WO2005066654A1

WO2005066654A1 - レーダ

Info

Publication number: WO2005066654A1
Application number: PCT/JP2004/016530
Authority: WO
Inventors: Toru Ishii; Motoi Nakanishi
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2005-07-21
Also published as: US7312745B2; JP4353184B2; JPWO2005066654A1; CN1898579B; DE112004002541T5; CN1898579A; US20070153255A1

Abstract

　所定の測定タイミングｔ−ｎＴでの第１の突出部のピーク周波数ｆ１[t-nT]から、今回の測定タイミングｔでの第１・第２の突出部のピーク周波数の中心周波数ｆｒ[t] を予測し、（ｆ１[t] ＋ｆ２[t]）／２が予測したｆｒ[t] に近似するｆ１[t] 、ｆ２[t] をペア候補として抽出する。また、ドップラシフト周波数が第１の突出部のピーク周波数ｆ１[t-nT]および第２の突出部のピーク周波数ｆ２[t-nT]から求まるドップラシフト周波数に略等しいｆ１[t]，ｆ２[t]を選択する。

Description

明細書

レーダ

技術分野

[0001] この発明は、連続波を周波数変調した電波を送受信して物標の探知を行うレーダに関するものである。

背景技術

[0002] 従来、例えば車載用レーダとして、ミリ波を利用した FM— CWレーダが開発されて Vヽる。 FM— CWレーダは、連続波（CW)を周波数変調 (FM)した電波を送受信して物標の探知を行う。すなわち、周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とを繰り返す送信信号を送信し、物標からの反射信号を含む受信信号を受信するようにし、送信信号と受信信号との周波数差の信号であるビート信号の周波数スペクトルに基づいて物標の相対距離および相対速度を求める。また、物標の相対位置 ·相対速度は通常一定ではないので、上記動作を一定周期で繰り返し、その都度物標の相対位置，相対速度を求める。さらに、物標は或る探知方位角範囲に分布しているので、上記動作を所定方位を向く 1つのビームについて行い、そのビーム方位を順次変化させることによって、上記探知方位角範囲内の物標の方位を求める。

[0003] 物標が単一である場合には、上り変調区間と下り変調区間において、物標からの反射波に基づくビート信号の周波数スペクトルにそれぞれ単一の突出部が生じる。従つて、その突出部のピーク周波数を、上り変調区間のビート信号 (以下「アップビート信号」という。）と下り変調区間のビート信号 (以下「ダウンビート信号」という。）とについてそれぞれ求め、その 2つのピーク周波数力物標の相対距離および相対速度を求めることができる。

[0004] ところが、略同一方向に複数の物標が存在する場合には、同一ビームについてアツプビート信号とダウンビート信号のそれぞれにつ、て、周波数スペクトルに複数の突出部が生じる。そのため、これら複数の突出部のうち、どれとどれの組み合わせが同一物標の存在に起因して生じたものであるかを判定 (以下「ペアリング」 t 、う。）する必要がある。しかし、検出した突出部の数が増える程ペアリングに時間が力かるとともに、組み合わせの数が増大するため、誤ったペアリングが生じる可能性も増大する。そのため、限られた時間内に探知可能な物標の数が制限されるという問題や、多くの物標を探知するためには高速演算可能な演算処理部が必要となってコスト高になるという問題、あるいはペアリング誤りが生じた場合、高精度な相対距離 ·速度を求め難いという問題があった。

[0005] 実際のレーダでは、上述の問題を回避するために一度のペアリングだけに依存しないように、前後の相関を考慮したフィルタ処理などにより精度の向上を図ることになる。しかし、初め力も誤ったペアリングを起こさないことが重要である。

[0006] そのため、従来は特許文献 1に開示されているように、受信信号の周波数スぺタトルに現れる突出部の強度が略同一である組み合わせを同一物標によるものと見なしてペアリングを行うようにして、る。

また、ドッブラシフト周波数分の移動距離が、将来の予測時間における相対速度による移動距離に一致するように、上り変調と下り変調の傾きを設定することが特許文献 2に開示されている。この構成によれば、ペアリングせずに距離の算出が可能となる。

特許文献 1：特開平 4 343084号公報

特許文献 2：特開平 6— 94829号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] しかし、特許文献 1の方法では、受信信号強度が略同一である突出部が複数現れた場合、ペアとなり得る組み合わせを決定できな、場合が生じる。

また、特許文献 2の方法によれば、距離算出のためにはペアリングが不要となるが、相対速度の算出ができないという問題があった。

[0008] そこで、この発明の目的は、上述の問題を解消して、ペアリングを容易にするとともに相対速度の算出も可能にしたレーダを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] (1)この発明は、周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とを交互に繰り返す送信信号を送信するとともに、該送信信号の物標での反射信号である受信信号を受信し、送信信号と受信信号とのビート信号の周波数スペクトルに関するデータを求め、上り変調区間のビート信号の周波数スぺタトルに現れる複数の第 1突出部と、下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる複数の第 2突出部とから、ペアリングを行い、ペアをなす 2つの突出部の周波数に基づ!/、て相対距離と相対速度を検知するレーダにぉ、て、

所定タイミングでの第 1の突出部のピーク周波数から、該所定タイミングより一定時間後のタイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数 (すなわち距離遅延に基づく成分)を予測し、前記一定時間後のタイミングで得られた突出部のぺァを前記中心周波数を基に抽出するようにしたことを特徴として、る。

[0010] (2)またこの発明は、所定タイミングでの第 2の突出部のピーク周波数から、該所定タイミングより一定時間前のタイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数を予測し、前記一定時間前のタイミングで得られた突出部のペアを前記中心周波数を基に抽出するようにしたことを特徴としている。

[0011] (3)またこの発明は、前記周波数分析を行う測定周期を T、上り変調区間とそれに隣接する下り変調区間とを一周期とする変調周期を lZfm、送信信号の中心周波数を fo、上り変調区間と下り変調区間での周波数変位幅を A Fとするとき、

nT=fo/ (2 A F-fm)

(但し、 nは任意の自然数）

の関係を満たす nTを前記の「一定時間」として、突出部のペアを抽出することを特徴としている。

[0012] (4)またこの発明は、所定タイミング力一定時間前の第 1の突出部のピーク周波数と前記所定タイミングから一定時間後の第 2の突出部のピーク周波数とを用いて、前記所定タイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数を予測し、前記所定タイミングで得られた突出部のペアを前記中心周波数を基に抽出することを特徴としている。

[0013] (5)またこの発明は、（4)において所定タイミングでのペアをなす第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の差に略等しい周波数差を形成する前記所定タイミングでの前記中心周波数の予測に用いた前記一定時間前のタイミングでの第 1の突出部とペアをなす第 2の突出部が無い場合に、および Zまたは前記周波数差を形成する前記所定タイミングでの前記中心周波数の予測に用いた前記一定時間後のタイミングでの第 2 の突出部とペアをなす第 1の突出部が無い場合に、前記所定タイミングでの第 1 ·第 2 の突出部の組み合わせをペア候補から除外することを特徴としている。

発明の効果

[0014] (1)この発明によれば、所定タイミングでの第 1の突出部のピーク周波数から、該所定タイミングより一定時間後のタイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数 (距離遅延に基づく成分)を予測し、その中心周波数を基に、一定時間後のタイミングで得られた突出部のペアを抽出するようにしたことにより、ペアリングが容易となり、ペアリング誤りの発生度合いも殆どなくなるため、正しい相対距離'速度の算出が可能になる。また、ペアリングに要する計算量が減少するので、単位時間あたりの探知可能な物標の数が増し、探知の周期を短縮化できる。

[0015] (2)また、この発明によれば、所定タイミングでの第 2の突出部のピーク周波数から、該所定タイミングより一定時間前のタイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数 (距離遅延に基づく成分)を予測し、その中心周波数を基に、一定時間前のタイミングで得られた突出部のペアを抽出するようにしたことにより、ペアリングが容易となり、ペアリング誤りの発生度合いも殆どなくなるため、正しい相対距離' 速度の算出が可能になる。また、ペアリングに要する計算量が減少するので、単位時間あたりの探知可能な物標の数が増し、探知の周期を短縮化できる。

[0016] (3)また、この発明によれば、測定周期を T、上り変調区間とそれに隣接する下り変調区間とを一周期とする変調周期を lZfm、送信信号の中心周波数を fo、上り変調区間と下り変調区間での周波数変位幅を Δ Fとするとき、 nを任意の自然数とし、 nT=fo/ (2 Δ F'fm)の関係を満たす nTを前記の「一定時間」とし、所定タイミングでの突出部のペアを抽出するようにしたので、前記所定タイミングから η回前の測定における第 1の突出部のピーク周波数または同 η回後の測定における第 2の突出部のピーク周波数から、前記所定タイミングで得られた突出部のペアを抽出できる。

[0017] (4)また、この発明によれば、所定タイミング力一定時間前の第 1の突出部のピーク周波数とその所定タイミングから一定時間後の第 2の突出部のピーク周波数とを用いて、所定タイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数を予測し、所定タイミングで得られた突出部のペアを前記中心周波数を基に抽出するようにしたので、上記 nT^foZ (2 Δ F'fm)の関係を満たさな、場合でもまたはその関係からずれが生じても、中心周波数の予測誤差がキャンセルされて、ペアリングの精度を高めることができる。

[0018] (5)また、この発明によれば、所定タイミングでのペアをなす第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の差に略等しい周波数差を形成する所定タイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数の予測に用いた一定時間前のタイミングでの第 1の突出部とペアをなす第 2の突出部が無い場合に、および Zまたは前記周波数差を形成する所定タイミングでの前記中心周波数の予測に用いた一定時間後のタイミングでの第 2の突出部とペアをなす第 1の突出部が無い場合に、前記所定タイミングでの第 1 ·第 2の突出部の組み合わせをペア候補から除外するようにしたので、ペア候補の数を早く削減でき、ペアリングを高速ィ匕できる。また、誤ペアリングの可能性も低減できる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]レーダの構成を示すブロック図である。

[図 2]同レーダの上り変調区間と下り変調区間でのビート信号の例を示す図である。

[図 3]上り変調区間と下り変調区間におけるビート信号の周波数スペクトルの例を示す図である。

[図 4]第 1の実施形態に係るレーダの各測定タイミングでのピーク周波数などの変化の例を示す図である。

[図 5]第 1の実施形態に係るレーダの各測定タイミングでのピーク周波数などの変化の例を示す図である。

[図 6]同レーダのペアリングに関する処理手順を示すフローチャートである。

[図 7]第 2の実施形態に係るレーダにおけるペアリングに関する処理手順を示すフロ一チャートである。

[図 8]第 3の実施形態に係るレーダにおける各測定タイミングでのピーク周波数などの変化の例を示す図である。

[図 9]同レーダにおけるペアリングに関する処理手順を示すフローチャートである。符号の説明

[0020] 1 RFブロック

2~f言号処理ブロック

3—誘電体レンズ

4— 1次放射器

5—サーキユレータ

6—力ブラ

7— イソレータ

8— VCO

9—ミキサ

13 -デジタル信号処理装置

14 マイクロプロセッサ

16 スキャンユニット

発明を実施するための最良の形態

[0021] この発明の実施形態に係るレーダの構成をブロック図として図 1に示す。

このレーダは、図 1に示すように RFブロック 1と信号処理ブロック 2と力構成して!/ヽる。 RFブロック 1は、レーダ測定用の電波を送受信し、送信波と受信波とのビート信号を信号処理ブロック 2へ出力する。信号処理ブロック 2の変調カウンタ 11は、結果的に DAコンバータ 10から三角波信号を発生させるためのカウントを行い、その値を DAコンバータ 10へ出力する。 DAコンバータ 10は、それをアナログ電圧信号に変換して RFブロック 1の VCO (電圧制御発振器） 8へ与える。これにより送信波を FM変調する。すなわち、 VC08の発振信号はアイソレータ 7、カプラ 6、サーキユレータ 5を介して 1次放射器 4へ供給される。この 1次放射器 4は、誘電体レンズ 3の焦点面または焦点面付近にあって、誘電体レンズ 3は、 1次放射器 4から放射されるミリ波信号を鋭 V、ビームとして送信する。物標（車両など)からの反射波が誘電体レンズ 3を介し 1次放射器 4へ入射されると、受信信号がサーキユレータ 5を介してミキサ 9へ導かれる。ミキサ 9には、この受信信号と力ブラ 6からの送信信号の一部であるローカル信号とを入力して、その周波数差の信号に相当するビート信号を中間周波信号として信号処理ブロック 2の ADコンバータ 12へ出力する。 ADコンバータ 12は、これをデジタルデータに変換する。 DSP (デジタル信号処理装置） 13は、 ADコンバータ 12から入力したデータ列を FFT (高速フーリエ変換)処理して、後述するように、物標の相対距離および相対速度を算出する。

[0022] RFブロック 1内のスキャンユニット 16は、 1次放射器 4を誘電体レンズ 3の焦点面またはそれに平行な面内を平行移動させる。この 1次放射器 4が設けられている可動部と固定部側との間に OdB力プラを構成している。モータ Mはスキャンユニット 16の駆動用モータである。このモータによって、例えば 100ms周期で- 10度から + 10度の範囲をビーム走査する。

信号処理ブロック 2内のマイクロプロセッサ 14は、変調カウンタ 11およびスキャンュニット 16を制御する。このマイクロプロセッサ 14は、スキャンユニット 16に対してビーム方位を所定角度に向けるとともに、三角波で VC08を変調するように、変調カウンタ 11を制御する。マイクロプロセッサ 14は、 DSP13が求めた上り変調区間の周波数スペクトルに現れる突出部と、下り変調区間の周波数スペクトルに現れる突出部とのペアを抽出（ペアリング)する。また、マイクロプロセッサ 14は、後述する方法によって物標の相対距離と相対速度を求め、それを図外のホスト装置へ出力する。

[0023] 図 2は、物標までの距離と相対速度に起因する、送信信号と受信信号の周波数変化のずれの例を示している。送信信号 TXSは中心周波数 foを周波数中心として、三角波状に周波数変調された信号である。この送信信号 TXSの周波数上昇時における送信信号 TXSと受信信号 RXSとの周波数差がアップビート信号の周波数 flであり、送信信号 TXSの周波数下降時における送信信号 TXSと受信信号 RXSとの周波数差がダウンビート信号の周波数 f 2である。 A Fは周波数偏位幅である。この送信信号 TXSと受信信号 RXSの三角波の時間軸上のずれ (時間差） A tが、アンテナから物標までの電波の往復時間に相当する。また、送信信号 TXSと受信信号 RXSの周波数軸上のずれがドッブラシフト量であり、これはアンテナに対する物標の相対速度に起因して生じる。この時間差とドッブラシフト量によってアップビート信号の周波数 f 1とダウンビート信号の周波数 f 2の値が変化する。この fl, f2を検出することによって、レーダ力物標までの距離およびレーダに対する物標の相対速度を算出する。すなわち、距離遅延に基づく周波数成分を fr、相対速度に基づくドッブラシフト周波数成分を fdで表すと、

fr=(fl+f2)/2 ---(1)

fd=(f2-fl)/2 ---(2)

の関係にある。

[0024] 図 3は、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルの例を示している。ここで実線は上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトル、破線は下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルである。図 3に示した周波数範囲では、上り変調区間でのビート信号に、ピーク周波数が f 11, fl2, f 13の 3つの突出部が生じていて、下り変調区間のビート信号に、ピーク周波数が f21, f 22の 2つの突出部が生じている。これらの複数の突出部同士のペアリングを行い、ペアをなす 2つのピーク周波数から（1)式により物標との相対距離を求め、（2)式によって物標との相対速度を求める。例えば、ピーク周波数 fl3, f22をペアと見なした場合、距離遅延に基づく周波数成分 frは、 fr= (fl3+f22)Z2として求め、速度差によるドッブラシフト周波数成分 fdは、 fd= (f22— fl3)Z2として求める。

[0025] ところで、図 2に示したように、送信中心周波数を fo、変調周期を lZfm、周波数変位幅を AFとすると、距離 Rにある物標が相対速度 Vで近づいてくる場合、ビート信号に含まれる距離遅延成分 frは

fr=(4fmAF-R)/C ·'·(3)

の関係にあるので、距離 Rは

R=Cfr/(4fmAF) ---(4)

として求められる。またビート信号に含まれるドッブラシフトに基づく周波数成分 fdは fd=(2Vfo)/C ---(5)

の関係にあるので、相対速度 Vは

V=Cfd/(2fo) ---(6)

として求めることができる。 [0026] また、上り変調と下り変調のそれぞれの区間で行う FFTの周波数分解能は、この区間の基本周波数である 2fmとなり、それに相当する距離分解能を δ R、速度分解能を S Vとすると、（4)式，（6)式にそれぞれ R= 6 R, fr= 2fm, V= δ V, fd= 2fmを代入して

6 R=C/2 A F … ）

δ V=fm- C/fo - - -(8)

となる。

[0027] 一方、アップビート周波数 fl、ダウンビート周波数 f 2はそれぞれ

fl =fr-fd - - -(9)

f2=fr+fd …ひ。）

と表されるため、次の関係で表される時間を τとすると、物標が等速直線運動をしている場合に、ある時刻で得られた fl, f2は、それぞれその時刻に対して後にまたは τ前の frに一致する。

[0028] τ = 6 R/ 6 V=fo/ (2fm A F) 〜(11)

この関係を図 4および図 5を用いて説明する。

今、測定周期を Tとし、 nT= ての関係を満たすように測定周期 Τを定めると、任意のタイミングで η回後の測定タイミングにおける物標の距離遅延に基づく周波数成分 f rを予測することができる。例えば、時刻 tでの frは時刻 t nTでの上り変調区間のビート周波数 flに等しい。

[0029] 従って、「常に n回前の flを今回の frと見なして距離を求める」という処理が考えられる。しかし、それだけでは物標の相対速度が求められないし、物標が急加減速した時や、 nT ての条件に対する誤差が大きくなつた場合に、距離の測定誤差もこれに応じて大きくなつてしまう。

[0030] 一方、通常の FMCWレーダの場合、既に述べたとおり、ある時刻での測定における上り変調区間と下り変調区間でのビート周波数 fl, f2を組み合わせることにより、相対距離と相対速度を同時に求めることができるが、物標が複数存在する場合には fl , f2も複数となり、これらを正しく組み合わせなければ距離 ·速度とも真値と全く異なる値が出力されてしまう。 [0031] 本発明は、次の手順により物標の距離および相対速度を求め、上述のいずれの問題も同時に解消するものである。

[0032] (1)時刻 t nTでの上り変調区間のビート周波数 flを時刻 tでの予測距離 flprdとする。

[0033] (2)時刻 tでの上り，下りそれぞれの変調区間のビート周波数 fl, f2に対し、

(flprd— ε ) < (fl +f2) /2 < (flprd + ε )を満たす flと f 2のペア候補を求める。但し εは生じうる誤差に基づき適宜設定する定数である。

[0034] (3)(2)で求めた組み合わせから、 f2-fl =f2prd -flprdを満たす f 2prdが無、ものをペア候補から除外する。但し f2prdは時刻 tでの下り変調区間のビート周波数である。

[0035] (4)(3)で求めた組み合わせのうち、 FMCWレーダのペアリングに用いられる他の諸条件 (周波数スペクトルに現れる突出部のピーク値の一致度、周波数スペクトルの方位方向のプロファイルから求めたピーク方位の一致度等)も考慮し、ペアの可能性のある組み合わせを一つ以上選ぶ。

[0036] (5)(4)で選んだ fl, f2より、 fr, fdを求め、この結果を (4)式，（6)式に代入し、相対距離 Rと相対速度 Vを得る。

[0037] 図 4の (A)と（B)は物標の相対速度が異なって、る例である。 V、ずれの場合も時刻 tにおける距離遅延に基づく周波数成分 frは時刻 t nTでのアップビート信号周波数 flに略等しい。

また図 5は物標がレーダ力も遠ざ力る場合のアップビート信号の周波数 flとダウンビート信号の周波数 f 2の変化の例を示して、る。この場合も時刻 tにおける frは時刻 t nTでの flに略等しい。

[0038] 次に、上述のペアリングの手順の例をフローチャートとして図 6に示す。

ここで、 tは何回目の測定であるかを表す変数である。まず、 tに初期値 0を代入し（ S 1)、ビート信号のサンプリングデータを入力し、 FFT演算する（S2→S3)。その後、 FFT演算により求めたアップビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数 (以下単に「アップビート信号のピーク周波数」と、う。）とダウンビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数 (以下単に「ダウンビート信号のピーク周波数」という。）とを 2次元配列変数 fl[t] ， f2[t]口に代入する。（S4)。但し、以降の説明では各タイミングでのアップビート信号とダウンビート信号の周波数スぺクトルに現れる複数の突出部のピーク周波数のデータ列をまとめて表すために 1次元配列の形式で表す。

[0039] 続いてアップビート信号とダウンビート信号に含まれる複数のピーク周波数のうち、

(fl[t] +f2[t] )Z2が nTだけ前回の測定で求めたアップビート信号の複数のピーク周波数 fl[t-nT]に対して士 εの範囲で一致するピーク周波数 fl[t] , f2[t]の組合わせをペア候補として抽出する（S5)。

[0040] 続いて今回のアップビート信号のピーク周波数 fl[t]とダウンビート信号のピーク周波数 f2[t]との差が、時刻 t nTでの fl, f2との差 (f2[t-nT]— fl[t-nT])に略等しくなる f2[t-nT]が無い場合、 fl[t]と f2[t]の組み合わせをペア候補から除外する（S6)。その後はピーク強度やピーク方位の類似度を考慮して最も確からし、組み合わせをぺァとして決定する（S7)。

[0041] 以上の処理を繰り返すことによって各測定タイミングでのペアリングを行う（S7→S8 →S2→… 。

[0042] 次に第 2の実施形態に係るレーダのペアリングに関する別の処理内容を図 7を参照して説明する。

第 1の実施形態では時刻 t nTでの f 1, f2から時刻 tでの frを推定するようにしたが、この第 2の実施形態では時刻 tでの f2から時刻 t nTでの frを推定する。

[0043] 図 7はそのペアリングの処理手順を示すフローチャートである。図 6の例と異なるのはステップ S15, S16, S18である。ステップ S15では、時刻 t nTでのアップビート信号とダウンビート信号に含まれていた複数のピーク周波数のうち、 (fl[t-nT]+f2 [t-nT]) Z2が今回の測定で求めたダウンビート信号の複数ピーク周波数 f2[t]に対して士 εの範囲で一致するピーク周波数 fl[t-nT], f2[t-nT]の組合わせをペア候補として抽出する。

[0044] 続、て時刻 tでのアップビート信号のピーク周波数 flとダウンビート信号のピーク周波数 f2との差 (f2[t]— fl[t] )が、時刻 t nTでの fl, £2との差 2[1： 1— [1： 1 ) に略等しくなる f l[t]が無、場合、 f l[t-nT]と f 2[t-nT]の組み合わせをペア候補から除外する（S I 6)。

[0045] その後、ピーク強度やピーク方位の類似度を考慮して最も確からしい組み合わせをペアとして決定する（S 17)。

[0046] そして、ペアと見なした fl[t-nT], f2[t-nT]を用い、今回の測定で求めた flと f2の差であるドッブラシフト周波数と、時刻 t nTでの測定で求めた flと f 2の差であるドッブラシフト周波数とが略等しい (すなわち f2[t] -fl[t] f2[t-nT]— fl[t-nT])を満たす f l[t] , f2[t]を抽出し、

fr[t] = (fl[t] +f2[t] ) /2

fd[t] = (f2[t] -f l[t] ) /2

により今回の測定タイミングにおける相対距離と相対速度を求める（S 18)。

[0047] 次に、第 3の実施形態に係るレーダについて図 8 ·図 9を参照して説明する。

第 1 ·第 2の実施形態では測定周期 Tが（11)式を満たすように定めた場合について示したが、この第 3の実施形態では、任意の測定周期に対応するものである。

[0048] 図 8は各測定タイミングでのアップビート信号のピーク周波数 fl、ダウンビート信号のピーク周波数 f2および距離遅延に基づく周波数成分 frの変化の例を示している。この例では周期 nTは nTと τの差が最小となるよう ηを適切に選んでも、 ηΤ= τとならず、 nTく τの関係にある。そのため前回の測定タイミング t nTでの flは今回の測定タイミング tでの frとは一致しな!、。

[0049] 図 9はこの第 3の実施形態に係るレーダのペアリングに関する処理手順を示すフロ一チャートである。図 6に示した手順と異なるのはステップ S25— S27である。ステツプ S25では時刻 t 2nTでの f 1に最も近、周波数を示す今回の時刻 tでの f 2を選び、両者の平均値が時刻t nTでのfr(すなゎち（fl [t-2nT] +f2[t]) Z2)に± εの範囲で一致する時刻 t nTでの fl , f2をペア候補として抽出する。

[0050] 続、て時刻 tでのアップビート信号のピーク周波数 flとダウンビート信号のピーク周波数 f2との差 (f2[t]— fl[t] )が、時刻 t nTでの fl , £2の差 2[1： 1— [1： 1 )に略等しくなる f l[t]が無、場合、 f l[t-nT]と f 2[t-nT]の組み合わせをペア候補から除外する（S26)。

[0051] さらに同様に、時刻 t 2nTでのアップビート信号のピーク周波数 flとダウンビート信号のピーク周波数 f2との差（f2[t- 2nT]— fl[t- 2ηΤ] )が、時刻 t ηΤでの fl, f2との差 (f 2[t- nT]— f l[t- nT])に略等しくなる f 2[t- 2nT]が無、場合、 f l[t- ηΤ]と f 2[t- ηΤ]の組み合わせをペア候補から除く（S27)。

[0052] このようにして、時刻 tでの f 2と時刻 t 2nTでの f 1とから時刻 t nTでの frを推定し、距離遅延に基づく周波数成分がその frを満たすようなペアをペア候補として抽出し、その抽出したペア力も求まるドッブラシフト周波数成分 fd[t-nT]と略等しいドッブラシフト周波数となるペアが時刻 tまたは t 2nTの測定タイミングで存在する組み合わせを抽出することによって時刻 t-nTでのペア候補を抽出する。

[0053] なお、時刻 tでの fr, fdを求めるには、図 7のステップ 18で示した場合と同様に、ぺァと見なした fl [t-nT], f2[t-nT]を用い、今回の測定で求めた flと f2の差であるドップラシフト周波数と、時刻 t nTでの測定で求めた flと f 2の差であるドッブラシフト周波数とが略等しい（すなわち f2[t] -fl[t] f2[t- nT]-fl[t- nT])を満たす fl[t] , f2[t ]を抽出し、

fr[t] = (fl[t] +f2[t] ) /2

fd[t] = (f2[t] -f l[t] ) /2

により今回の測定タイミングにおける距離と相対速度を求めればよい。

Claims

請求の範囲

[1] 周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とを交互に繰り返す送信信号を送信するとともに、該送信信号の物標での反射信号である受信信号を受信する送受信手段と、

前記送信信号と前記受信信号とのビート信号の周波数スぺ外ルに関するデータを求める周波数分析手段と、

前記上り変調区間の前記ビート信号の周波数スペクトルに現れる複数の第 1突出部と、前記下り変調区間の前記ビート信号の周波数スぺ外ルに現れる複数の第 2突出部とから、同一物標による前記送信信号の反射に起因して生じた突出部のペアを抽出するペア抽出手段と、

該ペアをなす 2つの突出部の周波数に基づいて、物標までの距離と物標との相対速度を検知する手段とを備えたレーダにぉ、て、

前記ペア抽出手段は、所定タイミングでの第 1の突出部のピーク周波数力該所定タイミングより一定時間後のタイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数を予測し、前記一定時間後のタイミングで得られた突出部のペアを前記中心周波数を基に抽出する手段を設けたレーダ。

[2] 周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とを交互に繰り返す送信信号を送信するとともに、該送信信号の物標での反射信号である受信信号を受信する送受信手段と、

前記ペア抽出手段は、所定タイミングでの第 2の突出部のピーク周波数力該所定タイミングより一定時間前のタイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数を予測し、前記一定時間前のタイミングで得られた突出部のペアを前記中心周波数を基に抽出する手段を設けたレーダ。

[3] 前記ペア抽出手段は、

前記周波数分析を行う測定周期を Τ、前記上り変調区間とそれに隣接する下り変調区間とを一周期とする変調周期を lZfm、前記送信信号の中心周波数を fo、前記上り変調区間と下り変調区間での周波数変位幅を A Fとするとき、

nT=fo/ (2 A F-fm)

(但し、 nは任意の自然数）

の関係を満たす nTを前記一定時間として前記突出部のペアを抽出することを特徴とする請求項 1または 2に記載のレーダ。

[4] 周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とを交互に繰り返す送信信号を送信するとともに、該送信信号の物標での反射信号である受信信号を受信する送受信手段と、

前記上り変調区間の前記ビート信号の周波数スペクトルに現れる複数の第 1の突出部と、前記下り変調区間の前記ビート信号の周波数スペクトルに現れる複数の第 2 の突出部とから、同一物標による前記送信信号の反射に起因して生じた突出部のぺァを抽出するペア抽出手段と、

前記ペア抽出手段は、所定タイミング力一定時間前の第 1の突出部のピーク周波数と前記所定タイミングから一定時間後の第 2の突出部のピーク周波数とを用いて、前記所定タイミングでの第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の中心周波数を予測し、前記所定タイミングで得られた突出部のペアを前記中心周波数を基に抽出する手段を設けたレーダ。

[5] 前記ペア抽出手段は、前記所定タイミングでのペアをなす第 1 ·第 2の突出部のピーク周波数の差に略等しい周波数差を形成する前記所定タイミングでの前記中心周波数の予測に用いた前記一定時間前のタイミングでの第 1の突出部とペアをなす第 2の突出部が無い場合に、および Zまたは前記周波数差を形成する前記所定タイミングでの前記中心周波数の予測に用いた前記一定時間後のタイミングでの第 2の突出部とペアをなす第 1の突出部が無い場合に、前記所定タイミングでの第 1 ·第 2の突出部の組み合わせをペア候補から除外する請求項 4に記載のレーダ。