JPH10300845A - 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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JPH10300845A
JPH10300845A JP9109426A JP10942697A JPH10300845A JP H10300845 A JPH10300845 A JP H10300845A JP 9109426 A JP9109426 A JP 9109426A JP 10942697 A JP10942697 A JP 10942697A JP H10300845 A JPH10300845 A JP H10300845A
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JP
Japan
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signal
time
pulse
circuit
target
Prior art date
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Pending
Application number
JP9109426A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Kishimoto
雅夫 岸本
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Tokimec Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse radar distance measuring device and its method capable of extremely reducing the effect of unnecessary reflected waves from plural reflecting sources. SOLUTION: Electromagnetic pulses corresponding to impulses from an impulse generating circuit 12 are repeatedly transmitted from a transmission antenna 14 to a target T, reflected waves are received from the target T by a receiving antenna 16, sampling of received signals is performed in a sample holding circuit 18 for a receiving circuit 20 at timings delayed a gradually changed delay time from electromagnetic pulse transmission for every electromagnetic pulse transmission and high frequency components are cut with a low pass filter 19. When an output value from the receiving circuit 20 is over a preset threshold value, a signal is generated in a voltage comparator 32, and, after the signal from the voltage comparator 32 is generated in a detecting circuit 34 and when the output value from the receiving circuit becomes zero for the first time, a detection signal is generated to allow the computation of a distance to the target in an arithmatic circuit 42 in accordance with the detection signal.

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号)。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、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 wide band (a narrow transmission pulse width and a wide band width of a receiver) with a small power that does not violate the Radio Law to various measurements. (For example, WO960845A
No. 1). It has also been proposed to apply this radar to a distance measuring device that measures the distance to the target, transmitting electromagnetic wave pulses toward the target, receiving reflected waves from the target, and receiving using an equivalent sampling technique. Devices for measuring a distance to a target by converting a signal into a low-frequency signal and obtaining a reception time of a reflected wave from the low-frequency signal 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、受信波
形は、目標からの反射波のみならず、複数の反射源から
の不要な反射波が重畳した形で表れるため、従来の受信
時間の決定方法では、正確な受信時間を求めることが困
難であるという問題がある。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ないし請求項4記載の
発明は、複数の反射源からの不要な反射波の影響を極力
小さくすることができ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を提供することを目的とす
る。
However, since the received waveform appears not only as a reflected wave from the target but also as an unnecessary reflected wave from a plurality of reflecting sources, the conventional method for determining the receiving time does not. However, there is a problem that it is difficult to obtain an accurate reception time. The present invention has been made in view of such a problem, and the invention according to claims 1 to 4 has a pulse radar distance measuring device capable of minimizing the influence of unnecessary reflected waves from a plurality of reflection sources. And a pulse radar distance measuring method.

【0004】[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、本発明のうち請求項1記載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、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遅延時
間調整手段と、前記遅延時間調整手段からの信号によっ
て、前記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、受信回路からの出力値
が所定の閾値を越えたときに信号を発生する比較手段
と、比較手段で信号が発生された後、初めて受信回路か
らの出力値がゼロになるときに検出信号を発生する検出
手段と、前記タイミング信号発生手段からのタイミング
信号と検出手段からの検出信号との時間間隔を求め、該
時間間隔から目標までの距離を演算する演算手段と、を
備えることを特徴とする。
To achieve the above object, a pulse radar distance measuring device according to claim 1 of the present invention comprises: a pulse generating means for generating a repetitive pulse;
Transmitting antenna means for transmitting an electromagnetic wave pulse corresponding to the pulse of the pulse generating means toward the target, receiving antenna means for receiving a reflected wave from the target, timing signal generating means, and receiving signals from the timing signal generating means hand,
Delay time adjusting means for outputting a signal corresponding to a gradually changing delay time; and a signal from the reception antenna means at a timing delayed by the delay time from the electromagnetic wave pulse transmission by a signal from the delay time adjusting means. And a receiving circuit having a low-pass filter, a comparing means for generating a signal when an output value from the receiving circuit exceeds a predetermined threshold value, and a signal after the signal is generated by the comparing means. A detecting means for generating a detection signal when the output value from the receiving circuit becomes zero for the first time, and a time interval between the timing signal from the timing signal generating means and the detection signal from the detecting means, and from the time interval Calculating means for calculating the distance to the target.

【0005】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記載の発明は、請求項1記載のものにおいて、
前記比較手段で信号が発生された後は、前記遅延時間調
整手段の遅延時間の変化率を下げると共に、前記受信回
路のローパスフィルタのカットオフ周波数を下げること
を特徴とする。
[0005] The pulse generated by the pulse generating means can be an impulse signal or a burst signal. Also,
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
After the signal is generated by the comparing means, the rate of change of the delay time of the delay time adjusting means is reduced, and the cutoff frequency of the low-pass filter of the receiving circuit is reduced.

【0006】また、請求項3記載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、前記電磁波パルス送信
毎に、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
と共に低周波成分のフィルタリングを行い、その出力値
が所定の閾値を越えた後、初めてその出力値がゼロにな
る時間を検出し、この検出時間と前記遅延時間を漸次変
化させる開始時間との間の時間間隔を求め、この時間間
隔から目標までの距離に変換することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a pulse radar distance measuring method, wherein an electromagnetic wave pulse is repeatedly transmitted to a target, a reflected wave from the target is received, and a delay time gradually changing for each transmission of the electromagnetic wave pulse. Sampling of the received signal at the timing delayed from the electromagnetic wave pulse transmission and filtering of low frequency components, after the output value exceeds a predetermined threshold, the first time the output value becomes zero, the time is detected, A time interval between the detection time and a start time at which the delay time is gradually changed is obtained, and the time interval is converted into a distance to a target.

【0007】また、請求項4記載の発明は、請求項3記
載のものにおいて、前記出力値が所定の閾値を越えた後
は、遅延時間の変化率を下げると共に、フィルタリング
のカットオフ周波数を下げることを特徴とする。通常、
距離測定において、目標はアンテナ手段から最も近い場
所にあることが前提となっており、不要な反射波は、目
標からの反射波よりも遅れて、その受信波形の後部分に
存在することが多い。本発明は、かかる性質を利用した
ものであり、ノイズと区別できる所定のS/N比が得ら
れてから、最初のゼロクロス点を受信時間とすること
で、不要な反射波の影響を小さくすることができ、測定
精度を向上させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, after the output value exceeds a predetermined threshold, the rate of change of the delay time is reduced, and the cutoff frequency of the filtering is reduced. It is characterized by the following. Normal,
In the distance measurement, it is assumed that the target is located closest to the antenna means, and the unnecessary reflected wave is often behind the reflected wave from the target and located later in the received waveform. . The present invention utilizes such a property, and reduces the influence of unnecessary reflected waves by setting the first zero-cross point as a reception time after a predetermined S / N ratio that can be distinguished from noise is obtained. Measurement accuracy can be improved.

【0008】また、受信波形には高周波のノイズ成分が
重畳されているが、最初のゼロクロス点になる直前から
の受信波形をより低い低周波信号に変換し、高周波成分
をカットすることにより、より正確にゼロクロス点が求
められ、測定精度をより向上させることができる。受信
アンテナ手段で受信される信号すべてを低周波信号に変
換するのに比較して、必要なゼロクロス点直前からの受
信波形をより低い低周波信号に変換することにより、効
率よく測定を行うことができる。
Although a high-frequency noise component is superimposed on the received waveform, the received waveform immediately before the first zero-crossing point is converted into a lower-frequency signal, and the high-frequency component is cut off. The zero cross point is accurately obtained, and the measurement accuracy can be further improved. Compared to converting all signals received by the receiving antenna means to low-frequency signals, by converting the received waveform immediately before the required zero-cross point to a lower-frequency signal, measurement can be performed more efficiently. it can.

【0009】[0009]

【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). The impulse generation circuit 12 is connected to a wide-band transmission antenna 14 that is disposed to face the target T to be measured and transmits an electromagnetic pulse corresponding to the impulse from the impulse generation circuit 12 toward the target T. I have.

【0010】目標Tに対して送信アンテナ14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
る。受信アンテナ16には、受信回路20が接続され
る。受信回路20は、後述の遅延時間調整手段22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18と、高周波
成分をカットするローパスフィルタ19とを有してい
る。具体的には、サンプルホールド回路18は、遅延時
間調整手段22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。
A wide-band receiving antenna 16 is arranged at substantially the same position as the transmitting antenna 14 with respect to the target T. The receiving circuit 16 is connected to the receiving antenna 16. The receiving circuit 20 includes a sample-and-hold circuit 18 that samples a signal received from the receiving antenna 16 by a signal from a delay time adjusting unit 22 described later, and a low-pass filter 19 that cuts high-frequency components. Specifically, the sample and hold circuit 18 includes a diode driven by the delay time adjusting unit 22 and a capacitor that holds a voltage level sampled by the diode.

【0011】遅延時間調整手段22は、トリガ発生回路
10からのトリガ信号を適宜分周すると共に、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、から構成さ
れ、電圧−ディレイ変換回路30からのインパルス信号
が前記受信回路20のサンプルホールド回路18へと送
られて、サンプルホールド回路18のサンプリングのタ
イミングを制御している。
The delay time adjusting means 22 appropriately divides the frequency of the trigger signal from the trigger generation circuit 10 and counts the divided pulses.
And a voltage for outputting a time-delayed impulse signal corresponding to the output from the D / A converter 28 in response to the trigger signal from the trigger generation circuit 10. An impulse signal from the voltage-delay conversion circuit 30 is sent to the sample-and-hold circuit 18 of the receiving circuit 20 to control the sampling timing of the sample-and-hold circuit 18.

【0012】受信回路20には、電圧比較器32が接続
される。電圧比較器32は、受信回路20からの出力と
所定レベルの閾値電圧Vthとの比較を行うもので、受信
回路20からの出力が閾値電圧Vthより大きいときに、
ハイレベルの出力がなされる。また、受信回路20に
は、電圧比較器36と、フリップフロップ38、40と
からなる検出回路34が接続される。電圧比較器36
は、受信回路20からの出力と電圧0との比較を行うも
ので、受信回路20からの出力が電圧0より大きいとき
に、ハイレベルの出力がなされる。また、フリップフロ
ップ38は、電圧比較器32からの出力によって、D端
子からの電圧Vccのハイレベルの信号がセットされ、フ
リップフロップ40のD端子に入力される。また、フリ
ップフロップ40のクロック端子には電圧比較器36か
らの信号が入力され、この信号に同期して、フリップフ
ロップ40がセットされる。
A voltage comparator 32 is connected to the receiving circuit 20. The voltage comparator 32 compares the output from the receiving circuit 20 with a threshold voltage Vth of a predetermined level. When the output from the receiving circuit 20 is larger than the threshold voltage Vth,
High level output is provided. Further, a detection circuit 34 including a voltage comparator 36 and flip-flops 38 and 40 is connected to the reception circuit 20. Voltage comparator 36
Performs a comparison between the output from the receiving circuit 20 and the voltage 0. When the output from the receiving circuit 20 is higher than the voltage 0, a high-level output is made. In the flip-flop 38, a high-level signal of the voltage Vcc from the D terminal is set by the output from the voltage comparator 32, and is input to the D terminal of the flip-flop 40. A signal from the voltage comparator 36 is input to a clock terminal of the flip-flop 40, and the flip-flop 40 is set in synchronization with the signal.

【0013】検出回路34には、演算回路42が接続さ
れる。演算回路42は、ゲート回路44と、乗算器46
とを備えており、ゲート回路44へはカウンタ26から
のカウント値が送られてきており、ゲート回路44はフ
リップフロップ40がセットされる度にカウンタ26か
らのカウント値を取り込んで保持するように構成され
る。また、乗算器46は、ゲート回路44からの出力に
ある係数を乗算して出力するものである。
An arithmetic circuit 42 is connected to the detection circuit 34. The arithmetic circuit 42 includes a gate circuit 44 and a multiplier 46
The count value from the counter 26 is sent to the gate circuit 44, and the gate circuit 44 captures and holds the count value from the counter 26 every time the flip-flop 40 is set. Be composed. The multiplier 46 multiplies the output from the gate circuit 44 by a certain coefficient and outputs the result.

【0014】さらに、1回の測定間隔を決めるタイミン
グ信号を出力するタイミング信号発生回路48が備えら
れており、タイミング信号発生回路48は、例えば10
0Hz程度のタイミング信号をカウンタ26、フリップ
フロップ38、40へと出力してこれらのリセットを行
うものである。以上のように構成される本実施の形態の
動作を図2のタイミングチャートを用いて以下に説明す
る。
Further, a timing signal generating circuit 48 for outputting a timing signal for determining one measurement interval is provided.
A timing signal of about 0 Hz is output to the counter 26 and the flip-flops 38 and 40 to reset them. The operation of the present embodiment configured as described above will be described below with reference to the timing chart of FIG.

【0015】まず、トリガ発生回路10からのトリガ信
号(図2(a))に同期して、インパルス発生回路12
からインパルス(図2(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、受信回路20へ
と送られる。
First, in synchronization with a trigger signal (FIG. 2A) from the trigger generation circuit 10, an impulse generation circuit 12
Generates an impulse (FIG. 2 (b)), whereby the transmitting antenna 14 repeatedly emits an electromagnetic wave pulse. Each time each electromagnetic wave pulse is emitted, a signal from the target T is received by the receiving antenna 16 and sent to the receiving circuit 20.

【0016】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2(c))によってカウンタ26が
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2(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2(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2(f)に示すように、受信回路20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 counter 26 starts counting the trigger signal from the trigger generation circuit 10 from 1 in response to the timing signal (FIG. 2C) from the timing signal generation circuit 48 (FIG. 2D). The figure shows a case where the frequency division ratio is 1 for the sake of explanation, and the count value increases by one at the same time when the trigger signal from the trigger generation circuit 10 is generated. Thereby, the output of the D / A converter 28 gradually increases (FIG. 2E), 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 sampling timing in the receiving circuit 20 is gradually and continuously delayed. In this way, by gradually changing the delay time, the time axis of the received signal can be equivalently converted, and as shown in FIG. Is converted to a low-frequency signal.

【0017】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ハイレベ
ルの信号を出力して、フリップフロップ38をセットす
る(図2(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よりも大きくなるとハイレベルの信号を出
力して、フリップフロップ40をセットする(図2
(h))。即ち、このフリップフロップ40がセットさ
れた点が閾値を越えて最初にゼロクロスする時点であ
り、この時点を受信時間として検出する。
When the signal from the receiving circuit 20 becomes larger than the threshold voltage Vth, the voltage comparator 32 outputs a high-level signal and sets the flip-flop 38 (FIG. 2 (g)). Further, with the flip-flop 38 set, the voltage comparator 36 outputs a high-level signal when the signal from the receiving circuit 20 becomes larger than 0, and sets the flip-flop 40 (FIG. 2).
(H)). That is, the point at which the flip-flop 40 is set exceeds the threshold value and crosses zero for the first time, and this point is detected as the reception time.

【0018】ゲート回路44は、フリップフロップ40
がセットされたときのカウンタ26のカウント値を取り
込んで保持出力する。このカウント値に対して、乗算器
46が、電波の伝搬速度、電圧−ディレイ変換回路30
の電圧と遅延時間の変換率、トリガ発生回路の周波数、
分周器の分周比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。
The gate circuit 44 includes a flip-flop 40
Is set, the count value of the counter 26 is taken in, and held and output. The multiplier 46 calculates the radio wave propagation speed and the voltage-delay conversion circuit 30
Conversion rate of voltage and delay time, frequency of trigger generation circuit,
Multiply by a coefficient determined by the frequency division ratio of the frequency divider, etc.
Convert to distance and output.

【0019】このように、本実施の形態では、受信回路
20からの出力が閾値電圧Vthを越えた後、初めてゼロ
クロスする点を用いて、目標Tまでの距離を求めるた
め、通常目標Tからの反射受信波形の後部分に存在する
ことが多い不要な反射信号の影響を小さくすることがで
き、正確な距離測定が行える。次に、本発明の第2の実
施の形態を図3に示す。図において、第1の実施の形態
と同一の構成手段は同一の符号を付し、その説明を省略
する。第1の実施の形態と異なる点は、フリップフロッ
プ38からの出力が、カウンタ26’及び受信回路2
0’に送出されている点である。カウンタ26’は切換
器を内蔵し、その分周比をフリップフロップ38からの
信号によって切り換えることができるようになってお
り、フリップフロップ38からハイレベルの信号が出力
されると、分周比が下がるように切り換えられる。
As described above, in the present embodiment, the distance to the target T is obtained by using the zero crossing point for the first time after the output from the receiving circuit 20 exceeds the threshold voltage Vth. It is possible to reduce the influence of unnecessary reflected signals, which are often present in the rear part of the reflected reception waveform, so that accurate distance measurement can be performed. Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The difference from the first embodiment is that the output from the flip-flop 38 is
0 '. The counter 26 'has a built-in switch, and its frequency division ratio can be switched by a signal from the flip-flop 38. When a high-level signal is output from the flip-flop 38, the frequency division ratio is increased. It is switched to go down.

【0020】また、受信回路20’も、切換器54を内
蔵すると共に、カットオフ周波数の異なる複数のローパ
スフィルタ19−1、19−2を有している。フリップ
フロップ38からの信号によって切換器54を切り換え
ることができるようになっており、フリップフロップ3
8からハイレベルの信号が出力されると、カットオフ周
波数の低いローパスフィルタ19−2を後段と接続する
ように切換器54が切り換えられる。
The receiving circuit 20 'also includes the switch 54 and has a plurality of low-pass filters 19-1 and 19-2 having different cutoff frequencies. The switch 54 can be switched by a signal from the flip-flop 38, and the flip-flop 3
When a high-level signal is output from 8, the switch 54 is switched so that the low-pass filter 19-2 having a low cutoff frequency is connected to the subsequent stage.

【0021】次に、この実施の形態の動作を図4のタイ
ミングチャートを用いて以下に説明する。図2との主な
相違点は、図4(g)のように、フリップフロップ38
がセットされると、カウンタ26’の分周比が変わって
図4(a’)に示すように変化する。これに伴って、カ
ウンタ26’の計数速度も遅くなり(図4(d))、D
/A変換器28の出力の変化率が下がる(図4
(e))。
Next, the operation of this embodiment will be described below with reference to the timing chart of FIG. The main difference from FIG. 2 is that, as shown in FIG.
Is set, the frequency division ratio of the counter 26 'changes and changes as shown in FIG. 4 (a'). Along with this, the counting speed of the counter 26 'also decreases (FIG. 4D), and D
The rate of change of the output of the / A converter 28 decreases (FIG. 4
(E)).

【0022】こうして、受信回路20’でのサンプリン
グのタイミングの遅延時間の変化を遅くすることによ
り、受信波形の周波数を下げ、同時に受信回路20’で
カットオフ周波数を下げることにより、不要な高周波成
分を除去することができる。即ち、実際の波形には多数
の高周波成分が載っているため、ローパスフィルタのカ
ットオフ周波数を下げることにより、波形が平均化され
て滑らかになりS/N比の良い状態でゼロクロス点を検
出することができるので、精度を向上させることができ
る。
In this way, the frequency of the received waveform is reduced by delaying the change in the delay time of the sampling timing in the receiving circuit 20 ', and the cutoff frequency is reduced in the receiving circuit 20'. Can be removed. That is, since a large number of high-frequency components are present in the actual waveform, the zero-cross point is detected in a state where the waveform is averaged and smoothed and the S / N ratio is good by lowering the cutoff frequency of the low-pass filter. Therefore, accuracy can be improved.

【0023】尚、上記の各実施の形態において、閾値電
圧Vthは、雑音レベルに対応するレベルとなるよう予め
決めておく必要があるが、例えば目標Tが存在していな
い状態で、測定の前、または測定と測定の合間にその都
度、雑音レベルを求めるようにするとよい。図5に、こ
の雑音レベルを求めるブロック図の一例を示す。予め目
標Tの距離のおおよその予想がつく場合には、その目標
Tの予想距離に相当するカウンタ26、26’のカウン
ト値を求め、D/A変換器28の出力をこの所定のカウ
ント値に対応する一定電圧に固定すると良い。このよう
にすると、受信回路20、20’からの出力は、目標と
予想位置にある所からの雑音レベルの時間変化となるの
で、この電圧値をサンプルホールド回路50、A/D変
換器52を介して求めることができる。
In each of the above embodiments, the threshold voltage Vth needs to be determined in advance so as to be a level corresponding to the noise level. Alternatively, the noise level may be obtained each time between measurements. FIG. 5 shows an example of a block diagram for obtaining the noise level. When an approximate prediction of the distance of the target T can be made in advance, the count values of the counters 26 and 26 'corresponding to the predicted distance of the target T are obtained, and the output of the D / A converter 28 is converted to the predetermined count value. It is good to fix to the corresponding constant voltage. In this case, the output from the receiving circuits 20 and 20 'is a temporal change in the noise level from the target and the expected position. Therefore, this voltage value is output to the sample-and-hold circuit 50 and the A / D converter 52. Can be sought through.

【0024】または、目標が存在していない状態を実現
することができない場合には、目標以外の部分の雑音レ
ベルを計測し、その平均値をとることもできる。
Alternatively, when it is impossible to realize a state in which no target exists, the noise level of a portion other than the target can be measured and its average value can be taken.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項1及び3記載の発明によれば、受信出力値が所定の閾
値を越えた後、初めてその出力値がゼロになる時間を検
出し、この検出時間と前記遅延時間を漸次変化させる開
始時間との間の時間間隔を求め、この時間間隔から目標
までの距離に変換することとしたので、複数の反射源か
らの反射波の影響の小さい受信波形の前部分を受信時間
とすることで、測定精度を向上させることができる。
As described above, according to the first and third aspects of the present invention, the time when the output value becomes zero for the first time after the received output value exceeds the predetermined threshold value is detected. Then, a time interval between the detection time and the start time at which the delay time is gradually changed is determined, and the time interval is converted into a distance to a target. The measurement accuracy can be improved by setting the front part of the reception waveform having a small value as the reception time.

【0026】また、請求項2及び4記載の発明によれ
ば、受信出力値が所定の閾値を越えた後は、遅延時間の
変化率を下げて受信波形をより低い低周波信号に変換す
ると共に、ローパスフィルタのカットオフ周波数を下げ
ることとしたので、高周波のノイズ成分をより多く除去
しS/N比の良い状態で、より正確なゼロクロス点を求
めることができる。従って測定精度をより向上させるこ
とができる。
According to the second and fourth aspects of the present invention, after the received output value exceeds a predetermined threshold, the rate of change of the delay time is reduced to convert the received waveform into a lower frequency signal, and Since the cutoff frequency of the low-pass filter is reduced, more accurate high-frequency noise components can be removed, and a more accurate zero-cross point can be obtained with a good S / N ratio. Therefore, the measurement accuracy can be further improved.

【0027】受信アンテナ手段で受信される信号すべて
を低周波信号に変換するのに比較して、必要なゼロクロ
ス点直前からの受信波形をより低い低周波信号に変換す
ることにより、効率よく測定を行うことができる。
Compared to converting all signals received by the receiving antenna means to low-frequency signals, by converting the received waveform immediately before the necessary zero-cross point to a lower-frequency signal, measurement can be performed more efficiently. It can be carried out.

【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
置の第1の実施の形態を表すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a pulse radar distance measuring device according to the present invention and a device in which a pulse radar distance measuring method according to the present invention is executed.

【図2】図1の動作を表すタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart illustrating the operation of FIG.

【図3】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
置の第2の実施の形態を表すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a pulse radar distance measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention and an apparatus for executing the pulse radar distance measuring method according to the present invention.

【図4】図3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】雑音レベルを求めるためのブロック図の一例を
示す。
FIG. 5 shows an example of a block diagram for obtaining a noise level.

【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) 18 サンプルホールド回路 19 ローパスフィルタ 20 受信回路 22 遅延時間調整手段 32 電圧比較器(比較手段) 34 検出回路(検出手段) 42 演算回路(演算手段) 48 タイミング信号発生回路 Reference Signs List 12 impulse generation circuit (pulse generation means) 14 transmission antenna (transmission antenna means) 16 reception antenna (reception antenna means) 18 sample hold circuit 19 low-pass filter 20 reception circuit 22 delay time adjustment means 32 voltage comparator (comparison means) 34 detection Circuit (detection means) 42 Arithmetic circuit (arithmetic means) 48 Timing signal generation circuit

Claims (4)

【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、 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遅延時間調整手
段と、 前記遅延時間調整手段からの信号によって、前記電磁波
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
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、 受信回路からの出力値が所定の閾値を越えたときに信号
を発生する比較手段と、 比較手段で信号が発生された後、初めて受信回路からの
出力値がゼロになるときに検出信号を発生する検出手段
と、 前記タイミング信号発生手段からのタイミング信号と検
出手段からの検出信号との時間間隔を求め、該時間間隔
から目標までの距離を演算する演算手段と、を備えるこ
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 timing signal generating unit, a delay time adjusting unit that receives a signal from the timing signal generating unit, and outputs a signal corresponding to a gradually changing delay time. A sample-and-hold circuit for sampling a reception signal from the reception antenna means at the timing delayed by the delay time, a reception circuit having a low-pass filter, and a circuit for controlling the output value from the reception circuit to exceed a predetermined threshold. A comparison means for generating a signal, and an output from the receiving circuit for the first time after the signal is generated by the comparison means Detecting means for generating a detection signal when the value becomes zero, calculating a time interval between the timing signal from the timing signal generating means and the detection signal from the detecting means, and calculating a distance from the time interval to a target. And a means for measuring a pulse radar distance.
【請求項2】 前記比較手段で信号が発生された後は、
前記遅延時間調整手段の遅延時間の変化率を下げると共
に、前記受信回路のローパスフィルタのカットオフ周波
数を下げることを特徴とする請求項1記載のパルスレー
ダ距離測定装置。
2. After the signal is generated by the comparing means,
2. The pulse radar distance measuring apparatus according to claim 1, wherein a rate of change of the delay time of the delay time adjusting means is reduced, and a cutoff frequency of a low-pass filter of the receiving circuit is reduced.
【請求項3】 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、前記電磁波パルス送
信毎に、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
うと共に低周波成分のフィルタリングを行い、その出力
値が所定の閾値を越えた後、初めてその出力値がゼロに
なる時間を検出し、この検出時間と前記遅延時間を漸次
変化させる開始時間との間の時間間隔を求め、この時間
間隔から目標までの距離に変換することを特徴とするパ
ルスレーダ距離測定方法。
3. An electromagnetic wave pulse is repeatedly transmitted toward a target, a reflected wave from the target is received, and a reception signal is transmitted at a timing delayed from the transmission of the electromagnetic wave pulse by a gradually changing delay time for each transmission of the electromagnetic wave pulse. And the low-frequency component is filtered, and after the output value exceeds a predetermined threshold, the time when the output value becomes zero is detected for the first time, and the detection time and the delay time are started to be gradually changed. A pulse radar distance measuring method, wherein a time interval between the time and a time is determined, and the time interval is converted into a distance from the time to a target.
【請求項4】 前記出力値が所定の閾値を越えた後は、
遅延時間の変化率を下げると共に、フィルタリングのカ
ットオフ周波数を下げることを特徴とする請求項3記載
のパルスレーダ距離測定方法。
4. After the output value exceeds a predetermined threshold,
4. The pulse radar distance measuring method according to claim 3, wherein the rate of change of the delay time is reduced and the cutoff frequency of the filtering is reduced.
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