JPH0777574A - Fm−cwレーダ - Google Patents
Fm−cwレーダInfo
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- JPH0777574A JPH0777574A JP5224351A JP22435193A JPH0777574A JP H0777574 A JPH0777574 A JP H0777574A JP 5224351 A JP5224351 A JP 5224351A JP 22435193 A JP22435193 A JP 22435193A JP H0777574 A JPH0777574 A JP H0777574A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】FM−CWレーダに関し、目標物までの距離と
相対速度とを連続量として得られるFM−CWレーダを
提供することを目的とする。 【構成】FM−CWレーダにおいて、第1,第2および
第3,第4の周波数判別手段21〜24で、変調信号周
波数の上昇部分および下降部分の半周期における第1,
第2の標本化系列について離散フーリエ変換を行って周
波数データを求め、第1ないし第4の周波数特定手段2
5〜28で、第1ないし第4の周波数判別手段21〜2
4の周波数データをそれぞれ特定し、第1および第2の
位相比較手段29,30で、第1および第2の周波数特
定手段25,26または第3および第4の周波数特定手
段27,28で特定された周波数データを比較してそれ
ぞれ位相データを求め、距離・速度算出手段31で、第
1および第2の位相比較手段29,30の位相データか
ら目標物との距離と相対速度とを算出するように構成す
る。
相対速度とを連続量として得られるFM−CWレーダを
提供することを目的とする。 【構成】FM−CWレーダにおいて、第1,第2および
第3,第4の周波数判別手段21〜24で、変調信号周
波数の上昇部分および下降部分の半周期における第1,
第2の標本化系列について離散フーリエ変換を行って周
波数データを求め、第1ないし第4の周波数特定手段2
5〜28で、第1ないし第4の周波数判別手段21〜2
4の周波数データをそれぞれ特定し、第1および第2の
位相比較手段29,30で、第1および第2の周波数特
定手段25,26または第3および第4の周波数特定手
段27,28で特定された周波数データを比較してそれ
ぞれ位相データを求め、距離・速度算出手段31で、第
1および第2の位相比較手段29,30の位相データか
ら目標物との距離と相対速度とを算出するように構成す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両等に搭載して、走
行路上の目標物を検知して、目標物までの距離と相対速
度とを求めるためのFM−CWレーダに関し、特に目標
物までの距離と相対速度を連続量として求めることがで
きる、FM−CWレーダに関するものである。
行路上の目標物を検知して、目標物までの距離と相対速
度とを求めるためのFM−CWレーダに関し、特に目標
物までの距離と相対速度を連続量として求めることがで
きる、FM−CWレーダに関するものである。
【0002】FM−CWレーダは、目標物に対して所定
の繰り返し周期で周波数変調(FM)された電波を送出
して、得られた目標物からの反射波と、送信信号とのビ
ート周波数成分を検出することによって、目標物までの
距離と相対速度とを求めるものであるが、この場合、目
標物までの距離と相対速度とが、連続量として得られる
ことが望ましい。
の繰り返し周期で周波数変調(FM)された電波を送出
して、得られた目標物からの反射波と、送信信号とのビ
ート周波数成分を検出することによって、目標物までの
距離と相対速度とを求めるものであるが、この場合、目
標物までの距離と相対速度とが、連続量として得られる
ことが望ましい。
【0003】
【従来の技術】図5は、FM−CWレーダの基本的構成
例を示したものである。11は三角波発生器であって、
三角波からなる変調信号を発生する。12はFM変調器
であって、三角波発生器11からの変調信号によって搬
送波を変調して、三角波状に周波数変調された送信信号
を発生する。13は送信アンテナであって、FM変調器
12からの送信信号によって、送信波を例えば進行方向
に送出する。
例を示したものである。11は三角波発生器であって、
三角波からなる変調信号を発生する。12はFM変調器
であって、三角波発生器11からの変調信号によって搬
送波を変調して、三角波状に周波数変調された送信信号
を発生する。13は送信アンテナであって、FM変調器
12からの送信信号によって、送信波を例えば進行方向
に送出する。
【0004】14は受信アンテナであって、先行車等か
らの反射波を受信する。15は方向性結合器であって、
送信信号の一部を分岐する。16はミキサであって、方
向性結合器15を介して分岐された送信信号からなる局
部発振波と、受信アンテナ14を介して入力した受信波
とを混合して、ビート周波数の信号を発生する。17は
信号処理器であって、パルスカウンタを含みミキサ16
の出力信号周波数をカウントするとともに、計数結果を
処理して、所要の距離の信号と相対速度の信号とを出力
する。
らの反射波を受信する。15は方向性結合器であって、
送信信号の一部を分岐する。16はミキサであって、方
向性結合器15を介して分岐された送信信号からなる局
部発振波と、受信アンテナ14を介して入力した受信波
とを混合して、ビート周波数の信号を発生する。17は
信号処理器であって、パルスカウンタを含みミキサ16
の出力信号周波数をカウントするとともに、計数結果を
処理して、所要の距離の信号と相対速度の信号とを出力
する。
【0005】図6は、FM−CWレーダにおける各部信
号を示したものであって、(a)は相対速度0の場合を
示し、(b)は相対速度vの場合であって、それぞれの
場合の送,受信周波数と、ビート周波数と、ビート信号
とが示されている。図6(a)の場合、ビート周波数f
b =4ΔΩfm R/c=fr であって、fr は距離周波
数である。また図6(b)の場合、ビート周波数fb =
(4ΔΩfm R/c)±2f0 /v=fr ±fd であっ
て、fr は距離周波数、fd は速度周波数である。ここ
で、f0 は送信信号の中心周波数、ΔΩは周波数変調
幅、Tは変調繰り返し周期、fm (=1/T)は変調繰
り返し周波数、fb は送, 受信波のビート周波数、cは
光速、tr は目標物までの電波の往復時間、Rは目標物
までの距離、vは目標物との相対速度である。以下、図
5および図6に基づいて、FM−CWレーダの動作原理
を説明する。
号を示したものであって、(a)は相対速度0の場合を
示し、(b)は相対速度vの場合であって、それぞれの
場合の送,受信周波数と、ビート周波数と、ビート信号
とが示されている。図6(a)の場合、ビート周波数f
b =4ΔΩfm R/c=fr であって、fr は距離周波
数である。また図6(b)の場合、ビート周波数fb =
(4ΔΩfm R/c)±2f0 /v=fr ±fd であっ
て、fr は距離周波数、fd は速度周波数である。ここ
で、f0 は送信信号の中心周波数、ΔΩは周波数変調
幅、Tは変調繰り返し周期、fm (=1/T)は変調繰
り返し周波数、fb は送, 受信波のビート周波数、cは
光速、tr は目標物までの電波の往復時間、Rは目標物
までの距離、vは目標物との相対速度である。以下、図
5および図6に基づいて、FM−CWレーダの動作原理
を説明する。
【0006】送信アンテナ13から送出された送信波
は、目標物に反射して受信アンテナ14を経て再び受信
されるまでの間に、目標物までの距離に比例した時間遅
れtr=2R/cを受け、相対速度に比例したドップラ
ー周波数偏移を受ける。このとき送信波は、三角波発生
器11およびFM変調器12によって、三角波で周波数
変調されているので、目標物までの距離Rと相対速度v
とがベースバンド周波数成分として現れる。
は、目標物に反射して受信アンテナ14を経て再び受信
されるまでの間に、目標物までの距離に比例した時間遅
れtr=2R/cを受け、相対速度に比例したドップラ
ー周波数偏移を受ける。このとき送信波は、三角波発生
器11およびFM変調器12によって、三角波で周波数
変調されているので、目標物までの距離Rと相対速度v
とがベースバンド周波数成分として現れる。
【0007】すなわちミキサ16において、受信波と方
向性結合器15からの局部発振波とを混合して得られ
る、送, 受信波のビート周波数fb は、距離に依存する
周波数fr と、相対速度に依存する周波数fd との和と
差の周波数となって、前述のように、相対速度0のとき
は、fb =4ΔΩfm R/cであり、相対速度vのとき
は、fb =(4ΔΩfm R/c)±2f0 /vである。
向性結合器15からの局部発振波とを混合して得られ
る、送, 受信波のビート周波数fb は、距離に依存する
周波数fr と、相対速度に依存する周波数fd との和と
差の周波数となって、前述のように、相対速度0のとき
は、fb =4ΔΩfm R/cであり、相対速度vのとき
は、fb =(4ΔΩfm R/c)±2f0 /vである。
【0008】すなわち、変調信号として三角波を用いた
場合には、三角波の上昇方向(周波数が高くなる方向)
に対応する区間では、距離に相当する周波数と相対速度
に相当する周波数との差がビート周波数となり、下降方
向(周波数が低くなる方向)に対応する区間では、距離
に相当する周波数と相対速度に相当する周波数との和が
ビート周波数となる。そこで信号処理器17において、
2種類のビート周波数から演算処理を行って距離周波数
fr と速度周波数fd を求めるとともに、これから前述
の関係によって、目標物までの距離Rと相対速度vとを
リアルタイムに算出することができる。
場合には、三角波の上昇方向(周波数が高くなる方向)
に対応する区間では、距離に相当する周波数と相対速度
に相当する周波数との差がビート周波数となり、下降方
向(周波数が低くなる方向)に対応する区間では、距離
に相当する周波数と相対速度に相当する周波数との和が
ビート周波数となる。そこで信号処理器17において、
2種類のビート周波数から演算処理を行って距離周波数
fr と速度周波数fd を求めるとともに、これから前述
の関係によって、目標物までの距離Rと相対速度vとを
リアルタイムに算出することができる。
【0009】図7は、従来の信号処理器の構成を示した
ものであって、12n, 12n-1, …,11 は2n−1段の
シフトレジスタ、2はシフトレジスタ12n, 12n-1, …
, 1 1 の各点の出力をサンプリングする標本部、31,3
2 は標本部2の出力を離散フーリエ変換して周波数デー
タを出力する周波数判別器、41,42 は周波数判別器3
1,32 の出力から周波数を特定する周波数特定部、5は
周波数特定部41,42の出力周波数から距離と相対速度
とを求める距離・速度算出部である。
ものであって、12n, 12n-1, …,11 は2n−1段の
シフトレジスタ、2はシフトレジスタ12n, 12n-1, …
, 1 1 の各点の出力をサンプリングする標本部、31,3
2 は標本部2の出力を離散フーリエ変換して周波数デー
タを出力する周波数判別器、41,42 は周波数判別器3
1,32 の出力から周波数を特定する周波数特定部、5は
周波数特定部41,42の出力周波数から距離と相対速度
とを求める距離・速度算出部である。
【0010】ビート信号をシフトレジスタ12n, 1
2n-1, …, 11 に展開し、標本部2においてサンプリン
グすることによって、三角波の上昇部分に対応する標本
化データx2n-1, x2n-2, …, xn+1,xn と、三角波の
下降部分に対応する標本化データxn-1,xn-2,…, x1,
x0 とを求める。さらに周波数判別器31,32 におい
て、それぞれ三角波の上昇部分に対応する標本化データ
と、三角波の下降部分に対応する標本化データとに対し
てそれぞれ離散フーリエ変換を行って、周波数データを
求める。
2n-1, …, 11 に展開し、標本部2においてサンプリン
グすることによって、三角波の上昇部分に対応する標本
化データx2n-1, x2n-2, …, xn+1,xn と、三角波の
下降部分に対応する標本化データxn-1,xn-2,…, x1,
x0 とを求める。さらに周波数判別器31,32 におい
て、それぞれ三角波の上昇部分に対応する標本化データ
と、三角波の下降部分に対応する標本化データとに対し
てそれぞれ離散フーリエ変換を行って、周波数データを
求める。
【0011】このようにして求められた周波数データ
は、離散的な値をもっているので、周波数特定部41,4
2 は、周波数判別器31,32 から出力された周波数デー
タから、パワーが最大になる周波数を定めることによっ
て、それぞれ周波数を特定する。距離・速度算出部5
は、このようにして求められた三角波の上昇部分に対応
するビート周波数と、三角波の下降部分に対応するビー
ト周波数とから、距離(R)と相対速度(v)とを算出
する。
は、離散的な値をもっているので、周波数特定部41,4
2 は、周波数判別器31,32 から出力された周波数デー
タから、パワーが最大になる周波数を定めることによっ
て、それぞれ周波数を特定する。距離・速度算出部5
は、このようにして求められた三角波の上昇部分に対応
するビート周波数と、三角波の下降部分に対応するビー
ト周波数とから、距離(R)と相対速度(v)とを算出
する。
【0012】図8は、ビート周波数のサンプリングを説
明するものであって、0,1,2,…,2nはサンプリ
ング点である。三角波の上昇部分に対応するビート周波
数f r −fd の部分に対しては、サンプリング点(0,
1,…,n−1)でサンプリングが行われ、三角波の下
降部分に対応するビート周波数fr +fd の部分に対し
ては、サンプリング点(n,n+1,…,2n−1)で
サンプリングが行われる。
明するものであって、0,1,2,…,2nはサンプリ
ング点である。三角波の上昇部分に対応するビート周波
数f r −fd の部分に対しては、サンプリング点(0,
1,…,n−1)でサンプリングが行われ、三角波の下
降部分に対応するビート周波数fr +fd の部分に対し
ては、サンプリング点(n,n+1,…,2n−1)で
サンプリングが行われる。
【0013】図9は、従来のビート周波数の特定方法を
説明するものであって、(a)は三角波の上昇部分に対
応するビート周波数の特定方法、(b)は三角波の下降
部分に対応するビート周波数の特定方法をそれぞれ示し
ている。
説明するものであって、(a)は三角波の上昇部分に対
応するビート周波数の特定方法、(b)は三角波の下降
部分に対応するビート周波数の特定方法をそれぞれ示し
ている。
【0014】三角波の上昇部分に対応するサンプリング
点(0,1,…,n−1)における離散フーリエ変換結
果は、サンプリング間隔で求められるので、三角波の上
昇部分に対応するビート周波数fr −fd は、パワーの
最大点に最も近い離散フーリエ変換結果2m/Tを選択
することによって、fr −fd ≒2m/Tとして求めら
れる。同様に、三角波の下降部分に対応するサンプリン
グ点(n,n+1,…,2n−1)における離散フーリ
エ変換結果から、パワーの最大点に対応して、三角波の
下降部分に対応するビート周波数fr +fd ≒2k/T
が求められる。
点(0,1,…,n−1)における離散フーリエ変換結
果は、サンプリング間隔で求められるので、三角波の上
昇部分に対応するビート周波数fr −fd は、パワーの
最大点に最も近い離散フーリエ変換結果2m/Tを選択
することによって、fr −fd ≒2m/Tとして求めら
れる。同様に、三角波の下降部分に対応するサンプリン
グ点(n,n+1,…,2n−1)における離散フーリ
エ変換結果から、パワーの最大点に対応して、三角波の
下降部分に対応するビート周波数fr +fd ≒2k/T
が求められる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】従来、FM−CWレー
ダにおいては、上述のように、三角波の半周期について
1種類のサンプリング系列を離散フーリエ変換して、ビ
ート周波数を求めて、これから目標物の距離と相対速度
を算出するようにしていた。このような方法では、ビー
ト周波数は、サンプリング間隔で定まる不連続量として
求められるので、目標物の距離と相対速度とは、ある間
隔の不連続量としてのみ求められ、連続量として求める
ことはできなかった。
ダにおいては、上述のように、三角波の半周期について
1種類のサンプリング系列を離散フーリエ変換して、ビ
ート周波数を求めて、これから目標物の距離と相対速度
を算出するようにしていた。このような方法では、ビー
ト周波数は、サンプリング間隔で定まる不連続量として
求められるので、目標物の距離と相対速度とは、ある間
隔の不連続量としてのみ求められ、連続量として求める
ことはできなかった。
【0016】これに対して、目標物の距離と相対速度と
を、連続量として求めようとする場合には、ビート周波
数を連続量として求めなければならないが、そのために
は、周波数特定部の構成が複雑なものとなり、装置規模
が増大するとともに、高価なものになることを避けられ
ないという問題があった。
を、連続量として求めようとする場合には、ビート周波
数を連続量として求めなければならないが、そのために
は、周波数特定部の構成が複雑なものとなり、装置規模
が増大するとともに、高価なものになることを避けられ
ないという問題があった。
【0017】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、FM−CWレーダにおい
て、ビート周波数を連続量として求めることができ、従
って、目標物の距離と相対速度とを、連続量として求め
られるようにすることを目的としている。
決しようとするものであって、FM−CWレーダにおい
て、ビート周波数を連続量として求めることができ、従
って、目標物の距離と相対速度とを、連続量として求め
られるようにすることを目的としている。
【0018】
(1) 三角波によって周波数変調した送信信号による目標
物からの反射に基づく受信信号と、送信信号を分岐した
信号とのビート信号を標本化したデータから、離散フー
リエ変換によってビート周波数を求めて目標物までの距
離と相対速度とを算出するFM−CWレーダにおいて、
三角波の半周期についての2種類のサンプリング系列を
離散フーリエ変換してそれぞれ周波数を求め、両周波数
の位相差から目標物との距離と相対速度とを連続量とし
て得る。
物からの反射に基づく受信信号と、送信信号を分岐した
信号とのビート信号を標本化したデータから、離散フー
リエ変換によってビート周波数を求めて目標物までの距
離と相対速度とを算出するFM−CWレーダにおいて、
三角波の半周期についての2種類のサンプリング系列を
離散フーリエ変換してそれぞれ周波数を求め、両周波数
の位相差から目標物との距離と相対速度とを連続量とし
て得る。
【0019】(2) 三角波によって周波数変調した送信信
号による目標物からの反射に基づく受信信号と送信信号
を分岐した信号とのビート信号を標本化したデータから
離散フーリエ変換によってビート周波数を求めて目標物
までの距離と相対速度とを算出するFM−CWレーダに
おいて、三角波の上昇部分および下降部分の半周期にお
ける第1,第2の標本化系列について離散フーリエ変換
を行って周波数データを求める第1,第2および第3,
第4の周波数判別手段と、第1ないし第4の周波数判別
手段の周波数データをそれぞれ特定する第1ないし第4
の周波数特定手段と、第1および第2の周波数特定手段
または第3および第4の周波数特定手段で特定された周
波数を比較してそれぞれ位相データを求める第1および
第2の位相比較手段と、第1および第2の位相比較手段
の位相データから目標物との距離と相対速度とを算出す
る距離・速度算出手段とを備える。
号による目標物からの反射に基づく受信信号と送信信号
を分岐した信号とのビート信号を標本化したデータから
離散フーリエ変換によってビート周波数を求めて目標物
までの距離と相対速度とを算出するFM−CWレーダに
おいて、三角波の上昇部分および下降部分の半周期にお
ける第1,第2の標本化系列について離散フーリエ変換
を行って周波数データを求める第1,第2および第3,
第4の周波数判別手段と、第1ないし第4の周波数判別
手段の周波数データをそれぞれ特定する第1ないし第4
の周波数特定手段と、第1および第2の周波数特定手段
または第3および第4の周波数特定手段で特定された周
波数を比較してそれぞれ位相データを求める第1および
第2の位相比較手段と、第1および第2の位相比較手段
の位相データから目標物との距離と相対速度とを算出す
る距離・速度算出手段とを備える。
【0020】(3) 周波数変調された連続信号からなる送
信信号に基づく目標物からの反射信号を受信して、この
受信信号と送信信号を分岐した信号とのビート信号を標
本化し、この標本化データから離散フーリエ変換によっ
てビート周波数を求めて目標物までの距離と相対速度と
を算出するFM−CWレーダにおいて、ビート信号入力
を展開するシフトレジスタと、このシフトレジスタの出
力を標本化する標本部と、この標本化データにおける変
調信号周波数の上昇部分に対応する第1の系列を離散フ
ーリエ変換して周波数データを求める第1の周波数判別
器と、標本化データにおける変調信号周波数の上昇部分
に対応する第2の系列を離散フーリエ変換して周波数デ
ータを求める第2の周波数判別器と、標本化データにお
ける変調信号周波数の下降部分に対応する第1の系列を
離散フーリエ変換して周波数データを求める第3の周波
数判別器と、標本化データにおける変調信号周波数の下
降部分に対応する第2の系列を離散フーリエ変換して周
波数データを求める第4の周波数判別器と、第1の周波
数判別器の周波数データを特定する第1の周波数特定部
と、第2の周波数判別器の周波数データを特定する第2
の周波数特定部と、第3の周波数判別器の周波数データ
を特定する第3の周波数特定部と、第4の周波数判別器
の周波数データを特定する第4の周波数特定部と、第1
の周波数特定部で特定された周波数と第2の周波数特定
部で特定された周波数とを比較して位相データを求める
第1の位相比較器と、第3の周波数特定部で特定された
周波数と第4の周波数特定部で特定された周波数とを比
較して位相データを求める第2の位相比較器と、第1の
位相比較器の位相データと第2の位相比較器の位相デー
タとから目標物との距離と相対速度とを算出する距離・
速度算出部とを備える。
信信号に基づく目標物からの反射信号を受信して、この
受信信号と送信信号を分岐した信号とのビート信号を標
本化し、この標本化データから離散フーリエ変換によっ
てビート周波数を求めて目標物までの距離と相対速度と
を算出するFM−CWレーダにおいて、ビート信号入力
を展開するシフトレジスタと、このシフトレジスタの出
力を標本化する標本部と、この標本化データにおける変
調信号周波数の上昇部分に対応する第1の系列を離散フ
ーリエ変換して周波数データを求める第1の周波数判別
器と、標本化データにおける変調信号周波数の上昇部分
に対応する第2の系列を離散フーリエ変換して周波数デ
ータを求める第2の周波数判別器と、標本化データにお
ける変調信号周波数の下降部分に対応する第1の系列を
離散フーリエ変換して周波数データを求める第3の周波
数判別器と、標本化データにおける変調信号周波数の下
降部分に対応する第2の系列を離散フーリエ変換して周
波数データを求める第4の周波数判別器と、第1の周波
数判別器の周波数データを特定する第1の周波数特定部
と、第2の周波数判別器の周波数データを特定する第2
の周波数特定部と、第3の周波数判別器の周波数データ
を特定する第3の周波数特定部と、第4の周波数判別器
の周波数データを特定する第4の周波数特定部と、第1
の周波数特定部で特定された周波数と第2の周波数特定
部で特定された周波数とを比較して位相データを求める
第1の位相比較器と、第3の周波数特定部で特定された
周波数と第4の周波数特定部で特定された周波数とを比
較して位相データを求める第2の位相比較器と、第1の
位相比較器の位相データと第2の位相比較器の位相デー
タとから目標物との距離と相対速度とを算出する距離・
速度算出部とを備える。
【0021】
【作用】図1は、本発明の原理的構成を示したものであ
る。FM−CWレーダは、三角波によって周波数変調し
た送信信号による目標物からの反射に基づく受信信号
と、送信信号を分岐した信号とのビート信号を標本化し
たデータから、離散フーリエ変換によってビート周波数
を求めて目標物までの距離と相対速度とを算出するもの
である。
る。FM−CWレーダは、三角波によって周波数変調し
た送信信号による目標物からの反射に基づく受信信号
と、送信信号を分岐した信号とのビート信号を標本化し
たデータから、離散フーリエ変換によってビート周波数
を求めて目標物までの距離と相対速度とを算出するもの
である。
【0022】FM−CWレーダにおいて、第1,第2お
よび第3,第4の周波数判別手段21〜24によって、
三角波の上昇部分および下降部分の半周期における第
1,第2の標本化系列について離散フーリエ変換を行っ
て周波数データを求め、第1ないし第4の周波数特定手
段25〜28によって、第1ないし第4の周波数判別手
段21〜24の周波数データをパワー最大の条件によっ
てそれぞれ特定する。
よび第3,第4の周波数判別手段21〜24によって、
三角波の上昇部分および下降部分の半周期における第
1,第2の標本化系列について離散フーリエ変換を行っ
て周波数データを求め、第1ないし第4の周波数特定手
段25〜28によって、第1ないし第4の周波数判別手
段21〜24の周波数データをパワー最大の条件によっ
てそれぞれ特定する。
【0023】そして、第1の位相比較手段29によっ
て、第1および第2の周波数特定手段25,26で特定
された周波数を比較して位相データを求めるとともに、
第2の位相比較手段30によって、第3および第4の周
波数特定手段27,28で特定された周波数を比較して
位相データを求め、距離・速度算出手段31によって、
第1および第2の位相比較手段29,30の位相データ
から目標物との距離と相対速度とを算出する。
て、第1および第2の周波数特定手段25,26で特定
された周波数を比較して位相データを求めるとともに、
第2の位相比較手段30によって、第3および第4の周
波数特定手段27,28で特定された周波数を比較して
位相データを求め、距離・速度算出手段31によって、
第1および第2の位相比較手段29,30の位相データ
から目標物との距離と相対速度とを算出する。
【0024】従って本発明によれば、FM−CWレーダ
において、目標物との距離と相対速度とを、離散的な値
としてでなく、連続量として求めることができる。
において、目標物との距離と相対速度とを、離散的な値
としてでなく、連続量として求めることができる。
【0025】図2および図3は、本発明の作用を説明す
るものである。図2は、三角波の上昇部分におけるビー
ト周波数の特定方法を説明するものであって、(a)は
サンプリング系列(0,1,…,n−1)における離散
フーリエ変換結果を示し、(b)はサンプリング系列
(1,2,…,n)における離散フーリエ変換結果を示
す。
るものである。図2は、三角波の上昇部分におけるビー
ト周波数の特定方法を説明するものであって、(a)は
サンプリング系列(0,1,…,n−1)における離散
フーリエ変換結果を示し、(b)はサンプリング系列
(1,2,…,n)における離散フーリエ変換結果を示
す。
【0026】三角波の上昇部分の半周期T/2をn個サ
ンプリングし、0番目からn−1番目のサンプルを第1
の系列として、離散フーリエ変換を行った2m/Tの周
波数成分の係数xm は、
ンプリングし、0番目からn−1番目のサンプルを第1
の系列として、離散フーリエ変換を行った2m/Tの周
波数成分の係数xm は、
【数1】 となる。また1番目からn番目のサンプルを第2の系列
として、離散フーリエ変換を行った2k/Tの周波数成
分の係数ym は、
として、離散フーリエ変換を行った2k/Tの周波数成
分の係数ym は、
【数2】 となる。(1)式と(2)式とを比較することによっ
て、位相関係を
て、位相関係を
【数3】 と表すことができる。
【0027】図3は、三角波の下降部分におけるビート
周波数の特定方法を説明するものであって、(a)はサ
ンプリング系列(n,n+1,…,2n−1)における
離散フーリエ変換結果を示し、(b)はサンプリング系
列(n+1,n+2,…,2n)における離散フーリエ
変換結果を示す。
周波数の特定方法を説明するものであって、(a)はサ
ンプリング系列(n,n+1,…,2n−1)における
離散フーリエ変換結果を示し、(b)はサンプリング系
列(n+1,n+2,…,2n)における離散フーリエ
変換結果を示す。
【0028】三角波の下降部分の半周期T/2をn個サ
ンプリングし、n番目から2n−1番目のサンプルを第
1の系列として、離散フーリエ変換を行った2k/Tの
周波数成分の係数xk と、n+1番目から2n番目のサ
ンプルを第2の系列として、離散フーリエ変換を行った
2k/Tの周波数成分の係数yk とから、同様に位相関
係を
ンプリングし、n番目から2n−1番目のサンプルを第
1の系列として、離散フーリエ変換を行った2k/Tの
周波数成分の係数xk と、n+1番目から2n番目のサ
ンプルを第2の系列として、離散フーリエ変換を行った
2k/Tの周波数成分の係数yk とから、同様に位相関
係を
【数4】 と表すことができる。
【0029】(3)式と(4)式は、それぞれ周波数差
(fr −fd )と、周波数和(fr−fd )の関数であ
るから、両式の関係から容易に、距離周波数fr と速度
周波数fd とを求めることができ、さらにこれから目標
物の距離と相対速度とを算出することができる。
(fr −fd )と、周波数和(fr−fd )の関数であ
るから、両式の関係から容易に、距離周波数fr と速度
周波数fd とを求めることができ、さらにこれから目標
物の距離と相対速度とを算出することができる。
【0030】
【実施例】図4は、本発明の一実施例の構成を示したも
のであって、12n+2, 12n+1, … , 11 および2は、そ
れぞれ図7におけると同様な、2n+1段のシフトレジ
スタおよび標本部である。
のであって、12n+2, 12n+1, … , 11 および2は、そ
れぞれ図7におけると同様な、2n+1段のシフトレジ
スタおよび標本部である。
【0031】31 は第1の周波数判別器であって、三角
波の上昇部分に対応する第1の標本化データx2n+1, …
, xn+2 に対して離散フーリエ変換を行って、ビート周
波数データを求める。32 は第2の周波数判別器であっ
て、三角波の上昇部分に対応する第2の標本化データx
2n, …, xn+1 に対して離散フーリエ変換を行って、ビ
ート周波数データを求める。33 は第3の周波数判別器
であって、三角波の下降部分に対応する第3の標本化デ
ータxn,…, x1 に対して離散フーリエ変換を行って、
ビート周波数データを求める。34 は第4の周波数判別
器であって、三角波の下降部分に対応する第4の標本化
データxn-1,…, x0 に対して離散フーリエ変換を行っ
て、ビート周波数データを求める。
波の上昇部分に対応する第1の標本化データx2n+1, …
, xn+2 に対して離散フーリエ変換を行って、ビート周
波数データを求める。32 は第2の周波数判別器であっ
て、三角波の上昇部分に対応する第2の標本化データx
2n, …, xn+1 に対して離散フーリエ変換を行って、ビ
ート周波数データを求める。33 は第3の周波数判別器
であって、三角波の下降部分に対応する第3の標本化デ
ータxn,…, x1 に対して離散フーリエ変換を行って、
ビート周波数データを求める。34 は第4の周波数判別
器であって、三角波の下降部分に対応する第4の標本化
データxn-1,…, x0 に対して離散フーリエ変換を行っ
て、ビート周波数データを求める。
【0032】41 は第1の周波数特定部であって、周波
数判別器31 の離散フーリエ変換結果から、パワー最大
の条件によって離散データとしてビート周波数を特定す
る。42 は第2の周波数特定部であって、周波数判別器
32 の離散フーリエ変換結果から、パワー最大の条件に
よって離散データとしてビート周波数を特定する。4 3
は第3の周波数特定部であって、周波数判別器33 の離
散フーリエ変換結果から、パワー最大の条件によって離
散データとしてビート周波数を特定する。44は第4の
周波数特定部であって、周波数判別器34 の離散フーリ
エ変換結果から、パワー最大の条件によって離散データ
としてビート周波数を特定する。
数判別器31 の離散フーリエ変換結果から、パワー最大
の条件によって離散データとしてビート周波数を特定す
る。42 は第2の周波数特定部であって、周波数判別器
32 の離散フーリエ変換結果から、パワー最大の条件に
よって離散データとしてビート周波数を特定する。4 3
は第3の周波数特定部であって、周波数判別器33 の離
散フーリエ変換結果から、パワー最大の条件によって離
散データとしてビート周波数を特定する。44は第4の
周波数特定部であって、周波数判別器34 の離散フーリ
エ変換結果から、パワー最大の条件によって離散データ
としてビート周波数を特定する。
【0033】61 は第1の位相比較器であって、第1の
周波数特定部41 で特定された離散的なビート周波数
と、第2の周波数特定部42 で特定された離散的なビー
ト周波数とから、(3)式に従って連続データとして位
相関係を求める。62 は第2の位相比較器であって、第
3の周波数特定部43 で特定された離散的なビート周波
数と、第4の周波数特定部44 で特定された離散的なビ
ート周波数とから、(4)式に従って連続データとして
位相関係を求める。
周波数特定部41 で特定された離散的なビート周波数
と、第2の周波数特定部42 で特定された離散的なビー
ト周波数とから、(3)式に従って連続データとして位
相関係を求める。62 は第2の位相比較器であって、第
3の周波数特定部43 で特定された離散的なビート周波
数と、第4の周波数特定部44 で特定された離散的なビ
ート周波数とから、(4)式に従って連続データとして
位相関係を求める。
【0034】5は距離・速度算出部であって、位相比較
器61 で求められた位相関係と、位相比較器62 で求め
られた位相関係とから、距離と相対速度の情報を算出す
る。
器61 で求められた位相関係と、位相比較器62 で求め
られた位相関係とから、距離と相対速度の情報を算出す
る。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、F
M−CWレーダにおいて、ビート周波数を連続量として
求めることができ、従って、目標物の距離と相対速度と
を、容易に、かつ正確に連続量として求めることができ
る。
M−CWレーダにおいて、ビート周波数を連続量として
求めることができ、従って、目標物の距離と相対速度と
を、容易に、かつ正確に連続量として求めることができ
る。
【図1】本発明の原理的構成を示す図である。
【図2】三角波の上昇部分におけるビート周波数の特定
方法を説明する図であって、(a)はサンプリング系列
(0,1,…,n−1)における離散フーリエ変換結果
を示し、(b)はサンプリング系列(1,2,…,n)
における離散フーリエ変換結果を示す。
方法を説明する図であって、(a)はサンプリング系列
(0,1,…,n−1)における離散フーリエ変換結果
を示し、(b)はサンプリング系列(1,2,…,n)
における離散フーリエ変換結果を示す。
【図3】三角波の下降部分におけるビート周波数の特定
方法を説明する図であって、(a)はサンプリング系列
(n,n+1,…,2n−1)における離散フーリエ変
換結果を示し、(b)はサンプリング系列(n+1,n
+2,…,2n)における離散フーリエ変換結果を示
す。
方法を説明する図であって、(a)はサンプリング系列
(n,n+1,…,2n−1)における離散フーリエ変
換結果を示し、(b)はサンプリング系列(n+1,n
+2,…,2n)における離散フーリエ変換結果を示
す。
【図4】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図5】FM−CWレーダの基本的構成例を示す図であ
る。
る。
【図6】FM−CWレーダにおける各部信号を示す図で
あって、(a)は相対速度0の場合を示し、(b)は相
対速度vの場合を示す。
あって、(a)は相対速度0の場合を示し、(b)は相
対速度vの場合を示す。
【図7】従来の信号処理器の構成を示す図である。
【図8】ビート周波数のサンプリングを説明する図であ
る。
る。
【図9】従来のビート周波数の特定方法を説明する図で
あって、(a)は三角波の上昇部分に対応するビート周
波数の特定方法、(b)は三角波の下降部分に対応する
ビート周波数の特定方法をそれぞれ示す。
あって、(a)は三角波の上昇部分に対応するビート周
波数の特定方法、(b)は三角波の下降部分に対応する
ビート周波数の特定方法をそれぞれ示す。
12n+2,12n+1,…, 12,11 シフトレジスタ 2 標本部 31 周波数判別器 32 周波数判別器 33 周波数判別器 34 周波数判別器 41 周波数特定部 42 周波数特定部 43 周波数特定部 44 周波数特定部 5 距離・速度算出部 61 位相比較器 62 位相比較器 21 周波数判別手段 22 周波数判別手段 23 周波数判別手段 24 周波数判別手段 25 周波数特定手段 26 周波数特定手段 27 周波数特定手段 28 周波数特定手段 29 位相比較手段 30 位相比較手段 31 距離・速度算出手段
Claims (3)
- 【請求項1】 三角波によって周波数変調した送信信号
による目標物からの反射に基づく受信信号と前記送信信
号を分岐した信号とのビート信号を標本化したデータか
ら離散フーリエ変換によってビート周波数を求めて目標
物までの距離と相対速度とを算出するFM−CWレーダ
において、 前記三角波の半周期についての2種類のサンプリング系
列を離散フーリエ変換してそれぞれ周波数を求め、両周
波数の位相差から目標物との距離と相対速度とを連続量
として得ることを特徴とするFM−CWレーダ。 - 【請求項2】 三角波によって周波数変調した送信信号
による目標物からの反射に基づく受信信号と前記送信信
号を分岐した信号とのビート信号を標本化したデータか
ら離散フーリエ変換によってビート周波数を求めて目標
物までの距離と相対速度とを算出するFM−CWレーダ
において、 前記三角波の上昇部分および下降部分の半周期における
第1,第2の標本化系列について離散フーリエ変換を行
って周波数データを求める第1,第2および第3,第4
の周波数判別手段(21〜24)と、 該第1ないし第4の周波数判別手段(21〜24)の周
波数データをそれぞれ特定する第1ないし第4の周波数
特定手段(25〜28)と、 該第1および第2の周波数特定手段(25,26)また
は第3および第4の周波数特定手段(27,28)で特
定された周波数データを比較してそれぞれ位相データを
求める第1および第2の位相比較手段(29,30)
と、 該第1および第2の位相比較手段(29,30)の位相
データから目標物との距離と相対速度とを算出する距離
・速度算出手段(31)とを備えたことを特徴とするF
M−CWレーダ。 - 【請求項3】 周波数変調された連続信号からなる送信
信号に基づく目標物からの反射信号を受信して、該受信
信号と前記送信信号を分岐した信号とのビート信号を標
本化し、該標本化データから離散フーリエ変換によって
ビート周波数を求めて目標物までの距離と相対速度とを
算出するFM−CWレーダにおいて、 ビート信号入力を展開するシフトレジスタ(12n+2,1
2n+1,…, 12,11 )と、 該シフトレジスタ(12n+2,12n+1,…, 12,11 )の
出力を標本化する標本部(2)と、 該標本化データにおける前記変調信号周波数の上昇部分
に対応する第1の系列を離散フーリエ変換して周波数デ
ータを求める第1の周波数判別器(31 )と、 該標本化データにおける前記変調信号周波数の上昇部分
に対応する第2の系列を離散フーリエ変換して周波数デ
ータを求める第2の周波数判別器(32 )と、 該標本化データにおける前記変調信号周波数の下降部分
に対応する第1の系列を離散フーリエ変換して周波数デ
ータを求める第3の周波数判別器(33 )と、 該標本化データにおける前記変調信号周波数の下降部分
に対応する第2の系列を離散フーリエ変換して周波数デ
ータを求める第4の周波数判別器(34 )と、 前記第1の周波数判別器(31 )の周波数データを特定
する第1の周波数特定部(41 )と、 前記第2の周波数判別器(32 )の周波数データを特定
する第2の周波数特定部(42 )と、 前記第3の周波数判別器(33 )の周波数データを特定
する第3の周波数特定部(43 )と、 前記第4の周波数判別器(34 )の周波数データを特定
する第4の周波数特定部(44 )と、 前記第1の周波数特定部(41 )で特定された周波数と
第2の周波数特定部(42 )で特定された周波数とを比
較して位相データを求める第1の位相比較器(61 )
と、 前記第3の周波数特定部(43 )で特定された周波数と
第4の周波数特定部(44 )で特定された周波数とを比
較して位相データを求める第2の位相比較器(62 )
と、 前記第1の位相比較器(61 )の位相データと第2の位
相比較器(62 )の位相データとから目標物との距離と
相対速度とを算出する距離・速度算出部(5)とを備え
たことを特徴とするFM−CWレーダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5224351A JPH0777574A (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Fm−cwレーダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5224351A JPH0777574A (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Fm−cwレーダ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0777574A true JPH0777574A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16812412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5224351A Withdrawn JPH0777574A (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Fm−cwレーダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0777574A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11508046A (ja) * | 1995-06-20 | 1999-07-13 | ヤン ミヒャエル ムロージク | Fmcw距離測定法 |
CN104502898B (zh) * | 2014-12-09 | 2017-08-11 | 中国民航大学 | 将修正rft和修正mdcft相结合的机动目标参数估计方法 |
JPWO2021024822A1 (ja) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 |
-
1993
- 1993-09-09 JP JP5224351A patent/JPH0777574A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11508046A (ja) * | 1995-06-20 | 1999-07-13 | ヤン ミヒャエル ムロージク | Fmcw距離測定法 |
CN104502898B (zh) * | 2014-12-09 | 2017-08-11 | 中国民航大学 | 将修正rft和修正mdcft相结合的机动目标参数估计方法 |
JPWO2021024822A1 (ja) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |