JP4131461B2

JP4131461B2 - レーダ装置

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Publication number: JP4131461B2
Application number: JP2002225493A
Authority: JP
Inventors: 雅三本; 幸一甲斐
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: JP2004069340A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はレーダ装置に関し、特に、たとえば車両等の移動体に搭載されて、観測対象（以下目標と記す）を検知して、その距離や速度を測定するためのレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両等に搭載されるレーダ装置には、“Introduction to Radar Systems”，M. I. SKOLNIK, McGRAW-HILL BOOK COMPANY, INC. (1962) をはじめとして、“RADAR HANDBOOK” M. I. SKOLNIK, McGRAW-HILL BOOK COMPANY, INC. (1970)などに記載されているＦＭＣＷ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｅｄＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ）方式を用いることが多い。
【０００３】
従来のＦＭＣＷ方式のレーダ装置では、一般に時間の経過につれて周波数が高くなる変調期間（アップフェーズ）と時間の経過につれて周波数が低くなる変調期間（ダウンフェーズ）で観測を行うのが一般的である。図５は、このような周波数変調を使用するＦＭＣＷ方式のレーダ装置における各信号の時間に対する周波数を示したものである。このように、変調周波数を増減させることを１サイクルとして、所定の繰り返し周期毎に１サイクル分変調周波数を増減させて、目標の検知を行う。図５は、当該１サイクル分だけを示している。
【０００４】
図５において、図５の上段のグラフの実線で示されているＳｔは送信信号、破線で示されているＳｒは受信信号、図５の下段のグラフのＳｂはビート信号である。なお、送信信号Ｓｔと受信信号Ｓｒとの周波数差が、ビート信号Ｓｂの周波数となる（以下、ビート周波数という。）。このとき、アップフェーズにおけるビート信号Ｓｂのビート周波数Ｕとダウンフェーズにおけるビート信号Ｓｂのビート周波数Ｄは、Ｂ：周波数変調幅、Ｔ：周波数変調時間、ｃ：光速、λ：電波の波長、Ｕ：アップフェーズのビート周波数、Ｄ：ダウンフェーズのビート周波数、ｒ：目標までの相対距離、ｖ：目標の相対速度、としたとき、それぞれ、下記の式（１）及び（２）で表される。
【０００５】
【数１】

【０００６】
これらの関係により目標の距離ｒと速度ｖは、下式（３）及び（４）に示すＵとＤの減算と加算による結果を利用して、式（５）及び（６）から得られる。
【０００７】
【数２】

【０００８】
ただし、現行のレーダ装置では測定可能なビート周波数の範囲が有限であるため、正しい測定結果を得ることが可能な距離と速度の組合せは、上式（１）や上式（２）の関係に基づいてある範囲内（以下では測距・測速度範囲と記す）に制限される。
【０００９】
このような測定範囲を拡大するための従来の技術として、例えば、特開平１０−１４２３２０号公報に開示されているレーダ装置がある。図６はその構成をしめしたものであり、図６において、１０１は制御部、１０２は送信信号を生成する送信信号生成部、１０３は生成された送信信号を分配する分配回路、１０４は送信信号を電波として空中へ放射する送信アンテナ、１０５は放射された送信信号が目標で反射されて戻ってくる反射波を受信信号として受信する受信アンテナ、１０６ａ及び１０６ｂは入力される２以上の信号の周波数和を求めるミクサ、１０７は周波数Ｓｆのシフト信号を生成する発振器、１０８は受信信号の処理を行う信号処理部、１０９は信号処理部１０８の処理結果を用いて、目標の相対距離および速度を演算により求める距離・速度計算部である。また、送信信号生成部１０２の内部において、１０２１は所定の電圧を発生する電圧発生回路、１０２２は発生された電圧の制御を行うＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌａｔｏｒ）である。また、信号処理部１０８の内部において、１０８１はアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（以下、ＡＤＣ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）とする。）、１０８２はＡ／Ｄ変換結果を記憶するメモリ、１０８３はメモリ１０８２内のデータを用いてビート周波数Ｕ及びＤを求める演算回路である。
【００１０】
図６の従来のレーダ装置の動作について説明する。まず、制御部１０１の制御によって、例えば電圧発生回路１０２１とＶＣＯ１０２２で構成される送信信号生成部１０２で図５に示すような送信信号Ｓｔが生成される。ずなわち、電圧発生回路１０２１で所定の電圧が発生され、ＶＣＯ１０２２で当該電圧を制御する。このようにして送信信号生成部１０２により生成された送信信号は、分配回路１０３を介して、一部がミクサ１０６ａへ入力され、残りが送信アンテナ１０４へ入力される。送信アンテナ１０４が、送信信号Ｓｔを電波として空中へ放射して、受信アンテナ１０５が目標で反射した電波を受信して受信信号Ｓｒとする。ミクサ１０６ａは、分配回路１０３から送信信号が入力され、発振器１０７から周波数Ｓｆのシフト信号が入力されて、周波数が両信号の周波数和であるシフト送信信号を生成する。ミクサ１０６ｂは、ミクサ１０６ａからシフト送信信号が入力され、受信アンテナ１０５から受信信号が入力されて、それらの信号の周波数差であるビート信号を生成する。生成されたビート信号は、信号処理部１０８に入力される。
【００１１】
制御部１０１に制御される信号処理部１０８は、図６に示されるように、例えば、ＡＤＣ１０８１や、メモリ１０８２、演算回路１０８３などから構成され、アナログ−ディジタル変換された時系列のビート信号電圧からＦＦＴ（高速フーリア変換：ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）などによって周波数スペクトルを求め、最大ピーク検出を行なうなどして、ビート周波数ＵとＤを得て、距離・速度計算部１０９へ出力する。距離・速度計算部１０９は、ビート周波数ＵとＤから上式（５）及び（６）により距離と速度を計算し結果を出力する。
【００１２】
このとき、ビート周波数ＵとＤは発振器１０７のシフト信号周波数Ｓｆによりシフトされるので、測距・測速度範囲もシフトされる。例えば、Ｓｆ＝０の場合の測距・測速度範囲が図７（ａ）の縦線領域２００であるとして、Ｓｆ＝ｓ１とすると測距・測速度範囲は図７（ｂ）の縦線領域２０１のようにシフトする。従って、Ｓｆ＝０とＳｆ＝ｓ１を繰り返すことで図７（ｃ）の縦線領域２０２のように測距・測速度範囲が拡大される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーダ装置は以上のように構成されており、発振器１０７のシフト信号周波数Ｓｆの値を変化させることで測距・測速度範囲を拡大している。しかしながら、図８に示すように、ビート周波数ＵやＤが、ＦＦＴにおけるサンプリング周波数Ｆｓよりも高い場合、ビート周波数ＵやＤが、−Ｆｓ／２〜Ｆｓ／２の区間に折返された周波数として得られてしまう（以下では周波数折返しと記す）という現象はよく知られている。図８の例で説明すれば、正しいビート周波数が符号３００で示されるものであるにもかかわらず、ＦＦＴにおけるサンプリング周波数Ｆｓよりも高い場合には、符号３０１で示される誤ったビート周波数が、得られてしまう。従来のレーダ装置においてはこの周波数折返しの問題点は解決できていない。すなわち、周波数折返しが起きた場合、正しいビート周波数Ｕ（あるいはＤ）３００を得ることができず、誤ったビート周波数Ｕ（あるいはＤ）３０１が得られてしまうため、目標の距離と速度を誤ってしまうという問題点があった。
【００１４】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、レーダ装置において周波数折返しが起きても、検知すべき目標の正しい距離と速度を測定することができるレーダ装置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、観測対象の目標を検知して、当該目標との相対距離および当該目標の相対速度を測定するためのレーダ装置であって、所定の繰り返し周期毎に変調周波数を１サイクル増減させる送信信号を送信する送信信号送信手段と、前記送信信号に対する目標からの反射波を受信する反射波受信手段と、前記送信信号と前記反射波とが入力されて、それらの周波数の偏差を周波数にもつビート信号を出力するミクサと、前記ビート信号からビート周波数を計算する信号処理部と、前記ビート周波数に基づいて、前記目標との相対距離および前記目標の速度を計算する距離・速度計算手段と、所定のサンプリング周波数をＦｓとしたとき、Ｆｓ／２よりも高い周波数の領域に通過帯域を持ち、前記ミクサから前記ビート信号が入力されて前記通過帯域の周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの出力結果から周波数折返しの発生を判定して、前記ビート周波数を補正する周波数補正手段とを備え、前記周波数補正手段が前記ビート周波数を補正した場合には、前記距離・速度計算手段は補正後のビート周波数に基づいて前記目標との相対距離および前記目標の速度を演算するレーダ装置である。
【００１７】
また、前記周波数補正手段は、前記１サイクル期間に渡って、前記バンドパスフィルタの出力信号電力を積分する積分回路と、前記積分回路の出力結果とあらかじめ設定されたしきい値とを比較する比較部とを備え、その比較結果から周波数折返しの発生を判定する。
【００１８】
また、所定のサンプリング周波数をＦｓとしたとき、Ｆｓ／２よりも高い周波数の領域で、かつ、前記バンドパスフィルタの通過帯域よりも高い周波数の領域に通過帯域を持ち、前記ミクサから前記ビート信号が入力されて当該通過帯域の周波数成分のみを通過させる第２のバンドパスフィルタをさらに備え、前記周波数補正手段は、前記バンドパスフィルタの出力結果及び前記第２のバンドパスフィルタの出力結果から周波数折返しの発生を判定する。
【００１９】
また、前記周波数補正手段は、前記１サイクル期間に渡って、前記第２のバンドパスフィルタの出力信号電力を積分する第２の積分回路と、前記第２の積分回路の出力結果とあらかじめ設定されたしきい値とを比較する第２の比較部とをさらに備え、前記比較部の比較結果および前記第２の比較部の比較結果から周波数折返しの発生を判定する。
【００２０】
また、前記比較部における前記しきい値と前記第２の比較部における前記しきい値とは異なる値である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態であるレーダ装置の構成図である。
【００２２】
図１において、１は制御部、２は送信信号を生成する送信信号生成部、３は生成された送信信号を分配する分配回路、４は送信信号を電波として空中へ放射する送信アンテナ、５は放射された送信信号が目標で反射されて戻ってくる反射波を受信信号として受信する受信アンテナ、６は入力される２以上の信号の周波数差を求めるミクサ、８はミクサ６から出力される受信信号の処理を行う信号処理部、９は目標の相対距離および速度を演算により求める距離・速度計算部、１１はバンドパスフィルタ（ＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）（以下、ＢＰＦとする。）、１２は積分回路、１３は比較部、１４は周波数補正部である。なお、送信信号生成部２の内部の構成および信号処理部８の内部の構成は、例えば、上述した図６と同様にすればよいため、ここではその説明を省略する。
【００２３】
次に動作について説明する。まず、制御部１の制御によって、所定の繰り返し周期毎に変調周波数を１サイクル増減させる送信信号を送信信号生成部２が生成し、分配回路３を介して当該送信信号の一部をミクサ６へ出力し、残りを送信アンテナ４へ出力する。送信アンテナ４は送信信号を電波として所定方向に向けて（当該方向は変化させてもよく、固定されたものでもよい。）、空中へ放射する。放射された電波が目標にぶつかり反射されて、受信アンテナ５が反射した当該電波（反射波）を受信して受信信号とする。一方、ミクサ６は分配回路３から送信信号が入力され、受信アンテナ５から受信信号が入力されて、それらの信号の偏差であるビート信号を生成する。生成されたビート信号は、信号処理部８とＢＰＦ１１に入力される。
【００２４】
制御部１に制御される信号処理部８は、アナログ−ディジタル変換された時系列のビート信号電圧からＦＦＴなどによって周波数スペクトルを求め、最大ピーク検出を行なうなどして、アップフェーズおよびダウンフェーズのビート周波数ＵとＤを得て、周波数補正部１４へ出力する。
【００２５】
一方、ＢＰＦ１１は、図２の一点鎖線で示すようなＦｓ／２よりも高い周波数の領域に、幅Ｂ１の通過帯域３５を持ち、入力されたビート信号のうち通過帯域３５の周波数成分だけを通過させ、積分回路１２へ出力する。積分回路１２はアップフェーズやダウンフェーズの１変調にあたる期間の信号電力を積分して比較部１３へ出力する。比較部１３はあらかじめ設定されたしきい値Ｐ１と積分回路１２から入力された積分信号電力Ｐを比較して、Ｐ≧Ｐ１であれば“１”を、Ｐ＜Ｐ１であれば“０”を周波数補正部１４へ出力する。周波数補正部１４は、比較部１３からの出力結果が“１”であれば、図２に示すように信号処理部８で得られたビート周波数ＵやＤに周波数折返しが起きていると判断して、ビート周波数を補正して距離・速度計算部９へ出力する。このとき、信号処理部８から出力された（アップフェーズまたはダウンフェーズの）ビート周波数がｆであるなら、補正後の（アップフェーズまたはダウンフェーズの）ビート周波数はｆ＋Ｆｓになる（次段落にてその理由につき補足説明する。）。比較部１３からの出力結果が“０”であれば、周波数折返しは起きていないとしてビート周波数をそのまま距離・速度計算部９へ出力する。
【００２６】
周波数補正部１４での補正後のビート周波数がｆ＋Ｆｓとなる理由について説明する。周波数折り返しが起きている場合の“偽”のビート周波数をＦｆｐとし、“正”のビート周波数をＦｔｐとすると、周波数折り返しの特性に従って、“偽”のビート周波数Ｆｆｐと“正”のビート周波数Ｆｔｐとは、それぞれ、（−Ｆｓ／２）および（Ｆｓ／２）から同じ周波数分だけずれた値であるため、“正”のビート周波数Ｆｔｐは、“偽”のビート周波数Ｆｆｐと（−Ｆｓ／２）との周波数差の絶対値の値（｜Ｆｆｐ−（−Ｆｓ／２）｜）を、（Ｆｓ／２）に加算した値となる。このとき、周波数差（Ｆｆｐ−（−Ｆｓ／２））は必ず正の値をとるので、｜Ｆｆｐ−（−Ｆｓ／２）｜＝Ｆｆｐ−（−Ｆｓ／２）となる。従って、“正”のビート周波数Ｆｔｐは、

ここで、上記の説明に合わせて、Ｆｆｐをｆとすると、
Ｆｔｐ＝ｆ＋Ｆｓ
となる。
従って、信号処理部８から出力されたビート周波数がｆであるなら、補正後のビート周波数はｆ＋Ｆｓとなる。
【００２７】
距離・速度計算部９は、アップフェーズ及びダウンフェーズのビート周波数ＵやＤが−Ｆｓ／２〜Ｆｓ／２＋Ｂ１の範囲であれば、上式（５）及び（６）により目標の正しい距離と速度を計算して出力することができる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態においては、Ｆｓ／２よりも周波数が高い領域に幅Ｂ１の通過帯域を有するＢＰＦ１１を設けて、通過帯域の周波数成分だけを通過させ、当該周波数成分の信号電力を積分して、積分した結果Ｐと所定のしきい値とを比較して、所定のしきい値以下であれば、ミクサ６が生成したビート信号の周波数が当該通過帯域内にない（すなわち、周波数折り返しが起きている）と判断して、ビート周波数を補正するようにしたので、周波数折り返しが起きても正しい距離と速度を測定することができる。
【００２９】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２について図を参照して説明する。図３は本発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示した図である。
【００３０】
図３において、符号１〜６，８，９及び１１〜１３については、上記実施の形態１の図１で示したものと同等であるため、ここではその説明は省略する。２１は第２のＢＰＦ、２２は第２の積分回路、２３は第２の比較部、２４は第２の周波数補正部である。
【００３１】
動作について説明する。図３に示すレーダ装置では、制御部１、送信信号生成部２、分配回路３、送信アンテナ４、受信アンテナ５およびミクサ６が、上記実施の形態１と同様に動作してビート信号が生成される。また、信号処理部８によりビート周波数が得られ、さらに、ＢＰＦ１１、積分回路１２、比較部１３が上記実施の形態１と同様に動作してＢＰＦ１１の通過帯域における周波数折返し有無の結果を第２の周波数補正部２４へ出力する。
【００３２】
一方、第２のＢＰＦ２１は、図４の破線で示すようなＦｓ／２＋Ｂ１よりも高い周波数の領域に幅Ｂ２の通過帯域３６を持ち、入力されたビート信号のうち通過帯域３６の周波数成分だけを通過させ、第２の積分回路２２へ出力する。第２の積分回路２２はアップフェーズやダウンフェーズの１変調期間分の信号電力を積分して第２の比較部２３へ出力する。第２の比較部２３はあらかじめ設定されたしきい値Ｐ２と入力された積分信号電力Ｐを比較して、Ｐ≧Ｐ２であれば“１”を、Ｐ＜Ｐ２であれば“０”を第２の周波数補正部２４へ出力する。なお、比較部１３と同様に、第２の比較部２３からの出力が“１”の場合に周波数折り返しがおきているものとする。このとき、第２のＢＰＦ２１を通過する信号成分の周波数はＢＰＦ１１を通過する信号成分の周波数よりも高い。このため、式（１）及び（２）より、第２のＢＰＦ２１を通過するビート周波数は、距離ｒが大きい目標である可能性が大きく、そのような目標に対する受信信号電力は小さい。そこで、Ｐ１＞Ｐ２となるように設定して受信信号電力の小さい遠距離目標に対応する。
【００３３】
第２の周波数補正部２４は、比較部１３からの出力結果と第２の比較部２３からの出力結果との両方の結果により、信号処理部８で得られたビート周波数ＵやＤに折返しが起きているかを判断し、折返しが起きているなら図４に示すようにビート周波数を補正して、折返しが起きていなければビート周波数をそのまま距離・速度計算部９へ出力する。距離・速度計算部９は、アップフェーズ及びダウンフェーズのビート周波数ＵやＤが−Ｆｓ／２〜Ｆｓ／２＋Ｂ１＋Ｂ２の範囲であれば、上式（５）及び（６）により目標の正しい距離と速度を計算して出力することができる。後の処理については、実施の形態１と同じであるため、ここではその説明を省略する。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態においては、ＢＰＦ１１の通過帯域３５よりも高い周波数の通過帯域３６を有する第２のＢＰＦを設けて、それぞれの通過帯域において周波数折り返しの発生の有無を確認するようにしたので、より確実に周波数折り返しを検知することができる。また、比較部１３と第２の比較部２３におけるしきい値を異なる値としたので、第２の通過帯域内のように周波数が高いものは遠距離の目標で、信号電力の小さいものである可能性が高いが、第２の比較部２３のしきい値を低く抑えることにより、遠距離の目標にも対応することができる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明は、観測対象の目標を検知して、当該目標との相対距離および当該目標の相対速度を測定するためのレーダ装置であって、所定の繰り返し周期毎に変調周波数を１サイクル増減させる送信信号を送信する送信信号送信手段と、前記送信信号に対する目標からの反射波を受信する反射波受信手段と、前記送信信号と前記反射波とが入力されて、それらの周波数の偏差を周波数にもつビート信号を出力するミクサと、前記ビート信号からビート周波数を計算する信号処理部と、前記ビート周波数に基づいて、前記目標との相対距離および前記目標の速度を計算する距離・速度計算手段と、所定のサンプリング周波数をＦｓとしたとき、Ｆｓ／２よりも高い周波数の領域に通過帯域を持ち、前記ミクサから前記ビート信号が入力されて前記通過帯域の周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの出力結果から周波数折返しの発生を判定して、前記ビート周波数を補正する周波数補正手段とを備え、前記周波数補正手段が前記ビート周波数を補正した場合には、前記距離・速度計算手段は補正後のビート周波数に基づいて前記目標との相対距離および前記目標の速度を演算するレーダ装置であるので、周波数折返しが起きても、周波数折り返し補償手段によりビート周波数を正しい値に補正することができるので、検知すべき目標の正しい距離と速度を測定することができるとともに、通過帯域を適切に設定したバンドパスフィルタを用いることにより、ビート周波数が正しい値（すなわち、通過帯域内）か、周波数折り返し発生による偽のビート周波数かを容易に判定することができる。
【００３７】
また、前記周波数補正手段は、前記１サイクル期間に渡って、前記バンドパスフィルタの出力信号電力を積分する積分回路と、前記積分回路の出力結果とあらかじめ設定されたしきい値とを比較する比較部とを備え、その比較結果から周波数折返しの発生を判定するようにしたので、バンドパスフィルタの出力信号電力を積分することにより、容易に、かつ、確実に周波数折り返しの発生の判定を行うことができる。
【００３８】
また、所定のサンプリング周波数をＦｓとしたとき、Ｆｓ／２よりも高い周波数の領域で、かつ、前記バンドパスフィルタの通過帯域よりも高い周波数の領域に通過帯域を持ち、前記ミクサから前記ビート信号が入力されて当該通過帯域の周波数成分のみを通過させる第２のバンドパスフィルタをさらに備え、前記周波数補正手段は、前記バンドパスフィルタの出力結果及び前記第２のバンドパスフィルタの出力結果から周波数折返しの発生を判定するようにしたので、第２のバンドパスフィルタを通過するビート周波数は、相対距離の大きい目標である可能性が高いので、遠距離の目標の検出にも対応することができる。
【００３９】
また、前記周波数補正手段は、前記１サイクル期間に渡って、前記第２のバンドパスフィルタの出力信号電力を積分する第２の積分回路と、前記第２の積分回路の出力結果とあらかじめ設定されたしきい値とを比較する第２の比較部とをさらに備え、前記比較部の比較結果および前記第２の比較部の比較結果から周波数折返しの発生を判定するようにしたので、遠距離の目標の検出においても、容易に、かつ、確実に周波数折り返しの発生の判定を行うことができる。
【００４０】
また、前記比較部における前記しきい値と前記第２の比較部における前記しきい値とは異なる値であるので、相対距離が大きい目標に対する反射波の信号電力は小さいため、前記第２の比較部における前記しきい値を、前記比較部のしきい値よりも小さい値に設定することにより、信号電力の小さい目標についても対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るレーダ装置での周波数折り返し発生を示した説明図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るレーダ装置での周波数折り返し発生を示した説明図である。
【図５】ＦＭＣＷレーダ装置における各信号の時間に対する周波数を示した説明図である。
【図６】従来のレーダ装置の構成を示したブロック図である。
【図７】図６の従来のレーダ装置により拡大された測距・測速度を示した説明図である。
【図８】図６の従来のレーダ装置での周波数折り返し発生を示した説明図である。
【符号の説明】
１，１０１制御部、２，１０２送信信号生成部、３，１０３分配回路、４，１０４送信アンテナ、５，１０５受信アンテナ、６，１０６ａ，１０６ｂミクサ、８，１０８信号処理部、９，１０９距離・速度計算部、１１ＢＰＦ、１２積分回路、１３比較部、１４周波数補正部、２１第２のＢＰＦ、２２第２の積分回路、２３第２の比較部、２４第２の周波数補正部。

Claims

観測対象の目標を検知して、当該目標との相対距離および当該目標の相対速度を測定するためのレーダ装置であって、
所定の繰り返し周期毎に変調周波数を１サイクル増減させる送信信号を送信する送信信号送信手段と、
前記送信信号に対する目標からの反射波を受信する反射波受信手段と、
前記送信信号と前記反射波とが入力されて、それらの周波数の偏差を周波数にもつビート信号を出力するミクサと、
前記ビート信号からビート周波数を計算する信号処理部と、
前記ビート周波数に基づいて、前記目標との相対距離および前記目標の速度を計算する距離・速度計算手段と、
所定のサンプリング周波数をＦｓとしたとき、Ｆｓ／２よりも高い周波数の領域に通過帯域を持ち、前記ミクサから前記ビート信号が入力されて前記通過帯域の周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力結果から周波数折返しの発生を判定して、前記ビート周波数を補正する周波数補正手段と
を備え、
前記周波数補正手段が前記ビート周波数を補正した場合には、前記距離・速度計算手段は補正後のビート周波数に基づいて前記目標との相対距離および前記目標の速度を演算することを特徴とするレーダ装置。
前記周波数補正手段は、
前記１サイクル期間に渡って、前記バンドパスフィルタの出力信号電力を積分する積分回路と、
前記積分回路の出力結果とあらかじめ設定されたしきい値とを比較する比較部と
を備え、
その比較結果から周波数折返しの発生を判定することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
所定のサンプリング周波数をＦｓとしたとき、Ｆｓ／２よりも高い周波数の領域で、かつ、前記バンドパスフィルタの通過帯域よりも高い周波数の領域に通過帯域を持ち、前記ミクサから前記ビート信号が入力されて当該通過帯域の周波数成分のみを通過させる第２のバンドパスフィルタ
をさらに備え、
前記周波数補正手段は、前記バンドパスフィルタの出力結果及び前記第２のバンドパスフィルタの出力結果から周波数折返しの発生を判定することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
前記周波数補正手段は、
前記１サイクル期間に渡って、前記第２のバンドパスフィルタの出力信号電力を積分する第２の積分回路と、
前記第２の積分回路の出力結果とあらかじめ設定されたしきい値とを比較する第２の比較部と
をさらに備え、
前記比較部の比較結果および前記第２の比較部の比較結果から周波数折返しの発生を判定することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
前記比較部における前記しきい値と前記第２の比較部における前記しきい値とは異なる値である
ことを特徴とする請求項４に記載のレーダ装置。