JPH10300843A - Pulse radar distance measuring device and pulse radar distance measuring method - Google Patents

Pulse radar distance measuring device and pulse radar distance measuring method

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JPH10300843A
JPH10300843A JP10942797A JP10942797A JPH10300843A JP H10300843 A JPH10300843 A JP H10300843A JP 10942797 A JP10942797 A JP 10942797A JP 10942797 A JP10942797 A JP 10942797A JP H10300843 A JPH10300843 A JP H10300843A
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JP
Japan
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delay time
circuit
target
pulse
signal
Prior art date
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Application number
JP10942797A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Kishimoto
雅夫 岸本
Yutaka Kashiwase
裕 柏瀬
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Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide such a pulse radar distance measuring device and its method as being capable of measuring a target, if in any range, in the good condition of a S/N ratio. SOLUTION: Electromagnatic pulses corresponding to impulses from an impulse generating circuit are repeatedly transmitted from a transmission antenna to a target, reflected waves are received from the target by a receiving antenna 16, sampling of received signals from the receiving antenna is performed in a sample holding circuit 51 of a receiving circuit 50 at timings delayed from the repeated pulses, a delay time from a delay time adjusting circuit 53, and high frequency components are cut with a low pass filter 52. The delay time adjusting circuit 53 is formed with a feedback loop which consists of a computation amplifier 54 to subtract an output value from the receiving circuit 50 from a preset value, an integrator 56 to integrate a subtraction result from the computation amplifier 54 and a voltage-delay converting circuit 57 to adjust the delay time in accordance with an integration value from the integrator 56.

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、パルス幅の短い電
磁波パルスを目標に向けて送信し、目標からの反射波を
受信し、等価サンプリングの手法を用いて受信信号を低
周波信号に変換し、その信号を処理することによって目
標までの距離を測定するパルスレーダ距離測定装置及び
パルスレーダ距離測定方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to transmitting an electromagnetic pulse having a short pulse width toward a target, receiving a reflected wave from the target, and converting a received signal into a low-frequency signal using an equivalent sampling technique. The present invention relates to a pulse radar distance measuring device and a pulse radar distance measuring method for measuring a distance to a target by processing the signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電波法に抵触しない程度の小さな
電力で帯域の広い(送信パルス幅が狭く、受信器の帯域
幅が広い)レーダを用いて、各種の測定に応用すること
が提案されてきている(例えば、WO9604845A
1公報)。このレーダを目標までの距離を測定する距離
測定装置に応用することも提案されており、電磁波パル
スを目標に向けて送信し、目標からの反射波を受信し、
漸次変化する遅延時間分該電磁波パルス送信から遅延さ
れたタイミングで受信信号のサンプリングを行うことに
より、受信信号を低周波信号に変換し、その低周波信号
から反射波の受信時間を求めることによって、目標まで
の距離を測定する装置が開発されてきている。既に開発
された装置において、受信時間は、前回の受信波形を記
憶し、前回の受信波形のピークの振幅強度に対して一定
の割合の振幅強度となった時間を受信時間として決めて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, it has been proposed to apply a radar having a small power that does not violate the Radio Law and a wide band (a narrow transmission pulse width and a wide receiver bandwidth) to various measurements. (For example, WO960845A
1 gazette). It has also been proposed to apply this radar to a distance measuring device that measures the distance to a target, transmitting an electromagnetic wave pulse toward the target, receiving a reflected wave from the target,
By sampling the received signal at a timing delayed from the electromagnetic wave pulse transmission for the gradually changing delay time, the received signal is converted into a low frequency signal, and the reception time of the reflected wave is obtained from the low frequency signal, Devices for measuring the distance to a target have been developed. In a device that has already been developed, the reception time stores the previous reception waveform, and determines the time when the amplitude intensity at a certain ratio with respect to the peak amplitude intensity of the previous reception waveform is determined as the reception time.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、測定のインターバルを一定とした場合、漸次
変化する遅延時間の変化を早くすれば、測定レンジを広
くとることができる一方、波形が圧縮されるので受信信
号の帯域幅が広くなり、S/N比が悪くなるという問題
がある。これに対して、遅延時間の変化を遅くすれば、
受信波形が滑らかになりS/N比を高くすることができ
るが、測定レンジを広く取れないという問題がある。
However, in the conventional apparatus, when the measurement interval is fixed, if the change of the delay time gradually changing is made faster, the measurement range can be widened, while the waveform is compressed. Therefore, there is a problem that the bandwidth of the received signal is widened and the S / N ratio is deteriorated. On the other hand, if the delay time change is slowed down,
Although the received waveform becomes smooth and the S / N ratio can be increased, there is a problem that the measurement range cannot be widened.

【0004】本願発明は、かかる問題点に鑑みなされた
もので、請求項1記載の発明は、測定する目標がどのレ
ンジ範囲にあっても、S/N比の良い状態で測定するこ
とができるパルスレーダ距離測定装置を提供することで
ある。また、請求項2記載の発明は、同じ目的を達成す
るパルスレーダ距離測定方法を提供することである。
The present invention has been made in view of such a problem, and the invention according to claim 1 can perform measurement with a good S / N ratio regardless of the range of the target to be measured. An object of the present invention is to provide a pulse radar distance measuring device. Another object of the present invention is to provide a pulse radar distance measuring method which achieves the same object.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のうち請求項1記載の発明のパルスレーダ距離
測定装置は、繰り返しパルスを発生するパルス発生手段
と、パルス発生手段のパルスに対応した電磁波パルスを
目標に向けて送信する送信アンテナ手段と、目標からの
反射波を受信する受信アンテナ手段と、遅延時間を調整
する遅延時間調整手段と、前記遅延時間調整手段からの
遅延時間分、前記電磁波パルス送信から遅延されたタイ
ミングで前記受信アンテナ手段からの受信信号のサンプ
リングを行うサンプルホールド回路と、ローパスフィル
タとを有する受信回路と、を備えており、前記遅延時間
調整手段は、前記受信回路からの出力値が所定値になる
ように遅延時間を調整するフィードバックループで構成
されており、前記遅延時間調整手段で調整された遅延時
間から目標までの距離を求めることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pulse radar distance measuring apparatus comprising: a pulse generating means for generating a repetitive pulse; Transmitting antenna means for transmitting a corresponding electromagnetic wave pulse toward a target, receiving antenna means for receiving a reflected wave from the target, delay time adjusting means for adjusting a delay time, and a delay time from the delay time adjusting means. A sample-and-hold circuit that samples a reception signal from the reception antenna unit at a timing delayed from the electromagnetic wave pulse transmission, and a reception circuit having a low-pass filter, and the delay time adjustment unit includes: It is configured with a feedback loop that adjusts the delay time so that the output value from the receiving circuit becomes a predetermined value, And obtains the distance from the delay time which is adjusted by the length of time adjusting means to a target.

【0006】前記遅延時間調整手段は、例えば前記受信
回路からの出力値と所定値との減算を行う減算手段と、
該減算手段からの減算結果を積分する積分手段と、該積
分手段からの積分値に応じて遅延時間を調整する遅延時
間変換手段と、からなるフィードバックループで構成す
ることができ、前記遅延時間変換手段で調整された遅延
時間から目標までの距離を求めることができる。
The delay time adjusting means includes, for example, a subtracting means for subtracting an output value from the receiving circuit from a predetermined value,
The delay time conversion can be configured by a feedback loop including an integration means for integrating a result of the subtraction from the subtraction means, and a delay time conversion means for adjusting a delay time according to the integration value from the integration means. The distance to the target can be obtained from the delay time adjusted by the means.

【0007】尚、パルス発生手段の発生するパルスは、
インパルス信号やバースト信号とすることができる。ま
た、請求項2記載の発明のパルスレーダ距離測定方法
は、繰り返し電磁波パルスを目標に向けて送信し、目標
からの反射波を受信し、調整された遅延時間分該電磁波
パルス送信から遅延されたタイミングで受信信号のサン
プリングを行い、低周波成分のフィルタリングを行い、
フィルタリングされた出力値が常に所定値になるように
前記遅延時間を調整し、該調整された遅延時間から目標
までの距離を求めることを特徴とする。
The pulse generated by the pulse generating means is
It can be an impulse signal or a burst signal. In the pulse radar distance measuring method according to the second aspect of the invention, the electromagnetic wave pulse is repeatedly transmitted toward the target, the reflected wave from the target is received, and the electromagnetic wave pulse is delayed from the transmission of the electromagnetic wave pulse by the adjusted delay time. Sampling of the received signal at the timing, filtering low frequency components,
The delay time is adjusted so that the filtered output value always becomes a predetermined value, and a distance from the adjusted delay time to a target is obtained.

【0008】従来は、受信アンテナ手段から受信された
信号を、漸次変化する遅延時間分該電磁波パルス送信か
ら遅延されたタイミングで受信信号のサンプリングを行
うことにより、受信信号を低周波信号に変換していたの
に対して、本発明では、サンプリングのタイミングを決
める遅延時間を、常に受信回路からの出力値が所定値に
なるように調整している。例えば、受信回路の出力値が
ゼロに等しくなるように遅延時間を調整すれば、受信波
形のうちのゼロクロス点のみの波形を取得していること
になる。このように、受信波形の局所的な部分のみを出
力するようにして、受信信号の帯域幅を小さくし、ロー
パスフィルタで高周波成分をカットすることにより、S
/N比を向上させることができ、測定精度を向上させる
ことができる。
Conventionally, a signal received from a receiving antenna means is sampled at a timing delayed from the transmission of the electromagnetic wave pulse by a gradually changing delay time, thereby converting the received signal into a low-frequency signal. On the other hand, in the present invention, the delay time for determining the sampling timing is adjusted so that the output value from the receiving circuit always becomes a predetermined value. For example, if the delay time is adjusted so that the output value of the receiving circuit becomes equal to zero, the waveform of only the zero cross point in the received waveform is obtained. As described above, by outputting only the local portion of the received waveform, reducing the bandwidth of the received signal, and cutting the high-frequency component with the low-pass filter,
/ N ratio can be improved, and measurement accuracy can be improved.

【0009】遅延時間の初期値は、予め目標までの予測
距離がわかっている場合には、その予測距離に対応する
遅延時間とすればよい。また、目標がどの距離にあるか
全く分からない場合には、例えば、タイミング信号発生
手段と、タイミング信号発生手段からの信号を受けて、
漸次変化する遅延時間に対応する信号を出力する第2の
遅延時間調整手段と、前記第2の遅延時間調整手段から
の信号によって、電磁波パルス送信からその遅延時間分
遅延されたタイミングで受信アンテナ手段からの受信信
号のサンプリングを行うサンプルホールド回路と、ロー
パスフィルタと、ローパスフィルタからの出力値が前記
所定値に一致するときの遅延時間を求める手段と、を備
えた走査手段によって求められた前記所定値に一致する
ときの遅延時間を、前記積分手段の初期値とすることが
できる。
When the predicted distance to the target is known in advance, the initial value of the delay time may be a delay time corresponding to the predicted distance. In addition, if the distance to the target is not known at all, for example, a timing signal generating unit and a signal from the timing signal generating unit,
Second delay time adjusting means for outputting a signal corresponding to the gradually changing delay time, and receiving antenna means at a timing delayed by the delay time from the transmission of the electromagnetic wave pulse by the signal from the second delay time adjusting means. A sample-and-hold circuit that performs sampling of a received signal from the first filter, a low-pass filter, and a unit that calculates a delay time when an output value from the low-pass filter matches the predetermined value. A delay time when the value coincides with the value can be set as an initial value of the integrating means.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図1は、本発明に係るパルスレーダ
距離測定装置、及び本発明に係るパルスレーダ距離測定
方法が実行される装置の実施の形態を表すブロック図で
ある。図において、符号10はトリガ発生回路であり、
例えば、1MHz程度のトリガ信号を出力するものであ
る。このトリガ発生回路10にはインパルス発生回路
(パルス発生手段)12が接続されており、インパルス
発生回路12は、トリガ発生回路10からのトリガ信号
に同期して幅の狭いインパルス(例えば200ps〜2
0ps)を繰り返し発生するものである。このインパル
ス発生回路12には、測定したい目標Tに対して対向し
て配置され、インパルス発生回路12からのインパルス
に対応した電磁波パルスを測定したい目標Tに向けて送
信する広帯域の送信アンテナ14が接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a pulse radar distance measuring apparatus according to the present invention and an apparatus for executing the pulse radar distance measuring method according to the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a trigger generation circuit,
For example, it outputs a trigger signal of about 1 MHz. An impulse generation circuit (pulse generation means) 12 is connected to the trigger generation circuit 10. The impulse generation circuit 12 synchronizes with a trigger signal from the trigger generation circuit 10 and has a narrow impulse (for example, 200 ps to 2 ps).
0 ps). Connected to the impulse generating circuit 12 is a broadband transmitting antenna 14 that is disposed to face the target T to be measured and transmits an electromagnetic wave pulse corresponding to the impulse from the impulse generating circuit 12 toward the target T to be measured. Have been.

【0011】測定したい目標Tに対して送信アンテナ1
4とほぼ同じ位置に並んで広帯域の受信アンテナ16が
配置され、受信アンテナ16には、走査回路17及び追
尾回路18が接続される。走査回路17は、予め広いレ
ンジで目標からの反射波を見つけ出して、目標の大体の
距離を求めて、その距離に対応する信号Vinを追尾回路
18に送出するものである。また、追尾回路18は、走
査回路17からの信号Vinを初期値として、以降、目標
からの反射波のトラッキングを行い、受信波形の局所的
な部分の信号を取得するものである。
For a target T to be measured, a transmitting antenna 1
A broadband receiving antenna 16 is arranged substantially at the same position as that of the receiving antenna 4, and a scanning circuit 17 and a tracking circuit 18 are connected to the receiving antenna 16. The scanning circuit 17 finds a reflected wave from the target in a wide range in advance, obtains the approximate distance of the target, and sends a signal Vin corresponding to the distance to the tracking circuit 18. Further, the tracking circuit 18 uses the signal Vin from the scanning circuit 17 as an initial value, and thereafter performs tracking of a reflected wave from a target to acquire a signal of a local portion of a received waveform.

【0012】走査回路17は、図2のように構成されて
おり、受信アンテナ16に接続される受信回路20と、
トリガ発生回路10からのトリガ信号を分周すると共に
分周されたパルスをカウントするカウンタ26と、カウ
ンタ26からの出力をD/A変換するD/A変換器28
と、トリガ発生回路10からのトリガ信号に対してD/
A変換器28からの出力に対応する時間だけ遅延したイ
ンパルス信号を出力する電圧−ディレイ変換回路30
と、受信回路20に接続され、受信回路20からの出力
と所定レベルの電圧Vthとの比較を行う電圧比較器32
と、同じく受信回路20に接続され、受信回路20から
の出力と電圧0との比較を行う電圧比較器36と、フリ
ップフロップ38、40と、フリップフロップ40に接
続されるゲート回路44と、1回の測定間隔を決める例
えば100Hz程度のタイミング信号を出力するタイミ
ング信号発生回路48と、を備えている。
The scanning circuit 17 is configured as shown in FIG. 2, and includes a receiving circuit 20 connected to the receiving antenna 16,
A counter 26 for dividing the frequency of the trigger signal from the trigger generation circuit 10 and counting the frequency-divided pulses, and a D / A converter 28 for D / A converting the output from the counter 26
D / with respect to the trigger signal from the trigger generation circuit 10
A voltage-delay conversion circuit 30 that outputs an impulse signal delayed by a time corresponding to the output from the A converter 28
And a voltage comparator 32 connected to the receiving circuit 20 for comparing the output from the receiving circuit 20 with a voltage Vth of a predetermined level.
A voltage comparator 36, which is also connected to the receiving circuit 20 and compares the output from the receiving circuit 20 with the voltage 0, flip-flops 38 and 40, a gate circuit 44 connected to the flip-flop 40, And a timing signal generating circuit 48 for outputting a timing signal of, for example, about 100 Hz for determining a measurement interval.

【0013】受信回路20は、さらに、電圧−ディレイ
変換回路30からの信号によって、受信アンテナ16か
らの受信信号のサンプリングを行うサンプルホールド回
路21と、高周波成分をカットするローパスフィルタ2
2とを有している。具体的には、サンプルホールド回路
21は、電圧−ディレイ変換回路30によって駆動され
るダイオードと、ダイオードによってサンプリングされ
る電圧レベルを保持するコンデンサとによって構成され
る。
The receiving circuit 20 further includes a sample-and-hold circuit 21 for sampling a signal received from the receiving antenna 16 based on a signal from the voltage-delay conversion circuit 30, and a low-pass filter 2 for cutting high-frequency components.
And 2. Specifically, the sample and hold circuit 21 includes a diode driven by the voltage-delay conversion circuit 30 and a capacitor that holds a voltage level sampled by the diode.

【0014】また、追尾回路18は、図3のように構成
されており、受信アンテナ16に接続される受信回路5
0と、遅延時間調整回路53とを備えている。遅延時間
調整回路53は、受信回路50からの出力と電圧0との
減算を行い両者の差に対応した信号を出力する演算増幅
器54(減算手段)と、演算増幅器54からの出力を積
分する積分器56と、トリガ発生回路10からのトリガ
信号に対して積分器56からの出力に対応する時間だけ
遅延したインパルス信号を出力する電圧−ディレイ変換
回路57と、からなるフィードバックループを構成して
いる。さらに、追尾回路18は、積分器56からの積分
信号が入力されるA/D変換器58と、A/D変換器5
8に接続される乗算器60とを備えている。
The tracking circuit 18 is configured as shown in FIG. 3, and includes a receiving circuit 5 connected to the receiving antenna 16.
0 and a delay time adjustment circuit 53. The delay time adjusting circuit 53 subtracts the output from the receiving circuit 50 from the voltage 0, and outputs a signal corresponding to the difference between the two, and an integration for integrating the output from the operational amplifier 54. And a voltage-delay conversion circuit 57 that outputs an impulse signal delayed by a time corresponding to the output from the integrator 56 with respect to the trigger signal from the trigger generation circuit 10. . Further, the tracking circuit 18 includes an A / D converter 58 to which the integration signal from the integrator 56 is input and an A / D converter 5
And a multiplier 60 that is connected to the multiplier 8.

【0015】受信回路50は、さらに、電圧−ディレイ
変換回路57からの信号によって、受信アンテナ16か
らの受信信号のサンプリングを行うサンプルホールド回
路51と、高周波成分をカットするローパスフィルタ5
2とを有している。サンプルホールド回路51は、サン
プルホールド回路21と同じように構成されている。ま
た、ローパスフィルタ52は、受信回路20のローパス
フィルタ22に比較して、カットオフ周波数の低いもの
となっている。
The receiving circuit 50 further includes a sample-and-hold circuit 51 for sampling a signal received from the receiving antenna 16 based on a signal from the voltage-delay converting circuit 57, and a low-pass filter 5 for cutting high-frequency components.
And 2. The sample and hold circuit 51 has the same configuration as the sample and hold circuit 21. The low-pass filter 52 has a lower cutoff frequency than the low-pass filter 22 of the receiving circuit 20.

【0016】本発明の要旨である追尾回路18による目
標からの反射波のトラッキングを行い、受信波形の局所
的な部分の信号を取得する前に、まず、走査回路17を
用いて目標の大体の距離を求める。但し、予め目標の距
離が予想できる場合、例えば、目標が移動中であり、前
回の測定で求めた目標の位置とそれほど離れていない位
置に目標がいる場合等には、この走査回路17での処理
は不要である。
Before the tracking of the reflected wave from the target by the tracking circuit 18 according to the gist of the present invention and the acquisition of the signal of the local portion of the received waveform, first, the scanning circuit 17 is used to roughly determine the target. Find the distance. However, when the target distance can be predicted in advance, for example, when the target is moving and the target is located at a position not so far from the target position obtained in the previous measurement, etc. No processing is required.

【0017】始めに、走査回路17を用いて予め広いレ
ンジで目標からの反射波を見つけ出す処理について図4
のタイミングチャートを用いて以下に説明する。まず、
トリガ発生回路10からのトリガ信号(図4(a))に
同期して、インパルス発生回路12からインパルス(図
4(b))が発生し、これにより送信アンテナ14から
電磁波パルスが繰り返し放射される。各電磁波パルスが
放射される毎に、目標Tからの信号が受信アンテナ16
にて受信されて、走査回路17の受信回路20へと送ら
れる。
First, a process of finding a reflected wave from a target in a wide range in advance by using the scanning circuit 17 is shown in FIG.
This will be described below using the timing chart of FIG. First,
In synchronization with the trigger signal (FIG. 4A) from the trigger generation circuit 10, an impulse (FIG. 4B) is generated from the impulse generation circuit 12, whereby the transmission antenna 14 repeatedly emits an electromagnetic pulse. . Each time each electromagnetic pulse is emitted, a signal from the target T
And is sent to the receiving circuit 20 of the scanning circuit 17.

【0018】一方、タイミング信号発生回路48からの
タイミング信号(図4(c))によってカウンタ26、
フリップフロップ38、40がリセットされ、カウンタ
26はトリガ発生回路10からのトリガ信号を1からカ
ウントし始める(図4(d))。尚、図では説明上、分
周比が1の場合を示しており、トリガ発生回路10から
のトリガ信号の発生と同時にカウントの値が1つずつ上
昇する。これによって、D/A変換器28の出力が漸次
増加し(図4(e))、この出力に応じて、電圧−ディ
レイ変換回路30で発生されるインパルス信号のトリガ
信号からの遅延時間が漸次増加していき、受信回路20
でのサンプリングのタイミングが漸次連続的に遅延され
ていく。このように、遅延時間を漸次連続的に変化させ
ていくことによって、受信信号の時間軸を等価的に変換
することができ、図4(f)に示すように、受信回路2
0からの受信信号が低周波の信号に変換される。
On the other hand, the timing signal (FIG. 4 (c)) from the timing signal generating circuit 48 causes the counter 26,
The flip-flops 38 and 40 are reset, and the counter 26 starts counting the trigger signal from the trigger generation circuit 10 from 1 (FIG. 4D). Note that, for the sake of explanation, the figure shows a case where the frequency division ratio is 1, and the count value increases by one at the same time when the trigger signal from the trigger generation circuit 10 is generated. As a result, the output of the D / A converter 28 gradually increases (FIG. 4E), and the delay time of the impulse signal generated by the voltage-delay conversion circuit 30 from the trigger signal gradually increases in accordance with this output. The receiving circuit 20
Is gradually and continuously delayed. As described above, by gradually and continuously changing the delay time, the time axis of the received signal can be equivalently converted. As shown in FIG.
The received signal from 0 is converted to a low frequency signal.

【0019】電圧比較器32は、受信回路20からの信
号が閾値電圧Vthよりも大きくなったところで信号を出
力して、フリップフロップ38をセットする(図4
(g))。さらに、フリップフロップ38がセットされ
た状態で、電圧比較器36は、受信回路20からの信号
が0よりも大きくなったところで信号を出力して、フリ
ップフロップ40をセットする(図4(h))。本実施
の形態では、ノイズレベルを越えると考えられる閾値電
圧Vthを越えて最初にゼロクロスする時点を受信時間と
して定めており、このように受信波形の前部分にある基
準点(ゼロクロス点)をもって受信時間とすることで、
複数の反射源からの不要な反射波の影響を除去してい
る。
The voltage comparator 32 outputs a signal when the signal from the receiving circuit 20 becomes larger than the threshold voltage Vth, and sets the flip-flop 38 (FIG. 4).
(G)). Further, with the flip-flop 38 set, the voltage comparator 36 outputs a signal when the signal from the receiving circuit 20 becomes larger than 0, and sets the flip-flop 40 (FIG. 4 (h)). ). In the present embodiment, the point of time when the zero crossing is first performed beyond the threshold voltage Vth which is considered to exceed the noise level is determined as the reception time, and the reception is performed using the reference point (zero cross point) in the front part of the reception waveform. By taking time,
The effects of unnecessary reflected waves from multiple reflection sources are eliminated.

【0020】ゲート回路44では、フリップフロップ4
0がセットされたときのD/A変換器28の出力を取り
込んでその出力Vinを追尾回路18へ送る。図4の例で
は説明上分周比を1としていたが、タイミング信号の周
波数が一定の条件の下で分周比を調整して電圧−ディレ
イ変換回路30での遅延時間の変化を速くすると測定レ
ンジを広くすることができ変化を遅くすると測定レンジ
が狭くなる。分周比を適宜選択することにより、目標の
反射波がレンジ内において検出されるようにする。
In the gate circuit 44, the flip-flop 4
The output of the D / A converter 28 when 0 is set is fetched and the output Vin is sent to the tracking circuit 18. In the example of FIG. 4, the division ratio is set to 1 for explanation, but it is measured that the change of the delay time in the voltage-delay conversion circuit 30 is increased by adjusting the division ratio under the condition that the frequency of the timing signal is constant. The range can be widened and the slower the change, the narrower the measurement range. By appropriately selecting the frequency division ratio, the target reflected wave is detected within the range.

【0021】このようにして、目標Tまでのおおよその
距離が検出されると、次に、追尾回路18で目標のトラ
ッキングを行う。即ち、走査回路17から出力されるV
inが積分器56の初期値として出力され、電圧−ディレ
イ変換回路57では、この電圧Vinに応じた時間だけ遅
延したインパルス信号を受信回路50へと出力する。こ
うして、受信回路50のサンプルホールド51におい
て、このインパルス信号のタイミングで受信波形のサン
プリングが行われ、さらに、ローパスフィルタ52によ
って高周波成分がカットされる。
When the approximate distance to the target T is detected in this manner, the tracking circuit 18 performs tracking of the target. That is, V output from the scanning circuit 17
in is output as an initial value of the integrator 56, and the voltage-delay conversion circuit 57 outputs an impulse signal delayed by a time corresponding to the voltage Vin to the reception circuit 50. Thus, in the sample and hold 51 of the receiving circuit 50, the sampling of the received waveform is performed at the timing of the impulse signal, and the high-frequency component is cut by the low-pass filter 52.

【0022】次いで、演算増幅器54において、受信回
路50からの出力と電圧0との減算が行われ、この結果
が積分器56へと送られて、電圧−ディレイ変換回路5
7の遅延時間が調整される。即ち、このフィードバック
ループでは、受信回路50からの出力が0よりも小さい
場合には、遅延時間を減少させ、受信回路50からの出
力が0よりも大きい場合には、遅延時間を増加させる。
受信回路50からの出力が0に等しいときには遅延時間
を変えずに、そのままとする。
Next, in the operational amplifier 54, the output from the receiving circuit 50 and the voltage 0 are subtracted, and the result is sent to the integrator 56, where the voltage-delay conversion circuit 5
7, the delay time is adjusted. That is, in this feedback loop, when the output from the receiving circuit 50 is smaller than 0, the delay time is reduced, and when the output from the receiving circuit 50 is larger than 0, the delay time is increased.
When the output from the receiving circuit 50 is equal to 0, the delay time is kept unchanged without changing the delay time.

【0023】このフィードバックループを繰り返したと
きの積分器56から出力される遅延時間に相当する信号
が電磁波パルスの伝搬時間に相当するので、積分器56
からの出力をA/D変換器58にてA/D変換し、さら
に、乗算器60にて電波の伝搬速度、電圧−ディレイ変
換回路57の電圧と遅延時間の変換率等によって決めら
れる係数を乗算して、距離に換算して出力する。
Since the signal corresponding to the delay time outputted from the integrator 56 when this feedback loop is repeated corresponds to the propagation time of the electromagnetic wave pulse, the integrator 56
The A / D converter 58 converts the output from the A / D converter into an A / D signal. Further, the multiplier 60 calculates a coefficient determined by the propagation speed of the radio wave, the voltage-delay conversion circuit 57 voltage / delay time conversion rate, and the like. Multiply, convert to distance and output.

【0024】受信回路50からの信号は、カットオフ周
波数の低いローパスフィルタ52で高周波成分がカット
されて、平均化された平均信号が得られることになり、
目標Tが静止していれば受信回路50からの信号は、一
定値を示すことになる。また、目標Tが移動すると、受
信回路50からの信号は0でなくなるので、受信回路5
0の出力が0になるようにフィードバックループが動作
する。例えば、図5に示したように、目標Tが近づく
と、仮想線で示したように、ゼロクロス点が前方へずれ
るので、受信回路50からの出力は負の値となるが、こ
れを演算増幅器54で検出して、電圧−ディレイ変換回
路57での遅延時間を小さくする。その結果として、受
信回路50からの出力は0に保持されることとなる。
From the signal from the receiving circuit 50, the high-frequency component is cut by the low-pass filter 52 having a low cut-off frequency, and an averaged average signal is obtained.
If the target T is stationary, the signal from the receiving circuit 50 shows a constant value. When the target T moves, the signal from the receiving circuit 50 is no longer 0, so that the receiving circuit 5
The feedback loop operates so that the output of 0 becomes 0. For example, as shown in FIG. 5, when the target T approaches, the zero-cross point shifts forward as indicated by the phantom line, so that the output from the receiving circuit 50 becomes a negative value. Detected at 54, the delay time in the voltage-delay conversion circuit 57 is reduced. As a result, the output from the receiving circuit 50 is kept at 0.

【0025】このように受信回路50で受信波形のゼロ
クロス付近の信号のみを取り出してローパスフィルタ5
2で円滑化することによりS/N比を格段に向上させる
ことができる。尚、本実施の形態では、演算増幅器54
が受信回路50からの出力と、0ボルトとの減算を行っ
ているが、これは、受信波形が最初に閾値電圧Vthを越
えた後の最初のゼロクロス点を受信時間としているため
であり、受信時間として、例えば、受信波形が所定の電
圧レベルVref に達したときを受信時間とする場合に
は、演算増幅器54の−端子にVref を入力すればよ
い。
As described above, the receiving circuit 50 extracts only the signal near the zero cross of the received waveform and outputs the signal to the low-pass filter 5.
By smoothing at 2, the S / N ratio can be significantly improved. In the present embodiment, the operational amplifier 54
Performs the subtraction between the output from the receiving circuit 50 and 0 volt, because the first zero-cross point after the received waveform first exceeds the threshold voltage Vth is set as the receiving time. As the time, for example, when the time when the reception waveform reaches a predetermined voltage level Vref is set as the reception time, Vref may be input to the minus terminal of the operational amplifier 54.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信回路でのサンプリングのタイミングを決める遅延時
間を、常に受信回路からの出力値が所定値になるように
調整することにより、受信波形のうちの特定の部分のみ
を受信回路が出力するようにすることができる。このよ
うにして、受信信号の帯域幅を小さくし、ローパスフィ
ルタで高周波成分をカットすることにより平均化処理を
施して、S/N比を向上させることができる。よって、
測定精度を向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
By adjusting the delay time for determining the sampling timing in the receiving circuit so that the output value from the receiving circuit always becomes a predetermined value, the receiving circuit outputs only a specific part of the received waveform. be able to. In this way, the S / N ratio can be improved by reducing the bandwidth of the received signal and performing averaging by cutting high-frequency components with a low-pass filter. Therefore,
Measurement accuracy can be improved.

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

【図1】本発明に係るパルスレーダ距離測定装置、及び
本発明に係るパルスレーダ距離測定方法が実行される装
置の実施の形態を表すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a pulse radar distance measuring apparatus according to the present invention and an apparatus for executing the pulse radar distance measuring method according to the present invention.

【図2】図1の走査回路の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a scanning circuit of FIG. 1;

【図3】図1の追尾回路の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a tracking circuit in FIG. 1;

【図4】図2の動作を表すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart illustrating the operation of FIG.

【図5】受信波形の一例を表しており、仮想線は、目標
が近づいたときの受信波形を表す。
FIG. 5 illustrates an example of a reception waveform, and a virtual line indicates a reception waveform when a target approaches.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 インパルス発生回路(パルス発生手段) 14 送信アンテナ(送信アンテナ手段) 16 受信アンテナ(受信アンテナ手段) 50 受信回路 51 サンプルホールド回路 52 ローパスフィルタ 53 遅延時間調整回路(遅延時間調整手段) 54 演算増幅器(減算手段) 56 積分器 57 電圧−ディレイ変換回路(遅延時間変換手段) Reference Signs List 12 impulse generation circuit (pulse generation means) 14 transmission antenna (transmission antenna means) 16 reception antenna (reception antenna means) 50 reception circuit 51 sample and hold circuit 52 low-pass filter 53 delay time adjustment circuit (delay time adjustment means) 54 operational amplifier ( Subtraction means) 56 integrator 57 voltage-delay conversion circuit (delay time conversion means)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 繰り返しパルスを発生するパルス発生手
段と、 パルス発生手段のパルスに対応した電磁波パルスを目標
に向けて送信する送信アンテナ手段と、 目標からの反射波を受信する受信アンテナ手段と、 遅延時間を調整する遅延時間調整手段と、 前記遅延時間調整手段からの遅延時間分、前記電磁波パ
ルス送信から遅延されたタイミングで前記受信アンテナ
手段からの受信信号のサンプリングを行うサンプルホー
ルド回路と、ローパスフィルタとを有する受信回路と、 を備えており、 前記遅延時間調整手段は、前記受信回路からの出力値が
所定値になるように遅延時間を調整するフィードバック
ループで構成されており、前記遅延時間調整手段で調整
された遅延時間から目標までの距離を求めることを特徴
とするパルスレーダ距離測定装置。
1. A pulse generating means for generating a repetitive pulse, a transmitting antenna means for transmitting an electromagnetic wave pulse corresponding to the pulse of the pulse generating means toward a target, a receiving antenna means for receiving a reflected wave from the target, A delay time adjusting means for adjusting a delay time; a sample hold circuit for sampling a reception signal from the reception antenna means at a timing delayed from the electromagnetic pulse transmission by an amount corresponding to the delay time from the delay time adjustment means; A receiving circuit having a filter, wherein the delay time adjusting means is configured by a feedback loop for adjusting a delay time so that an output value from the receiving circuit becomes a predetermined value, and the delay time A pulse radar distance measuring method for obtaining a distance to a target from the delay time adjusted by the adjusting means. Setting device.
【請求項2】 繰り返し電磁波パルスを目標に向けて送
信し、目標からの反射波を受信し、調整された遅延時間
分該電磁波パルス送信から遅延されたタイミングで受信
信号のサンプリングを行い、低周波成分のフィルタリン
グを行い、フィルタリングされた出力値が常に所定値に
なるように前記遅延時間を調整し、該調整された遅延時
間から目標までの距離を求めることを特徴とするパルス
レーダ距離測定方法。
2. An electromagnetic wave pulse is repeatedly transmitted to a target, a reflected wave from the target is received, and a reception signal is sampled at a timing delayed from the transmission of the electromagnetic wave pulse by an adjusted delay time. A pulse radar distance measuring method, comprising filtering components, adjusting the delay time so that a filtered output value always becomes a predetermined value, and obtaining a distance from the adjusted delay time to a target.
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Cited By (5)

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