JPH02212793A - Ｆｍ―ｃｗレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技−榛」 本発明は、物標との間の距離を測定するＦＭ−ＣＷレー
ダ装置ＦＺに関する。

従−來技術 最近、自動車や重重なとの走行車両にＦＭ−ＣＷレーダ
装置を搭載し７て、他の自動車または障害物などとの間
の距離、相対速度を計測し２なから、自車が危険領域に
入ると運転者に警報ｐ；、、　、７ｇ、えたり、自動ブ
レーキを働かせたりして衝突を未然に防止させるシステ
ムの開発が行なわれている。

そのＦ　１．、Ｘ−ＣＷ　Ｉノータ′装欝の動作原理と
し、では、以］；のと１護〕である。

第２図に示すように、ｉ＆本拳固数ｆ　ｏの信−Ｊ−を
周期′１”ｍにてｆ　Ｏ＋Δｆまで直線状に」−昇させ
、もとのｆ　ｏまで直線状に下降させる＝モ角波に、Ｌ
る変調を行なわ＋ｉ（ｆ　ｍ　＝　１　／　Ｔｍは変謂
周波数、へｆは周波数偏移幅）、その周波数変調さｊま
た（ｔｆす・を送信波］゛−として１ノーダ監視エリア
に向けて発射【１１、その監視エリア内に存在する物標
からの反＋ｊ波Ｒ−・を受信する８ その受信波Ｉζ−を先の送信波’ｒ％ｌど同一・時間軸
で比較すると、電波の往復時間ｔｄに応じて位相がずれ
、そのどきの周波数差ｆｒか物標までの距離に比例する
ことに着目し、で、周波数差ｆｒを測定することにより
物標までの距離を求めるよう１．こＬ７て゛いる。

また、その求められた物標までの距離（ｘ）の時間的変
化（ｄｘ／ｄｊ、）を求めることにより、相対速度をわ
り出すことができる。

従来、この種のＦＭ−ＣＷし゛−ダ装置として、送信信
じ・Ｔｗと受信Ｇａ片Ｒ％ｌとを混合することにより得
られる送、受信信号間の周波数差ｆｒにしたがう４１１
号の周波数を、・＼テロダ、イ〉゛周波数測定の原理に
もとづくスペクトラム分析によって測定するようにし、
たものが同一・出願人によって開発されている（特開昭
５７−２０１８７３号公報参照）。

第４図に従来のスペクトラム分析式ｔこよるＦ　ＭＣ■
・□レーダ装置の構成を示し、ている。

同し１の構成にあって５周波数変調部１において、発振
器３にも（′する基本周波数ｆＯの信号が、変調イ４号
発生回路２からの三角波による変調信号Ｓｍにし、たが
って周波数変調され、その発振器３から出力さ引する周
波数変調された信号が電力分配器４によって分配さ、ｆ
ｌて、その大半がサーキュレータ５に、またその・部が
ミキサ〔３にそれぞれＬｊえられる、サーキュレータ］
５にダ、えられた信号は、アンテナＡＮＴに導かれて自
由空間に電波として発目・すされる、。

そ［７て、物＠０からの反射波がアンテナＡ、　Ｎ　−
ｒによって受信さＪして、その受信信号がサーキュし−
タ５を通し２てミキサ６に与えられ、そこで送信信号と
混合されて、ミキサ６の出力（４号が増幅器７によって
増幅され、その増幅器７から送、受信信号間の周波数差
にしたがう受信周波数ｆｒの信号が得られる。

次いで、受信周波数ｆｒの信号と局部発振器１７からの
局部発振周波数ｆｖの信号とがミキサ１０において混合
され、そのミキサ１０から出力される受信周波数ｆｒど
局部発振周波数ｆνとの差（または和）にしまたがう周
波数ｆｄの信号が増幅器１１を通して帯域フィルタ１２
に与えられる。

そして、帯域フィルタ１２を通過した信号か増幅器１３
を通して検波器１・１に与えられ、その検波された電圧
信号がＡ・［０変換器１５によってデジタルデータに変
換されて、そのデータが演算制御回路（マイクロコンピ
ュータ）９′に読み込まれて内部メモリに格納される。

その際、演算制御回路９′から出される制御借りによっ
てＤ−Ａ変換）！１６を通してＪＪ部発振器１７におけ
る局部発振周波数ｆνを連続的に変えて、ミキサ１０か
ら出力される信号の周波数ｆ　ｄを複数のチャンネル刈
応となるように可変にして、各チャンネルごとに検波器
１・１による検波電圧をＡ−Ｄ変換器１５によってデジ
タルデータ化しては演算制御回路９′の内部メモリに順
次格納していくことにより、スペクトラ１１分析による
データ群を得る。

演算制御回路９′は、そのスペクトラム分布情報から、
受信周波数ｆｒと局部発振周波数ｆｖとが共振して検波
電圧がハイレベル状態になっているチャンネルをわり出
し、そのとき共振状態にある受信周波数ｆｒの値にした
がって物標との間の距離を求める。

しかしてこのような従来のスペクトラム分析式によるＦ
Ｍ−ＣＷレーダ装置では、スペクトラム分析に際し２て
、チャンネル走査を行なわせるためのミキサ１０、増幅
器１１．’ｌ域フィルタＩ２、増幅器１３、検波器１４
、Ｉ〕・Ａ変換器１６および局部発振器１７からなる構
成部分を必要として、全体の構成が複雑になっている。

また従来のものでは、チャンネル走査によるスペクトラ
ム分析の処理速度が帯域フィルタ１２の通過帯域幅に依
存するものとなって、距離分解能を１−けるｆ−めに帯
域フィルタ１：！の通過シ１シ域幅を狭くするほどその
処理速度が遅＜つ・ってし５まう４．１１−的 本発明は以上の点を考慮し、でなされたもので、部用な
構成により、スベク１ヘラ１１分析の処理を迅速に行な
オ〕せることかできるようにしたＦＭ−ＣＷし・−ダ装
置を提供−するものである１構成 本発明はその］］１的達成のため、送、受信信時間の周
波数差にし７たがう信号を、高速フーリエ変換によっ［
スペクトラム分析するように１またことを特徴としてい
る。

以下、添付図面を参照し１て本発明の一実施例について
詳述する。

本発明によるＦ　Ｍ−ＣＷレーダ装置にあっては、第１
図に示すように、三角波による変調信号Ｓｍを発生する
変調信号発生器２および基本周波数ｆＯの信号を変調信
号５Ｉ１１にしたがって周波数変調する発振器３からな
る周波数変調部１ど、その周波数変調さ汎た送信信号を
分配する電力分配器４ど、その電力分配器・１から与え
られする送信信号をアンテナ、八Ｎ’　Ｔ”にダ、えて
電波として発射させ、物標Ｏによって反射されたアンテ
ナＡ、　Ｎ　Ｔからの受信信−号をミキサ（ｊにｌｊ、
えるサーキュレータ５ど、その受信信壮ど電力分配器４
から与えられる送信信号とを混合する前記ミキサ６と、
そのミキサ６の出力（１膚りを増幅する増幅器７と、そ
の増幅器７の出力信す−をデジタル信号に変換するＡ、
　−１１１）変換器８と、そのＡ・Ｄ変換器８から出力
されるデジタル信号タを読み込んで、高速フーリエ変換
によるスペクトラム分析をなして、そのスペクトラム分
析さ第１た複数のチャンネルデータのなかからハイレベ
ル状態にあるデータのチャンネルにしたがって物標Ｏと
の間の距離を求めるとともに、Ａ・■つ変換器８におけ
るデータのサンプリング周期の制御をなす演算制御回路
（マイクロコンピュータ）９どによって構成さ才ｔでい
る。

しかしてこのように構成さ九たものにあっては、第４図
の構成の場合と同様に、増幅器７から送。

受信信号間の周波数差にしたがう受信周波数ｆｒの信号
が得られる。

そ１，５で、その受信周波数ｆｒの信号が、演算制御回
路９からの制御信号によってサンプリング周期が制御さ
れたＡ−Ｄ変換器８において所定の周期でサンプリング
されて、デジタルデータ化される。

その変換された受信周波数ｆｔ〜に関するテジタルデー
タが演算制御回路９に読み込まれて、内部メモリに格納
される、 演算制御回路９は、内部メモリに所定のデータが蓄えら
れると、そのデータを用いて高速フーｒＪ工変換による
スペクトラム分析の処理を実行する。

その際、高速フーリエ変換によるスペクトラム分析によ
って２第３図に示すように、チャンネルＣＨｘ　（Ｘ：
１，２．３１　・・ｌごとに分けられた各スペクトラム
におけるレベルデータの一群によってスベク１へラム分
布情報が得られる。

第３図中、Ｓｒは増幅器７から出力されるアンテナＡ、
　Ｎ　Ｔと物標０との間の距離に比例した受信周波数ｆ
ｔ−ずなわち送信信号ど受信信号とのあいだにおけるビ
ー１−周波数の信号をあられしている。

なお、高速フーリエ変換によるスペクトラム分析どして
は、公知の手法がそのまま用いられる。

そして、演算制御回路９は、スペクトラム分析された複
数のチャンネルデータのなかから、ハイレベル状態とな
っているデータの１つのチャンネル（または物標が複数
ある場合にはハイレベル状態となっているデータの複数
のチャンネル）をわり出して、そのチャンネルにしたが
って物標との間の距離を求める。

具体的には、ハイレベル状態となっているデータのチャ
ンネル対応するスペクトル分析された周波数から共振状
態にある受信周波数ｆｒを知−〕で、物標との間の距離
を求める。

または、スペクトラム分析される複数のチャンネルに番
号（＝ｊけをして、その複数のチャンネルブタのなかか
らハイレベル状態にあるデータのチャンネルの番号Ｎｘ
を知り、Ｆ　Ｍ−ＣＷレーダ装置における物標の最大測
定距離Ｌ　ｍ　、スペクトラム分析さｈ、る総チャンネ
ル数１１から、物標との間の距離Ｌｘを次式にしたがっ
て求めるようにする。

Ｌｘ＝　Ｔ、ｍ／　ｎ　　　　　　　　−（１）なお、
最大測定距離Ｔ、、　ｉｎは、変調信号１−　ｔ；ける
変調周波数、周波数偏移幅などによって決定さイする。

このように本発明によれば、Ｆ　Ｍ−ＣＷレータ本体に
おける物標との間の距離に比例する送、受信信号間の周
波数差にしたがう受信周波数ｆ　ｒを、演算制御回路９
において高速フーリエ変換によるスペク１〜ラム分析に
よって求めるようにし、ているので、従来の帯域フィル
タを用いてスベク１−ラ１１分析を行なわせる場合のよ
うにフィルタ処理のために全体の処理速度が遅くなるよ
うなことがなく、そのスペクトラム分析を高速で行なわ
せることができ、スペク１−ラム分析される総チャンネ
ル数ｎを多くシ、て距離分解能を上げるに際して有利と
なる。

その際、演算制御回路９どしで高速処理用のマイクロコ
ンピュータを用いれば、さらにスペク１〜ラム分析を高
速で行なわせることができるようになる・・ また本発明では、演算制御回路９において高速ツー　リ
エ変換によるスペクトラム分析を演ｐ゛処理によって行
なわぜろようにＬ７ているので、従来のようにスペクト
ラム分析に際してチャンネル走査を行なわせるための構
成部分を何ら必要とせず。

全体の構成が簡単になる。、 動床 以−１６、本発明１、こよるＦＴ４−ＣｖＪレーダ装置
にノろっては、送、受信信号間の周波数差にしたがう信
号を高速フーリエ変換によってスペクトラム分析する手
段と、そのスペクトラム分析された複数のチャンネルデ
ータのなかからハイレベル状態にあるデータのチャンネ
ルにしたか−〕て物標との間の距離を求める手段どをと
るように１１．たもので、簡単な構成により、スペク１
−ラム分析の処理を迅速になし、て、物盟との間の距離
のＩす定を高速で行なわせる二とができるという優第１
た利点を有し２ている。、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＦＭ−ＣＷレーダ装置の一実施例
を示すブロック構成図、第２図はＩ”　Ｍ　−ＣＷレー
ダ装置における送、受信信号の特性図、第３図はＦＭ−
ＣＷレーダ装置における物標との間の距離に比例した受
信周波数ｆｔの信号およびスペクトラム分析されるチャ
ンネルをそ才ｔぞれ示す特性図、第４図は従来のスベ！
、１１−ラｌ＼分析式によるＦＭ−ＣＷレーダ装置を示
すブ［１ツク構成図である。 １・・周波数変調部　２・・・変調（８号発生器　３・
・・発振器　４・・電力分配器　５・・・サーキュレー
タ　６ミキザ　７　増幅器　８　・Ａ・１−）変換器　
９演算制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基本周波数の信号を変調信号にしたがって周波数変
   調させた送信信号と物標からの反射波による受信信号と
   を混合し、それによって得られる送、受信信号間の周波
   数差にしたがう信号の周波数から物標との間の距離を求
   めるようにしたＦＭ−ＣＷレーダ装置において、送、受
   信信号間の周波数差にしたがう信号を高速フーリエ変換
   によってスペクトラム分析する手段と、そのスペクトラ
   ム分析された複数のチャンネルデータのなかからハイレ
   ベル状態にあるデータのチャンネルにしたがって物標と
   の間の距離を求める手段とをとるようにしたことを特徴
   とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。 ２、スペクトラム分析された複数のチャンネルに番号付
   けをして、その複数のチャンネルデータのなかからハイ
   レベル状態にあるデータのチャンネル番号Ｎｘをわり出
   し、最大測定距離Ｌｍ、スペクトラム分析された総チャ
   ンネル数ｎから、物標との間の距離Ｌｘを、Ｌｘ＝Ｌｍ
   ／ｎとして求めるようにしたことを特徴とする前記第１
   項の記載によるＦＭ−ＣＷレーダ装置。