JPH10153654A - Radar device - Google Patents

Radar device

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Publication number
JPH10153654A
JPH10153654A JP8309399A JP30939996A JPH10153654A JP H10153654 A JPH10153654 A JP H10153654A JP 8309399 A JP8309399 A JP 8309399A JP 30939996 A JP30939996 A JP 30939996A JP H10153654 A JPH10153654 A JP H10153654A
Authority
JP
Japan
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signal
circuit
frequency
correlation
amplitude
Prior art date
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Pending
Application number
JP8309399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Endo
浩 遠藤
Kei Inoue
圭 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP8309399A priority Critical patent/JPH10153654A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable correlated detection of a reception signal with a low S/N ratio which has been difficult to detect. SOLUTION: In a radar device for transmitting an electric wave whose bandwidth is diffused by a pseudo noise signal, receiving a reflection wave from an object based on the electric wave, inversely diffusing a received signal by the pseudo noise signal, converting the frequency of the inversely diffused reception signal to a specific frequency signal, and measuring the speed of an object based on the frequency-converted signal, and measuring distance to the object, an amplitude measurement circuit 11e of a signal processing part measures a noise floor on non-correlation, a processing circuit 11f estimates the degree of saturation of a received power based on the noise floor on non- correlation, and lowers the gain of the amplifier of a reception part according to the degree of saturation and compensates for an autocorrelation peak.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトル拡散技
術を利用して、物体の検出、物体との相対速度測定及び
物体までの距離測定を行うレーダ装置に関し、特に振幅
測定回路を用いて同期検出、受信電力測定及び相対速度
測定を行うレーダ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar apparatus for detecting an object, measuring a relative speed to the object, and measuring a distance to the object by using a spread spectrum technique, and more particularly, to a synchronous detection using an amplitude measuring circuit. The present invention relates to a radar device that performs reception power measurement and relative speed measurement.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】従来、この種のレーダ装置では、
検波方式としてI−Q方式や弾性表面波素子を用いずに
相関検出を行う、例えば特願平8−135065号があ
った。この発明では、シュミットトリガ回路からなる波
形整形回路でパルス状に波形整形された受信波にかかる
ビート信号の周期性の判定により、相関検出の判定を行
っていた。
[Related Background Art] Conventionally, in this type of radar device,
For example, Japanese Patent Application No. 8-1350065 discloses a method for detecting a correlation without using an IQ method or a surface acoustic wave element as a detection method. According to the present invention, the correlation detection is determined by determining the periodicity of the beat signal applied to the received wave that has been pulse-shaped by the waveform shaping circuit including the Schmitt trigger circuit.

【0003】また、従来、レーダ装置における方位推定
方式としては、マルチビーム方式に代表されるように、
複数のビームにまたがる被検出物体からの反射受信電力
比から方位を推定するものがあった。
Conventionally, as an azimuth estimation method in a radar apparatus, as represented by a multi-beam method,
In some cases, the azimuth is estimated from the ratio of the received power reflected from the detected object over a plurality of beams.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記出願の
レーダ装置では、受信波のS/N比が劣化してくると、
シュミットトリガ回路の特性上、本来の周期以外のパル
スを生成してしまい、相関検出の確率が低下することと
なり、相対速度を誤って測定してしまうという問題点が
あった。
However, in the radar device of the above application, when the S / N ratio of the received wave deteriorates,
Due to the characteristics of the Schmitt trigger circuit, a pulse having a period other than the original period is generated, and the probability of correlation detection is reduced, and there is a problem that the relative speed is erroneously measured.

【0005】また、上記方位推定方式を上記出願のレー
ダ装置に用いた場合には、最小受信信号がシュミットト
リガの閾値を越えるに十分な固定利得の増幅器を用いて
いるため、反射受信電力が所定レベル以上になると飽和
してしまい、正確な受信電力の測定ができず、方位の推
定ができないという問題点があった。そこで、一般的に
は、受信信号が飽和しないように自動利得調整回路を用
いた上で、高速フーリエ変換による受信信号のスペクト
ル解析を行い、受信電力を測定する方式が考えられる
が、回路構成が複雑、かつ大規模になり、製作コストが
高くなるという問題点があった。
When the azimuth estimating method is used in the radar apparatus of the above-mentioned application, an amplifier having a fixed gain sufficient for the minimum received signal to exceed the threshold of the Schmitt trigger is used. If the level exceeds the level, saturation occurs, so that there is a problem that accurate measurement of received power cannot be performed and a direction cannot be estimated. Therefore, in general, a method is conceivable in which an automatic gain adjustment circuit is used so as not to saturate the received signal, and a spectrum analysis of the received signal by fast Fourier transform is performed to measure the received power. There has been a problem that it is complicated and large-scale, and the production cost is high.

【0006】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、反射受信信号にかかるビート信号の振幅値を振幅測
定回路により、受信用疑似雑音信号の遅延毎に測定する
ことで、自己相関ピークを検出し、従来検出が難しかっ
た低S/N比の受信信号でも相関検出が可能となるレー
ダ装置を提供することを目的とする。また、本発明の他
の目的は、相関検出時の自己相関ピークと非相関時のノ
イズフロアを測定することで、飽和の度合いを推定し、
反射受信電力が所定のレベルを越えて出力信号が飽和し
ても、反射受信電力の測定を可能にすることである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and measures an amplitude value of a beat signal applied to a reflected reception signal by an amplitude measurement circuit for each delay of a pseudo-noise signal for reception. It is an object of the present invention to provide a radar apparatus which can detect a correlation and detect a correlation even with a received signal having a low S / N ratio, which has conventionally been difficult to detect. Another object of the present invention is to estimate a degree of saturation by measuring an autocorrelation peak at the time of correlation detection and a noise floor at the time of non-correlation,
The object of the present invention is to make it possible to measure the reflected received power even when the output signal is saturated when the reflected received power exceeds a predetermined level.

【0007】さらに、本発明の他の目的は、物体との相
対速度測定における測定精度を向上させることにある。
Another object of the present invention is to improve the measurement accuracy in measuring the relative speed with respect to an object.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、疑似雑音信号によって帯域を拡散され
た電波を送信部から送信し、該電波に基づく物体からの
反射波を受信部で受信し、該受信信号を前記疑似雑音信
号で逆拡散し、ダウンコンバータで該逆拡散された受信
信号の周波数を所定周波数の信号に変換し、演算処理部
が該周波数変換された信号に基づいて前記物体の速度測
定、該物体までの距離測定を行うレーダ装置において、
演算処理部は、前記周波数変換された信号の振幅を測定
する振幅測定回路からなる測定手段と、該測定された振
幅に基づいて自己相関ピークを判定する処理回路からな
る判定手段とを備えたレーダ装置が提供される。
In order to achieve the above object, the present invention transmits a radio wave whose band is spread by a pseudo-noise signal from a transmitting unit, and transmits a reflected wave from an object based on the radio wave to a receiving unit. Receiving, despreading the received signal with the pseudo-noise signal, converting the frequency of the despread received signal by a down converter into a signal of a predetermined frequency, and an arithmetic processing unit based on the frequency-converted signal. In the radar device for measuring the speed of the object, measuring the distance to the object,
The arithmetic processing unit is a radar including: a measuring unit including an amplitude measuring circuit for measuring an amplitude of the frequency-converted signal; and a determining unit including a processing circuit for determining an autocorrelation peak based on the measured amplitude. An apparatus is provided.

【0009】すなわち、振幅測定回路で測定された信号
の振幅値と所定の閾値とを処理回路で比較することで、
自己相関ピークを判定し、S/N比が低い受信信号でも
相関検出を可能にする。また、請求項2では、振幅測定
回路が非相関時のノイズフロアを測定し、処理回路が前
記非相関時のノイズフロアと相関検出時の自己相関ピー
クとに基づき、受信電力の飽和の度合いを推定し、該飽
和の度合いに応じて前記自己相関ピークを補正する。
That is, by comparing the amplitude value of the signal measured by the amplitude measurement circuit with a predetermined threshold value by the processing circuit,
An autocorrelation peak is determined, and correlation detection is possible even for a received signal having a low S / N ratio. According to claim 2, the amplitude measurement circuit measures the noise floor at the time of non-correlation, and the processing circuit determines the degree of saturation of the received power based on the noise floor at the time of the non-correlation and the autocorrelation peak at the time of correlation detection. It estimates and corrects the autocorrelation peak according to the degree of the saturation.

【0010】すなわち、受信電力が所定のレベルを越え
ると自己相関のピークは飽和するが、ノイズフロアは低
くなるので、このノイズフロアと自己相関ピークとから
受信電力が測定可能となり、またノイズフロアが低下し
て最終的にゼロになった状態で変化しなくなるが、この
場合には、受信部の増幅器のゲインを下げて自己相関ピ
ークを補正する。
That is, when the received power exceeds a predetermined level, the peak of the autocorrelation saturates, but the noise floor becomes lower. Therefore, the received power can be measured from the noise floor and the autocorrelation peak, and the noise floor becomes smaller. Although it does not change in a state where it has decreased to finally become zero, in this case, the gain of the amplifier of the receiving unit is reduced to correct the autocorrelation peak.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明に係るレーダ装置を図1乃
至図8に基づいて説明する。図1は、本発明に係るレー
ダ装置の一実施例の概略構成を示すブロック図である。
図において、本実施例のレーダ装置は、各種制御及び入
力する信号に対する演算処理を行う演算処理部11と、
演算処理部11に接続されて疑似雑音符号列からなる疑
似雑音信号(以下、「PN符号」という)を発生させる
PNジェネレータ12と、直接拡散方式によって帯域拡
散された電波を送信する送信部13と、送信用アンテナ
14と、演算処理部11及びPNジェネレータ12に接
続されてPN符号を所定時間遅延させて出力する遅延回
路15と、受信用アンテナ16と、物体10からの反射
波を受信して逆拡散する受信部17と、受信信号をダウ
ンコンバートするダウンコンバータ18とから構成され
ている。なお、送信用アンテナ14と受信用アンテナ1
6は、サーキュレータ、その他の手段で送受信共用にす
ることも可能である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A radar apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a radar apparatus according to the present invention.
In the figure, a radar device of the present embodiment includes an arithmetic processing unit 11 for performing various controls and arithmetic processing on input signals,
A PN generator 12 connected to the arithmetic processing unit 11 for generating a pseudo-noise signal (hereinafter referred to as a "PN code") composed of a pseudo-noise code sequence, and a transmission unit 13 for transmitting radio waves band-spread by the direct spreading method A transmitting antenna 14, a delay circuit 15 connected to the arithmetic processing unit 11 and the PN generator 12 for delaying the PN code by a predetermined time and outputting the same, a receiving antenna 16, and receiving a reflected wave from the object 10. It comprises a receiving unit 17 for despreading and a down converter 18 for down converting a received signal. The transmitting antenna 14 and the receiving antenna 1
6 can be shared for transmission and reception by a circulator or other means.

【0012】PNジェネレータ12は、演算処理部11
の制御により、所定長さ(周期)のランダムなPN符号
を送信部13及び遅延回路15に出力している。送信部
13では、入力するPN符号によって広帯域に拡散され
た高周波信号が生成されており、上記高周波信号は、送
信用アンテナ14を介し、電波として送信される。な
お、例えば本実施例のレーダ装置を一般の自動車に用い
た場合には、送信部13で生成される信号は、レーダと
して最適な周波数を有するミリ波帯の信号、例えば60
GHzの高周波信号である。
The PN generator 12 includes an arithmetic processing unit 11
, A random PN code having a predetermined length (period) is output to the transmission unit 13 and the delay circuit 15. The transmitting unit 13 generates a high-frequency signal spread over a wide band by the input PN code, and the high-frequency signal is transmitted as a radio wave via the transmitting antenna 14. For example, when the radar apparatus of the present embodiment is used for a general automobile, the signal generated by the transmitting unit 13 is a signal in a millimeter wave band having an optimal frequency as a radar, for example, a signal of 60 mm.
It is a high frequency signal of GHz.

【0013】一方、遅延回路15は、演算処理部11の
制御により、入力したPN信号を所定時間だけ遅延させ
て受信部17に出力している。上記送信された電波は、
例えば所定距離だけ離れた物体10に到達し、物体10
によって反射され、受信アンテナ16を介し、受信信号
として受信部17に受信される。受信部17は、上記受
信信号を遅延回路15からのPN信号で逆拡散して相関
をとっている。ここで、相関がとれた場合には、受信部
17は中間周波数帯に鋭いピークが立った信号を出力す
る。
On the other hand, under the control of the arithmetic processing section 11, the delay circuit 15 delays the input PN signal by a predetermined time and outputs it to the receiving section 17. The transmitted radio wave above
For example, when the object 10 reaches a predetermined distance and is
And is received by the receiver 17 as a reception signal via the reception antenna 16. The receiving unit 17 despreads the received signal with the PN signal from the delay circuit 15 and takes a correlation. Here, when the correlation is obtained, the receiving unit 17 outputs a signal having a sharp peak in the intermediate frequency band.

【0014】ダウンコンバータ18は、受信部17から
入力する中間周波数帯の信号を、図示しない複数のミキ
サによって数段に分けて、例えば3kHz〜47kHzの
低周波数に変換して、演算処理部11に出力している。
演算処理部11は、ダウンコンバータ18からの信号の
入力によって相関がとれたことを確認して、物体の存在
を検出している。すなわち、演算処理部11は、図2に
示すように、増幅回路11a,11bと、シュミットト
リガ回路からなる波形整形回路11cと、周期測定回路
11dと、振幅測定回路11eと、処理回路11fとか
ら構成され、ダウンコンバート後の信号の1周期の長さ
を算出している。
The down-converter 18 converts the signal of the intermediate frequency band input from the receiving unit 17 into a plurality of stages by a plurality of mixers (not shown) and converts the signal into a low frequency of, for example, 3 kHz to 47 kHz. Output.
The arithmetic processing unit 11 confirms that the correlation has been obtained by the input of the signal from the down converter 18 and detects the presence of the object. That is, as shown in FIG. 2, the arithmetic processing unit 11 includes amplifier circuits 11a and 11b, a waveform shaping circuit 11c including a Schmitt trigger circuit, a cycle measuring circuit 11d, an amplitude measuring circuit 11e, and a processing circuit 11f. And calculates the length of one cycle of the signal after down-conversion.

【0015】このような構成の演算処理部11におい
て、増幅回路11aは、ダウンコンバータ18と接続さ
れ、ダウンコンバータ18からの最大入力を飽和させな
い範囲で最大のゲインを与えるように設定されており、
振幅測定回路で振幅を測定する時に、ダウンコンバート
後の信号を飽和しないように増幅している。すなわち、
増幅回路11aは、相関がとれている時には、図3
(a)に示す信号を出力しており、非相関の時には、図
3(c)に示すノイズフロアを出力している。
In the arithmetic processing unit 11 having such a configuration, the amplifier circuit 11a is connected to the down converter 18 and is set so as to provide the maximum gain within a range that does not saturate the maximum input from the down converter 18.
When the amplitude is measured by the amplitude measuring circuit, the signal after down-conversion is amplified so as not to be saturated. That is,
When the correlation is obtained, the amplifier circuit 11a operates as shown in FIG.
The signal shown in FIG. 3A is output, and when there is no correlation, the noise floor shown in FIG. 3C is output.

【0016】また、増幅回路11a,11bのトータル
ゲインは、ダウンコンバータ18からの最小入力が波形
整形回路11cの閾値を越えるのに十分なゲインに設定
されている。このように、増幅回路11a,11bは、
波形整形回路11bがパルス形状の信号(以下、「パル
ス信号」という)を生成するのに十分なゲインを有して
いるので、増幅回路11bに接続された波形整形回路1
1cは、上記増幅された信号を図4(a)に示すような
パルス信号に変換することができる。
The total gain of the amplifier circuits 11a and 11b is set to a gain sufficient for the minimum input from the down converter 18 to exceed the threshold of the waveform shaping circuit 11c. Thus, the amplifier circuits 11a and 11b
Since the waveform shaping circuit 11b has a gain sufficient to generate a pulse-shaped signal (hereinafter, “pulse signal”), the waveform shaping circuit 1 connected to the amplifier circuit 11b
1c can convert the amplified signal into a pulse signal as shown in FIG.

【0017】処理回路11fは、受信用のPN符号を遅
延させる毎に振幅測定回路11eの出力を取り込むよう
に動作しており、後述する図7に示すようなピーク値を
持った自己相関値を検出している。すなわち、処理回路
11fは、振幅測定回路11eの出力と所定閾値との比
較・判定動作により、ピークが存在すると認識した場
合、ピークの極大値を検出するように動作し、上記ピー
クの値とピークの現れた遅延時間を記録する。処理回路
11fは、この動作によって物体の存在検出と、距離測
定と、受信電力の測定を行っている。
The processing circuit 11f operates so as to take in the output of the amplitude measuring circuit 11e every time the PN code for reception is delayed, and calculates an autocorrelation value having a peak value as shown in FIG. Detected. That is, when the processing circuit 11f recognizes that a peak exists by comparing / determining the output of the amplitude measurement circuit 11e and the predetermined threshold, the processing circuit 11f operates to detect the maximum value of the peak. Record the delay time when appears. By this operation, the processing circuit 11f performs the detection of the presence of the object, the distance measurement, and the measurement of the received power.

【0018】次に、処理回路11fは、周期測定モード
に入る。周期測定モードにおいて、処理回路11fは、
パルスの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジの1
区間の周期を測定するように、周期測定回路11dを制
御する。この動作をN回繰り返し平均化することで、周
期の測定、すなわち相対速度の測定を行っている。ここ
で、受信波のS/N比が劣化してくると、図4(b)に
示すように、波形整形回路11cから出力されるパルス
信号に歯抜け(欠落や追加)が生じることとなる。本
来、上記パルス信号の1周期分の時間は、例えば図5に
示すように、カウント値C1を中心として分布する測定
値が、2倍のC1を中心とした分布を持つようになる。
また、上記S/N比の劣化に伴うパルス信号の歯抜けの
状態によっては、上記パルス信号の1周期分の時間がC
1の3倍、4倍及びそれ以上となることもあるが、確率
的にはかなり低い。
Next, the processing circuit 11f enters a period measurement mode. In the cycle measurement mode, the processing circuit 11f
One of the rising or falling edge of the pulse
The period measuring circuit 11d is controlled so as to measure the period of the section. This operation is averaged repeatedly N times to measure the period, that is, the relative speed. Here, if the S / N ratio of the received wave deteriorates, the pulse signal output from the waveform shaping circuit 11c may be missing (dropped or added) as shown in FIG. 4B. . Originally, for one period of the pulse signal, for example, as shown in FIG. 5, the measured value distributed around the count value C1 has twice the distribution around C1.
Further, depending on the state of the pulse signal missing due to the deterioration of the S / N ratio, the time corresponding to one cycle of the pulse signal is C
It can be three times, four times, and more than one, but the probability is fairly low.

【0019】そこで、本実施例では、周期測定回路11
dに上記パルス周期の測定時に2倍の分布だけ補償する
ようにカウンタ回路(図示せず)を設け、処理回路11
fが周期測定アルゴリズムを実行する。次に、上記パル
ス信号の1周期分の平均値を求める補正動作を、図6の
フローチャートに基づいて説明する。図6において、処
理回路11fは、まず周期測定回路11dの図示しない
上記カウンタ回路からのカウント値の合計CSUM=0、
i=2とする初期設定を行う(ステップ101)。ここ
で、iは、N回周期測定を行った場合の任意の回数番号
とする。そして、|C1−Ci|<TH1かどうか判断す
る(ステップ102)。
Therefore, in this embodiment, the period measuring circuit 11
d is provided with a counter circuit (not shown) so as to compensate for a double distribution when measuring the pulse period.
f executes the period measurement algorithm. Next, a correction operation for obtaining an average value of one cycle of the pulse signal will be described with reference to a flowchart of FIG. In FIG. 6, the processing circuit 11f firstly calculates the sum CSUM = 0 of the count values from the counter circuit (not shown) of the cycle measuring circuit 11d,
Initial setting for i = 2 is performed (step 101). Here, i is an arbitrary number of times when the cycle measurement is performed N times. Then, it is determined whether or not | C1−Ci | <TH1 (step 102).

【0020】ここで、C1とCiの差分の絶対値が所定閾
値TH1より大きいなら、どちらかのカウント値がパル
スの歯抜けの影響を受けて2倍のカウント値になったと
判定し、C1とCiの大小関係C1>Ciを判定する(ステ
ップ103)。そして、このC1とCiの大小関係におい
て、上記CiがC1より大きい場合には、Ciが図5の分
布の領域にあると判断して、CSUM=CSUM+(1/
2)Ciを計算する(ステップ104)。また、上記Ci
がC1より小さい場合には、C1が図5の分布の領域に
あると判断して、CSUM=CSUM+2Ciを計算するとと
もに(ステップ105)、C1が分布の領域にあるこ
とを示す処理回路11f内のフラグに「1」を立てる
(ステップ106)。また、ステップ102において、
C1とCiの差分の絶対値が所定閾値TH1より小さいな
ら、CSUM=CSUM+Ciを計算する(ステップ10
7)。
If the absolute value of the difference between C1 and Ci is larger than a predetermined threshold value TH1, it is determined that one of the count values has become twice as large due to the influence of the missing pulse. It is determined whether or not the magnitude relation C1> Ci of Ci (Step 103). In the magnitude relationship between C1 and Ci, if Ci is greater than C1, it is determined that Ci is in the distribution area of FIG. 5, and CSUM = CSUM + (1 /
2) Calculate Ci (step 104). In addition, the above Ci
Is smaller than C1, it is determined that C1 is in the distribution area of FIG. 5, CSUM = CSUM + 2Ci is calculated (step 105), and the processing circuit 11f in the processing circuit 11f indicating that C1 is in the distribution area is determined. The flag is set to "1" (step 106). Also, in step 102,
If the absolute value of the difference between C1 and Ci is smaller than the predetermined threshold TH1, CSUM = CSUM + Ci is calculated (step 10).
7).

【0021】次に、処理回路11fは、次の測定を行う
ためにiに「1」を加え(ステップ108)、iが測定
回数Nになったかどうか判断する(ステップ109)。
ここで、iがNになっていない場合には、次のカウント
値Ciの測定を行い(ステップ110)、ステップ10
2に戻って上記測定動作を繰り返す。また、iがNにな
った場合には、上記カウント値の合計CSUMに最初のカ
ウント値C1を加えるCSUM=CSUM+C1を計算し(ステ
ップ111)、上記フラグに「1」が立っているかどう
か判断する(ステップ112)。
Next, the processing circuit 11f adds "1" to i in order to perform the next measurement (step 108), and determines whether i has reached the number of measurements N (step 109).
Here, if i is not N, the next count value Ci is measured (step 110), and step 10 is executed.
2 and repeat the above measurement operation. When i becomes N, CSUM = CSUM + C1 is calculated by adding the first count value C1 to the total CSUM of the count values (step 111), and it is determined whether or not "1" is set in the flag. (Step 112).

【0022】ここで、上記フラグに「1」が立っている
場合には、(CSUM/2)/Nを計算し(ステップ11
3)、また上記フラグに「1」が立っていない場合に
は、CSUM/Nを計算して(ステップ114)、測定回
数Nにおけるカウント値の平均値を求め(ステップ11
5)、上記測定動作を終了する。ここで問題となるの
は、N回の測定において、すべて2倍周期の分布に測定
値が入った場合だが、例えば分布と分布の領域にお
けるパルス信号の1周期分の発生確率が「0.5」、
「0.5」で、測定回数N=10回とすると、上記発生
確率は1/210となり、非常に小さな発生確率となる。
実際の受信可能S/Nの状態では、分布>分布であ
り、上記測定回数Nを大きくとれば問題は生じないと考
える。なお、Nの設定は、システムに要求される誤検出
確率によって決定される。
If "1" is set in the flag, (CSUM / 2) / N is calculated (step 11).
3) If "1" is not set in the flag, CSUM / N is calculated (step 114), and the average value of the count value in the number of measurements N is obtained (step 11).
5), the measurement operation ends. The problem here is that the measurement value is included in the distribution of the double cycle in all the N measurements. For example, the occurrence probability of one cycle of the pulse signal in the distribution and the distribution area is “0.5. "
Assuming that “0.5” and the number of measurements N = 10, the occurrence probability is 1/2 10 , which is a very small occurrence probability.
In an actual receivable S / N state, distribution> distribution, and it is considered that no problem occurs if the number of measurements N is increased. Note that the setting of N is determined by the false detection probability required for the system.

【0023】ところで、PN符号を遅延させる毎に振幅
を測定すると、図7に示すようにピーク値を持った自己
相関が検出される。この自己相関のピーク値は、図8の
実線に示すように受信電力が所定レベルAを越えると飽
和するが、ノイズフロアのピーク値は、図8の破線に示
すように低くなる。そこで、振幅測定回路11eは、相
関がとれている時のビート信号の振幅ピーク(図3
(b)の振幅d1)と、非相関時のノイズフロアの振幅
ピーク(図3(d)の振幅d2)を測定し、処理回路1
1fは、これらピーク値から受信電力を検出している。
When the amplitude is measured every time the PN code is delayed, an autocorrelation having a peak value is detected as shown in FIG. The peak value of the autocorrelation saturates when the received power exceeds a predetermined level A as shown by the solid line in FIG. 8, but the peak value of the noise floor becomes low as shown by the broken line in FIG. Therefore, the amplitude measuring circuit 11e determines the amplitude peak of the beat signal when the correlation is obtained (FIG. 3).
The amplitude d1 of FIG. 3B and the amplitude peak of the noise floor at the time of non-correlation (the amplitude d2 of FIG. 3D) are measured, and the processing circuit 1
1f detects the received power from these peak values.

【0024】ところが、反射受信電力が、受信部17内
部の増幅回路(図示せず)のコンプレッションポイント
(増幅器がリニアに動作する限界点)を越えると、入力
が律束となり、上記増幅回路では、受信信号の入力時の
S/Nを保つような形で出力が決定される。このため、
ノイズに注目すると、上記増幅回路からみた入力がコン
プレッション以下の時には、所定量増幅されるが、上記
コンプレッション以上になると、その入力が律束となっ
て実際の増幅度が低くなるように増幅回路は動作する。
However, when the reflected received power exceeds a compression point (a limit point at which the amplifier operates linearly) of the amplifier circuit (not shown) inside the receiving unit 17, the input is limited, and in the amplifier circuit, The output is determined in such a manner as to maintain the S / N at the time of input of the received signal. For this reason,
Focusing on noise, when the input as viewed from the amplifier circuit is equal to or less than the compression, the signal is amplified by a predetermined amount. Operate.

【0025】処理回路11fは、振幅測定回路11eで
測定された自己相関値(ビート信号のピークとノイズフ
ロア)を、内部のA/Dコンバータ(図示せず)により
読み取るが、反射受信電力が非常に大きくなって、ノイ
ズフロアの振幅が上記A/Dコンバータの最小分解能以
下になると、振幅測定回路11eによるノイズフロアの
測定値は、「0」となる。すなわち、図8中の受信電力
値Bの位置に示すように、自己相関値のピークの振幅が
飽和して一定の値を示し、ノイズフロアの測定値が
「0」となるので、処理回路11fは、受信電力を検出
することが不可能となり、補正ができなくなる。
The processing circuit 11f reads the autocorrelation value (peak of the beat signal and noise floor) measured by the amplitude measuring circuit 11e by an internal A / D converter (not shown). When the amplitude of the noise floor falls below the minimum resolution of the A / D converter, the measured value of the noise floor by the amplitude measurement circuit 11e becomes "0". That is, as shown at the position of the received power value B in FIG. 8, the amplitude of the peak of the autocorrelation value is saturated and shows a constant value, and the measured value of the noise floor becomes "0". Becomes impossible to detect the received power, and cannot be corrected.

【0026】そこで、処理回路11fは、受信電力が所
定レベルBに近づくと、ゲイン制御線を介して受信部1
7の増幅器のゲインを所定量、例えばG(dB)下げる
ことによって、振幅測定回路11eで測定される自己相
関ピーク値(図8中の二点鎖線)及びノイズフロア(図
8中の一点鎖線)もそれに伴った量だけ下がることとな
り、飽和点もシフトする。これにより、ノイズフロアの
測定値が「0」でなくなり、処理回路11fによる自己
相関値のピークを補正する補正動作が常に可能になる。
Therefore, when the received power approaches the predetermined level B, the processing circuit 11f sends the signal to the receiving unit 1 via the gain control line.
By lowering the gain of the amplifier 7 by a predetermined amount, for example, G (dB), the auto-correlation peak value (the two-dot chain line in FIG. 8) and the noise floor (the one-dot chain line in FIG. 8) measured by the amplitude measuring circuit 11e. Also decreases by an amount corresponding to it, and the saturation point also shifts. As a result, the measured value of the noise floor is no longer “0”, and the correction operation of correcting the peak of the autocorrelation value by the processing circuit 11f can always be performed.

【0027】なお、ノイズフロアの測定値は、実際には
自己相関値の振幅レベルよりも小さいレベルなので、本
実施例では、図8において、そのノイズフロアのレベル
の倍率を自己相関値よりも大きくして表示している。こ
のように、本実施例の演算処理部では、周波数変換され
た信号の振幅値を振幅測定回路で測定し、上記測定され
た振幅値と所定閾値との比較を処理回路で行って自己相
関ピークを判定するので、従来では検出が難しかった低
S/N比の受信信号でも相関検出が可能になる。
Since the measured value of the noise floor is actually smaller than the amplitude level of the autocorrelation value, in this embodiment, the magnification of the noise floor level is set to be larger than the autocorrelation value in FIG. It is displayed. As described above, in the arithmetic processing unit of the present embodiment, the amplitude value of the frequency-converted signal is measured by the amplitude measurement circuit, and the measured amplitude value is compared with the predetermined threshold by the processing circuit to obtain the autocorrelation peak. Is determined, correlation can be detected even with a received signal having a low S / N ratio, which has been difficult to detect conventionally.

【0028】また、演算処理部では、振幅測定回路で測
定された非相関時のノイズフロアと相関検出時の自己相
関値のピークから、受信電力の飽和状態の度合いを推定
し、受信部の増幅回路のゲインを制御することによっ
て、測定された自己相関値のピークを補正するので、反
射受信電力が所定レベルを越えて出力信号が飽和して
も、反射受信電力の測定が可能になる。
The arithmetic processing section estimates the degree of saturation of the received power from the noise floor at the time of non-correlation measured by the amplitude measuring circuit and the peak of the auto-correlation value at the time of correlation detection, and amplifies the signal at the receiving section. By controlling the gain of the circuit, the peak of the measured autocorrelation value is corrected, so that even if the reflected reception power exceeds a predetermined level and the output signal is saturated, the reflection reception power can be measured.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、疑似
雑音信号によって帯域を拡散された電波を送信し、該電
波に基づく物体からの反射波を受信し、該受信信号を前
記疑似雑音信号で逆拡散し、該逆拡散された受信信号の
周波数を所定周波数の信号に変換し、該周波数変換され
た信号に基づいて前記物体の速度測定、該物体までの距
離測定を行うレーダ装置において、前記周波数変換され
た信号の振幅を測定する測定手段と、該測定された振幅
に基づいて自己相関ピークを判定する判定手段とを備え
たので、反射受信信号にかかるビート信号の振幅値を振
幅測定回路により、受信用疑似雑音信号の遅延毎に測定
することで、自己相関ピークを検出し、従来検出が難し
かった低S/N比の受信信号でも相関検出が可能とな
り、物体との相対速度測定における測定精度を向上でき
る。
As described above, according to the present invention, a radio wave whose band is spread by a pseudo noise signal is transmitted, a reflected wave from an object based on the radio wave is received, and the received signal is converted to the pseudo noise signal. In the radar apparatus that performs despreading, converts the frequency of the despread received signal into a signal of a predetermined frequency, and measures the speed of the object based on the frequency-converted signal, and measures the distance to the object. A measuring unit for measuring the amplitude of the frequency-converted signal; and a determining unit for determining an autocorrelation peak based on the measured amplitude. The circuit detects the auto-correlation peak by measuring each delay of the pseudo-noise signal for reception, and enables correlation detection even with a received signal having a low S / N ratio, which has been difficult to detect in the past. It can improve the measurement accuracy in the measurement.

【0030】測定手段は、非相関時のノイズフロアを測
定し、判定手段は、前記非相関時のノイズフロアと相関
検出時の自己相関ピークとに基づき、受信電力の飽和の
度合いを推定し、該飽和の度合いに応じて前記自己相関
ピークを補正するので、相関検出時の自己相関ピークと
非相関時のノイズフロアを測定することで、飽和の度合
いを推定し、反射受信電力が所定のレベルを越えて出力
信号が飽和しても、反射受信電力の測定を可能にし、物
体との相対速度測定における測定精度を向上できる。
The measuring means measures the noise floor at the time of decorrelation, and the judging means estimates the degree of saturation of the received power based on the noise floor at the time of decorrelation and the autocorrelation peak at the time of correlation detection. Since the autocorrelation peak is corrected according to the degree of the saturation, the degree of saturation is estimated by measuring the autocorrelation peak at the time of correlation detection and the noise floor at the time of non-correlation, and the reflected reception power becomes a predetermined level. Even if the output signal exceeds the saturation, the measurement of the reflected reception power can be performed, and the measurement accuracy in the measurement of the relative speed with respect to the object can be improved.

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

【図1】本発明に係るレーダ装置の一実施例の概略構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a radar apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示した演算処理部の構成を示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an arithmetic processing unit illustrated in FIG. 1;

【図3】相関がとれている時及び非相関の時の増幅回路
と振幅測定回路の出力を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing outputs of an amplifier circuit and an amplitude measurement circuit when correlation is obtained and when correlation is not obtained.

【図4】図2に示した波形整形回路の出力状態を示す波
形図である。
4 is a waveform chart showing an output state of the waveform shaping circuit shown in FIG.

【図5】同じく波形整形回路から出力されるパルス信号
の1周期分の時間分布を示す分布図である。
FIG. 5 is a distribution diagram showing a time distribution of one cycle of a pulse signal output from the waveform shaping circuit.

【図6】自己相関値のピークの補正動作を説明するため
のフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation of correcting a peak of an autocorrelation value.

【図7】振幅とPN符号の位相の遅延量との相関特性を
示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a correlation characteristic between the amplitude and the delay amount of the phase of the PN code.

【図8】自己相関値のピーク及びノイズフロアのピーク
と受信電力との関係を示す関係図である。
FIG. 8 is a relationship diagram showing a relationship between a peak of an autocorrelation value, a peak of a noise floor, and reception power.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 物体 11 演算処理部 11a,11b 増幅回路 11c 波形整形回路 11d 周期測定回路 11e 振幅測定回路 11f 処理回路 12 PNジェネレータ 13 送信部 14,16 アンテナ 15 遅延回路 17 受信部 18 ダウンコンバータ REFERENCE SIGNS LIST 10 object 11 arithmetic processing unit 11 a, 11 b amplifying circuit 11 c waveform shaping circuit 11 d period measuring circuit 11 e amplitude measuring circuit 11 f processing circuit 12 PN generator 13 transmitting unit 14, 16 antenna 15 delay circuit 17 receiving unit 18 down converter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 疑似雑音信号によって帯域を拡散された
電波を送信し、該電波に基づく物体からの反射波を受信
し、該受信信号を前記疑似雑音信号で逆拡散し、該逆拡
散された受信信号の周波数を所定周波数の信号に変換
し、該周波数変換された信号に基づいて前記物体の速度
測定、該物体までの距離測定を行うレーダ装置におい
て、 前記周波数変換された信号の振幅を測定する測定手段
と、 該測定された振幅に基づいて自己相関ピークを判定する
判定手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
1. A radio wave whose band is spread by a pseudo noise signal is transmitted, a reflected wave from an object based on the radio wave is received, the received signal is despread by the pseudo noise signal, and the despread signal is despread. A radar device that converts a frequency of a received signal into a signal of a predetermined frequency, measures a speed of the object based on the frequency-converted signal, and measures a distance to the object, wherein an amplitude of the frequency-converted signal is measured. And a determining means for determining an autocorrelation peak based on the measured amplitude.
【請求項2】 前記測定手段は、非相関時のノイズフロ
アを測定し、 前記判定手段は、前記非相関時のノイズフロアと相関検
出時の自己相関ピークとに基づき、受信電力の飽和の度
合いを推定し、該飽和の度合いに応じて前記自己相関ピ
ークを補正することを特徴とする請求項1に記載のレー
ダ装置。
2. The measuring unit measures a noise floor at the time of decorrelation, and the determining unit determines a degree of saturation of received power based on the noise floor at the time of decorrelation and an autocorrelation peak at the time of correlation detection. The radar apparatus according to claim 1, wherein the autocorrelation peak is corrected according to the degree of the saturation.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010008061A (en) * 2008-06-24 2010-01-14 Yamatake Corp Physical quantity sensor and physical quantity measurement method
JP2010160138A (en) * 2008-12-08 2010-07-22 Yamatake Corp Physical quantity sensor and physical quantity measurement method
JP2017173210A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 三菱電機株式会社 Distance measuring apparatus

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