JPH11287854A - レ―ダシステムの動作方法 - Google Patents

レ―ダシステムの動作方法

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JPH11287854A
JPH11287854A JP10376061A JP37606198A JPH11287854A JP H11287854 A JPH11287854 A JP H11287854A JP 10376061 A JP10376061 A JP 10376061A JP 37606198 A JP37606198 A JP 37606198A JP H11287854 A JPH11287854 A JP H11287854A
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frequency
pulse
radar system
signal
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Mende Ralf
ラルフ・メンデ
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AUTOMOT DISTANCE CONTROL SYST GmbH
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AUTOMOT DISTANCE CONTROL SYST
AUTOMOT DISTANCE CONTROL SYST GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 パルスレーダシステム及びＦＭＣＷレーダシ
ステムの動作方法を提供する。 【解決手段】 送信動作において、レーダシステムのす
べての受信ユニット１ｂが遮断され、その際、レーダシ
ステムの送信ユニット１ａによって、所定のパルス幅及
び所定の搬送周波数の時間的に連続する送信パルスを含
む（周波数変調された）パルス状送信信号が放射され、
受信動作において、送信パルスのパルス休止期間に、す
べての送信ユニット１ａが遮断され、その際、受信ユニ
ット１ｂによって、次の送信パルスを放射する前に受信
信号として、最後に放射された送信パルスに由来するす
べての観察範囲からのすべての反射信号が検出され、レ
ーダシステムの信号処理ユニット２によって、反射物体
の距離及び／又は半径方向速度が、送信信号と受信信号
との間に検出された周波数差及び／又は位相差の評価に
より判定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの
送信ユニット、少なくとも１つの受信ユニット、及び信
号処理ユニットが設けられており、その際、少なくとも
１つの測定位相を有する測定過程において、観察範囲内
にある反射物体の距離及び／又は半径方向速度を判定す
る、レーダシステムの動作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーダシステムは、種々の観察範囲（距
離範囲）内において、運動する又は静止した物体（目標
物体）までの距離を判定するために、及び／又は運動す
る又は静止した物体（目標物体）の（相対）速度を判定
するために使われる。レーダシステムのための主利用分
野は、通常例えば航空交通管制における航法において又
はナビゲーションの目的で、レーダと１つ／複数の目標
物体との間の大きな距離（“遠距離範囲”、例えば用途
に応じて１５０ｋｍまたは３００ｋｍの距離まで）を有
する観察範囲であり；それとともに最近、例えば先行す
る、後続の又は対向する自動車又はその他の反射物体ま
での距離（間隔）を及び／又は先行する、後続の又は対
向する自動車又はその他の反射物体の相対速度を判定す
るために自動車の分野において、レーダと１つ／複数の
目標物体との間のきわめてわずかな距離（“近距離範
囲”、例えば用途に応じて２０ｍまたは２５０ｍまで）
を有する観察範囲におけるレーダシステムのための用途
も存在する。レーダシステムの送信ユニットから発振器
によって発生されかつ（送信）アンテナから放射される
アナログ高周波送信信号（ＧＨｚ範囲における、典型的
には１８ＧＨｚと９４ＧＨｚの間における送信周波数）
は、伝送区間を通り、かつ観察範囲内にある目標物体
（反射物体）において反射した後に、レーダシステムの
受信ユニットの（受信）アンテナによって検出され、か
つこの受信信号（反射信号）は、信号処理（後続処理）
の後に、走行時間及び／又は周波数シフト又は位相シフ
トに関して評価され；それからそれにより必要な距離及
び／又は速度情報が取得できる。
【０００３】慣用の２つのレーダシステム、パルスレー
ダシステム及びＦＭＣＷレーダシステムは、測定基本方
式において、とくに送信信号の発生及び送信信号の（時
間的な）経過において相違している。
【０００４】・パルスレーダシステムにおいて、送信信
号は、周期的に中断され、すなわち送信ユニットによっ
て、所定のパルス幅を有する送信パルスが放射され；２
つの送信パルスの間のパルス休止期間において、受信ユ
ニットによって先行する送信パルスの反射信号が、受信
信号として検出される（交互の送信動作及び受信動
作）。１つ／複数の目標物体（反射物体）までの距離
は、直接の（信号）走行時間の測定によって検出され、
パルスレーダシステムの所望の分解能（距離分解能）
は、送信パルスのパルス幅（パルス持続時間）を介して
あらかじめ与えることができる。距離の選択のために、
受信信号の処理の際に、通常種々の信号走行時間に相当
する、したがって完全に決められた距離のために選択的
な“距離ゲート”が使用される。
【０００５】一方において送信−受信−デカップリング
が容易に可能であり、すなわち受信ユニットへの送信信
号の漏話が、送信動作から受信動作への適当な切換え
（例えば送信−受信−スイッチにより）により完全に防
止することができ、かつ他方において信号増幅度の感度
を走行時間に依存して制御することによって（“感度時
間制御”ＳＴＣ）信号処理の際の距離に依存する増幅度
をあらかじめ与えることにより、受信信号の処理すべき
ダイナミックレンジ（受信信号の検出の際の入力ダイナ
ミックレンジ）がはっきりと減少できることは、パルス
レーダシステムにおいて有利である。
【０００６】一方において距離分解能がパルス幅だけに
依存し、したがって高い距離分解能（例えば１ｍ）を実
現するために必要なきわめて短いパルス幅において、受
信信号のきわめて高速の信号処理も必要であり（例えば
高いクロック周波数を有するＡ／Ｄ変換器による受信信
号のデジタルサンプリングにより）、かつ他方において
受信信号の信号処理が、きわめて手間がかかり、かつ加
えて送信信号の帯域幅によって決まるので、その複雑さ
及びこれに結びついた高いコストは、パルスレーダシス
テムにおいて不利である。
【０００７】・ＦＭＣＷレーダシステムにおいて、送信
信号は、送信ユニットにより連続的に放射され（“連続
波”ＣＷ）、その際、送信信号の送信周波数が変えら
れ、すなわち周波数変調（ＦＭ）によって所定の変調経
過を有し；同時に受信信号は、受信機によって検出され
る。
【０００８】送信信号の大きな帯域幅の際にも受信信号
の信号処理のための手間が比較的わずかであり、かつ観
察範囲内にある目標物体（反射物体）の距離及び相対速
度が、きわめて正確に、かつそれぞれ高い分解能で検出
できることは、ＦＭＣＷレーダシステムにおいて有利で
ある。
【０００９】送信ユニット及び受信ユニットの同時の動
作（同時の送信動作及び受信動作）により、送信−受信
−デカップリングのために多くの手間が必要であること
は、ＦＭＣＷレーダシステムにおいて不利である。この
送信−受信−デカップリングは、例えば送信動作と受信
動作のための分離したアンテナ構成により、又はとくに
結合器の高価な、したがってコストのかかる構成要素に
より実現され、このことは、一方において多くのコスト
を、かつ他方において障害となる副作用を引起こす（例
えばアンテナ又は構成要素の理想的でない特性によっ
て）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、パル
スレーダシステム及びＦＭＣＷレーダシステムの動作に
結び付いた欠点を回避し、かつとくに簡単な方法及びわ
ずかなコストで少なくとも１つの目標物体（反射物体）
までの距離の判定を高い解像力（例えば１ｍ）によって
可能にする、レーダシステムの動作方法を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、特許請求の範囲第１項の特徴部分における特徴に
よって次のようにして解決される。すなわち測定過程の
それぞれの測定位相において複数回、かつ送信動作と受
信動作との間における短い時間間隔内において切換えら
れ、それぞれ送信動作において、レーダシステムのすべ
ての受信ユニットが遮断され、かつレーダシステムの少
なくとも１つの送信ユニットによって、所定のパルス幅
及び所定の搬送周波数の順の時間的に連続する送信パル
スを含むパルス状送信信号が放射され、その際、距離判
定の場合、測定過程の少なくとも１つの測定位相内にお
いて、周波数変調されたパルス状の送信信号が放射さ
れ、それぞれ受信動作において、送信パルスのパルス休
止期間に、レーダシステムのすべての送信ユニットが遮
断され、かつレーダシステムの少なくとも１つの受信ユ
ニットによって、次の送信パルスを放射する前に受信信
号として、最後に放射された送信パルスに由来するすべ
ての観察範囲からのすべての反射信号が検出され、かつ
信号処理ユニットによって、観察範囲内にあるすべての
反射物体の距離及び／又は半径方向速度が、送信信号と
受信信号との間に検出された周波数差及び／又は位相差
の評価により判定される。
【００１２】方法の有利な変形は、その他の特許請求の
範囲の構成部分である。
【００１３】提示されたレーダシステムの動作方法にお
いて、複数の反射物体（とくに観察範囲内にあるすべて
の反射物体）の距離（間隔）及び／又は半径方向速度
は、一義的に同時に又は切離して判定することができ
る。そのために、測定過程のそれぞれの測定位相の間に
おいて複数回、送信動作と受信動作との間における短い
時間間隔（μｓ範囲）内において切換えられることが考
慮されており；その際、送信動作の期間対受信動作の期
間の比は、要求に応じて任意に設けることができる。測
定過程のそれぞれの測定位相において、それぞれの送信
動作において、レーダシステムの少なくとも１つの送信
ユニットによって、所定のパルス幅（例えば１μｓ）及
び所定の搬送周波数（送信周波数）の送信パルスを含む
パルス状送信信号が放射され、その際、送信動作の間
に、レーダシステムのすべての受信しユニットが遮断さ
れ、その際、送信動作の間に、レーダシステムのすべて
の受信ユニットが遮断され；距離判定の場合、加えて測
定過程の少なくとも１つの測定位相の間において、印加
され又は重畳された送信パルスを含む周波数変調された
送信信号が放射され、すなわち順の周波数ステップにお
いて時間的に連続する可変の搬送周波数の送信パルスを
含む周波数変調されたパルス状の送信信号が、考慮され
る。測定過程のそれぞれの測定位相において、それぞれ
の受信動作において、すなわち送信パルスのパルス休止
期間において、レーダシステムの少なくとも１つの受信
ユニットにより、次の送信動作に交代する前に、すなわ
ち次の送信パルスを放射する前に、最後に放射された送
信パルスに（前の送信動作の送信パルスに）由来するす
べての観察範囲からのすべての反射信号が検出され、そ
の際、受信動作の間に、レーダシステムのすべての送信
ユニットは遮断される。信号処理ユニットによって、測
定過程のそれぞれの測定位相において測定結果として、
送信信号と受信信号との間の周波数差及び／又は位相差
が検出され（観察範囲内にあるすべての反射物体のドッ
プラー周波数）、かつそれにより反射物体の距離及び／
又は（半径方向）速度が判定される。搬送周波数（送信
周波数）の周波数変調による測定過程の測定位相におい
て、走行時間の測定及びドップラーシフトの測定が行な
われ；反射物体の距離及び（半径方向）速度の判定は、
異なった搬送周波数（送信周波数）の送信パルスの評価
により、したがって受信信号の周波数差及び／又は位相
差の測定を介して行なわれる。送信動作の間に放射され
た送信パルスのパルス幅は、とくに（距離）分解能がパ
ルス幅によってではなく周波数変調された送信信号の周
波数帯域幅を介して決まるので、対比可能なパルスレー
ダシステムに対して比較的大きく選定することができ
る。
【００１４】したがって一方においてパルスレーダシス
テムの動作と同様に、送信ユニット及び受信ユニット
は、送信動作から受信動作への切換えによって時間的に
デカップリングされ、かつ送信信号の前記の時間的な経
過により、受信信号（反射信号）を検出するための必要
な入力ダイナミックレンジは、小さく維持され；他方に
おいてＦＭＣＷレーダシステムの動作と同様に、反射物
体の距離及び（半径方向）速度の判定は、送信信号と受
信信号との間の周波数差及び／又は位相差の測定によっ
て間接的に行なわれ（したがって直接の走行時間測定に
よってではなく）、それにより高い分解能及び簡単な信
号処理が可能になる。
【００１５】なるべく測定過程の少なくとも１つの測定
位相において、所定の周波数帯域幅内における印加され
又は重畳された送信パルスを有する直線的に周波数変調
された送信信号が放射され（すなわち直線的に変化する
搬送周波数の順の送信パルスを有する周波数変調された
パルス状の送信信号が考慮される）；それにしたがって
それぞれ送信パルスの間に、搬送周波数（送信周波数）
は一定に維持されるが、搬送周波数は、送信パルスから
送信パルスへ所定の周波数帯域幅内において連続的に変
化する。
【００１６】例えば周波数変調されたパルス状の送信信
号のランプ状の経過が考慮され、すなわち測定過程の１
つの測定位相において、送信信号の搬送周波数（送信周
波数）は、直線的に増加し、かつ測定過程の別の測定位
相において（例えば測定過程のそれに続く測定位相にお
いて）、送信信号の搬送周波数は、直線的に低下し；そ
れにより測定過程の１つの測定位相において搬送周波数
（送信周波数）は、周波数帯域幅内において最低周波数
から最高周波数まで上昇し（ランプ上昇）、かつ測定過
程の別の測定位相において、周波数帯域幅内において最
高周波数から最低周波数まで低下する（ランプ低下）。
【００１７】測定過程の１つの測定位相において（例え
ば周波数変調されたパルス状の送信信号のランプ状の経
過を有する両方の測定位相に続く測定位相において）、
送信信号の搬送周波数（送信周波数）は、一定に設ける
ことができるので、この測定位相における送信パルス
は、すべて同じ搬送周波数（送信周波数）によって放射
され；それによりこの測定位相において、ドップラーシ
フト（周波数差）の測定だけが行なわれ、この測定は、
測定過程の別の測定位相の測定結果の保護のために使わ
れる（もっともらしさの考察）。
【００１８】測定過程の少なくとも１つの測定位相にお
いて、それぞれ一定の搬送周波数を有しかつ所定の期間
を有する周波数ステップにおいて周波数変調のために設
けられた送信信号の周波数帯域幅内において、同じ搬送
周波数を有する互いに連続した複数の送信パルスが放射
される。
【００１９】信号処理ユニットにより、受信ユニットに
よって最後に放射された送信パルスのパルス休止期間内
に検出された受信信号又はこの送信信号の反射信号は、
直接引続き処理することができかつデジタル変換するこ
とができる（Ａ／Ｄ変換によるアナログ受信信号のサン
プリング）。その代わりに信号処理ユニットによって、
受信ユニットによってそれぞれパルス休止期間に検出さ
れた時間的に互いに連続する送信パルスの反射信号又は
受信信号は、同様に積分され、かつ続いてデジタル変換
される。
【００２０】送信信号の（送信パルスの）パルス状の経
過を発生するために、適当な送信−受信−切換えスイッ
チを有する切換えユニットを設けることができ、それに
より送信動作と受信動作との間において切換えが行なわ
れる。
【００２１】送信動作及び受信動作のために、（共通
の）アンテナを設けることができ、その際、このアンテ
ナは、送信動作から受信動作に交代する際、及びその逆
に受信動作から送信動作に交代する際に、切換えられる
（例えば高周波切換えスイッチにより）。
【００２２】送信信号の周波数変調された時間経過をあ
らかじめ与えるために、変調可能なＶＣＯを設けること
ができ、例えば送信信号の直線的に周波数変調された時
間経過をあらかじめ与えるために、直線的に変調可能な
ＶＣＯが設けられている。
【００２３】レーダシステムにおいて、送信信号を放射
するために又は受信信号を検出するために、複数の送信
ユニット及び／又は複数の受信ユニットが設けられてい
る場合、種々の測定過程のために及び／又は１つの測定
過程の種々の測定位相のために、異なったアンテナであ
るが又は複数の送信ユニット及び／又は受信ユニットを
利用することができる。
【００２４】レーダシステムの簡単な動作方法は、有利
にもわずかな信号処理の手間及びわずかなコストで、き
わめて高い能力（高い距離分解能）を提供する。なぜな
ら
【００２５】・（とくに高い切換え周波数によって行な
われる）送信動作と受信動作との間の交代、及び受信ユ
ニット及び送信ユニットの遮断に基付いて、時間的な送
信−受信−デカップリングが可能になり、かつ送信ユニ
ットと受信ユニットとの間の漏話が防止され、
【００２６】・送信パルスの大きなパルス幅に基付き、
かつＦＭＣＷレーダシステムに相当する受信信号の信号
処理に基付いて、良好な距離分解能の際のわずかな費用
が可能であり、
【００２７】・１つのアンテナだけしか必要なく、この
アンテナは、送信動作のため及び受信動作のために同時
に使用することができ、
【００２８】・送信パルスのためにパルス幅対パルス休
止期間の可変のかつとくに大きな比を（したがって大き
な“デューティーサイクル”を）設けることができ、こ
のことは、レーダシステムの大きな平均送信出力を伴う
からである。
【００２９】
【発明の実施の形態】レーダシステムの動作方法を、図
面に関連して自動車間隔警報システムのための間隔セン
サの実施例により詳細に説明する。
【００３０】自動車間隔警報システムにおける間隔セン
サによれば、少なくとも１つの目標物体、すなわち先行
する、対向する又は後続の車両、人及びその他の反射物
体からの、通常同時に観察範囲にあるすべての目標物体
からの距離を（及び場合によっては相対速度を）、一義
的にかつ高い分解能で判定しなければならず；例えば所
望の距離明白範囲は、１５０ｍであり（これは、別のレ
ーダシステムと比較して比較的小さい）、所望の距離分
解能は、１ｍであり、かつ所望の速度分解能は、１ｍ／
ｓである。そのために測定過程の少なくとも１つの測定
位相において、“パルス化されたＦＭＣＷレーダシステ
ム”の（送信）アンテナから、“パルス化されたＦＭＣ
Ｗ信号”として例えば７６ＧＨｚの送信周波数を有する
送信信号が放射され；伝送区間を通過した後に、（受
信）アンテナにより、アナログ受信信号として先行する
又は後続の自動車（目標物体又は反射物体）における反
射により得られた反射信号が検出される。しかしその
際、送信動作のため及び受信動作のために、同じアンテ
ナが利用されるが、その際、順の測定過程の際に異なっ
た角度範囲を検出するために、異なったアンテナを設け
てもよい。測定過程の１つの測定位相における送信動作
から受信動作への複数回の切換えは、制御ユニットによ
り制御される高周波スイッチユニットによって短い時間
間隔で行なわれる。信号処理ユニットにより受信信号は
引続き処理され、かつ周波数シフト（周波数差）及び／
又は位相シフト（位相差）に関して評価され、かつそれ
により距離情報及び場合によっては速度情報が、スペク
トル解析によって得られる。
【００３１】図１によれば、そのために“パルス化され
たＦＭＣＷレーダシステム”は、次の構成を有し：
【００３２】・送信ユニット及び受信ユニットの機能を
組合わせ、かつその主要部品が、統一的なモジュールと
してコンパクトにまとめられた“送信側”１ａ及び“受
信側”１ｂを有する送信−受信−ユニット１。送信信号
を放射しかつ同時に受信信号を検出する送信−受信−ユ
ニット１のアンテナユニット１１は、３つのアンテナ１
１１、１１２、１１３、及びそれぞれのアンテナ１１１
又は１１２又は１１３を選択するアンテナスイッチ１２
１を有し、その際、それぞれのアンテナ１１１、１１
２、１１３は、それぞれ１つの測定過程（それぞれ送信
信号の異なった角度範囲を有する）のために選択され；
アンテナスイッチ１２１の切換えは、測定過程の期間
（測定過程の期間、例えば５ｍｓないし１５ｍｓ）に依
存して行なわれる。両方の高周波スイッチ、送信−受信
−スイッチ１２１及びロー−スイッチ１２２を有する高
周波スイッチユニット１２によって、送信−受信−ユニ
ット１の送信側１ａ及び受信側１ｂの間において、すな
わち送信動作及び受信動作の間において切換えることが
でき；送信−受信−スイッチ１２１とロー−スイッチ１
２２の（同期した）切換えは、短い時間間隔で、かつ送
信パルスの所定のパルス幅に依存して行なわれる（パル
ス幅、例えば１μｓないし２μｓ）。送信動作におい
て、両方のスイッチ、送信−受信−スイッチ１２１及び
ロー−スイッチ１２２は、左側の位置にあり（送信側１
ａにおいて）、受信動作の間に、両方のスイッチ、送信
−受信−スイッチ１２１及びロー−スイッチ１２２は、
右側の位置にある（受信側１ｂにおいて）。例えばＶＣ
Ｏとして形成された発振器１３（出力、例えば１０ｍ
Ｗ）により、発振器周波数７６ＧＨｚを有する高周波ビ
ームが発生され；追加的に直線的に変調可能な発振器１
３は、直線的に発振器周波数を切換えることができ（切
換え周波数、例えば５００ｋＨｚ）、すなわち送信パル
スの搬送周波数は、所定の周波数帯域幅内において順に
変化することができる。測定過程の測定位相において、
送信動作から受信動作への繰返し切換えが行なわれ：例
えばパルス繰返し周波数ｆＰＷは、５００ｋＨｚであ
り、すなわち送信動作から受信動作への切換えは、すべ
て２μｓで行なわれ、又はパルス幅ｔＯＮとパルス休止
期間ｔＯＦＦからなるパルスサイクルの周期ＴＰは、例
えば２μｓであり；例えばパルス幅ｔＯＮとパルス休止
期間ｔＯＦＦは同じ長さに設けられ、したがって２μｓ
の１つのパルスサイクルの周期ＴＰの際、１μｓのパル
ス幅ｔＯＮと１μｓのパルス休止期間ｔＯＦＦが設けら
れる。送信−受信−ユニット１の受信側１ｂにより受信
信号として、次の送信パルスの放射の前に（すなわち受
信動作から送信動作に改めて切換える前に）、最後に放
射された送信パルスに由来するすべての目標物体（反射
物体）の反射信号が検出される。送信−受信−ユニット
１の受信側１ｂに設けられたミクサ１４は（混合周波数
は例えば送信信号の瞬時搬送周波数に相当）、混合信号
として送信パルスの間に一定の発振器周波数との掛算に
よって、受信信号をベースバンドに移す。
【００３３】・前置増幅器２１、フィルタ２２、アナロ
グ−デジタル−変換器（Ａ／Ｄ−変換器）２３及び混合
信号を信号処理する（引続き処理する）デジタル処理ユ
ニット２４からなる信号処理ユニット２。前置増幅器２
１によって増幅された混合信号は、（アナログローパス
−）フィルタ２２によってフィルタ処理される（例えば
７次のバタワース−フィルタ）。フィルタ処理された
（アナログ）混合信号は、Ａ／Ｄ−変換器２３によって
サンプリングされ、したがってデジタル化される。デジ
タル処理ユニット２４において、スペクトル解析によっ
てデジタル信号の処理が行なわれ、ここにおいて例えば
離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）が使用される。サンプリ
ングは、常に受信信号の同じ位置において、例えば２μ
ｓ続くそれぞれの周波数ステップの最後に行なわれる。
それによりサンプリングの際のわずかな計算費用しか必
要なく、かつアナログ部分（送信−受信−ユニット１、
前置増幅器２１、フィルタ２２）とデジタル部分（デジ
タル処理ユニット２４）との間のインターフェースにお
ける比較的低いクロック周波数を有する手ごろな価格の
Ａ／Ｄ−変換器が使用できる。
【００３４】・高周波スイッチユニット１２の両方の高
周波スイッチ、送信−受信−スイッチ１２１及びロー−
スイッチ１２２の制御及び発振器１３の変調を受持つ制
御ユニット３。送信−受信−ユニット１と信号処理ユニ
ット２との同期のために、制御ユニット３は、デジタル
処理ユニット２４によって制御される。
【００３５】図２に示された測定過程ＭＶの時間経過に
よれば、測定過程ＭＶ（期間ｔＭ、例えば６ｍｓ）は、
時間的に連続する３つの同じ長さの測定位相ＭＰ１、Ｍ
Ｐ２、ＭＰ３（それぞれ期間Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３を
有する）に分割され：
【００３６】・測定位相ＭＰ１（期間Δｔ１、例えば２
ｍｓ）において、送信パルスの搬送周波数ｆＴ（送信周
波数）は、最低周波数ｆＭＩＮと最高周波数ｆＭＡＸと
の間において、周波数帯域幅Δｆ（Δｆ＝ｆＭＡＸ−ｆ
ＭＩＮ、例えば５０ないし３００ＭＨｚ）内における順
の周波数ステップＦＳＴでそれぞれ周波数差ΔｆＦＳＴ
づつ上昇する。それぞれの目標物体により測定された周
波数差は、目標物体の距離と速度によって影響を受け
る。
【００３７】・測定位相ＭＰ２（期間Δｔ２、例えば２
ｍｓ）において、送信パルスの搬送周波数ｆＴ（送信周
波数）は、最高周波数ｆＭＡＸと最低周波数ｆＭＩＮと
の間において、周波数帯域幅Δｆ（Δｆ＝ｆＭＡＸ−ｆ
ＭＩＮ、例えば５０ないし３００ＭＨｚ）内における順
の周波数ステップＦＳＴでそれぞれ周波数差ΔｆＦＳＴ
づつ低下する。それぞれの目標物体により測定された周
波数差は、目標物体の距離と速度によって影響を受け
る。
【００３８】・測定位相ＭＰ３（期間Δｔ３、例えば２
ｍｓ）において、送信パルスの搬送周波数ｆＴ（送信周
波数）は、一定に維持され、例えば７６ＧＨｚの搬送周
波数において維持される。その結果、純粋なドップラー
測定が行なわれ、これは、両方の測定位相ＭＰ１及びＭ
Ｐ２の測定結果を確認するために使われる。
【００３９】測定過程ＭＶの３つすべての測定位相ＭＰ
１、ＭＰ２、ＭＰ３において、それぞれの周波数ステッ
プＦＳＴ内において一度送信動作から受信動作へ切換え
が行なわれるので、搬送周波数ｆＴ（送信周波数）は、
パルス状の経過を与えられ；とくに両方の測定位相ＭＰ
１及びＭＰ２において（すなわち送信信号のランプ状の
経過の間に）、周波数変調されたパルス状の送信信号が
得られる。
【００４０】図３によれば、例えば図２による測定位相
ＭＰ１に対して複数の順の周波数ステップＦＳＴの間の
搬送周波数ｆＴ（送信周波数）の（パルス状の）時間経
過が、拡大して示されている。送信パルスのパルスサイ
クルの周期ＴＰは、パルス幅ｔＯＮ又は送信インターバ
ル（送信動作）及びパルス休止期間ｔＯＦＦ又は受信イ
ンターバル（受信動作）から構成されている。それによ
りパルス繰返し周波数ｆＰＷは、ｆＰＷ＝ＴＰ＊−１
（ＴＰ＝ｔＯＮ＋ｔＯＦＦ）になり、いわゆる“デュー
ティーサイクル”Ｄは、Ｄ＝ｔＯＮ／ＴＰになる。送信
パルスのパルス幅ｔＯＮを介して、レーダシステムの平
均送信電力が、したがって有効距離が決まる。例えばパ
ルス幅ｔＯＮ及びパルス休止期間ｔＯＦＦは、それぞれ
１μｓになるようにあらかじめ与えられ（したがってパ
ルスサイクルの周期ＴＰは２μｓ）、それにより５０％
のデューティーサイクルＤが生じる。
【００４１】受信信号の信号処理と評価は、大体におい
てＦＭＣＷレーダシステムと同様に行なわれ、かつそれ
故に詳細には記載しないが；方法の仕様を提示するため
に次のことに注意する：
【００４２】・レーダシステムの所望の距離分解能（位
置分解能）ΔＲは、搬送周波数ｆＴの帯域幅Δｆによっ
て決まる：
【００４３】
【数１】
【００４４】すなわち距離分解能ΔＲは、ここの送信パ
ルスのパルス幅ｔＯＮではなく、すべての周波数ステッ
プＦＳＴにわたる搬送周波数ｆＴの周波数帯域幅Δｆ
（搬送周波数ｆＴの周波数偏移）だけによって決まる。
例えば１．２ｍの所望の距離分解能ΔＲに対して、搬送
周波数ｆＴの帯域幅Δｆは、例えば１２０ＭＨｚであ
り：そのために例えば測定位相ＭＰ１の間に、搬送周波
数ｆＴは、７６．５ＧＨｚから７６．６２ＧＨｚまで増
加し、測定位相ＭＰ２の間に、７６．６２ＧＨｚから７
６．５ＧＨｚまで減少し；測定位相ＭＰ３の間に、搬送
周波数ｆＴは、例えば７６．５ＧＨｚで一定に維持され
る。
【００４５】・レーダシステムの所望の速度分解能Δｖ
は、測定位相ＭＰ１、ＭＰ２及びＭＰ３の期間Δｔ１、
Δｔ２、Δｔ３によって決まる。例えば７６ＧＨｚの搬
送周波数ｆｔの際に１ｍ／ｓまたは３．６Ｋｍ／ｈの速
度分解能に対して、それぞれ２ｍｓの個々の測定位相Ｍ
Ｐ１、ＭＰ２及びＭＰ３の期間Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３
が与えられる。
【００４６】・レーダシステムの距離明白範囲ＲＥは、
パルスサイクルの周期ＴＰ又はパルス繰返し周波数ｆＰ
Ｗによって決まる：
【００４７】
【数２】
【００４８】例えば２ｍｓのそれぞれの期間Δｔ１、Δ
ｔ２、Δｔ３を有するそれぞれの測定位相ＭＰ１、ＭＰ
２、ＭＰ３において、それぞれΔｆＦＴＳ＝Δｆ／ＮＦ
ＳＴだけ相違した個別的な送信周波数（搬送周波数ｆ
Ｔ）を有するそれぞれ１０００の周波数ステップＦＳＴ
（ＮＦＳＴ＝１０００）が行なわれる。例えば周波数ス
テップＦＳＴあたり、時間的に連続した受信信号の１つ
のサンプリングが行なわれ；すなわち周波数ステップＦ
ＳＴあたり、デジタル信号処理のために１つのサンプル
値が得られ、したがって測定位相ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ
３あたり、全体でＮＦＳＴのサンプル値が得られる。測
定位相ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３内に得られるＮＦＳＴの
サンプル値によって、スペクトル解析及び目標検出が行
なわれ；これらの処理ステップは、ＦＭＣＷレーダシス
テムのものに対比可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーダシステムの概略ブロック図である。
【図２】複数の測定位相を有する測定過程の間の送信信
号の時間経過の図である。
【図３】測定過程の１つの測定位相の間の送信信号の時
間経過の拡大した一部の図である。
【符号の説明】
１ 送信−受信−ユニット １ａ 送信側 １ｂ 受信側 １１ アンテナユニット １２ 高周波スイッチユニット １３ 発振器 １４ ミクサ ２ 信号処理ユニット ２１ 前置増幅器 ２２ フィルタ ２３ アナログ−デジタル−変換器 ２４ デジタル処理ユニット ３ 制御ユニット
フロントページの続き (72)発明者 ヘルマン・ローリング ドイツ連邦共和国ヴオルフエンビユツテ ル・ドクトル・キルヒハイメルシユトラー セ11 (72)発明者 ラルフ・メンデ ドイツ連邦共和国ブラウンシユヴアイク・ グレイスマローデル・シユトラーセ111

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの送信ユニット（１
    ａ）、少なくとも１つの受信ユニット（１ｂ）、及び信
    号処理ユニット（２）が設けられており、その際、少な
    くとも１つの測定位相（ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３）を有
    する測定過程（ＭＶ）において、観察範囲内にある反射
    物体の距離及び／又は半径方向速度を判定する、レーダ
    システムの動作方法において、 ・測定過程（ＭＶ）のそれぞれの測定位相（ＭＰ１，Ｍ
    Ｐ２，ＭＰ３）において複数回、かつ送信動作と受信動
    作との間における短い時間間隔内において切換えられ、 ・それぞれ送信動作において、レーダシステムのすべて
    の受信ユニット（１ｂ）が遮断され、かつレーダシステ
    ムの少なくとも１つの送信ユニット（１ａ）によって、
    所定のパルス幅（ｔＯＮ）及び所定の搬送周波数（ｆ
    Ｔ）の順の時間的に連続する送信パルスを含むパルス状
    送信信号が放射され、その際、距離判定の場合、測定過
    程（ＭＶ）の少なくとも１つの測定位相（ＭＰ１，ＭＰ
    ２）内において、周波数変調されたパルス状の送信信号
    が放射され、 ・それぞれ受信動作において、送信パルスのパルス休止
    期間（ｔＯＦＦ）に、レーダシステムのすべての送信ユ
    ニット（１ａ）が遮断され、かつレーダシステムの少な
    くとも１つの受信ユニット（１ｂ）によって、次の送信
    パルスを放射する前に受信信号として、最後に放射され
    た送信パルスに由来するすべての観察範囲からのすべて
    の反射信号が検出され、 ・かつ信号処理ユニット（２）によって、観察範囲内に
    あるすべての反射物体の距離及び／又は半径方向速度
    が、送信信号と受信信号との間に検出された周波数差及
    び／又は位相差の評価により判定されることを特徴とす
    る、レーダシステムの動作方法。
  2. 【請求項２】 測定過程（ＭＶ）の少なくとも１つの測
    定位相（ＭＰ１、ＭＰ２）内において、送信パルスの搬
    送周波数（ｆＴ）が、所定の周波数ステップ（ＦＳＴ）
    において周波数変調されることを特徴とする、請求項１
    に記載の方法。
  3. 【請求項３】 測定過程（ＭＶ）の少なくとも１つの測
    定位相（ＭＰ１、ＭＰ２）内において、送信パルスの搬
    送周波数（ｆＴ）が、所定の周波数帯域幅（Δｆ）内に
    おいて直線的に周波数変調されることを特徴とする、請
    求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 測定過程（ＭＶ）の少なくとも１つの測
    定位相（ＭＰ１）内において、送信パルスの搬送周波数
    （ｆＴ）が、直線的に上昇するように、かつ測定過程の
    別の少なくとも１つの測定位相（ＭＰ２）内において、
    送信パルスの搬送周波数（ｆＴ）が、直線的に下降する
    ように、周波数変調されることを特徴とする、請求項３
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 測定過程（ＭＶ）の少なくとも１つの測
    定位相（ＭＰ３）内において、送信パルスの搬送周波数
    （ｆＴ）が、一定に維持されることを特徴とする、請求
    項１ないし４の１つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 測定過程の少なくとも１つの測定位相内
    において、周波数ステップ（ＦＳＴ）の間に、それぞれ
    一定の搬送周波数（ｆＴ）を有する複数の送信パルスが
    放射されることを特徴とする、請求項１ないし５の１つ
    に記載の方法。
  7. 【請求項７】 観察範囲内にあるすべての反射物体の距
    離及び／又は半径方向速度が、同時に判定されることを
    特徴とする、請求項１ないし６の１つに記載の方法。
  8. 【請求項８】 信号処理ユニット（２）内において、時
    間的に互いに連続する送信パルスの反射信号が、アナロ
    グ積分され、かつ続いてデジタル変換されることを特徴
    とする、請求項１ないし７の１つに記載の方法。
  9. 【請求項９】 信号処理ユニット（２）内において、最
    後に放射された送信パルスの反射信号が、直接デジタル
    変換されることを特徴とする、請求項１ないし７の１つ
    に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 送信動作と受信動作との間の切換え
    が、少なくとも１つの送信ユニット（１ａ）及び少なく
    とも１つの受信ユニット（１ｂ）に接続された高周波ス
    イッチユニット（１２）によって行なわれることを特徴
    とする、請求項１ないし９の１つに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１つの送信ユニット（１
    ａ）及び少なくとも１つの受信ユニット（１ｂ）が、１
    つの送信−受信−ユニット（１）内に統合されることを
    特徴とする、請求項１ないし１０の１つに記載の方法。
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