JPH1062519A - レーダ・システムにおける電圧制御発振器(vco)の非線形性をデジタル補償する方法及び装置 - Google Patents

レーダ・システムにおける電圧制御発振器(vco)の非線形性をデジタル補償する方法及び装置

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JPH1062519A JP9149716A JP14971697A JPH1062519A JP H1062519 A JPH1062519 A JP H1062519A JP 9149716 A JP9149716 A JP 9149716A JP 14971697 A JP14971697 A JP 14971697A JP H1062519 A JPH1062519 A JP H1062519A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 変調システムの非線形性を補正する装置を提
供すること。 【解決手段】 この装置は、時間変動する被変調レーダ
信号(56)を送信し、送信された被変調信号(56)
の反射の結果として生じるエコー信号(60)を受信す
る送受信装置(24、28、48、50、52;58、
62)を有する。ミキサ(48)が送信信号とエコー信
号とを比較して、比較信号を提供する。A/Dコンバー
タ(74)が、この比較信号をサンプリングし、その結
果を、コントローラ/DSP(22)に提供する。コン
トローラ/DSP22は、サンプリングされた比較信号
を、選択された再サンプリング時間で再サンプリングし
て、比較信号における非線形性を補正するために、選択
された再サンプリング時間を有効に変動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数変調(F
M)されたレンジング(ranging:目標位置探
知)・レーダ・システムに関し、更に詳しくは、レンジ
ング・レーダ・システムの中間周波数(IF)波形に対
する電圧制御発振器(VCO)の非線形性の影響を、I
F波形の連続的に変動するマルチレート・サンプリング
を用いて、デジタル的に補償する方法及び装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】理想的なFMレンジング・レーダ・シス
テムでは、実質的に線形なパルス又は「チャープ(ch
irp)」であるFM波形が送信される。ランプ入力電
圧が、VCOの入力に与えられ、FMチャープ信号を発
生する。VCOの出力周波数は、電圧ランプ信号に応答
して、変動する。FMチャープ信号は、目標(ターゲッ
ト)に向けて、送信アンテナから送信される。目標は、
送信されたチャープ信号を反射して、エコー信号を返
す。反射されたエコー信号は、受信アンテナによって、
受信される。受信アンテナは、受信されたエコー信号
を、ミキサに提供する。ミキサにおいて、受信されたエ
コー信号は、送信されたチャープ信号と混合され、IF
信号に変換される。IF波形の周波数は、送信された信
号と受信された信号との周波数の差と関数関係を有する
が、これは、また、目標と送信アンテナとの間の距離と
関数関係を有する。
【0003】しかし、現実のVCOの特性のために、パ
ルス・チャープFM波形は、線形ではない。VCOによ
って生じる非線形性の結果として、IF波形の周波数
は、単一の周波数ではなく、時間と共に変化する。VC
Oの非線形性による影響に起因するIF信号の周波数の
変化は、「スメアリング」と称される。このIF信号の
スメアリングにより、(i)信号対雑音比(SNR)の
損失と、(ii)曖昧なレンジ分解能と、が引き起こさ
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】典型的には、送信され
たチャープ信号を線形化して、IF信号のスメアリング
を防止する。既知であるチャープ信号の線形化システム
は、閉ループ線形化装置(リニアライザ)を用いる。閉
ループ線形化装置においては、周波数弁別器が、送信機
の送信周波数に比例する電圧信号を、コンパレータの一
方の入力に与える。コンパレータの他方の入力には、理
想的な電圧ランプが、与えられる。コンパレータは、周
波数弁別器の出力電圧と理想的な電圧ランプの電圧との
間の差異に比例する信号を与える。コンパレータの出力
信号は、エラー(誤差)信号として用いられてVCOを
制御し、それによって、実質的に線形なパルス・チャー
プ波形を生じる。しかし、この方法は、適用が複雑であ
り、また、閉ループ線形化装置を実現するのに必要な素
子の費用は、比較的高い。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の好適実施例によ
れば、RF VCOの非線形性の効果は、サンプリング
されたIFデータのデジタル処理によって補正される。
この補正は、(i)IFデータの非均一時間サンプリン
グか、又は、(ii)連続的に変動可能なマルチレート
・フィルタリング技術を用いての非均一に離間したサン
プルの上へのサンプリングされたIFデータの数値的な
補間、と組み合わされた均一な時間サンプリングか、の
どちらかによって、達成される。
【0006】本発明の1つの特徴によると、時間変動信
号を処理する装置が提供される。この装置は、時間変動
信号をサンプリングして、サンプリングされた信号を提
供する手段を備える。この装置は、更に、サンプリング
された信号を、選択された時間で再サンプリングする手
段を含む。選択された再サンプリング時間を変動させ、
変動する選択された再サンプリング時間に従って、再サ
ンプリングされた時間変動信号を提供する手段が提供さ
れる。
【0007】本発明の別の特徴によると、変調システム
における非線形性を補正する装置が提供される。この装
置は、時間変動する被変調信号を送信する手段と、送信
された被変調信号の反射の結果として生じるエコー信号
を受信する手段と、を備える。この装置は、更に、送信
された信号を受信されたエコー信号と比較し、比較を示
す比較信号を提供する手段を含む。選択されたサンプリ
ング時間で比較信号をサンプリングする手段が提供され
る。この装置は、更に、選択された再サンプリング時間
を有効に変動させ、それによって、送信された時間変動
する被変調信号の非線形な周波数変調の結果として生じ
る公称の一定な周波数からの偏差に関して比較信号を補
正する手段を含む。
【0008】本発明の別の特徴によれば、時間変動信号
を処理する方法が提供される。この方法は、時間変動信
号をサンプリングするステップと、サンプリングされた
時間変動信号を提供するステップと、を含む。この方法
は、サンプリングされた時間変動信号を選択された時間
で再サンプリングするステップと、選択された再サンプ
リング時間を変動させるステップと、を含む。この方法
は、更に、変動され選択された再サンプリング時間に従
って再サンプリングされた時間変動信号を提供するステ
ップを含む。
【0009】本発明の更に別の特徴によると、変調シス
テムにおける非線形性を補正する方法が提供される。こ
の方法は、時間変動する被変調信号を送信するステップ
と、送信された被変調信号の反射の結果として生じるエ
コー信号を受信するステップと、送信された信号を前記
エコー信号と比較し比較を示す信号を提供するステップ
と、を含む。この方法は、更に、比較信号を選択された
サンプリング時間でサンプリングするステップと、選択
されたサンプリング時間を有効に変動させ、それによっ
て、送信された時間変動する被変調信号の非線形な周波
数変調の結果として生じる公称の一定の周波数からの偏
差に関して比較信号を訂正するステップと、を含む。
【0010】
【発明の実施の形態】図1を参照すると、本発明による
FMレンジング・レーダ・システム20は、電気エネル
ギ源に接続されたコントローラ/デジタル信号プロセッ
サ(DSP)22を含む。示されている実施例では、レ
ーダ・システム20は、地上車両、特に、自動車にイン
ストールされている。車両バッテリB+の正の端子は、
イグニション・スイッチ24に電気的に接続される。イ
グニション・スイッチ24は、コントローラ/DSP2
2に電気的に接続される。オンの位置に付勢されると、
イグニション・スイッチ24は、電力をコントローラ/
DSP22に接続する。付勢されると、コントローラ/
DSP22は、レーダ・システム20を初期化する。パ
ルス・レーダ・システムの初期化は、この技術分野で
は、一般的なものであるので、ここでは、詳細に述べる
ことはしない。
【0011】好ましくは、コントローラ/DSP22
は、マイクロコンピュータである。コントローラ/DS
P22は、コントローラ/DSP22の内部D/Aコン
バータ(図示せず)の出力23から、アナログ・ランプ
(波)発生器25に、アナログ矩形波パルス制御信号を
提供する。コントローラ/DSP22は、また、デジタ
ル信号を外部D/Aコンバータに提供し、この外部D/
Aコンバータは、アナログ制御信号を、発生器25に与
えるようにすることも可能である。アナログ・ランプ発
生器25は、アナログ矩形波パルス制御信号に応答し
て、線形の電圧ランプ信号を提供する。発生器25から
の単一の出力電圧ランプ信号は、コントローラ/DSP
22からの入力パルスの時間周期と等しい時間周期Tの
間、継続する。アナログ・ランプ発生器の構成及び動作
は、この技術分野において公知であるので、これ以上の
説明は行わない。
【0012】ランプ発生器25は、パルス・レーダ・シ
ステムのために設計されたモノリシック・マイクロ波集
積回路(MMIC)28である電圧制御発振器(VC
O)26に電気的に接続されている。MMIC28に含
まれる素子は、離散的(ディスクリート)な素子を用い
ても実現できることを理解すべきである。ランプ発生器
25は、電圧ランプ信号を、VCO26の入力30に提
供する。VCO26の出力32は、増幅器34に電気的
に接続されている。VCO26は、入力30における入
力電圧の値と関数関係がある周波数を有する発振する出
力信号を提供する。ランプ発生器25からVCO26に
提供されるランプ電圧の値が線形に上昇するにつれて、
VCOの出力信号の周波数もまた、上昇する。実際の問
題としては、典型的なMMICレーダ・システムのVC
O同調特性は、入力に線形のランプ入力信号が提供され
る場合であっても、結果的には、VCOの周波数変調出
力において、ある程度の非線形性を生じる。
【0013】図2を参照すると、VCO周波数掃引(ス
イープ)曲線36が、典型的なMMICレーダ・システ
ムからの実際のチャープ波形の周波数変調を、VCO周
波数掃引曲線36が、示している。ランプ発生器25か
らの電圧ランプ信号は、0.2ボルト(V)から0.4
ボルトまでは、線形に増加していた。VCO出力信号の
周波数の結果的な現象は、VCO周波数掃引曲線36に
よって、示されている。電圧ランプの継続時間Tは、1
02.2マイクロ秒(μsec)であり、従って、結果
的に、同じ継続時間のチャープ波形が生じる。曲線36
によって表される非線形チャープ波形は、387MHz
の周波数偏位(frequency excursion)を有する。
【0014】図3を参照すると、図2のVCO周波数掃
引曲線36によって表される送信チャープ波形の非線形
性が、よりよく理解される。VCO掃引勾配曲線38
は、VCO周波数掃引曲線36(図2)の勾配の変化
を、時間の関数として、示す。VCO周波数掃引曲線3
6の勾配(S(t)として示される)は、周期T=10
2.2μ秒の間に、およそ、−3MHz/μ秒から−
4.2MHz/μ秒まで、変動する。
【0015】図1を参照すると、増幅器34の出力は、
電力分割器/信号スプリッタ40に電気的に接続されて
いる。増幅されたチャープ波形が、増幅器34から、電
力分割器40に提供される。電力分割器40は、(i)
制御可能なスイッチ46に電気的に接続された増幅され
た出力42と、(ii)ミキサ(mixer)48に接続さ
れた増幅された出力44と、を有する。電力分割器/信
号スプリッタ40は、増幅されたチャープ波形信号を、
制御可能なスイッチ46とミキサ48との両方に提供す
る。
【0016】制御可能なスイッチ46は、(i)第1の
送信アンテナ48と、(ii)第2の送信アンテナ50
と、(iii)第3の送信アンテナ52と、に動作的に
接続される。コントローラ/DSP22は、アンテナ選
択ライン54を介して、スイッチ46に制御可能に接続
される。送信アンテナ48、50、52は、車両の同じ
前方方向に動作的に設置され、それによって、信号56
を目標(図示せず)に向けて送信する。受信アンテナ5
8は、車両上に、前方方向に向けて、動作的に設置され
る。受信アンテナ58は、目標からの送信信号56の反
射されたエコー信号60を受信する。
【0017】送信アンテナ48、50、52は、約3度
のビーム幅を有する。ただ1つの送信アンテナが、ある
時刻において、チャープ波形を目標に向けて送信する。
車両が道路上を走行しておりその道路に従って方向を変
化させる際には、ただ1つの送信アンテナでは、ビーム
の外部にある目標に当たることのできる信号を送るのに
十分なビーム幅を有していない場合がある。その結果と
して、送信アンテナ48、50、52は、離間した位置
に設置され、それによって、車両の前方のより幅の広い
「レーダ・シーン(radar scene)」に対す
る適切な覆域(カバー範囲:coverage)を与えるように
なっている。コントローラ/DSP22は、スイッチ4
6を用いて送信アンテナの間で交互に切り換わり、受信
アンテナ58に最も強い反射(リターン)信号を提供す
る送信アンテナを選択する。
【0018】受信アンテナ58は、低ノイズ増幅器62
に電気的に接続される。反射されたチャープ信号60
は、受信アンテナ58によって、低ノイズ増幅器62に
提供される。増幅器62は、増幅され反射されたチャー
プ信号を、ミキサ48に提供する。公知である方法を用
いて、ミキサ48は、電力分割器40からの送信チャー
プ信号と増幅器62からの反射されたチャープ信号とを
合成して、中間周波数(IF)波形信号64を生じる。
IF信号の周波数は、送信信号56とエコー60との間
の周波数の差と関数関係を有する。
【0019】理想的な線形チャープ信号が送信される場
合には、受信されたエコー信号と送信されたチャープ信
号との間の瞬時的な周波数の差は、アンテナから目標へ
の距離を示す。この瞬時的な周波数の差によって、一定
の周波数ωIFを有するIF波形が生じる。ここで、ωIF
は、Sを単位がラジアン/sec2である送信チャープ
波形の勾配であり、τdを単位が秒である送信される信
号と受信されるエコー信号との間の往復の遅延として、
次の数式1で表される。
【0020】
【数1】 図4及び図5を参照すると、非線形なVCOから結果的
に生じる問題点が、明らかになる。理想的な線形な送信
チャープ信号57が送信されるとする。往復の遅延時間
τd1の後で、理想的な線形の反射信号59が受信され
る。時刻T1において、周波数の差Δω1が、線形の送
信信号57と線形の反射信号59との間に存在し、シス
テム・ミキサの出力において周波数ωIF1を有するIF
波形信号を生じる。送信信号57と反射信号59とが完
全に線形でありパラレル(同傾向を有する)である限り
は、任意の時刻Tにおける周波数の差Δωは、目標まで
の距離が一定に維持されると仮定すると、周波数の差Δ
ω1に等しい。この一定の周波数の差によって、ミキサ
から、一定のIF波形信号の周波数ωIF1が生じる。
【0021】非線形の送信されたチャープは、時間変動
する周波数勾配S(t)によって表すことができる。往
復の遅延の時間周期をτdとして、勾配はこの期間τd
間はほぼ一定であるとすると、IF波形は、次の数式2
で表すことができる。
【0022】
【数2】 数式2は、IF波形の周波数ωIF(t)は、t=0から
t=Tまでの周期の間の送信チャープの時間変動する非
線形性に起因して、時間変動する周波数の勾配S(t)
に依存することを示す。位相オフセットとノイズを無視
すると、1つの目標に対する典型的なIF波形は、次の
数式3のように表すことができる。
【0023】
【数3】 時刻t=0で開始し時刻t=Tで終了するチャープ信号
に対しては、IF波形ωIF(t)は、ωIF(0)からω
IF(T)まで、変動する。
【0024】非線形の送信チャープ信号61は、図5に
おいて表されている。往復の遅延時間τd2の後で生じ
る非線形の反射信号が、示されている。時刻T2におい
ては、上述したミキサ48による処理の後で、非線形の
送信信号61と非線形の反射信号63との間の周波数の
差Δω2の結果として、周波数Δω2を有するIF信号
が生じる。時刻T3においては、非線形の送信信号61
と非線形の反射信号63との間の周波数の差Δω3の結
果として、周波数Δω3を有するIF信号が生じる。送
信チャープ61と反射チャープ63との非線形性に起因
して、T3における周波数の差Δω3は、T2における
周波数の差Δω2とは、等しくない。より一般的にいえ
ば、送信信号と反射信号との間の周波数の差は、時間と
共に変化し、従って、IF波形の周波数は、時間の経過
と共に変化する。このIF波形の変化の結果として、信
号対雑音比(SNR)が失われ、曖昧なレンジ分解能が
生じる。レーダ・システムが車両において用いられレン
ジの値の導関数から相対速度を決定する場合には、この
速度の値は、曖昧になる。
【0025】図1を再び参照すると、ミキサ48の出力
66は、ライン64を介して、ローパス・アンチ・エイ
リアス・フィルタ68に、IF波形を提供する。アンチ
・エイリアス・フィルタ68は、フィルタリングされた
IF波形を、自動ゲイン制御(AGC)増幅器70に提
供する。フィルタ68は、IF波形の帯域幅を、ナイキ
スト基準よりも低い周波数に、好ましくは、このレーダ
への応用では2MHzより下まで制限する。フィルタ帯
域幅に対するナイキスト基準は、処理する所望の信号周
波数に基づく。従って、特定の所望である信号処理要件
によっては、他のフィルタ・タイプや遮断周波数を選択
することもできる。
【0026】AGC増幅器70の出力72は、アナログ
・デジタル(A/D)コンバータ74と電力検出器76
とに接続される。電力検出器76の出力73は、AGC
増幅器70の制御入力に接続される。電力検出器76
は、(i)AGC増幅器70の出力72からの電力を測
定し、(ii)AGC増幅器70によって提供される測
定された電力と関数関係を有する信号を出力73におい
て提供する。AGC増幅器70は、電力検出器76から
の出力信号をフィードバック誤差信号として用い、AG
C出力72における信号の振幅を制御する。信号の振幅
は、ピーク・ピーク(ピーク間)で2ボルトの最大偏差
まで制御される。IF波形のピーク・ピーク振幅は、目
標からの距離と関係する。更に遠くにある目標は、より
近い距離にある目標よりも、より大きな増幅を必要とす
るピーク・ピークIF波形を生じる。従って、AGC増
幅器70などの可変ゲイン増幅器が、車両からの目標距
離とは無関係に、所望のピーク・ピーク信号振幅を与え
る。
【0027】AGC増幅器70からの信号出力の振幅
は、コントローラ/DSP22によって制御することが
できる。特に、コントローラ/DSP22は、コントロ
ーラ/DSP22がA/Dコンバータ74から受け取る
サンプリングされたIF波形のピーク・ピーク振幅と関
数関係を有するデジタル制御信号を提供することができ
る。このデジタル制御信号は、出力75からデジタル・
アナログ(D/A)コンバータ77に提供され得る。D
/Aコンバータ77の出力79は、AGC増幅器70の
制御入力に電気的に接続される。D/Aコンバータ77
は、アナログ制御信号を、AGC増幅器70に提供す
る。AGC増幅器70の出力振幅は、上述の電力検出器
76と類似の態様で、D/Aコンバータ77からのアナ
ログ信号によって制御される。D/Aコンバータ77
は、コントローラ/DSP22の内部にあってもよい。
【0028】A/Dコンバータ74は、信号サンプルv
(t(n))をランダム・アクセス・メモリ81に提供
し、ランダム・アクセス・メモリ81は、この信号サン
プルを、出力78を介して、コントローラ/DSP22
に提供する。コントローラ/DSP22は、アナログI
F波形が直接に内部的なA/Dコンバータの入力端子に
入力されるように、内部的なA/DコンバータとRAM
とを含むこともできる。AGC増幅器70によって提供
される増幅されたIF波形は、上述の例と同じように、
102.2マイクロ秒のチャープ・パルス継続時間に亘
って均一レートで、A/Dコンバータ74によってサン
プリングされる。特に、A/Dコンバータ74は、v
(t(0))からv(t(511))までの均一に離間
したサンプルを、チャープ・パルス継続時間の間に、コ
ントローラ/DSP22に提供する。
【0029】図6を参照すると、上述のサンプリングが
なされ、本発明による補正が行われていないIF波形8
1が示されている。この例では、やはり、静止している
目標が想定されている。サンプル値がより後の時点でと
られることによりサンプル数が増加するにつれて、IF
波形の周波数が変化することがわかる。早い時点でとら
れるサンプルではより低い周波数が見られ、後のサンプ
ルでは、周波数は、徐々に上昇する。周波数の変化は、
図5に関して既に示したように、VCOの非線形性の結
果である。25メートルの距離にある目標への実際のI
F波形を表すIF波形81の周波数の変化は、この信号
に関しては、31.2%である。
【0030】再び図1を参照すると、コントローラ/D
SP22は、(i)プログラムROM80と、(ii)
RAM82と、(iii)EEPROM84とに、動作
的に接続される。適切なメモリをコントローラ/DSP
22の内部に設けることも考えられる。プログラムRO
M80は、本発明に従ってコントローラ/DSP22が
FMレンジング・レーダ・システム20を制御するのに
用いるソフトウェア命令を含む。RAM82は、(i)
A/Dコンバータ74からのサンプリングされたIF波
形信号値、(ii)デジタル・フィルタ係数テーブル、
(iii)再サンプリング時間テーブル、などの値を記
憶するのに用いられる。
【0031】コントローラ/DSP22は、車両走行コ
ントローラ88とエアバッグ・コントローラ87とに電
気的に接続される。コントローラ/DSP22は、目標
検出と目標速度とを示す特性を有する電気信号を、走行
コントローラ88とエアバッグ・コントローラ87とに
提供する。エアバッグ・コントローラ87は、この情報
を、関連するエアバッグの拡開の制御のために利用す
る。レンジング・システム20は、エアバッグ制御87
のための衝突予測センサとして、機能する。コントロー
ラ/DSP22からの電気信号は、また、例えば、物体
(オブジェクト)警告システム、衝突警告及び回避シス
テム、ブラインド・スポット(blind spot)検出などの
他の車両システムによっても用いられる。
【0032】図7を参照すると、コントローラ/DSP
22の機能が、よりよく理解できる。本発明の好適実施
例によると、レーダ信号プロセッサ95からの出力71
とA/Dコンバータ74からの出力78とが、線形化装
置(リニアライザ)86に提供される。出力71は、サ
ンプル数nを、フィルタ係数テーブル89に提供する。
出力78は、次に、IF波形のサンプリングされた値v
(t(n))を、有限インパルス応答(FIR)デジタ
ル・フィルタ90に提供する。IF波形の78における
デジタル値は、所定のサンプリング・レートで、入手可
能である。
【0033】コントローラ/DSP22は、IF波形の
VCO非線形性の影響に対して補償を行う。送信チャー
プ信号における非線形周波数変調は、結果的に、目標レ
ンジが一定のときには、IF波形に対して変動する周波
数を生じる。IF波形におけるこの周波数変動は、結果
的に、(i)信号対雑音比(SNR)の損失と、(i
i)曖昧なレンジ分解能と、が生じる。本発明を用い
て、VCO26の非線形な影響を補償することによっ
て、一定周波数のIF波形が得られる。この補償は、こ
こでは線形化と称することにするが、A/Dコンバータ
74によって提供されるIF波形を再サンプリングする
ことによって達成される。この再サンプリングは、非均
一的に離間した時間t’において、線形化装置86で次
の数式4の条件を満たしながら生じる。
【0034】
【数4】 ただし、ここで、記号t’(t)は、連続的な時間シス
テムにおける非均一的にマッピングされた時間を表す。
記号t’(n)は、離散的な時間システムにおける非均
一的に離間した時間を表す。数式4の両辺のアークサイ
ンをとると、次の数式5が得られる。
【0035】
【数5】 ここで、ωNOMは、公称(ノミナル)の一定の周波数で
ある。この公称の一定周波数ωNOMは、t’(T)=T
となるように選択される。ただし、t’は、連続的な時
間システムにおける非均一的な時間であり、Tは、チャ
ープ信号の継続時間である。この結果として、次の数式
6が得られる。
【0036】
【数6】 数式2及び数式6を、数式5に代入すると、次の数式7
が得られる。
【0037】
【数7】 数式7においてτdはキャンセルすることができること
に注意すると、連続時間の記号を用いた所望の非均一的
な再サンプリング時間関数t’(t)は、目標距離とは
独立であり、従って、任意の周波数のIF波形を線形化
することがわかる。τdをキャンセルすると、IF波形
のN個のサンプルをとる場合を考えてみると、数式7の
関数t’(t)は、次の数式8のN個の方程式を満足す
るように、評価することができる。
【0038】
【数8】 ここで、t’(n)は、サンプルnに対する離散的で非
均一的に離間した時間t’を表し、Nは、パルス継続時
間周期T当たりでとられるサンプルの全体数である。本
発明の好適実施例では、512個のサンプル、すなわ
ち、N=512が、チャープ継続時間T=102.2マ
イクロ秒の間にとられる。
【0039】再び図2及び図3を参照すると、VCO掃
引勾配曲線38、S(t)は、VCO周波数掃引曲線3
6の勾配の変化を、時間の関数として、示している。曲
線38によってわかるように、曲線36の勾配は、10
2.2マイクロ秒の間に、約−3MHz/マイクロ秒か
ら、−4.2MHz/マイクロ秒まで変動する。典型的
なVCOの非線形性は、曲線38によって示されるよう
に、本発明を用いて線形化することができるが、次の数
式9で表される2次の多項式近似を用いると、1%未満
の残存非線形性まで線形化できることが経験的にわかっ
ている。
【0040】
【数9】 計算を簡単にするために、チャープの継続時間は、T=
1として定義されると仮定する。すると、数式9から、
次の数式10が得られる。
【0041】
【数10】 方程式9と方程式10とを方程式8に代入すると、非均
一的な連続的に変動可能なサンプリング時間t’(n)
に対するN個の方程式は、次の数式11となる。
【0042】
【数11】 このN個の3次方程式の組を解くと、非線形のIF波形
を線形化する離散的な非均一な再サンプリング時間t’
(n)を得る(離散的な時間の記号)。所望の解は、区
間[0,1]の中にある多項式の解(根)である。多項
式の解は、二分法(method of bisection)を用いて見
つけることができる。この二分法は、W. Press, "Numer
ical Recipes in C", Cambridge, MA, Cambridge Unive
rsity Press, 1992に開示されている。この文献は、本
出願において、全体を援用する。サンプリングされたI
F波形が完全に線形のチャープ信号に起因して一定周波
数である場合には、離散的な再サンプリング時間t’
(n)は、実際に、均一な時間で生じる。
【0043】VCO周波数変調の非線形性に遭遇した特
定の問題のために512個の離散的な非均一な再サンプ
リング時間t’(n)を決定するためには、3次の多項
式を解く。他の応用例に対しては、連続的に変動するマ
ルチレートのサンプル変換は、別のアルゴリズムを用い
て達成され、所望の再サンプリング時間又はランダムに
選択された再サンプリング時間を決定する。選択される
アルゴリズムは、特定の問題に左右される。
【0044】好適実施例では選択された再サンプリング
時間を決定するのに用いられるアルゴリズム、すなわ
ち、数式11は、経験的に予め決定されるが、選択され
る再サンプリング時間を決定するのに用いられるアルゴ
リズムを、リアルタイムで、決定することもできる。例
えば、多項式の一般的な形式が、メモリに記憶される。
IF波形が、1つのパルス継続時間周期Tでサンプリン
グされる。IF波形の非線形性の量は、そのパルス継続
時間周期の間を通じての周波数の変動を比較することに
よって、決定される。一般の多項式の係数が決定され
る。次に、多項式を解いて、選択された非均一な再サン
プリング時間の組が決定される。再サンプリング時間
は、数式12及び13において評価され、再サンプリン
グされたIF波形の「線形性」が決定される。再サンプ
リングされたIF波形が十分に線形でない場合には、一
般の多項式の係数を変更して、選択された非均一な再サ
ンプリング時間の新たな組が決定される。この非均一な
再サンプリング時間の新たな組は、上述したように、評
価される。非均一な再サンプリング時間の組がいったん
十分に線形の再サンプリングされたIF波形を提供する
と、これらは、本発明のリアルタイムの実現のために、
記憶される。
【0045】再サンプリング時間は、所定の時間で、例
えば、レーダ・システムが付勢される度に、決定され
る。再サンプリング時間をこのように周期的に更新する
ことによって、時間経過に伴うVCOの非線形性の変化
に適応できる連続的に変動可能なマルチレート・サンプ
リング・システムが得られる。また、コントローラ/D
SP22による再サンプリング時間の決定は、コントロ
ーラ/DSP22の内部での一連のステップにおいて優
先度の低いサブルーチンとして、実行することもでき
る。また、別のアルゴリズムを用いて、再サンプリング
されたIF信号において、線形化されたIF信号ではな
く別の非線形性を結果的に生じさせる非均一な再サンプ
リング時間を決定することもできる。
【0046】IF波形の直接的な非均一な再サンプリン
グは、線形化を達成する1つの方法である。好ましく
は、非均一の再サンプリング時間t’(n)は、連続的
に変動可能なマルチレート・フィルタリング技術を用い
る補間デジタル・フィルタによって、有効に合成するこ
とができる。IF波形がナイキストの基準を満足すると
仮定すると、補間は、サンプリングされたIF波形デー
タをデジタル・ローパスフィルタを通過させることによ
って達成される。ローパスフィルタは、インパルス応答
h(t)を有し、再サンプリングは、所定の非均一のサ
ンプリング時間t’(n)で生じる。
【0047】IF波形の再サンプリング及び再構成は、
線形化された再サンプリングIF波形を生じるが、補間
時間変動デジタル・フィルタを用いることによって、I
F波形v(t)の均一に離間したサンプル値v(mT
s)に関する離散的な計算として、実行することができ
る。時間変動するデジタル・フィルタは、均一に離間し
たサンプリングを、連続的に変動可能なマルチレート・
サンプリングに変換する。マルチレート・サンプリング
は、再サンプリング時間の継続時間が連続的に変動する
ので、「連続的に変動可能」である。
【0048】上述のようなIF波形の再サンプリング及
び再構成のためのローパスフィルタの一般的な離散時間
構成のためのアルゴリズムは、次に数式12として表現
される。
【0049】
【数12】 ここで、v(t’(n))は、IF波形v(t)の非均
一的に再サンプリングされた値であり、v(mTs)
は、IF波形v(t)の均一にサンプリングされた値で
あり、h(t’(n)−mTs)は、mTsだけシフト
された非均一の時間ステップt’(n)に対するローパ
スフィルタのインパルス応答を表し、Tsは、T/(N
−1)に等しい均一に離間した間隔であり、Tは、パル
ス継続時間周期であり、Nは、パルス継続時間の間にと
られたサンプルの全体数、例えば、512である。
【0050】理想的な補間フィルタは、(i)fsをサ
ンプリング・レートとして、fs/2よりも下の周波数
に対しては、H(ω)の絶対値が1である振幅応答(ma
gnitude response)及びΘ=0である位相シフトと、
(ii)fs/2よりも上の周波数に対しては、H
(ω)の絶対値は0である。均一なサンプリングから結
果として生じる周波数領域における周期性により、この
理想的なフィルタの離散時間構成は、すべての周波数に
対して、H(ω)の絶対値が1である振幅応答を有す
る。サンプリングされた信号が、上述のフィルタ68を
用いる場合のようにナイキストfs/2よりも低い周波
数に帯域幅が制限されていると仮定すると、フィルタ設
計は、通過したIF信号の帯域幅に亘って、これらの特
性を近似すべきである。
【0051】既知のウィンドウ設計方法を用いて設計さ
れ、一般形式が(sinx)/xであるインパルス応答
を有する線形の位相FIRフィルタは、上述の要件を満
足するフィルタを提供する。所望の周波数応答と実際の
周波数応答との間の積分2乗誤差(integral squared e
rror)を最小にするインパルス応答h(t)を有するF
IRフィルタは、h(t)を長さMTsまで短く(トラ
ンケート)する(truncate)ことによって、見いだされ
る。次に、既知のウィンドウ関数がh(t)に適用さ
れ、トランケートしたことによって生じるギブス(Gibb
s)振動を減少させる。線形位相FIRフィルタを設計
するのには、例えば、Parks-McClellanアルゴリズムな
どの、他のアルゴリズムも考慮され得る。
【0052】上述の方法を適用することにより、補間フ
ィルタの好適なインパルス応答関数h(t)とハミング
(Hamming)ウィンドウとが、次の数式13のように表
現される。
【0053】
【数13】 ここで、sin(πt・Ts)/(πn/Ts)は、s
inx/xの形式のローパスフィルタのインパルス応答
であり、10次(10タップ)のフィルタに対しては、
M=0であり、.54−.46cos(2πt/MT
s)は、ハミング・ウィンドウの実現である。図12
は、数式13で表現された補間フィルタに対するインパ
ルス応答を示すが、ローパスフィルタとハミング・ウィ
ンドウとを、共に含む。
【0054】再び図7を参照すると、本発明の好適実施
例によって、512のサンプルのそれぞれに対して10
のフィルタ・タップ係数値を有する係数テーブル89の
ために、十分な記憶容量が入手可能である。数式12及
び13は、ウィンドウ関数が適用されたローパスフィル
タ90の10のフィルタ・タップ係数値h(n)を提供
する。フィルタ係数値は、それぞれのサンプルに対し
て、h(t’(n)−mTs)に数式13のインパルス
応答を代入することによって、数式12を評価すること
によって、決定される。数式12は、t=(t’(n)
−mTs)、M=10、Ts=1として、それぞれのサ
ンプルに対して、解かれる。それぞれのサンプルは、1
0のフィルタ・タップ値の対応する組を有する。tに対
して指示される境界内部での数式12及び13の評価
は、サンプルnに対して、h(t’(n)−mTs)の
10だけの非ゼロの値を与える。それぞれのサンプルに
対するh(t’(n)−mTs)の10の非ゼロの値
は、フィルタ係数テーブル89に記憶されたフィルタ係
数値である。
【0055】補間ローパスフィルタ90は、インパルス
応答h(m)がそれぞれの時間ステップnと共に変化す
る時間変動線形システムである。フィルタ係数テーブル
89は、上述のように、フィルタ・タップ係数値を記憶
するのに用いられ、フィルタ係数値h(m)をFIRフ
ィルタ90に提供する。それぞれのフィルタ出力フィル
タv(t’(n))が10のフィルタ・タップ値の対応
する組を有しているので、フィルタ係数テーブル89
は、10x512の値から成るマトリクスである。A/
D出力78からのサンプリングされたデータv(m
s)は、FIRフィルタ90に提供される。係数テー
ブル89からのフィルタ係数値と、A/Dコンバータ7
4からのサンプリングされたデータとは、FIRフィル
タ90において処理され、再サンプリングされフィルタ
リングされた出力v(t’(n))を生じる。再サンプ
リングされた出力v(t’(n))は、スペクトル評価
関数94に提供される。スペクトル評価関数はこの技術
分野では公知であるから、これ以上の説明は行わない。
スペクトル評価(推定)関数94からの出力は、レーダ
信号プロセッサ95に提供される。レーダ信号プロセッ
サ95の出力は、信号を、上述した他の車両システムに
提供する。
【0056】図9を参照すると、上述の補間ローパスフ
ィルタ及びウィンドウ・アルゴリズムを実行する図7に
示された線形化装置86の制御プロセスが、より良く理
解されよう。ステップ202では、線形化装置86が、
A/Dコンバータ74から、N個の信号サンプルv
(n)を取得する。ここで、n=0,1,2,・・・,
N+1である。次に、ステップ204で、フィルタ・ア
ルゴリズムが実行される。フィルタは、フィルタ係数テ
ーブル89に記憶されたフィルタ係数値から成る10x
512のマトリクスであることを思い出してほしい。フ
ィルタ係数テーブル89は、512のサンプル値のそれ
ぞれに対して、10のフィルタ・タップ値を有する。フ
ィルタ係数テーブル89は、10のフィルタ・タップ値
を、それぞれのフィルタ出力値v(t’(n))に対し
て、FIRフィルタ90を提供する。FIRフィルタ9
0に提供される値は、フィルタ・アルゴリズムにおいて
用いられ、再サンプリングされた信号値v(t’
(n))を決定する。フィルタ・アルゴリズムは、好ま
しくは、次の数式14に従って、実行される。
【0057】
【数14】 ステップ206では、FIRフィルタ90は、値が「線
形化された」IF波形を、スペクトル評価関数94に提
供する。次に、ステップ208では、スペクトル評価関
数94は、再サンプリングされたIF波形信号をレーダ
信号プロセッサ95に提供する。
【0058】図11を参照すると、図6の非線形IF波
形81の再サンプリングされ線形化されたIF波形10
2が、示されている。IF波形102の周波数は、サン
プルに亘って一定であることが分かる。レーダ信号プロ
セッサ95は、この技術分野で公知の方法を用いて、線
形化されたIF波形を処理し、(i)レーダ・シーンの
内部の目標を検出し、(ii)いったん検出された目標
をトラッキングする。目標の検出は、目標を、現実的な
脅威であるかクラッタであるかを分類することを含む。
トラッキングは、アルゴリズムを用いて目標の軌跡を決
定し、目標の位置と軌跡との変化をモニタすることを含
む。レーダ信号プロセッサ95は、制御信号を、上述の
目標データに応答して、他の車両システムに提供する。
【0059】図8を参照すると、フィルタ係数の10x
512のマトリクスを記憶するには不十分であるメモリ
を有するシステムにおいて用いる場合の本発明の別の実
施例が示されている。A/Dコンバータ74からの出力
71、78は、サンプル数とサンプリングされたIF波
形とを線形化装置91に提供する。出力71は、サンプ
ル数nを、再サンプリング時間テーブル96に提供す
る。再サンプリング時間テーブル96は、上掲の数式1
1を用いて決定される非均一の再サンプリング時間t’
(0)からt’(511)を含む。再サンプリング時間
テーブル96は、非均一の再サンプリング時間t’
(n)を、係数計算関数98に提供する。
【0060】再サンプリング時間t’(n)は非均一に
離間しているから、10のフィルタ・タップ係数は、異
なって離間している時間ステップのそれぞれに対して、
異なる。個々のサンプルに対する10のフィルタ・タッ
プ係数は、係数計算器98において決定される。フィル
タ・タップ係数値は、数式13に表現され図12に示さ
れているデジタル・フィルタに対するインパルス応答に
従って決定される。この実施例では、数式13のインパ
ルス関数が評価され、時間に関する321のインパルス
応答値が、係数計算器98での使用のためにRAM82
に記憶される。321の値は、均一に離間した時間間隔
で記憶される。
【0061】上述のように、一連のフィルタ係数値h
(−M/2),h((−M/2)+1),・・・,h
((−M/2)−1)は、図12に示されたインパルス
応答の先に記憶された値を用いて決定される。本発明で
は、再サンプリング時間は、非均一である。再サンプリ
ング時間周期が非均一であるから、インパルス関数は、
原点から、均一な時間周期に位置するインパルス関数の
記憶された局所的に最大の値に対して、シフトされる。
例えば、10番目の再サンプリング時間は、時間10.
2において生じる。インパルス関数h(t’(n))−
m’Tsが、t’(n)=10.2及びm’Ts=10と
して評価される場合には、図12に示されているインパ
ルス関数は、図13に示されているように、0.2だけ
シフトされる。図13の10のフィルタ・タップ係数値
のそれぞれに対するインパルス関数の局所的な最大値も
また、同様にシフトされる。時間6〜15におけるフィ
ルタ・タップ値は、線形補間法を用いて決定される。こ
れらの決定の結果として、それぞれの非均一のサンプル
t’(n)に対して、10の補間が生じる。それぞれの
補間に対して、yは、局所的なフィルタ・タップ値であ
り、xは、図12のインパルス関数がシフトされている
量に対応する値である。シフトされたインパルス関数か
らのフィルタ・タップ値は、フィルタ・タップ位置の両
側にある321の記憶された値の2つの最も近接して記
憶されたインパルス関数値の間で補間を行うことによっ
て、得られる。シフトされた値xは、図12の記憶され
たインパルス関数に対して、均一の時間から非均一の時
間t’(n)がシフトされている部分的な量の時間であ
る。10のフィルタ係数値hn(m’)と、A/Dコン
バータ78からの均一にサンプリングされたデータv
(t(n))とが、FIRフィルタ100に提供され
る。FIRフィルタ100は、均一にサンプリングされ
たデータとフィルタ係数とを処理して、フィルタリング
され再サンプリングされ線形化された出力v(t’
(n))を、スペクトル評価関数94に提供する。スペ
クトル評価関数94は、再サンプリングされたIF波形
を、上述のように、レーダ信号プロセッサ95に提供す
る。
【0062】図10を参照すると、図8に示されている
デジタル信号プロセッサ22の線形化装置91の制御プ
ロセスが、より良く理解されよう。ステップ300で開
始して、線形化装置91は、N個の均一に離間したIF
信号サンプルv(n)を、A/Dコンバータ74から取
得する。ここで、n=0,1,2,・・・,N+1であ
る。次に、ステップ302において、線形化装置91
は、初期化され、nは、ゼロに設定される。ステップ3
04では、レーダ信号プロセッサ95は、均一なサンプ
ル数nを、ライン71上を、線形化装置91に提供す
る。対応する非均一の再サンプリング時間t’(n)
が、再サンプリング時間テーブル96からフェッチされ
る。次に、プロセスは、ステップ306に進む。ステッ
プ306では、非均一の再サンプリング時間ステップ
t’(n)に対する10のフィルタ・タップ係数値が、
決定される。時間ステップは非均一であるから、それぞ
れの異なる非均一の時間ステップは、10のフィルタ・
タップ係数の異なる組を有する。
【0063】係数計算器98は、図12のインパルス関
数が特定の非均一の再サンプリング値に対してシフトさ
れるべき部分的な長さの時間を決定する。例えば、10
番目のサンプルnに対して図13に示された10.2の
非均一の時間周期に対して、0.2のシフトである。図
12に示されたインパルス関数の321の記憶された値
が、RAM82から、再びコールされる。図12のイン
パルス関数は、図13に示される適切な量だけ、シフト
される。いったんインパルス関数がシフトされると、図
13のシフトされたインパルス関数に対する10のフィ
ルタ・タップのそれぞれが、フィルタ・タップに隣接す
る2つのインパルス関数値の間の線形補間によって、決
定される。インパルス関数値は、321の記憶されたイ
ンパルス関数値から得られる。図13に示した例では、
上述の線形補間は、6,7,・・・,15におけるフィ
ルタ・タップに対応するフィルタ・タップ値を決定する
のに用いられる。これらのフィルタ・タップ値は、A/
Dコンバータ74によって提供されるIF波形の10番
目の均一なサンプルを線形化するこの非均一の再サンプ
リング時間、すなわち、10.2に対する、フィルタ係
数である。次に、プロセスは、ステップ308に進む。
【0064】ステップ308では、フィルタリングが実
行され、ステップ300からの記憶された均一にサンプ
リングされた値の中の10個が、FIRフィルタ100
に提供される。係数計算器98は、フィルタ係数を、F
IRフィルタ100に提供する。FIRフィルタ100
は、次の数式15に従って、実行される。
【0065】
【数15】 そして、次の数式16の定義された境界の内部で評価さ
れる。
【0066】
【数16】 ここで、Nは、サンプルの数であり、Mは、フィルタの
次数(偶数)であり、v(t’(n))は、再サンプリ
ングされたデータであり、hm(m’)は、時間ステッ
プt’(n)におけるフィルタ係数であり、Tsは、1
に等しく設定されているサンプリング周期であり、
t’’(n)=(N−1)t’(n)は、Ts=1及び
T=N−1である新たな時間スケールのユニットにおけ
る再サンプリング時間である。このサンプルに対する再
サンプリング値v(t’(n))は、記憶される。ステ
ップ310では、nの値が、1だけインクリメント(増
加)される。ステップ312では、n>511であるか
どうかが判断される。この判断が否定的である場合に
は、プロセスは、ステップ304にループ状に戻り、そ
こで、次の非均一の再サンプリング時間v(t’
(n))がフェッチされ、処理され、v(t’(n))
に対する結果的な値が記憶される。判断が肯定的であ
り、すべてのサンプルに対してフィルタリングが実行さ
れたことが示されていれば、プロセスは、ステップ31
4に進む。ステップ314では、線形化されたIF波形
を表す記憶された再サンプリングされた信号値v(t’
(n))が、スペクトル評価関数94に提供される。ス
ペクトル評価関数94は、再サンプリングされた波形
を、レーダ信号プロセッサ95に提供し、プロセスは、
ループ状にステップ300に戻る。レーダ信号プロセッ
サ95は、上述のように、制御信号を、他の車両システ
ムに提供する。
【0067】説明した実施例では、再サンプリング時間
テーブル96に、非均一の再サンプリング時間を記憶す
るが、当業者であれば、フィルタ係数は、数式11、1
2、13などのアルゴリズムを用いれば、リアルタイム
で導けることを理解するはずである。換言すれば、数式
11は、コントローラ/DSP22によって解かれて、
非均一のサンプリング時間を提供する。数式12及び1
3は、非均一のサンプリング時間を用いて、フィルタ係
数値を提供する。
【0068】図8に示され数式15に表現されステップ
308で実行される実施例のフィルタの特定の離散時間
構成は、数式12で表現される一般の離散時間フィルタ
構成から発展される。数式12は、非均一の時間で評価
されるフィルタ伝達関数h(t’(n)−mTs)を有
するデジタル・フィルタの構成である。数式12で用い
るための、ウィンドウ関数を備えた適切なフィルタ・イ
ンパルス応答h(t)が、数式13に示されている。数
式12及び13は、共に評価されて、t=(t’(n)
−mTs)であるデジタル・フィルタを実現する。実際
の構成では、数式13は、−(M/2)Ts<t<(M
/2)Tsのレンジの外側で、トランケートされる。
【0069】nのそれぞれの値に対して、数式12の有
限和におけるh(t’(n)−mTs)に対して、非ゼ
ロの値は、M個しか存在しない。非ゼロの項は、次の数
式17によって、決定される。
【0070】
【数17】 これは、次の数式18のようにも表現できる。
【0071】
【数18】
【数19】 数式19は、次の数式20のようにも書くことができ
る。
【0072】
【数20】
【数21】
【数22】 数式22では、t’(n)=kTsであると、m’=M
/2の場合の和の項は、ゼロに等しい。従って、次の数
式23が成立する。
【0073】
【数23】 次の数式24の場合には、数式23のインパルス応答の
項は、次の数式25となる。
【0074】
【数24】
【数25】 h(−t)=h(t)であるから、数式25は、更に、
次の数式26のようになる。
【0075】
【数26】 ただし、ここで、t’(n)は、区間[0,1]の中に
ある。数式26を数式23に代入することにより、次の
数式27が得られる。
【0076】
【数27】 新たな再サンプリング時間変数t’’(n)を、次の数
式28によって定義すると、数式29が得られる。
【0077】
【数28】
【数29】 v(t’(n))のための表現を簡略化し、表現を離散
時間計算に適するようにするために、時間スケールを、
s=1となるように、再定義する。従って、次の数式
30が得られる。
【0078】
【数30】 h(m’−τn)=hn(m’)と定義し、数式30に代
入することによって、次の数式31が得られる。
【0079】
【数31】 当業者であれば理解するように、本発明の効果は、デジ
タル信号処理を用いてVCOの非線形性の影響を線形化
することの結果として、時間の経過と共にVCOにおい
て生じる非線形性に適応することができるシステムが得
られることである。換言すれば、信号プロセッサにおけ
るフィルタリング・アルゴリズムは、VCOにおいて非
線形特性が変化することに対する補償が得られるよう
に、変化させることができる。適切なアルゴリズムの決
定は、リアルタイムで実行することができる。
【0080】本発明に関する以上の説明において、当業
者は、改変、変更、及び修正を認識するであろう。技術
的範囲に含まれるこのような改変、変更、及び修正は、
冒頭の特許請求の範囲によってカバーされるものとす
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるFMレンジング・レーダ・システ
ムを図解する概略のブロック図である。
【図2】図1のVCOに関する、時間の関数としてのV
CO周波数掃引曲線のグラフ表現である。
【図3】図2の掃引周波数に関する、時間の関数として
のVCO掃引勾配のグラフ表現である。
【図4】時間の関数としての線形チャープ信号とエコー
信号とのグラフ表現である。
【図5】時間の関数としての非線形チャープ信号とエコ
ー信号とのグラフ表現である。
【図6】非線形に周波数変調された送信信号の結果とし
て生じる、25メートルの位置における目標のIF波形
のグラフ表現である。
【図7】図1のデジタル信号プロセッサの一部分の概略
のブロック図である。
【図8】本発明の一部分の別の実施例の概略のブロック
図である。
【図9】図7に示された本発明の制御プロセスを示す流
れ図である。
【図10】図8に示された本発明の制御プロセスを示す
流れ図である。
【図11】本発明による線形化の後の、図6の場合に類
似する波形のグラフ表現である。
【図12】本発明において用いられる時間の関数として
のフィルタ・インパルス応答のグラフ表現である。
【図13】本発明において用いられる時間の関数として
のシフトされたフィルタ・インパルス応答のグラフ表現
である。

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 時間変動信号を処理する装置であって、 時間変動信号をサンプリングして、サンプリングされた
    信号を提供する手段と、 前記サンプリングされた信号を、選択された再サンプリ
    ング時間で再サンプリングする手段と、 前記選択された再サンプリング時間を変動させ、前記変
    動する選択された再サンプリング時間に従って、再サン
    プリングされた時間変動信号を提供する手段と、 から構成される、装置。
  2. 【請求項2】 前記選択された再サンプリング時間を変
    動させる手段は、前記選択された再サンプリング時間を
    決定するアルゴリズムを決定する制御手段を含む、請求
    項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記選択された再サンプリング時間を変
    動させる手段は、前記再サンプリング時間の継続時間が
    連続的に変動可能であるように前記再サンプリング時間
    を制御する手段を含む、請求項1記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記連続的に変動可能な再サンプリング
    時間の継続時間は非均一である、請求項3記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記再サンプリング時間の前記連続的に
    変動可能な継続時間は非周期的である、請求項3記載の
    装置。
  6. 【請求項6】 前記連続的に変動可能な再サンプリング
    時間はルックアップ・テーブルに記憶される、請求項3
    記載の装置。
  7. 【請求項7】 変調システムにおける非線形性を補正す
    る装置であって、 時間変動する被変調信号を送信する手段と、 前記送信された被変調信号の反射の結果として生じるエ
    コー信号を受信する手段と、 前記送信された信号を前記受信されたエコー信号と比較
    し、前記比較を示す比較信号を提供する手段と、 前記比較信号をサンプリングし、サンプリングされた比
    較信号を提供する手段と、 前記サンプリングされた比較信号を選択された再サンプ
    リング時間で再サンプリングする手段と、 前記選択された再サンプリング時間を有効に変動させ、
    それによって、前記送信された時間変動する被変調信号
    の非線形性の結果として生じる前記比較信号の非線形性
    に関して前記比較信号を補正する手段と、 から構成される、装置。
  8. 【請求項8】 前記選択された再サンプリング時間を有
    効に変動させる手段は、前記再サンプリング時間が非均
    一であるように前記再サンプリング時間を制御する手段
    を含む、請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記選択された再サンプリング時間を有
    効に変動させる手段は、前記再サンプリング時間が非均
    一であるように前記再サンプリング時間を制御する手段
    を含み、前記制御手段は、連続的に変動可能なマルチレ
    ート補間フィルタを用いて前記比較信号をフィルタリン
    グする手段を含む、請求項7記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記送信手段は、電圧制御発振器と前
    記電圧制御発振器をランプ信号を用いて駆動する手段と
    を含む、請求項7記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記比較手段は、前記送信された信号
    と前記エコー信号との間の周波数の差と関数関係を有す
    る周波数を有する信号を提供するミキサを含む、請求項
    10記載の装置。
  12. 【請求項12】 前記差を示す前記信号は中間周波数波
    形である、請求項10記載の装置。
  13. 【請求項13】 前記送信手段はレーダ信号を送信す
    る、請求項10記載の装置。
  14. 【請求項14】 前記周波数の差は、前記送信手段と目
    標との間の距離と関数関係を有する、請求項13記載の
    装置。
  15. 【請求項15】 前記送信手段は、周波数変調された信
    号を送信する手段を含む、請求項7記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記変動する選択された再サンプリン
    グ時間はルックアップ・テーブルに記憶されている、請
    求項7記載の装置。
  17. 【請求項17】 時間変動信号を処理する方法であっ
    て、 時間変動信号をサンプリングするステップと、 サンプリングされた時間変動信号を提供するステップ
    と、 前記サンプリングされた時間変動信号を、選択された時
    間で再サンプリングするステップと、 前記選択された再サンプリング時間を変動させるステッ
    プと、 前記変動され選択された再サンプリング時間に従って、
    再サンプリングされた時間変動信号を提供するステップ
    と、 を含む、方法。
  18. 【請求項18】 前記選択された再サンプリング時間を
    変動させるステップは、前記選択された再サンプリング
    時間の継続時間が連続的に変動可能であるように前記選
    択された再サンプリング時間を制御するステップを含
    む、請求項17記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記選択された再サンプリング時間を
    変動させるステップは、前記選択された再サンプリング
    時間が非均一であるように前記選択された再サンプリン
    グ時間の継続時間を制御するステップを含む、請求項1
    7記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記連続的に変動可能な選択された再
    サンプリング時間を変動させるステップは、前記連続的
    に変動可能な選択された再サンプリング時間が非周期的
    であるように前記連続的に変動可能な選択された再サン
    プリング時間の継続時間を制御するステップを含む、請
    求項18記載の方法。
  21. 【請求項21】 前記選択された再サンプリング時間を
    変動させるステップは、前記選択された再サンプリング
    時間を決定するアルゴリズムを決定するステップを含
    む、請求項17記載の方法。
  22. 【請求項22】 変調システムにおける非線形性を補正
    する方法であって、 時間変動する被変調信号を送信するステップと、 前記送信された被変調信号の反射の結果として生じるエ
    コー信号を受信するステップと、 前記送信された信号を前記エコー信号と比較し、前記比
    較を示す信号を提供するステップと、 前記比較信号をサンプリングし、サンプリングされた比
    較信号を提供するステップと、 前記サンプリングされた比較信号を選択された再サンプ
    リング時間で再サンプリングするステップと、 前記選択された再サンプリング時間を有効に変動させ、
    それによって、前記送信された信号の非線形な周波数変
    調の結果として生じる公称の一定の周波数からの偏差に
    関して前記比較信号を補正するステップと、 を含む、方法。
  23. 【請求項23】 前記再サンプリング時間を有効に変動
    させるステップは、前記再サンプリング時間が非均一に
    離間するように前記比較信号の前記サンプリングの前記
    再サンプリング時間を制御するステップを含む、請求項
    22記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記再サンプリング時間を有効に変動
    させるステップは、前記再サンプリング時間が非均一に
    離間するように前記再サンプリング時間を制御するステ
    ップを含み、前記再サンプリング時間を変動させるステ
    ップは、連続的に変動するマルチレート補間フィルタを
    用いて前記比較信号をフィルタリングするステップを含
    む、請求項22記載の方法。
  25. 【請求項25】 周波数変調された信号を送信する前記
    ステップは、ランプ関数に応答して前記時間変動する信
    号の周波数を変動させるステップを含む、請求項22記
    載の方法。
  26. 【請求項26】 前記送信ステップは、周波数変調され
    た信号を送信するステップを含み、前記比較ステップ
    は、前記送信された信号と前記受信されたエコー信号と
    の間の周波数の差を決定するステップを含む、請求項2
    2記載の方法。
  27. 【請求項27】 前記送信ステップはレーダ信号を送信
    するステップを含む、請求項22記載の方法。
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