JPH11271434A - Phase monopulse radar apparatus - Google Patents

Phase monopulse radar apparatus

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JPH11271434A
JPH11271434A JP10076164A JP7616498A JPH11271434A JP H11271434 A JPH11271434 A JP H11271434A JP 10076164 A JP10076164 A JP 10076164A JP 7616498 A JP7616498 A JP 7616498A JP H11271434 A JPH11271434 A JP H11271434A
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JP
Japan
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peak
phase
frequency
azimuth
pair
Prior art date
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Application number
JP10076164A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Asano
孔一 浅野
Shigeki Oshima
繁樹 大島
Tomoyasu Harada
知育 原田
Naoyuki Yamada
直之 山田
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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Publication of JPH11271434A publication Critical patent/JPH11271434A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a phase monopulse radar apparatus which enhances the detecting reliability of the direction of a target. SOLUTION: Reflected waves from a target are received by right and left two-channel receiving antennas 16a, 16b. A signal processor 20 analyzes the frequency of received waves in respective channels, and it finds a peak frequency having the peak of an amplitude and its peak amplitude. Peaks in a plurality of channels with reference to the same target are found as a pair. A pair which is provided with a peak frequency difference at a prescribed threshold frequency difference or lower and with a peak amplitude different at a prescribed threshold amplitude difference or lower is selected. On the basis of the phase difference of the peak pair, the direction of the target is detected by a phase monopulse system. Even in a state that reflected waves of many objects are composed and received, the peak pair of the same target can be selected surely by referring to the peak amplitude difference in addition to the peak frequency difference.

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、ターゲットからの
反射波を複数チャネルで受信して、チャネル間の受信波
の位相差に基づいてターゲットの方位を検出する位相モ
ノパルスレーダ装置に関し、特に、ターゲットの方位検
出の信頼性を向上するものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase monopulse radar apparatus for receiving a reflected wave from a target through a plurality of channels and detecting the azimuth of the target based on the phase difference between the received waves between the channels. To improve the reliability of azimuth detection.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ターゲットの方位、距離、速
度を検出するために各種レーダが利用されている。例え
ば、道路における先行車両との相対方位、相対距離、相
対速度の検出にもレーダが用いられる。方位を検出する
レーダの1つとして、位相モノパルスレーダがある。ま
た、距離および速度を検出するレーダの1つとして、F
MCW(周波数変調連続波)レーダがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, various radars have been used to detect the azimuth, distance, and speed of a target. For example, a radar is also used to detect a relative bearing, a relative distance, and a relative speed with respect to a preceding vehicle on a road. One of the radars for detecting the azimuth is a phase monopulse radar. Also, as one of the radars for detecting distance and speed, F
There is an MCW (frequency modulated continuous wave) radar.

【0003】[位相モノパルスレーダ]位相モノパルス
レーダは、送信アンテナから電波を放射することで得ら
れるターゲットからの反射波を複数の受信アンテナで受
信する。複数の受信アンテナは空間的に位置が異なるの
で、同一のターゲットからの反射波の位相が受信アンテ
ナ間で異なる。この位相ずれを検出することでターゲッ
トの方位を検出することができる。この位相モノパルス
レーダは、基本的に送信アンテナ及び受信アンテナを機
械的に動かす必要がないというメリットがある。
[Phase monopulse radar] In a phase monopulse radar, reflected waves from a target obtained by radiating radio waves from a transmitting antenna are received by a plurality of receiving antennas. Since the plurality of receiving antennas are spatially different in position, the phases of the reflected waves from the same target differ between the receiving antennas. The azimuth of the target can be detected by detecting this phase shift. This phase monopulse radar has an advantage that basically there is no need to mechanically move the transmitting antenna and the receiving antenna.

【0004】図1を参照すると、ターゲットまでの距離
をR0、二つの受信アンテナの間隔をL、ターゲットの
方位をθとする。アンテナ1およびアンテナ2からター
ゲットまでの距離R1、R2は、
Referring to FIG. 1, the distance to the target is R0, the interval between the two receiving antennas is L, and the azimuth of the target is θ. The distances R1 and R2 from the antennas 1 and 2 to the target are:

【数1】R1=R0+(L/2)sinθ R2=R0−(L/2)sinθ である。二つの受信アンテナの受信信号(波長:λ)の
位相差Δφは、
R1 = R0 + (L / 2) sin θ R2 = R0− (L / 2) sin θ The phase difference Δφ between the received signals (wavelength: λ) of the two receiving antennas is

【数2】Δφ=(L/λ)・sinθ であり、従って、ターゲットの方位θは、## EQU2 ## Δφ = (L / λ) · sin θ Therefore, the azimuth θ of the target is

【数3】θ=sin-1{(λ/L)Δφ} である。このようにして、受信信号の位相差からターゲ
ットの方位を求めることができる。
## EQU3 ## θ = sin -1 {(λ / L) Δφ}. In this way, the azimuth of the target can be obtained from the phase difference of the received signal.

【0005】[FMCWレーダ]FMCWレーダは、連
続波を用いてターゲットの距離および速度を検出するも
のである。FMCWレーダと位相モノパルスレーダを組
み合わせれば、ターゲットの距離、速度および方位を求
めることができる。
[FMCW radar] The FMCW radar detects the distance and velocity of a target using continuous waves. By combining the FMCW radar and the phase monopulse radar, it is possible to determine the distance, speed, and azimuth of the target.

【0006】FMCWレーダは、連続波の送信信号にF
M変調を施している。図2は、FMCWレーダによる相
対距離及び相対速度検出の原理を示すものである。例え
ば、送信波を三角波で周波数変調する。これによって、
送信波の周波数は増加減少を順次繰り返す。この送信波
がレーダから放射され、ターゲットで反射して受信され
ると、送信波と受信波の周波数は、図2(上)に示すよ
うな関係をもつ。ただし、ターゲットの相対速度が0の
場合である。そして、参照波(送信波)で受信波を検波
することにより、送信周波数と受信周波数の差の周波数
成分を持つビート信号(図2(下))が得られる。
[0006] The FMCW radar applies FW to a continuous wave transmission signal.
M modulation is performed. FIG. 2 shows the principle of relative distance and relative speed detection by the FMCW radar. For example, a transmission wave is frequency-modulated by a triangular wave. by this,
The frequency of the transmission wave repeatedly increases and decreases sequentially. When this transmission wave is radiated from the radar and reflected by the target and received, the frequencies of the transmission wave and the reception wave have a relationship as shown in FIG. However, this is a case where the relative speed of the target is zero. Then, by detecting the received wave with the reference wave (transmitted wave), a beat signal (FIG. 2 (lower)) having a frequency component of a difference between the transmitted frequency and the received frequency is obtained.

【0007】伝搬遅延時間τは、送信波が受信されるま
での時間である。ターゲットまでの相対距離をR、光速
をcとするとτ=2R/cである。さらに、FMの繰り
返し周波数(図2における三角波の周波数)をfm、F
Mの周波数偏移幅(参照波の周波数の変化幅)をΔfと
すると、ビート周波数frは、
[0007] The propagation delay time τ is a time until a transmission wave is received. Assuming that the relative distance to the target is R and the speed of light is c, τ = 2R / c. Further, the repetition frequency of FM (the frequency of the triangular wave in FIG. 2) is fm, F
If the frequency shift width of M (the change width of the frequency of the reference wave) is Δf, the beat frequency fr is

【数4】fr=4R・fm・Δf/c で表される。従って、ビート信号からビート周波数fr
を求めれば、相対距離Rが決定される。
## EQU4 ## fr = 4R · fm · Δf / c Therefore, from the beat signal, the beat frequency fr
Is determined, the relative distance R is determined.

【0008】図3(上)は、ターゲットの相対速度が0
でない場合における、送信波と受信波の周波数の関係を
示している。ターゲットがレーダに対して相対速度を有
すると、ドップラ周波数fdだけ受信波の周波数が上ま
たは下にシフトする。図3(下)にはビート信号が示さ
れている。このビート信号は、送信波の周波数が増加し
ている上りフェーズ期間においては、相対速度0のター
ゲットのビート周波数frにドップラ周波数fdだけ加
算されたものになる。一方、送信波の周波数が減少して
いる下りフェーズ期間においては、ビート周波数frか
らドップラ周波数fdだけ減算されたものがビート信号
になる。従って、このビート信号の上りフェーズ期間及
び下りフェーズ期間の周波数からドップラシフトが求め
られ、これからターゲットの相対速度が求められる。
FIG. 3 (upper) shows that the relative speed of the target is zero.
3 shows the relationship between the frequency of the transmission wave and the frequency of the reception wave in a case other than the above. When the target has a relative speed to the radar, the frequency of the received wave shifts up or down by the Doppler frequency fd. FIG. 3 (lower) shows a beat signal. This beat signal is obtained by adding the Doppler frequency fd to the beat frequency fr of the target having a relative speed of 0 during the up phase period in which the frequency of the transmission wave is increasing. On the other hand, in the down phase period in which the frequency of the transmission wave is decreasing, the beat signal is obtained by subtracting the Doppler frequency fd from the beat frequency fr. Therefore, the Doppler shift is determined from the frequency of the up phase period and the down phase period of the beat signal, and the relative speed of the target is determined from this.

【0009】すなわち、上りフェーズ期間及び下りフェ
ーズ期間におけるビート信号の周波数fbu、fbd
は、
That is, the frequency fbu, fbd of the beat signal in the up phase period and the down phase period
Is

【数5】fbu=fr+fd fbd=fr−fd である。そこで、ビート信号から周波数fbu、fbd
を個別に求めれば、相対距離を表すビート周波数fr、
相対速度を表すドップラ周波数fdが求められる。
Fbu = fr + fd fbd = fr-fd Therefore, the frequency fbu, fbd
Are obtained individually, a beat frequency fr representing a relative distance,
A Doppler frequency fd representing the relative speed is obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記の位相モノパルス
レーダは、単一のターゲットだけが存在するような極め
て理想的な環境では、ターゲットの方位を正確に検出す
ることができる。しかしながら、様々な物体からの反射
波が合成されて受信されるレーダ使用環境では、単に2
つの受信アンテナからの信号の位相差を用いただけでは
信頼性の高いターゲット方位検出は困難である。
The phase monopulse radar described above can accurately detect the azimuth of a target in an extremely ideal environment where only a single target exists. However, in a radar use environment where reflected waves from various objects are combined and received, simply 2
It is difficult to detect the target direction with high reliability only by using the phase difference between the signals from the two receiving antennas.

【0011】道路における先行車の検出を行う場合を考
えると、ターゲットたる先行車の反射波の位相に基づい
て、この先行車の方位を検出できる。この際、受信波か
ら先行車の反射波を抽出したり選別する必要がある。と
ころが、自動車レーダ使用環境では、複数の先行車が存
在し、さらに、先行車以外の樹木やガードレールなどの
物体が存在する。このような多数の物体からの反射波が
影響を及ぼす中においては、従来の位相モノパルス方式
を単に適用したのでは、同一ターゲットからの信号を的
確に組み合わせて正確に方位を検出することは難しい。
Considering the case of detecting a preceding vehicle on the road, the direction of the preceding vehicle can be detected based on the phase of the reflected wave of the target preceding vehicle. At this time, it is necessary to extract or select the reflected wave of the preceding vehicle from the received wave. However, in a vehicle radar use environment, there are a plurality of preceding vehicles, and there are also objects such as trees and guardrails other than the preceding vehicles. Under the influence of the reflected waves from a large number of objects, it is difficult to accurately combine the signals from the same target to accurately detect the direction by simply applying the conventional phase monopulse method.

【0012】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、複数のターゲットやターゲット以外
の物体などの反射波が合成されて受信されるレーダ使用
環境でも信頼性の高い方位検出が可能な位相モノパルス
レーダ装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to provide highly reliable azimuth detection even in a radar use environment in which reflected waves of a plurality of targets and objects other than the targets are synthesized and received. It is an object of the present invention to provide a phase monopulse radar device which can perform the following.

【0013】本発明の別の目的は、位相モノパルスレー
ダとFMCWレーダを組み合わせたレーダ装置であっ
て、周波数変調を利用することによって、さらに確実な
方位検出ができるレーダ装置を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a radar apparatus in which a phase monopulse radar and an FMCW radar are combined, and a radar apparatus capable of performing more reliable azimuth detection by using frequency modulation.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】(1)本発明は、ターゲ
ットからの反射波を複数チャネルの受信部で受信して、
チャネル間の受信波の位相差に基づいてターゲットの方
位を検出する位相モノパルスレーダ装置において、各チ
ャネルの受信波の周波数分析を行って、ピーク周波数お
よびそのピーク振幅を求める分析部と、分析結果に基づ
いて、同一ターゲットに対する複数チャネルのピークの
組である方位検出用ピークペアを求めるピークペア検出
部と、前記ピークペア検出部が求めた前記方位検出用ピ
ークペアのピークの位相差に基づいてターゲットの方位
を検出する方位検出部と、を含み、前記ピークペア検出
部は、所定しきい周波数差以下のピーク周波数差および
所定しきい振幅差以下のピーク振幅差をもつピークの組
を方位検出用ピークペアに選ぶことを特徴とする。
(1) According to the present invention, a reflected wave from a target is received by a receiving unit of a plurality of channels.
In a phase monopulse radar device that detects the azimuth of a target based on the phase difference of a received wave between channels, an analysis unit that performs frequency analysis of the received wave of each channel to obtain a peak frequency and its peak amplitude, A peak pair detecting section for obtaining an azimuth detecting peak pair that is a set of peaks of a plurality of channels for the same target, and detecting an azimuth of the target based on a phase difference between the peaks of the azimuth detecting peak pair obtained by the peak pair detecting section. And a peak pair detecting unit, wherein the peak pair detecting unit selects a set of peaks having a peak frequency difference equal to or less than a predetermined threshold frequency difference and a peak amplitude difference equal to or less than the predetermined threshold amplitude difference as a peak pair for azimuth detection. Features.

【0015】本発明によれば、各受信チャネルの受信波
の周波数分析、例えば、フーリエ変換処理が行われる。
周波数分析により、振幅のピークをもつピーク周波数
と、そのピークの振幅値が求められる。チャネルが異な
っても、同一ターゲットに対応するピークの周波数は、
同一か近いはずである。さらに、ピークの振幅値も、タ
ーゲットが同じなら、チャネルが異なっても同一か近い
はずである。そこで、所定しきい周波数差以下のピーク
周波数差および所定しきい振幅差以下のピーク振幅差を
もつピークの組が方位検出用ピークペアに選ばれる。こ
れにより、同一ターゲットのピークの組を確実に選定で
きる。このようにして選ばれたピークペアの位相差に基
づいて方位を検出するので、信頼性の高い方位検出がで
きる。
According to the present invention, the frequency analysis of the reception wave of each reception channel, for example, the Fourier transform processing is performed.
By the frequency analysis, a peak frequency having an amplitude peak and an amplitude value of the peak are obtained. Even if the channel is different, the frequency of the peak corresponding to the same target is
Should be identical or close. Furthermore, the peak amplitude value should be the same or close even if the channel is different, if the target is the same. Therefore, a set of peaks having a peak frequency difference equal to or smaller than the predetermined threshold frequency difference and a peak amplitude difference equal to or smaller than the predetermined threshold amplitude difference is selected as the azimuth detection peak pair. This makes it possible to reliably select a set of peaks of the same target. Since the azimuth is detected based on the phase difference between the peak pairs thus selected, highly reliable azimuth detection can be performed.

【0016】ここで、道路のように複数のターゲットや
ターゲット以外の物体が存在するレーダ使用環境では、
様々な物体の反射波が合成されて受信される。周波数だ
けを基準にピークペアを選ぶと、様々な物体の反射波の
影響で多数のピークペアができてしまう。この多数のピ
ークペアには、同一ターゲットのピークの組でないもの
も含まれる可能性がある。
Here, in a radar use environment where a plurality of targets and objects other than the target exist, such as a road,
The reflected waves from various objects are combined and received. If peak pairs are selected based only on the frequency, many peak pairs will be created due to the influence of reflected waves from various objects. The multiple peak pairs may include those that are not the same target peak pair.

【0017】一方、本発明によれば、ピーク周波数差と
ピーク振幅差がともに小さいピークペアが選ばれる。す
なわち、ピーク周波数の近いピークのペアのすべてに対
して方位演算を行うのではなく、ピーク間の振幅差の小
さいペアのみを用いて方位を求める。従って、周波数が
近いピークの中から同一ターゲットのピークをさらに選
別できる。これにより、他の物体などの反射波の影響を
受けないようにして、信頼性の高い方位検出が可能とな
る。
On the other hand, according to the present invention, a peak pair having a small peak frequency difference and a small peak amplitude difference is selected. In other words, the azimuth is not calculated for all pairs of peaks having similar peak frequencies, but the azimuth is determined using only the pair having a small amplitude difference between the peaks. Accordingly, peaks of the same target can be further selected from peaks having similar frequencies. This makes it possible to perform highly reliable azimuth detection without being affected by a reflected wave of another object or the like.

【0018】(2)本発明の好ましい一態様の位相モノ
パルスレーダ装置は、周波数が上昇する上りフェーズと
下降する下りフェーズとを含む周波数変調波を送信する
送信部と、送信波に基づいて受信波を検波してビート信
号を生成するビート信号生成部と、を含み、前記分析部
では、ビート信号の周波数分析が行われ、上りフェーズ
の受信波から得られる方位検出用ピークペアと下りフェ
ーズの受信波から得られる方位検出用ピークペアとを比
較して、より小さいピーク振幅差をもつペアを方位演算
の対象にする。
(2) A phase monopulse radar apparatus according to a preferred aspect of the present invention includes a transmitting section for transmitting a frequency modulated wave including an ascending phase in which the frequency increases and a descending phase in which the frequency decreases, and a receiving wave based on the transmitting wave. And a beat signal generation unit that generates a beat signal by detecting the frequency of the beat signal in the analysis unit. And a pair having a smaller peak amplitude difference is set as an object of the azimuth calculation.

【0019】この態様では、位相モノパルスレーダにF
MCWレーダが一体化され、周波数変調された送信波が
送信される。前述のように、周波数変調された送信波
は、上りフェーズと下りフェーズをもち、周波数の増加
減少を繰り返す。この上りフェーズと下りフェーズのそ
れぞれで、複数チャネルの信号から上記(1)の方位検
出用ピークペアが求められる。2つのピークペアともし
きい振幅差以下のピーク振幅差をもっており、それらの
ピークペアに基づく方位は信頼性が高い。しかし、より
小さなピーク振幅差をもつピークペアの方が、さらに高
い信頼性を与える。そこで、上りと下りの2つピークペ
アからピーク振幅差の少ない方のペアが選択され、選択
されたピークペアを用いて方位演算が行われる。これに
より、さらなる検出信頼性の向上を図ることができる。
In this embodiment, the phase monopulse radar has F
The MCW radar is integrated, and a frequency-modulated transmission wave is transmitted. As described above, the frequency-modulated transmission wave has an up phase and a down phase, and repeatedly increases and decreases in frequency. In each of the up phase and the down phase, the azimuth detection peak pair of the above (1) is obtained from signals of a plurality of channels. Both peak pairs have a peak amplitude difference equal to or smaller than the threshold amplitude difference, and the orientation based on those peak pairs is highly reliable. However, peak pairs with smaller peak amplitude differences provide greater reliability. Therefore, the pair having the smaller peak amplitude difference is selected from the two peak pairs of the up and down, and the azimuth calculation is performed using the selected peak pair. Thereby, the detection reliability can be further improved.

【0020】(3)本発明の他の好ましい一態様の位相
モノパルスレーダ装置は、周波数変調された送信波を送
信する送信部と、送信波に基づいて受信波を検波してビ
ート信号を生成するビート信号生成部と、を含み、前記
分析部は、ビート信号の周波数分析を行い、前記ピーク
ペア検出部は、周波数変調の上りフェーズの受信波に基
づく方位検出用ピークペアと下りフェーズの受信波に基
づく方位検出用ピークペアとをそれぞれ検出し、前記方
位検出部は、上りフェーズと下りフェーズの方位検出用
ピークペアのそれぞれから算出される2つの方位を両ペ
アのピーク振幅差の相違に基づいて平均化して、ターゲ
ットの方位を決定する。
(3) A phase monopulse radar apparatus according to another preferred embodiment of the present invention transmits a frequency-modulated transmission wave, and detects a reception wave based on the transmission wave to generate a beat signal. A beat signal generation unit, wherein the analysis unit performs a frequency analysis of a beat signal, and the peak pair detection unit is based on a peak pair for azimuth detection based on a reception wave of an up phase of frequency modulation and a reception wave of a down phase. The azimuth detecting unit detects each of the azimuth detecting peak pairs, and the azimuth detecting unit averages the two azimuths calculated from each of the azimuth detecting peak pairs in the up phase and the down phase based on a difference in peak amplitude difference between the two pairs. And determine the azimuth of the target.

【0021】この態様では、周波数変調の上りフェーズ
と下りフェーズで、それぞれ方位検出用ピークペアが検
出された後、上りと下りのピークペアからそれぞれ方位
が算出され、これらの方位の平均が算出される。ここ
で、(2)で説明したように、2つのピークペアともし
きい振幅差以下のピーク振幅差をもっており、これらの
ピークペアに基づく方位は信頼性が高い。しかし、より
小さなピーク振幅差をもつピークペアから得た方位の方
が、高い信頼性をもつ。そこで、両ペアのピーク振幅差
の相違に応じた平均化を行う。ピーク振幅差が小さい方
のピークペアから算出した方位の重み付けを大きくした
重み付け平均化処理が好適である。信頼性がより高いほ
うの方位の重みが大きくなるからである。このようにし
て、さらなる検出信頼性の向上を図ることができる。
In this embodiment, after the peak pair for azimuth detection is detected in each of the up phase and the down phase of the frequency modulation, the azimuth is calculated from the up and down peak pairs, and the average of these azimuths is calculated. Here, as described in (2), both peak pairs have a peak amplitude difference equal to or smaller than the threshold amplitude difference, and the azimuth based on these peak pairs is highly reliable. However, the orientation obtained from the peak pair having the smaller peak amplitude difference has higher reliability. Therefore, averaging is performed according to the difference in peak amplitude difference between the two pairs. A weighted averaging process in which the weight of the azimuth calculated from the peak pair having the smaller peak amplitude difference is increased is preferable. This is because the weight of the direction having higher reliability becomes larger. Thus, the detection reliability can be further improved.

【0022】(4)本発明の別の態様は、FMCW方式
と位相モノパルス方式を組み合わせてターゲットの距
離、速度および方位を検出するレーダ装置であって、周
波数変調された送信波を送信する送信部と、ターゲット
からの反射波を複数チャネルで受信する受信部と、送信
波に基づいて受信波を検波してビート信号を生成するビ
ート信号生成部と、各チャネルのビート信号の周波数分
析を行って、ピーク周波数およびそのピーク振幅を求め
る分析部と、同一ターゲットに対する上りフェーズおよ
び下りフェーズのピークの周波数に基づいてFMCW方
式でターゲット距離および速度を検出する距離・速度演
算部と、同一ターゲットに対する複数チャネルのピーク
の位相差に基づいて位相モノパルス方式でターゲット方
位を検出する方位検出部と、を含み、さらに、複数チャ
ネルのそれぞれに属するピークの組であって、所定しき
い周波数差以下のピーク周波数差および所定しきい振幅
差以下のピーク振幅差をもつ組を、方位検出部で使用す
る方位検出用ピークペアとして求めるピークペア検出部
を含み、このピークペア検出部は、上りフェーズの受信
波から得られる方位検出用ピークペアと下りフェーズの
受信波から得られる方位検出用ピークペアとを比較し
て、より小さいピーク振幅差をもつペアを方位演算の対
象にする。
(4) Another aspect of the present invention is a radar apparatus for detecting the distance, speed, and azimuth of a target by combining the FMCW method and the phase monopulse method, wherein the transmitting unit transmits a frequency-modulated transmission wave. A receiving unit that receives the reflected wave from the target on a plurality of channels, a beat signal generating unit that detects the received wave based on the transmitted wave and generates a beat signal, and performs a frequency analysis of the beat signal of each channel. , An analyzer for calculating a peak frequency and a peak amplitude thereof, a distance / speed calculator for detecting a target distance and a speed in an FMCW method based on peak frequencies of an up phase and a down phase for the same target, and a plurality of channels for the same target. Azimuth detection that detects the target azimuth by the phase monopulse method based on the phase difference between the peaks And a set of peaks belonging to each of the plurality of channels, wherein the set having a peak frequency difference of not more than a predetermined threshold frequency difference and a peak amplitude difference of not more than a predetermined threshold amplitude difference is an azimuth detecting unit. And a peak pair detection unit that determines the direction pair used for the azimuth detection.The peak pair detection unit compares the azimuth detection peak pair obtained from the up-phase received wave with the azimuth detection peak pair obtained from the down-phase received wave. Thus, a pair having a smaller peak amplitude difference is subjected to the azimuth calculation.

【0023】この態様では、本発明が、FMCWレーダ
と位相モノパルスレーダを一体化したレーダ装置という
かたちで実現される。周波数変調された送信波が送信さ
れ、ターゲットからの反射波は複数チャネルで受信され
る。送信波に基づいて受信波を検波してビート信号が生
成され、このビート信号の周波数分析が行われ、振幅の
ピークが求められる。同一ターゲットに対する上りフェ
ーズおよび下りフェーズのピークの周波数に基づいてF
MCW方式でターゲット距離および速度が検出される。
また、同一ターゲットに対する複数チャネルのピークの
位相差に基づいて位相モノパルス方式でターゲット方位
が検出される。この同一ターゲットに対する複数チャネ
ルのピークの組を検出するために、上記(1)に示した
ように、ピーク振幅差が参照され、これにより、方位検
出の信頼性の向上を図ることが可能になる。
In this aspect, the present invention is realized in the form of a radar device in which an FMCW radar and a phase monopulse radar are integrated. A frequency-modulated transmission wave is transmitted, and a reflected wave from the target is received by a plurality of channels. A beat signal is generated by detecting the reception wave based on the transmission wave, and a frequency analysis of the beat signal is performed to obtain an amplitude peak. F based on the frequency of the peak of the up phase and the down phase for the same target.
The target distance and the speed are detected by the MCW method.
The target direction is detected by a phase monopulse method based on the phase difference between the peaks of a plurality of channels for the same target. In order to detect a set of peaks of a plurality of channels for the same target, the peak amplitude difference is referred to as described in (1) above, whereby it is possible to improve the reliability of azimuth detection. .

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】[実施の形態1]以下、本発明の
好適な実施の形態(以下、実施形態という)について、
図面を参照し説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Embodiment 1] Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as an embodiment) will be described.
This will be described with reference to the drawings.

【0025】図4は、本発明の実施形態のFMCW・位
相モノパルスレーダ装置の構成を示している。このレー
ダ装置は、車両用のものであり、周波数変調された送信
波を送信し、ターゲットからの反射波を左右のチャネル
で受信する。そして、位相モノパルス方式の原理に従
い、左右のチャネルの受信波からターゲットの方位を求
める。また、FMCW方式の原理に従い、上りフェーズ
と下りフェーズの受信波からターゲットの距離と速度を
求める。
FIG. 4 shows a configuration of an FMCW / phase monopulse radar device according to an embodiment of the present invention. This radar device is for a vehicle, transmits a frequency-modulated transmission wave, and receives reflected waves from a target on left and right channels. Then, according to the principle of the phase monopulse method, the azimuth of the target is obtained from the received waves of the left and right channels. In addition, according to the principle of the FMCW method, the distance and speed of the target are obtained from the reception waves in the up phase and the down phase.

【0026】電圧制御発振器(VCO)10は周波数変
調器として機能する。このVCO10には、電圧が時間
に応じて増減する三角波が供給される。VCO10は、
この三角波で周波数変調された高周波を発生する。この
高周波は、分配器12で分配され、その一つが送信アン
テナ14に送られる。このようにして、三角波で周波数
変調された高周波が、電波として外部に向けて放射され
る。
The voltage controlled oscillator (VCO) 10 functions as a frequency modulator. The VCO 10 is supplied with a triangular wave whose voltage increases and decreases with time. VCO 10 is
A high frequency frequency-modulated by the triangular wave is generated. This high frequency is distributed by the distributor 12, one of which is sent to the transmitting antenna 14. In this way, the high frequency modulated by the triangular wave is radiated to the outside as a radio wave.

【0027】送信アンテナ14から放射された電波はタ
ーゲットで反射する。図中には2つの先行車両が、ター
ゲット1、2として示されている。反射信号は、左右2
つの受信アンテナ16a,16bで受信される。この2
つの受信アンテナ16a,16bは、空間的に所定距離
Lだけ離れて配置されている。そして、この受信アンテ
ナ16a、16bには、検波器18a,18bがそれぞ
れ接続されている。検波器18a,18bには、分配器
12から、三角波で周波数変調された高周波(送信信
号)が参照波として供給されている。検波器18a,1
8bでは、受信波と参照波を混合して同期検波して、送
信周波数と受信周波数の差の周波数成分をもつビート信
号が得られる。このようにして、左右それぞれの受信ア
ンテナに対応した2つのビート信号が信号処理装置20
に供給される。
The radio wave radiated from the transmitting antenna 14 is reflected by the target. In the figure, two preceding vehicles are shown as targets 1 and 2. The reflected signal is 2
It is received by two receiving antennas 16a and 16b. This 2
The two receiving antennas 16a and 16b are spatially spaced apart by a predetermined distance L. Detectors 18a and 18b are connected to the receiving antennas 16a and 16b, respectively. To the detectors 18a and 18b, a high frequency (transmission signal) frequency-modulated by a triangular wave is supplied from the distributor 12 as a reference wave. Detector 18a, 1
In 8b, the received wave and the reference wave are mixed and synchronously detected to obtain a beat signal having a frequency component of a difference between the transmission frequency and the reception frequency. In this way, the two beat signals corresponding to the left and right receiving antennas are generated by the signal processing device 20.
Supplied to

【0028】信号処理装置20において、周波数分析部
22a,22bおよびピーク検出部24a,24bは、
本発明の分析部として機能する。周波数分析部22a,
22bは、それぞれ、左チャネルおよび右チャネルの受
信信号から得られたビート信号の周波数分析を行い、信
号の周波数成分についてのデータを得る。ここでは、複
素FFT(高速フーリエ変換)が行われ、適当な周波数
間隔をおいた周波数binごとの複素振幅(電圧)が求
められる。以降は、binの番号が周波数を表す。ピー
ク検出部24a,24bは、周波数分析結果に基づき、
位相モノパルスの左、右チャネルのそれぞれでピーク
(ピークをもつ周波数binの番号およびその周波数b
inの複素振幅値)を検出する。
In the signal processing device 20, the frequency analyzers 22a and 22b and the peak detectors 24a and 24b
It functions as the analysis unit of the present invention. Frequency analysis unit 22a,
22b performs frequency analysis of the beat signal obtained from the received signals of the left channel and the right channel, respectively, and obtains data on the frequency components of the signal. Here, a complex FFT (Fast Fourier Transform) is performed, and a complex amplitude (voltage) for each frequency bin at an appropriate frequency interval is obtained. Hereinafter, the bin number indicates the frequency. The peak detectors 24a and 24b calculate the frequency based on the frequency analysis result.
The peak (the number of the frequency bin having the peak and its frequency b) in each of the left and right channels of the phase monopulse
in complex amplitude).

【0029】図5(a)、(b)は、それぞれ左チャネ
ルおよび右チャネルの周波数分析結果の例である。左チ
ャネルにおいて、大きい振幅をもつピークUL1,DL
1は、それぞれターゲット1の上りフェーズおよび下り
フェーズのピークである。下りフェーズのピークの周波
数が上りフェーズより大きいのは、ターゲット1が自車
よりも相対的に遅い(近づいている)ことを示してい
る。また、小さい振幅をもつピークUL2,DL2は、
それぞれターゲット2の上りフェーズおよび下りフェー
ズのピークである。下りフェーズのピークの周波数が上
りフェーズより小さいのは、ターゲット2が自車よりも
相対的に速い(遠ざかっている)ことを示している。同
様に、右チャネルでは、ピークUR1,DR1は、それ
ぞれターゲット1の上りフェーズおよび下りフェーズの
ピークである。また、ピークUR2,DR2は、それぞ
れターゲット2の上りフェーズおよび下りフェーズのピ
ークである。
FIGS. 5A and 5B are examples of frequency analysis results of the left channel and the right channel, respectively. In the left channel, peaks UL1 and DL having a large amplitude.
1 is the peak of the up phase and the down phase of the target 1 respectively. The fact that the peak frequency of the downstream phase is higher than the upstream phase indicates that the target 1 is relatively slower (approaching) than the own vehicle. The peaks UL2 and DL2 having small amplitudes are
These are the peaks of the up phase and the down phase of the target 2, respectively. The fact that the peak frequency of the down phase is lower than the up phase indicates that the target 2 is relatively faster (away) from the own vehicle. Similarly, in the right channel, the peaks UR1 and DR1 are the peaks of the up phase and the down phase of the target 1, respectively. The peaks UR2 and DR2 are the peaks of the up phase and the down phase of the target 2, respectively.

【0030】ただし、本実施形態ではレーダ装置が車両
に搭載されて道路で使用される。このようなレーダ使用
環境では複数のターゲット(先行車)が存在し、さら
に、ターゲット以外の樹木やガードレールなどの物体が
存在する。レーダには様々な物体の反射波が合成されて
受信される。従って、実際には、図5に示すピークの他
にもさらに多数のピークが存在している。このような多
数のピークから、以下のようにして同一ターゲットの左
右チャネルのピークが選ばれる。
However, in this embodiment, the radar device is mounted on a vehicle and used on a road. In such a radar use environment, there are a plurality of targets (preceding vehicles), and there are also objects such as trees and guardrails other than the targets. Reflected waves from various objects are combined and received by the radar. Therefore, actually, there are many more peaks in addition to the peaks shown in FIG. From such a large number of peaks, the left and right channel peaks of the same target are selected as follows.

【0031】図4に戻り、方位検出用ピークペア選択部
26および振幅差検出・判定部28は、本発明のピーク
ペア検出部として機能する。チャネルが異なっても、同
一ターゲットに対応するピークの周波数は、同一か近い
はずである。そこで、選択部26では、近い周波数bi
nをもつピークが左、右チャネルから選ばれ、選ばれた
2つのピークはピークペアとされる。ここでは、左、右
チャネル間での周波数binの差が所定しきい周波数差
以下のピークペアが選択される。
Returning to FIG. 4, the azimuth detecting peak pair selecting section 26 and the amplitude difference detecting / determining section 28 function as the peak pair detecting section of the present invention. Even if the channels are different, the peak frequencies corresponding to the same target should be the same or close. Therefore, the selecting unit 26 selects the near frequency bi
The peak having n is selected from the left and right channels, and the two selected peaks are used as a peak pair. Here, a peak pair in which the difference in frequency bin between the left and right channels is equal to or smaller than a predetermined threshold frequency difference is selected.

【0032】この段階では、まだかなり多数のピークペ
アが選出されている。前述のように、道路では複数のタ
ーゲットやターゲット以外のガードレールや樹木などの
物体が存在し、これらの様々な物体の反射波が合成され
て受信される。周波数だけを基準にピークペアを選ぶ
と、様々な物体の反射波の影響で多数のピークペアがで
きてしまう。この多数のピークペアには、同一ターゲッ
トのピークの組でないものも含まれる可能性がある。
At this stage, a fairly large number of peak pairs have been selected. As described above, there are a plurality of targets and objects such as guardrails and trees other than the targets on the road, and reflected waves of these various objects are combined and received. If peak pairs are selected based only on the frequency, many peak pairs will be created due to the influence of reflected waves from various objects. The multiple peak pairs may include those that are not the same target peak pair.

【0033】そこで、選択部26で選択されたピークペ
アを候補として、振幅差検出・判定部28により、振幅
値を頼りにさらなる絞り込みが行われる。判定部28で
は、選択部26が選択したピークペアの両ピークの振幅
値(ピーク振幅)が参照され、両ピークの振幅値の差
(ピーク振幅差:絶対値)が求められる。チャネルが異
なっていても、同一ターゲットに対応するピークの振幅
は、同一か近いはずである。そこで、ピーク振幅差の大
きさが調べられ、小さい振幅差をもつピークペアが選別
される。ここでは、ピーク振幅差が所定のしきい振幅差
と比較される。しきい振幅差以下のピーク振幅差をもつ
ピークペアのみが、最終的な方位検出用のピークペアに
選ばれる。
Therefore, the peak difference selected by the selection unit 26 is set as a candidate, and the amplitude difference detection / judgment unit 28 performs further narrowing down based on the amplitude value. The determination unit 28 refers to the amplitude value (peak amplitude) of both peaks of the peak pair selected by the selection unit 26, and calculates the difference between the amplitude values of both peaks (peak amplitude difference: absolute value). Even if the channels are different, the amplitudes of the peaks corresponding to the same target should be the same or close. Then, the magnitude of the peak amplitude difference is examined, and a peak pair having a small amplitude difference is selected. Here, the peak amplitude difference is compared with a predetermined threshold amplitude difference. Only a peak pair having a peak amplitude difference equal to or smaller than the threshold amplitude difference is selected as a final peak pair for azimuth detection.

【0034】このようにして、周波数が近いピークペア
を候補として、これらの候補のなかから、振幅差を頼り
に同一ターゲットのピークペアがさらに選別される。図
5を参照すると、上りフェーズでは、左チャネルのピー
クUL1と右チャネルのピークUR1が、方位検出用ピ
ークペアに選ばれる。また、ピークUL2,UR2もピ
ークペアになる。同様に、下りフェーズでは、ピークD
L1,DR1およびピークDL2,DR2がピークペア
になる。
In this manner, peak pairs having similar frequencies are selected as candidates, and peak pairs of the same target are further selected from these candidates by relying on the amplitude difference. Referring to FIG. 5, in the uplink phase, the left channel peak UL1 and the right channel peak UR1 are selected as the azimuth detection peak pair. Further, the peaks UL2 and UR2 also form a peak pair. Similarly, in the down phase, the peak D
L1, DR1 and peaks DL2, DR2 form a peak pair.

【0035】信号処理装置20の方位演算部30は、本
発明の方位検出部に相当し、判定部28で選ばれた方位
検出用ピークペアを用いてターゲットの相対方位を演算
する。ここでは、位相モノパルス処理により方位が求め
られる。
The azimuth calculating section 30 of the signal processing device 20 corresponds to the azimuth detecting section of the present invention, and calculates the relative azimuth of the target using the azimuth detecting peak pair selected by the judging section 28. Here, the azimuth is obtained by the phase monopulse processing.

【0036】図1を用いて説明したように、2つの受信
アンテナ16a,16bで受信した信号の位相を比較す
ることで、その位相差から方位が求められる。方位角θ
は、2つの受信波の位相差をΔφ、2つの受信アンテナ
の距離をL、電波の波長をλとすれば、
As described with reference to FIG. 1, by comparing the phases of the signals received by the two receiving antennas 16a and 16b, the azimuth can be obtained from the phase difference. Azimuth θ
If the phase difference between two received waves is Δφ, the distance between the two receiving antennas is L, and the wavelength of the radio wave is λ,

【数6】θ=sin-1{(λ/L)Δφ} であらわされる。本実施形態では、ビート信号の対応す
る2つのピークの位相差から方位が求められる。
## EQU6 ## θ = sin -1 {(λ / L) Δφ}. In the present embodiment, the azimuth is obtained from the phase difference between the two corresponding peaks of the beat signal.

【0037】また、距離・速度検出部32は、ピーク検
出部24a,24bにて検出されたピークを用いて、別
途、ターゲットの相対距離、相対速度を求める。ここで
は、FMCW処理により距離及び速度が求められる。す
なわち、図2、図3を用いて説明したように、ビート信
号は、ターゲットの距離に応じた受信波の遅延に基づく
成分と、ターゲットの速度に応じたドップラシフトに基
づく成分からなっている。上りフェーズ期間及び下りフ
ェーズ期間におけるビート信号の周波数fbu、fbd
は、相対距離を表すビート周波数をfr、相対速度を表
すドップラ周波数をfdとすると、
The distance / speed detector 32 separately obtains the relative distance and the relative speed of the target using the peaks detected by the peak detectors 24a and 24b. Here, the distance and the speed are obtained by the FMCW processing. That is, as described with reference to FIGS. 2 and 3, the beat signal includes a component based on the delay of the received wave according to the distance to the target and a component based on the Doppler shift according to the speed of the target. Beat signal frequencies fbu, fbd during the up phase period and the down phase period
Is the beat frequency representing the relative distance is fr and the Doppler frequency representing the relative speed is fd,

【数7】fbu=fr+fd fbd=fr−fd である。従って、周波数fbu、fbdから、ビート周
波数frおよびドップラ周波数fdが求められ、相対距
離および相対速度が求められる。本実施形態では、上
り、下りフェーズの対応するピークのbin番号に基づ
いて、距離および速度を求める。このbin番号はその
ピークのもつ周波数に対応している。また、左右チャネ
ルのそれぞれの受信波に基づいて独立して距離および速
度を求めることができ、両検出値を用いてより精度の高
い検出結果が得られる。
Fbu = fr + fd fbd = fr-fd Therefore, the beat frequency fr and the Doppler frequency fd are obtained from the frequencies fbu and fbd, and the relative distance and the relative speed are obtained. In the present embodiment, the distance and the speed are obtained based on the bin numbers of the peaks corresponding to the up and down phases. This bin number corresponds to the frequency of the peak. Further, the distance and the speed can be obtained independently based on the received waves of the left and right channels, and a more accurate detection result can be obtained by using both the detected values.

【0038】方位演算部30および距離・速度検出部3
2によって求められた距離、速度および方位は、例え
ば、先行車両への自動追尾制御に利用される。自動追尾
制御のために、カルマンフィルタやα−βフィルタなど
の予測フィルタを用いることが好適である。予測フィル
タでは、予測位置データと測定位置データを使って、平
滑化された位置および速度が求められ、平滑化されたデ
ータがターゲット情報として出力される。
Azimuth calculation unit 30 and distance / speed detection unit 3
The distance, the speed, and the azimuth obtained by 2 are used, for example, for automatic tracking control for a preceding vehicle. For the automatic tracking control, it is preferable to use a prediction filter such as a Kalman filter or an α-β filter. In the prediction filter, the smoothed position and speed are obtained using the predicted position data and the measured position data, and the smoothed data is output as target information.

【0039】以上、本実施形態のレーダ装置について説
明した。上記のように、本実施形態では、位相モノパル
スの左、右チャネルで得られるピークペアのすべてに対
して方位演算を行うのではなく、ピーク間の振幅差が小
さい(しきい振幅差以下)ピークペアだけを用いて方位
演算を行う。これにより、他のターゲットやターゲット
以外の樹木やガードレールなどの物体からの反射波の影
響が少ない場合を選択して検出結果が得られるようにな
るので、信頼性の高い方位検出が可能になる。なお、本
実施形態のしきい周波数差およびしきい振幅差は、予め
適当な値に決められている。しきい周波数差は、同一タ
ーゲットの反射波から得られるピークの周波数のばらつ
きの大きさに基づいて設定することが好適である。同様
に、しきい振幅差は、同一ターゲットの反射波から得ら
れるピークの振幅のばらつきの大きさに基づいて設定す
ることが好適である。例えば、両しきい値を、ばらつき
の標準的な大きさに設定したり、ばらつきの最大値に設
定することができる。しきい周波数差およびしきい振幅
差は、実験結果や経験に基づいて設定してもよい。
The radar apparatus according to the present embodiment has been described above. As described above, in the present embodiment, the azimuth calculation is not performed on all of the peak pairs obtained in the left and right channels of the phase monopulse, but only the peak pairs in which the amplitude difference between the peaks is small (below the threshold amplitude difference). Is used to perform the azimuth calculation. As a result, a detection result can be obtained by selecting a case where there is little influence of a reflected wave from another target or a tree other than the target, such as a tree or a guardrail, so that highly reliable azimuth detection can be performed. Note that the threshold frequency difference and the threshold amplitude difference in the present embodiment are determined to appropriate values in advance. It is preferable that the threshold frequency difference is set based on the magnitude of variation in the frequency of the peak obtained from the reflected wave of the same target. Similarly, it is preferable that the threshold amplitude difference is set based on the magnitude of variation in the amplitude of the peak obtained from the reflected wave of the same target. For example, both thresholds can be set to a standard magnitude of variation, or set to a maximum value of variation. The threshold frequency difference and the threshold amplitude difference may be set based on experimental results and experience.

【0040】[実施の形態2]次に、本発明の第2の実
施形態を説明する。本実施形態の構成は、図4に示した
実施形態1の構成と同様であり、重複部分の説明は適宜
省略する。実施形態2は、振幅差検出・判定部28の動
作が実施形態1と異なる。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the present embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. 4, and the description of the overlapping portions will be omitted as appropriate. The second embodiment differs from the first embodiment in the operation of the amplitude difference detection / determination unit 28.

【0041】実施形態1と同様にして、方位検出用ピー
クペア選択部26では、周波数分析結果の多数のピーク
から、チャネル間でしきい周波数差以下のピーク周波数
差をもつピークペアが選ばれる。さらに、振幅差検出・
判定部28では、選択部26が選んだピークペアから、
しきい振幅差以下のピーク振幅差をもつピークペアが選
ばれる。
In the same manner as in the first embodiment, the azimuth detecting peak pair selecting unit 26 selects a peak pair having a peak frequency difference equal to or smaller than the threshold frequency difference between channels from a number of peaks of the frequency analysis result. In addition, amplitude difference detection
In the determination unit 28, from the peak pair selected by the selection unit 26,
A peak pair having a peak amplitude difference equal to or smaller than the threshold amplitude difference is selected.

【0042】上記のピークペアの選定は、周波数変調の
上りフェーズと下りフェーズのそれぞれで行われる。上
りフェーズの送受信波からピークペアが得られ、さらに
下りフェーズの送受信波からもピークペアが得られる。
実施形態2の特徴として、振幅差検出・判定部28で
は、同一ターゲットに対応する上りフェーズのピークペ
アと下りフェーズのピークペアとが比較される。そし
て、小さいピーク振幅差をもつ方のピークペアが、最終
的な方位検出用のピークペアに指定される。方位演算部
30は、判定部28で指定されたピークペアを用いてタ
ーゲットの方位を求める。
The above-mentioned selection of the peak pair is performed in each of the up phase and the down phase of the frequency modulation. A peak pair is obtained from the transmitted and received waves in the up phase, and a peak pair is obtained from the transmitted and received waves in the down phase.
As a feature of the second embodiment, the amplitude difference detection / judgment unit 28 compares the peak pair of the up phase and the peak pair of the down phase corresponding to the same target. Then, the peak pair having the smaller peak amplitude difference is designated as the final peak pair for azimuth detection. The azimuth calculation unit 30 obtains the azimuth of the target using the peak pair specified by the determination unit 28.

【0043】図5を参照すると、上りフェーズでは、左
チャネルのピークUL1と右チャネルのピークUR1が
ターゲット1のピークペアになる。下りフェーズでは、
ピークDL1,DR1がピークペアになる。ピークペア
(UL1,UR1)とピークペア(DL1,DR1)が
比較され、小さな振幅差をもつ方のピークペアが、方位
検出用のピークペアに選ばれる。
Referring to FIG. 5, in the up phase, the peak UL1 of the left channel and the peak UR1 of the right channel form a target 1 peak pair. In the down phase,
The peaks DL1 and DR1 form a peak pair. The peak pair (UL1, UR1) and the peak pair (DL1, DR1) are compared, and the peak pair having the smaller amplitude difference is selected as the peak pair for azimuth detection.

【0044】以上、実施形態2のレーダ装置について説
明した。本実施形態では、位相モノパルスレーダとFM
CWレーダを一体化したことによって、上りフェーズと
下りフェーズのそれぞれで、方位検出用ピークペアが求
められることに着目している。2つのピークペアともし
きい振幅差以下のピーク振幅差をもっており、それらの
ピークペアに基づく方位は信頼性が高い。しかし、より
小さなピーク振幅差をもつピークペアの方が、さらに高
い信頼性を与える。そこで、上りと下りの2つピークペ
アからピーク振幅差の少ない方のペアが選択され、選択
されたピークペアを用いて方位演算が行われる。これに
より、さらなる検出信頼性の向上を図ることができる。
The radar apparatus according to the second embodiment has been described. In this embodiment, the phase monopulse radar and the FM
It is noted that the integration of the CW radar requires peak pairs for azimuth detection in each of the up phase and the down phase. Both peak pairs have a peak amplitude difference equal to or smaller than the threshold amplitude difference, and the orientation based on those peak pairs is highly reliable. However, peak pairs with smaller peak amplitude differences provide greater reliability. Therefore, the pair having the smaller peak amplitude difference is selected from the two peak pairs of the up and down, and the azimuth calculation is performed using the selected peak pair. Thereby, the detection reliability can be further improved.

【0045】[実施の形態3]次に、図6を参照して、
本発明の第3の実施形態を説明する。上記の実施形態2
では、上りフェーズと下りフェーズのピークペアの一方
が選択され、選択されたピークペアから方位演算結果を
得ていた。一方、実施形態3では、両方のピークペアを
用いて個別に方位演算を行い、その後に方位出値の加重
平均を求める。図6において、図4の実施形態1の構成
と同様の構成要素には同一符号を付し、これらの構成要
素の説明は適宜省略する。
[Embodiment 3] Next, referring to FIG.
A third embodiment of the present invention will be described. Embodiment 2 above
In, one of the peak pairs of the up phase and the down phase is selected, and the azimuth calculation result is obtained from the selected peak pair. On the other hand, in the third embodiment, the azimuth calculation is individually performed using both peak pairs, and thereafter, a weighted average of the azimuth output values is obtained. 6, the same components as those in the configuration of the first embodiment in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description of these components will be omitted as appropriate.

【0046】実施形態3の信号処理装置40において、
方位検出用ピークペア選択部26および振幅差検出・判
定部28では、実施形態1と同様にして、しきい周波数
以下のピーク周波数差およびしきい振幅差以下のピーク
振幅差をもつピークペアが選ばれる。上記のピークペア
の選定は、FMCW変調の上りフェーズと下りフェーズ
のそれぞれで行われる。上りフェーズの送受信波からピ
ークペアが得られ、さらに下りフェーズの送受信波から
もピークペアが得られる。
In the signal processing device 40 of the third embodiment,
The azimuth detecting peak pair selecting unit 26 and the amplitude difference detecting / determining unit 28 select a peak pair having a peak frequency difference equal to or smaller than the threshold frequency and a peak amplitude difference equal to or smaller than the threshold amplitude difference, as in the first embodiment. The selection of the peak pair is performed in each of the upstream phase and the downstream phase of the FMCW modulation. A peak pair is obtained from the transmitted and received waves in the up phase, and a peak pair is obtained from the transmitted and received waves in the down phase.

【0047】前述の実施形態2では、上り、下りフェー
ズの方位検出用ピークペアから、小さい振幅差をもつ方
のピークペアが選ばれた。実施形態3では、このような
選択、指定は行わない。従って、方位演算部30は、上
り、下り両フェーズに関して方位演算を行う。すなわ
ち、上りフェーズの受信波に基づいて得られた方位検出
用ピークペアの位相差に基づいてターゲットの方位が算
出され、さらに、下りフェーズの受信波に基づいて得ら
れた方位検出用ピークペアの位相差に基づいてターゲッ
トの方位が算出される。
In the second embodiment, the peak pair having a smaller amplitude difference is selected from the peak pairs for azimuth detection in the ascending and descending phases. In the third embodiment, such selection and designation are not performed. Therefore, the azimuth calculation unit 30 performs the azimuth calculation for both the up and down phases. That is, the azimuth of the target is calculated based on the phase difference of the azimuth detection peak pair obtained based on the up-phase received wave, and further, the phase difference of the azimuth detection peak pair obtained based on the down-phase received wave. Is calculated based on the target.

【0048】方位平均化部42は、方位演算部30とと
もに本発明の方位検出部を構成している。平均化部42
は、上り、下りフェーズのそれぞれのピークペアの振幅
差を参照する。上り、下りフェーズのそれぞれで得られ
た方位算出値が、ピークペアの振幅差に基づいた重みを
付けて、平均化される。
The azimuth averaging unit 42 and the azimuth calculating unit 30 constitute an azimuth detecting unit of the present invention. Averaging unit 42
Refers to the amplitude difference between each peak pair in the upstream and downstream phases. The azimuth calculation values obtained in each of the ascending and descending phases are averaged with weights based on the amplitude difference between the peak pairs.

【0049】上記の重み付け平均による方位φaveは、
例えば、
The azimuth φave based on the above weighted average is
For example,

【数8】 φave=(Dd・φu+Du・φd)/(Du+Dd) で求められる。ここで、Du,Ddはそれぞれ上りフェー
ズのピークペアの振幅差、下りフェーズのピークペアの
振幅差である。φu,φdはそれぞれ上りフェーズのピー
クペアから求めた方位、下りフェーズのピークペアから
求めた方位である。このような加重平均によって得られ
る方位φaveが、最終的なターゲット方位として出力さ
れる。
## EQU8 ## It can be obtained by φave = (Ddφu + Duφd) / (Du + Dd). Here, Du and Dd are the amplitude difference between the peak pair in the upstream phase and the amplitude difference between the peak pair in the downstream phase, respectively. φu and φd are the azimuths obtained from the peak pairs in the up phase and the azimuths obtained from the peak pairs in the down phase, respectively. The direction φave obtained by such a weighted average is output as the final target direction.

【0050】以上、実施形態3のレーダ装置について説
明した。実施形態3でも、実施形態2と同様に、位相モ
ノパルスレーダとFMCWレーダを一体化したことによ
って、上りフェーズと下りフェーズのそれぞれで、方位
検出用ピークペアが求められることに着目している。そ
して、上りと下りのピークペアからそれぞれ方位が算出
され、これらの方位の平均が算出される。ここで、上り
フェーズと下りフェーズのピークペアは、両方ともしき
い振幅差以下のピーク振幅差をもっており、これらのピ
ークペアに基づく方位は信頼性が高い。しかし、より小
さなピーク振幅差をもつピークペアから得た方位の方
が、高い信頼性をもつ。そこで、両ペアのピーク振幅差
の相違に応じて方位の加重平均を求める。上記のφave
算出式に示されるように、振幅差の小さい方、すなわ
ち、信頼性の高い方の方位の重みを大きくする。これに
より、検出信頼性の向上を図ることができる。
The radar apparatus according to the third embodiment has been described. Also in the third embodiment, as in the second embodiment, attention is paid to the fact that by integrating the phase monopulse radar and the FMCW radar, peak pairs for azimuth detection can be obtained in each of the up phase and the down phase. Then, an azimuth is calculated from each of the ascending and descending peak pairs, and an average of these azimuths is calculated. Here, the peak pairs of the up phase and the down phase both have a peak amplitude difference equal to or smaller than the threshold amplitude difference, and the azimuth based on these peak pairs is highly reliable. However, the orientation obtained from the peak pair having the smaller peak amplitude difference has higher reliability. Therefore, a weighted average of the azimuth is calculated according to the difference between the peak amplitude differences of the two pairs. Φave above
As shown in the calculation formula, the weight of the direction with the smaller amplitude difference, that is, the direction with higher reliability is increased. As a result, detection reliability can be improved.

【0051】このように、FMCW方式の上り、下りフ
ェーズそれぞれで、位相モノパルスの左および右チャネ
ルで得られるピークペアに対して方位を演算し、ピーク
間の振幅差に基づく重みをつけて両方位を平均化するこ
とにより、他のターゲットやターゲット以外の樹木やガ
ードレールなどの物体からの反射波の影響を少なくで
き、さらに信頼性の高い方位検出が可能になる。
As described above, in each of the upstream and downstream phases of the FMCW system, the azimuth is calculated with respect to the peak pair obtained in the left and right channels of the phase monopulse, and weighted based on the amplitude difference between the peaks to assign both positions. By averaging, the influence of reflected waves from other targets, trees other than the target, and objects such as guardrails can be reduced, and more reliable azimuth detection can be performed.

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

【図1】 位相モノパルスレーダの原理を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a phase monopulse radar.

【図2】 FMCWレーダの原理を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of an FMCW radar.

【図3】 FMCWレーダの原理を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of an FMCW radar.

【図4】 本発明の第1の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図5】 図4の装置の左チャネルおよび右チャネルの
受信信号の周波数分析結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a frequency analysis result of received signals of a left channel and a right channel of the apparatus of FIG. 4;

【図6】 本発明の第3の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電圧制御発振器(VCO)、14 送信アンテ
ナ、16a,16b 受信アンテナ、18a,18b
検波器、20,40 信号処理装置、22a,22b
周波数分析部、24a,24b ピーク検出部、26
方位検出用ピークペア選択部、28 振幅差検出・判定
部、30 方位演算部、32 距離・速度検出部、42
方位平均化部。
10 voltage controlled oscillator (VCO), 14 transmitting antenna, 16a, 16b receiving antenna, 18a, 18b
Detector, 20, 40 Signal processing device, 22a, 22b
Frequency analyzer, 24a, 24b peak detector, 26
Azimuth detection peak pair selector, 28 amplitude difference detector / determiner, 30 azimuth calculator, 32 distance / speed detector, 42
Azimuth averaging unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 知育 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 山田 直之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tomo Harada 41-Cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. 41, Yokomichi, Toyota Central Research Institute, Inc.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターゲットからの反射波を複数チャネル
の受信部で受信して、チャネル間の受信波の位相差に基
づいてターゲットの方位を検出する位相モノパルスレー
ダ装置において、 各チャネルの受信波の周波数分析を行って、ピーク周波
数およびそのピーク振幅を求める分析部と、 分析結果に基づいて、同一ターゲットに対する複数チャ
ネルのピークの組である方位検出用ピークペアを求める
ピークペア検出部と、 前記ピークペア検出部が求めた前記方位検出用ピークペ
アのピークの位相差に基づいてターゲットの方位を検出
する方位検出部と、 を含み、 前記ピークペア検出部は、所定しきい周波数差以下のピ
ーク周波数差および所定しきい振幅差以下のピーク振幅
差をもつピークの組を方位検出用ピークペアに選ぶこと
を特徴とする位相モノパルスレーダ装置。
1. A phase monopulse radar device for receiving a reflected wave from a target by a plurality of channels of receiving units and detecting an azimuth of the target based on a phase difference between the received waves between the channels. An analysis unit that performs frequency analysis to obtain a peak frequency and its peak amplitude; a peak pair detection unit that obtains an azimuth detection peak pair that is a set of peaks of a plurality of channels for the same target based on the analysis result; and the peak pair detection unit An orientation detection unit that detects the orientation of the target based on the phase difference between the peaks of the orientation detection peak pair obtained by the method.The peak pair detection unit includes a peak frequency difference equal to or less than a predetermined threshold frequency difference and a predetermined threshold. Selecting a pair of peaks having a peak amplitude difference smaller than the amplitude difference as a peak pair for orientation detection. Phase mono-pulse radar apparatus.
【請求項2】 請求項1に記載の位相モノパルスレーダ
装置において、 周波数が上昇する上りフェーズと下降する下りフェーズ
とを含む周波数変調波を送信する送信部と、 送信波に基づいて受信波を検波してビート信号を生成す
るビート信号生成部と、を含み、 前記分析部では、ビート信号の周波数分析が行われ、 上りフェーズの受信波から得られる方位検出用ピークペ
アと下りフェーズの受信波から得られる方位検出用ピー
クペアとを比較して、より小さいピーク振幅差をもつペ
アを方位演算の対象にすることを特徴とする位相モノパ
ルスレーダ装置。
2. The phase monopulse radar device according to claim 1, wherein the transmitting unit transmits a frequency modulation wave including an ascending phase in which the frequency increases and a descending phase in which the frequency decreases, and a reception wave is detected based on the transmission wave. A beat signal generation unit that generates a beat signal by performing a frequency analysis of the beat signal, and obtains an azimuth detection peak pair obtained from an up-phase reception wave and a down-phase reception wave. A phase monopulse radar device wherein a pair having a smaller peak amplitude difference is set as a target of the azimuth calculation by comparing the azimuth detection peak pair.
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