JPS59116073A - 電波測距方法及びその装置 - Google Patents
電波測距方法及びその装置Info
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- JPS59116073A JPS59116073A JP22799382A JP22799382A JPS59116073A JP S59116073 A JPS59116073 A JP S59116073A JP 22799382 A JP22799382 A JP 22799382A JP 22799382 A JP22799382 A JP 22799382A JP S59116073 A JPS59116073 A JP S59116073A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/36—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
- G01S13/38—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal wherein more than one modulation frequency is used
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は゛電波を利用する距離測定において特に低尚度
用の商度計、あるいはドラキンクレーダ等の比較的近距
離にある目標物体韮での距離を旨梢肢で計測するための
電波測距方法および箪波側距装置に関するものである。
用の商度計、あるいはドラキンクレーダ等の比較的近距
離にある目標物体韮での距離を旨梢肢で計測するための
電波測距方法および箪波側距装置に関するものである。
レーダの主方式であるパルスレーダ方式で近距離にある
目標物体までの距離を計測しようとする楊会（こは送信
パルスと反射して（る受１ｇパルスの時間的なずれが極
めて小さいので測定が困難であり、このため（こ距離分
解能を尚めようとしてパルス幅を狭くする方法かめΦが
パルス幅（こも限度かめって簡梢度−Ｃ゛の測距は極め
て困難である。この一つの解決末として信号に連続数を
用い、その周波数あるいは位相を変化させることにより
近距離のｄ１゛測を行う方式が提案されているが、例え
ば上゛へ１Ｂ、波高度計のように、周波数変調や位相変
調を尚棺度で行うには少なからず烏度の技術が要求され
る。これら諸問題点を解決するために従来技術として連
続液をパルス変調してデユーティサイクル５０チのパル
ス技を送信し、反射してくる受１訃々ルス侶号を復調し
たのちコヒーレントな局部信号と混合してより低い周波
数（こ周波駆変侯することにより送信波と受１言彼との
位相差（こ相幽する時間差を拡大して計測し、［用単な
装置構成で高確度の近距離の目十測が可能な方法を特開
昭５１−７４５９３号′魁波測距方法として提案した。
目標物体までの距離を計測しようとする楊会（こは送信
パルスと反射して（る受１ｇパルスの時間的なずれが極
めて小さいので測定が困難であり、このため（こ距離分
解能を尚めようとしてパルス幅を狭くする方法かめΦが
パルス幅（こも限度かめって簡梢度−Ｃ゛の測距は極め
て困難である。この一つの解決末として信号に連続数を
用い、その周波数あるいは位相を変化させることにより
近距離のｄ１゛測を行う方式が提案されているが、例え
ば上゛へ１Ｂ、波高度計のように、周波数変調や位相変
調を尚棺度で行うには少なからず烏度の技術が要求され
る。これら諸問題点を解決するために従来技術として連
続液をパルス変調してデユーティサイクル５０チのパル
ス技を送信し、反射してくる受１訃々ルス侶号を復調し
たのちコヒーレントな局部信号と混合してより低い周波
数（こ周波駆変侯することにより送信波と受１言彼との
位相差（こ相幽する時間差を拡大して計測し、［用単な
装置構成で高確度の近距離の目十測が可能な方法を特開
昭５１−７４５９３号′魁波測距方法として提案した。
この電波測距方法に基づいて時間差拡大法を利用し、比
較的近距離の表頁を実用化して近距離の測距を行い一応
の成果として最大探知距離２０ｍで土１０ａｎ程度の８
′要を得ｆこがこれは満足すべきものではな乃）つた。
較的近距離の表頁を実用化して近距離の測距を行い一応
の成果として最大探知距離２０ｍで土１０ａｎ程度の８
′要を得ｆこがこれは満足すべきものではな乃）つた。
ま１ここの従来方法は一般の位相差測定Ｏこおけるよう
Ｏこ、送信波と受信波との位相量が送信波εよび受信波
の一周期分をｇんる場合には位相量の測定にＡｍｂ ｉ
ｇｕ ｉ ｔ ｙ（不明碓さ）を生じて測定１直を確
定できなくなるため、送信波の変調周波数はＬＪｎａｍ
ｂｉｇｕｏｕｓ （まぎられしくない〕距離である最
大探知距離により決足される単一の変調周波数に限定さ
れていた。
Ｏこ、送信波と受信波との位相量が送信波εよび受信波
の一周期分をｇんる場合には位相量の測定にＡｍｂ ｉ
ｇｕ ｉ ｔ ｙ（不明碓さ）を生じて測定１直を確
定できなくなるため、送信波の変調周波数はＬＪｎａｍ
ｂｉｇｕｏｕｓ （まぎられしくない〕距離である最
大探知距離により決足される単一の変調周波数に限定さ
れていた。
しか１７ながら近時、かつて鍋価格であったデジタル回
路およびマイクロ波回路の諸都市ならひ【こ当時は夢で
あったマイコンによる目動コントロールが想像もできな
かった低価格で実現できるようになり、従来方法では実
用化が予想もでさなかった複数の変調周波数を切換えて
測距を行う近距離レーダの可能性が生じてきた。
路およびマイクロ波回路の諸都市ならひ【こ当時は夢で
あったマイコンによる目動コントロールが想像もできな
かった低価格で実現できるようになり、従来方法では実
用化が予想もでさなかった複数の変調周波数を切換えて
測距を行う近距離レーダの可能性が生じてきた。
本発明は従来の亀Ｖ、測距方法における時間差拡大法の
早−変調周欧数を複数変θＭ周波叔の切換によって粗３
よび精測距を何い、測距毎に得られる粗および梢測距埴
を加算して所望の尚確度を得ることのできる１波側距方
法およびその装置を提供することを目的とする。
早−変調周欧数を複数変θＭ周波叔の切換によって粗３
よび精測距を何い、測距毎に得られる粗および梢測距埴
を加算して所望の尚確度を得ることのできる１波側距方
法およびその装置を提供することを目的とする。
本発明は従来方法に更に変調周波数を切換える技術的方
法を加え、複数変調層Ｖ数を用いることにより、Ｔなわ
ち従来の最大探知距離で決足される変調周波数で粗測距
を行い、次に変調周波数を例えは１０倍（こしてこの１
０倍の変調周波数で決定される最大探知距離内の中測距
をイボい、次に上記変調周波式を１００倍にして、の この１００１８変調周波数で決″／Ｊｌさイする最大探
知△ 距離内の梢測距を行い、こイｔら粗、中３よび梢υ１１
］距に−Ｃ−＋４４らイまた測距値を７Ｉｌ］靭して商
梢度の測距を行う電波測距方法を提供し、またこの方法
を利用し複数変調周波数の自動切換や粗、中および＋ｎ
測距１直のデータ結合を１Ｉ１１制御回路？ｌＪえばマ
イコン−８−を利用して迅速に行う１波６１１］距装置
をも提供するものである。本発明の電波測距方法および
その装置１によれは使米の時間差拡大法と位相庄測定法
に３いては用例にしても到達できな７ｎつた側距梢度、
丁γＳわら促米鞘度の１ ／ １０あるいは１／Ｉｔ）
０程展の満足すべき高梢ｊ屍の測距を何つことかでさる
。
法を加え、複数変調層Ｖ数を用いることにより、Ｔなわ
ち従来の最大探知距離で決足される変調周波数で粗測距
を行い、次に変調周波数を例えは１０倍（こしてこの１
０倍の変調周波数で決定される最大探知距離内の中測距
をイボい、次に上記変調周波式を１００倍にして、の この１００１８変調周波数で決″／Ｊｌさイする最大探
知△ 距離内の梢測距を行い、こイｔら粗、中３よび梢υ１１
］距に−Ｃ−＋４４らイまた測距値を７Ｉｌ］靭して商
梢度の測距を行う電波測距方法を提供し、またこの方法
を利用し複数変調周波数の自動切換や粗、中および＋ｎ
測距１直のデータ結合を１Ｉ１１制御回路？ｌＪえばマ
イコン−８−を利用して迅速に行う１波６１１］距装置
をも提供するものである。本発明の電波測距方法および
その装置１によれは使米の時間差拡大法と位相庄測定法
に３いては用例にしても到達できな７ｎつた側距梢度、
丁γＳわら促米鞘度の１ ／ １０あるいは１／Ｉｔ）
０程展の満足すべき高梢ｊ屍の測距を何つことかでさる
。
以下に本発明をその方法の原理を説明する図面とその装
置の一夾施列を示すブロック図（こもとづいて説明する
。
置の一夾施列を示すブロック図（こもとづいて説明する
。
第１図は本発明の゛１披測距方法の原理説明図で、第２
図は第１図の各部波形図である。第ｌと２図において、
発振器１は例えばガンダイオード等により構成され周波
ｅＦ−なる連続波の搬送波１ぎ号を発振するものであり
、この発振器１の出力は、汐りえはピンダイオード等に
より＃！戟された変調器２に入力さイームる。もう一つ
の発振器３は周波数Ｆより逼かに小さい繰返し周波数１
１１１ ｆｒｎｉ・のデユーティサイクル５０％のパル
ス信号を発振し、変調周波数切侠器２ｏを介してその出
力は２分岐され、一つは１ ／ ｎの分周器２１へ入力
し第２図（４１）の碩き震両周波数ｊ＝ 、、なる変調
信号となり、その出力は変調器２に入力される。他の一
つはクロックパルス信号として時間差測定ａ２２へ人力
される。変調器２でパルス変調を受けた第２図ｆｂ）の
如き被変調１６号は送信用アンテナ４より送イ百波とし
て放射される。
図は第１図の各部波形図である。第ｌと２図において、
発振器１は例えばガンダイオード等により構成され周波
ｅＦ−なる連続波の搬送波１ぎ号を発振するものであり
、この発振器１の出力は、汐りえはピンダイオード等に
より＃！戟された変調器２に入力さイームる。もう一つ
の発振器３は周波数Ｆより逼かに小さい繰返し周波数１
１１１ ｆｒｎｉ・のデユーティサイクル５０％のパル
ス信号を発振し、変調周波数切侠器２ｏを介してその出
力は２分岐され、一つは１ ／ ｎの分周器２１へ入力
し第２図（４１）の碩き震両周波数ｊ＝ 、、なる変調
信号となり、その出力は変調器２に入力される。他の一
つはクロックパルス信号として時間差測定ａ２２へ人力
される。変調器２でパルス変調を受けた第２図ｆｂ）の
如き被変調１６号は送信用アンテナ４より送イ百波とし
て放射される。
この送信波のうちの一部は周知のように測距すべき目標
物体５によって反射され、受信波として受信用アンテナ
６に到来する。この受信波は検波増巾器７により包絡様
検波され、増巾されて第２図（Ｃ１をこ示すような繰盛
し周波数九・・のパルス列の復調備考、となり、フィル
タ８に導入される。フィルタ８は中心周波数ルミ・−の
狭帯域バンドパスフィルタであり、上記復調信号はフィ
ルタ８を通過することζこよって第２図＋６１に示すよ
うな基本波成分のみとなる。
物体５によって反射され、受信波として受信用アンテナ
６に到来する。この受信波は検波増巾器７により包絡様
検波され、増巾されて第２図（Ｃ１をこ示すような繰盛
し周波数九・・のパルス列の復調備考、となり、フィル
タ８に導入される。フィルタ８は中心周波数ルミ・−の
狭帯域バンドパスフィルタであり、上記復調信号はフィ
ルタ８を通過することζこよって第２図＋６１に示すよ
うな基本波成分のみとなる。
今、発蚕器３カ）らの変調イぎ号の基本波成分をｓｉｎ
ωｔ（但しω、＝２πｆｍ＝ ）とすれば、上記復調１
ぎ号の基本波成分すなわちフィルタ８の出力信号はｓｉ
ｎω（を−τ）（但しτは受信波の遅れ時間を示し、送
信用アンテナ４すたは受信用アンテナ６から目標物体５
までの距離几と電波伝搬速度Ｃとの間にτ＝２比／Ｃの
関係ζこある。）となり、上記した変調信号の基本波ｓ
ｉｎωｔと復調１ｇ号の基本波ｓｉｎω（ｔ−τ）の位
相差に相当する時間差τを求めれは、既知の電波伝搬速
度Ｃ４こより目標物体５までの距離几が求まるわけであ
るが、距離几が惨めで小さいときは必然的にτも小さく
なり、その測定は極めて困難となる。
ωｔ（但しω、＝２πｆｍ＝ ）とすれば、上記復調１
ぎ号の基本波成分すなわちフィルタ８の出力信号はｓｉ
ｎω（を−τ）（但しτは受信波の遅れ時間を示し、送
信用アンテナ４すたは受信用アンテナ６から目標物体５
までの距離几と電波伝搬速度Ｃとの間にτ＝２比／Ｃの
関係ζこある。）となり、上記した変調信号の基本波ｓ
ｉｎωｔと復調１ｇ号の基本波ｓｉｎω（ｔ−τ）の位
相差に相当する時間差τを求めれは、既知の電波伝搬速
度Ｃ４こより目標物体５までの距離几が求まるわけであ
るが、距離几が惨めで小さいときは必然的にτも小さく
なり、その測定は極めて困難となる。
不発明にＳいては、上記の復調１４号の基本波成分ｓｉ
ｎω（を−τ）を後述するコヒーレントな局部信号であ
る正弦波信号５１１１□ωｔ００ と混合して周波数変換するものであり、この周波数変換
によって公知のように得られる両者のτ〕 のみ取り出し、これと対応してｆ ｉ４ （ｉ号を分周
τを実質的に拡大して計測するものである。
ｎω（を−τ）を後述するコヒーレントな局部信号であ
る正弦波信号５１１１□ωｔ００ と混合して周波数変換するものであり、この周波数変換
によって公知のように得られる両者のτ〕 のみ取り出し、これと対応してｆ ｉ４ （ｉ号を分周
τを実質的に拡大して計測するものである。
すなわち第１図において混曾器１ｏが上記の周波数変換
を行なうための混合動作をし、フィ上記フィルタ１１の
出力信号ｓ ｉ ｎ−ω（ｔ−１００ｒは飽オ日増中器
等力１ら構成された波形成形器１２に入力され、その出
力信号は第２図（、ｆ）に示すよ−４０３− し周波数ｆｍ／ １００なるパルス列の受信イぎ号とし
て時間差測定器２２に入力する。
を行なうための混合動作をし、フィ上記フィルタ１１の
出力信号ｓ ｉ ｎ−ω（ｔ−１００ｒは飽オ日増中器
等力１ら構成された波形成形器１２に入力され、その出
力信号は第２図（、ｆ）に示すよ−４０３− し周波数ｆｍ／ １００なるパルス列の受信イぎ号とし
て時間差測定器２２に入力する。
−万、前記した発振器３７Ｊ）ら変調周波数切侯器２０
と分周器２１を弁じて出力する変調信号１ は、ｆ調器
２１こ入力されるかたわら分周器１４に入力されて上記
周波数変換の変換周波数ｆｍ／ １００ に対応した
周波数すなイつち本実施例においては１／１０ （Ｈこ
分周される。分周器１４力）ら出力１ご号は送１汀信号
として時間差測定器２２に入力し第２図＋６１に示すよ
うに、繰返し周波数１ｍ ／ １０ Ｕ １．にるパ
ルス列であり、その基本波成分は分周器１４による遅延
を無視すれ〕 時間差測定器２２に入力した第２図＋
６１とｆｆ＋で示Ｔ１１号はディト信号を形成し、東（
こ周波数ｎ”ｊｍなるクロックパルス伯°号とともにＡ
ＮＩ）回路（こ） 入力して合成され第２図（ｇｌ ｆ
こ示すゲイト出力１ｇ号となる。このゲイト出力佃号は
カウンタ（こより計数されラッチ回路を経て距離表示器
２３に表示される。
と分周器２１を弁じて出力する変調信号１ は、ｆ調器
２１こ入力されるかたわら分周器１４に入力されて上記
周波数変換の変換周波数ｆｍ／ １００ に対応した
周波数すなイつち本実施例においては１／１０ （Ｈこ
分周される。分周器１４力）ら出力１ご号は送１汀信号
として時間差測定器２２に入力し第２図＋６１に示すよ
うに、繰返し周波数１ｍ ／ １０ Ｕ １．にるパ
ルス列であり、その基本波成分は分周器１４による遅延
を無視すれ〕 時間差測定器２２に入力した第２図＋
６１とｆｆ＋で示Ｔ１１号はディト信号を形成し、東（
こ周波数ｎ”ｊｍなるクロックパルス伯°号とともにＡ
ＮＩ）回路（こ） 入力して合成され第２図（ｇｌ ｆ
こ示すゲイト出力１ｇ号となる。このゲイト出力佃号は
カウンタ（こより計数されラッチ回路を経て距離表示器
２３に表示される。
上Ｈｒ：２ ｇ ２図（ｅｌ （ｆｌζこ示された受信
信号２よび送信信号は、その基本波成分から明らか１よ
ようζこ繰返し周波数は共にｆｉ／ ｌ ００であり、
そり位相差に相当する時間差は１００τである。
信号２よび送信信号は、その基本波成分から明らか１よ
ようζこ繰返し周波数は共にｆｉ／ ｌ ００であり、
そり位相差に相当する時間差は１００τである。
上述の実施例においては、位相差に相当する時間差τを
１００倍に拡大する場合を例に挙げて説明したが、同様
にして変調信号と復調信号との微少位相差を所望の倍率
で拡大し得ることは述べるまでもない。
１００倍に拡大する場合を例に挙げて説明したが、同様
にして変調信号と復調信号との微少位相差を所望の倍率
で拡大し得ることは述べるまでもない。
尚、第１図における正弦波信号５ｌｎ９９ωｔ００
は、フィルタ９，１６．１７および混合器１８により形
成され、信号源としては発振器３および分周器１４を用
いている。すなわちフィルタ１６、’１７ｉま谷々中心
周波数が７．およびム／１００の’ｔ９＜ ’ｒＷ域バ
ンドパスフィルタであり、発振器３カーら絢ｒＨＬ数り
のパルス信号３よび分周器１４からの周ｅ数ｆＬ／１０
０のパルス信号よりそれぞれｓｉｎωｔおよびｓ ｌｎ
−（１１ｔの二信号を００ 抽出する。この抽出されたニーＩぎ号は混合器１８９ ζこ人力され、周知９の如（ｓ Ｉｎ −（＋１ ｔ
Ｅよび００ 号として取出されて…Ｊ述の混合器１０に入力されるも
のである。
成され、信号源としては発振器３および分周器１４を用
いている。すなわちフィルタ１６、’１７ｉま谷々中心
周波数が７．およびム／１００の’ｔ９＜ ’ｒＷ域バ
ンドパスフィルタであり、発振器３カーら絢ｒＨＬ数り
のパルス信号３よび分周器１４からの周ｅ数ｆＬ／１０
０のパルス信号よりそれぞれｓｉｎωｔおよびｓ ｌｎ
−（１１ｔの二信号を００ 抽出する。この抽出されたニーＩぎ号は混合器１８９ ζこ人力され、周知９の如（ｓ Ｉｎ −（＋１ ｔ
Ｅよび００ 号として取出されて…Ｊ述の混合器１０に入力されるも
のである。
こｎまで述べた本発明の１阪測距方法と従来方法との相
違は発振器３１こ変調周波数切換器２０が追加さイｔ１
フィルタ８，９，１１．１６および１７をそれぞれの
中心周波数が変調周波Ｆ、ｆｒ−の切換に対応すること
ができるように多設の狭帯域バンドパスフィルタとする
ことであるＱ以下をこ不健明か％徴とする粗測比法と稍
測距法を第３図と第４図により説明する。第３と４図で
４と６とはレーダの送・受信用アンテナで前方（こ物標
物体５がある。最大探知距［Ｒｍａｘでに油ｉｇｕｉｔ
ｙ （不明確さ）を生じないような変調周波数ｆ、、
−ｆＬ、を選び、（通常１もｍ、ａｘ≧Ｃ／ ２ Ｑｌ
とする。但しＣは１彼伝搬速度）距離ｋＬｍ ａ ｘを
ｎ分割して測距を行う第１図に示すような時間差測定台
２２で測定すると、物標物体５はレーダの送・受信用ア
ンテナ４と６から距離にして（ｍ−１）＊Ｒｍａｘ／ｎ
とｍ−１’Ｌｍａｘ／ｎとの間にあるという粗測定がな
され、粗測定値（ｍ−１）・Ｒｍａｘ／１１が得られる
。次ζこ変調周波数ｆｒＩＬを最大探知距離Ｒｍ ａ
ｘ ／ ｎでＡｍｂｉｇｕｉｔｙを生じないような変調
周波数ｆｒｒＦｎ ” ｆｍ目こ選ひ測定すると、吻表
物体５はレーダの送・受信用アンテナ４と６から距離に
して（ｐ−１） ＊ Ｒｍａ ｘ ／ｎ２とｐ、ｔもｍ
ａ ｘ／ｎ２との間にあるという精測定がγよされ、
精測定１１１Ｌ（ｐ−１）・Ｆｕｍａｘ／ｎ２が得られ
る。すなわち両測足値を加算して物標物体５までの距離 Ｒ＝（ｍ−１）−）もｍａｘ／ｎ−１−（ｐ−１） ＠
Ｒｍａｘ／ｎ２が倚られる。粗測定における画定相数Ｋ
ｍ ａ ｘ ／ ｎは精測定においては几Ｉｎ ａ
Ｘ ／ ｎ２となり、精度はｌ ／ ｎたけ改善される
。このように変調周波数を複数回切換えれば測定精度は
ｌ ／ ｎ 、 ｌ ／ｎ２ｔｔ／ｎ３・・・すなわち
例えばｎ＝１０では１／１０１／１，００．１／１００
０・・−と向上することができる。狐って従来方法裔こ
本発明の特徴とする方法を那えて測距を行へは、従来の
測距精度の１／１０あるいは１／ＩＩＪＯ程度の満足す
べき筒精度で測距を行うことができる。次に本発明の゛
電波測距方法をオ１１用した′電波測距装置の一実施ｙ
ｉｌを示すブロック図を第５図に基づいて説明する。第
５図に示−［装置は時間差拡大を第１図の原理ｄ兄明に
て示した１００τ（τは笹相差）を１０００丁とじン′
こ実施例であるため１こ装置の構成が多少異なる。第１
図に示すブロックと同一機能をもつブロックは同−何カ
を用いてその詳細な説明は省略する。
違は発振器３１こ変調周波数切換器２０が追加さイｔ１
フィルタ８，９，１１．１６および１７をそれぞれの
中心周波数が変調周波Ｆ、ｆｒ−の切換に対応すること
ができるように多設の狭帯域バンドパスフィルタとする
ことであるＱ以下をこ不健明か％徴とする粗測比法と稍
測距法を第３図と第４図により説明する。第３と４図で
４と６とはレーダの送・受信用アンテナで前方（こ物標
物体５がある。最大探知距［Ｒｍａｘでに油ｉｇｕｉｔ
ｙ （不明確さ）を生じないような変調周波数ｆ、、
−ｆＬ、を選び、（通常１もｍ、ａｘ≧Ｃ／ ２ Ｑｌ
とする。但しＣは１彼伝搬速度）距離ｋＬｍ ａ ｘを
ｎ分割して測距を行う第１図に示すような時間差測定台
２２で測定すると、物標物体５はレーダの送・受信用ア
ンテナ４と６から距離にして（ｍ−１）＊Ｒｍａｘ／ｎ
とｍ−１’Ｌｍａｘ／ｎとの間にあるという粗測定がな
され、粗測定値（ｍ−１）・Ｒｍａｘ／１１が得られる
。次ζこ変調周波数ｆｒＩＬを最大探知距離Ｒｍ ａ
ｘ ／ ｎでＡｍｂｉｇｕｉｔｙを生じないような変調
周波数ｆｒｒＦｎ ” ｆｍ目こ選ひ測定すると、吻表
物体５はレーダの送・受信用アンテナ４と６から距離に
して（ｐ−１） ＊ Ｒｍａ ｘ ／ｎ２とｐ、ｔもｍ
ａ ｘ／ｎ２との間にあるという精測定がγよされ、
精測定１１１Ｌ（ｐ−１）・Ｆｕｍａｘ／ｎ２が得られ
る。すなわち両測足値を加算して物標物体５までの距離 Ｒ＝（ｍ−１）−）もｍａｘ／ｎ−１−（ｐ−１） ＠
Ｒｍａｘ／ｎ２が倚られる。粗測定における画定相数Ｋ
ｍ ａ ｘ ／ ｎは精測定においては几Ｉｎ ａ
Ｘ ／ ｎ２となり、精度はｌ ／ ｎたけ改善される
。このように変調周波数を複数回切換えれば測定精度は
ｌ ／ ｎ 、 ｌ ／ｎ２ｔｔ／ｎ３・・・すなわち
例えばｎ＝１０では１／１０１／１，００．１／１００
０・・−と向上することができる。狐って従来方法裔こ
本発明の特徴とする方法を那えて測距を行へは、従来の
測距精度の１／１０あるいは１／ＩＩＪＯ程度の満足す
べき筒精度で測距を行うことができる。次に本発明の゛
電波測距方法をオ１１用した′電波測距装置の一実施ｙ
ｉｌを示すブロック図を第５図に基づいて説明する。第
５図に示−［装置は時間差拡大を第１図の原理ｄ兄明に
て示した１００τ（τは笹相差）を１０００丁とじン′
こ実施例であるため１こ装置の構成が多少異なる。第１
図に示すブロックと同一機能をもつブロックは同−何カ
を用いてその詳細な説明は省略する。
送受信回路は発振器１、変調器２、サーキュレータ２５
較正用シヤツタ２６、アンテナ２７および恢波増ｄ］器
から構成され、連続マイクロＶを変調信号により変調し
て送信波となし、送受切俣作用を行うサーキュレータ２
５を辿り、開放さ孔た較正用シャッタ２６を辿り、更に
パラボラアンチブー等のアンテナ２７を経過して目標物
体５１こ向けて上ｉ己込信阪を放射し、反射して再びア
ンテナ２７、収正月シャッタ２６′ｊ６よひサーキュレ
ータ２５を通り検ｅ増巾器７に入力した受１ｇ波を検彼
増巾して復調信号とする。
較正用シヤツタ２６、アンテナ２７および恢波増ｄ］器
から構成され、連続マイクロＶを変調信号により変調し
て送信波となし、送受切俣作用を行うサーキュレータ２
５を辿り、開放さ孔た較正用シャッタ２６を辿り、更に
パラボラアンチブー等のアンテナ２７を経過して目標物
体５１こ向けて上ｉ己込信阪を放射し、反射して再びア
ンテナ２７、収正月シャッタ２６′ｊ６よひサーキュレ
ータ２５を通り検ｅ増巾器７に入力した受１ｇ波を検彼
増巾して復調信号とする。
較正用シャッタ２６は導波管の導口の開閉を行うシャッ
タで、時間差測定回路（こ儒けられた測距計数用カラン
幻こ具えられた減算の機能とともに制／悸回ｊ１に制御
さイ′シて本発明になる装置の温度ドリフトやその他の
原因にょる測距零位置変動に対して測距開始直前ζこシ
ャッタを閉じて零位置の較正を行うものである。
タで、時間差測定回路（こ儒けられた測距計数用カラン
幻こ具えられた減算の機能とともに制／悸回ｊ１に制御
さイ′シて本発明になる装置の温度ドリフトやその他の
原因にょる測距零位置変動に対して測距開始直前ζこシ
ャッタを閉じて零位置の較正を行うものである。
時間差拡大回路は分周器１４．２８および２９、フィル
タ８，９，１６．’１７．３０および３４、波形成形器
３５、混什器１０．１８および３１から構成され変調信
号と復調信号との位相差を１０００倍に拡大して拡大時
間差とする。すな中心周波数が９／１００ Ｕムの狭帯
域バンドパスフィルタであるフィルタ３ｏを経て □。。０ωｔ ｙ；ｚる信号が抽出され混合器３１Ｓｉ
ｎ −一一一一一 （こ入力する。混合器３１では混什器１０カーらのＳ
１ ｎ 〒ｔ＋ Ｌ） ω（Ｌ ’ ００ τ） ”
る信号と信号は中心周波数がフ１−の狭帯域バンドパス
１１） ００ フィルタであるフィルタ３４を経て ］ ０００ω（ｔ−ｉｕｏｏτ）なる信号を抽出する。
タ８，９，１６．’１７．３０および３４、波形成形器
３５、混什器１０．１８および３１から構成され変調信
号と復調信号との位相差を１０００倍に拡大して拡大時
間差とする。すな中心周波数が９／１００ Ｕムの狭帯
域バンドパスフィルタであるフィルタ３ｏを経て □。。０ωｔ ｙ；ｚる信号が抽出され混合器３１Ｓｉ
ｎ −一一一一一 （こ入力する。混合器３１では混什器１０カーらのＳ
１ ｎ 〒ｔ＋ Ｌ） ω（Ｌ ’ ００ τ） ”
る信号と信号は中心周波数がフ１−の狭帯域バンドパス
１１） ００ フィルタであるフィルタ３４を経て ］ ０００ω（ｔ−ｉｕｏｏτ）なる信号を抽出する。
この信号は飽７ｔｌ］増巾器等から摘成さイｔた波形成
形器３５（こ入力し、その出力信号は基本波５ｉｎ−よ
−６１（ｔ−１００（Ｊｒ ）、繰０００ 返し周波数ｆｍ＝／１０００なるパルス列の受信信号と
して時間差測定器２２に人力する。一方分周器１４の出
力信号は分周器２８に入力しｌ／１０に分周ざｎで基本
波” ” １０００ωｔ１繰返し周波数１ｍ／ ｌ Ｏ
００なるパルス列の送イぎ信号として時間差測定器２２
に人力する。この込徊信号と受信信号の時間差は１００
０τとなり、変調信号と復調信号との位相差τが１００
０倍に拡大された時間差を示す。
形器３５（こ入力し、その出力信号は基本波５ｉｎ−よ
−６１（ｔ−１００（Ｊｒ ）、繰０００ 返し周波数ｆｍ＝／１０００なるパルス列の受信信号と
して時間差測定器２２に人力する。一方分周器１４の出
力信号は分周器２８に入力しｌ／１０に分周ざｎで基本
波” ” １０００ωｔ１繰返し周波数１ｍ／ ｌ Ｏ
００なるパルス列の送イぎ信号として時間差測定器２２
に人力する。この込徊信号と受信信号の時間差は１００
０τとなり、変調信号と復調信号との位相差τが１００
０倍に拡大された時間差を示す。
分周器２１と変調器駆動部２４と力１ら構成さイｔ１発
去器３は繰返し周波数ｎ−声のデユーティサイクル５０
％のパルス信号を発振し、変調周波数切換器２０８介し
てその出力は２分岐され、一つはｌ ／ ｎの分周器２
１へ入力し変調周波数りなる変調信号となり、その出力
はビンダイオード駆動用ＩＣよりなる変調器駆動部２４
を経て変調器２船こ入力する。他の一つはクロックパル
ス信号として時間差測定器２２に入力する。時間差測定
回路は時間差測定器２２とデータ結合器３２と距離表示
器２３とから構成さ４１１位相差に相当する拡大さ２１
．た時間差で形成されるゲイト偏号中のり０ツクパルス
信号を計数することにまり測距を行い、データ結合器３
２において測距値を記憶して刀口算を行いその結果を目
標物体までの距離として表示することは既に説明した辿
りである。以上の構成において変調周波数切換器２（）
の出力信号の変調周波数ムをｆｍ １に泗び、軟土用シ
ャッタを閉じて零調整を行い、粗測距を行い、租側距狐
を記録し、次に変調周波数をｎ ’ １船工に辿び、較
正を行い、鞘測距を行い、梢測距値を記録し、最後にこ
の粗測比値と梢測距値を加算して目標物体までの距離を
高精度で求めることができる。し力）しこのような手動
操作で（ま経過時間が大きく目標物体が移動する褐合（
こは使用できない欠点があるため、本発明の装置には上
述の手動操作を順序立てて行う制御回路を備けている。
去器３は繰返し周波数ｎ−声のデユーティサイクル５０
％のパルス信号を発振し、変調周波数切換器２０８介し
てその出力は２分岐され、一つはｌ ／ ｎの分周器２
１へ入力し変調周波数りなる変調信号となり、その出力
はビンダイオード駆動用ＩＣよりなる変調器駆動部２４
を経て変調器２船こ入力する。他の一つはクロックパル
ス信号として時間差測定器２２に入力する。時間差測定
回路は時間差測定器２２とデータ結合器３２と距離表示
器２３とから構成さ４１１位相差に相当する拡大さ２１
．た時間差で形成されるゲイト偏号中のり０ツクパルス
信号を計数することにまり測距を行い、データ結合器３
２において測距値を記憶して刀口算を行いその結果を目
標物体までの距離として表示することは既に説明した辿
りである。以上の構成において変調周波数切換器２（）
の出力信号の変調周波数ムをｆｍ １に泗び、軟土用シ
ャッタを閉じて零調整を行い、粗測距を行い、租側距狐
を記録し、次に変調周波数をｎ ’ １船工に辿び、較
正を行い、鞘測距を行い、梢測距値を記録し、最後にこ
の粗測比値と梢測距値を加算して目標物体までの距離を
高精度で求めることができる。し力）しこのような手動
操作で（ま経過時間が大きく目標物体が移動する褐合（
こは使用できない欠点があるため、本発明の装置には上
述の手動操作を順序立てて行う制御回路を備けている。
例えは制御回路としてマイコンが利用される。７．：ｇ
５図においてはマイコン３３からの信号の伝送経路お
よびその方向をＡ矢印で７ｒＸ丁。すなわち周波数切換
器２０に信号を送り、自動切換を行い、威圧用シャッタ
２６にｌｌ′ｇ号を送り自動較正の制＠を行い、変調周
波数の切換毎に各傭分周器および時問屋測定器２２のカ
ウンタにリセット信号を送ってリセットを何い、データ
結合５３２とは信号を送受して粗精測距１１ｋを記憶し
加算して距離表示器１．２３へ出力する操作を順序を追
って実行するものである。
５図においてはマイコン３３からの信号の伝送経路お
よびその方向をＡ矢印で７ｒＸ丁。すなわち周波数切換
器２０に信号を送り、自動切換を行い、威圧用シャッタ
２６にｌｌ′ｇ号を送り自動較正の制＠を行い、変調周
波数の切換毎に各傭分周器および時問屋測定器２２のカ
ウンタにリセット信号を送ってリセットを何い、データ
結合５３２とは信号を送受して粗精測距１１ｋを記憶し
加算して距離表示器１．２３へ出力する操作を順序を追
って実行するものである。
本発明のｈＬ波測距装置によれば従来装置ではｇｌ何に
しても到達できなかった測距精度、すなわち従来鞘要り
１／１０あるいは１／１００程度の満足すべき尚精度の
測距を行うことができる。咳タマイコン等利用により従
来の測距に要する経過時間をかなり短縮することができ
る。
しても到達できなかった測距精度、すなわち従来鞘要り
１／１０あるいは１／１００程度の満足すべき尚精度の
測距を行うことができる。咳タマイコン等利用により従
来の測距に要する経過時間をかなり短縮することができ
る。
第１図は本発明の′ａ源測距法の原Ｕ説明図、第２図は
第１図の各所の信号波形説明図、第３図は租測距の説明
図、第４図は梢測距の説明図第５図は本発明の電波測距
装置の一実施例を示すブロック図である。 １と３−・・発振器、２・・・変調器、４と６と２７・
・・アンテナ、５−・・目襟物坏、７・・−＠波増中器
、８と９と１１と１６と１７と３０と３４・―・フィル
タ、１０と１８と３１−・・混合器、１２と３５・・・
波形成形器、１４と２１と２８と２９＋１・會分尚器、
２０・・・′Ｒａ１１周波数切俟器、２２・・・時間差
測定器、２３・・・距離表示器、２４・・・ｆ調器ｍ動
部、２５・・轡サーキュレータ、２６・０１１ｆ止用シ
ヤツタ、３２１１・・データ帖台器、３３・−・マイコ
ン。
第１図の各所の信号波形説明図、第３図は租測距の説明
図、第４図は梢測距の説明図第５図は本発明の電波測距
装置の一実施例を示すブロック図である。 １と３−・・発振器、２・・・変調器、４と６と２７・
・・アンテナ、５−・・目襟物坏、７・・−＠波増中器
、８と９と１１と１６と１７と３０と３４・―・フィル
タ、１０と１８と３１−・・混合器、１２と３５・・・
波形成形器、１４と２１と２８と２９＋１・會分尚器、
２０・・・′Ｒａ１１周波数切俟器、２２・・・時間差
測定器、２３・・・距離表示器、２４・・・ｆ調器ｍ動
部、２５・・轡サーキュレータ、２６・０１１ｆ止用シ
ヤツタ、３２１１・・データ帖台器、３３・−・マイコ
ン。
Claims (2)
- （１）送信波の変調信号と目標物体で反射された受信波
の復調イば号との位相差に基づいて上記目標吻体韮での
距離を計測する場合に、上記受信波の復調信号の壷体波
成分と該基本波成分（こ近い周波数の正弦波信号を混曾
することにより、上記復調信号を周数数変換して両者の
差（こ相当する周波数の変換信号を取出し、該変換信号
を成形整形して得た受イごイぎ号を求め、上記周波数変
換により変換された周波数に対応して上記送信波の復調
信号を分周して得た送信信号を求め、上記受１ぎ信号と
上記送信信号との時間差を上記位相差（こ相当する拡大
時間差として時間差測定法により測定し、上記目標物体
までの測距値を得るよう番こした′区波測距方法におい
て、上自己送信披の復調信号の変調周波数を切換えて測
距を行い、該変調周波数の切換毎に測距値を得て、これ
ら測距値を加算することにより上記目標物体までの高精
度の測距値を得るようにしたことを特徴とするｉ１Ｌ仮
測距方法。 - （２） マイクロ波を変調信号により変調して送信波
となし、該送１６波をサーキュレータと較正用シャッタ
とアンテナを介して目標物体に放射し反射して到来する
受信波を・吹成増巾して復調信号とする送受信回路と、
上記変調信号と上記イ災６１８佃号との位相差を６棟の
分周器、フィルタおよび混合器を用いることをこより拡
大時間差とする時間差拡大回路と上記拡大時間差ｆ！：
計測しその結果傅らｎた測距値の測具１１１を表示する
時間差測定回路と変調周波数を切換えて上記変−信号を
発生する変調回路と、上記較正用シャッタの制御、上記
変調周、Ｖ数の切換制御ならびにその切換毎に上記６柚
分周器の計数制御および上記拡大時間差の計数制御を行
い、粗・祠測距の懐に上記６（１１距値の加昇を行う制
＠１回路とを具備する′喝彼測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22799382A JPS59116073A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 電波測距方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22799382A JPS59116073A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 電波測距方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116073A true JPS59116073A (ja) | 1984-07-04 |
| JPH0215038B2 JPH0215038B2 (ja) | 1990-04-10 |
Family
ID=16869486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22799382A Granted JPS59116073A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 電波測距方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59116073A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108175A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ダ装置 |
| JP2009192359A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Toyota Motor Corp | レーダー装置 |
| EP2146222A2 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-20 | Honeywell International Inc. | Microwave ranging sensor |
| JP2011075574A (ja) * | 2005-02-21 | 2011-04-14 | Robert Bosch Gmbh | 媒体に封入されたオブジェクトの検出方法、ならびに該検出方法を実施するための測定装置 |
| US8159344B2 (en) | 2008-10-28 | 2012-04-17 | Honeywell International, Inc. | Microwave motion detectors utilizing multi-frequency ranging and target angle detection |
-
1982
- 1982-12-23 JP JP22799382A patent/JPS59116073A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108175A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ダ装置 |
| JP2011075574A (ja) * | 2005-02-21 | 2011-04-14 | Robert Bosch Gmbh | 媒体に封入されたオブジェクトの検出方法、ならびに該検出方法を実施するための測定装置 |
| JP2009192359A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Toyota Motor Corp | レーダー装置 |
| EP2146222A2 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-20 | Honeywell International Inc. | Microwave ranging sensor |
| US8102261B2 (en) | 2008-07-17 | 2012-01-24 | Honeywell International Inc. | Microwave ranging sensor |
| EP2146222A3 (en) * | 2008-07-17 | 2013-03-20 | Honeywell International Inc. | Microwave ranging sensor |
| US8159344B2 (en) | 2008-10-28 | 2012-04-17 | Honeywell International, Inc. | Microwave motion detectors utilizing multi-frequency ranging and target angle detection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0215038B2 (ja) | 1990-04-10 |
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