JPH085733A - レーダ装置 - Google Patents

レーダ装置

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JPH085733A
JPH085733A JP6139849A JP13984994A JPH085733A JP H085733 A JPH085733 A JP H085733A JP 6139849 A JP6139849 A JP 6139849A JP 13984994 A JP13984994 A JP 13984994A JP H085733 A JPH085733 A JP H085733A
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JP
Japan
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radar
target
signal processing
radar device
modulation frequency
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JP6139849A
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Hiroshi Hatashita
博 畑下
Kazuhiko Hanawa
塙  和彦
Toshio Nagashima
敏夫 長嶋
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、車載用レーダにおいて複数の
目標物が存在する場合にも高精度で信頼性の高いレーダ
装置を提供することである。 【構成】FM−CWレーダ装置は送信アンテナ、方向性
結合器、発振器、変調器、変調制御回路、受信アンテ
ナ、混合器、信号処理回路、出力回路から構成され、信
号処理回路ではFFT方式によりビート信号の解析を行
い、目標物までの距離および相対速度を演算し、危険な
状況であれば出力回路より警報を発する。ここでは変調
周波数を周期的に切り換え、近傍で距離精度を上げられ
る変調周波数の高い設定とこれより変調周波数の低い設
定を交互に繰り返している。 【効果】遠方の目標物から近傍の目標物までの複数の目
標物を高精度に識別できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車等に搭載し、他車
との車間距離を計測するレーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーダを利用して前車との車間距離,相
対速度を計測し、衝突防止に役立てる車載レーダ装置に
おいてはいかに正確に動作するか重要である。また、車
載レーダにおいては例えば前方を四輪車と二輪車が走行
している等複数の目標物が存在する場合にはこれらの目
標物を識別できる機能が要求されている。複数の目標物
を識別できるFM−CW方式の車載レーダについて特開
平5-60859号公報に記載されているが、これは先ず比較
的低周波の変調信号を用いて第1の物標までの距離を演
算し、次いで変調信号周波数を上昇させるとともに第1
の物標に対応するビート信号成分をカットオフするよう
にローパスフィルタのカットオフ周波数を変更してその
前にいる第2の物標を検知する構成となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
の目標物が存在する場合にも高精度で信頼性の高いレー
ダ装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、遠方の物標識別に適した変調信号周波数と近傍の物
標識別に適した変調信号周波数を周期的に切り換えるこ
とで達成される。
【0005】
【作用】FM−CWレーダ装置は送信アンテナ、方向性
結合器、発振器、変調器、変調制御回路、受信アンテ
ナ、混合器、信号処理回路、出力回路から構成され、信
号処理回路ではFFT方式によりビート信号の解析を行
い、目標物までの距離および相対速度を演算し、危険な
状況であれば出力回路より警報を発する。本発明は変調
周波数を周期的に切り換え、近傍で距離精度を上げられ
る変調周波数の高い設定とこれより変調周波数の低い設
定を交互に繰り返して遠方の目標物から近傍の目標物ま
で高精度の識別を行える。
【0006】
【実施例】図1に本発明のFM−CWレーダ装置の第1
の実施例を示した。図1の(a)は動作手順を示すフロ
ーチャート、(b)はレーダ装置のブロック構成図、
(c)は送信信号を示す図である。レーダ装置は送信ア
ンテナ1、方向性結合器2、発振器3、変調器4、変調
制御回路5、受信アンテナ6、混合器7、信号処理回路
8、出力回路9から構成される。三角波でFM変調され
た信号は方向性結合器2を介して送信アンテナから放射
されるとともに混合器7に入力し、目標物で反射して受
信アンテナから入力した信号とビート信号を生成し、ビ
ート信号は信号処理回路8に入力する。信号処理回路8
ではFFT等によりビート信号の解析を行い、目標物ま
での距離および相対速度を演算し、危険な状況であれば
出力回路9より警報を発する。ここで本発明の有効性を
示すためにFM−CWレーダの説明をする。図2はFM
−CW方式の説明図である。(a)(b)(c)(d)
はFM−CWレーダ装置から送信された送信信号と前方
車等の目標物に反射した受信信号との関係を示してお
り、横軸は時間、縦軸は周波数である。送信波を実線
で、受信波を点線で示しているが、受信信号は送信信号
が目標物で反射して戻ってくる時間だけ遅れており、そ
の周波数差のビート信号が発生する。また、(e)は各
々の場合のビート周波数を示している。図2では変調周
波数と目標物までの距離を変えた場合のビート周波数を
比較しているが、(a)の場合に対して目標物までの距
離が遠い場合には(c)に示したようにビート周波数は
高くなり、また、変調周波数が高い場合にも(b)のよ
うにビート周波数は高くなる。さらに、目標物までの距
離が遠く変調周波数が高い場合には(d)に示したよう
にビート周波数は一層高くなる。一方、距離精度は変調
周波数に反比例するので変調周波数が高い程精度が上が
るが、目標物までの距離が遠い場合には(d)のように
ビート周波数が高くなり過ぎ、ビート信号を通過させる
ローパスフィルタのカットオフ周波数が高くなる等好ま
しくない。また、遠方の目標物に対しては距離精度を高
める必要性も小さい。これらを考慮すると遠方の目標物
から近傍の目標物までを識別するためには、距離精度が
要求され変調周波数を高めてもビート信号周波数の低い
近傍の目標物を精度良く識別するために変調周波数を高
くすることが有益となる。本発明では図1の(c)に示
したように変調周波数fm、三角波の繰り返し回数N
(あるいは送信時間T)を随時切り換えて目標物の識別
性能を高めているが、図1の(a)のフローチャートに
より、詳しく説明する。まず、初期設定された変調周波
数fm1、繰り返し回数N1の条件で得られたビート信号
をFFT解析して目標物までの距離および相対速度を算
出する。この時、遠方から近傍まで複数の目標物の存在
がしめされ、危険な状況であれば警報等が出力される。
危険な状況になければ状況に応じて変調周波数fm2、繰
り返し回数N2に設定し、得られたビート信号から目標
物までの距離および相対速度を算出して状況判断を行
い、次の設定,解析を行い、これを繰り返し、危険な状
況であれば警報等が出力する。変調周波数、繰り返し回
数の設定では変調周波数を高くして距離精度を高めた設
定とするが、この場合には遠方の目標物によるビート信
号がローパスフィルタの特性によっては減衰することが
あるが、次の設定で変調周波数を下げて目標物の確認を
行えば問題はない。
【0007】このような方式であれば複数の目標物を精
度良く識別できる。
【0008】図3にはFM−CWレーダ装置の第2の実
施例の動作手順を示した。
【0009】図3の実施例では近傍の距離精度を上げら
れる変調周波数の高い設定とこれより変調周波数の低い
設定を交互に繰り返して遠方の目標物から近傍の目標物
までの識別を行っている。この方式では変調周波数、繰
り返し回数の設定を切り換えにより行えるので回路の簡
略化が図れる。
【0010】図4にはFM−CWレーダ装置の第3の実
施例について示した。図4の(a)は動作手順を示すフ
ローチャート、(b)はレーダ装置のブロック構成図、
(c)は送受信信号を示す図である。図4のブロック図
において図1の実施例と同様の作用を行うものは同一の
符号を付している。図4において図1と異なるのは信号
を送信するアンテナ1と方向性結合器2の間に信号減衰
器10を設けている点であり、変調器11、変調制御回路12
が周波数偏移幅を変化させる機能を有している点であ
る。方式としては第1,第2の実施例が変調周波数を変
化させたのに対し、第3の実施例では(c)に示したよ
うに周波数偏移幅を変化させている。周波数偏移幅を広
くすると距離精度,距離分解能が良好になるので一般に
割り当てられた周波数の中で偏移幅を広く設定するが、
本実施例では周波数偏移幅をさらに広げて距離精度,距
離分解能を向上させるために減衰器10により送信信号出
力を低下させ電波法で規制を受けない範囲で動作させ
る。距離精度,距離分解能が必要である近傍の目標物に
対しては送信出力も小さくて良く、(a)のフローチャ
ートに示したように周波数偏移幅、送信信号減衰量を最
適設定することにより遠方の目標物から近傍の目標物ま
で複数の目標物を精度良く識別できる。
【0011】図5にはFM−CWレーダ装置の第4の実
施例を示した。第4の実施例では変調周波数、繰り返し
回数、周波数偏移幅および送信信号減衰量を最適設定で
きる構成となっており、より精度の良い目標物識別が可
能となる。
【0012】次に、誤動作がなくより信頼性の高いレー
ダ装置について述べる。
【0013】図6にはレーダ装置の第5の実施例を示し
た。第5の実施例は電波を利用した電波レーダと光を利
用したレーザレーダを組み合わせたものでそれぞれの特
徴を活かして高信頼性を確保する。図6において20は電
波レーダヘッド部、21はレーザレーダヘッド部、22,23
は信号処理部、24はデータ処理部、25は出力部である。
【0014】これらのレーダ装置はそれぞれ特徴を有し
ており、レーザレーダは指向性が鋭くクラッタ等の妨害
を受けにくいが、雨,霧の中では誤動作が生じやすい。
また、電波レーダは気象条件に左右されないが、指向性
はレーザレーダに比べて広いので対向車からの電波妨害
を受けやすく誤動作が生じる場合がある。そこで、レー
ザレーダと電波レーダの両方を設け、双方のレーダの長
所を活かし、弱点を補える構成とした。このように構成
することで誤動作がない信頼性の高いレーダ装置を提供
できる。また、データ処理部,出力部を一体化あるいは
共用化しているので使い勝手の向上が図れる。
【0015】図7にはレーダ装置の第6の実施例を示し
た。図7のブロック図において図6の実施例と同様の作
用を行うものは同一の符号を付している。図7において
図6と異なるのは電波レーダヘッド部20、レーザレーダ
ヘッド部21、信号処理部22,23一体化して電波レーザレ
ーダ受信部26を構成し、データ処理部24、出力部25を一
体化してデータ処理・出力部27を構成している。このよ
うに構成することでレーダ装置の低コスト化が図れる。
【0016】図8にはレーダ装置の第7の実施例を示し
た。第7の実施例ではレーダ部30、情報受信部31、ナビ
ゲーション装置32、受信アンテナ33から構成され、ナビ
ゲーション装置32から得られる位置情報、情報受信部31
から得られるカーブなどの道路形状を示す地形情報を得
てレーダ装置の識別能力を高めることができる。図8に
おいて34は情報送信局、35は送信アンテナであり、情報
送信局は例えば路車間情報システム送信局等が相当す
る。
【0017】図9にはレーダ装置の第8の実施例を示し
た。図9において図8の実施例と同様の作用を行うもの
は同一の符号を付しており、図9において図8の実施例
と異なるのはセンサ部36が新たに設けられている点であ
る。このような構成とすることでレーダ装置の識別能力
をさらに高めることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明のように変調周波数を周期的に切
り換え、近傍で距離精度を上げられる変調周波数の高い
設定とこれより変調周波数の低い設定を交互に繰り返す
ことにより、遠方の目標物から近傍の目標物までの複数
の目標物を高精度に識別できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。
【図2】FM−CW方式の説明図である。
【図3】本発明の第2の実施例を示す図である。
【図4】本発明の第3の実施例を示す図である。
【図5】本発明の第4の実施例を示す図である。
【図6】本発明の第5の実施例を示す図である。
【図7】本発明の第6の実施例を示す図である。
【図8】本発明の第7の実施例を示す図である。
【図9】本発明の第8の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1…送信アンテナ、2…方向性結合器、3…発振器、
4,11…変調器、5,12…変調制御回路、6…受信アン
テナ、7…混合器、8…信号処理回路、9…出力回路、
10…減衰器。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】FM−CW方式のレーダであり、アンテ
    ナ,方向性結合器,発振器,変調器,変調制御回路,混
    合器,信号処理回路,出力回路等から構成され、変調周
    波数を周期的に切り換えるとともに信号処理回路から得
    られるデータにより変調周波数を任意設定することを特
    徴としたレーダ装置。
  2. 【請求項2】前記信号処理回路がFFTによる信号処理
    を行うことを特徴とした請求項1記載のレーダ装置。
  3. 【請求項3】2値の変調周波数を周期的に切り換えるこ
    とを特徴とした請求項1又は請求項2記載のレーダ装
    置。
  4. 【請求項4】FM−CW方式のレーダにおいて周波数偏
    移幅を大きくした場合には送信レベルを低下させ、逆に
    周波数偏移幅を小さくした場合には送信レベルを増大さ
    せることを特徴としたレーダ装置。
  5. 【請求項5】送信アンテナ,受信アンテナ,方向性結合
    器,発振器,変調器,変調制御回路,混合器,信号処理
    回路,出力回路および減衰器等から構成され、減衰器を
    送信アンテナと方向性結合器の間に設けたことを特徴と
    した請求項4記載のレーダ装置。
  6. 【請求項6】レーザを利用したレーダと電波を利用した
    レーダから構成され、少なくともデータ処理部,表示部
    を共用化して成ることを特徴としたレーダ装置。
  7. 【請求項7】レーザを利用したレーダと電波を利用した
    レーダから構成され、少なくとも信号処理回路部を一体
    化して成ることを特徴としたレーダ装置。
  8. 【請求項8】レーザを利用したレーダと電波を利用した
    レーダから構成され、少なくとも電波レーダヘッド部、
    レーザレーダヘッドを一体化して成ることを特徴とした
    レーダ装置。
  9. 【請求項9】レーザあるいは電波を利用したレーダとナ
    ビゲーションシステムから構成され、ナビゲーションシ
    ステムからの地形情報を用い、車の走行状況を得ること
    を特徴としたレーダシステム。
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