JP2003066140A - レーダ - Google Patents
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- JP2003066140A JP2003066140A JP2001257928A JP2001257928A JP2003066140A JP 2003066140 A JP2003066140 A JP 2003066140A JP 2001257928 A JP2001257928 A JP 2001257928A JP 2001257928 A JP2001257928 A JP 2001257928A JP 2003066140 A JP2003066140 A JP 2003066140A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ビームの走査範囲を狭くすることなく、必要
な探知精度を実質的に高めたレーダを構成する。 【解決手段】 ビーム方位の走査時における往路で、−
１０度から＋１０度まで１度毎に１ｍｓ静止して信号の
取り込みを行い、復路ではビーム方位０度で７ｍｓ静止
して信号の取り込みを行う。そして、取り込み時間が長
いほど探知精度が高くなる処理を行う信号処理手段で信
号処理を行うことによって、往路で広範囲に亘る探知を
行い、復路で重要な方位について高精度な探知を行う。
な探知精度を実質的に高めたレーダを構成する。 【解決手段】 ビーム方位の走査時における往路で、−
１０度から＋１０度まで１度毎に１ｍｓ静止して信号の
取り込みを行い、復路ではビーム方位０度で７ｍｓ静止
して信号の取り込みを行う。そして、取り込み時間が長
いほど探知精度が高くなる処理を行う信号処理手段で信
号処理を行うことによって、往路で広範囲に亘る探知を
行い、復路で重要な方位について高精度な探知を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ミリ波帯電波な
どの探知信号を送受信して物標の相対位置または相対速
度を探知するレーダに関するものである。
どの探知信号を送受信して物標の相対位置または相対速
度を探知するレーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばミリ波を用いた車載用レー
ダは、車両の前方または後方に対して指向性の鋭いレー
ダビームを送波し、前方または後方を走行する車両など
の物標からの反射波を受波し、その送受波信号の時間の
遅れや周波数差などから物標までの距離や自車両との相
対速度を検出するようにしている。このようなミリ波レ
ーダにおいては、探知すべき角度範囲が狭い場合には、
固定された方向に送受波ビームを形成すればよいが、探
知すべき角度範囲が広い場合や、角度方向の分解能を低
下させることなく、しかも高利得を維持するためには、
送受波ビームの指向性を鋭くしたまま、その方向を変化
させる（以下ビームの走査という。）必要が生じる。
ダは、車両の前方または後方に対して指向性の鋭いレー
ダビームを送波し、前方または後方を走行する車両など
の物標からの反射波を受波し、その送受波信号の時間の
遅れや周波数差などから物標までの距離や自車両との相
対速度を検出するようにしている。このようなミリ波レ
ーダにおいては、探知すべき角度範囲が狭い場合には、
固定された方向に送受波ビームを形成すればよいが、探
知すべき角度範囲が広い場合や、角度方向の分解能を低
下させることなく、しかも高利得を維持するためには、
送受波ビームの指向性を鋭くしたまま、その方向を変化
させる（以下ビームの走査という。）必要が生じる。
【０００３】例えば、車両が一定間隔で走行している際
に、左または右の走行レーンから自車の走行レーンの前
方へ他の車両が急に進入してくるような場合に対応でき
るように、ビームの走査範囲を左右の走行レーンまで広
げる必要がある。一方、例えば自車が高速道路を高速走
行中に前方車両が中速または低速で走行している時や、
事故停滞、料金所、信号などで前方車両に急接近する場
合に備えるには、ビームの走査速度を速める必要があ
る。
に、左または右の走行レーンから自車の走行レーンの前
方へ他の車両が急に進入してくるような場合に対応でき
るように、ビームの走査範囲を左右の走行レーンまで広
げる必要がある。一方、例えば自車が高速道路を高速走
行中に前方車両が中速または低速で走行している時や、
事故停滞、料金所、信号などで前方車両に急接近する場
合に備えるには、ビームの走査速度を速める必要があ
る。
【０００４】したがって、ビーム走査範囲は広くし、ビ
ームの走査速度は速くすることが要求される。しかし、
信号処理の能力から自ずとそれらは制限される。すなわ
ち、ビームの走査範囲を広げたり、ビームの走査速度を
速めたりすると、単位角度当たりの信号取り込み時間が
短くなって、相対速度の探知分解能が低くなる。
ームの走査速度は速くすることが要求される。しかし、
信号処理の能力から自ずとそれらは制限される。すなわ
ち、ビームの走査範囲を広げたり、ビームの走査速度を
速めたりすると、単位角度当たりの信号取り込み時間が
短くなって、相対速度の探知分解能が低くなる。
【０００５】そこで特開平１１−２８１７３５では、ビ
ームの方位をステップ角度ごとに変化させ、所定の角度
範囲におけるステップ角度ごとの信号取り込み時間を変
えることによって、ビームの走査範囲および走査速度と
探知精度を両立させたものが示されている。
ームの方位をステップ角度ごとに変化させ、所定の角度
範囲におけるステップ角度ごとの信号取り込み時間を変
えることによって、ビームの走査範囲および走査速度と
探知精度を両立させたものが示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
示されている装置では、ビーム方位の所定角度範囲での
分解能を高めるために取り込み時間を長くすると、他の
角度範囲での信号の取り込み時間が短くなって、その角
度範囲での探知精度（相対速度の分解能）が犠牲になら
ざるを得なかった。また、走査範囲全体に探知精度を高
めるためには、その走査範囲を狭める必要があった。
示されている装置では、ビーム方位の所定角度範囲での
分解能を高めるために取り込み時間を長くすると、他の
角度範囲での信号の取り込み時間が短くなって、その角
度範囲での探知精度（相対速度の分解能）が犠牲になら
ざるを得なかった。また、走査範囲全体に探知精度を高
めるためには、その走査範囲を狭める必要があった。
【０００７】この発明の目的は、ビームの走査範囲を狭
くすることなく、必要な探知精度を実質的に高めたレー
ダを提供することにある。
くすることなく、必要な探知精度を実質的に高めたレー
ダを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、探知信号の
ビーム方位をステップ角度変化毎に、または連続して、
所定角度範囲に亘って走査するとともに、探知信号を送
受信して、物標の相対位置または相対速度を探知するレ
ーダにおいて、ビーム方位の走査時における、ステップ
角度変化毎に受信した、またはビーム方位の所定角度変
化分に亘って受信した、探知信号を取り込み、取込時間
が長いほど探知精度が高くなる処理を行う信号処理手段
と、ビーム方位の走査時における往路と復路で、前記ス
テップ角度変化における同一方位を保つ時間、または前
記ビーム方位の角度変化速度、を異ならせるビーム走査
制御手段とを設ける。この構成により、ビーム方位の走
査時における往路と復路で、探知精度の異なった探知を
行う。
ビーム方位をステップ角度変化毎に、または連続して、
所定角度範囲に亘って走査するとともに、探知信号を送
受信して、物標の相対位置または相対速度を探知するレ
ーダにおいて、ビーム方位の走査時における、ステップ
角度変化毎に受信した、またはビーム方位の所定角度変
化分に亘って受信した、探知信号を取り込み、取込時間
が長いほど探知精度が高くなる処理を行う信号処理手段
と、ビーム方位の走査時における往路と復路で、前記ス
テップ角度変化における同一方位を保つ時間、または前
記ビーム方位の角度変化速度、を異ならせるビーム走査
制御手段とを設ける。この構成により、ビーム方位の走
査時における往路と復路で、探知精度の異なった探知を
行う。
【０００９】また、この発明は、前記往路と復路のうち
一方で広角度範囲について探知を行い、他方で少ないス
テップ数の方位について高精度な探知を行う。
一方で広角度範囲について探知を行い、他方で少ないス
テップ数の方位について高精度な探知を行う。
【００１０】また、この発明は、前記少ないステップ数
の方位には、走査範囲の略中央を含むものとする。これ
により、少なくとも走査範囲の略中央を高精度に探知す
る。
の方位には、走査範囲の略中央を含むものとする。これ
により、少なくとも走査範囲の略中央を高精度に探知す
る。
【００１１】また、この発明は、前記少ないステップ数
の方位には、前記広角度範囲についての探知により検出
した物標の方位を含むものとする。これにより、広角度
範囲の探知と、実際に物標の存在する方位の高精度な探
知とを両立させる。
の方位には、前記広角度範囲についての探知により検出
した物標の方位を含むものとする。これにより、広角度
範囲の探知と、実際に物標の存在する方位の高精度な探
知とを両立させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明の実施形態に係るレーダ
の構成をブロック図として図１に示す。図１において、
１はＲＦブロック、２は信号処理ブロックである。ＲＦ
ブロック１は、レーダ測定用の電波を送受信し、送信波
と受信波とのビート信号を信号処理ブロック２へ出力す
る。信号処理ブロック２の変調カウンタ１１は、結果的
にＤＡコンバータ１０から三角波信号を発生させるため
のカウントを行い、その値をＤＡコンバータ１０へ出力
する。ＤＡコンバータ１０は、それをアナログ電圧信号
に変換してＲＦブロック１のＶＣＯ（電圧制御発振器）
８へ与える。これにより送信波をＦＭ変調する。すなわ
ち、ＶＣＯ８の発振信号はアイソレータ７、カプラ６、
サーキュレータ５を介して１次放射器４へ供給される。
この１次放射器４は、誘電体レンズ３の焦点面または焦
点面付近にあって、誘電体レンズ３は、１次放射器４か
ら放射されるミリ波信号を鋭いビームとして送信する。
物標（車両など）からの反射波が誘電体レンズ３を介し
１次放射器４へ入射されると、受信信号がサーキュレー
タ５を介してミキサ９へ導かれる。ミキサ９には、この
受信信号とカプラ６からの送信信号の一部であるローカ
ル信号とを入力して、その周波数差の信号に相当するビ
ート信号を中間周波信号として信号処理ブロック２のＡ
Ｄコンバータ１２へ出力する。ＡＤコンバータ１２は、
これをデジタルデータに変換する。ＤＳＰ（デジタル信
号処理装置）１３は、ＡＤコンバータ１２から入力した
データ列をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理して、後述
するように物標の相対距離および相対速度を算出し、こ
れらを出力回路１５を介してホスト装置へ出力する。こ
のＤＳＰ１３が本発明に係る「信号処理手段」に相当す
る。
の構成をブロック図として図１に示す。図１において、
１はＲＦブロック、２は信号処理ブロックである。ＲＦ
ブロック１は、レーダ測定用の電波を送受信し、送信波
と受信波とのビート信号を信号処理ブロック２へ出力す
る。信号処理ブロック２の変調カウンタ１１は、結果的
にＤＡコンバータ１０から三角波信号を発生させるため
のカウントを行い、その値をＤＡコンバータ１０へ出力
する。ＤＡコンバータ１０は、それをアナログ電圧信号
に変換してＲＦブロック１のＶＣＯ（電圧制御発振器）
８へ与える。これにより送信波をＦＭ変調する。すなわ
ち、ＶＣＯ８の発振信号はアイソレータ７、カプラ６、
サーキュレータ５を介して１次放射器４へ供給される。
この１次放射器４は、誘電体レンズ３の焦点面または焦
点面付近にあって、誘電体レンズ３は、１次放射器４か
ら放射されるミリ波信号を鋭いビームとして送信する。
物標（車両など）からの反射波が誘電体レンズ３を介し
１次放射器４へ入射されると、受信信号がサーキュレー
タ５を介してミキサ９へ導かれる。ミキサ９には、この
受信信号とカプラ６からの送信信号の一部であるローカ
ル信号とを入力して、その周波数差の信号に相当するビ
ート信号を中間周波信号として信号処理ブロック２のＡ
Ｄコンバータ１２へ出力する。ＡＤコンバータ１２は、
これをデジタルデータに変換する。ＤＳＰ（デジタル信
号処理装置）１３は、ＡＤコンバータ１２から入力した
データ列をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理して、後述
するように物標の相対距離および相対速度を算出し、こ
れらを出力回路１５を介してホスト装置へ出力する。こ
のＤＳＰ１３が本発明に係る「信号処理手段」に相当す
る。
【００１３】ＲＦブロック１内の１６で示す部分は、１
次放射器４を誘電体レンズ３の焦点面またはそれに平行
な面内を平行移動させるスキャンユニットである。この
１次放射器４が設けられている可動部と固定部側との間
に０ｄＢカプラを構成している。Ｍで示す部分は、その
駆動用モータを示している。このモータによって、例え
ば１００ｍｓ周期で−１０度から＋１０度の範囲をビー
ム走査する。信号処理ブロック２内の１４は、変調カウ
ンタ１１およびスキャンユニット１６を制御するマイク
ロプロセッサである。このマイクロプロセッサ１４は、
スキャンユニット１６に対してビーム方位を所定角度に
向けるとともに、その静止時間内に上り区間と下り区間
の一山分の三角波でＶＣＯ８を変調するように、カウン
ト周期を定める。このマイクロプロセッサ１４が本発明
に係る「ビーム走査制御手段」に相当する。
次放射器４を誘電体レンズ３の焦点面またはそれに平行
な面内を平行移動させるスキャンユニットである。この
１次放射器４が設けられている可動部と固定部側との間
に０ｄＢカプラを構成している。Ｍで示す部分は、その
駆動用モータを示している。このモータによって、例え
ば１００ｍｓ周期で−１０度から＋１０度の範囲をビー
ム走査する。信号処理ブロック２内の１４は、変調カウ
ンタ１１およびスキャンユニット１６を制御するマイク
ロプロセッサである。このマイクロプロセッサ１４は、
スキャンユニット１６に対してビーム方位を所定角度に
向けるとともに、その静止時間内に上り区間と下り区間
の一山分の三角波でＶＣＯ８を変調するように、カウン
ト周期を定める。このマイクロプロセッサ１４が本発明
に係る「ビーム走査制御手段」に相当する。
【００１４】図１に示したレーダを用いて、ＦＭＣＷ
（周波数変調連続波）方式で探知を行う際の探知動作の
原理を、図２および図３を参照して説明する。図２は、
物標の相対速度が０の時の送受信波形である。ここで縦
軸は上記ビート信号の周波数、横軸は時間である。また
実線で示す三角波は送信信号、破線の三角波は受信信号
のそれぞれの時間経過に伴う周波数変化を示している。
三角波変調された送信波と物標により反射された受信波
との間には、物標までの距離に比例した時間遅れτが生
じる。今、物標までの距離をＲ、大気中の電波の伝搬速
度をＣとすると、 τ＝２Ｒ／Ｃ …(1) となる。この時の送信波の三角波変調周期を１／ｆｍ、
同変調幅をΔＦとすると、送信波と受信波との周波数差
は、変調上り区間（三角波の周波数上昇区間）と変調下
り区間（三角波の周波数下降区間）の何れでも、 ｆｒ＝２ｆｍ・ΔＦ・τ＝４Ｒ・ｆｍ・ΔＦ／Ｃ …(2) となる。
（周波数変調連続波）方式で探知を行う際の探知動作の
原理を、図２および図３を参照して説明する。図２は、
物標の相対速度が０の時の送受信波形である。ここで縦
軸は上記ビート信号の周波数、横軸は時間である。また
実線で示す三角波は送信信号、破線の三角波は受信信号
のそれぞれの時間経過に伴う周波数変化を示している。
三角波変調された送信波と物標により反射された受信波
との間には、物標までの距離に比例した時間遅れτが生
じる。今、物標までの距離をＲ、大気中の電波の伝搬速
度をＣとすると、 τ＝２Ｒ／Ｃ …(1) となる。この時の送信波の三角波変調周期を１／ｆｍ、
同変調幅をΔＦとすると、送信波と受信波との周波数差
は、変調上り区間（三角波の周波数上昇区間）と変調下
り区間（三角波の周波数下降区間）の何れでも、 ｆｒ＝２ｆｍ・ΔＦ・τ＝４Ｒ・ｆｍ・ΔＦ／Ｃ …(2) となる。
【００１５】図２に示した例では、物標の相対速度が０
であるので、ｆ１＝ｆ２＝ｆｒである。
であるので、ｆ１＝ｆ２＝ｆｒである。
【００１６】図３は、物標の相対速度が０でないときの
送受信波形である。この場合、物標の相対速度Ｖによる
ドップラー効果により、受信波は、 ｆｄ＝２Ｖ・ｆ０／Ｃ …(3) だけ周波数がシフトする。ここでｆ０は送信波の中心周
波数である。このため、送信波と受信波との周波数差
は、変調上り区間と変調下り区間とで各々 ｆ１＝ｆｒ−ｆｄ …(4) ｆ２＝ｆｒ＋ｆｄ …(5) となる。従って、ｆｒとｆｄは、 ｆｒ＝（ｆ１＋ｆ２）／２ …(6) ｆｄ＝（ｆ２−ｆ１）／２ …(7) より求められる。（６）（７）と（２）（３）式より、 Ｒ＝Ｃ・（ｆ１＋ｆ２）／（８・ｆｍ・ΔＦ） …(8) Ｖ＝Ｃ・（ｆ２−ｆ１）／（４・ｆ０） …(9) が導かれる。
送受信波形である。この場合、物標の相対速度Ｖによる
ドップラー効果により、受信波は、 ｆｄ＝２Ｖ・ｆ０／Ｃ …(3) だけ周波数がシフトする。ここでｆ０は送信波の中心周
波数である。このため、送信波と受信波との周波数差
は、変調上り区間と変調下り区間とで各々 ｆ１＝ｆｒ−ｆｄ …(4) ｆ２＝ｆｒ＋ｆｄ …(5) となる。従って、ｆｒとｆｄは、 ｆｒ＝（ｆ１＋ｆ２）／２ …(6) ｆｄ＝（ｆ２−ｆ１）／２ …(7) より求められる。（６）（７）と（２）（３）式より、 Ｒ＝Ｃ・（ｆ１＋ｆ２）／（８・ｆｍ・ΔＦ） …(8) Ｖ＝Ｃ・（ｆ２−ｆ１）／（４・ｆ０） …(9) が導かれる。
【００１７】このようにして、ＦＭＣＷ方式のレーダで
は、三角波変調の上り区間と下り区間とで計測されたｆ
１，ｆ２を（８）（９）式に代入することによって、物
標の相対距離Ｒおよび相対速度Ｖを求める。
は、三角波変調の上り区間と下り区間とで計測されたｆ
１，ｆ２を（８）（９）式に代入することによって、物
標の相対距離Ｒおよび相対速度Ｖを求める。
【００１８】ここで、上記ｆ１，ｆ２を検出する周波数
分解能δｆ、距離分解能δＲ、および速度分解能δＶの
関係は（８），（９）式より、次のように表される。
分解能δｆ、距離分解能δＲ、および速度分解能δＶの
関係は（８），（９）式より、次のように表される。
【００１９】δＲ＝Ｃ・２δｆ／（８・ｆｍ・ΔＦ）
ここで、δｆ＝２ｆｍであるため、
δＲ＝Ｃ／（２ΔＦ） …(10)
δＶ＝Ｃ・δｆ／（４・ｆ０） …(11)
例えばｆ０＝７６．５ＧＨｚの場合、１ｋｍ／ｈ（≒
０．２７ｍ／ｓ）の速度分解能を実現するには、（１
１）式にδＶ＝０．２７、Ｃ＝３×１０8 、ｆ０＝７
６．５×１０9 を代入すれば、δｆ＝２７５．４Ｈｚと
なる。すなわち、２７５．４Ｈｚの周波数分解能が要求
される。従って、上記上り区間と下り区間で１／２７
５．４≒３．６ｍｓ以上の計測時間が必要となり、三角
波の周期としては、この２倍の７．２ｍｓが必要とな
る。
０．２７ｍ／ｓ）の速度分解能を実現するには、（１
１）式にδＶ＝０．２７、Ｃ＝３×１０8 、ｆ０＝７
６．５×１０9 を代入すれば、δｆ＝２７５．４Ｈｚと
なる。すなわち、２７５．４Ｈｚの周波数分解能が要求
される。従って、上記上り区間と下り区間で１／２７
５．４≒３．６ｍｓ以上の計測時間が必要となり、三角
波の周期としては、この２倍の７．２ｍｓが必要とな
る。
【００２０】次に、ビーム方位の走査（以下、単に「ビ
ーム走査」という。）の動作について図４および図５を
参照して説明する。図４はビーム方位の時間経過に伴う
ビーム方位の変化について示している。また、図５は、
図４に示したビーム走査の制御を行うための図１に示し
たマイクロプロセッサ１４の処理手順を示すフローチャ
ートである。
ーム走査」という。）の動作について図４および図５を
参照して説明する。図４はビーム方位の時間経過に伴う
ビーム方位の変化について示している。また、図５は、
図４に示したビーム走査の制御を行うための図１に示し
たマイクロプロセッサ１４の処理手順を示すフローチャ
ートである。
【００２１】図４および図５に示すように、ビーム走査
の往路では、１ｍｓの静止と２．５ｍｓの移動を繰り返
しながら、１度刻みで−１０度から＋１０度までのビー
ム走査を行う。その際、図１に示した変調カウンタ１１
は、各々の角度での静止時間に同期した周期１ｍｓの三
角波でＶＣＯ８を変調し、同時に、ＤＳＰ１３により各
々の角度での物標の相対距離および相対速度を算出す
る。
の往路では、１ｍｓの静止と２．５ｍｓの移動を繰り返
しながら、１度刻みで−１０度から＋１０度までのビー
ム走査を行う。その際、図１に示した変調カウンタ１１
は、各々の角度での静止時間に同期した周期１ｍｓの三
角波でＶＣＯ８を変調し、同時に、ＤＳＰ１３により各
々の角度での物標の相対距離および相対速度を算出す
る。
【００２２】往路での変調三角波の周期は１ｍｓ、すな
わち変調三角波の片区間は０．５ｍｓである。ここで、
ΔＦ＝１ＧＨｚとすれば、相対距離の分解能δＲは、
（１０）式にΔＦ＝１ＧＨｚを代入して、 δＲ＝Ｃ／（２ΔＦ） ＝０．１５［ｍ］ となる。
わち変調三角波の片区間は０．５ｍｓである。ここで、
ΔＦ＝１ＧＨｚとすれば、相対距離の分解能δＲは、
（１０）式にΔＦ＝１ＧＨｚを代入して、 δＲ＝Ｃ／（２ΔＦ） ＝０．１５［ｍ］ となる。
【００２３】また、相対速度の分解能δＶについては、
（１１）式にδｆ＝１／０．５ｍｓ＝２０００Ｈｚ、ｆ
０＝７６．５ＧＨｚを代入して、 δＶ＝Ｃ・δｆ／（４・ｆ０） ＝１．９６ｍ／ｓ ≒７ｋｍ／ｈ となる。
（１１）式にδｆ＝１／０．５ｍｓ＝２０００Ｈｚ、ｆ
０＝７６．５ＧＨｚを代入して、 δＶ＝Ｃ・δｆ／（４・ｆ０） ＝１．９６ｍ／ｓ ≒７ｋｍ／ｈ となる。
【００２４】このように、−１０度から＋１０度まで往
路のビーム走査を終了すると、図１に示したスキャンユ
ニット１６の駆動方向を反転し、復路のビーム走査を開
始する。この復路では、図４に示すように、１１ｍｓ高
速移動した後、ビーム方位０度で７ｍｓの間静止し、こ
の間にサンプリングした（取り込んだ）信号についてＤ
ＳＰ１３で処理を行う。その後は再び１１ｍｓ高速移動
して、初期位置である−１０度まで復帰する。
路のビーム走査を終了すると、図１に示したスキャンユ
ニット１６の駆動方向を反転し、復路のビーム走査を開
始する。この復路では、図４に示すように、１１ｍｓ高
速移動した後、ビーム方位０度で７ｍｓの間静止し、こ
の間にサンプリングした（取り込んだ）信号についてＤ
ＳＰ１３で処理を行う。その後は再び１１ｍｓ高速移動
して、初期位置である−１０度まで復帰する。
【００２５】上記復路におけるビーム方位０度での変調
三角波の周期１／ｆｍは７ｍｓであるので、相対速度分
解能は、（１１）式より、δＶ≒１ｋｍ／ｈとなる。こ
れにより、往路のみで探知を行う場合に比べて、復路に
おける０度方向の物標について、相対速度の高精度な探
知が可能となる。
三角波の周期１／ｆｍは７ｍｓであるので、相対速度分
解能は、（１１）式より、δＶ≒１ｋｍ／ｈとなる。こ
れにより、往路のみで探知を行う場合に比べて、復路に
おける０度方向の物標について、相対速度の高精度な探
知が可能となる。
【００２６】次に、第２の実施形態に係るレーダについ
て図６および図７を参照して説明する。図６は、第１の
実施形態において図４で示したものと同様に、ビーム走
査の動作パターンを示す図である。また図７は、そのた
めのマイクロプロセッサの処理手順を示すフローチャー
トである。
て図６および図７を参照して説明する。図６は、第１の
実施形態において図４で示したものと同様に、ビーム走
査の動作パターンを示す図である。また図７は、そのた
めのマイクロプロセッサの処理手順を示すフローチャー
トである。
【００２７】この例では、ビーム走査の往路は、図４に
示したものと同様に、１ｍｓの静止と２．５ｍｓの移動
を繰り返しながら、１度刻みで（ステップ角度１度で）
−１０度から＋１０度までビーム走査を行う。このビー
ム走査により、物標を検出すれば、復路においては、＋
１０度から物標の方位（図６に示す例では＋２度）まで
高速移動した後、７ｍｓの間静止し、往路で検出した物
標の方位について高精度な探知を行い、その後、再び高
速移動し、初期位置の−１０度まで復帰する。
示したものと同様に、１ｍｓの静止と２．５ｍｓの移動
を繰り返しながら、１度刻みで（ステップ角度１度で）
−１０度から＋１０度までビーム走査を行う。このビー
ム走査により、物標を検出すれば、復路においては、＋
１０度から物標の方位（図６に示す例では＋２度）まで
高速移動した後、７ｍｓの間静止し、往路で検出した物
標の方位について高精度な探知を行い、その後、再び高
速移動し、初期位置の−１０度まで復帰する。
【００２８】上記ｆｍ，ΔＦ，ｆ０が上述した値を採る
とき、このようにして、往路で−１０度から＋１０度の
範囲に亘って各ステップ角度毎に、７ｋｍ／ｈの速度分
解能で相対速度を探知し、復路においては、重点的に探
知すべき方位について、１ｋｍ／ｈの速度分解能で相対
速度を探知する。
とき、このようにして、往路で−１０度から＋１０度の
範囲に亘って各ステップ角度毎に、７ｋｍ／ｈの速度分
解能で相対速度を探知し、復路においては、重点的に探
知すべき方位について、１ｋｍ／ｈの速度分解能で相対
速度を探知する。
【００２９】図６において、複数の物標が往路において
検出されれば、そのうち、最も重要な物標を抽出し、復
路において、その物標の方位について高精度な相対速度
の探知を行う。
検出されれば、そのうち、最も重要な物標を抽出し、復
路において、その物標の方位について高精度な相対速度
の探知を行う。
【００３０】この最も重要な物標を抽出するための判定
基準としては次のものが挙げられる。 (1) 自車の前方または自車走行レーンに沿った前方方向
に検出された物標 (2) 最も近距離に検出された物標 (3) 最も受信強度が高い物標 (4) 相対速度が最も０に近い物標 (5)(1)〜(4) をそれぞれ点数化または重み付けして求め
た総合点の高い物標 図８は、第３の実施形態に係るレーダにおけるビーム走
査のパターンを示す図である。図８において往路のパタ
ーンは第１・第２の実施形態の場合と同様である。図４
に示した例では、復路においてビーム方位０度で一旦静
止して、その方向の高精度な探知を行うようにしたが、
図８に示す例では、復路におけるステップ角度を往路に
おけるステップ角度より大きくし、且つ静止時間を長く
している。このことは、図４に示した復路における静止
位置を複数段階に設けたものに等しい。このような走査
パターンにより、往路で−１０度から＋１０度までの広
い角度範囲に亘って探知を行い、復路で例えば中央と左
右の所定方位について高精度な探知を重点的に行うこと
ができる。
基準としては次のものが挙げられる。 (1) 自車の前方または自車走行レーンに沿った前方方向
に検出された物標 (2) 最も近距離に検出された物標 (3) 最も受信強度が高い物標 (4) 相対速度が最も０に近い物標 (5)(1)〜(4) をそれぞれ点数化または重み付けして求め
た総合点の高い物標 図８は、第３の実施形態に係るレーダにおけるビーム走
査のパターンを示す図である。図８において往路のパタ
ーンは第１・第２の実施形態の場合と同様である。図４
に示した例では、復路においてビーム方位０度で一旦静
止して、その方向の高精度な探知を行うようにしたが、
図８に示す例では、復路におけるステップ角度を往路に
おけるステップ角度より大きくし、且つ静止時間を長く
している。このことは、図４に示した復路における静止
位置を複数段階に設けたものに等しい。このような走査
パターンにより、往路で−１０度から＋１０度までの広
い角度範囲に亘って探知を行い、復路で例えば中央と左
右の所定方位について高精度な探知を重点的に行うこと
ができる。
【００３１】図９は、第４の実施形態に係るレーダにお
けるビームの走査パターンを示している。この例では、
往路において−１０度から＋１０度まで、時間経過に伴
いビームの方位を直線的に変化させている。但し、この
場合でも、変調三角波の周期は上述の各実施形態の場合
と同様に、一周期１ｍｓで繰り返して送受信し、その周
期で相対速度および相対距離を算出する。変調三角波の
上り区間と下り区間でのビーム方位の変化が小さく、そ
の影響が測定結果に現れない範囲であれば、このように
スキャンユニットを連続駆動してもよい。
けるビームの走査パターンを示している。この例では、
往路において−１０度から＋１０度まで、時間経過に伴
いビームの方位を直線的に変化させている。但し、この
場合でも、変調三角波の周期は上述の各実施形態の場合
と同様に、一周期１ｍｓで繰り返して送受信し、その周
期で相対速度および相対距離を算出する。変調三角波の
上り区間と下り区間でのビーム方位の変化が小さく、そ
の影響が測定結果に現れない範囲であれば、このように
スキャンユニットを連続駆動してもよい。
【００３２】
【発明の効果】この発明によれば、ビーム方位の走査時
における往路と復路で、探知精度の異なった探知を行え
るため、ビーム方位の往復走査により、同一探知範囲に
ついて探知精度の異なった探知を行えるようになる。そ
のため、目的に応じた探知を高速に行うことができる。
における往路と復路で、探知精度の異なった探知を行え
るため、ビーム方位の往復走査により、同一探知範囲に
ついて探知精度の異なった探知を行えるようになる。そ
のため、目的に応じた探知を高速に行うことができる。
【００３３】また、この発明によれば、ビーム走査の往
路と復路のうち一方で広角度範囲について探知を行い、
他方で少ないステップ数の方位について高精度な探知を
行うことにより、ビームの走査範囲を狭くすることな
く、必要な探知精度を実質的に高めることができる。
路と復路のうち一方で広角度範囲について探知を行い、
他方で少ないステップ数の方位について高精度な探知を
行うことにより、ビームの走査範囲を狭くすることな
く、必要な探知精度を実質的に高めることができる。
【００３４】また、この発明によれば、上記少ないステ
ップ数の方位を、走査範囲の略中央を含むものとするこ
とにより、少なくとも走査範囲の略中央を高精度に探知
することができる。
ップ数の方位を、走査範囲の略中央を含むものとするこ
とにより、少なくとも走査範囲の略中央を高精度に探知
することができる。
【００３５】また、この発明によれば、上記少ないステ
ップ数の方位を、広角度範囲についての探知により検出
した物標の方位を含むものとすることにより、広角度範
囲の探知と、実際に物標の存在する方位の高精度な探知
を両立させることができる。
ップ数の方位を、広角度範囲についての探知により検出
した物標の方位を含むものとすることにより、広角度範
囲の探知と、実際に物標の存在する方位の高精度な探知
を両立させることができる。
【図１】各実施形態に共通のレーダの構成を示すブロッ
ク図
ク図
【図２】同レーダにおける送受信波形の例を示す図
【図３】同レーダにおける送受信波形の他の例を示す図
【図４】第１の実施形態に係るレーダにおけるビーム走
査パターンを示す図
査パターンを示す図
【図５】同パターンでビーム走査を行うためのマイクロ
プロセッサの処理手順を示すフローチャート
プロセッサの処理手順を示すフローチャート
【図６】第２の実施形態に係るレーダにおけるビーム走
査パターンを示す図
査パターンを示す図
【図７】同パターンでビーム走査を行うためのマイクロ
プロセッサの処理手順を示すフローチャート
プロセッサの処理手順を示すフローチャート
【図８】第３の実施形態に係るレーダにおけるビーム走
査パターンを示す図
査パターンを示す図
【図９】第４の実施形態に係るレーダにおけるビーム走
査パターンを示す図
査パターンを示す図
１−ＲＦブロック
２−信号処理ブロック
３−誘電体レンズ
４−１次放射器
５−サーキュレータ
６−カプラ
７−アイソレータ
８−ＶＣＯ
９−ミキサ
１５−出力回路
１６−スキャンユニット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西村 哲
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式
会社村田製作所内
Ｆターム(参考） 5J070 AA14 AB17 AB24 AC02 AC06
AG07 AH35 AK13 AK22 BA01
BF07
Claims (4)
- 【請求項１】 探知信号のビーム方位をステップ角度変
化毎に、または連続して、所定角度範囲に亘って走査す
るとともに、前記探知信号を送受信して、物標の相対位
置または相対速度を探知するレーダにおいて、 前記ビーム方位の走査時における、ステップ角度変化毎
に受信した、または前記ビーム方位の所定角度変化分に
亘って受信した、探知信号を取り込み、取込時間が長い
ほど探知精度が高くなる処理を行う信号処理手段と、前
記ビーム方位の走査時における往路と復路で、前記ステ
ップ角度変化における同一方位を保つ時間、または前記
ビーム方位の角度変化速度を異ならせるビーム走査制御
手段とを備えたレーダ。 - 【請求項２】 前記往路と復路のうち一方で広角度範囲
について探知を行い、他方で少ないステップ数の各方位
について高精度な探知を行うようにした請求項１に記載
のレーダ。 - 【請求項３】 前記少ないステップ数の方位には、走査
範囲の略中央を含む請求項２に記載のレーダ。 - 【請求項４】 前記少ないステップ数の方位には、前記
広角度範囲についての探知により検出した物標の方位を
含む請求項２に記載のレーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257928A JP2003066140A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | レーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257928A JP2003066140A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | レーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003066140A true JP2003066140A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19085527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001257928A Pending JP2003066140A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | レーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003066140A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108700653A (zh) * | 2017-05-31 | 2018-10-23 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种激光雷达的扫描控制方法、装置及设备 |
| US10379209B2 (en) | 2014-09-29 | 2019-08-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Radar device |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001257928A patent/JP2003066140A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10379209B2 (en) | 2014-09-29 | 2019-08-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Radar device |
| CN108700653A (zh) * | 2017-05-31 | 2018-10-23 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种激光雷达的扫描控制方法、装置及设备 |
| WO2018218538A1 (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种激光雷达的扫描控制方法、装置及设备 |
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