WO2006085352A1

WO2006085352A1 - 目標物検出装置

Info

Publication number: WO2006085352A1
Application number: PCT/JP2005/001810
Authority: WO
Inventors: Takayuki Inaba
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-02-08
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2006-08-17
Also published as: EP1847848B1; US7652616B2; JP4665962B2; JPWO2006085352A1; DE602005014679D1; EP1847848A1; US20080042895A1; EP1847848A4

Abstract

　２周波ＣＷレーダで観測値を得るまでに要する観測時間を短縮する。　送信信号の周波数を複数のステップ周波数に順次変調し周波数変調後の送信信号２２を送信波２３として目標物に照射するとともに、この目標物に反射された送信波２３のエコー２４を受信して得た受信信号２５を周波数分析することによって目標物の相対速度を算出する目標物検出装置１において、送信信号２５をステップ周波数に順次変調する周波数変調過程を、所望の速度分解能を達成する最小観測時間内に複数回反復する周波数変調手段２と、周波数変調手段２によって反復される複数の周波数変調過程の同一ステップ周波数に変調した送信信号２５のエコー２４を受信して得た受信信号２５を複数の周波数変調過程に亘り周波数分析する周波数分析手段６と、を備えた。

Description

明細書

目標物検出装置

技術分野

[0001] この発明は、電波を目標物に照射して目標物の速度等を検出するレーダ装置に係るものである。

背景技術

[0002] 近年、自動車等の車両にレーダ装置を搭載して周囲の障害物等を自動検出し、車両の走行制御に検出結果を反映して走行の安全性を高めようとする試みがさかんに研究されている。車両の走行制御に供するレーダ装置には、障害物や他の車両等の相対速度情報を高精度に検出することが要求される。

[0003] このようなレーダ装置では、目標物から到来する電波を受信して得た受信信号を周波数分析して目標物の速度や位置等を検出するが、受信信号の周波数分解能における周波数分解能を高めるためには、受信信号を所定の時間以上かけて受信する必要がある。受信波の観測に時間をかければ、その分だけ周波数の分解能の向上につながり、結果として出力される観測値の精度を高める、ということになる。

[0004] 所望の速度分解能を達成する上で要求される最小の観測時間は、採用する周波数分析方法によって原理的に定めることができる。例えば、波長えの送信波を用いるレーダ装置において、受信信号の周波数分析をフーリエ変換によって行うものとすると、速度分解能 δ V、周波数分解能 δ fを得るために必要となる最小観測時間 Τは、

C

式（1)を満たすことが知られて、る。

[数 1]

2 2 Tc ^{U )}

[0005] 自動車搭載用レーダの普及にあたっては低価格ィ匕が鍵となるが、レーダ装置の低価格ィ匕を図る上では、高性能な信号処理回路を要求するパルスレーダやパルス圧縮レーダ (スペクトル拡散レーダ）に比べて、より低速の信号処理で実現可能な FMC W(Frequency Modulated continuous Waveノ方式や 2周波 CW(Continuous Wave)方式が有利とみられている。

[0006] FMCW方式は、周波数上昇期間と周波数下降期間という 2つの観測期間において目標物力の反射波を受信して得た受信信号と送信信号とのビート信号を生成し、周波数上昇期間で得たビート信号と周波数下降期間で得たビート信号とを組み合わせて目標物の相対速度と距離とを検出する方式である。この場合は周波数上昇期間と周波数下降期間のそれぞれ力独立してビート信号周波数を求める必要があるので、周波数上昇期間と周波数下降期間とのいずれもが T以上の長さでなければ

C

ならない。したがって FMCW方式では、所望の速度分解能を満足する観測値を得るまでに少なくとも 2 XTの時間を要する。

C

[0007] 一方、 2周波 CW方式は、 2つの周波数 fl、 f 2の送信波を一定期間ずつ送信して、それぞれの受信波の周波数と位相情報から目標物を検出する方式である。この場合においても、周波数 flの送信波に対する受信波の周波数分析処理と周波数 f 2の送信波に対する受信波の周波数分析処理とは独立であるため、周波数 flの送信波を少なくとも時間 Tだけ送信して受信波を受信した後、周波数 f2の送信波を少なくとも

C

時間 Tだけ送信して受信波を受信することが要求される。このこと力、 2周波 CW方

C

式においても結果として所望の速度分解能を満足する観測値を得るために少なくとも 2 XTの時間を要することになる。

c

[0008] このように、従来の FMCW方式及び 2周波 CW方式の!/、ずれの方式にお!、ても、所望の速度分解能で観測値を得るためには、 2 XT

C以上の観測時間を要する。 2 X

Tよりも短い時間で観測値を得る方法としては、 FMCW方式における周波数上昇期

C

間と周波数下降期間のいずれか一方の過程で、異なる周波数の送信波に対して得られる受信波のビート信号の位相差を組み合わせて、目標物の相対速度と距離とを検出するという方法が知られている（例えば、特許文献 1)。

[0009] 特許文献 1：特表 2004-511783「離れたオブジェクトの距離及び相対速度を測定する方法及び装置」公報

特許文献 2：特開 2002-71793「レーダ装置」公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0010] 特許文献 1の方法は、 FMCW方式を基準としている。自動車搭載用レーダに対して一般的に要求される距離分解能を FMCW方式で実現するには、実に 150MHzもの帯域幅で周波数変調を行わなければならない。道路上において、 FMCWレーダを搭載した複数の車両が、相互に干渉することなく併存するには、各車両のレーダ装置に固有の周波数範囲を割り当てて、その範囲内で周波数変調を行うようにすることが理想的である。しかし、自動車搭載用レーダに割り当て可能な周波数域の広さは 1 GHz程度とみられているため、 150MHzもの周波数範囲で周波数掃引を行う FMC Wレーダは、最大で同時に 6台しか存在できないこととなり、実用的とはいえない。

[0011] この発明は、力かる課題を解決するためになされたものである。すなわち、 2周波 C Wあるいは多周波 CW方式を用いて、所望の速度分解能を達成しながら従来のレーダ装置の半分以下の観測時間で目標物を検出できるレーダ装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] この発明に係る目標物検出装置は、送信信号の周波数を複数のステップ周波数に順次変調し周波数変調後の送信信号を送信波として目標物に照射するとともに、この目標物に反射された上記送信波のエコーを受信して得た受信信号を周波数分析することによって上記目標物の相対速度を算出する目標物検出装置にぉ、て、上記送信信号を上記ステップ周波数に順次変調する周波数変調過程を、所望の速度分解能を達成する最小観測時間内に複数回反復する周波数変調手段と、上記受信信号のうち上記周波数変調過程の同一ステップ周波数に対応する受信信号を複数の上記周波数変調過程に亘つて周波数分析する周波数分析手段と、を備えたものである。

[0013] なお、所望の速度分解能を達成する最小観測時間とは、レーダ装置において採用される周波数分析方法に基づいて原理的に定められる最小の観測時間を指すものであり、フーリエ変換の場合は、式（1)を満たす T

Cとして与えられることはすでに述べた。フーリエ変換以外の方法で周波数分析をする場合、例えば超分解能法を用いて所望の速度分解能を達成する場合も、同じように観測時間の下限を定めることができるのであって、その場合には超分解能法における観測時間の下限が最小観測時間に相当することとなる。

[0014] また、上記受信信号のうち上記周波数変調過程の同一ステップ周波数に対応する受信信号、とは、周波数変調手段によって反復される複数の周波数変調過程の同一ステップ周波数に変調した送信信号のエコーを受信して得た受信信号、を意味している。

発明の効果

[0015] この発明に係る目標物検出装置によれば、従来の 2周波 CW方式あるいは多周波 CW方式の特性をそのまま活力しつつ、従来の 2周波 CW方式あるいは多周波 CW 方式よりも短い観測時間で所望の速度分解能を満足した観測値を取得することができる。ここでいう従来の 2周波 CW方式あるいは多周波 CW方式の特性とは、例えばレーダ装置に割り当てる必要のある周波数変調帯域幅を小さくできる、あるいは送信周波数変調回路を簡易にできる、といった利点である

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]この発明の実施の形態 1による目標物検出装置の構成を示すブロック図である

[図 2]この発明の実施の形態 1による目標物検出装置における送信信号の波形図である。

[図 3]この発明の実施の形態 2による目標物検出装置の構成を示すブロック図である符号の説明

[0017] 2 送信信号周波数変調部、

3 サーキユレータ、

4 送受信アンテナ、

5 受信 RF周波数変換器、

6 周波数分析部、

7 距離 ·速度算出部、

11 基準信号発生器、

12 送信 RF周波数変^^、 13 パルス化器、

14 AZD変、

15 受信信号記憶手段、

16 周波数分析器、

71 速度算出器、

72 距離算出器。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、この発明の実施の形態について、図を用いて説明する。

実施の形態 1.

図 1は、この発明の実施の形態による目標物検出装置の構成を示すブロック図である。図において、目標物検出装置 1は、送信信号周波数変調部 2、サーキユレータ 3 、送受信アンテナ 4、受信 RF周波数変換器 5、周波数分析部 6、距離，速度算出器 7 を備えている。

[0019] 送信信号周波数変調部 2は、送信信号を発生し、発生した送信信号の周波数を所定の波形に変調する回路である。図 1ではさらに、送信信号周波数変調部 2の詳細な構成例も示している。この構成例による送信信号周波数変調部 2は、基準信号発生器 11、送信 RF周波数変換器 12、パルス化器 13を備えている。

[0020] 基準信号発生器 11は電圧制御発信器 (VCO： Voltage Controlled Oscillator)を備えていて、この電圧制御発信器への入力電圧を制御することにより、周期的に周波数を変調させた基準信号 20を送信信号として発生する。送信信号 RF周波数変換器 12は、基準信号 20を RF (Radio Frequency)帯域の送信信号 21に周波数変換する回路である。ノルス化器 13は、送信信号 21を所定のパルス繰り返し時間でパルス化することにより、送信パルス信号 22を発生する。

[0021] サーキユレータ 3は、送信信号周波数変調部 2と後述する受信 RF周波数変換器 5 、アンテナ 4との接続を時分割で切り替えるスィッチである。すなわち送信パルス信号 22を送信波として目標物に照射するタイミングでは、送信信号周波数変調部 2とアンテナ 4とを直結する一方で、送信波が目標物に反射されてエコーとしてアンテナ 4に戻ってくるタイミングでは、受信 RF周波数変^ ^4とアンテナ 5とを直結するようになつている。こうすることによって、アンテナ 4を送受兼用とすることができ、回路規模を小さくできるとともに目標物検出装置 1の装置サイズを小さくすることができる。

[0022] アンテナ 4は、送信信号周波数変調部 2が発生した送信パルス信号 22を目標物に送信波 23として照射するとともに、目標物によって反射された送信波 23のエコー 24 を受信波として受信し、アナログ受信信号 25として出力する。

[0023] 受信 RF周波数変換器 5は、より低速の信号処理回路で受信信号を処理可能とするために、 RF帯域の受信信号 25をビデオ信号帯域の信号に周波数変換するとともに、ベースバンド変換を行う部位である。ベースバンド変換後の受信信号は受信信号 26として出力される。

[0024] 周波数分析部 6は、ベースバンド変換後の受信信号 26について周波数分析を行う部位である。図 1では、周波数分析部 6の詳細な構成例として、 AZD変 14、受信信号記憶手段 15、周波数分析器 16を示している。 AZD変換器 14は、アナログ信号である受信信号 26を所定のサンプリングレートでディジタル信号に変換しデイジタル受信信号 27を出力する回路である。ディジタル受信信号 27は受信信号記憶手段 15に記憶される。

[0025] 受信信号記憶手段 15は、例えば記憶素子を用いて構成されており、 AZD変換器 14が出力するディジタル受信信号 27を記憶する回路である。周波数分析器 16は、受信信号記憶手段 15から受信信号 28を取得して、受信信号の周波数分析を行うようになつている。周波数分析器 16の周波数分析結果 29は、周波数分析部 6の出力として距離'速度算出器 7に出力される。

[0026] 距離'速度算出器 7は、周波数分析結果 29となる信号力も振幅値がピークとなる周波数成分を検出し、検出した周波数に基づ、て各目標物の相対速度 30と各目標物までの距離 31とを算出する回路である。

[0027] 続いて、目標物検出装置 1の動作について説明する。始めに、目標物検出装置 1 に要求される速度分解能を δ Vとし、この速度分解能 δ Vを満足するために周波数分析処理の原理上必要とされる最小観測時間を Τとする。

C

[0028] 送信信号周波数変調部 2の基準信号発生器 11は、最小観測時間に Τ内におい

C

て、基準信号 20の周波数を Δίずつ増加させる周波数変調過程を Μ回反復する。ここで、 Mは 2以上の自然数である。図 2は、このようにして発生した基準信号 20の波形図である。基準信号発生器 11によって反復される周波数変調過程は、時間 T 毎

PRI

に N段階 (ただし Nは 2以上の自然数）に亘つて基準信号 20の周波数を Δ fずつ増加させるものである。 1回の周波数変調過程の時間幅 Tは T =T Χ Νで与えられる。

S S PR]

また変調される周波数の範囲 Bは Β = Δ f X Nとして得られる。

[0029] このようにして発生した基準信号 20は送信信号 RF周波数変換器 12を経て RF帯域の送信信号 21に変換され、さらにパルス化器 13を経て、送信パルス信号 22に変換されてアンテナ 4より送信波 23として目標物に照射される。目標物に照射された送信波 23はその一部がエコー (反射波） 24として再びアンテナ 4に到来する。

[0030] アンテナ 4は、エコー 24を受信してアナログ受信信号 25を出力する。受信 RF周波数変換器 5は、アナログ受信信号 25をベースバンド変換し、ベースバンド変換後の受信信号 26を出力する。目標物の個数を Iとした場合に、周波数変調過程 mにおけるステップ nのベースバンド変換後の受信信号 26を X(n, m)とすると、 X (n, m)は式（ 2)で表される。

[数 2] f

( 2

X(n,m) =〉び. exp → m + →i^TPRI -Δ U +^ ( 2 )

=1 V Λ C ソソここで、 σ v , R_;は各目標のレーダ反射断面積、相対速度、距離であり、 φ iは目標個別の定位相項である。

[0031] 受信信号 26は AZD変によってディジタル受信信号 27に変換されて、受信信号記憶手段 15に記憶される。周波数分析器 16は、複数の周波数変調過程に亘つて同一のステップ周波数に変調された送信信号のエコー力得られた受信信号を受信信号記憶手段 15から取得して周波数分析する。この処理は、受信信号記憶手段 15によって記憶されている受信信号 X(n, m)のうち、単一の nと複数の mに対して得られる X(n, m)を取得して周波数分析することに相当する。周波数分析方法としてフーリエ変換を用いるとすれば、周波数分析結果 29は式（3)で表される。

[数 3] F_k (n) =

なお、以下の説明において、式（3)における kを周波数成分番号と呼ぶ。

[0032] 距離 ·速度算出器 7は、式 (3)で得られる周波数分析結果 29から目標物の相対速度と距離とを算出する。これには以下のような処理を行う。まず距離'速度算出器 7は、式（3)で表される F (n)の振幅値の和を、例えば式（5)のように算出する。

[数 4]

N

«=1

[0033] 続いて、距離'速度算出器 7は、式 (4)の Gの値がピークとなる周波数成分番号 kを k

求める。この処理は、式 (4)の左辺 Gの値を極大とする周波数成分番号 k を検出 k peak することによってなされる。一方、式（2)で表されるベースバンド変換後の受信信号のピーク周波数 f (n)は式（5)で与えられる。

peak

[数 5]

[0034] そこで、距離'速度算出器 7は、式 (4)を極大とするピーク周波数番号と式 (5)とから目標物の相対速度 Vを求めて、この Vを相対速度 30として出力する。

[0035] さらに距離'速度算出器 7は、相対速度 Vの目標物の距離 Rを算出する。そのためには次のような処理を行う。まず距離'速度算出器 7は、式 (3)で表される周波数成分のうち、 Vに対応するピーク周波数の成分から少なくとも 2つの nに対する周波数成分を抽出する。二では例として、ある nに対する周波数成分 f (n)とこの nに隣接す peax

る周波数成分 f (n+ 1)とを抽出するものとする。

peak

[0036] これらの周波数成分の位相成分を Phase (f (n))と Phase (f (n+ 1))のように表 peak peak すこととすると、目標物までの距離 Rは 2周波 CW方式の原理に基づ、て式 (6)で算出される。

[数 6]

^Κ = + 1)) - Phase(f_peak (n))) ( ⁶ )

[0037] このようにして算出された目標物までの距離 Rは、距離 31として出力される。

[0038] 以上から明らかなように、実施の形態 1による目標物検出装置によれば、所望の速度分解能 δ Vを達成するために要求される最小観測時間 Τの間に周波数変調過程を複数回反復して目標物に照射し、そのエコー力得られる受信信号のうちの同一ステップ周波数に対する受信信号を異なる周波数変調過程間で周波数分析することで、最小観測時間 Τのみの観測で目標物の相対速度と距離とを算出することができるのである。

[0039] なお、上述の説明においては周波数分析方法としてフーリエ変換を例にとって説明したが、超分解能法で周波数分析を行うように変更することはこの分野に属する通常の知識を有する者にとって容易である。

[0040] また、周波数変調過程にお!、て、送信信号周波数変調部 2は基準信号の周波数を

Δ ίずつ段階的に単調増加させる構成とした。し力しながらここで要求される構成としては、複数の周波数に変調させることのみであるから、周波数を単調減少させる構成やランダムな周波数に変調させる構成など、他の方法で周波数変調を行ってもよ、。

[0041] 実施の形態 2.

従来の 2周波 CW方式のレーダ装置では、相対速度が同一の目標物が複数存在する場合に、それぞれの目標物に対する距離を正しく分離できないという問題がある。自動車搭載用レーダ装置の主な使用場所となる道路上では、複数の自動車が同一方向にほぼ等速で走行する状況が極めて頻繁に現れる。し力し従来の 2周波 CW 方式のレーダ装置では、このような場合に目標物の距離を分離できないという問題を有しており、実用化の妨げとなっていた。

[0042] そこで、このような問題を解決するために、 2周波 CW方式のレーダにおける送信波の周波数変調区間の一部にリニア変調部分を設けて FMCW方式と同様の信号処理を施して、等速で走行する複数目標の距離を分離する方法が知られて!/ヽる (例えば特許文献 2)。

[0043] し力しながら、この方法では、より複雑な送信波の変調回路が要求される。このために 2周波 CW方式レーダ採用の主な目的の一つである低価格ィ匕を十分に達成できない。そこで、この発明の実施の形態 2では、実施の形態 1と同一の簡易な送信信号変調回路によるステップ周波数変調のみを施した送信波を用いて、等速に走行する複数目標の距離を分離することが可能とするレーダ装置について説明する。

[0044] 図 3は、この発明の実施の形態 2によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。

図において、実施の形態 1によるレーダ装置と比べて特徴的な部分は、速度算出器 71と距離算出器 72を設けた点にある。速度算出器 71は実施の形態 1における速度 •距離算出器 7と同様の速度算出処理を行って速度 30を出力するとともに、速度 30 の算出に用いた周波数分析情報 32を出力する部位である。一方、距離算出器 72は超分解能周波数推定法を用いて周波数分析を行! ヽ、この周波数分析に基づ!ヽて距離算出を行う部位である。その他、図 1と同一の符号を付した構成要素については実施の形態 1と同様であるので、説明を省略する。

[0045] 続いて、この発明の実施の形態 2によるレーダ装置の動作について説明する。この発明の実施の形態 2によるレーダ装置 1においても、基準信号発生器 11によって図 2に示される波形となるような基準信号 20が生成され、さらにそこ力周波数分析部 6 に至るまえでの処理は実施の形態 1と同様である。

[0046] 続いて、速度算出器 71は、実施の形態 1の速度'距離算出器 7と同様にして振幅値がピークとなる周波数を検出して、式 (5)に基づいて目標物の相対速度を算出して、速度 30として出力する。また、この相対速度の算出に用いたピーク周波数の情報を周波数分析情報 32として出力する。周波数分析情報 32とは、例えば周波数分析器 16が出力する周波数分析結果 29 (式 (3)で表される)とこの周波数分析結果 2 9の振幅値のピークとなる周波数成分番号 (式 (4)の値を極大にする k)を含む情報である。

[0047] 距離算出器 72は、式（3)における一つの nについて求められた複数の周波数変調過程に亘るピーク周波数を他の nについても求め、それぞれのピーク周波数の位相間の変位 (変化の度合!、、変化率)に基づ!、て等速複数目標の距離を分離する部位である。この処理は、周波数変調過程においてステップ周波数を単調増力！]、あるいは単調減少させる場合には、 n方向についてのピーク周波数の位相勾配を求めることに相当する。

[0048] 具体的には、距離算出器 72は、送信信号周波数変調部 2によって反復される複数の周波数変調過程の同一ステップ周波数に変調した送信波 23のエコー 24を受信して得た受信信号 28を受信信号記憶手段 15から取得して、超分解能周波数推定法により周波数分析する。このような超分解能周波数推定法としては、 MUSIC ( Multiple Signal classification) ¾fe^ ESPRIT (Estimation of signal Parameters via Rotational Invariance Technique)法、 ML(Maximum Likelihood)法、 Capon法、最大エントロピ一法、線形予測法、最小ノルム法を用いることができる力ここでは MUSI C法を例に具体的な処理の例につ、て説明する。

[0049] まず、速度算出器 71によって求められた周波数分析器 16によるフーリエ変換出力での振幅値がピークとなる周波数の一つを周波数番号 k とする。距離算出器 72は

peak

、周波数分析結果 29において、周波数番号 k に対応する周波数成分と、この周波

peak

数成分の前後の!、くつかの周波数成分とを組み合わせて、周波数平均処理を行う。

[0050] 以下の説明においては、例として周波数番号 k に対応する周波数成分とこの周

peak

波数成分の前後の周波数成分を一つずつ用いるものとする。すなわち、周波数番号 k 1に対応する周波数成分、周波数番号 k に対応する周波数成分、周波数番 peak peak

号 k + 1に対応する周波数成分の 3つを用いる。

peak

[0051] 周波数番号 k の周波数成分に複数の目標が存在する場合に、それぞれの目標

peak

の距離を分離するためには、送信信号周波数変調部 2の周波数変調過程の各ステップ周波数部分間で、受信信号間の周波数を分離する必要がある。周波数変調過程のステップ周波数 n (n= 1一 N)が異なる周波数を分離可能とするために、まずステツプ周波数番号 nの異なるデータサンプリングを N力もなるサブ行列 Fqとして、

s

[数 7]

q = \,'",N— Ns (7) を定義し、このサブ行列 Fqの相関行列の平均処理を式 (8)のように行なう。

[数 8]

ここで、 Hは行列の複素転置、く *〉は qに関する平均操作を示す。

[0052] 続いて距離算出器 72は、式 (8)によって周波数平均して得られた相関行列 Rの固有展開を行い、雑音の固有値に対応する固有ベクトル e (α=1, ···, Ν— L)からな a S る雑音空間 E=[e … e ]を求める。ここで、 Lは信号数であり、例えば、雑音の

1 Ns-L

固有値より大きな固有値数カゝら得られる。

[0053] このあと距離算出器 72は、周波数推定処理を行って複数の目標の距離をそれぞれ算出する。この周波数推定処理は次のようなものである。すなわち、距離算出器 7 2は、式（9)のようにモードベクトル a(R)と雑音空間 Eをによって表される評価関数 M USIC(R)の値を極大にするモードベクトルを算出する。

[数 9]

MUSIC (E =

ここでモードベクトル a(R)は式（10)によって与えられる。

[数 10]

a ( exp

[0055] すなわち、評価関数 MUSIC(R) (式（9) )を極大にするモードベクトル a(R) (式（10) )を与える Rを複数算出し、それらを等速で走行する複数の各目標物の距離 31として出力する。

[0056] このように、この発明の実施の形態 2によれば、従来の 2周波 CW方式では分離できなかった等速複数目標の距離を超分解能周波数推定法を用いて分離することができる。

産業上の利用可能性

[0057] この発明は、レーダ装置一般に適用することが可能であり、特に自動車搭載用レーダ装置の低価格化と性能改善を図る上で有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 送信信号の周波数を複数のステップ周波数に順次変調し周波数変調後の送信信号を送信波として目標物に照射するとともに、この目標物に反射された上記送信波のェコーを受信して得た受信信号を周波数分析することによって上記目標物の相対速度を算出する目標物検出装置にお!、て、

上記送信信号を上記ステップ周波数に順次変調する周波数変調過程を、所望の速度分解能を達成する最小観測時間内に複数回反復する周波数変調手段と、上記受信信号のうち上記周波数変調過程の同一ステップ周波数に対応する受信信号を複数の上記周波数変調過程に亘つて周波数分析する周波数分析手段と、を備えたことを特徴とする目標物検出装置。

[2] 請求の範囲第 1項に記載の目標物検出装置において、

周波数分析手段は、周波数変調過程の第 1のステップ周波数に対応する受信信号を複数の上記周波数変調過程に亘つて周波数分析して第 1の周波数分析結果信号を生成するとともに、上記第 1のステップ周波数とは異なる第 2のステップ周波数に対応する受信信号を複数の上記周波数変調過程に亘つて周波数分析して第 2の周波数分析結果信号を生成し、

上記第 1の周波数分析結果信号の振幅値がピークとなる周波数成分を第 1のピーク周波数として検出するとともに、上記第 2の周波数分析結果信号の振幅値がピークとなる周波数成分を第 2のピーク周波数として検出し、検出した第 1のピーク周波数と第 2のピーク周波数との間の信号位相差から目標物の距離を算出する距離算出手段、

をさらに備えたことを特徴とする目標物検出装置。

[3] 請求の範囲第 1項に記載の目標物検出装置において、

周波数分析手段は、周波数変調手段が送信信号を変調する複数のステップ周波数に対応する受信信号を、複数の周波数変調過程に亘りステップ周波数を固定して周波数分析することにより、上記複数のステップ周波数に対応する受信信号の周波数分析結果信号を生成し、

上記複数のステップ周波数に対応する受信信号の周波数分析結果信号の振幅値がピークとなる周波数成分を検出して、検出した周波数成分から目標物の相対速度を算出する速度算出手段と、

上記速度算出手段が検出した周波数成分を上記複数のステップ周波数に亘つて周波数分析することにより、上記複数のステップ周波数の位相成分の変位を算出して、算出した位相成分の変位に基づいて上記目標物の距離を算出する距離算出手段と、

を備えたことを特徴とする目標物検出装置。

請求の範囲第 3項に記載の目標物検出装置において、

距離算出手段は、速度算出手段が検出した周波数成分を周波数変調過程の複数のステップ周波数に亘つて超分解能法を用いて周波数分析することにより、上記複数のステップ周波数の位相成分の変位を算出することを特徴とする目標物検出装置