WO2018193746A1 - レーダ信号処理器及びレーダシステム - Google Patents

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WO2018193746A1
WO2018193746A1 PCT/JP2018/009009 JP2018009009W WO2018193746A1 WO 2018193746 A1 WO2018193746 A1 WO 2018193746A1 JP 2018009009 W JP2018009009 W JP 2018009009W WO 2018193746 A1 WO2018193746 A1 WO 2018193746A1
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chirp
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signal
radar
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PCT/JP2018/009009
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智敏 村上
延正 長谷川
善行 宇田川
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to a radar signal processor and a radar system that shape a waveform of a signal obtained by frequency-converting a received signal of a radar wave.
  • a technique for measuring the distance from the own device to a target using radar technology is attracting attention.
  • the applicant has proposed a millimeter wave band radar apparatus for automobiles as an apparatus for measuring the distance from the apparatus to the target.
  • Various types of electronic components are incorporated in the radar apparatus.
  • a radar signal processor that converts the frequency of a radar wave signal at the time of reception and then shapes the waveform is used in the electronic component.
  • the radar system detects information about the target (for example, the distance to the target and its relative velocity) by linearly increasing or decreasing (referred to as increasing or decreasing) the frequency of the local signal of the receiver with time change, for example.
  • the reflected signal of the radar wave is converted into a frequency in an intermediate frequency band, so-called IF (Intermediate Frequency) band, using a frequency converter, and various processes are performed.
  • IF Intermediate Frequency
  • the inventor considers the DC offset generated when frequency conversion is performed by the direct conversion method using this frequency converter as a problem, and particularly finds that the DC offset is greatly generated when the chirp starts or ends. This DC offset is not preferable because it causes the reception performance to deteriorate.
  • An object of the present disclosure is to provide a radar signal processor capable of reducing DC offset with high performance.
  • One aspect of the present disclosure includes a transmission unit that transmits a radar wave corresponding to a chirp frequency that gradually increases / decreases to a target, and a frequency conversion that converts a radar wave signal reflected by the target according to the chirp frequency.
  • a radar signal processor configured in a radar system including a unit.
  • the amplification unit includes a variable amplification unit and a feedback unit.
  • the variable amplification unit is connected to a subsequent stage of the frequency conversion unit and variably amplifies the output of the frequency conversion unit.
  • the feedback unit is a variable amplification. The output of the unit is detected, and the signal of the frequency band included in the detection signal is fed back to the input of the variable amplification unit.
  • the amplifying unit is frequency-converted by the frequency converting unit for a first predetermined period after the start of the demodulation with the chirp frequency using the frequency converting unit, and / or for a specified period that defines the second predetermined period after the end of the demodulation.
  • the frequency band including the DC offset transient response frequency generated at the time of cutting is cut, and the frequency band is not cut during a period other than the specified period. Thereby, DC offset can be reduced with good performance.
  • FIG. 1 is an electrical configuration diagram of a radar system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a first electric configuration diagram showing a part of a radar signal processor and a control circuit
  • FIG. 3 is an example of chirp frequency change.
  • FIG. 4 is a timing chart schematically showing a method of creating a control pulse for setting a mask period near the start of chirping.
  • FIG. 5 is a timing chart schematically showing a method of creating a control pulse for setting a mask period in the vicinity of the end of chirping.
  • FIG. 1 is an electrical configuration diagram of a radar system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a first electric configuration diagram showing a part of a radar signal processor and a control circuit
  • FIG. 3 is an example of chirp frequency change.
  • FIG. 4 is a timing chart schematically showing a method of creating a control pulse for setting a mask period near the start of chirping.
  • FIG. 5 is a timing chart schematically showing a method of creating
  • FIG. 6 is a timing chart schematically showing a method of creating a control pulse for setting a mask period near the start and end of chirp.
  • FIG. 7A is a timing chart showing a time change according to the simulation result of the DC offset for the comparative example
  • FIG. 7B is a simulation result showing a frequency component of DC offset for the comparative example
  • FIG. 8A is a timing chart showing a time change according to a simulation result in which the DC offset is suppressed
  • FIG. 8B is a simulation result of a frequency component in which the DC offset is suppressed
  • FIG. 9 is a second electrical configuration diagram illustrating a part of the radar signal processor and the control circuit according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a third electrical configuration diagram showing a part of the radar signal processor and the control circuit
  • FIG. 11 is a fourth electrical configuration diagram showing a part of the radar signal processor and the control circuit
  • FIG. 12 is an electrical configuration diagram showing a part of the radar signal processor and the control circuit in the third embodiment
  • FIG. 13 is an electrical configuration diagram showing a part of the radar signal processor and the control circuit in the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a timing chart schematically showing a method of creating a control pulse for setting a mask period until the chirp starts after the chirp ends.
  • FIG. 15 is a flowchart schematically showing the processing of the own radar system.
  • FIG. 11 is a fourth electrical configuration diagram showing a part of the radar signal processor and the control circuit
  • FIG. 12 is an electrical configuration diagram showing a part of the radar signal processor and the control circuit in the third embodiment
  • FIG. 13 is an electrical configuration diagram showing a part of the radar signal processor and the control circuit in the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a
  • FIG. 16 is a timing chart schematically showing a method for distinguishing from an incoming wave of another radar system when a mask period is set near the start and end of chirp
  • FIG. 17 is a timing chart schematically showing a DC offset component when detecting an incoming wave from another radar system in the comparative example.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of the entire system.
  • the millimeter wave radar system 1 is mounted so as to be able to transmit radar waves in front of a vehicle, for example, and transmits and receives millimeter waves (for example, 80 GHz band: 76.5 GHz).
  • the millimeter wave radar system 1 includes a one-chip type transceiver mounted IC 2, a transmission antenna 3, a reception antenna 4, a controller 5, and a reference oscillation circuit 6.
  • the transceiver mounted IC 2 and the controller 5 may be configured as one chip or may be configured separately.
  • a controller 5 and a reference oscillation circuit 6 using a crystal oscillator are connected to the transceiver-mounted IC 2.
  • the reference oscillation circuit 6 generates a reference clock CLK having a certain reference frequency, and outputs the reference clock CLK to the modulation / demodulation signal generation unit 7 inside the transceiver-mounted IC 2.
  • the transceiver-mounted IC 2 includes a modulation / demodulation signal generation unit 7, a transmission unit 8, a reception unit 9, and a circuit control register 10, and is configured by a semiconductor integrated circuit device.
  • the modulation / demodulation signal generation unit 7 includes a control circuit 11 and a PLL circuit 12.
  • the transmission unit 8 includes an N multiplier 13 that multiplies a local signal by N, a phase shifter 14 that shifts a signal output from the N multiplier 13, and an amplifier 15 that amplifies the output of the phase shifter 14.
  • the reception unit 9 includes a low noise amplifier 16, an N multiplier 17, a frequency conversion unit 18 serving as a mixer, an intermediate frequency amplifier 19, and an A / D converter 20.
  • the controller 5 responds by writing the frequency command such as the initial frequency f0 and the end frequency f1 and the parameters such as the amplification degree of the variable amplifier 23 of the intermediate frequency amplifier 19 in the circuit control register 10 in accordance with writing of the transceiver-mounted IC 2 Internal command processing and circuit control processing are performed.
  • the control circuit 11 generates a command signal (initial frequency f0 ⁇ end frequency f1) for gradually increasing / decreasing the frequency in accordance with the frequency command given to the circuit control register 10, and outputs the command signal to the PLL circuit 12.
  • the modulation / demodulation signal generator 7 generates a sawtooth wave, generates a radar wave signal modulated according to the sawtooth wave, outputs the radar wave to the target T, and reflects from the target T according to the sawtooth wave described above. An example of demodulating a signal will be described.
  • control circuit 11 generates various control commands (for example, chirp control signal TX_ON, control pulse) and outputs them to the intermediate frequency amplifier 19, whereby the control circuit 11 controls the function of the intermediate frequency amplifier 19.
  • the control circuit 11 is used as a chirp control signal generation circuit that generates a chirp control signal TX_ON indicating start / end of chirp demodulation.
  • the modulation / demodulation signal generation unit 7 When the reference clock CLK of the reference oscillation circuit 6 is input, the modulation / demodulation signal generation unit 7 generates a gradual increase / decrease by a predetermined modulation / demodulation method within a predetermined standard frequency band, and outputs a highly accurate local signal local. .
  • the frequency of the local signal local is adjusted to Fmod / N (N is a multiplication number by N multipliers 13 and 17 described later), and is output to the transmission unit 8 and the reception unit 9.
  • the modulation / demodulation signal generation unit 7 shows a form in which the local signal of the frequency Fmod / N is generated by gradually increasing / decreasing by a predetermined modulation / demodulation method, but if a configuration in which the N multipliers 13 and 17 are deleted is applied,
  • the modulation / demodulation signal generation unit 7 may generate a local signal having the modulation / demodulation frequency Fmod, and the signal processing form is not limited.
  • the N multiplier 13 multiplies the output of the modulation / demodulation signal generator 7 by N.
  • This local signal after N multiplication is referred to as a local signal LO.
  • the frequency of the output local signal LO of the N multiplier 13 becomes the modulation / demodulation frequency Fmod.
  • the phase shifter 14 shifts the output signal of the N multiplier 13, and the amplifier 15 amplifies the output signal of the phase shifter 14. Therefore, the frequency of the transmission signal of the transmission unit 8 is the modulation / demodulation frequency Fmod.
  • the transmission signal of the transmission unit 8 is output as a radar wave to the outside through the transmission antenna 3.
  • the phase shifter 14 is provided to change the phase of the signal output from the N multiplier 13.
  • the transmission antenna 3 includes a plurality of antenna elements such as a planar antenna using a patch antenna, for example.
  • the phase shifter 14 is connected to each of a plurality of antenna elements constituting the transmission antenna 3, for example, and changes the phase corresponding to each antenna element. Thereby, the transmission direction can be adjusted by the beam forming technique.
  • the phase shifter 14 may be a line switching type phase shifter or a reflection type phase shifter.
  • the radar wave output from the transmission antenna 3 is reflected by the target T to generate a reflected signal.
  • This reflected signal is input to the receiving antenna 4.
  • the receiving antenna 4 is also constituted by a planar antenna such as a patch antenna, and receives a radar wave.
  • the antenna elements of the transmission antenna 3 and the reception antenna 4 are arranged in parallel so that the distance between adjacent antenna elements is equal.
  • the receiving unit 9 receives a signal through the receiving antenna 4.
  • the low noise amplifier 16 amplifies the received signal with a predetermined amplification degree and outputs the amplified signal to the frequency converter 18.
  • the N multiplier 17 multiplies the output signal of the PLL 12 by N and outputs it to the frequency converter 18.
  • the frequency converter 18 mixes the output signal of the low noise amplifier 16 and the output signal of the N multiplier 17 and outputs the mixed demodulated signal after frequency conversion to the intermediate frequency amplifier 19.
  • the frequency converter 18 outputs a differential signal obtained by mixing the output signal of the low noise amplifier 16 and the output local signal of the N multiplier 17 to the intermediate frequency amplifier 19.
  • a signal monitor SE1 is connected to the subsequent stage of the intermediate frequency amplifier 19.
  • the signal monitor SE1 can detect the DC offset component included in the output signal of the intermediate frequency amplifier 19.
  • the signal monitor SE1 is shown to detect the output analog signal of the intermediate frequency amplifier 19, but may be connected to monitor the output digital signal of the A / D converter 20, It is only necessary to monitor the output of the intermediate frequency amplifier 19.
  • the intermediate frequency amplifier 19 is used as an amplifying unit including adders 22 a and 22 b, a variable amplifying unit 23, and a feedback unit 24.
  • the adders 22 a and 22 b add the output signal of the frequency conversion unit 18 and the output signal of the feedback unit 24 and output the result to the variable amplification unit 23.
  • the variable amplifying unit 23 amplifies the difference between the outputs of the adders 22 a and 22 b with the amplification degree set in the circuit control register 10 and inputs the amplified difference to the A / D converter 20 and the feedback unit 24.
  • the feedback unit 24 includes an amplifier 32, resistors 33 and 34, capacitors 35 and 36, and switches 37 and 38 as bypass switches.
  • the feedback unit 24 detects the output of the variable amplification unit 23 and includes a signal in a frequency band included in the detection signal. Is fed back to the input of the variable amplifier 23.
  • the feedback unit 24 normally performs, for example, a high-pass filter process on the output signal of the variable amplification unit 23 and outputs the processed signal to the adders 22a and 22b.
  • the control circuit 11a is configured by combining the counters 25 and 26, the logic gates 27 to 30 and the selector 31 in the illustrated form, and functions as a control pulse generation circuit.
  • the control circuit 11a receives the reference clock CLK and the chirp control signal TX_ON, and outputs an on / off control signal to the switches 37 and 38 of the feedback unit 24 according to these signals.
  • the feedback unit 24 is configured to receive this control signal and input the feedback from the output of the variable amplification unit 23 to the adders 22a and 22b.
  • the counter 25 receives and counts the reference clock CLK while the chirp control signal TX_ON is “H”, and the counter 26 receives the chirp control signal TX_ON via the NOT gate 27 and receives the chirp control signal.
  • the reference clock CLK is input and counted while TX_ON is “L”.
  • the AND gate 28 inputs the negative output of the counter 25 and the chirp control signal TX_ON, and outputs the logical product operation result to the selector 31.
  • the AND gate 29 receives the negative output of the counter 26 and the negative output from the NOT gate 27 of the chirp control signal TX_ON, and outputs the logical product operation result to the selector 31.
  • the OR gate 30 performs an OR operation on the outputs of the AND gates 28 and 29 and outputs the result to the selector 31.
  • the selector 31 selects one of the outputs of the AND gates 28 and 29 and the OR gate 30 based on the control signal of the control circuit 11 and applies it as a control signal for the switches 37 and 38 of the feedback unit 24. Thereby, the control circuit 11a can change and control the RC time constant of the high-pass filter according to the feedback unit 24 by performing on / off control of the switches 37 and 38 of the feedback unit 24.
  • the intermediate frequency amplifier 19 outputs the signal amplified by the variable amplifier 23 to the A / D converter 20 shown in FIG.
  • the A / D converter 20 converts this amplified analog signal into a digital signal and outputs it to the controller 5.
  • the controller 5 is composed of, for example, a microcomputer (not shown) having a CPU, a ROM, a RAM, etc., and acquires the digital data converted by the receiving unit 9.
  • the controller 5 calculates information on the target T by executing signal processing based on the digital data acquired from the receiving unit 9.
  • the target T is, for example, another vehicle such as a preceding vehicle or a roadside object on the road. Examples of the information regarding the target T include information based on distance, relative speed, direction, and the like.
  • FIG. 3 schematically shows a change in the chirp frequency f of the output local signal LO by the N multiplier 17 when the control circuit 11 outputs a control command to the PLL 12.
  • the frequency f is linearly increased (gradual increase) from the initial frequency f0 to the end frequency f1 in a sawtooth manner in the period Tramp, and then the frequency f is instantaneously switched to the initial frequency f0 to enter the period Trest.
  • the frequency is fixed, and the change control contents of the frequency f in the period Tramp and the period Trest are repeated.
  • FIG. 4 schematically shows a timing chart when the selector 31 selects the output of the AND gate 28 by the control circuit 11 outputting a control signal to the selector 31.
  • the counter 25 starts counting the reference clock CLK from the timing t1 when the chirp control signal TX_ON changes to “H”.
  • the control circuit 11 selects and controls the output of the AND gate 28 by the selector 31, the control circuit 11a outputs the control pulse “H” to the switches 37 and 38 until the timing t2 when the count value of the counter 25 reaches a predetermined first threshold value.
  • the switches 37 and 38 can be turned on by generating the control pulse “H” for the first predetermined period from the timing t1 at which demodulation is started at the chirp frequency f in the period Tramp.
  • the first predetermined period is set to be a period shorter than the period Tramp.
  • FIG. 5 schematically shows a timing chart when the selector 31 selects the output of the AND gate 29 by the control circuit 11 outputting a control signal to the selector 31.
  • the counter 26 starts counting the reference clock CLK from the timing t11 when the chirp control signal TX_ON changes from “H” to “L”.
  • the control circuit 11 selects and controls the output of the AND gate 29 by the selector 31, the control circuit 11a outputs a control pulse until timing t12 when the count value of the counter 26 reaches a predetermined second threshold value.
  • the chirp frequency f is gradually increased from the initial frequency f0 to the end frequency f1 during the period Tramp, and the control is performed for a second predetermined period from the timing t11 when the chirp frequency f is instantaneously returned from the end frequency f1 to the initial frequency f0.
  • the switches 37 and 38 can be turned on by generating a pulse.
  • the second predetermined period is set to be a period shorter than the period Tramp.
  • FIG. 6 schematically shows a timing chart when the control circuit 11 outputs the control signal to the selector 31 and the selector 31 selects the output of the OR gate 30.
  • the selector 31 selects the output of the OR gate 30, while the output of either of the AND gates 28 and 29 is "H", the count value of the counter 25 or 26 becomes the predetermined first threshold value and second threshold value.
  • the control pulse is output until it reaches (see t1 to t2, t11 to t12 in FIG. 6).
  • control pulses are generated and the switches 37 and 38 are turned on during the first predetermined period from the timing t1 at which demodulation is started at the chirp frequency f and for the second predetermined period from the timing t11 at which demodulation is completed at the chirp frequency f. Can be controlled.
  • FIG. 7A and FIG. 7B show the simulation results of the DC offset generation state when the feedback unit 24 feeds back without generating a control pulse.
  • the frequency of the IF band is fixedly 3 MHz or 10 MHz.
  • the output of the intermediate frequency amplifier 19 includes a large DC offset transient response component from the timing at which the output frequency of the frequency converter 18 starts increasing, and thereafter the DC offset transient response component gradually increases. Less. For example, see the columns of 10.0-20.0, 20.0-30.0, etc. in FIG. 7A.
  • FIG. 7B shows the output frequency distribution of the intermediate frequency amplifier 19. As shown in FIG. 7B, the output level R1 of the DC offset transient response component becomes relatively large. It has been confirmed that this phenomenon occurs similarly when there is no gain switching of the variable amplifying unit 23 of the intermediate frequency amplifier 19. For this reason, the inventors apply the configuration described above and perform simulation as follows.
  • FIG. 8A shows a simulation result in the case where the switches 37 and 38 are turned on only for the first predetermined period after the control of this embodiment, particularly after the chirp is started.
  • the control circuit 11a generates the control pulse “H” within the increase start period of the chirp frequency f in the period Tramp.
  • the switches 37 and 38 of the feedback unit 24 shown in FIG. 2 are turned on, the resistors 33 and 34 are short-circuited and the RC time constant becomes approximately 0. Therefore, the variable amplifying unit 23 depends on the influence of the feedback unit 24. Output voltage drops to approximately 0 during this period.
  • the DC offset transient response component can be reduced according to the action of the feedback unit 24. Therefore, as shown in FIG. 8B, the output level R2 of the DC offset transient response component caused by the frequency change of the local signal can be reduced.
  • the output of the intermediate frequency amplifier 19 can be lowered to 0 for the first predetermined period after the start of demodulation with the chirp frequency f, and the IF band frequency signal is also cut off. it can.
  • the switches 37 and 38 are turned off by turning off the control pulse (ie, “L”), the frequency of the IF band can be transmitted to the subsequent stage as usual.
  • a simulation result is shown in which the switches 37 and 38 are turned on only for the first predetermined period to reduce the output. Even if the first predetermined period is switched after starting the demodulation with the chirp frequency f, the effect is great. However, the switches 37 and 38 may be turned on also in the second predetermined period after the demodulation is completed.
  • the intermediate frequency amplifier 19 uses the frequency conversion unit 18 to start demodulation at the chirp frequency f, and after the first predetermined period or / and after the demodulation ends.
  • a frequency band including a DC offset transient response frequency generated when frequency conversion is performed by the frequency conversion unit 18 in a specified period defining the second predetermined period is cut, and the frequency band is not cut in a period other than the specified period. .
  • the DC offset transient response component can be reduced with good performance.
  • the control circuit 11 generates a chirp control signal TX_ON indicating the start / end of chirp demodulation.
  • the control circuit 11a detects a change in the chirp control signal TX_ON, and determines a first predetermined period and a second predetermined period from the detection timing.
  • a control pulse is generated to cut a frequency band including a DC offset transient response component. For this reason, the first predetermined period and the second predetermined period can be defined in synchronization with the chirp control signal TX_ON.
  • the switches 37 and 38 are connected so that the time constant of the high-pass filter of the feedback unit 24 is switched to be smaller than the period other than the specified period, and thus, the switches 37 and 38 are necessary by controlling the switches 37 and 38 on and off.
  • the time constant of the feedback unit 24 can be switched only for the period.
  • the direct conversion receiver of the radar system 1 when the direct conversion receiver of the radar system 1 is applied, the DC offset transient response component caused by the frequency change of the local signal LO can be suppressed, and the DC offset transient response frequency can be reduced.
  • a frequency band including the frequency band is cut, a DC feedback loop can be realized with a low cut-off frequency, and a high gain operation can be performed.
  • (Second Embodiment) 9 to 11 show additional explanatory views of the second embodiment.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the feedback units 124, 224, and 324.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
  • symbol which added 100, 200, 300 to the code
  • Examples of the configuration for changing the RC time constant of the high-pass filter according to the feedback unit 24 include the configurations of the feedback units 124, 224, and 324 in FIGS.
  • the feedback unit 124 shown in FIG. 9 is provided with resistors 33b and 34b in parallel with the resistors 33 and 34, respectively, based on the feedback unit 24 shown in FIG. Further, a switch 37 is provided in series with the resistor 33b and a switch 38 is provided in series with the resistor 34b so that the resistance of the parallel resistor 33 // 33b can be changed and controlled, and the parallel resistor 33/34 by the resistor 34 // 34b. The resistance of / 33b can be changed and controlled.
  • the RC time constant of the high-pass filter of the feedback unit 124 is changed by controlling the switches 37 and 38 on and off by the control circuit 11a. Thereby, the same effect as the structure of the above-mentioned embodiment can be obtained.
  • the feedback unit 224 shown in FIG. 10 has the feedback unit 24 shown in FIG. 2 as a basic configuration, and a capacitor 35b is connected in parallel with the capacitor 35 and a switch 35c is connected in series with the capacitor 35b.
  • a capacitor 36b is connected in parallel and a switch 36c is connected in series with the capacitor 35b.
  • the capacitance components of these parallel capacitors 35 // 35b can be changed and controlled, and the capacitance components of the parallel capacitors 36 // 36b can be controlled. Change control is possible.
  • the RC time constant of the high-pass filter of the feedback unit 224 can be changed by controlling the switches 35c and 36c on and off by the control circuit 11a. Thereby, the same effect as the structure of the above-mentioned embodiment can be obtained.
  • the configuration of the feedback unit 324 may have both the time constant changing modes shown in FIGS. 9 and 10. That is, the control circuit 11a changes and controls the parallel capacitance component of the parallel capacitor 35 // 35b, changes and controls the parallel capacitance component of the parallel capacitor 36 // 36b, changes the time constant, and controls the parallel resistance 33 //.
  • the time constant may be changed by changing and controlling the resistance component of 33b and changing and controlling the resistance component of the parallel resistor 34 // 34b.
  • FIG. 12 shows an additional explanatory diagram of the third embodiment.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in that various sensors 39 are provided.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • different parts will be mainly described.
  • various sensors 39 including a temperature sensor 40 and a process monitor 41 may be provided to adjust the threshold values of the counters 25 and 26.
  • the time constant of the feedback unit 24 is usually determined by the product of the resistance component of the resistors 33 and 34 and the capacitance component of the capacitors 35 and 36.
  • this time constant also changes due to manufacturing variations in the process of manufacturing the transceiver-mounted IC 2 and changes in the operating environment temperature. Therefore, it is preferable to provide a process monitor 41 that detects variations in circuit characteristics based on the resistance components of the resistors 33 and 34 and the capacitance components of the capacitors 35 and 36 in the transceiver-mounted IC 2.
  • the control circuit 111a as the adjustment control circuit adjusts the width of the control pulse by changing the first threshold value and the second threshold value of the counters 25 and 26 according to the detection result of the process monitor 41, and the DC offset transient response.
  • a temperature sensor 40 that detects the operating environment temperature of the transceiver-mounted IC 2 (for example, the feedback unit 24) may be provided.
  • the control circuit 111a adjusts the width of the control pulse and reduces the DC offset transient response component by changing the first threshold value and the second threshold value of the counters 25 and 26 according to the detection result of the temperature sensor 40. And good.
  • control circuit 111a can adjust the length of the first predetermined period according to the detection result of the temperature sensor 40 or the process monitor 41, and the resistors 33 and 34 of the feedback unit 24 in the intermediate frequency amplifier 19 and the capacitor The period during which the DC offset transient response component is reduced can be adjusted and controlled in accordance with the actual element values 35 and 36.
  • (Fourth embodiment) 13 and 14 show additional explanatory views of the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment in that the frequency band related to the DC offset transient response component starts to be cut before the demodulation is started next time after the demodulation is finished with the chirp frequency f and returned to the initial frequency f0.
  • the frequency band is cut at least including the timing to start modulation.
  • FIG. 13 shows a configuration example shown in place of FIG.
  • the control circuit 211a generates a control pulse according to the chirp control signal TX_ON and the reference clock CLK, and generates control signals for the switches 37 and 38 of the feedback unit 24.
  • the control circuit 211a includes counters 25, 26, 42, and 43, AND gates 28, 29, and 45, an OR gate 30, NOT gates 27 and 44, and a selector 31. Since the connections of the counters 25 and 26, the AND gates 28 and 29, the NOT gate 27, and the OR gate 30 are the same as those in the above-described embodiment, the description thereof is omitted.
  • the counter 42 inputs the chirp control signal TX_ON via the NOT gate 44, and inputs and counts the reference clock CLK while the chirp control signal TX_ON is “L”. When the count value reaches the threshold value, the counter 42 outputs “H” to the counter 43. Further, the counter 43 receives and counts the reference clock CLK while the output of the counter 42 is “H”.
  • the AND gate 45 inputs the negative output of the counter 43 and the output of the counter 42, and outputs the logical product operation result to the selector 31.
  • the selector 31 selects one of the outputs of the AND gates 28, 29, 45 and the OR gate 30 based on the control signal of the control circuit 11 and applies it as a control signal for the switches 37 and 38 of the feedback unit 24.
  • the control circuit 211a can change and control the RC time constant of the high-pass filter related to the feedback unit 24 by performing on / off control of the switches 37 and 38 of the feedback unit 24.
  • the selector 31 selects the output of the AND gate 45
  • the counter 42 starts counting from the timing t21 when the chirp control signal TX_ON changes to “L”, and the third count value of the counter 42 is When the predetermined third threshold value is reached, the counter 43 starts counting from this timing t22.
  • the control circuit 211a inputs the output of the AND gate 45 to the selector 31 at the timing t22 when the counter 43 starts counting the fourth count value, and raises the control pulse to “H” in accordance with this input signal. Thereafter, when the fourth count value of the counter 43 reaches a predetermined fourth threshold value, “H” is input to the negative input of the AND gate 45, and the control pulse is lowered to “L” at this timing t23.
  • the third threshold value of the counter 42 and the fourth threshold value of the counter 43 are demodulated at least at the next chirp frequency f after returning to the initial frequency f0 at the timing t21 when the control pulse has finished demodulating at the previous chirp frequency f.
  • the timing is adjusted in advance to be “H” including the timing t24. Therefore, the control pulse can be continued from a certain timing t22 after the completion of the chirp demodulation to a timing t23 after the chirp is started.
  • the rising period of the control pulse is set so as to include the timing t24 at which the chirp frequency f starts to change from the initial frequency f0, it is possible to suppress fluctuations related to the DC offset transient response that occurs at the change start timing of the chirp frequency f. .
  • the delay amount from the rising timing of the chirp control signal TX_ON and the pulse width of the control pulse can be changed.
  • FIG. 15 schematically shows an operation when detecting a signal coming from another radar system B when the radar system A is the radar system A
  • FIG. A timing chart when an incoming signal is detected is schematically shown.
  • the controller 5 determines that another radar system B is detected in S7. Here, the controller 5 is used as another radar system determination unit. If the DC offset is smaller than the threshold value, the controller 5 determines NO in S5, and continues monitoring by the signal monitor SE1 in S6. The monitoring is continued by the signal monitor SE1 until the chirping is started again in S8. Then, when the chirp is started again, the monitoring by the signal monitor SE1 is ended in S9.
  • control circuit 11a shown in FIG. 2 when the control circuit 11a shown in FIG. 2 is adopted and the control circuit 11a generates control pulses at the start and end of the chirp to turn on the switches 37 and 38, as shown in FIG.
  • the DC offset component generated at the end can be removed.
  • the differential output can be reduced to approximately 0 by generating the control pulse. For example, even when a chirp frequency signal from another radar system B arrives at the receiving antenna 4 of the radar system A, if the chirp frequency signal from the radar system B changes abruptly, the differential output of the intermediate frequency amplifier 19 is caused by this influence. A DC offset component is generated.
  • the DC offset component due to the incoming wave of the radar system B increases.
  • the controller 5 detects this DC offset component by the signal monitor SE1 during the period Trest in which the own radar system A has been chirped, and S7 on condition that the DC offset exceeds the threshold value in S5 of FIG. It is determined that another radar system B has been detected in step S2. Thereby, the presence of another radar system B can be detected.
  • FIG. 17 shows a comparative example in which the DC offset component is not removed without generating a control pulse.
  • a DC offset component is generated from timing t41 when the chirp frequency of the radar system A suddenly drops to the initial frequency f0. Thereafter, chirp frequency signals from other radar systems B are generated. Even if it changes suddenly, the intermediate frequency amplifier 19 similarly generates a DC offset component from this timing t43.
  • DC offset components are generated, for example, when these DC offset components are saturated, it is impossible to grasp which of the radar systems A and B is the DC offset component.
  • the DC offset component cannot be separated.
  • the DC offset component generated from the timing t31 at which the chirping ends can be removed at least until the timing t32.
  • the DC offset component increases from the timing t33.
  • the DC offset component can be detected by the signal monitor SE1 in the detection period from t33 to t34.
  • the controller 5 of the own radar system A can determine the incoming signal from the other radar system B as an interference signal, and can determine the presence or absence of the other radar system B.
  • the same frequency band is detected. It becomes possible to determine the presence or absence of another radar system B operated in the above.
  • the modulation / demodulation method for gradually increasing the frequency in a sawtooth shape is applied.
  • the present invention is not limited to this.
  • a modulation / demodulation method for gradually decreasing the frequency may be applied.
  • the present invention can also be applied to an FMCW modulation / demodulation method in which the frequency is gradually increased and then linearly decreased. For this reason, the modulation / demodulation method is not limited to the method described in the above embodiment.
  • the feedback units 24, 124, 224, and 324 have a configuration including a high-pass filter, for example, the feedback units 24, 124, 224, and 324 are not limited to this, and may be configured with a band-pass filter, and the circuit form is not limited.
  • the first predetermined period is determined from the rising timing of the chirp control signal TX_ON, and the second predetermined period is determined from the falling timing of the chirp control signal TX_ON, but the first is determined from the timing considering the delay time reflected on the target T.
  • the present invention can also be applied to a form in which the predetermined period and the second predetermined period are determined. That is, it is desirable to set a first predetermined time after the start of demodulation with the chirp frequency f using the frequency converter 18 and a second predetermined time after the end of the demodulation to cut a frequency band including a DC offset transient response frequency. .
  • 1 is a millimeter wave radar system as a radar system
  • 8 is a transmission unit
  • 11 is a control circuit as a chirp control signal generation circuit
  • 11a is a control circuit as a control pulse generation circuit
  • 18 is a frequency conversion unit
  • 19 is An intermediate frequency amplifier as an amplification unit
  • 23 is a variable amplification unit
  • 24, 124, 224, and 324 are feedback units
  • 35c, 36c, 37, and 38 are switches as bypass switches
  • 40 is a temperature sensor
  • 41 is a process monitor. Show.

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Abstract

レーダシステム(1)は、漸増/漸減するチャープ周波数に応じたレーダ波をターゲットTに送信する送信部(8)、及び、ターゲットTに反射されたレーダ波の信号を前記チャープ周波数に応じて周波数変換して復調する周波数変換部(18)を備える。レーダ信号処理器は、周波数変換部(18)の後段に接続される可変増幅部(23)と、可変増幅部(23)の出力を検出し当該検出信号に含まれる周波数帯の信号を可変増幅部(23)の入力にフィードバックするフィードバック部(24)とを備えた増幅部(19)を備える。増幅部(19)は、周波数変換部(18)を用いてチャープ周波数により復調開始してから第1所定期間、又は/及び、当該復調終了してから第2所定期間を定めた規定期間において周波数変換部(18)により周波数変換されるときに生じるDCオフセット過渡応答周波数を含む周波数帯をカットし規定期間以外の期間には周波数帯をカットしない。

Description

レーダ信号処理器及びレーダシステム 関連出願の相互参照
 本出願は、2017年4月19日に出願された日本出願番号2017-082876号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、レーダ波の受信信号を周波数変換した信号を波形整形するレーダ信号処理器及びレーダシステムに関する。
 近年、衝突防止や自動運転などの技術が数多く提案されており、レーダ技術を使用して自装置から物標までの距離を測定する技術が注目されている。例えば出願人は、自装置から物標までの距離を測定する装置として自動車用のミリ波帯レーダ装置を提案している。このレーダ装置の内部には各種電子部品が組み込まれるが、その電子部品の中には、例えば受信時にレーダ波の信号を周波数変換し、その後、波形整形するレーダ信号処理器が使用されている。
特開2008-172729号公報
 レーダシステムは、例えば時間変化に伴い受信機のローカル信号の周波数を線形的に増加又は減少(漸増又は漸減と称す)することでターゲットに関する情報(例えばターゲットまでの距離とその相対速度)を検出するように構成されるものがあり、この構成の場合、周波数変換器を用いてレーダ波の反射信号を中間周波数帯、いわゆるIF(Intermediate Frequency)帯、の周波数に変換して各種処理を行う。
 発明者は、この周波数変換器によりダイレクトコンバージョン方式により周波数変換するときに生じるDCオフセットを問題視しており、特にチャープ開始又は終了するときにDCオフセットを大きく生じることを突き止めている。このDCオフセットは、受信性能を劣化させる要因となるため好ましくない。
 DCオフセット低減技術は、例えば、特許文献1に示されるように携帯電話の技術分野において開発されているものの、レーダシステムにそのまま適用することができない。レーダの技術分野の中で必要とされるIF帯は極低周波であり、この極低周波帯の信号を取得するためにハイパスフィルタを用いた場合には、ハイパスフィルタの時定数を大幅に大きく設定しなければならず実用的ではない。例えば、特許文献1等に開示されるAC結合型のハイパスフィルタの構成を用いると大面積の容量素子が必要となり、小型化、高集積化に不向きとなっている。
 本開示の目的は、DCオフセットを性能良く低減できるようにしたレーダ信号処理器を提供することにある。
 本開示の一態様は、漸増/漸減するチャープ周波数に応じたレーダ波をターゲットに送信する送信部、及び、前記ターゲットに反射されたレーダ波の信号を前記チャープ周波数に応じて周波数変換する周波数変換部、を備えたレーダシステムに構成されたレーダ信号処理器である。この一態様に係る増幅部は、可変増幅部及びフィードバック部を備えており、可変増幅部は周波数変換部の後段に接続されており周波数変換部の出力を可変増幅し、フィードバック部は、可変増幅部の出力を検出し当該検出信号に含まれる周波数帯の信号を可変増幅部の入力にフィードバックするように構成されている。
 増幅部は、周波数変換部を用いてチャープ周波数により復調開始してから第1所定期間、又は/及び、当該復調終了してから第2所定期間を定めた規定期間において周波数変換部により周波数変換されるときに生じるDCオフセット過渡応答周波数を含む周波数帯をカットし規定期間以外の期間には周波数帯をカットしないように構成される。これにより、DCオフセットを性能良く低減できる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。図面において、
図1は、第1実施形態におけるレーダシステムの電気的構成図であり、 図2は、レーダ信号処理器及び制御回路の一部を示す電気的構成図のその1であり、 図3は、チャープ周波数の変化例であり、 図4は、チャープ開始する付近でマスク期間を設定するための制御パルスの作成方法を概略的に示すタイミングチャートであり、 図5は、チャープ終了する付近でマスク期間を設定するための制御パルスの作成方法を概略的に示すタイミングチャートであり、 図6は、チャープ開始及び終了する付近でマスク期間を設定するための制御パルスの作成方法を概略的に示すタイミングチャートであり、 図7Aは、比較例についてDCオフセットのシミュレーション結果に係る時間変化を示すタイミングチャートであり、 図7Bは、比較例についてDCオフセットの周波数成分を示すシミュレーション結果であり、 図8Aは、DCオフセットを抑圧したシミュレーション結果に係る時間変化を示すタイミングチャートであり、 図8Bは、DCオフセットを抑圧した周波数成分のシミュレーション結果であり、 図9は、第2実施形態におけるレーダ信号処理器及び制御回路の一部を示す電気的構成図のその2であり、 図10は、レーダ信号処理器及び制御回路の一部を示す電気的構成図のその3であり、 図11は、レーダ信号処理器及び制御回路の一部を示す電気的構成図のその4であり、 図12は、第3実施形態におけるレーダ信号処理器及び制御回路の一部を示す電気的構成図であり、 図13は、第4実施形態におけるレーダ信号処理器及び制御回路の一部を示す電気的構成図であり、 図14は、チャープ終了後にチャープ開始するまでマスク期間を設定するための制御パルスの作成方法を概略的に示すタイミングチャートであり、 図15は、自レーダシステムの処理を概略的に示すフローチャートであり、 図16は、チャープ開始及び終了する付近でマスク期間を設定した場合の他のレーダシステムの到来波との区別方法を概略的に示すタイミングチャートであり、 図17は、比較例について他のレーダシステムからの到来波を検出する際のDCオフセット成分を概略的に示すタイミングチャートである。
 以下、レーダ信号処理器及びレーダシステムの幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略する。なお、下記の実施形態において同一又は類似する構成には、符号の十の位と一の位とに同一符号を付して説明を行っている。以下では、ミリ波レーダシステムに適用した形態を説明する。
 (第1実施形態)
 図1から図8Bは第1実施形態の説明図を示している。図1は全体システムの構成を概略的に示している。このミリ波レーダシステム1は、例えば車両前方にレーダ波を送信可能に搭載され、ミリ波(例えば80GHz帯:76.5GHz)帯のレーダ波を送受信する。
 ミリ波レーダシステム1は、1チップ型の送受信機搭載IC2、送信アンテナ3、受信アンテナ4、制御器5、及び、基準発振回路6を備える。送受信機搭載IC2と制御器5とは1チップ化して構成しても良いし別体で構成しても良い。送受信機搭載IC2には、制御器5と、水晶発振器による基準発振回路6と、が接続されている。基準発振回路6は、ある基準周波数のリファレンスクロックCLKを生成し、送受信機搭載IC2の内部の変復調信号生成部7にこのリファレンスクロックCLKを出力する。
 送受信機搭載IC2は、変復調信号生成部7、送信部8、受信部9、及び、回路制御レジスタ10を備え、半導体集積回路装置により構成される。変復調信号生成部7は、制御回路11及びPLL回路12を備える。送信部8は、ローカル信号をN逓倍するN逓倍器13、このN逓倍器13が出力する信号を移相する移相器14、及び、移相器14の出力を増幅する増幅器15、を備える。受信部9は、低雑音増幅器16、N逓倍器17、混合器となる周波数変換部18、中間周波数増幅器19、及びA/D変換器20を備える。制御器5は、回路制御レジスタ10に初期周波数f0及び終了周波数f1などの周波数指令、及び、中間周波数増幅器19の可変増幅部23の増幅度などのパラメータを書き込むことに応じて、送受信機搭載IC2の内部指令処理及び回路制御処理を行う。
 制御回路11は、回路制御レジスタ10に与えられる周波数指令に応じて、例えば時間的に周波数を漸増/漸減するための指令信号(初期周波数f0→終了周波数f1)を生成しPLL回路12に出力する。ここでは変復調信号生成部7が鋸波を生成しこの鋸波に応じて変調したレーダ波の信号を生成してターゲットTにレーダ波を出力し、前述した鋸波に応じてターゲットTから反射した信号を復調する場合について例示する。
 また制御回路11は、各種制御指令(例えば、チャープ制御信号TX_ON、制御パルス)を生成して中間周波数増幅器19に出力し、これにより制御回路11は中間周波数増幅器19の機能を制御する。制御回路11はチャープ復調開始/終了を示すチャープ制御信号TX_ONを生成するチャープ制御信号生成回路として用いられる。
 変復調信号生成部7は、基準発振回路6のリファレンスクロックCLKを入力すると、予め定められた規格周波数帯内において所定の変復調方式により漸増/漸減して生成し、高精度のローカル信号localを出力する。このローカル信号localは、その周波数がFmod/N(Nは、後述のN逓倍器13、17による逓倍数)に調整され、送信部8、及び、受信部9に出力される。ここでは、変復調信号生成部7は、所定の変復調方式により漸増/漸減して周波数Fmod/Nのローカル信号を生成する形態を示すが、N逓倍器13、17を削除した構成を適用すれば、変復調信号生成部7が変復調周波数Fmodのローカル信号を生成しても良いし、この信号処理形態は限られるものではない。
 N逓倍器13は変復調信号生成部7の出力をN逓倍する。このN逓倍後のローカル信号をローカル信号LOと称する。このため、N逓倍器13の出力ローカル信号LOの周波数は変復調周波数Fmodとなる。移相器14は、N逓倍器13の出力信号を移相し、増幅器15がこの移相器14の出力信号を増幅する。したがって送信部8の送信信号の周波数は変復調周波数Fmodとなる。
 この送信部8の送信信号は送信アンテナ3を通じて外部にレーダ波として出力される。移相器14は、N逓倍器13により出力される信号の位相を変化させるために設けられる。図1には模式的に示しているが、送信アンテナ3は、例えばパッチアンテナによる平面型アンテナなどの複数のアンテナ素子により構成される。また移相器14は、例えば送信アンテナ3を構成する複数のアンテナ素子の各々に1つずつ接続されており、それぞれのアンテナ素子に対応して位相を変化させる。これによりビームフォーミング技術により送信方向を調整できる。なお移相器14は、線路切替型移相器や反射型移相器などを用いることができる。
 図1に示すように、送信アンテナ3により出力されるレーダ波はターゲットTに反射し反射信号を生じる。この反射信号は受信アンテナ4に入力される。受信アンテナ4もまた例えばパッチアンテナによる平面型アンテナなどにより構成されておりレーダ波を受信する。これらの送信アンテナ3及び受信アンテナ4のアンテナ素子は、図示していないが互いに隣接するアンテナ素子との間隔が等距離となるように平行に配置されている。
 受信部9は受信アンテナ4を通じて信号を受信する。低雑音増幅器16は、所定の増幅度によりこの受信信号を増幅し、この増幅信号を周波数変換部18に出力する。N逓倍器17は、PLL12の出力信号をN逓倍し周波数変換部18に出力する。周波数変換部18は、低雑音増幅器16の出力信号とN逓倍器17の出力信号とを混合し、この混合された周波数変換後の復調信号を中間周波数増幅器19に出力する。周波数変換部18は、この低雑音増幅器16の出力信号をN逓倍器17の出力ローカル信号とを混合した差動信号を中間周波数増幅器19に出力する。中間周波数増幅器19の後段には信号モニタSE1が接続されている。信号モニタSE1は、中間周波数増幅器19の出力信号に含まれるDCオフセット成分を検出可能になっている。なお本実施形態では、信号モニタSE1は、中間周波数増幅器19の出力アナログ信号を検出するように示しているが、A/D変換器20の出力デジタル信号をモニタするように接続しても良く、中間周波数増幅器19の出力を信号モニタできれば良い。
 中間周波数増幅器19及び制御回路11の一部11aの構成例を図2に示している。図2に示すように、中間周波数増幅器19は、加算器22a,22b、可変増幅部23、及び、フィードバック部24、を備える増幅部として用いられる。
 加算器22a、22bは、周波数変換部18の出力信号とフィードバック部24の出力信号とを加算し可変増幅部23に出力する。可変増幅部23は、加算器22a,22bの出力の差分を回路制御レジスタ10に設定された増幅度により増幅し、A/D変換器20に入力させると共にフィードバック部24に入力させる。フィードバック部24は、アンプ32、抵抗33,34、コンデンサ35,36、及び、バイパススイッチとしてのスイッチ37,38を備え、可変増幅部23の出力を検出し当該検出信号に含まれる周波数帯の信号を可変増幅部23の入力にフィードバックするように構成される。このフィードバック部24は、通常、可変増幅部23の出力信号を例えばハイパスフィルタ処理し、加算器22a,22bに出力する。
 制御回路11aは、カウンタ25,26、論理ゲート27~30、及び、セレクタ31を図示形態に組み合わせて構成され制御パルス生成回路として機能する。この制御回路11aは、リファレンスクロックCLKを入力すると共にチャープ制御信号TX_ONを入力し、これらの信号に応じてフィードバック部24のスイッチ37及び38にオン・オフ制御信号を出力する。フィードバック部24は、この制御信号を入力し、可変増幅部23の出力から加算器22a,22bにフィードバック入力させるように構成されている。
 カウンタ25は、チャープ制御信号TX_ONが「H」となっている間にリファレンスクロックCLKを入力してカウントし、カウンタ26は、チャープ制御信号TX_ONをNOTゲート27を介して入力し、当該チャープ制御信号TX_ONが「L」となっている間にリファレンスクロックCLKを入力してカウントする。
 ANDゲート28は、カウンタ25の出力を否定入力すると共にチャープ制御信号TX_ONを入力し、この論理積演算結果をセレクタ31に出力する。またANDゲート29は、カウンタ26の出力を否定入力すると共にチャープ制御信号TX_ONのNOTゲート27による否定出力を入力し、この論理積演算結果をセレクタ31に出力する。また、ORゲート30は、ANDゲート28及び29の出力を論理和演算しセレクタ31に出力する。セレクタ31は、制御回路11の制御信号に基づいてANDゲート28及び29並びにORゲート30の何れかの出力を選択し、フィードバック部24のスイッチ37及び38の制御信号として印加する。これにより、制御回路11aは、フィードバック部24のスイッチ37及び38をオン・オフ制御することで、フィードバック部24に係るハイパスフィルタのRC時定数を変更制御可能になっている。
 中間周波数増幅器19は、可変増幅部23により増幅された信号を図1に示すA/D変換器20に出力する。A/D変換器20は、この増幅されたアナログ信号をデジタル変換し制御器5に出力する。制御器5は、例えばCPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータ(何れも図示せず)により構成され、受信部9により変換されたデジタルデータを取得する。制御器5が、受信部9から取得したデジタルデータに基づく信号処理を実行することでターゲットTに関する情報を算出する。このターゲットTは、例えば先行車両等の他車両や路上の路側物等である。このターゲットTに関する情報としては、例えば、距離や相対速度、方位等による情報である。
 上記構成における特徴的な部分の作用について説明する。図3は、制御回路11がPLL12に制御指令を出力することでN逓倍器17による出力ローカル信号LOのチャープ周波数fの変化を概略的に示している。この図3に示すように、期間Trampにおいて鋸波状に周波数fを初期周波数f0から終了周波数f1に線形的に増加(漸増)させた後、周波数fを初期周波数f0に瞬時に切替えて期間Trestにて周波数を一定とし、これらの期間Trampと期間Trestにおける周波数fの変更制御内容を繰り返す。
 図4は、制御回路11がセレクタ31に制御信号を出力することでセレクタ31がANDゲート28の出力を選択した場合のタイミングチャートを模式的に示している。カウンタ25は、チャープ制御信号TX_ONが「H」に変化したタイミングt1からリファレンスクロックCLKのカウントを開始する。
 制御回路11が、ANDゲート28の出力をセレクタ31により選択制御すると、制御回路11aはカウンタ25のカウント値が所定の第1閾値に達するタイミングt2まで制御パルス「H」をスイッチ37及び38に出力する。これにより、期間Trampにおいてチャープ周波数fにより復調開始したタイミングt1から第1所定期間の間、制御パルス「H」を発生させることでスイッチ37及び38をオン制御できる。この第1所定期間は、期間Trampよりも短い期間となるように設定されている。
 図5は、制御回路11がセレクタ31に制御信号を出力することでセレクタ31がANDゲート29の出力を選択した場合のタイミングチャートを模式的に示している。カウンタ26は、チャープ制御信号TX_ONが「H」から「L」に変化したタイミングt11からリファレンスクロックCLKのカウントを開始する。
 制御回路11がANDゲート29の出力をセレクタ31により選択制御すると、制御回路11aはカウンタ26のカウント値が所定の第2閾値に達するタイミングt12まで制御パルスを出力する。これにより、期間Trampの間においてチャープ周波数fを初期周波数f0から終了周波数f1まで漸増させ、チャープ周波数fを終了周波数f1から初期周波数f0に瞬時に戻したタイミングt11から第2所定期間の間、制御パルスを発生させてスイッチ37及び38をオン制御できる。この第2所定期間は、期間Trampよりも短い期間となるように設定されている。
 図6は、制御回路11がセレクタ31に制御信号を出力することでセレクタ31によりORゲート30の出力を選択した場合のタイミングチャートを模式的に示している。セレクタ31がORゲート30の出力を選択すると、ANDゲート28及び29の何れかの出力が「H」となっている間、カウンタ25又は26のカウント値が所定の第1閾値、第2閾値に達するまで制御パルスを出力する(図6のt1~t2、t11~t12参照)。これにより、チャープ周波数fにより復調開始したタイミングt1から第1所定期間、及び、チャープ周波数fにより復調終了したタイミングt11から第2所定期間、の間、制御パルスを発生させてスイッチ37及び38をオン制御できる。
 <比較例>
 図7A及び図7Bは制御パルスを発生させることなくフィードバック部24によりフィードバックしたときのDCオフセットの発生状態についてシミュレーションした結果を示している。ここでは、IF帯の周波数は3MHz、10MHzを固定的に用いている。図7Aに示すように、中間周波数増幅器19の出力には周波数変換部18の出力周波数が増加開始するタイミングからDCオフセット過渡応答成分が大きく含まれており、その後、DCオフセット過渡応答成分が徐々に少なくなる。例えば、図7Aの10.0~20.0、20.0~30.0等の欄参照。図7Bには中間周波数増幅器19の出力周波数分布を示している。この図7Bに示すように、DCオフセット過渡応答成分の出力レベルR1が比較的大きくなる。この現象は中間周波数増幅器19の可変増幅部23の利得切替えがない場合にも同様に生じることが確認されている。このため、発明者は前述説明した構成を適用し、下記のようにシミュレーションを行っている。
 <本実施形態の制御を適用した場合>
 本実施形態の制御、特にチャープ開始してから第1所定期間だけスイッチ37及び38をオン制御する場合のシミュレーション結果を図8Aに示している。この図8Aに示すように、制御回路11aが期間Tramp中のチャープ周波数fの増加開始期間内にて制御パルス「H」を発生させることになる。すると、図2に示されるフィードバック部24のスイッチ37及び38がオンすることで抵抗33,34が短絡しRC時定数が概ね0となることから、フィードバック部24の影響に応じて可変増幅部23の出力電圧がこの期間中には概ね0にまで低下する。これにより、制御パルス「H」の発生期間中には、フィードバック部24の作用に応じてDCオフセット過渡応答成分を低下させることができる。このため図8Bに周波数成分を示すように、ローカル信号の周波数変化に起因したDCオフセット過渡応答成分の出力レベルR2を小さくできる。
 すなわち、チャープ周波数fを漸増開始することで当該チャープ周波数fにより復調開始してから第1所定期間の間、中間周波数増幅器19の出力を0に低下させることができ、IF帯の周波数信号も遮断できる。その後、図8Aに示すように、制御パルスがオフ(すなわち「L」)することでスイッチ37,38をオフ制御すると、通常通りIF帯の周波数を後段に伝達させることができる。ここでは、第1所定期間だけスイッチ37及び38をオン制御して出力を低下させるシミュレーション結果を示しており、チャープ周波数fにより復調開始してから第1所定期間だけ切り替えるようにしても効果が大きいことが確認されているが、復調終了してから第2所定期間においてもスイッチ37及び38をオン制御しても良い。
 <本実施形態の概念的なまとめ>
 以上説明したように、本実施形態によれば、中間周波数増幅器19は、周波数変換部18を用いてチャープ周波数fにより復調開始してから第1所定期間、又は/及び、当該復調終了してから第2所定期間を定めた規定期間において周波数変換部18により周波数変換されるときに生じるDCオフセット過渡応答周波数を含む周波数帯をカットし規定期間以外の期間には周波数帯をカットしないようにしている。これによりDCオフセット過渡応答成分を性能良く低下させることができる。
 制御回路11は、チャープ復調開始/終了を示すチャープ制御信号TX_ONを生成するが、制御回路11aはチャープ制御信号TX_ONの変化を検出し当該検出タイミングから第1所定期間、第2所定期間を定めて制御パルスを生成してDCオフセット過渡応答成分を含む周波数帯カットしている。このため、チャープ制御信号TX_ONに同期して第1所定期間、第2所定期間を規定できる。
 スイッチ37,38は、フィードバック部24のハイパスフィルタの時定数を当該規定期間以外の期間よりも小さく切替えるように接続されており、これにより、スイッチ37,38をオン・オフ制御することで必要な期間だけフィードバック部24の時定数を切り替えることができる。
 このように、本実施形態によれば、レーダシステム1のダイレクトコンバージョン受信機を適用したときに、ローカル信号LOの周波数変化に起因したDCオフセット過渡応答成分を抑圧でき、当該DCオフセット過渡応答周波数を含む周波数帯をカットするときには低カットオフ周波数でDCフィードバックループを実現することができ、高利得動作させることができる。
 (第2実施形態)
 図9から図11は第2実施形態の追加説明図を示している。第2実施形態が第1実施形態と異なるところはフィードバック部124,224,324の構成である。以下では、第1実施形態と同様の部分については同一符号を付して説明を省略する。また、第1実施形態で説明した構成と同一又は類似する構成については、第1実施形態に付した符号に100、200、300を加算した符号を付し、異なる部分について中心に説明を行う。
 フィードバック部24に係るハイパスフィルタのRC時定数を変化させるための構成として、図9から図11のフィードバック部124,224,324の構成を挙げることができる。
 例えば、図9に示すフィードバック部124は、図2に示すフィードバック部24を基本構成として、抵抗33,34とそれぞれ並列に抵抗33b,34bを設けている。また抵抗33bと直列にスイッチ37を設けると共に抵抗34bと直列にスイッチ38を設け、並列抵抗33//33bの抵抗分を変更制御可能になっていると共に、抵抗34//34bによる並列抵抗33//33bの抵抗分を変更制御可能になっている。制御回路11aがスイッチ37,38をオン・オフ制御することでフィードバック部124のハイパスフィルタのRC時定数を変更する。これにより、前述実施形態の構成と同様の作用効果を得ることができる。
 また図10に示すフィードバック部224は、図2に示すフィードバック部24を基本構成として、コンデンサ35と並列にコンデンサ35bを接続すると共にこのコンデンサ35bと直列にスイッチ35cを接続し、また、コンデンサ36と並列にコンデンサ36bを接続すると共にこのコンデンサ35bと直列にスイッチ36cを接続し、これらの並列コンデンサ35//35bの容量成分を変更制御可能になっていると共に、並列コンデンサ36//36bの容量成分を変更制御可能になっている。制御回路11aがスイッチ35c,36cをオン・オフ制御することでフィードバック部224のハイパスフィルタのRC時定数を変更できる。これにより、前述実施形態の構成と同様の作用効果を得ることができる。
 また図11にフィードバック部324の構成を示すように、図9と図10に示された時定数の変更形態を併せ持つようにしても良い。すなわち、制御回路11aが、並列コンデンサ35//35bの並列容量成分を変更制御すると共に並列コンデンサ36//36bの並列容量成分を変更制御することで時定数を変更すると共に、並列抵抗33//33bの抵抗成分を変更制御すると共に並列抵抗34//34bの抵抗成分を変更制御することで時定数を変更しても良い。これにより、前述実施形態の構成と同様の作用効果を得ることができる。
 (第3実施形態)
 図12は第3実施形態の追加説明図を示している。第3実施形態が第1実施形態と異なるところは各種のセンサ39を設けたところにある。以下では、第1実施形態と同様の部分については同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について中心に説明を行う。この図12に示すように、温度センサ40やプロセスモニタ41による各種センサ39を設け、カウンタ25,26の閾値を調整するように構成しても良い。
 例えば、フィードバック部24の時定数は、通常、抵抗33,34の抵抗成分とコンデンサ35,36の容量成分との積により決定される。また、送受信機搭載IC2を製造するときのプロセスの製造バラつきや動作環境温度の変化によってもこの時定数は変化する。このため、送受信機搭載IC2の内部に、抵抗33,34の抵抗成分とコンデンサ35,36の容量成分等に基づく回路特性のバラつきを検出するプロセスモニタ41を設けると良い。調整制御回路としての制御回路111aは、このプロセスモニタ41の検出結果に応じてカウンタ25,26の第1閾値、第2閾値を変更することで、制御パルスの幅を調整し、DCオフセット過渡応答成分を低下させると良い。また、送受信機搭載IC2(例えばフィードバック部24)の動作環境温度を検出する温度センサ40を設けても良い。制御回路111aは、この温度センサ40の検出結果に応じて、カウンタ25,26の第1閾値、第2閾値を変更することで、制御パルスの幅を調整し、DCオフセット過渡応答成分を低下させると良い。
 すなわち、制御回路111aは、温度センサ40又はプロセスモニタ41の検出結果に応じて第1所定期間の長さを調整することができ、中間周波数増幅器19内のフィードバック部24の抵抗33,34、コンデンサ35,36の実際の素子値に合わせてDCオフセット過渡応答成分を低下させる期間を調整制御できる。
 (第4実施形態)
 図13及び図14は第4実施形態の追加説明図を示している。第4実施形態が第1実施形態と異なるところは、チャープ周波数fにより復調終了し初期周波数f0に戻した後に次回に復調開始する前からDCオフセット過渡応答成分に係る周波数帯をカットし始めることで、少なくとも変調開始するタイミングを含んで周波数帯をカットするところにある。
 図13は図2に代えて示す構成例を示している。制御回路211aは、チャープ制御信号TX_ON及びリファレンスクロックCLKに応じて制御パルスを生成し、フィードバック部24のスイッチ37,38の制御信号を生成する。この制御回路211aは、カウンタ25,26,42,43、ANDゲート28,29,45、ORゲート30、NOTゲート27,44、及び、セレクタ31を備える。カウンタ25,26、ANDゲート28,29、NOTゲート27、及びORゲート30の接続関係は前述実施形態と同一であるため説明を省略する。
 カウンタ42は、チャープ制御信号TX_ONをNOTゲート44を介して入力し、当該チャープ制御信号TX_ONが「L」となっている間にリファレンスクロックCLKを入力してカウントする。カウンタ42はそのカウント値が閾値に達すると「H」をカウンタ43に出力する。また、カウンタ43は、カウンタ42の出力が「H」となっている間にリファレンスクロックCLKを入力してカウントする。
 ANDゲート45は、カウンタ43の出力を否定入力すると共にカウンタ42の出力を入力し、この論理積演算結果をセレクタ31に出力する。セレクタ31は、制御回路11の制御信号に基づいてANDゲート28、29、45及びORゲート30の何れかの出力を選択し、フィードバック部24のスイッチ37及び38の制御信号として印加する。これにより、制御回路211aは、フィードバック部24のスイッチ37及び38をオン・オフ制御することで、フィードバック部24に係るハイパスフィルタのRC時定数を変更制御可能になっている。
 図14に示すように、セレクタ31がANDゲート45の出力を選択したとき、カウンタ42は、チャープ制御信号TX_ONが「L」に変化したタイミングt21からカウントし始め、カウンタ42の第3カウント値が所定の第3閾値に達すると、カウンタ43がこのタイミングt22からカウントし始める。
 制御回路211aは、カウンタ43が第4カウント値をカウントし始めるタイミングt22になると、ANDゲート45の出力をセレクタ31に入力し、この入力信号に応じて制御パルスを「H」に立ち上げる。その後、カウンタ43の第4カウント値が所定の第4閾値に達すると、ANDゲート45の否定入力には「H」が入力され、このタイミングt23で制御パルスを「L」に立ち下げる。
 このときカウンタ42の第3閾値及びカウンタ43の第4閾値は、制御パルスが前回のチャープ周波数fにより復調を終了したタイミングt21で初期周波数f0に戻した後に少なくとも次回のチャープ周波数fにより復調を開始するタイミングt24を含んで「H」となるように予め調整されている。このため、チャープ復調終了後のあるタイミングt22からチャープ開始した後のタイミングt23まで制御パルスを継続させることができる。チャープ周波数fが初期周波数f0から変化し始めるタイミングt24を含むように制御パルスの立上り期間が設定されているため、チャープ周波数fの変化開始タイミングにて発生するDCオフセット過渡応答に係る変動を抑制できる。
 なお、第3閾値と第4閾値とをそれぞれ個別に設定することで、チャープ制御信号TX_ONの立上りタイミングからの遅延量と制御パルスのパルス幅をそれぞれ変更できるようになる。
 (第5実施形態)
 図15から図17は第5実施形態の追加説明図を示している。図15は自らのレーダシステムをレーダシステムAとしたときに、他のレーダーシステムBから到来する信号を検知するときの動作をフローチャートにより概略的に示しており、図16は他のレーダシステムBから到来した信号を検知した場合のタイミングチャートを概略的に示している。
 まず処理の流れについて図15を参照して説明する。図15に示すように、自レーダシステムAにおいてチャープ制御し始めたときに、S1においてチャープ終了していなければS2にて通常動作するものの、チャープ終了したと判定したときには、制御回路11aはS3においてDCオフセットキャンセル用の制御パルスを生成出力する。また、制御回路11aがDCオフセットキャンセル終了時刻を検出すると、S4において信号モニタSE1によりモニタ開始させる。その後、制御器5がターゲットTを検出判定したときにDCオフセット成分を検出できる。制御器5はS5においてDCオフセット成分が予め定められた閾値より大きいか否かを判定する。
 このときDCオフセットが閾値より大きければ、制御器5はS7において他のレーダシステムBを検出したと判定する。ここで制御器5は他レーダシステム判定部として用いられる。制御器5は、DCオフセットが閾値より小さければS5においてNOと判定し、S6において信号モニタSE1によりモニタを継続する。そして、S8において再度チャープ開始するまで信号モニタSE1によりモニタ継続する。そして、再度チャープ開始するとS9において信号モニタSE1によるモニタを終了する。
 例えば、図2に示す制御回路11aを採用し、制御回路11aがチャープ開始時及び終了時に制御パルスを発生させてスイッチ37及び38をオン制御すると、図16に示すように、チャープ開始時及びチャープ終了時に発生するDCオフセット成分を除去できる。
 すなわち、チャープ周波数fが初期周波数f0から終了周波数f1まで徐々に変化した後には、過渡的にチャープ周波数を初期周波数f0にまで戻すため、このときDCオフセット成分を大きく生じるが、図16のタイミングt31~t32に示すように、制御パルスを発生させることで差動出力を概ね0にまで低下させることができる。例えば、他のレーダシステムBによるチャープ周波数信号がレーダシステムAの受信アンテナ4に到来するときにも当該レーダシステムBによるチャープ周波数信号が急激に変化すると、この影響により中間周波数増幅器19の差動出力にDCオフセット成分を発生させる。
 このため、図16のタイミングt33~t34に示されるように、レーダシステムBの到来波によるDCオフセット成分が増加する。制御器5は、自レーダシステムAがチャープ終了している期間Trest中に、このDCオフセット成分を信号モニタSE1により検出し、図15のS5においてDCオフセットが閾値を上回っていることを条件としてS7において他のレーダシステムBを検出したと判定する。これにより、他のレーダシステムBの存在を検出できる。
 図17は制御パルスを発生させることなくDCオフセット成分を除去しないようにした場合の比較例を示している。この図17に示すように、レーダシステムAのチャープ周波数が急激に初期周波数f0に低下したタイミングt41からDCオフセット成分を発生させることになるが、この後、他のレーダシステムBによるチャープ周波数信号が急激に変化してもこのタイミングt43から同様に中間周波数増幅器19はDCオフセット成分を発生させる。
 すなわち、何れの場合もDCオフセット成分を発生させることになるものの、例えばこれらのDCオフセット成分が飽和しているときには、何れのレーダシステムA、BのDCオフセット成分であるか把握できず、これらのDCオフセット成分を分離不能となる。
 これに対し本実施形態を適用すると、図16のタイミングチャートに示すように、チャープ終了したタイミングt31から発生するDCオフセット成分を少なくともタイミングt32までの間に除去できる。
 このため、例えばタイミングt33の時点でレーダシステムBのチャープ周波数信号による干渉波がレーダシステムAの受信アンテナ4に到来したとしても、このタイミングt33の時点からDCオフセット成分が上昇することになり、タイミングt33~t34の検出区間において信号モニタSE1によりDCオフセット成分を検出できる。これにより、自レーダシステムAの制御器5は、他のレーダシステムBからの到来信号を干渉信号として判定でき、他のレーダシステムBの有無を判定できる。
 以上説明したように、本実施形態によれば、チャープ周波数fにより復調終了した後に、チャープ周波数fと同一周波数帯の信号が入力された場合に生じるDCオフセット成分を検出することで、同一周波数帯で運用される他のレーダシステムBの有無を判定できるようになる。
 (他の実施形態)
 本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。
 ミリ波帯のレーダシステム1に適用したが、ミリ波帯に限られない。前述実施形態では、鋸波状に周波数を漸増させる変復調方式を適用した例を挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば、漸減させる変復調方式を適用しても良いし、周波数を例えば線形的に漸増させた後に線形的に漸減させるように変化させるFMCW変復調方式に適用することもできる。このため、変復調方式は前述実施形態に挙げた方式に限られるものではない。
 フィードバック部24,124,224,324は、例えばハイパスフィルタを備える構成を示したが、これに限定されるものではなく、バンドパスフィルタにより構成しても良いし回路形態は限られるものではない。また、DCオフセット過渡応答周波数を含む周波数帯をカットする期間を、チャープ周波数fを漸増し始めるタイミングから所定期間とした例を主に説明したが、チャープ周波数fを終了周波数f1から急激に初期周波数f0に戻すタイミングから所定期間だけに絞っても良い。
 チャープ制御信号TX_ONの立上りタイミングから第1所定期間、チャープ制御信号TX_ONの立下りタイミングから第2所定期間を定めた形態を示しているが、ターゲットTに反射した遅延時間を考慮したタイミングから第1所定期間、第2所定期間をそれぞれ定めた形態に適用することもできる。すなわち、周波数変換部18を用いてチャープ周波数fにより復調開始してから第1所定時間、復調終了してから第2所定時間を定めてDCオフセット過渡応答周波数を含む周波数帯をカットすることが望ましい。
 図面中、1はレーダシステムとしてのミリ波レーダシステム、8は送信部、11はチャープ制御信号生成回路としての制御回路、11aは制御パルス生成回路としての制御回路、18は周波数変換部、19は増幅部としての中間周波数増幅器、23は可変増幅部、24,124,224,324はフィードバック部、35c,36c,37,38はバイパススイッチとしてのスイッチ、40は温度センサ、41はプロセスモニタ、を示す。
 前述した複数の実施形態の構成、機能を組み合わせても良い。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。
 本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。

Claims (7)

  1.  漸増/漸減するチャープ周波数に応じたレーダ波をターゲットに送信する送信部(8)、及び、前記ターゲットに反射されたレーダ波の信号を前記チャープ周波数に応じて周波数変換して復調する周波数変換部(18)、を備えたレーダシステム(1)に構成され、
     前記周波数変換部の後段に接続される可変増幅部(23)と、
     前記可変増幅部の出力を検出し当該検出信号に含まれる周波数帯の信号を前記可変増幅部の入力にフィードバックするフィードバック部(24;124;224;324)と、を備える増幅部(19)を備え、
     前記増幅部は、前記周波数変換部を用いて前記チャープ周波数により復調開始してから第1所定期間、又は/及び、当該復調終了してから第2所定期間を定めた規定期間において、前記周波数変換部により周波数変換されるときに生じるDCオフセット過渡応答周波数を含む周波数帯をカットし前記規定期間以外の期間には前記周波数帯をカットしないように構成されるレーダ信号処理器。
  2.  前記チャープ復調開始/終了を示すチャープ制御信号を生成するチャープ制御信号生成回路(11)と、
     前記チャープ制御信号の変化を検出し当該検出タイミングから前記規定期間として定めて制御パルスを生成し前記周波数帯をカットさせる制御パルス生成回路(11a)と、
     をさらに備える請求項1記載のレーダ信号処理器。
  3.  前記フィードバック部はハイパスフィルタを含んで構成され、
     前記規定期間において前記フィードバック部のハイパスフィルタの時定数を当該規定期間以外の期間よりも小さく切替えるバイパススイッチ(37,38;35c,36c)、をさらに備える請求項1または2記載のレーダ信号処理器。
  4.  前記増幅部は、
     前記チャープ周波数により復調開始してから所定期間だけを前記規定期間とする請求項1から3の何れか一項に記載のレーダ信号処理器。
  5.  前記増幅部は、
     前記チャープ周波数により復調終了して初期周波数(f0)に戻した後、次回に復調開始する前から前記周波数帯をカットし始めることで、少なくとも次回に復調開始するタイミングを含んで前記周波数帯をカットする請求項1から3の何れか一項に記載のレーダ信号処理器。
  6.  動作環境温度を検出する温度センサ(40)又はプロセスのバラつきを検出するプロセスモニタ(41)をさらに接続して構成され、
     前記温度センサ又は前記プロセスモニタの検出結果に応じて前記規定期間の長さを調整する調整制御回路(111a)をさらに備える請求項1から5の何れか一項に記載のレーダ信号処理器。
  7.  請求項1から6の何れか一項に記載のレーダ信号処理器と、
     前記チャープ周波数により復調終了した後に、前記チャープ周波数と同一周波数帯の信号が入力された場合に生じるDCオフセット成分を検出することで、前記同一周波数帯で運用される他のレーダシステムの有無を判定する他レーダシステム判定部(5)と、
     を備えるレーダシステム。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3696563B1 (en) * 2019-02-14 2023-06-07 IMEC vzw Transmitter-receiver leakage suppression in integrated radar systems
CN111366903B (zh) * 2020-04-03 2020-11-03 河南华兴通信技术有限公司 一种雷达信道传输校准系统
CN111901009B (zh) * 2020-07-03 2022-07-26 加特兰微电子科技(上海)有限公司 无线电信号发收装置、电子器件和设备
US11709247B2 (en) * 2020-09-22 2023-07-25 Ay Dee Kay Llc Fast chirp synthesis via segmented frequency shifting
US20230216528A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-06 Texas Instruments Incorporated Intermediate frequency amplifier with a configurable high-pass filter
CN116990819B (zh) * 2023-09-27 2023-12-15 成都国营锦江机器厂 一种防撞雷达起动检测保护方法、系统及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000019244A (ja) * 1998-06-29 2000-01-21 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency 同期式リプル除去回路
JP2002236171A (ja) * 2000-12-06 2002-08-23 Omron Corp 侵入物検知方法および侵入物検知装置
JP2011237268A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Mitsubishi Electric Corp Fm−cwレーダ装置
WO2016011407A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Texas Instruments Incorporated Distributed radar signal processing in a radar system
US20160047908A1 (en) * 2014-08-13 2016-02-18 Infineon Technologies Ag Radar Signal Processor, Radar System and Method for Monitoring a Functional Safety of a Radar System

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031421A (en) * 1998-07-22 2000-02-29 Mcewan; Thomas E. Controlled gain amplifier with variable control exponent
US6509796B2 (en) * 2000-02-15 2003-01-21 Broadcom Corporation Variable transconductance variable gain amplifier utilizing a degenerated differential pair
US6577269B2 (en) * 2000-08-16 2003-06-10 Raytheon Company Radar detection method and apparatus
JP2002257928A (ja) * 2001-03-06 2002-09-11 Murata Mfg Co Ltd レーダ
US7295154B2 (en) * 2002-01-17 2007-11-13 The Ohio State University Vehicle obstacle warning radar
US7710311B2 (en) * 2004-10-14 2010-05-04 Anritsu Corporation Short range radar small in size and low in power consumption and controlling method thereof
US7379013B2 (en) * 2005-10-05 2008-05-27 Banner Engineering Corporation Detecting objects within a near-field of a frequency modulated continuous wave (FMCW) radar system
US7791530B2 (en) * 2006-01-05 2010-09-07 Autoliv Asp, Inc. Time duplex apparatus and method for radar sensor front-ends
US7812760B2 (en) * 2006-04-20 2010-10-12 Anritsu Corporation Short-range radar and control method thereof
US7460055B2 (en) * 2006-06-02 2008-12-02 Panasonic Corporation Radar apparatus
JP2008172729A (ja) 2007-01-15 2008-07-24 Fujitsu Ltd 物理量検出装置および手ぶれ量検出装置
JP2010204003A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Hitachi Kokusai Electric Inc 複合機能レーダ装置
US8223066B2 (en) * 2010-05-17 2012-07-17 Rosemount Tank Radar Ab Pulsed radar level gauge system and method with reduced start-up time
TW201425975A (zh) * 2012-12-19 2014-07-01 Wistron Neweb Corp 雷達系統及雷達系統控制方法
US20160077196A1 (en) * 2013-05-29 2016-03-17 Freescale Semiconductor, Inc. Receiver system and method for receiver testing
GB201315389D0 (en) * 2013-08-29 2013-10-16 Analog Devices Technology Closed loop control system, and an amplifier in combination with such a loop control system
CN103728593B (zh) * 2014-01-13 2015-10-21 武汉大学 一种实现地波超视距雷达同时多频发射/接收的方法
US9453906B2 (en) * 2014-07-31 2016-09-27 North Carolina State University Phase calibration circuit and method for multi-channel radar receiver
US10234542B2 (en) * 2015-09-30 2019-03-19 Texas Instruments Incorporated Measurement of transceiver performance parameters in a radar system
US10718852B2 (en) * 2015-10-23 2020-07-21 Texas Instruments Incorporated RF/mm-wave peak detector with high-dynamic range calibration
US10393861B2 (en) * 2016-04-05 2019-08-27 Mitsubishi Electric Corporation Frequency modulation circuit, FM-CW radar, and high-speed modulation radar

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000019244A (ja) * 1998-06-29 2000-01-21 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency 同期式リプル除去回路
JP2002236171A (ja) * 2000-12-06 2002-08-23 Omron Corp 侵入物検知方法および侵入物検知装置
JP2011237268A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Mitsubishi Electric Corp Fm−cwレーダ装置
WO2016011407A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Texas Instruments Incorporated Distributed radar signal processing in a radar system
US20160047908A1 (en) * 2014-08-13 2016-02-18 Infineon Technologies Ag Radar Signal Processor, Radar System and Method for Monitoring a Functional Safety of a Radar System

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIA, HAIKUN ET AL.: "A 77 GHz Frequency Doubling Two-Path Phased-Array FMCW Transceiver for Automotive Radar", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, vol. 51, no. 10, 12 July 2016 (2016-07-12), pages 2299 - 2311, XP055556967, ISSN: 0018-9200, Retrieved from the Internet <URL:DOI:10.1109/JSSC.2016.2580599> *

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