JPH09504612A - レーダ装置及び該装置の作動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 デジタル信号プロセッサ（２６）を有する経済的ＦＭ−ＣＷレーダ装置。該装置は発振器（２）を介して少なくとも１つのアンテナを制御し、３角波変調された送、受信信号から混合信号を生成する。該混合信号は各測定サイクルの各変調位相（フェーズ）（逓昇及び逓降）毎に高速フーリエ変換を施されて、検出された最大値から各目標対象物に対応付け（割当）られた対象物周波数（ｆｕ，ｆｄ）が得られる。上記対象物周波数からは戻り方向に複数の測定サイクルに亘って延在する対象物トラック（軌跡）が形成される。該対象物トラック（軌跡）は次の測定サイクルに対して予期さるべき対象物周波数（ｆｕ，ｆｄ）の測定サイクル（ｆｃ）に対する推定値（ｆｖｅ）の生成のため使用される。ここで、１つの測定サイクルの２つの変調位相（フェーズ）の相互に対応付け（割当）られた対象物周波数が求められ、各目標対象物の相対速度（ｖ）及びそれの距離（間隔）（ｒ）が検出される。

Description

【発明の詳細な説明】 レーダ装置及び該装置の作動方法 本発明は請求の範囲１の上位概念によるレーダ装置及び該装置の作動方法に関 する。 本発明は殊に車両の走行制御及び衝突警報のために使用される。 レーダ動作のため割当られた周波数帯域は７７ＧＨのところにある。送信器に 対する所定の（技術的及び法律的）周辺条件に基づき、唯一の安価な手法として 連続的に送信される搬送波のＦＭの使用法がある（ＦＭ−ＣＭ−レーダ）。 当該の変調の場合、送信周波数は通常、鋸歯状−又は３角波状変調信号を用い て、典型的には２００ＭＨz−周波数偏移の狭い周波数帯域内で変化される。従 って、１つの変調サイクルは逓降及び逓昇する変調位相（フェーズ）から成る。 受信器はそのように変調された送信信号をエコー信号（これは目標対象物により 反射される）と混合し、そして、それらのエコー信号を混合して、混合信号を生 成する。上記混合信号は各変調位相（フェーズ）及び目標対象物ごとに当該の対 象物に対して特徴的な周波数を含み、当該の特徴的周波数は目標対象物周波数な いし対象物周波数と称される。１つの変調サイクルの両変調位相（フェーズ）の 対象物周波数から目標対象物に対しての距離（間隔）及び相対速度が計算され得 る。距離（間隔）を表す周波数は変調レート（単位時間当たりの周波数偏移）に 比例する。運動目標対象物の場合、対象物周波数は付加的にドップラ周波数に依 存し、以て、目標対象物の速度及び送信周波数に比例する。 通常変調レート（率）は可及的に高く選ばれ、ドップラ効果により惹起される （帰せられる）対象物周波数成分−相対速度成分ｆｖ−が、当該の着目検出領域 内の距離（間隔）成分ｆｒに比して可及的に小さくされる。 当該の２つの成分は両変調位相（フェーズ）の間中の対象物周波数から次のよ うに定まる。：逓昇する周波数の第１の変調位相（フェーズ）においては対象物 周波数ｆｕ＝｜ｆｕ−ｆｒ｜により与えられる。逓降する周波数の第２変調位相 （フェーズ）ではｆｄ＝｜ｆｖ＋ｆｒ｜により与えられる。ｆｒは著しく高い変 調レート（率）のもとで、ｆｖに対して著しく大であるので、両変調位相（フェ ーズ）内での同一目標対象物に属する対象物周波数の割当（対応付け）、ひいて はそれに基づいての距離（間隔）及び相対速度の計算は簡単である（複数の目標 対象物が存在する場合でも）。 基本的には混合信号は次のようなレートでサンプリングされねばならない、即 ち最大の検出領域の場合に おけるナイキスト定理により定まる周波数より大のレートでサンプリングされる 。従って、可及的に高い変調レートを有するシステムは相応に高速のプロセッサ 及びさらなる分折のためのサンプリング値の一時記憶のためのメモリ系と関連し て著しく高速、従って高価なＡ／Ｄ変換器を必要とする。例えば自動車にて適用 の例におけるような経済性を重視するレーダシステムに対しては、よって、その 種システムは適用不能である。 通常のデジタルユニット及びプロセッサは、変調レートが相応に低減される場 合には使用し得るが、但し、その結果、いくつかの場合において（短い距離（間 隔）のところに位置する高速の目標対象物）ｆｄの値がｆｒの値より大になり、 それにより両変調位相（フェーズ）における対象物周波数の割当の際の不明瞭性 （曖昧性）が生じることとなる（複数目標対象物が存在すると直ちに）。更に、 隣接する対象物周波数の比較的劣悪な分離及び或１つの変調位相（フェーズ）内 での比較的少数のサンプリング値に基づきシステムの分離及び測定精度が損なわ れる。 さらなる制限は低い送信出力により生じ、その結果エコー信号はシステムノイ ズにきわめて著しく近いところに位置することである。 従って、本発明の課題とするところは前記の問題を回避する簡単、以て経済性 のあるレーダシステムを提 供することにある。 本発明では送、受信信号から成る混合信号がデジタル化後、高速フーリエ変換 処理（ＦＦＴ）を受け、そして、そのように得られた周波数スペクトルにおける 対象物周波数を決定する最大値が求められる。所属の目標対象物への、両変調位 相（フェーズ）に所属するスペクトルにおける各対象物周波数の精確な対応付け （割当）の後各目標対象物に対する距離（間隔）及び相対速度は、対象物周波数 （周波数対）の和と差から計算され得る。 請求の範囲１と５の特徴事項に規定された発明は、以下の認識に立脚する、即 ち、同一の目標対象物に所属する対象物周波数の対応付け（割当）が、２つの変 調位相（フェーズ）にて当該の対象物周波数のずれ（シフト）に依存して順次連 続する測定サイクルにて可能であるという認識に立脚する。目標対象物の検出の ため、適用事例により定まる最小時間から出発して、有利には、比較的長い変調 サイクル、以て低い変調レート（率）（これは簡単且つ安価なデジタルユニット の使用を可能にする）が得られる。 従って、本発明では同一目標対象物の対象物周波数が各測定サイクルにて記憶 され、そして、いくつかの、例えば３〜５測定サイクルに亘って追跡（トラッキ ング）される。ここで、当該の対象物周波数の検出のためフーリエ変換が実施さ れ、そして、パワー（エネ ルギ）スペクトルが計算される。 次に本発明を図を用いて詳述する。 図１は本発明のレーダ装置の１実施例のブロック接続図である。 図２は、１つの測定サイクルの典型的特性ダイヤグラムの図である。 レーダ装置はＶＣＯ（電圧制御発振器）２を使用し、該ＶＣＯは出力側にて方 向性結合器６及びサーキュレータ１０を介して、アンテナセクタ１２に接続され ている。該セレクタは３つのレーダアンテナ１６，１８，２０に接続されている 。混合器８は一方では目標対象物により反射されたエコー信号を受け取り、他方 では方向性結合器６から送信信号の部分を受け取り、そして、混合信号を送出す る。該混合信号はアナログフィルタ２２及びＡ／Ｄ変換器２４を介してデジタル プロセッサ２６に供給される。該プロセッサは変調位相（フェーズ）の特性経過 を決定し、該変調位相（フェーズ）によってはＤ／Ａ変換器４を介して、発信器 ２が制御される。プロセッサＡ／Ｄ変換器４（これはＬＰＦを備える）へデジタ ル列を要求し、該デジタル列からアナログ変調信号が生成される。 プロセッサ２６は更にセレクタ１２を介してアンテナの選択を制御し、機器を 備えた車両内での諸機能、（例えば警報指示、機関制御部及び／又は車両速度へ 影響を及ぼすブレーキへの介入的操作）を制御する。 このためプロセッサ２６は車両から、例えば固有の車両の速度及び操舵角につい てのセンサ信号を受け取る。 発信器２２はほぼ７７ＧHzの周波数のレーダ信号を生成する。該周波は変調位 相（フェーズ）（１００〜３００ＭＨz間の周波数偏移）により変化される。変 調信号は、ここでは３角波形状であり、所望の低い変調レート（率）、例えば５ ０ＭＨz／1msを有する。 混合器８はアンテナからセレクタ及びサーキュレータを介して到来するエコー 信号を、方向性結合器６を介して導出された送信信号の部分と乗算し、そして混 合信号を生成する。該混合信号中では各目標対象物に対する対象物周波数が含ま れており、該対象物周波数はそれの距離（間隔）及び相対速度に依存する。当該 混合信号からフィルタ２２は不都合な高周波及び直流成分を除去し、Ｓ/Ｎ比を 最大化する。 フィルタ２２中には図示してないさらなるフィルタ（Ｒ⁴フィルタ）が設けら れるか、又は当該フィルタはフィルタ２２の下流にＡ／Ｄ変換器２４の前に挿入 されるように構成されて、それにより伝搬効果−ビーム拡開による損失（これは 距離（間隔）Ｒの係数（ファクタ）Ｒ⁴と共に増大する）を少なくとも部分的に 補償し、そして後続するＡ／Ｄ変換器２４への要求度を低減するものである。Ｒ⁴ −フィルタは実質的に周波数依存のＬＰＦとして動作する。 プロセッサ２６はレーダコンポーネント（構成成分）の機能及び混合信号のサ ンプリング／デジタル化を制御し、そして得られたサンプリング値から場合によ り存在する目標対象物を距離（間隔）及び相対速度に基づき検出する。 各測定サイクルはプログラム制御により１つ又は複数のアンテナで実現され得 、ここで同一又は交番するアンテナの複数の順次連続する測定サイクルを実施で きる。 図２中には変調位相（フェーズ）の所属の特性経過を有する３つの同種の測定 サイクルが示されている。各サイクルは逓昇する周波数の第１の変調位相（フェ ーズ）３０から成り、該第１変調位相（フェーズ）には逓降する周波数の第２変 調位相（フェーズ）３２が続く。この第２変調位相（フェーズ）にはポーズ３４ ，３６，３８が続く。 第１の変調位相（フェーズ）３０ではプロセッサ２６は変調位相（フェーズ） の特性経過を決めるデータを送信し、そして、Ａ／Ｄ変換器２０から送出される サンプリング値を同時に読出し、記憶する。最小周波数から最大値へ、そして、 その逆の向きでの変調偏移全体の通過動作のための変調時間はデータ収集（取込 ）時間よりいくらか長い。それにより混合信号のフィルタリングに基づきトラン ジェント（立ち上がり過程振動）効果の減衰後はじめのデータ収集（検出）を開 始することが可能である。 変調時間及び周波数偏移は第１及び第２変調位相（フェーズ）にて同じである 。 ポーズの部分３４ではプロセッサ２６は２つの先行の変調位相（フェーズ）（ 逓昇及び逓降）での検出されたサンプリング値に対する２つの高速フーリエ変換 （ＦＦＴ）の実施を制御し、それにより対象物周波数ｆｕ，ｆｄを求め、そして 、相対応付けられる。対象物周波数は或１つの測定位相（フェーズ）から次の測 定位相へたんに所定の程度だけしか変化し得ないので対応付け（割当）が容易化 される。 距離（間隔）及び速度計算は、両変調位相（フェーズ）にて、同一目標対象物 に所属する対象物周波数を識別し、そして、１つの周波数対の形成されるように 結合するために使用され、それにより、誤り対象物周波数が高いノイズレベルの もとでは著しく低減され得る（目標対象物の大きな数が区別されるべき場合でも ）。 対象物周波数の精確な対応付け（割当）の定量化はエラー誤差（尺度量）の計 算により得られる。上記エラー誤差（尺度量）は距離（間隔）−および速度値間 のエラー誤差（尺度量）の大きさの関数であり、上記値は一方では両変調位相（ フェーズ）における対象物周波数の加算及び減算により、他方では対象物トラッ ク（軌跡）（以降記載参照）の評価の結果として得ら れる。エラー誤差（尺度量）の訃算後、簡単なサーチプロセスにて対応付け（割 当）の対（これに対してその都度最も低いエラー誤差（尺度量）が選択される。 上記の対象物周波数の対は最大の確率を以て同一の目標対象物に属し、当該の対 象物周波数からは距離（間隔）及び速度が公知のように精確に計算される。 ポーズ（休止区間）のセクション（区間）３６にてプロセッサ２６は各目標対 象物の逓昇（アップ方向）及び逓降（ダウン方向）変調位相（フェーズ）に対し て各１つの対象物トラック（軌跡）の更新のため及び後続の測定位相（フェーズ ）に値するそれに基づく見いだされた対象物周波数を使用する。次にフーリエ変 換処理（ＦＦＴ）では有利にセルに分割されたＦＦＴの周波数領域（ＦＦＴセル ）の、検出された推定値の領域にて次の対象物周波数がサーチされる。 ポーズ（休止区間）のセクション（区間）３８にて同一の目標対象物に属して いて １つの周波数対をと成す対象物トラック（軌跡）の特性経過（レスポンス ）は、２つの変調位相（フェーズ）にて対象物トラック（軌跡）の特性経過（レ スポンス）に基づいて検出される（先行の測定位相（フェーズ）からの推定値及 びこれに所属する、後続する変調位相（フェーズ）にて求められる対象物周波数 ）。 各測定サイクルにて対象物トラック（軌跡）の更新により周波数分解、もって 、システムの測定精度が高 められ、このことにより、両変調位相（フェーズ）にて各対象物周波数に対して 距離（間隔）（距離）１５及び速度の明瞭な計算が可能になる。当該プロセスに よっては、先行の、実現されていない推定値から換言すれば、次の測定サイクル にて何らの対象物周波数を対応付け（割り当て）し得ない推定値からの新たな推 定値の形成により消失する目標対象物の追跡（トラッキング）も可能になり、又 、ノイズに基づく誤りアラームの除去及び問題の解決（この問題とはスペクトル における最大値の運動方向の反転により惹起されるものでる）（推定値の過度に 大きい偏差）が可能になる。 各変調位相（フェーズ）に対してＦＦＴが実施され、パワースペクトルが計算 される。それに基づいて各々の事前に記憶された対象物トラック（軌跡）が更新 され、ここで、パワースペクトル中で、事前計算された対象物周波数の周囲にお けるＦＦＴセルの領域内での最大値がサーチされるのである。ノイズを越える最 大値が見いだされると、特別な対象物トラック（軌跡）が更新される。最大値が 見いだされない場合にはそのような最大値は計算された推定値により置換される 。 目標対象物が所定数の測定サイクルの後でももはや現れない場合には、対象物 トラック（軌跡）は破棄（放棄）される。すべての既に存在する対象物トラック （軌跡）が更新された後、未だ対応付け（割当）られていない対象物周波数に対 するスペクトル（これはたぶん新たに発見された目標対象物に対応付け（割当） られたものである）がサーチされる。そのような対象物周波数が見いだされた場 合は、各対象物周波数に対し、事前計算値を有する或１つの対象物トラック（軌 跡）が使用される。当該対象物周波数が複数の測定サイクルにて見いだされた場 合はじめて、確認された目標として扱われ、そして、両変調位相（フェーズ）に て対象物周波数の対応付け（割当）プロセスに対してイネーブリング状態におか れる。 対象物周波数及びそれの変化率（レート）の計算は各々の確認される対象物ト ラック（軌跡）に対して最適化カーブにより取得され得、上記最適化カーブは当 該の対象物トラック（軌跡）の、従前の測定サイクルから得られた各点、ポイン ト（対象物周波数）へマッチングされる（数学的最適化手法、インターポレーシ ョン）。 各目標対象物に対する対象物周波数は変調方向（逓昇（アップ方向）又は逓降 （ダウン方向）毎に２つの成分ｆｒ及びｆｖを有し、上記の両成分は距離（間隔 ）ｒと相対速度ｖとに依存する。但し、一定速度を有する目標対象物に対しては 対象物周波数の変化は、相対速度の関数に過ぎず、そして、速度依存の成分ｆｒ の推定値ｆｖｅの計算が可能になる（１つの測定サイ クルの十分短い持続時間のもとで各目標対象物は一定速度の対象物として見なさ れ得る）。ここにおいて、例えば測定値ｆｖが推定値として先行の測定サイクル から求められ、そして、次の測定サイクルにて有効な測定値としてたんに或値だ けの変化が許容され、当該の或値は物理的に最大可能の変化に相応するようにす るのである。ここにおいて、物理的に不可能な値が生じる限り、当該の値は破棄 される。それにより常にｆｒ，ｆｖに対して一義的な値を得ることが可能である 。 ｆｒとｆｖの検出の際不明瞭を解消する能力、特性は低い変調レート（率）の Ｓで目標対象物の識別を可能にする重要性である。当該の評定推定は以下説明す る。 当該の手法は以下の事項に基づく、即ち先だって、求められた推定値ｆｖｅの 形成後、各変調位相（フェーズ）に対して次の測定サイクルにて検出された対象 物周波数ｆｕないしｆｄの見いだされた大きさｆｕに相応して値ｆｒ、ｆｖを計 算することである。 ｆｃ＞ｆｖｅの場合両変調位相（フェーズ）に対してｆｖ＝ｆｖｅがセッティ ングされる。これに反しｆｒに対する値は変調方向に依存し、即ち、 逓昇（アップ方向）変調に対してｆｒ＝ｆｃ＋ｆｖｅ 逓降（ダウン方向）変調に対してｆｒ＝ｆｃ＋ｆｖｅ ｆｃ＜ｆｖｅの場合、比較的に複雑な計算が行われ る。 ｆｖ＝ｌｆｖｅｌ、これは逓昇（アップ方向）変調の際のものであり、逓降 （ダウン方向）変調にに対しては、ｆｖｅの絶対値マイナス（−）を付けたもの である。ｆｒの値は同様に変調方向に依存し、そして、付加的にｆｖｅのも依存 する。 ｆｖｅ＞０の場合、下記が成立つ。 逓昇（アップ方向）変調に対してｆｒ＝ｌｆｖｅｌ＋ｆｃ 逓降（ダウン方向）変調に対してｆｒ＝ｌｆｖｅｌ−ｆｃ ｆｖｅ＜０の場合、下記が成立つ。 逓昇（アップ方向）変調に対してｆｒ＝ｌｆｖｅｌ−ｆｃ 逓降（ダウン方向）変調に対してｆｒ＝ｌｆｖｅｌ＋ｆｃ その際、両変調位相（フェーズ）における同一目標対象物への対象物周波数の 対応付け（割当）はｆｒ及びｆｖの計算に基づく。基本的に相対応付け（割当） られた対象物周波数ｆｕ，ｆｄの各対によっては２つの距離（間隔）及び２つの 速度値、即ち２つの変調位相（フェーズ）における対象物周波数の和及び差が与 えられる。両対象物周波数の精確な対応付け（割当）の場合、当該和は距離（間 隔）を意味し、そして当該和は相対速度又はその逆の関係を意味する（ｆｒ，ｆ ｖの相対的大きさに応じて）。これに反し、誤った対応付け（割当）の場合両方 の解は誤ったものとなる。対象物トラック（軌跡）の更新の場合におけるように 、対象物周波数の相互間の比較的早期の対応付け（割当）はそれのエラー誤差（ 尺度量）が小さい間維持される。発見されたところによれば、当該のエラー誤差 （尺度量）は誤った対応付け（割当）の場合著しく迅速に増大する。それにより 、プロセスは誤り対応付け（割当）に対する高い保護防止度及びノイズにより生 ぜしめられる対象物トラック（軌跡）に対する高い安全確実度を可能にする。後 者によってはシステムノイズに対する限界値を低くセッティングし得るようにな り、そのことは高い検出感度と同義である。 上述のプロセスは簡単な発展形態によれば加速度付きの目標対象物を識別する ことも可能である。この場合において、対象物トラック（軌跡）の評価によって は誤った値が与えられ、ここで、エラー誤差（誤り）は加速度ベクトルに比例す る。それにより１つの周波数対への対象物周波数の対応付け（割当）の際拡大さ れたエラー誤差（尺度量）値が生じる（補償が行われれない限り）。発展形態に よれば距離（間隔）及び速度エラー誤差（尺度量）の低減のために必要とされる 加速度のエラー誤差（尺度量）が計算され、当該のエラー誤差（尺度量）は一方 では対象物トラック（軌跡）から導出され、他方では両変調位相（フェーズ）に て対象物周波数から計算されたものである。そのようにして得られた４つの加速 度値が１つの平均値から計算され、該平均値はエラー誤差（尺度量）の新たな計 算の基礎とされる。対象物周波数の適正な対応付け（割当）の場合、当該の計算 プロセスは収束し、そして誤った対応付け（割当）の場合の大きなエラー誤差（ 尺度量）と異なって小さなエラー誤差（尺度量）値を生じさせる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１２月８日 【補正内容】 請求の範囲 １．レーダ信号の送、受信用の少なくとも１つのアンテナ（１６，１８，２０ ）と、アンテナ（１６，１８，２０）への給電のための信号発生器（２６）と、 混合信号生成のための混合−及びフイルタ手段（８，２２）とを有し、更に、信 号プロセッサ（２６）を有し、前記信号プロセッサ（２６）は混合信号及びさら なるセンサ信号を受信し、そして、混合信号中のスペクトルにおける最大値の周 波を逓昇及び逓降する変調位相（３０，３２）に従って（に基づいて）別個に対 象物周波数として記録し、当該の対象物周波数から目標対象物の距離（間隔）及 び速度が計算されるように構成されている当該レーダ装置において、 −幾つかの測定サイクルに亘って或１つの対象物の対象物周波数が逓昇及び逓 降変調位相（フェーズ）に基づき別個に記憶され、 −記憶された対象物周波数からは当該の対象物周波数のそれまでの時間的特性 経過を表す対象物トラック（軌跡）が形成され、 −対象物トラック（軌跡）のそれまでの特性経過からは次の測定サイクルにて 予期さるべき対象物周波数（ｆｃ）に対する推定値（ｆｖｅ）が検出され、 −対象物周波数（ｆｃ）と、対象物トラック（軌跡）から得られた推定値（ｆ ｖｅ）とからエラー誤差（ 尺度量）の計算後、そのつど最も小さいエラー誤差（尺度量）を有する対象物周 波数対を相互に対応付け、そして、該対象物周波数対から目標対象物の距離（間 隔）及び相対速度に対する適正値が計算されるように構成されていることを特徴 とするレーダ装置。 ２．請求の範囲１記載のレーダ装置において、 ＶＣＯ（電圧制御発振器）（２）を有し、該ＶＣＯは方向性結合器（６）及び サーキュレータ（１０）を介してレーダアンテナと接続されており、さらに、混 合器（１８）を有し、該混合器は送信信号を受信された信号と混合して１つの混 合信号の生成されるように構成され、上記混合信号中には差周波が含まれており 、該周波から各目標対象物の距離（間隔）及び相対速度が計算可能であり、なた 、信号プロセッサとしてデジタル信号プロセッサ（２６）が設けられており、該 信号プロセッサによってはＤ／Ａ変換器（４）を介して発生器（２２）が制御さ れ、また、前記信号プロセッサはセンサ信号を受信し、そして、Ａ／Ｄ変換器（ ２４）を介して混合信号のサンプリング値を受信し、また、混合信号のスペクト ルにおける最大値の周波（対象物周波）を逓昇及び逓降する変調位相に基づいて 別個に記録し、それにより次の測定サイクルの対象物周波数の距離（間隔）−及 び速度成分に対する推定値を計算するように構成されていることを特徴とするレ ーダ装置。 ３．混合器（８）にアンテナフィルタ（２２）が後値接続されており、該フィ ルタによっては不都合な高周波−及び直流成分が混合信号から除去され、Ｓ／Ｎ 比が最適化され、更に実質的に周波数依存のＬＰＦとして動作するフィルタ、例 えば、Ｒ⁴−フィルタ、が設けられており、該フィルタはアナログフィルタ（２ ２）中に設けられているか又は該アナログフィルタ（２２）と前記Ａ/Ｄ変換器 （２４）の入力側との間に挿入接続されている請求の範囲１記載の方法。 ４．信号プロセッサ（２６）によってはアンテナセレクタ（１２）を介して複 数セレクタ（１６，１８，２０）が制御されるように構成されている請求の範囲 １記載の方法。 ５．レーダ装置の作動方法であって、前記レーダ装置は、レーダ信号の送、受 信用の少なくとも１つのアンテナ（１６，１８，２０）を有し、また、アンテナ （１６，１８，２０）への給電のための信号発生器（２６）と、混合信号生成の ための混合−及びフィルタ手段（８，２２）とを有し、該混合−及びフィルタ手 段（８，２２）は、信号プロセッサ（２６）に混合信号を供給するようにした当 該レーダ装置作動方法において、 各測定サイクルが逓昇する（３０）及び逓降する（３２）変調位相（フェーズ ）と、ひきつづいての評価ポーズ（３４，３６，３８）から成るようにして、連 続的に順次連続する測定サイクルにてデジタル信号プロセッサ（２６）にて混合 信号のデジタルサイクル信号に対しては高速のフーリエ変換を施し、前記デジタ ルサンプリング値は２つの変換器位相にて各変換器サイクル毎に検出され記録さ れるものであり、それにより、スペクトル内に含まれている最大値から当該対象 物周波数が求められるように構成されており、 或１つの目標対象物に対して幾つかの測定サイクルに亘って対象物周波数から は逓昇及び逓降する変調位相に従って別個に、当該対象物周波数のそれまでの時 間的経過を表す対象物トラック（軌跡）が形成され、 対象物周波数（ｆｃ）及び対象物トラック（軌跡）から得られた推定値（ｆｖ ｅ）からエラー誤差（尺度量）の計算後、それぞれ最も小さいエラー誤差（尺度 量）を有する対象物周波数対が相対応付けられ、さらに当該対象物周波数対から 当該目標対象物の距離（ｒ）及び相対速度（ｖ）に対する適正値が計算されるこ とを特徴とするレーダ装置の作動方法。 ６．各変調位相（フェーズ）の混合信号のサンプリング値に対する検出時間は 変調位相（フェーズ）の持続時間より短い請求の範囲５記載の方法。 ７．エラー誤差は感化く−及び相対速度値間のエラー誤差（尺度量）の大きさ の問題であり、該関数は一方では１つの測定サイクルの両変調位相（フェーズ） にて対象物周波数の加算及び減算により、他方では対 象物トラック（軌跡）の評価の結果として得られる請求の範囲５記載の方法。 ８．さらなるフーリエ変換の際対象物周波数は有利に、先立って求められた推 定値の領域でサーチされる請求の範囲５記載の方法。 ９．消失した目標対象物の追跡のため新たな推定値が先行の推定値から形成さ れる請求の範囲５記載の方法。 １０．目標対象物が所定数の測定サイクルの後もはや現れない場合、対象物ト ラック（軌跡）は破棄される、換言すれば、もはや追跡（トラッキング）されな い請求の範囲５記載の方法。 １１．１つの測定サイクルにて未だ対応付け（割り当て）られていない各最大 値に対して既に存在しているすべての対象物トラック（軌跡）の更新後、新たな 測定値が推定値の領域内に位置する場合には１つの推定値を有する新たな対象物 トラック（軌跡）が適用される請求の範囲５記載の方法。 １２．それぞれの新たな対象物トラック（軌跡）が、両変調位相（フェーズ） の対象物周波数の対応付け（割当）プロセスに対して所定数の測定サイクルの後 はじめて、イネーブリング状態におかれる請求の範囲５記載の方法。 １３．各目標対象物の対象物周波数（ｆｕ，ｆｄ）の距離（間隔）依存（ｆｒ ）及び速度依存（ｆｖ）成 分の計算は（１つの測定サイクルの十分短い持続時間のもとで目標対象物の一定 速度の仮定化で）次式に従って行われる、即ち ｆｕ＝ｌｆｖ−ｆｒｌ 及び ｆｄ＝ｌｆｖ＋ｆｒｌ， ｉｆ ｆｃ＞ｆｖｅ（の場合），ｔｈｅｎ ｆｖ＝ｆｖｅ 及び ｆｃ＋ｆｖｅ （逓昇（アップ方向）変調に対して ；ｆｏｒ ｕｐｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、 ｆｖ＝ｆｖｅ 及び ｆｃ−ｆｖｅ （逓降（ダウン方向）変調に対して ；ｆｏｒ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｉｆ ｆｃ＜ｆｖｅ（の場合）、ｔｈｅｎ ｆｖ＝ｌｆｖｅｌ （逓昇（アップ方向）変調に対して；ｆｏｒ ｕｐｗ ａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｆｖ＝−ｌｆｖｅｌ （逓降（ダウン方向）変調に対して、ｆｏｒ ｄｏ ｗｎｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｉｆ ｆｖｅ＞０（の場合），ｔｈｅｎ ｆｒ＝ｌｆｖｅｌ＋ ｆｃ （逓昇（アップ方向）変調に対して、ｆｏｒ ｕｐｗａ ｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｆｒ＝ｌｆｖｅｌ−ｆｃ （逓降（ダウン方向）変調に対して；ｄｏｗ ｎｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａ ｔｉｏｎ）， ｉｆ ｆｖｅ＜０（の場合），ｔｈｅｎ ｆｒ＝ｌｆｖｅｌ− ｆｃ （逓昇（アップ方向）変調に対して；ｆｏｒ ｕｐｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｆｒ＝ｌｆｖｅｌ ＋ ｆｃ （逓降（ダウン方向）変調に対して；ｄｏ ｗｎｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； 但し ｆｖｅ＝速度依存成分の推定値 ｆｃ＝当該の測定値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．レーダ信号の送、受信用の少なくとも１つのアンテナと、アンテナへの給 電のための信号発生器と、混合信号生成のための混合−及びフィルタ手段とを有 し、更に、信号プロセッサを有し、該信号プロセッサは混合信号及びさらなるセ ンサ信号を受信し、そして混合信号のスペクトルにおける最大値の周波（対象物 周波）を逓昇及び逓降する変調位相に基づいて別個に記録し、それにより各対象 物周波数の距離（間隔）−及び速度成分に対する推定値が計算され、それに基づ き、そのつど同一の目標対象物に属する対象物周波数が両変調位相（フェーズ） において相対応付けられ（相互に割り当てられ）、そして、当該の対象物周波数 から各対象物の距離（間隔）及び相対速度に対する適正値が計算されるように構 成されていることを特徴とするレーダ装置。 ２．電圧制御発振器（ＶＣＯ）（２）を有し、該ＶＣＯは方向性結合器（６） 及びサーキュレータ（１０）を介してレーダアンテナと接続されており、さらに 、混合器（８）を有し、該混合器は送信信号を受信された信号と混合して１つの 混合信号の生成されるように構成され、上記混合信号中には差周波が含まれてお り、該差周波から各目標対象物の距離（間隔）及び相対速度が計算可能である請 求の範囲１記載の装置にお いて、 信号プロセッサとしてデジタル信号プロセッサ（２６）が設けられてており、 該信号プロセッサによってはＤ/Ａ変換器（４）を介して発生器（２２）が制御 され、前記信号プロセッサはセンサ信号を受信し、そして、Ａ／Ｄ変換器（２４ ）を介して混合信号のサンプリング値を受信し、また、混合信号のスペクトルに おける最大値の周波（対象物周波）を逓昇及び逓降する変調位相に基づいて別個 に記録し、それにより次の測定サイクルの対象物周波数の距離（間隔）−及び速 度成分に対する推定値が計算され、それに基づき、そのつど同一の目標対象物に 属する対象物周波数が両変調位相において相対応付けられ（相互に割り当てられ ）、そして、当該の対象物周波数から各対象物の距離（間隔）及び相対速度が計 算されるように構成されていることを特徴とするレーダ装置。 ３．混合器（８）にアンテナフィルタ（２２）が後置接続されており、該フィ ルタによっては不都合な高周波−及び直流成分が混合信号から除去され、Ｓ／Ｎ 比が最適化され、更に実質的に周波数依存のＬＰＦとして動作するフィルタ（Ｒ⁴ −フィルタ）が設けられており、該フィルタはアナログフィルタ（２２）中に 設けられているか又は該アナログフィルタ（２２）と前記Ａ／Ｄ変換器（２４） の入力側との間に挿入接続されている請求の範囲１記載のレーダ装置。 ４．信号プロセッサ（２６）によってはアンテナセレクタ（１２）を介して複 数アンテナ（１６，１８，２０）が制御されるように構成されている請求の範囲 １記載のレーダ装置。 ５．レーダ装置の作動方法において、 各測定サイクルが逓昇する（３０）及び逓降する（３２）変調位相（フェーズ ）と、ひきつづいての評価ポーズ（休止期間）（３４，３６，３８）から成るよ うにして、連続的に順次連続する測定サイクルにてデジタル信号プロセッサ（２ ６）にて混合信号のデジタルサンプリング値に対しては高速のフーリエ変換（Ｆ ＦＴ）を施し、前記デジタルサンプリング値は２つの変調位相（フェーズ）の期 間中各変調サイクル毎に検出され記録されるものであり、それにより、スペクト ル内に含まれている最大値から当該対象物周波数（ｆｕ、ｆｄ）が求められるよ うにし、 各目標対象物に対していくつかの測定サイクルに亘って記憶された対象物周波 数からは逓昇及び逓降する変調位相に従って別個に、当該対象物周波数のそれま での時間的経過を表す対象物トラック（軌跡）が形成され、 当該対象物周波数のそれまでの時間的経過から、次の測定サイクルにて予期さ るべき対象物周波数（ｆｃ）に対する推定値（ｆｖｅ）が形成され、 対象物周波数（ｆｃ）及び対象物トラック（軌跡） から得られた推定値（ｆｖｅ）からエラー誤差（尺度量）の計算後、それぞれ最 も小さいエラー誤差（尺度量）を有する対象物周波数対が相対応付けられ、さら に当該対から各目標対象物の距離（間隔）（ｒ）及び相対速度（ｖ）に対する適 正値が計算されることを特徴とするレーダ装置の作動方法。 ６．各変調位相（フェーズ）の混合信号のサンプリング値に対する検出時間は 変調位相（フェーズ）の持続時間より短い請求の範囲５記載の方法。 ７．エラー誤差は距離（間隔）−及び相対速度値間のエラー誤差（尺度量）の 大きさの関数であり、該関数は一方では１つの測定サイクルの両変調位相（フェ ーズ）にて対象物周波数の加算及び減算により、他方では対象物トラック（軌跡 ）の評価の結果として得られる請求の範囲５記載の方法。 ８．さらなるフーリエ変換の際対象物周波数は有利に、先立って求められた推 定値の領域でサーチされる請求の範囲５記載の方法。 ９．消失した目標対象物の追跡のため新たな推定値が先行の推定値から形成さ れる請求の範囲５記載の方法。 １０．目標対象物が所定数の測定サイクルの後もはや現れない場合対象物トラ ック（軌跡）は放棄される、換言すれば、もはや追跡（トラッキング）されない 請求の範囲５記載の方法。 １１．１つの測定サイクルにて未だ対応付け（割り当て）られていない各最大 値に対して既に存在しているすべての対象物トラック（軌跡）の更新後（新たな 測定値は推定値の領域内に位置する）１つの推定値を有する新たな対象物トラッ ク（軌跡）が適用される請求の範囲５記載の方法。 １２．それぞれの新たな対象物トラック（軌跡）が、所定数の測定サイクルの 後はじめて、両変調位相（フェーズ）の対象物周波数の対応付け（割当）プロセ スに対して、イネーブリング状態におかれる請求の範囲５記載の方法。 １３．各目標対象物の対象物周波数（ｆｕ，ｆｄ）の距離（間隔）依存（ｆｒ ）及び速度依存（ｆｖ）成分の計算は（１つの測定サイクルの十分短い持続時間 のもとで目標対象物の一定速度の仮定下で）次式に従って行われる、即ち ｆｕ＝ｌｆｖ−ｆｒｌ 及び ｆｄ＝ｌｆｖ＋ｆｒｌ， ｉｆ ｆｃ＞ｆｖｅ（の場合），ｔｈｅｎ ｆｖ＝ｆｖｅ 及び ｆｃ＋ｆｖｅ （逓昇（アップ方向）変調に対して ；ｆｏｒ ｕｐｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、 ｆｖ＝ｆｖｅ 及び ｆｃ−ｆｖｅ （逓降（ダウン方向）変調に対して ；ｆｏｒ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｉｆ ｆｃ＜ｆｖｅ（の場合）、ｔｈｅｎ ｆｖ＝ｌｆｖｅｌ （逓昇（アップ方向）変調に対して；ｆｏｒ ｕｐｗ ａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｆｖ＝−ｌｆｖｅｌ （逓降（ダウン方向）変調に対して、ｆｏｒ ｄｏ ｗｎｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｉｆ ｆｖｅ＞０（の場合），ｔｈｅｎ ｆｒ＝ｌｆｖｅｌ＋ｆｃ （逓昇（アップ方向）変調に対して、ｆｏｒ ｕｐｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｆｒ＝ｌｆｖｅｌ−ｆｃ （逓降（ダウン方向）変調に対して；ｄｏｗｎ ｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）， ｉｆ ｆｖｅ＜０（の場合），ｔｈｅｎ ｆｒ＝ｌｆｖｅｌ− ｆｃ （逓昇（アップ方向）変調に対して；ｆｏｒ ｕｐｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； ｆｒ＝ｌｆｖｅｌ ＋ ｆｃ（逓降（ダウン方向）変調に対して；ｄｏｗ ｎｗａｒｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）； 但し ｆｖｅ＝速度依存成分の推定値 ｆｃ＝当該の測定値