JP2017173178A - Fm−cwレーダ装置およびfm−cwレーダ方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、fRは距離周波数、fVは速度周波数である。式(1)の+符号は、送信信号の周波数が降下する区間に得られるダウンビート信号の周波数(ダウンビート周波数fBD)であり、−符号は、上昇する区間に得られるアップビート信号の周波数(アップビート周波数fBU)である。アップビート信号のスペクトラムを図10(a)に、ダウンビート信号のスペクトラムを図10(b)に示す。fBD、fBUは、式(2)、式(3)で、fR、fVは式(4)、式(5)で表される。
fBU=fR−fV・・・・・・・・・式(3)
fR=4・Δf・R・fm/C・・・式(4)
fV=2・f0・V/C・・・・・・式(5)
ここで、Cは電波伝播速度、Rは目標の距離、Vは目標の相対速度である。式(1)〜式(5)により、距離Rおよび相対速度Vは、式(6)、式(7)となる。
V=(fBD−fBU)・C/(4・f0)・・・・・式(7)
すなわち、周波数上昇/下降区間毎のビート周波数fBUとfBDをそれぞれ計測し、その和と差を計算することで、目標距離と相対速度を求めることができる。
本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態に係るFM−CWレーダ装置のブロック構成図を図1に示す。図1において、FM−CWレーダ装置1は、空中線10、信号生成手段20、信号処理手段30、記憶手段40、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)処理手段50、平均化処理手段60、判定手段70、目標検知手段80および減算処理手段90を備える。
第2の実施形態について説明する。本実施形態に係るFM−CWレーダ装置のブロック図を図2に示す。図2に示すように、FM−CWレーダ装置100は、空中線200、信号生成回路300、信号処理回路400、FFT処理回路500、固定物判定回路600、固定物除去回路700および目標検知回路800を備える。
第3の実施形態について説明する。本実施形態に係るFM−CWレーダ装置のブロック構成図を図5に示す。図5に示すように、FM−CWレーダ装置100Cは、空中線200、信号生成回路300、信号処理回路400、FFT処理回路500C、固定物判定回路600、固定物除去回路700および目標検知回路800を備える。ここで、空中線200、信号生成回路300および信号処理回路400は、第2の実施形態で説明した図2のそれらと同様であるため、詳細な説明を省略する。以下、第2の実施形態に係る図2のFM−CWレーダ装置100と異なる点を中心に説明する。
第4の実施形態について説明する。上述した図2、図4、図5および図7のしきい値判定器620はいずれも、固定物のビート信号が含まれていると判定した場合、しきい値TH1より大きいビート周波数におけるアップビート信号およびダウンビート信号をスペクトラム対から抽出して固定物除去回路700へ出力した。しかしながら、固定物からの反射信号が多い環境では、多数の固定物のビート信号が同時に検出される。この場合、固定物のビート信号同士が干渉し、ビート周波数の推定精度が低下することがある。
10 空中線
20 信号生成手段
30 信号処理手段
40 記憶手段
50 FFT処理手段
60 平均化処理手段
70 判定手段
80 目標検知手段
90 減算処理手段
100 FM−CWレーダ装置
200 空中線
300 信号生成回路
310 三角波発生器
320 電圧制御発振器
330 方向性結合器
340 ミキサ
400 信号処理回路
410 LPF
420 ADC
430 データ抽出器
500 FFT処理回路
510 第1メモリ
520 FFT処理器
530 第2メモリ
540 第3メモリ
550 第4メモリ
560 第5メモリ
570 第6メモリ
580 回数判定器
600 固定物判定回路
610 平均処理器
620 しきい値判定器
700 固定物除去回路
710 逆FFT処理器
720 減算処理器
800 目標検知回路
810 周波数検出器
820 距離・速度検出器
Claims (9)
- 三角波により周波数変調された送信信号に係る送信波を照射すると共に、前記送信波が目標において反射された反射波を受信信号として受信する空中線と、
前記送信信号を順次生成して前記空中線へ出力すると共に、前記受信信号が入力する毎に前記生成した送信信号と前記受信された受信信号とを混合して混合信号を順次出力する信号生成手段と、
前記出力された混合信号からアップ変調に対応するタイミングのアップビート受信信号とダウン変調に対応するタイミングのダウンビート受信信号とを抽出し、受信信号対として順次出力する信号処理手段と、
前記出力された受信信号対を、識別可能に順次記憶する記憶手段と、
前記受信信号対を前記記憶手段から順次読み出し、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)処理してスペクトラム対を平均化処理手段へ出力するFFT処理手段と、
所定数のスペクトラム対が入力された時、それらを平均化処理して平均スペクトラム対を算出すると共に、着目する一つのスペクトラム対を選択し、算出した平均スペクトラム対および選択されたスペクトラム対を出力する平均化処理手段と、
前記出力された平均スペクトラム対に、第1閾値より大きい振幅を有するアップビート信号およびダウンビート信号が含まれているか否か判定し、含まれていない場合は前記選択されたスペクトラム対を目標検知手段へ出力し、含まれている場合は前記含まれているアップビート信号およびダウンビート信号をアップ固定物ビート信号およびダウン固定物ビート信号として減算処理手段へ出力する判定手段と、
前記アップ固定物ビート信号およびダウン固定物ビート信号が入力された場合、前記選択されたスペクトラム対に対応する受信信号対を前記記憶手段から読み出し、前記入力されたアップ固定物ビート信号およびダウン固定物ビート信号を逆FFT処理して読み出した受信信号対からそれぞれ減算し、受信信号対として前記FFT処理手段へ出力する減算処理手段と、
入力されたスペクトラム対から、目標からの反射信号を抽出する目標検知手段と、
を備え、
前記FFT処理手段は、前記減算処理手段から受信信号対が入力した場合、入力された受信信号対をFFT処理してスペクトラム対を前記目標検知手段へ出力する、
ことを特徴とするFM−CWレーダ装置。 - 前記目標検知手段は、前記第1閾値より小さな第2閾値より大きい振幅を有するアップビート信号およびダウンビート信号を、前記目標からの反射信号として抽出する、請求項1に記載のFM−CWレーダ装置。
- 前記判定手段は、前記出力された平均スペクトラム対に第1閾値より大きい振幅を有するアップビート信号およびダウンビート信号が含まれている場合さらに、前記含まれているアップビート信号およびダウンビート信号の差分を取得し、取得した差分の絶対値が第3閾値より大きいか否か判定し、第3閾値以下の場合は前記アップ固定物ビート信号およびダウン固定物ビート信号を演算して前記減算処理手段へ出力し、第3閾値より大きい場合は前記選択されたスペクトラム対を前記目標検知手段へ出力する、ことを特徴とする請求項1または2に記載のFM−CWレーダ装置。
- 前記減算処理手段は、前記選択されたスペクトラム対に対応する位相を取得し、取得した位相を用いて前記入力されたアップ固定物ビート信号およびダウン固定物ビート信号を逆FFT処理する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のFM−CWレーダ装置。
- 前記判定手段は、第1閾値より大きい振幅を有するアップビート信号およびダウンビート信号が複数含まれている場合、最大振幅を有するアップビート信号およびダウンビート信号を未処理フラグと共に減算処理手段へ出力し、
前記FFT処理手段は、前記減算処理手段から受信信号対と共に未処理フラグが入力した場合、FFT処理したスペクトラム対を前記平均化処理手段へ出力する、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のFM−CWレーダ装置。 - 前記FFT処理手段は、未処理フラグの入力回数をカウントするカウンタを備え、入力回数が所定数に達した場合、FFT処理したスペクトラム対を前記目標検知手段へ出力する、請求項5に記載のFM−CWレーダ装置。
- 前記信号生成手段は、
三角波の変調信号を生成する三角波発生器と、
生成された三角波を用いて所定の周波数のCW信号を変調し、送信信号を方向性結合器およびミキサへ出力する電圧制御発振器と、
入力された送信信号を前記空中線へ出力すると共に、前記空中線から入力された受信信号をミキサへ出力する方向性結合器と、
入力された受信信号および送信信号を混合し、混合信号を順次出力するミキサと、
を備える、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のFM−CWレーダ装置。 - 前記信号処理手段は、
入力された前記混合信号から高周波成分を除去し、送信信号と受信信号のビート信号を抽出するローパスフィルタと、
抽出された前記送信信号と受信信号のビート信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器と、
ディジタル変換された前記送信信号と受信信号のビート信号から受信信号対を抽出して順次出力するデータ抽出器と、
を備える、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載のFM−CWレーダ装置。 - 三角波により周波数変調された送信信号に係る送信波を照射すると共に、前記送信波が目標において反射された反射波を受信信号として受信する空中線を用いたFM−CWレーダ方法であって、
前記送信信号を順次生成して前記空中線へ出力すると共に、前記受信信号が入力する毎に前記生成した送信信号と前記受信された受信信号とを混合して混合信号を順次出力し、
前記出力された混合信号からアップ変調に対応するタイミングのアップビート受信信号とダウン変調に対応するタイミングのダウンビート受信信号とを抽出し、受信信号対として順次出力し、
前記出力された受信信号対を、順次FFT処理してスペクトラム対を出力し、
出力された所定数のスペクトラム対を平均化処理して平均スペクトラム対を算出すると共に、着目する一つのスペクトラム対を選択し、
前記算出された平均スペクトラム対に、第1閾値より大きい振幅を有するアップビート信号およびダウンビート信号が含まれているか否か判定し、
含まれていない場合は、前記選択されたスペクトラム対から目標検知し、
含まれている場合は、前記含まれているアップビート信号およびダウンビート信号をアップ固定物ビート信号およびダウン固定物ビート信号を逆FFT処理すると共に前記選択されたスペクトラム対に対応する受信信号対から減算してFFT処理し、該FFT処理したスペクトラム対から目標検知する、
空中線を用いたFM−CWレーダ方法。
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---|---|---|---|---|
CN111602067A (zh) * | 2018-01-17 | 2020-08-28 | 三菱电机株式会社 | 雷达装置和异常判定程序 |
CN112946618A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 北京清雷科技有限公司 | 室内人员的定位方法及装置、***、家电设备 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06214017A (ja) * | 1993-01-19 | 1994-08-05 | Toyota Motor Corp | 周波数変調レーダ装置 |
JPH11258341A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Nec Corp | 地中探査レーダ装置及び方法 |
JP2003139847A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Fujitsu Ltd | 通信処理装置 |
JP2003202373A (ja) * | 2002-01-07 | 2003-07-18 | Omron Corp | 移動物体検知装置および移動物体検知方法 |
JP2007003476A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Nissan Motor Co Ltd | 物体検出装置及び物体検出方法 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06214017A (ja) * | 1993-01-19 | 1994-08-05 | Toyota Motor Corp | 周波数変調レーダ装置 |
JPH11258341A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Nec Corp | 地中探査レーダ装置及び方法 |
JP2003139847A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Fujitsu Ltd | 通信処理装置 |
JP2003202373A (ja) * | 2002-01-07 | 2003-07-18 | Omron Corp | 移動物体検知装置および移動物体検知方法 |
JP2007003476A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Nissan Motor Co Ltd | 物体検出装置及び物体検出方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111602067A (zh) * | 2018-01-17 | 2020-08-28 | 三菱电机株式会社 | 雷达装置和异常判定程序 |
CN111602067B (zh) * | 2018-01-17 | 2023-04-28 | 三菱电机株式会社 | 雷达装置和记录有异常判定程序的计算机能读取的记录介质 |
CN112946618A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 北京清雷科技有限公司 | 室内人员的定位方法及装置、***、家电设备 |
CN112946618B (zh) * | 2021-01-26 | 2023-02-17 | 北京清雷科技有限公司 | 室内人员的定位方法及装置、***、家电设备 |
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