JPH0124276B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0124276B2 JPH0124276B2 JP56171254A JP17125481A JPH0124276B2 JP H0124276 B2 JPH0124276 B2 JP H0124276B2 JP 56171254 A JP56171254 A JP 56171254A JP 17125481 A JP17125481 A JP 17125481A JP H0124276 B2 JPH0124276 B2 JP H0124276B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- beat
- circuit
- gate
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、測定誤差を小さくすることができる
FM−CWレーダに関するものである。
FM−CWレーダに関するものである。
FM−CWレーダは、送信周波数を例えば三角
波状に変化させ、その送信信号と反射波の受信信
号とからビート信号を形成し、ビート周波数に基
いて相対距離及び相対速度を測定することができ
るものである。第1図は送信信号SS、受信信号
RS及びビート周波数Fbの説明図であり、送信信
号SSは、周波数をFからF+ΔFまで変化させる
アツプスイープ期間UPと、F+ΔFからFまで変
化させるダウンスイープ期間DWNとを1周期
1/Fmとし、繰返し送出されるもので、受信信
号RSは、前方車等の目標物までの距離R(m)に
対応した時間T後に得られるものであつて、光速
をC(3×108m/sec)とすると、時間Tは T=2・R/C(sec) ……(1) となる。そして送信信号SSの一部と受信信号RS
とをミキシングすることによりビート周波数Fb
のビート信号が得られる。
波状に変化させ、その送信信号と反射波の受信信
号とからビート信号を形成し、ビート周波数に基
いて相対距離及び相対速度を測定することができ
るものである。第1図は送信信号SS、受信信号
RS及びビート周波数Fbの説明図であり、送信信
号SSは、周波数をFからF+ΔFまで変化させる
アツプスイープ期間UPと、F+ΔFからFまで変
化させるダウンスイープ期間DWNとを1周期
1/Fmとし、繰返し送出されるもので、受信信
号RSは、前方車等の目標物までの距離R(m)に
対応した時間T後に得られるものであつて、光速
をC(3×108m/sec)とすると、時間Tは T=2・R/C(sec) ……(1) となる。そして送信信号SSの一部と受信信号RS
とをミキシングすることによりビート周波数Fb
のビート信号が得られる。
ビート周波数Fbは、周波数偏位をΔF(Hz)、変
調周波数をFm(Hz)とすると、 Fb=2・Fm・ΔF・T=4・R・Fm・ΔF/C ……(2) で表わされ、距離Rは R=Fb・C/4・Fm・ΔF……(3) となるから、ビート周波数Fbにより距離を測定
することができる。
調周波数をFm(Hz)とすると、 Fb=2・Fm・ΔF・T=4・R・Fm・ΔF/C ……(2) で表わされ、距離Rは R=Fb・C/4・Fm・ΔF……(3) となるから、ビート周波数Fbにより距離を測定
することができる。
又アツプスイープ期間UPに於けるビート周波
数Fbuとダウンスイープ期間DWNに於けるビー
ト周波数Fbdとの差により相対速度が求まるもの
である。なお各期間UP、DWNのそれぞれのビ
ート周波数Fbu、Fbdが異なる場合の相対距離の
測定は、(3)に於いて、(Fbu+Fbd)/2=Fbと
すれば良いことになる。
数Fbuとダウンスイープ期間DWNに於けるビー
ト周波数Fbdとの差により相対速度が求まるもの
である。なお各期間UP、DWNのそれぞれのビ
ート周波数Fbu、Fbdが異なる場合の相対距離の
測定は、(3)に於いて、(Fbu+Fbd)/2=Fbと
すれば良いことになる。
ビート周波数Fbは、1周期1/Fm内の一定期
間ビート信号をカウントすることにより求めるこ
とができる。その場合、カウント内容は整数であ
るから、1周期当り1パルス分の誤差が含まれる
ものとなる。ここでFb/Fm=1とし、この関係
を3式に代入すると、1パルスによる距離の誤差
ΔRとなる。即ち ΔR=C/4・ΔF(m) ……(4) となり、ΔF=15MHzとすると、ΔR=5mとな
る。即ち1パルスのカウント誤差により測定距離
には5mの誤差が生じることになる。
間ビート信号をカウントすることにより求めるこ
とができる。その場合、カウント内容は整数であ
るから、1周期当り1パルス分の誤差が含まれる
ものとなる。ここでFb/Fm=1とし、この関係
を3式に代入すると、1パルスによる距離の誤差
ΔRとなる。即ち ΔR=C/4・ΔF(m) ……(4) となり、ΔF=15MHzとすると、ΔR=5mとな
る。即ち1パルスのカウント誤差により測定距離
には5mの誤差が生じることになる。
目標物までの距離が一定の場合には、ビート信
号は周期1/Fm毎に同じ波形となり、従つて周
期1/Fmの同期信号を基にして一定期間のビー
ト信号のカウントを行なつた場合、常に一定のカ
ウント内容となる。即ち単に平均値を求めるよう
にしても、測定精度を向上することができないも
のである。
号は周期1/Fm毎に同じ波形となり、従つて周
期1/Fmの同期信号を基にして一定期間のビー
ト信号のカウントを行なつた場合、常に一定のカ
ウント内容となる。即ち単に平均値を求めるよう
にしても、測定精度を向上することができないも
のである。
また、このような問題を解決する技術として特
開昭53−125873号公報に示されているような技術
がある。この技術は所定周期をもつ繰り返し信号
において、各周期毎にタイミングをずらして繰り
返し信号の周波数を計数し、それらの計数値より
周波数を測定するものである。
開昭53−125873号公報に示されているような技術
がある。この技術は所定周期をもつ繰り返し信号
において、各周期毎にタイミングをずらして繰り
返し信号の周波数を計数し、それらの計数値より
周波数を測定するものである。
しかし、この技術をFM−CWレーダに応用し
た場合に次のような問題がある。
た場合に次のような問題がある。
即ち、目標物までの距離が変化することによ
り、ビート信号の周期が周波数の計数タイミング
のずれと一致した場合には、各計数タイミングに
おけるカウンタの計数値が同一となり測定値の精
度を向上させることができないという問題があ
る。
り、ビート信号の周期が周波数の計数タイミング
のずれと一致した場合には、各計数タイミングに
おけるカウンタの計数値が同一となり測定値の精
度を向上させることができないという問題があ
る。
本発明は以上のような問題をも解決したもので
あり、各周期毎のビート信号のカウント期間の時
間長を変化させ、各周期毎のビート信号のカウン
ト内容の平均値を求めることにより、測定誤差を
小さくすることを目的とするものである。以下実
施例について詳細に説明する。
あり、各周期毎のビート信号のカウント期間の時
間長を変化させ、各周期毎のビート信号のカウン
ト内容の平均値を求めることにより、測定誤差を
小さくすることを目的とするものである。以下実
施例について詳細に説明する。
第2図は本発明の実施例のブロツク線図であ
り、1は送信アンテナ、2は送信回路、3は変調
回路、4は同期信号発生回路、5はタイミング制
御回路、6はワンシヨツトマルチバイブレータ等
からなるゲート信号発生回路、7は反射波を受信
する受信アンテナ、8は送信信号の一部と受信信
号とをミキシングしてビート信号を出力するミキ
サ、9はバンドパスフイルタ、10はビート信号
をパルス化するパルス形成回路、11はゲート回
路、12はカウンタ等を含む演算回路、13は表
示回路である。この実施例は送信と受信とのアン
テナを別個に設けたものであるが、送受信共用ア
ンテナとすることも可能である。
り、1は送信アンテナ、2は送信回路、3は変調
回路、4は同期信号発生回路、5はタイミング制
御回路、6はワンシヨツトマルチバイブレータ等
からなるゲート信号発生回路、7は反射波を受信
する受信アンテナ、8は送信信号の一部と受信信
号とをミキシングしてビート信号を出力するミキ
サ、9はバンドパスフイルタ、10はビート信号
をパルス化するパルス形成回路、11はゲート回
路、12はカウンタ等を含む演算回路、13は表
示回路である。この実施例は送信と受信とのアン
テナを別個に設けたものであるが、送受信共用ア
ンテナとすることも可能である。
同期信号発生回路4は、前述の変調周波数Fm
の同期信号を発生して、変調回路3及びタイミン
グ制御回路5に同期信号を加えるもので、変調回
路3は同期信号に同期して送信周波数を変化さ
せ、タイミング制御回路5は、同期信号が加えら
れる毎に順次同期信号に対する位相をシフトした
タイミング信号を出力するものである。例えば同
期信号をカウントし、そのカウント内容に従つて
遅延時間を制御する構成とし、Nカウント毎に同
じ動作を繰返してタイミング信号を出力するよう
にすることができる。
の同期信号を発生して、変調回路3及びタイミン
グ制御回路5に同期信号を加えるもので、変調回
路3は同期信号に同期して送信周波数を変化さ
せ、タイミング制御回路5は、同期信号が加えら
れる毎に順次同期信号に対する位相をシフトした
タイミング信号を出力するものである。例えば同
期信号をカウントし、そのカウント内容に従つて
遅延時間を制御する構成とし、Nカウント毎に同
じ動作を繰返してタイミング信号を出力するよう
にすることができる。
ゲート信号発生回路6は同期信号発生時からタ
イミング信号発生時まで発生される信号とタイミ
ング信号発生毎に発生される一定時間長信号のオ
ア論理のゲート信号を発生してゲート回路11に
加え、ゲート回路11を開けてパルス形成回路1
0からのパルスを演算回路12に加え、相対距離
を算出して表示回路13に加え、相対距離をアナ
ログ又はデイジタルで表示するものである。
イミング信号発生時まで発生される信号とタイミ
ング信号発生毎に発生される一定時間長信号のオ
ア論理のゲート信号を発生してゲート回路11に
加え、ゲート回路11を開けてパルス形成回路1
0からのパルスを演算回路12に加え、相対距離
を算出して表示回路13に加え、相対距離をアナ
ログ又はデイジタルで表示するものである。
第3図は動作説明図であり、送信周波数を鋸歯
状波状に変化させる場合について示し、a〜gは
第2図の各部の信号a〜gを示すものである。変
調回路3の出力信号は第3図aに示すように、
1/Fmの周期毎に周波数をFからF+ΔFまで変
化させるもので、同期信号発生回路4からの同期
信号bは第3図bに示すものとなる。送信回路2
で分岐した送信信号の一部と受信アンテナ7で反
射波を受信した受信信号とがミキサ8でミキシン
グされ、バンドパスフイルタ9で不要な高調波成
分を除去したビート信号cは、例えば第3図cに
示すものとなり、パルス形成回路10に於いてビ
ート信号cの波形整形や零クロス点検出等により
第3図dに示すパルス信号dを出力し、ゲート回
路11に加える。
状波状に変化させる場合について示し、a〜gは
第2図の各部の信号a〜gを示すものである。変
調回路3の出力信号は第3図aに示すように、
1/Fmの周期毎に周波数をFからF+ΔFまで変
化させるもので、同期信号発生回路4からの同期
信号bは第3図bに示すものとなる。送信回路2
で分岐した送信信号の一部と受信アンテナ7で反
射波を受信した受信信号とがミキサ8でミキシン
グされ、バンドパスフイルタ9で不要な高調波成
分を除去したビート信号cは、例えば第3図cに
示すものとなり、パルス形成回路10に於いてビ
ート信号cの波形整形や零クロス点検出等により
第3図dに示すパルス信号dを出力し、ゲート回
路11に加える。
又タイミング制御回路5は同期信号bに基いて
第3図eに示すようなタイミング信号eを出力
し、N/Fmの周期で初期位相となるものであ
る。即ち同期信号bに対する初期位相を零とした
とき、第3図eに示すタイミング信号eは同期信
号bに対して、i=1〜(N−1)として、 Ti=(1/Fm)・(1/2N)・i ……(1) で表わされるように、順次タイミング信号eの位
相をシフトするものである。
第3図eに示すようなタイミング信号eを出力
し、N/Fmの周期で初期位相となるものであ
る。即ち同期信号bに対する初期位相を零とした
とき、第3図eに示すタイミング信号eは同期信
号bに対して、i=1〜(N−1)として、 Ti=(1/Fm)・(1/2N)・i ……(1) で表わされるように、順次タイミング信号eの位
相をシフトするものである。
ゲート信号発生回路6は、同期信号b、タイ
ミング信号e間に発生する信号f2と、タイミ
ング信号eによりトリガされて発生する一定時間
幅TGの信号f1との論理和により、第3図fに
示すようなゲート信号fを出力し、ゲート回路1
1に加える。このゲート信号fの時間TG′は、 TG′(1/Fm) ……(2) の関係に選定されることになる。
ミング信号e間に発生する信号f2と、タイミ
ング信号eによりトリガされて発生する一定時間
幅TGの信号f1との論理和により、第3図fに
示すようなゲート信号fを出力し、ゲート回路1
1に加える。このゲート信号fの時間TG′は、 TG′(1/Fm) ……(2) の関係に選定されることになる。
従つて演算回路12に加えられるパルス信号g
は第3図gに示すものとなり、演算回路12で
は、N回のゲート回路11の出力のパルス信号g
をカウントしてTG/N〔TG+(N−1)T/2〕
倍とすることにより、N/Fmの周期内の平均値
を求めることになる。
は第3図gに示すものとなり、演算回路12で
は、N回のゲート回路11の出力のパルス信号g
をカウントしてTG/N〔TG+(N−1)T/2〕
倍とすることにより、N/Fmの周期内の平均値
を求めることになる。
第4図は前述の如くゲート信号fの時間長を順
次TG/10だけ長くしたことによる測定誤差の減
少を説明する為のものであり、同図aのビート信
号(周期はTG/4)により同図bのパルス信号
が得られ、同図cのゲート信号がゲート信号発生
回路6から発生されたとすると、時間TGのゲー
ト信号により4個のパルス信号が演算回路12に
加えられることになる。タイミング制御回路5か
らのタイミング信号の位相が順次シフトされるこ
とにより、ゲート信号が第4図d〜hに示すよう
に順次時間長が変化されると、各ゲート信号によ
つて4、5、5、6、6、6、個のパルス信号が
演算回路12に加えられ、各ゲート信号毎のパル
ス信号をカウントして平均値を求めると、パルス
信号数は「4.3」となる。
次TG/10だけ長くしたことによる測定誤差の減
少を説明する為のものであり、同図aのビート信
号(周期はTG/4)により同図bのパルス信号
が得られ、同図cのゲート信号がゲート信号発生
回路6から発生されたとすると、時間TGのゲー
ト信号により4個のパルス信号が演算回路12に
加えられることになる。タイミング制御回路5か
らのタイミング信号の位相が順次シフトされるこ
とにより、ゲート信号が第4図d〜hに示すよう
に順次時間長が変化されると、各ゲート信号によ
つて4、5、5、6、6、6、個のパルス信号が
演算回路12に加えられ、各ゲート信号毎のパル
ス信号をカウントして平均値を求めると、パルス
信号数は「4.3」となる。
又は第4図iに示すビート信号が得られた場合
は、同図iに示すパルス信号が形成され、同図c
〜hに示すゲート信号によつて、演算回路12に
は、4、4、4、5、5、5のパルス信号数が加
えられ、6回のゲート信号によつてカウント内容
の平均値を求めた場合は「3.6」となる。この場
合、第4図iに示すビート信号の周波数は第4図
aに示すビート信号周波数の0.8倍であるから、
カウント内容の平均値は「3.2」になれば良いこ
とになるが、第4図cに示す時間幅のゲート信号
のみを用いた場合、カウント内容の平均値は
「4」となり、誤差が大きくなる。しかし、前述
の如くゲート信号の時間幅を変えることにより、
カウント内容の平均値は「3.2」に近づくことに
なつて、距離測定値の誤差が小さくなる。
は、同図iに示すパルス信号が形成され、同図c
〜hに示すゲート信号によつて、演算回路12に
は、4、4、4、5、5、5のパルス信号数が加
えられ、6回のゲート信号によつてカウント内容
の平均値を求めた場合は「3.6」となる。この場
合、第4図iに示すビート信号の周波数は第4図
aに示すビート信号周波数の0.8倍であるから、
カウント内容の平均値は「3.2」になれば良いこ
とになるが、第4図cに示す時間幅のゲート信号
のみを用いた場合、カウント内容の平均値は
「4」となり、誤差が大きくなる。しかし、前述
の如くゲート信号の時間幅を変えることにより、
カウント内容の平均値は「3.2」に近づくことに
なつて、距離測定値の誤差が小さくなる。
又第4図kに示すビート信号が得られた場合
は、第4図に示すパルス信号が形成され、第4
図aに示すビート信号の周波数の1.33倍の周波数
であるから、正確にはカウント内容の平均値は
「5.3」になれば良いことになり、第4図c〜hに
示すゲート信号の場合のパルス信号数は6、6、
7、7、8、8、となるから、カウント内容の平
均値は「5・6」となる。しかし、第4図cに示
す位相のゲート信号のみを用いた場合は、カウン
ト内容の平均値は「6」となり、誤差が大きくな
る。
は、第4図に示すパルス信号が形成され、第4
図aに示すビート信号の周波数の1.33倍の周波数
であるから、正確にはカウント内容の平均値は
「5.3」になれば良いことになり、第4図c〜hに
示すゲート信号の場合のパルス信号数は6、6、
7、7、8、8、となるから、カウント内容の平
均値は「5・6」となる。しかし、第4図cに示
す位相のゲート信号のみを用いた場合は、カウン
ト内容の平均値は「6」となり、誤差が大きくな
る。
以上説明したように、本発明は、ビート信号を
パルス信号に変換して、ゲート回路11を制御す
るゲート信号fの時間長を変化させるゲート信号
発生回路6等の手段と、ゲート回路11を介した
パルス信号をカウントし、平均値を求めて距離測
定値を演算する演算回路12等の手段とを備えて
いるもので、送信信号の変調周期毎のビート信号
のカウント内容の平均値により距離測定値の誤差
を1パルス分以下の小さい値又は零にすることが
できる。なお送信信号の変調は第3図aに示す鋸
歯状波以外の例えば第1図に示す三角波とするこ
とも勿論可能であり、この場合は、アツプスイー
プ期間とダウンスイープ期間とを対にしてゲート
制御すれば良いことになる。又本発明は前述の実
施例にのみ限定されるものでなく、種々付加変更
し得るものである。
パルス信号に変換して、ゲート回路11を制御す
るゲート信号fの時間長を変化させるゲート信号
発生回路6等の手段と、ゲート回路11を介した
パルス信号をカウントし、平均値を求めて距離測
定値を演算する演算回路12等の手段とを備えて
いるもので、送信信号の変調周期毎のビート信号
のカウント内容の平均値により距離測定値の誤差
を1パルス分以下の小さい値又は零にすることが
できる。なお送信信号の変調は第3図aに示す鋸
歯状波以外の例えば第1図に示す三角波とするこ
とも勿論可能であり、この場合は、アツプスイー
プ期間とダウンスイープ期間とを対にしてゲート
制御すれば良いことになる。又本発明は前述の実
施例にのみ限定されるものでなく、種々付加変更
し得るものである。
第1図は送信信号、受信信号及びビート信号の
説明図、第2図は本発明の実施例のブロツク線
図、第3図は動作説明図、第4図はゲート信号の
時間幅を順次変化させた場合の動作説明図であ
る。 1は送信アンテナ、2は送信回路、3は変調回
路、4は同期信号発生回路、5はタイミング制御
回路、6はゲート信号発生回路、7は受信アンテ
ナ、8はミキサ、9はバンドパスフイルタ、10
はパルス形成回路、11はゲート回路、12は演
算回路、13は表示回路である。
説明図、第2図は本発明の実施例のブロツク線
図、第3図は動作説明図、第4図はゲート信号の
時間幅を順次変化させた場合の動作説明図であ
る。 1は送信アンテナ、2は送信回路、3は変調回
路、4は同期信号発生回路、5はタイミング制御
回路、6はゲート信号発生回路、7は受信アンテ
ナ、8はミキサ、9はバンドパスフイルタ、10
はパルス形成回路、11はゲート回路、12は演
算回路、13は表示回路である。
Claims (1)
- 1 送信信号の一部と受信信号とをミキシングし
てビート信号を形成し、該ビート信号をパルス化
してカウントすることにより距離測定をおこなう
FM−CWレーダに於いて、前記ビート信号をパ
ルス化したパルス信号を加えるゲート回路と、該
ゲート回路を開けるゲート信号の時間長を変化さ
せるゲート信号発生手段と、前記ゲート回路を介
した前記パルス信号のカウント内容の平均値を求
め、該平均値により距離測定値を演算する演算手
段とを備えたことを特徴とするFM−CWレーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171254A JPS5872078A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | Fm―cwレーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171254A JPS5872078A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | Fm―cwレーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5872078A JPS5872078A (ja) | 1983-04-28 |
| JPH0124276B2 true JPH0124276B2 (ja) | 1989-05-10 |
Family
ID=15919907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56171254A Granted JPS5872078A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | Fm―cwレーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5872078A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3525425B2 (ja) * | 1997-10-31 | 2004-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | Fm−cwレーダ |
| JP2011080789A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 微小移動検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6049868B2 (ja) * | 1977-04-11 | 1985-11-05 | 住友重機械工業株式会社 | 繰返し信号の周波数測定方法 |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP56171254A patent/JPS5872078A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5872078A (ja) | 1983-04-28 |
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