JPH07198833A - Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 - Google Patents
Ｆｍ−ｃｗレーダ装置Info
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- JPH07198833A JPH07198833A JP5336430A JP33643093A JPH07198833A JP H07198833 A JPH07198833 A JP H07198833A JP 5336430 A JP5336430 A JP 5336430A JP 33643093 A JP33643093 A JP 33643093A JP H07198833 A JPH07198833 A JP H07198833A
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- Japan
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- control voltage
- frequency
- radar device
- transmission signal
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 例えば、自動車衝突防止用に使用するＦＭ−
ＣＷレーダ装置に関し、計測誤差の削減を図ることを目
的とする。 【構成】 入力する制御電圧に対応して、周波数が変化
する連続波を発生して送信信号として目標物に送出する
電圧制御発振手段１と、目標物からの反射波と送信信号
との差周波数を用いて目標物までの相対距離及び相対速
度を求める距離・速度算出手段２を有するＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置において、送信信号の周波数変化が、時間の経
過に対して三角波となる様に該制御電圧の波形を補正す
る補正手段３を該電圧制御発振手段の入力側に設けるよ
うに構成する。
ＣＷレーダ装置に関し、計測誤差の削減を図ることを目
的とする。 【構成】 入力する制御電圧に対応して、周波数が変化
する連続波を発生して送信信号として目標物に送出する
電圧制御発振手段１と、目標物からの反射波と送信信号
との差周波数を用いて目標物までの相対距離及び相対速
度を求める距離・速度算出手段２を有するＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置において、送信信号の周波数変化が、時間の経
過に対して三角波となる様に該制御電圧の波形を補正す
る補正手段３を該電圧制御発振手段の入力側に設けるよ
うに構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車衝突防
止用に使用するＦＭ−ＣＷレーダ装置に関するものであ
る。
止用に使用するＦＭ−ＣＷレーダ装置に関するものであ
る。
【０００２】近年、自動車台数の増加に対応して自動車
の衝突事故が増加しているので、相対距離，相対速度が
求められるＦＭ−ＣＷレーダ装置を用いて衝突事故の減
少を図っているが、この装置の計測誤差が比較的大きい
ので、これの削減を図ることが要望されている。
の衝突事故が増加しているので、相対距離，相対速度が
求められるＦＭ−ＣＷレーダ装置を用いて衝突事故の減
少を図っているが、この装置の計測誤差が比較的大きい
ので、これの削減を図ることが要望されている。
【０００３】
【従来の技術】図６はＦＭ−ＣＷレーダ装置説明図（そ
の１）で、(a) は要部構成図、(b) は目標物が静止して
いる時の送受信信号説明図、(c) はビート信号説明図、
図７はＦＭ−ＣＷレーダ装置説明図（その２）で、(d)
は目標物が移動している時の送受信信号説明図、(e) は
ビート信号説明図である。
の１）で、(a) は要部構成図、(b) は目標物が静止して
いる時の送受信信号説明図、(c) はビート信号説明図、
図７はＦＭ−ＣＷレーダ装置説明図（その２）で、(d)
は目標物が移動している時の送受信信号説明図、(e) は
ビート信号説明図である。
【０００４】また、図８は従来例の説明図で、(a) は電
圧制御発振手段の制御電圧：発振周波数特性図、(b) は
時間に対する送信周波数及び受信周波数特性図、(c) は
時間：ビート周波数説明図である。
圧制御発振手段の制御電圧：発振周波数特性図、(b) は
時間に対する送信周波数及び受信周波数特性図、(c) は
時間：ビート周波数説明図である。
【０００５】以下、図６〜図８の動作を用いて従来例の
動作を説明するが、VCO 11の変調特性は制御電圧の変化
範囲内では直線領域とする。図６(a) において、FM-CW
レーダ装置内の制御電圧発生器13から三角波の制御電圧
を電圧制御発振器( 以下、VCO と省略する)11 に送出す
るので、この発振器は発振周波数が時間に対して三角状
に変化する波を送信信号として方向性結合器12を介して
固定した目標物に送出する( 図６(b) の実線参照) 。
動作を説明するが、VCO 11の変調特性は制御電圧の変化
範囲内では直線領域とする。図６(a) において、FM-CW
レーダ装置内の制御電圧発生器13から三角波の制御電圧
を電圧制御発振器( 以下、VCO と省略する)11 に送出す
るので、この発振器は発振周波数が時間に対して三角状
に変化する波を送信信号として方向性結合器12を介して
固定した目標物に送出する( 図６(b) の実線参照) 。
【０００６】そこで、送出された送信信号は固定した目
標物で反射され、反射波が受信信号としてFM-CW レーダ
装置内のミキサ21に入力するが、受信信号は目標物まで
の距離に対応した時間遅れがある為、図６(b) の点線
に示す様になる。
標物で反射され、反射波が受信信号としてFM-CW レーダ
装置内のミキサ21に入力するが、受信信号は目標物まで
の距離に対応した時間遅れがある為、図６(b) の点線
に示す様になる。
【０００７】なお、ミキサ21には方向性結合器12からの
送信信号の一部が受信局発信号として加えられているの
で、ここで送信信号と受信信号の差を取ると図６(c) に
示す様なビート周波数の信号が得られる。
送信信号の一部が受信局発信号として加えられているの
で、ここで送信信号と受信信号の差を取ると図６(c) に
示す様なビート周波数の信号が得られる。
【０００８】ここで、三角波の周波数を fm , 周波数偏
移幅をΔf,目標物までの距離をR,光速をC とするとビー
ト周波数 fr は公知の様に、 fr ＝ ( 4 R fm Δf)/ C で表されるので、ビート周波数 fr から距離R が計測で
きる。
移幅をΔf,目標物までの距離をR,光速をC とするとビー
ト周波数 fr は公知の様に、 fr ＝ ( 4 R fm Δf)/ C で表されるので、ビート周波数 fr から距離R が計測で
きる。
【０００９】また、目標物が移動している時、またはFM
-CW レーダ装置が移動中の時は上記の受信信号にドップ
ラーシフトが付加され、時間：周波数特性図及び時間：
ビート周波数特性図は図７(d),図７(e) に示す様にな
る。即ち、ビート周波数は固定目標物の場合のビート周
波数 fr からドップラ周波数成分 fd だけ偏移し、その
方向は各変調サイクル毎に正負と交互に変化する為、 f
r と fd を計測すれば相対速度と距離が求められること
になる。
-CW レーダ装置が移動中の時は上記の受信信号にドップ
ラーシフトが付加され、時間：周波数特性図及び時間：
ビート周波数特性図は図７(d),図７(e) に示す様にな
る。即ち、ビート周波数は固定目標物の場合のビート周
波数 fr からドップラ周波数成分 fd だけ偏移し、その
方向は各変調サイクル毎に正負と交互に変化する為、 f
r と fd を計測すれば相対速度と距離が求められること
になる。
【００１０】ここで、上記の説明では、VCO の発振周波
数は図８(a) の点線の様に、印加する制御電圧に対して
直線的に変化するとしていたが、実際にはVCO 内の可変
容量ダイードの印加電圧( 制御電圧) ：容量値特性が制
御電圧の全変化範囲にわたって理想的な特性を保つこと
ができない。
数は図８(a) の点線の様に、印加する制御電圧に対して
直線的に変化するとしていたが、実際にはVCO 内の可変
容量ダイードの印加電圧( 制御電圧) ：容量値特性が制
御電圧の全変化範囲にわたって理想的な特性を保つこと
ができない。
【００１１】そこで、VCO の発振周波数は制御電圧に対
して図８(a) の実線の様になり、この様な特性を持つVC
O に三角波を印加した時、送信信号の周波数は図６(b)
の実線の様にならず、図８(b) の実線の様になる。
して図８(a) の実線の様になり、この様な特性を持つVC
O に三角波を印加した時、送信信号の周波数は図６(b)
の実線の様にならず、図８(b) の実線の様になる。
【００１２】そして、これが固定の目標物で反射されて
戻ってくるので受信信号の周波数は図８(b) の点線の様
になり、ビート周波数は図８(c) に示す様に広がりを持
つので、相対距離や相対速度の計測に誤差が生ずる。
戻ってくるので受信信号の周波数は図８(b) の点線の様
になり、ビート周波数は図８(c) に示す様に広がりを持
つので、相対距離や相対速度の計測に誤差が生ずる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記の様に、可変容量
ダイオードを用いたVCO の制御電圧に対する発振周波数
が直線的に変化しない為、ビート周波数に広がりを持
ち、相対距離や相対速度の計測に誤差が生ずると云う問
題がある。
ダイオードを用いたVCO の制御電圧に対する発振周波数
が直線的に変化しない為、ビート周波数に広がりを持
ち、相対距離や相対速度の計測に誤差が生ずると云う問
題がある。
【００１４】本発明は計測誤差の削減を図ることを目的
とする。
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】図１は第１の本発明の原
理ブロック図である。図中、１は入力する制御電圧に対
応して、周波数が変化する連続波を発生して送信信号と
して目標物に送出する電圧制御発振手段、２は目標物か
らの反射波と送信信号との差周波数を用いて目標物まで
の相対距離及び相対速度を求める距離・速度算出手段、
３は補正手段である。
理ブロック図である。図中、１は入力する制御電圧に対
応して、周波数が変化する連続波を発生して送信信号と
して目標物に送出する電圧制御発振手段、２は目標物か
らの反射波と送信信号との差周波数を用いて目標物まで
の相対距離及び相対速度を求める距離・速度算出手段、
３は補正手段である。
【００１６】第１の本発明は、FM-CW レーダ装置に補正
手段を設け、補正手段で送信信号の周波数変化が、時間
の経過に対して三角波となる様に周波数制御電圧の波形
を補正する様にした。
手段を設け、補正手段で送信信号の周波数変化が、時間
の経過に対して三角波となる様に周波数制御電圧の波形
を補正する様にした。
【００１７】第２の本発明は、補正手段を、対数増幅器
を用いて構成した。第３の本発明は、補正手段を指数増
幅器と反転増幅器とを縦続接続して構成した。
を用いて構成した。第３の本発明は、補正手段を指数増
幅器と反転増幅器とを縦続接続して構成した。
【００１８】第４の本発明は、FM-CW レーダ装置に、送
信信号の周波数変化が時間の経過に対して三角波となる
様な周波数制御電圧データを格納したメモリ手段と、該
メモリ手段から順番に読み出した周波数制御データをア
ナログ信号に変換するデイジタル／アナログ変換手段と
を設け、デイジタル／アナログ変換手段の出力を制御電
圧として用いる構成にした。
信信号の周波数変化が時間の経過に対して三角波となる
様な周波数制御電圧データを格納したメモリ手段と、該
メモリ手段から順番に読み出した周波数制御データをア
ナログ信号に変換するデイジタル／アナログ変換手段と
を設け、デイジタル／アナログ変換手段の出力を制御電
圧として用いる構成にした。
【００１９】
【作用】図２は図１の動作説明図で、(a) は補正手段の
入出力電圧特性図、(b) は補正手段の時間：出力電圧特
性図である。
入出力電圧特性図、(b) は補正手段の時間：出力電圧特
性図である。
【００２０】上記の様に、電圧制御発振手段の変調特性
の直線範囲が制御電圧の全変化範囲をカバーできない為
にビート周波数が広がってしまう。そこで、第１の本発
明では、補正手段３で三角波の制御電圧に対して、図２
(a) に示す様に、変調特性の直線部分からのズレを補正
する様に予め波形変換した後、電圧制御発振手段に印加
する様にした。
の直線範囲が制御電圧の全変化範囲をカバーできない為
にビート周波数が広がってしまう。そこで、第１の本発
明では、補正手段３で三角波の制御電圧に対して、図２
(a) に示す様に、変調特性の直線部分からのズレを補正
する様に予め波形変換した後、電圧制御発振手段に印加
する様にした。
【００２１】つまり、VCO の変調特性は図８(a) の実線
の様になるので、補正手段で図２(a) の実線の様な特性
にしておけば、VCO から送出される送信信号、受信信
号、ビート周波数は図６(b),図７(d) の理想的な波形と
なり、計測誤差の削減を図ることができる。
の様になるので、補正手段で図２(a) の実線の様な特性
にしておけば、VCO から送出される送信信号、受信信
号、ビート周波数は図６(b),図７(d) の理想的な波形と
なり、計測誤差の削減を図ることができる。
【００２２】なお、第２及び第３の本発明では、補正手
段を指数増幅器及び対数増幅器と反転増幅器とを縦続接
続した縦続接続増幅器で構成した。また、第４の本発明
では送信信号の周波数変化が時間の経過に対して三角波
となる様な制御電圧データを格納したメモリ手段と、該
メモリ手段から順番に読み出した制御電圧データをアナ
ログ信号に変換するデイジタル／アナログ変換手段とで
構成した。
段を指数増幅器及び対数増幅器と反転増幅器とを縦続接
続した縦続接続増幅器で構成した。また、第４の本発明
では送信信号の周波数変化が時間の経過に対して三角波
となる様な制御電圧データを格納したメモリ手段と、該
メモリ手段から順番に読み出した制御電圧データをアナ
ログ信号に変換するデイジタル／アナログ変換手段とで
構成した。
【００２３】
【実施例】図３は第１の本発明の実施例の構成図、図４
は第２の本発明の実施例の構成図、図５は第３の本発明
の実施例の構成図で、(a) は構成図、(b) は(a) の動作
説明図である。
は第２の本発明の実施例の構成図、図５は第３の本発明
の実施例の構成図で、(a) は構成図、(b) は(a) の動作
説明図である。
【００２４】以下、図３〜図５の動作を説明するが、全
図を通じて同一符号は同一対象物を示す。なお、全図を
通じて同一符号は同一対象物を示す。先ず、図３におい
て、動作中の演算増幅器Q2の反転入力端子( 以下、−端
子と省略する) と非反転入力端子( 以下、＋端子と省略
する) の電圧はほぼ０であるから、トランジスタQ1のコ
レクタ電流 Ic は下記の様に表される。
図を通じて同一符号は同一対象物を示す。なお、全図を
通じて同一符号は同一対象物を示す。先ず、図３におい
て、動作中の演算増幅器Q2の反転入力端子( 以下、−端
子と省略する) と非反転入力端子( 以下、＋端子と省略
する) の電圧はほぼ０であるから、トランジスタQ1のコ
レクタ電流 Ic は下記の様に表される。
【００２５】 Ic = E0/R1 = k exp (VBE) ・・・・(1) Ei = V BE ・・・・(2) ここで、 Ei ,E0 は入力電圧, 出力電圧、k は定数、 V
BEはベース・エミッタ間電圧である。(1),(2) 式から (E0/R1) = k exp (Ei ) → E0 = k R1 exp (Ei ) ・・・(3) 即ち、トランジスタQ1と演算増幅器Q2とで指数増幅器を
構成するが、可変抵抗器RV でトランジスタのエミッタ
電位を変化させて入力する三角波を図２(b) の実線の波
形に変換する。
BEはベース・エミッタ間電圧である。(1),(2) 式から (E0/R1) = k exp (Ei ) → E0 = k R1 exp (Ei ) ・・・(3) 即ち、トランジスタQ1と演算増幅器Q2とで指数増幅器を
構成するが、可変抵抗器RV でトランジスタのエミッタ
電位を変化させて入力する三角波を図２(b) の実線の波
形に変換する。
【００２６】なお、可変抵抗器は出力する指数曲線のど
の部分を中心として使用するかを決める為のものであ
る。また、大振幅の出力波形が必要な時は抵抗R1の値を
大きくするか、演算増幅器Q2の後段に非反転増幅器Q3を
接続すればよい。即ち、可変抵抗器 RV に補正制御電圧
特性を変化させることができるるので、使用するVCO に
容易に対応することができる。
の部分を中心として使用するかを決める為のものであ
る。また、大振幅の出力波形が必要な時は抵抗R1の値を
大きくするか、演算増幅器Q2の後段に非反転増幅器Q3を
接続すればよい。即ち、可変抵抗器 RV に補正制御電圧
特性を変化させることができるるので、使用するVCO に
容易に対応することができる。
【００２７】図４は図３の指数増幅器を対数増幅器に変
更し、後段の増幅器を反転増幅器にしたものである。即
ち、トランジスタQ5のコレクタ電流は下記の様に表され
る。
更し、後段の増幅器を反転増幅器にしたものである。即
ち、トランジスタQ5のコレクタ電流は下記の様に表され
る。
【００２８】 Ic = k exp (VBE) ・・・(4) 一方、 i = Ei /R5 , 及び i = ic ・・・(5) 従って、(4),(5) 式から (Ei /R) = k exp (V BE ) = k exp E0 → E0 = ln ( Ei / kR )・・(6) これにより、図３と同じ効果が得られる。
【００２９】図５はROM を使用したもので、メモリ412
に送信信号の周波数変化が時間の経過に対して三角波と
なる様な制御電圧データを予め所定の領域に格納してお
く。また、411 はカウンタ（例えば、８ビット）で読み
出しアドレス発生用である。
に送信信号の周波数変化が時間の経過に対して三角波と
なる様な制御電圧データを予め所定の領域に格納してお
く。また、411 はカウンタ（例えば、８ビット）で読み
出しアドレス発生用である。
【００３０】さて、カウンタ411 にクロックを入力する
と、カウンタは初期値からカウント動作を開始し、カウ
ント値を読み出しアドレスとしてROM 412 に送出するの
で、ROM から対応する制御電圧データが順次、読み出さ
れてデイジタル/ アナログ変換器421 に送出する。そこ
で、デイジタル/ アナログ変換器は図５(b)-に示す様
にアナログ信号に変換して低域通過フイルタ422 を介し
て補正した制御電圧として図示しない電圧制御発振器に
送出する( 図５(b)-参照) 。
と、カウンタは初期値からカウント動作を開始し、カウ
ント値を読み出しアドレスとしてROM 412 に送出するの
で、ROM から対応する制御電圧データが順次、読み出さ
れてデイジタル/ アナログ変換器421 に送出する。そこ
で、デイジタル/ アナログ変換器は図５(b)-に示す様
にアナログ信号に変換して低域通過フイルタ422 を介し
て補正した制御電圧として図示しない電圧制御発振器に
送出する( 図５(b)-参照) 。
【００３１】なお、例えば、このフイルタの出力側でオ
フセット電圧（即ち、バイアス電圧）を重畳して補正し
た制御電圧をVCO に印加するが、オフセット電圧は中心
周波数が規定周波数となる様に調整する。
フセット電圧（即ち、バイアス電圧）を重畳して補正し
た制御電圧をVCO に印加するが、オフセット電圧は中心
周波数が規定周波数となる様に調整する。
【００３２】これにより、計測誤差を削減したFM-CW レ
ーダ装置の提供ができる。
ーダ装置の提供ができる。
【００３３】
【発明の効果】上記で詳細に説明した様に本発明によれ
ば、計測誤差の削減を図ることができると云う効果があ
る。
ば、計測誤差の削減を図ることができると云う効果があ
る。
【図１】第１の本発明の原理ブロック図である。
【図２】図１の動作説明図で、(a) は補正手段の入出力
電圧特性図、(b) は補正手段の時間：出力電圧特性図で
ある。
電圧特性図、(b) は補正手段の時間：出力電圧特性図で
ある。
【図３】第１の本発明の実施例の構成図である。
【図４】第２の本発明の実施例の構成図である。
【図５】第３の本発明の実施例の構成図で、(a) は構成
図、(b) は(a) の動作説明図である。
図、(b) は(a) の動作説明図である。
【図６】ＦＭ−ＣＷレーダ装置説明図（その１）で、
(a) は要部構成図、(b) は目標物が静止している時の送
受信信号説明図、(c) はビート信号説明図である。
(a) は要部構成図、(b) は目標物が静止している時の送
受信信号説明図、(c) はビート信号説明図である。
【図７】ＦＭ−ＣＷレーダ装置説明図（その２）で、
(d) は目標物が移動している時の送受信信号説明図、
(e) はビート信号説明図である。
(d) は目標物が移動している時の送受信信号説明図、
(e) はビート信号説明図である。
【図８】従来例の説明図で、(a) は電圧制御発振手段の
制御電圧：発振周波数特性図、(b) は時間に対する送信
周波数及び受信周波数特性図、(c) は時間：ビート周波
数説明図である。
制御電圧：発振周波数特性図、(b) は時間に対する送信
周波数及び受信周波数特性図、(c) は時間：ビート周波
数説明図である。
１ 制御電圧発振手段 ２ 距離・速度
算出手段 ３ 補正手段 41 メモリ手段 42 デイジタル／アナログ変換手段
算出手段 ３ 補正手段 41 メモリ手段 42 デイジタル／アナログ変換手段
Claims (4)
- 【請求項１】 入力する制御電圧に対応して周波数が変
化する連続波を発生して送信信号として目標物に送出す
る電圧制御発振手段(1) と、該目標物からの反射波と該
送信信号との差周波数を用いて目標物までの相対距離及
び相対速度を求める距離・速度算出手段(2) を有するＦ
Ｍ−ＣＷレーダ装置において、 送信信号の周波数変化が時間の経過に対して三角波とな
る様に、該入力する制御電圧の波形を補正して該電圧制
御発振手段に送出する補正手段(3) を設けたことを特徴
とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。 - 【請求項２】 上記補正手段を、指数増幅器を用いて構
成したことを特徴とする請求項１のＦＭ−ＣＷレーダ装
置。 - 【請求項３】 上記補正手段を、対数増幅器と反転増幅
器とを縦続接続して構成したことを特徴とする請求項１
のＦＭ−ＣＷレーダ装置。 - 【請求項４】 上記ＦＭ−ＣＷレーダ装置において、送
信信号の周波数変化が時間の経過に対して三角波となる
様な制御電圧データを格納したメモリ手段(41)と、該メ
モリ手段から順番に読み出した制御電圧データをアナロ
グ信号に変換するデイジタル／アナログ変換手段(42)と
を設け、デイジタル／アナログ変換手段の出力を該制御
電圧として用いる構成にしたことを特徴とするＦＭ−Ｃ
Ｗレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5336430A JPH07198833A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5336430A JPH07198833A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198833A true JPH07198833A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18299053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5336430A Withdrawn JPH07198833A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07198833A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002082164A (ja) * | 2000-09-07 | 2002-03-22 | Nec Corp | 周波数変調レーダ、及び、レーダの周波数変調方法 |
| FR2838197A1 (fr) * | 2002-02-08 | 2003-10-10 | Murata Manufacturing Co | Systeme de radar et procede de reglage de ses caracteristiques |
| JP2008252497A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Sony Corp | 可変利得アンプ |
| DE112005000763B4 (de) * | 2004-05-11 | 2011-09-29 | Murata Mfg. Co., Ltd. | Radarsystem |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5336430A patent/JPH07198833A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
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