例においてはP
N符号の初期位相データをPNG26,27に与えると
したが、これに代えて、遅延時間設定39に、遅延時間
設定データKを与えるようにしてもよい。 K=ψ−ε+n ただし、ψは遅延時間τに相当するデータ(もしくはそ
のアドレスA1)である。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 5, P
Although the initial phase data of N code is given to the PNGs 26 and 27, instead of this, the delay time setting data K may be given to the delay time setting 39. K = ψ−ε + n where ψ is data (or its address A 1 ) corresponding to the delay time τ.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明の測距装置に
よれば、コンボルバを相関器として用いたスペクトル拡
散方式を利用してしかもコンボルバ上でのPN符号の位
相同期を不要とすることができる。
As described above, according to the distance measuring apparatus of the present invention, it is possible to use the spread spectrum method using the convolver as the correlator and to eliminate the need for the phase synchronization of the PN code on the convolver. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the above embodiment.

【図3】上記実施例の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the above embodiment.

【図4】前記実施例における遅延時間算出後の動作を示
すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation after calculation of a delay time in the embodiment.

【図5】本発明の他の実施例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図6】従来の測距装置の一例を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional distance measuring device.

【図7】従来の測距装置の他の例を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing another example of a conventional distance measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21,22,23 第1,第2,第3のスイッチ 24,25 第1及び第2の掛算器 26,27 第1及び第2のPN符号発生器(PNG) 28,29 第1及び第2のドライバ 30 電圧制御発振器(VCO) 32,33 送信側及び受信側高周波部 34 コンボルバ 35 増幅器 36 バンドパスフィルタ(BPF) 37 分周器 38 検波器 39 遅延時間設定部 40 演算部 41,42 送信及び受信用アンテナ 21, 22, 23 1st, 2nd, 3rd switches 24, 25 1st and 2nd multipliers 26, 27 1st and 2nd PN code generators (PNG) 28, 29 1st and 2nd Driver 30 Voltage controlled oscillator (VCO) 32, 33 Transmission side and reception side high frequency section 34 Convolver 35 Amplifier 36 Bandpass filter (BPF) 37 Frequency divider 38 Detector 39 Delay time setting section 40 Computing section 41, 42 Transmission and Receiving antenna

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年5月8日[Submission date] May 8, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0020】次に、遅延時間算出後、演算部40は各ス
イッチ21,22,23に起動信号を与え、各スイッチ
をb端子に接続させる。また、その起動信号を基にVC
O30は単一周波数(例えばコンボルバの中心周波数と
も等しいfo)を発生するよう制御される。そして、演
算部40からのバースト周期(τ1)信号よりドライバ
28,29を経て、PN符号発生器26,27を駆動し
て図3に示すようなPN符号1周期分(τ0)のバース
ト的なSS信号が送信される。なお、コンボルバ34の
ゲート長とPN符号周期は等しいとする。また、送信
に用いられたPN符号と時間的に反転したPN符号が遅
延時間設定部39に入力され、τ程遅らされ、掛算器2
5により搬送波を位相変調した後、コンボルバ34のも
う一方の入力端子に入力される。
Next, after calculating the delay time, the arithmetic unit 40 gives an activation signal to each of the switches 21, 22, and 23 to connect each switch to the b terminal. Also, based on the start signal, VC
The O30 is controlled to generate a single frequency (for example, fo which is also equal to the center frequency of the convolver). Then, the burst period (τ1) signal from the arithmetic unit 40 is passed through the drivers 28 and 29 to drive the PN code generators 26 and 27 to burst one PN code period (τ0) as shown in FIG. The SS signal is transmitted. The gate length of the convolver 34 and one cycle of the PN code are assumed to be equal. Further, the PN code used for transmission and the PN code temporally inverted is input to the delay time setting unit 39, delayed by τ, and multiplied by the multiplier 2.
The carrier wave is phase-modulated by 5, and then input to the other input terminal of the convolver 34.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Name of item to be corrected] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0025】ステップST4においては、演算部40が
バースト周期信号をドライバ28,29を介してPN符
号発生器26,27に与えると共に受信側PN符号発生
器27(または送信側PN符号発生器26でもよい)に
PN符号初期位相データθを与える。 θ=γ−ε+n 但し、γは前記(1)式における初期位相データ(もし
くはアドレスAo)、εはオフセット値(例えば;Ao
−2)、nはディザチップ数(Defultは0)であ
る。ステップST5では、コンボルバ34から出力され
る相関ピークの最大レベルβを演算部40で算出する。
In step ST4, the arithmetic unit 40 supplies the burst period signal to the PN code generators 26 and 27 through the drivers 28 and 29, and at the same time, the receiving side PN code generator 27 (or the transmitting side PN code generator 26 also). ) To the PN code initial phase data θ. θ = γ−ε + n where γ is the initial phase data (or address Ao) in the equation (1), and ε is an offset value (for example; Ao).
-2), n is the number of dither chips (Default is 0 ). In step ST5, the calculation unit 40 calculates the maximum level β of the correlation peak output from the convolver 34.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】ステップST9では、n=4を判定し、N
OであればステップST10でn=n+1とし、ステッ
プST4に戻り、また、YESであると、ステップST
11でτ’もしくはτより対象物との距離dを算出して
出力する。なお、この一連の動作はPN符号の初期位相
データを基準に前後2チップの制御を行なっているが、
さらに制御量を変えたい場合はε値及びn値を変えるこ
とで対応ができる。
At step ST9, it is determined that n = 4, and N
If it is O, n = n + 1 is set in step ST10, the process returns to step ST4, and if YES, step ST
At 11, the distance d to the object is calculated from τ ′ or τ and output. This series of operations is based on the initial phase of the PN code.
Controlling two chips before and after based on the data,
If you want to change the control amount further, change the ε value and n value.
You can correspond with.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図4[Name of item to be corrected] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図4】 [Figure 4]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御信号に基づいて所定周期でPN符号
及びそのPN符号に対して時間的に反転した反転PN符
号を発生すると共に、位相データ信号に基づいて発生す
る符号の位相をずらすPN符号発生手段と、 所定電圧から成る駆動信号と上記PN符号とを起動信号
に基づいて選択し、出力する第1のスイッチと、 上記起動信号に基づいて掃引搬送波と、所定周波数の搬
送波とを選択的に出力する発振器と、 上記第1のスイッチの出力により上記発振器の出力を変
調する第1の変調器と、該変調器の出力を対象物に対し
送信する送信用高周波部と、 遅延時間設定信号に対応して上記時間反転PN符号を可
変的に遅延せしめる遅延時間設定部と、 上記発振器の出力を上記遅延時間設定部の出力で変調す
る第2の変調器と、 対象物から戻ってくる送信信号を受信する受信用高周波
部と、 上記起動信号に基づいて上記第2の変調の出力と、受信
信号とを選択的に出力する第2のスイッチと、 上記受信信号と上記第2のスイッチの出力との相関をと
るコンボルバと、 上記起動信号に基づいて上記コンボルバの出力を選択的
に分周器と検波器とに供給する第3のスイッチと、 前記掃引搬送波と分周器の出力に基づいて第1の伝搬時
間を算出すると共に、前記遅延時間設定信号、及び位相
データ信号を出力し、上記検波器の出力に基づいて該検
波器の出力の最大ピーク点を検出し、その時点の位相ず
らし時間と上記第1の伝搬時間とに基づいて第2の伝搬
時間を算出し、かつ、上記第2の伝搬時間に基づいて、
前記対象物までの距離を算出する演算部と、 を備えたことを特徴とする測距装置。
1. A PN code that generates a PN code and an inverted PN code that is temporally inverted with respect to the PN code in a predetermined cycle based on a control signal, and shifts the phase of the code generated based on a phase data signal. A first switch for selecting and outputting the generating means, a drive signal composed of a predetermined voltage and the PN code based on the start signal, a sweep carrier wave and a carrier wave of a predetermined frequency based on the start signal. , A first modulator that modulates the output of the oscillator by the output of the first switch, a transmission high-frequency unit that transmits the output of the modulator to an object, and a delay time setting signal Corresponding to the above, a delay time setting section for variably delaying the time-reversal PN code, a second modulator for modulating the output of the oscillator with the output of the delay time setting section, and returning from the object Incoming high frequency section, a second switch for selectively outputting the output of the second modulation based on the activation signal, the second switch, the received signal and the second A convolver that correlates with the output of the switch, a third switch that selectively supplies the output of the convolver to the divider and the detector based on the start signal, and the output of the swept carrier and the divider Calculating the first propagation time based on the above, outputting the delay time setting signal and the phase data signal, detecting the maximum peak point of the output of the detector based on the output of the detector, A second propagation time is calculated based on the phase shift time and the first propagation time, and based on the second propagation time,
A distance measuring device comprising: a calculation unit that calculates a distance to the object.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006329830A (en) * 2005-05-26 2006-12-07 Fujitsu Ten Ltd Pulse radar system
JP2008101997A (en) * 2006-10-18 2008-05-01 Mitsubishi Electric Corp Radar system
JP2018532125A (en) * 2015-07-20 2018-11-01 ブレイン コーポレイション Apparatus and method for object detection using broadband signals

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JP2006329830A (en) * 2005-05-26 2006-12-07 Fujitsu Ten Ltd Pulse radar system
JP2008101997A (en) * 2006-10-18 2008-05-01 Mitsubishi Electric Corp Radar system
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