JP7462852B2 - レーダ装置及びレーダ装置の干渉対策検出方法 - Google Patents

レーダ装置及びレーダ装置の干渉対策検出方法 Download PDF

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Description

本開示は、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を断続的に複数回繰り返す送信信号を用いた、いわゆる、ファストチャープを用いたFMCW(以下、ファストチャープFMCWと称す)方式のレーダ装置に関する。
観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を検出するレーダ装置として、FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式のレーダ装置が知られている。
この種のFMCW方式のレーダ装置において、他のレーダ装置からの送信波を受信波として受信した場合に干渉を検出するレーダ装置が特許文献1に示されている。
特許文献1に示されたレーダ装置は、受信アンテナで受信した受信波に対応する受信信号から受信電力の平均値を演算し、前回演算した受信電力の平均値との差が閾値以上のときに干渉が発生したと判断する干渉検出部、又は、遠方の距離に対応する受信電力の平均値が閾値以上のときに干渉が発生したと判断する干渉検出部を設けたものである。
特開2007-225602号公報
特許文献1に示されたレーダ装置では、スローチャープを用いたFMCW方式のレーダ装置を対象として、演算した受信電力の平均値と前回演算した受信電力の平均値との差が閾値以上であるか、もしくは遠方の距離に対応する受信電力の平均値が閾値以上であるかにより、干渉が発生したか否かの判断を行っており、ファストチャープFMCW方式のレーダ装置に対応しがたい干渉検出方法である。
本開示は、上記した点に鑑みてなされたものであり、干渉対策の要否の判定を精度高く行うことができるファストチャープFMCW方式のレーダ装置を得ることを目的とする。
本開示に係るレーダ装置は、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある送信信号のチャープ信号と受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換した複数のビートデータを出力するAD変換部と、信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値である複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値と信号強度に対する第1の判定閾値とを比較して複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、信号強度の平均値が第1の判定閾値以上の距離情報スペクトルの数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、複数の距離情報スペクトルの否の数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部を備える。
本開示によれば、繰り返されたチャープ信号それぞれについて干渉の有無を判定し、干渉有と判定されたチャープ信号の数により、干渉対策の要否を判定するため、精度の高い干渉対策の要否を行うことができる。
実施の形態1に係るレーダ装置を示す構成図である。 実施の形態1に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態1に係るレーダ装置において信号取得期間における送信信号、受信信号、ビート信号、干渉信号、及び信号処理部におけるデジタルデータの取得タイミングを示す説明図である。 実施の形態1に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉判定処理範囲を示す図である。 実施の形態1に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉信号がない場合の距離情報スペクトルの一例を示す図である。 実施の形態1に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉信号がある場合の距離情報スペクトルの一例を示す図である。 実施の形態1に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態2に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態2に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉判定処理範囲を示す図である。 実施の形態2に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉信号がない場合の距離情報スペクトルの一例を示す図である。 実施の形態2に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉信号がある場合の距離情報スペクトルの一例を示す図である。 実施の形態2に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態3に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態3に係るレーダ装置において信号取得期間における送信信号、受信信号、ビート信号、干渉信号、及び信号処理部におけるデジタルデータの取得タイミングを示す説明図である。 実施の形態3に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉判定処理範囲を示す図である。 実施の形態3に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉信号がない場合の距離情報スペクトルの一例を示す図である。 実施の形態3に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉信号がある場合の距離情報スペクトルの一例を示す図である。 実施の形態3に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態4に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態4に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態5に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態5に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態6に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態6に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態7に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態7に係るレーダ装置において信号取得期間における送信信号、受信信号、ビート信号、干渉信号、及び信号処理部におけるデジタルデータの取得タイミングを示す説明図である。 実施の形態7に係るレーダ装置の信号処理部の干渉対策判定部における干渉判定処理範囲を示す図である。 実施の形態7に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態8に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態8に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態9に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態9に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態10に係るレーダ装置の信号処理部を示す構成図である。 実施の形態10に係るレーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態10に係るレーダ装置の信号処理部の他の例の動作を示すフローチャートである。
実施の形態1.
実施の形態1に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図1から図7を用いて説明する。
実施の形態1に係るレーダ装置は、自動車等の車両に実装されている場合、観測対象は、他の自動車、通行人、又は、ガードレール等が該当する。
実施の形態1に係るレーダ装置は、図1に示すように、送信信号出力部1と、送受信部2と、ビート信号生成部3と、AD変換部(Analog to Digital Converter:ADC)4と、信号処理部5と、表示部6を備える。
送信信号出力部1は、時間の経過に伴って周波数が変化する周波数変調信号であるチャープ信号を繰り返す送信信号を出力する。
実施の形態1では、干渉対策の判定を行う信号取得期間に、送信信号出力部1から複数回断続的に繰り返して出力されるチャープ信号が、干渉対策を行う判定に用いられる。
すなわち、送信信号出力部1から出力される送信信号の内、信号取得期間に出力される複数回のチャープ信号が干渉対策の判定に用いられる。
この実施の形態1では、干渉対策の判定に用いられる複数回のチャープ信号はK回のチャープ信号であり、Kは2以上の自然数である。
送信信号出力部1は、信号処理部5からの干渉対策信号が入力されると、事前に設定した干渉対策を行う。
干渉対策は、例えば、出力する送信信号におけるチャープ信号の中心周波数、送信開始タイミング、周波数帯域幅、掃引時間のいずれか一つ以上の変更を行う対策である。
送信信号出力部1は制御部11と信号源12を備える。
制御部11は、チャープ信号の中心周波数、送信開始タイミング、周波数帯域幅、掃引時間を示す制御信号を信号源12及び信号処理部5に出力する。
制御部11は、信号処理部5から干渉対策信号が入力されると、干渉対策信号に基づいて変更された制御信号を信号源12及び信号処理部5に出力する。
干渉対策信号に基づいて変更される制御信号は、チャープ信号の中心周波数、送信開始タイミング、周波数帯域幅、掃引時間のいずれか一つ以上の変更を行う制御信号である。
信号源12は、制御部11から制御信号が入力されると、制御信号に従って、レーダ信号としてのチャープ信号を断続的に繰り返す送信信号を送受信部2に出力する。
信号源12から出力される送信信号は、時間の経過に伴って周波数が変化する周波数変調信号であるチャープ信号を断続的に繰り返す信号である。
送受信部2は、送信信号出力部1から出力された送信信号を送信波に変換し、変換した送信波を観測対象に向けて出射し、観測対象に反射された送信波を反射波として受信し、受信した反射波を受信信号に変換し、反射波に基づいた受信信号を出力する。
受信信号も送信信号と同様に、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を断続的に繰り返す信号となる。送信信号を構成するチャープ信号と受信信号を構成するチャープ信号は、チャープ信号毎に対応関係がある。
送受信部2は、送信信号出力部1から出力された送信信号及び受信した反射波に基づいた受信信号をビート信号生成部3に出力する。
送受信部2は分配部21と送信アンテナ22と受信アンテナ23を備える。
分配部21は、送信信号出力部1の信号源12から出力された送信信号を2つの送信信号に分配する。
分配後の一方の送信信号は送信アンテナ22に出力され、他方の送信信号は局部発振信号としてビート信号生成部3に出力する。
送信アンテナ22は、入力された送信信号を送信波に変換し、送信波を空間に放射(出射)する。
受信アンテナ23は、送信アンテナ22から空間に放射された送信波を観測対象が反射し、観測対象により反射された反射波を受信波として受信し、受信した受信波を受信信号に変換してビート信号生成部3に出力する。
ビート信号生成部3は、送受信部2から出力された送信信号及び受信アンテナ23から出力された受信信号が入力され、対応関係にある送信信号のチャープ信号と受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を、チャープ信号毎に対応して生成し、生成したビート信号をAD変換部4に出力する。
ビート信号生成部3において、信号取得期間に生成したビート信号について図3に示す。
ビート信号生成部3は、信号取得期間に、図3に示すように、送受信部2から出力された送信信号におけるチャープ信号Lo(1)からチャープ信号Lo(K)それぞれと送受信部2から出力された受信信号におけるチャープ信号Rx(1) からチャープ信号Rx(K)それぞれの差分を有するチャープ1からチャープKにおけるビート信号を生成する。
Kは、信号取得期間に、送信信号及び受信信号における断続的に繰り返されるチャープ信号の数(以下、チャープ数と称す)であり、2以上の自然数である。
従って、信号取得期間におけるビート信号のチャープ数は、送信信号及び受信信号のチャープ数と同じK個である。
なお、信号取得期間以外の期間においても、ビート信号生成部3は、信号取得期間と同様に対応関係にある送信信号のチャープ信号と受信信号におけるチャープ信号とにより、チャーブ信号毎にビート信号を生成する。
ビート信号生成部3は周波数混合部31とフィルタ部32を備える。
周波数混合部31は、分配部21から出力された送信信号及び受信アンテナ23から出力された受信信号が入力され、送信信号と受信信号を混合して送信信号におけるチャープ信号の周波数と受信信号におけるチャープ信号の周波数との差分の周波数を有するビート信号をチャープ信号毎に生成し、生成したビート信号をフィルタ部32に出力する。
フィルタ部32は、周波数混合部31から出力されたビート信号に対して、ビート信号に含まれているスプリアス等の不要な成分を抑圧し、不要な成分が抑圧されたビート信号をAD変換部4に出力する。
フィルタ部32は、例えば、周波数混合部31から出力されたビート信号を、AD変換部4の折り返しを考慮してAD変換部4のサンプリング周波数fsの1/2以下のカットオフ周波数によってカットオフするローバスフィルタ(LPF)等である。
AD変換部4は、ビート信号生成部3から出力されたビート信号それぞれに対して、ビート信号をデジタルデータに変換し、変換したデジタルデータ(以下、ビートデータと称す。)を信号処理部5に出力する。
信号処理部5は、信号取得期間に受けた、AD変換部4から出力されたチャープ1からチャープKにおけるビートデータを用いて、観測対象までの距離及び観測対象との相対速度のそれぞれを算出するとともに、他のレーダからの干渉を検出し、干渉対策の要否を判定する。
信号処理部5は、干渉対策の要否を判定した結果、干渉対策が要と判定すると干渉対策信号を制御部に出力する。
信号処理部5は、図2に示すように、距離スペクトル算出部51と、干渉対策判定部52と、速度スペクトル算出部531及び距離・速度情報算出部532を有する距離・速度情報出力部53を備える。
距離スペクトル算出部51は、制御部11から出力された制御信号を参照して、干渉対策の判定を行う信号取得期間を特定する。
この特定した信号取得期間は、AD変換部4が干渉対策の判定に必要なデジタルデータを生成(変換)している期間、言い換えれば、送信信号出力部1から送信信号における干渉対策の判定に必要なチャープ信号が出力されている期間である。
信号取得期間は、図3に示すように、送受信部2からの送信信号におけるチャープ信号Lo(1)からチャープ信号Lo(K)それぞれの繰り返し時間Trの合計時間に概ね相当する。
距離スペクトル算出部51は、AD変換部4からの信号取得期間におけるビートデータを用いて、ビートデータを距離方向にフーリエ変換(FFT:fast Fourier transform)することで、観測対象までの距離に対応する距離情報スペクトルを算出する。
なお、AD変換部4からの信号取得期間を距離スペクトル算出部51により特定しているが、AD変換部4が、制御部11から出力された制御信号を参照して信号取得期間を特定し、特定した信号取得期間にAD変換部4からビートデータを距離スペクトル算出部51に出力するものでもよい。
距離スペクトル算出部51は、信号取得期間中のチャープ1からチャープKにおけるビートデータそれぞれを信号取得タイミングにより取得し、取得したそれぞれのチャープのビートデータを距離方向にN_smpl点のフーリエ変換をし、チャープ1からチャープKそれぞれにおける周波数スペクトルである距離情報スペクトルを算出する。
距離スペクトル算出部51は、1つの距離情報スペクトルを算出するにあたり、1チャープ当たりのビートデータに対してN_smpl点のデジタルデータを取得し、フーリエ変換する。
すなわち、距離スペクトル算出部51は、1チャープ当たりのビートデータにおけるN_smpl点のデジタルデータに対して距離方向にN_smpl点のフーリエ変換を、チャープ1からチャープKにおけるビートデータに行うので、N_smpl点からなる距離情報スペクトルをチャープ1からチャープKのK個算出している。
従って、信号取得期間中における距離情報スペクトルは複数であり、距離情報スペクトルのチャープ数はビート信号のチャープ数と同じK個である。
信号取得タイミングは、図3に示すように、AD変換部4から出力されたチャープ1からチャープKにおけるビートデータそれぞれを取得するタイミングである。
信号取得タイミングは、送受信部2からの送信信号におけるチャープ信号Lo(1)からチャープ信号Lo(K)それぞれが出力されている期間に含まれている。
信号取得タイミングは、チャープ信号Lo(1)からチャープ信号Lo(K)それぞれの開始時間と概ね同じである。
なお、メモリを削減するために、信号取得期間をチャープ毎に分け、信号取得タイミングから掃引時間Tと概ね同じ長さのみビートデータ、つまり、図3に信号取得タイミングで示しているN_smpl点のビートデータを取得してもよい。
距離スペクトル算出部51により、送受信部2から出力された受信信号におけるチャープ信号Rx(i)から得られるチャープiのビートデータが距離方向にフーリエ変換されることにより、チャープiのビートデータのスペクトル値が、次式(1)に示すビート周波数Fsb_rに積算される。
なお、iは1からKのいずれかを示す。
Fsb_r=2・BW・R/c・T ・・・(1)
なお、Rは送信アンテナ22又は受信アンテナ23から観測対象までの距離、cは光速、Tは、図3に示すように、送受信部2から出力された送信信号のチャープ信号Lo(i)のμsオーダの掃引時間、BWは、図3に示すように、チャープ信号Lo(i)の周波数帯域幅である。
iは1からKのいずれかを示す。
掃引時間T及び周波数帯域幅BWは、AD変換部4での折り返しを考慮し、観測対象までの最大探知距離Rmaxにおけるビート周波数Fsb_rがAD変換部4におけるサンプリング周波数fsの1/2以下となるように設定される。
従って、検出距離範囲に対応する検出対象周波数範囲を0~サンプリング周波数fsの1/2の周波数とし、送信アンテナ22又は受信アンテナ23から観測対象までの距離の検出に1からN_smpl点までの内の1/2のサンプル点のデータを用いる。
検出距離範囲は観測対象を検出する距離の範囲である。
なお、検出対象周波数範囲は0からサンプリング周波数fsの1/2の周波数までの周波数範囲に限られるものではなく、サンプリング周波数fsの1/2未満の周波数までの周波数範囲でもよく、それ以外の周波数範囲でもよい。
同様に、観測対象までの距離の検出に用いるデータは、1からN_smpl点までの内の1/2未満またはそれ以外のサンプル点でも良い。
実施の形態1では、距離スペクトル算出部51は、それぞれが検出対象周波数範囲であるサンプリング周波数に対応する1からN_smpl点までの内の1/2のサンプル点のデータからなるチャープ1からチャープKにおける距離情報スペクトルを干渉対策判定部52に出力する。
干渉対策判定部52は、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52が取得する複数の距離情報スペクトルそれぞれは、検出対象周波数範囲である1からN_smpl点までのうちの1/2のサンプル点のデータであるが、干渉対策判定部52が複数の距離情報スペクトルそれぞれに対して全てのサンプル点のデータを取得してもよい。
要するに、干渉対策判定部52は、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータを取得すればよい。この場合の検出対象周波数範囲はAD変換部4におけるサンプリング周波数fsの1/2の周波数以下に相当する距離情報スペクトルの前半部のデータが好ましい。
干渉対策判定部52は、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を算出する。
干渉対策判定部52は、算出したそれぞれの距離情報スペクトルの状態値と干渉判定閾値と比較して複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、複数の距離情報スペクトルの内の距離情報スペクトルの否の数から干渉対策の要否を判定する。
干渉対策判定部52は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
距離情報スペクトルの状態値は、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNである。
干渉判定処理範囲のデータは、信号処理に使う検出対象周波数範囲のデータの一部である。
干渉判定処理範囲は、例えば、実施の形態1では、検出対象周波数範囲の一部である後半部分、図4に実線斜線で示す領域3Dから領域4Dの範囲とした。つまり、距離情報スペクトルにおける0から1/2のN_smpl点(fs/2)まで(検出対象周波数範囲に対応)のデータをさらに4つに分け、4つに分けたデータの後半部分、すなわち、3*N_smpl/8から4*N_smpl/8の範囲とした。
干渉判定処理範囲とした検出対象周波数範囲の後半部分は、シミュレーションを行った結果、観測対象の距離によるフロアノイズの影響が小さく、干渉判定処理に対して好都合である。
なお、干渉判定処理範囲は検出対象周波数範囲の後半部分に限ることはなく、検出対象周波数範囲の一部であればよい。
図4において、横軸は距離binを、縦軸はチャープ番号を示し、距離情報スペクトルの数N_smplの1/2のサンプル点×チャープ数K個のデータを示す。横軸のカッコ内は距離情報スペクトルにおける周波数を示し、検出対象周波数範囲はAD変換部4のサンプリング周波数fsの1/2(4*N_smpl/8)以下となる。
干渉判定閾値は、出荷前又はレーダ装置の動作開始時に、観測対象からの反射信号及び干渉信号がない場合に得られる距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FN0に係数α(αは自然数)を乗算した値である第1の判定閾値TH1とする。
この時、信号強度の平均値FN0は2.0×10-4であった。
観測対象からの反射信号および干渉信号がない場合のデータは、受信機のフロアノイズに相当し、例えば、出荷前に、送信アンテナ22および受信アンテナ23の前方に電波吸収体を設置して得る方法、又は、信号源12から送信信号を出力せずに受信アンテナ23に入力する環境雑音のみを取得する方法がある。
第1の判定閾値TH1を得るための信号強度の平均値FN0の算出は距離情報スペクトルの全てのデータを用いてもよく、また一部のデータを用いたものであってもよい。
干渉判定閾値は信号処理部5の内部メモリに格納されてもよく、レーダ装置の外部から信号処理部5に与えられるものでもよい。
また、第1の判定閾値TH1を得るための信号強度の平均値FN0は、得られた複数の距離情報スペクトルの内の設定した1つの距離情報スペクトルの状態値を用いても良い。例えば、図4で得られるチャープ数K個分の信号強度の平均値FNを小さい順に並べ、小さい方からi番目、例えば、5番目の値を、第1の判定閾値TH1を得るための信号強度の平均値FN0としてもよい。
干渉信号がない場合に得られたチャープi1の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲(3*N_smpl/8から4*N_smpl/8の範囲)のデータの信号強度の平均値FNi1を、一例として、図5に破線により示す。この時、信号強度の平均値FNi1は約3.0×10-4であった。
一方、干渉信号がある場合に得られたチャープi2の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲(3*N_smpl/8から4*N_smpl/8の範囲)のデータの信号強度の平均値FNi2を、一例として、図6に破線により示す。
干渉信号がある場合のチャープi2の距離情報スペクトルは、受信信号において、干渉信号によるフロアノイズ全体が大きくなるため、信号強度の平均値FNi1より信号強度の平均値FNi2が大きくなり、信号強度の平均値FNi2は5.0×10-3であった。
従って、第1の判定閾値TH1を、一例として、観測対象からの反射信号および干渉信号がない信号強度の平均値FN0に対して係数5を乗じた値1.0×10-3(=2.0×10-4×5)とした。
図5及び図6に、第1の判定閾値TH1を一点鎖線により示す。
図5及び図6において、横軸は距離binを、縦軸は信号強度を示す。
図5及び図6から明らかなように、信号強度の平均値FNi1は第1の判定閾値TH1未満であり、信号強度の平均値FNi2は第1の判定閾値TH1以上である。
従って、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNを求めることにより、第1の判定閾値TH1を基準に距離情報スペクトルに対する可否、つまり、干渉信号が重畳されているか否かの判定を行うことができる。
このことから、干渉対策判定部52による距離情報スペクトルにおける判定の可否は、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1未満であると距離情報スペクトルは「可」とし、第1の判定閾値TH1以上であると距離情報スペクトルは「否」とする。
干渉対策判定部52による干渉対策の要否の判定は、1つの距離情報スペクトルにおける判定の可否により干渉対策の要否を行うのではなく、複数の距離情報スペクトルの内の距離情報スペクトルの否のチャープ数が干渉対策閾値未満であると干渉対策は「否」とし、干渉対策閾値以上であると干渉対策は「要」とする。
チャープ数によって干渉対策の要否の判定を行う理由は、例えば、図3に示すように、他のレーダ装置からの干渉信号Rintが、受信アンテナ23により受信波として受信されてビート信号生成部3に入力されたとする。
干渉信号Rintは、自身のレーダ装置から出射された送信信号に基づく送信波による反射波を受信した受信信号のチャープ信号とは掃引時間T及び周波数帯域幅BWが異なる場合が多い。
また、干渉信号Rintの繰り返し時間Tr_iも受信信号のチャープ信号の繰り返し時間Trと異なる場合が多い。
この場合、周波数混合部31からのビート信号は一定にならず、フロアノイズとして全体に拡散される。
また、受信信号のチャープ信号の繰り返し時間Trと干渉信号Rintの繰り返し時間Tr_iが異なると、全てのチャープで発生せずに、一部のチャープでのみ発生する場合がある。
従って、1つの距離情報スペクトルにおける判定の可否により干渉対策の要否の判定を行うと、干渉信号を受けているのに、干渉信号を受けていないと判定する場合が生じ、誤認する恐れがある。
実施の形態1では、信号取得期間における送信信号のチャープ信号及び受信信号のチャープ信号の数をK、対応する送信信号のチャープ信号と受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビートデータの数もKとし、ビートデータによる距離情報スペクトルの数もKとする。
干渉対策判定部52は、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対し、第1の判定閾値TH1に基づいて距離情報スペクトルに対する可否判定を行い、距離情報スペクトルの否のチャープ数C1を算出する。
干渉対策判定部52は、算出したチャープ数C1と第1の干渉対策閾値M1とを比較し、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1未満であると干渉対策は「否」とし、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1以上であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第1の干渉対策閾値M1は、遠方に観測対象があるSNR(Signal to Noise Ratio)が低い場合を想定し、例えば、チャープ数Kの1/2以下とする。
第1の干渉対策閾値M1は、信号処理部5の内部メモリに格納されてもよく、レーダ装置の外部から信号処理部5に与えられるものでもよい。
距離・速度情報出力部53は、干渉対策判定部52が干渉対策が否、つまり不要と判定し、干渉対策判定部52から距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータを得る。
距離・速度情報出力部53は、干渉対策判定部52から干渉対策が不要との判定結果を受け、距離スペクトル算出部51から距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータを得るのでもよい。
距離・速度情報出力部53は、受けた距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を算出する。
距離・速度情報出力部53は速度スペクトル算出部531と距離・速度情報算出部532を備える。
速度スペクトル算出部531は、受けた距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータに対して相対速度方向にフーリエ変換し、距離速度情報スペクトルを算出する。
すなわち、速度スペクトル算出部531は、各距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータ、一例として、N_smplの内の1/2のサンプル点のデータにおける周波数スペクトルそれぞれに対して相対速度方向にK点のフーリエ変換することにより速度情報スペクトルを算出し、複数、この一例においてN_smpl/2個の速度情報スペクトルからなる距離速度情報スペクトルを算出する。
速度スペクトル算出部531により、K個の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにおいて、N_smplの1/2個の周波数スペクトルが相対速度方向にフーリエ変換されることで、速度情報スペクトル値が、次式(2)に示すドップラ周波数Fsb_vに積算される。
なお、iは1からKのいずれかを示す。
Fsb_v=2・fv/c ・・・(2)
なお、fは送信信号である局部発振信号のチャープ信号Lo(i)の中心周波数、vはレーダ装置と観測対象との相対速度である。
速度スペクトル算出部531は、算出したN_smpl/2個の速度情報スペクトルからなる距離速度情報スペクトルを距離・速度情報算出部532に出力する。
距離・速度情報算出部532は、速度スペクトル算出部531により算出された距離速度情報スペクトルにおけるスペクトル値のピーク値を検出し、検出したピーク値の距離速度に係るビート周波数Fsb_rから観測対象までの距離を、及び、検出したピーク値の距離速度に係るドップラ周波数Fsb_vから観測対象との相対速度をそれぞれ算出する。
距離・速度情報算出部532による距離速度情報スペクトルにおけるスペクトル値のピーク値の検出、並びに、距離・速度情報算出部532による観測対象までの距離及び観測対象との相対速度のそれぞれの算出は、一般に知られた技術により行われるので、詳細な説明は省略する。
信号処理部5は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read only memory)により構成され、ROMに格納されたプログラムをRAMにロードし、CPUがRAMにロードされたプログラムに基づき各種処理を実行することにより、上記した処理が実行される。信号処理部5は汎用的なOS(Operating System)で駆動される。
距離・速度情報算出部532により得られた観測対象までの距離及び観測対象との相対速度のそれぞれは、表示部6に表示される。
次に、実施の形態1に係るレーダ装置の動作を説明する。
なお、以下の説明では、説明の煩雑さを避けるため、信号取得期間に、チャープ信号が断続的に繰り返す回数をK回、AD変換部4でのサンプリング点をN-sampl点として説明する。
送信信号出力部1が、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を断続的に繰り返す送信信号を送受信部2に出力する。
送信信号を受けた送受信部2は、送信アンテナ22により送信信号を送信波に変換して観測対象に向けて出射する。
また、受信アンテナ23が、送信アンテナ22から空間に放射された送信波を観測対象が反射し、観測対象により反射された反射波を受信波として受信する。
送受信部2は、受信アンテナ23が受信した受信波を受信信号に変換する。
受信アンテナ23から出力される受信信号は、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を断続的に繰り返す信号である。
送受信部2は、送信信号出力部1から受けた送信信号を分配部21により分配して局部発振信号としてビート信号生成部3に出力するとともに、受信アンテナ23からの受信信号をビート信号生成部3に出力する。
ビート信号生成部3は、周波数混合部31により、送受信部2から出力された送信信号のチャープ信号と受信アンテナ23から出力された受信信号のチャープ信号を混合し、対応する送信信号のチャープ信号と受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成し、生成したビート信号を、フィルタ部32を介してAD変換部4に出力する。
AD変換部4は、ビート信号をデジタルデータに変換し、変換したビートデータを信号処理部5に出力する。
信号処理部5の動作を、図7に示したフローチャートを用いて説明する。
図7は、信号取得期間に、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
ステップST1は距離情報スペクトルを算出するステップである。
ステップST1において、距離スペクトル算出部51が制御部11から出力された制御信号を参照して信号取得期間を特定する。
距離スペクトル算出部51がAD変換部4からの信号取得期間におけるビートデータを用いて、距離方向に各ビートデータのN_smpl点のフーリエ変換をし、N_smpl点からなる距離情報スペクトルをK個算出し、ステップST2に進む。
ステップST2はチャープ数C1を算出するステップである。
ステップST2において、干渉対策判定部52は、ステップST1により得られたK個の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52は、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して、検出対象周波数範囲のデータの内の干渉判定処理範囲のデータにより状態値である信号強度の平均値FNを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNを得る。
干渉対策判定部52は、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNと第1の判定閾値TH1を比較して距離情報スペクトルに対する可否を求める。
干渉対策判定部52は、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上の距離情報スペクトルの否であるチャープ数C1を算出する。
干渉対策判定部52が距離情報スペクトルのチャープ数C1を算出するとステップST3に進む。
ステップST3は干渉対策の要否判定を行うステップである。
ステップST3において、干渉対策判定部52がステップST2において算出したチャープ数C1と第1の干渉対策閾値M1とを比較し、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1未満であると干渉対策は「否」とし、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1以上であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
例えば、図3に示すように、他のレーダ装置からの干渉信号Rintがビート信号生成部3に入力されたとする。この場合、図3に示すように、送信信号におけるチャープ信号Lo(i)及び受信信号におけるチャープ信号Rx(i)と同じチャープに干渉信号Rintが存在すると、周波数混合部31からのビート信号は一定にならず、干渉信号によるフロアノイズとして全体に拡散される。
その結果、図6に示すように、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNi2が第1の判定閾値TH1以上になる。
また、干渉信号Rintがビート信号生成部3に入力される場合、チャープ信号Lo(i)及びチャープ信号Rx(i)と干渉信号Rintが同じチャープに存在するチャープ数C1は第1の干渉対策閾値M1以上になる。
従って、干渉信号Rintがビート信号生成部3に入力されると、ステップST2において算出したチャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1以上になり、干渉信号Rintが認識される。
一方、他のレーダ装置からの干渉信号がない場合、周波数混合部31からのビート信号は一定になり、受信信号のフロアノイズに依存するのみであり、図5に示すように、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNi1が第1の判定閾値TH1未満になり、ステップST2において算出したチャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1未満になり、干渉信号が認識されない。
なお、図3では、説明の簡単化のために、観測対象が1つであり、他のレーダ装置からの干渉が1つである例を示している。
しかし、これは一例に過ぎず、観測対象が2つ以上存在している場合、受信アンテナ23を介して周波数混合部31に2つ以上の干渉信号が入力される場合、及び、干渉信号がAD変換部4に入力される電磁ノイズである場合も、同様に、干渉対策判定部52は距離情報スペクトルに対する可否、及び干渉対策の要否の判定を行うことができる。
以上のようにして、ステップST3により、干渉対策判定部52が干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力し終了する。
一方、干渉対策判定部52が干渉対策を否と判定するとステップST5に進む。
ステップST5は距離速度スペクトルを算出するステップである。
ステップST5において、速度スペクトル算出部531が、距離スペクトル算出部51により算出されたK個の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータ、一例として、N_smplの内の1/2のサンプル点のデータにおける周波数スペクトルそれぞれに対して相対速度方向にK点のフーリエ変換することにより速度情報スペクトルを算出し、複数、この一例においてN_smpl点の1/2個の速度情報スペクトルからなる距離速度情報スペクトルを算出し、ステップST6に進む。
ステップST6は観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を算出、出力するステップである。
ステップST6において、距離・速度情報算出部532がステップST5において算出したN_smpl点の1/2個の速度情報スペクトルからなる距離速度情報スペクトルにおけるスペクトル値のピーク値を検出する。
距離・速度情報算出部532が検出したピーク値の距離速度に係るビート周波数Fsb_rから観測対象までの距離を算出する。
距離・速度情報算出部532が検出したピーク値の距離速度に係るドップラ周波数Fsb_vから観測対象との相対速度を算出する。
距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態1に係るレーダ装置は、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号における信号取得期間に受けた複数回のチャープ信号の周波数と、信号取得期間に受けた送信信号における複数回のチャープ信号と対応関係にある受信信号における複数回のチャープ信号の周波数とのそれぞれの差分の周波数を有するビート信号をデジタルデータに変換した複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部51と、複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた状態値と干渉判定閾値を比較して複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、複数の距離情報スペクトルの否の数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部52とを備えたので、複数のチャープを用いたファストチャープFMCW方式のレーダ装置において、精度の高い干渉対策の要否を行うことができる。
さらに、実施の形態1に係るレーダ装置は、干渉対策の要否の判定を行うためのメモリの追加を抑えることができ、干渉対策の要否の判定の精度の劣化を抑えることができる。
実施の形態2.
実施の形態2に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図8から図12を用いて説明する。
実施の形態2に係るレーダ装置は、信号処理部5の干渉対策判定部52Aが実施の形態1に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52と異なるだけであり、その他の点については同じ又は同様である。
図8から図12中、図1から図7に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態1に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52により求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNとしている。
これに対して、実施の形態2に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Aにより求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNと、信号強度の平均値FNに対する距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNとし、干渉判定閾値を第1の判定閾値TH1と第2の判定閾値TH2とする。
すなわち、実施の形態2に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Aは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出する。
干渉対策判定部52Aは、信号強度の平均値FNと第1の判定閾値TH1を比較するともに、信号強度比P/FNと第2の判定閾値TH2を比較することにより、距離情報スペクトルに対する可否、つまり、干渉信号が重畳されているか否かの判定を行う。
干渉対策判定部52Aは、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上であり、かつ、信号強度比P/FNが第2の判定閾値TH2以下であると、距離情報スペクトルは「否」とする。
干渉対策判定部52Aは、距離情報スペクトルを「否」としたチャープ数C1と第1の干渉対策閾値M1とを比較し、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1未満であると干渉対策は「否」とし、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1以上であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
このように、距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のピーク値Pによる信号強度比P/FNを干渉対策の要否に用いることにより、例えば、観測対象が近距離にあることで信号強度のピーク値Pが大きくなり、検出対象周波数範囲の信号強度の平均値FNが信号源12の位相ジッタで大きくなった場合でも、干渉対策の要否判定の精度の劣化を抑えることができる。
なお、干渉対策判定部52Aは、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉対策判定部52と同様に信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1未満である距離情報スペクトルを「可」と判定し、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上である「否」と判定された距離情報スペクトルに対して信号強度比P/FNと第2の判定閾値TH2を比較し、信号強度比P/FNが第2の判定閾値TH2を超えていると距離情報スペクトルを「可」に変更する判定を行うものでもよい。
以下に、実施の形態2に係るレーダ装置について、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉対策判定部52と異なる干渉対策判定部52Aを中心に説明する。
実施の形態1に係るレーダ装置と同じ構成については極力説明を省略する。
干渉対策判定部52Aは、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Aは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出する。
干渉判定処理範囲は、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉判定処理範囲と同じであり、検出対象周波数範囲の一部である後半部分、図9に実線斜線で示す3Dから領域4Dの範囲とする。
また、信号強度のピーク値Pを、一例として、図9に薄墨部分で示す。
干渉対策判定部52Aは、信号強度の平均値FNと第1の判定閾値TH1を比較するとともに、信号強度比P/FNと第2の判定閾値TH2を比較する。
観測対象が近距離であり、干渉信号がない場合のチャープiの距離情報スペクトルを図10に示す図10において、干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FN01を、一例として、破線により示し、検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを黒丸で示し、第1の判定閾値TH1を一点鎖線で示し、信号強度のピーク値Pと信号強度の平均値FN01との差を両矢印で示す。
一方、観測対象が近距離であり、干渉信号がある場合のチャープiの距離情報スペクトルを図11に示す図11において、干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FN11を、一例として、破線により示し、検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを黒丸で示し、第1の判定閾値TH1を一点鎖線で示し、信号強度のピーク値Pと信号強度の平均値FN11との差を両矢印で示す。
第1の判定閾値TH1は実施の形態1に係るレーダ装置において用いた第1の判定閾値TH1と同じ値である。
図10から明らかなように、近距離に観測対象があり信号強度が大きい場合、信号強度の平均値FN01が信号源12の位相ジッタにより大きくなり、信号強度の平均値FN01が第1の判定閾値TH1以上になる場合がある。この時、観測対象により信号強度にピークが発生するが、信号強度の平均値FN01に対する信号強度のピーク値Pが大きく、信号強度比P/FN01は大きい値である。信号強度の平均値FN01に対する信号強度のピーク値Pは約30倍であり、信号強度比P/FN01≒30であった。
図11から明らかなように、干渉信号によるフロアノイズ全体が大きくなるため、信号強度の平均値FN11は信号強度の平均値FN01よりさらに大きくなり、信号強度の平均値FN11は信号強度の平均値FN01より信号強度のピーク値Pに近づく。
信号強度の平均値FN11と信号強度のピーク値Pの差が小さく、信号強度比P/FN11は小さい値である。信号強度の平均値FN11に対する信号強度のピーク値Pは約2.5倍であり、信号強度比P/FN01≒2.5であった。
従って、第2の判定閾値TH2を、一例として、5とした。
従って、近距離に観測対象があり信号強度が大きい場合、干渉信号がない場合と干渉信号がある場合、信号強度の平均値FN01と信号強度の平均値FN11は第1の判定閾値TH1以上になるが、干渉信号がない場合の信号強度比P/FN01は第2の判定閾値TH2より大きく、干渉信号がある場合の信号強度比P/FN01は第2の判定閾値TH2以下になる。
信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上であるが、信号強度比P/FNを第2の判定閾値TH2を基準にして比較判定することにより、対象のチャープで干渉が生じているか否かを判定できる。つまり、距離情報スペクトルに対する可否の判定ができる。
干渉対策判定部52Aは、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対し、第1の判定閾値TH1及び第2の判定閾値TH2に基づいて距離情報スペクトルに対する可否判定を行い、距離情報スペクトルの否のチャープ数C1を算出する。
すなわち、干渉対策判定部52Aは、K個の距離情報スペクトルの内、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上であり、かつ、信号強度比P/FNが第2の判定閾値TH2以下である距離情報スペクトルのチャープ数C1を求める。
干渉対策判定部52Aは、距離情報スペクトルを「否」としたチャープ数C1と第1の干渉対策閾値M1とを比較し、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1未満であると干渉対策は「否」とし、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1以上であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
干渉対策判定部52Aは、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
次に、実施の形態2に係るレーダ装置の動作を説明する。
AD変換部4から信号処理部5にK個のチャープ数のビートデータを出力するまでは、実施の形態1に係るレーダ装置の動作と同じであるので、説明を省略する。
K個のチャープ数のビートデータが入力された信号処理部5の動作を、図12に示すフローチャートを用いて説明する。
図12は、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
距離情報スペクトルを算出するステップST1は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST1と同じである。
ステップST2Aはチャープ数C1を算出するステップであり、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST2に相当するステップである。
ステップST2Aにおいて、干渉対策判定部52Aは、ステップST1により得られたK個の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Aは、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して、検出対象周波数範囲のデータの内の干渉判定処理範囲のデータにより状態値の1つである信号強度の平均値FNを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNを得る。
干渉対策判定部52Aは、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して、検出対象周波数範囲のデータのピーク値Pを検出し、状態値の1つである信号強度比P/FNを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度比P/FNを得る。
干渉対策判定部52Aは、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対し、距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNと第1の判定閾値TH1、及び、信号強度比P/FNと第2の判定閾値TH2を比較して距離情報スペクトルに対する可否を求める。
干渉対策判定部52Aは、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上、かつ、信号強度比P/FNが第2の判定閾値TH2以下の距離情報スペクトルの否であるチャープ数C1を算出する。
干渉対策判定部52Aが距離情報スペクトルのチャープ数C1を算出するとステップST3に進む。
ステップST3以降の動作は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST3以降の動作と同じであり、ステップST3において、干渉対策判定部52Aが干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力し終了する。
また、ステップST3において、干渉対策判定部52Aが干渉対策を否と判定すると、ステップST5及びステップST6に進み、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態2に係るレーダ装置は、実施の形態1に係るレーダ装置と同様の効果を有する他、観測対象が近距離にあることで信号強度のピーク値Pが大きくなった場合でも、複数のチャープを用いたファストチャープFMCW方式のレーダ装置において、精度の高い干渉対策の要否を行うことができる。
実施の形態3.
実施の形態3に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図13から図18を用いて説明する。
実施の形態3に係るレーダ装置は、信号処理部5の干渉対策判定部52Bが実施の形態1に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52と異なるだけであり、その他の点については同じ又は同様である。
図13から図18中、図1から図7に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態1に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52により求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNとしている。
これに対して、実施の形態3に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Bにより求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNに対する距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNとし、干渉判定閾値を第3の判定閾値TH3とする。
第3の判定閾値TH3は第2の判定閾値TH2と同じ値でよい。
すなわち、実施の形態3に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Bは、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Bは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出する。
干渉対策判定部52Bは、信号強度比P/FNと第3の判定閾値TH3を比較することにより、距離情報スペクトルにおける信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるピーク値が存在する距離D、及び距離Dに信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数、つまりチャープ数C1を得る。
干渉対策判定部52Bは、距離Dにおける信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるピーク値が存在するチャープ数C1と第2の干渉対策閾値M2とを比較し、チャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2の範囲外であると干渉対策は「否」とし、チャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2範囲内であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
このように、距離Dにおける信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるピーク値が存在するチャープ数C1を干渉対策の要否に用いることにより、干渉信号における周波数が変化する傾きが受信信号のチャープ信号における周波数が変化する傾きと同じ場合に、干渉信号が重畳されているか否かの判定を精度高く行うことができる。
実施の形態1に係るレーダ装置は、干渉信号が受信信号のチャープ信号と掃引時間T及び周波数帯域幅BWが異なる場合、つまり、周波数が変化する傾きが異なる場合に適しており、実施の形態3に係るレーダ装置は、干渉信号が受信信号のチャープ信号と掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じ場合、つまり、周波数が変化する傾きが同じ場合に適している。
レーダ装置に、干渉対策判定部として、干渉対策判定部52と干渉対策判定部52Bの両者を搭載し、両者を切り替えるように使用してもよい。
以下に、実施の形態3に係るレーダ装置について、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉対策判定部52と異なる干渉対策判定部52Bを中心に説明する。
実施の形態1に係るレーダ装置と同じ構成については極力説明を省略する。
今、図14に示すように、送受信部2から出力された送信信号におけるチャープ信号Lo(1)からチャープ信号Lo(K)それぞれと送受信部2から出力された受信信号におけるチャープ信号Rx(1) からチャープ信号Rx(K)に対して、掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであるが、繰り返し時間Trに対して繰り返し時間Tr_iが異なる他のレーダ装置からの干渉信号Rintが受信アンテナ23により受信波として受信された場合を想定する。
干渉信号Rintの掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであると、干渉信号Rintの周波数と送信信号におけるチャープ信号の周波数の差分の周波数を有するビート信号が周波数混合部31により生成される。
一方、干渉信号Rintの繰り返し時間Tr_iと送信信号におけるチャープ信号の繰り返し時間Trが異なるため、全てのチャープで干渉信号Rintによるビート信号が発生せずに、一部のチャープのみで干渉信号Rintによるビート信号が発生する。
なお、図14では、説明の簡単化のために、受信信号におけるチャープ信号の掃引時間T及び周波数帯域幅BWと干渉信号の掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じ例を示しているが、受信信号におけるチャープ信号の周波数の傾き(掃引時間Tと周波数帯域幅BWの比)と干渉信号の周波数の傾きが同じ場合も、干渉信号によるピークが生じるため、干渉対策判定部52は距離情報スペクトルに対する可否、及び干渉対策の要否の判定を行うことができる。
また、図14では、説明の簡単化のために、観測対象が1つであり、他のレーダ装置からの干渉が1つである例を示している。
しかし、これは一例に過ぎず、観測対象が2つ以上存在している場合、受信アンテナ23を介して周波数混合部31に2つ以上の干渉信号が入力される場合も、周波数が変化する傾きが同じであり、繰り返し時間が異なる干渉信号に対して同様に、干渉対策判定部52Bは距離情報スペクトルに対する可否、及び干渉対策の要否の判定を行えることができる。
干渉対策判定部52Bは、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Bは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pと、信号強度のピーク値Pにおける距離Dを算出する。
干渉判定処理範囲は、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉判定処理範囲と同じであり、検出対象周波数範囲の一部である後半部分、図15に実線斜線で示す領域3Dから領域4Dの範囲とする。
また、信号強度のピーク値Pを、一例として、図15に薄墨部分で示し、ピーク値Pまでの距離をD1及びD2として示す。
距離D1に存在するピーク値Pは、一例として、(K-2)個のチャープに現れており、距離D2に存在するピーク値Pは、一例として、2個のチャープに現れている例を示している。
距離D1に存在するピーク値Pは、観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値を示している。
距離D2に存在するピーク値Pは、掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであるが、繰り返し時間Trに対して繰り返し時間Tr_iが異なる他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値を示している。
干渉対策判定部52Bは、信号強度比P/FNと第3の判定閾値TH3を比較することにより、距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲におけるピーク値と、ピーク値が存在する距離Dを得る。
他のレーダ装置からの送信波を受信しておらず、干渉信号がない場合のチャープiの距離情報スペクトルを図16に示す。図16において、干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FN02を、一例として、破線により示し、検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを黒丸で示し、信号強度のピーク値Pと信号強度の平均値FN02の差を両矢印で示す。
一方、他のレーダ装置からの送信波を受信しており、干渉信号がある場合のチャープiの距離情報スペクトルを図17に示す。図17において、干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FN12を、一例として、破線により示し、検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを黒丸で示し、信号強度のピーク値Pと信号強度の平均値FN02との差を両矢印で示す。
図16及び図17において、横軸は距離binを、縦軸は信号強度を示す。
他のレーダ装置による干渉信号がない場合、図16に示すように、観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値だけである。
しかし、他のレーダ装置による干渉信号がある場合、図17に示すように、観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値(図17に白丸で示す)の他に、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値(図17に黒丸で示す)が存在する。
通常、他のレーダ装置からの送信波の伝搬距離が観測対象からの反射波の伝搬距離より短いため、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値(図17の黒丸)が観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値(図17の白丸)よりも大きい。
従って、信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であることにより、他のレーダ装置による干渉信号の有無にかかわらずピーク値を算出でき、他のレーダ装置による干渉信号がある場合、距離情報スペクトルに現れるピーク値は、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによる距離に現れる。
また、全てのチャープの距離情報スペクトルに他のレーダ装置からの送信波を受信したことによる影響が現れるのではなく、一部のチャープの距離情報スペクトルのみ他のレーダ装置からの送信波を受信したことによる影響が現れる。
従って、距離D2にピーク値が現れるチャープ数が第2の干渉対策閾値M2の範囲内であれば、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによる干渉信号が存在していると判別できる。
図15に示した例では、距離D1に存在するピーク値Pは(K-2)個のチャープに現れており、距離D2に存在するピーク値Pは2個のチャープに現れている例を示している。
例えば、第2の干渉対策閾値M2を1から10の範囲とすると、距離D2に存在するピーク値Pは2個のチャープに現れているので、他のレーダ装置からの送信波を受信していると判別できる。
従って、干渉対策判定部52Bは、各距離情報スペクトルにおいて信号強度比P/FNと第3の判定閾値TH3とを比較し、同じ距離Dに信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上である距離情報スペクトルの数、つまり、チャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2の範囲内であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
また、同じ距離Dにおいて、信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるチャープ数が第2の干渉対策閾値M2の範囲外、つまり、チャープ数が0である場合は当該距離Dに他のレーダ装置からの送信波を受信していないと判別でき、チャープ数が10を超えていると当該距離Dに観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値が現れると判別できる。
従って、干渉対策判定部52Bは、同じ距離Dにおいて、信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるチャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2の範囲内のものが存在すれば、干渉対策は「要」とし、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力する。
干渉対策判定部52Bは、同じ距離Dにおいて、信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるチャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2の範囲内のものが存在しなければ、他のレーダ装置からの送信波を受信していないとして干渉対策は「否」とし、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
このように、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNと距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のピーク値Pによる信号強度比P/FNを用い、同じ距離Dにおける信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上のチャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2の範囲内であると干渉対策を要とすることにより、掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであるが、送信信号の繰り返し時間Trに対して繰り返し時間Tr_iが異なる他のレーダ装置から送信波による干渉信号が受信アンテナ23を介して周波数混合部31に入力されたとしても、干渉対策の要否判定の精度の劣化を抑えることができる。
次に、実施の形態3に係るレーダ装置の動作を説明する。
AD変換部4から信号処理部5にK個のチャープ数のビートデータを出力するまでは、実施の形態1に係るレーダ装置の動作と同じであるので、説明を省略する。
K個のチャープ数のビートデータが入力された信号処理部5の動作を、図18に示すフローチャートを用いて説明する。
図18は、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
距離情報スペクトルを算出するステップST1は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST1と同じである。
ステップST2Bはチャープ数C1を算出するステップであり、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST2に相当するステップである。
ステップST2Bにおいて、干渉対策判定部52Bは、ステップST1により得られたK個の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Bは、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して、検出対象周波数範囲のデータのピーク値を検出し、状態値の1つである信号強度比P/FNを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度比P/FNを得る。
干渉対策判定部52Bは、K個の距離情報スペクトルの信号強度比P/FNに対して距離Dと紐づけする。
干渉対策判定部52Bは、距離Dに紐づけされた、信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上のチャープ数C1を算出する。
干渉対策判定部52Bが距離Dに紐づけされたチャープ数C1を算出すると、ステップST3Bに進む。
ステップST3Bは干渉対策の要否判定を行うステップであり、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST3に相当するステップである。
ステップST3Bにおいて、干渉対策判定部52Bは、干渉対策判定部52がステップST2Bにおいて算出した距離Dに紐づけされたチャープ数C1と第2の干渉対策閾値M2とを比較し、チャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2の範囲内に存在すれば干渉対策を要とし、チャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2の範囲内に存在するものがなければ、干渉対策は「否」とする干渉対策の要否判定を行う。
ステップST3Bにより、干渉対策判定部52が干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力し終了する。
一方、干渉対策判定部52Bが干渉対策を否と判定するとステップST5に進む。
ステップST5以降の動作は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST5以降の動作と同じであり、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態3に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Bが、同じ距離における信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上のチャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2の範囲内に存在するか否かにより干渉対策の要否の判定を行っているので、掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであるが、送信信号の繰り返し時間Trに対して繰り返し時間Tr_iが異なる他のレーダ装置から送信波による干渉信号が受信アンテナ23を介して周波数混合部31に入力されたとしても、複数のチャープを用いたファストチャープFMCW方式のレーダ装置において、精度の高い干渉対策の要否を行うことができる。
実施の形態4.
実施の形態4に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図19及び図20を用いて説明する。
実施の形態4に係るレーダ装置は、信号処理部5の干渉対策判定部52Cが実施の形態1に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52と異なるだけであり、その他の点については同じ又は同様である。
図19及び図20中、図1から図7に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態1に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52により求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNとし、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値以上の距離情報スペクトルの数から干渉対策の要否の判定を行っている。
これに対して、実施の形態4に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Cにより求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNと、信号強度の平均値FNに対する距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNとし、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上の距離情報スペクトルの数による干渉対策の要否の第1の判定と、第1の判定により干渉対策を要と判定すると、信号強度比P/FNが第4の判定閾値TH4以上の距離情報スペクトルの数による干渉対策の要否の第2の判定を行っている。
干渉対策判定部52Cは第1の判定部52C1と第2の判定部52C2を備える。
第1の判定部52C1は実施の形態1に係るレーダ装置の干渉対策判定部52と同等の判定部である。
第1の判定閾値TH1及び第1の干渉対策閾値M1は実施の形態1に係るレーダ装置において用いた第1の判定閾値TH1及び第1の干渉対策閾値M1と同じ値である。
第1の判定部52C1は、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
第1の判定部52C1は、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値の一つである信号強度の平均値FNを算出する。
第1の判定部52C1は、算出したそれぞれの距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNと干渉判定閾値の一つである第1の判定閾値TH1と比較して複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、複数の距離情報スペクトルの内の距離情報スペクトルの否の数から干渉対策の要否を判定する。
第1の判定部52C1による距離情報スペクトルにおける判定の可否は、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1未満であると距離情報スペクトルは「可」とし、第1の判定閾値TH1以上であると距離情報スペクトルは「否」とする。
第1の判定部52C1による干渉対策の要否の判定は、複数の距離情報スペクトルの内の距離情報スペクトルの否のチャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1未満であると干渉対策は「否」とし、第1の干渉対策閾値M1以上であると干渉対策は「要」とする。
第1の判定部52C1は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルと、算出した信号強度の平均値FNを第2の判定部52C2に出力する。
第1の判定部52C1は、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
第2の判定部52C2は、第1の判定部52C1が干渉対策を要と判定すると、第1の判定部52C1から距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルと、第1の判定部52C1により算出された信号強度の平均値FNを取得する。
第2の判定部52C2は、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出する。
第2の判定部52C2は、各距離情報スペクトルにおいて信号強度比P/FNと第4の判定閾値TH4とを比較し、信号強度比P/FNが第4の判定閾値TH4以上である距離情報スペクトルの数、つまり、チャープ数C2を算出する。
第2の判定部52C2は、チャープ数C2と第3の干渉対策閾値M3とを比較し、チャープ数C2が第3の干渉対策閾値M3以下であると干渉対策を要と判定し、チャープ数C2が第3の干渉対策閾値M3より大きいと干渉対策を否と判定する干渉対策の要否判定を行う。
第2の判定部52C2は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
このように、干渉対策判定部52Cは第1の判定部52C1と第2の判定部52C2を備え、第1の判定部52C1により干渉対策が要と判定されたものに対して、さらに、第2の判定部52C2により干渉対策の要否を判定するので、観測対象のSNRが高く、距離・速度情報出力部53により相対速度方向のフーリエ変換により観測対象が検出可能となる条件において、不要な干渉対策処理を回避することができる。
次に、実施の形態4に係るレーダ装置の動作を説明する。
AD変換部4から信号処理部5にK個のチャープ数のビートデータを出力するまでは、実施の形態1に係るレーダ装置の動作と同じであるので、説明を省略する。
K個のチャープ数のビートデータが入力された信号処理部5の動作を、図20に示すフローチャートを用いて説明する。
図20は、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
距離情報スペクトルを算出するステップST1、チャープ数C1を算出するステップST2、及び第1の干渉対策の要否判定を行うステップST3は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST1、ステップST2、及びステップST3と同じである。
但し、ステップST2の処理は干渉対策判定部52Cの第1の判定部52C1が実施する。
ステップST3において、干渉対策判定部52Cの第1の判定部52C1が干渉対策を要と判定するとステップST7に進み、干渉対策を否と判定するとステップST5に進む。
ステップST7はチャープ数C2を算出するステップである。
ステップST7において、第2の判定部52C2は、第1の判定部52C1が干渉対策が要と判定すると、第1の判定部52C1から距離スペクトル算出部51により算出されたK個の距離情報スペクトルと、第1の判定部52C1により算出された信号強度の平均値FNを取得する。
第2の判定部52C2は、距離スペクトル算出部51により算出されたK個の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度比P/FNを得る。
第2の判定部52C2は、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対し、信号強度比P/FNと第4の判定閾値TH4を比較して距離情報スペクトルに対する可否を求める。
第2の判定部52C2は、信号強度比P/FNが第4の判定閾値TH4以上の距離情報スペクトルの否であるチャープ数C2を算出する。
第2の判定部52C2が距離情報スペクトルのチャープ数C2を算出するとステップST8に進む。
ステップST8は第2の干渉対策の要否判定を行うステップである。
ステップST8において、第2の判定部52C2がステップST7において算出したチャープ数C2と第3の干渉対策閾値M3とを比較し、チャープ数C2が第3の干渉対策閾値M3未満であると干渉対策は「要」とし、チャープ数C2が第3の干渉対策閾値M3以上であると干渉対策は「否」とする干渉対策の要否判定を行う。
ステップST8において、第2の判定部52C2が干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力して終了する。
一方、第2の判定部52C2が干渉対策を否と判定するとステップST5に進む。
ステップST5以降の動作は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST5以降の動作と同じであり、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態4に係るレーダ装置は、実施の形態1に係るレーダ装置と同様の効果を有する他、観測対象のSNRが高く、相対速度方向のフーリエ変換により観測対象が検出可能となる条件において、不要な干渉対策処理を回避することができる。
実施の形態5.
実施の形態5に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図21及び図22を用いて説明する。
実施の形態5に係るレーダ装置は、信号処理部5の干渉対策判定部52Dが実施の形態2に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Aと異なるだけであり、その他の点については同じ又は同様である。
図21及び図22中、図8から図12に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態2に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Aが、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上であり、かつ、信号強度比P/FNが第2の判定閾値TH2以下である距離情報スペクトルの数による干渉対策の要否の判定を行っている。
これに対して、実施の形態5に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Dが、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上であり、かつ、信号強度比P/FNが第2の判定閾値TH2以下である距離情報スペクトルの数による干渉対策の要否の第1の判定と、第1の判定により干渉対策を要と判定すると、信号強度比P/FNが第4の判定閾値TH4以上の距離情報スペクトルの数による干渉対策の要否の第2の判定を行っている。
干渉対策判定部52Dは第1の判定部52D1と第2の判定部52D2を備える。
第1の判定部52D1は実施の形態2に係るレーダ装置の干渉対策判定部52Aと同等の判定部である。
第2の判定部52D2は実施の形態4に係るレーダ装置の第2の判定部52C2と同等の判定部である。
第1の判定閾値TH1及び第2の判定閾値TH2並びに第1の干渉対策閾値M1は実施の形態2に係るレーダ装置において用いた第1の判定閾値TH1及び第2の判定閾値TH2並びに第1の干渉対策閾値M1と同じ値である。
第4の判定閾値TH4及び第3の干渉対策閾値M3は実施の形態4に係るレーダ装置において用いた第4の判定閾値TH4及び第3の干渉対策閾値M3と同じ値である。
第1の判定部52D1は、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
第1の判定部52D1は、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出する。
第1の判定部52D1は、信号強度の平均値FNと第1の判定閾値TH1を比較するともに、信号強度比P/FNと第2の判定閾値TH2を比較する。
第1の判定部52D1は、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対し、第1の判定閾値TH1及び第2の判定閾値TH2に基づいて距離情報スペクトルに対する可否判定を行い、距離情報スペクトルの否のチャープ数C1を算出する。
第1の判定部52D1は、K個の距離情報スペクトルの内、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上であり、かつ、信号強度比P/FNが第2の判定閾値TH2以下である距離情報スペクトルのチャープ数C1を求める。
第1の判定部52D1は、距離情報スペクトルを「否」としたチャープ数C1と第1の干渉対策閾値M1とを比較し、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1未満であると干渉対策は「否」とし、チャープ数C1が第1の干渉対策閾値M1以上であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第1の判定部52D1は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、算出した信号強度比P/FNを第2の判定部52D2に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
第2の判定部52D2は、第1の判定部52D1が干渉対策を要と判定すると、第1の判定部52D1により算出された信号強度比P/FNを取得する。
第2の判定部52D2は、各距離情報スペクトルにおいて信号強度比P/FNと第4の判定閾値TH4とを比較し、信号強度比P/FNが第4の判定閾値TH4以上である距離情報スペクトルの数、つまり、チャープ数C2を算出する。
第2の判定部52D2は、チャープ数C2と第3の干渉対策閾値M3とを比較し、チャープ数C2が第3の干渉対策閾値M3以下であると干渉対策を要と判定し、チャープ数C2が第3の干渉対策閾値M3より大きいと干渉対策を否と判定する干渉対策の要否判定を行う。
第2の判定部52D2は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
このように、干渉対策判定部52Dは第1の判定部52D1と第2の判定部52D2を備え、第1の判定部52D1により干渉対策が要と判定されたものに対して、さらに、第2の判定部52D2により干渉対策の要否を判定するので、観測対象のSNRが高く、距離・速度情報出力部53により相対速度方向のフーリエ変換により観測対象が検出可能となる条件において、不要な干渉対策処理を回避することができる。
次に、実施の形態5に係るレーダ装置の動作を説明する。
AD変換部4から信号処理部5にK個のチャープ数のビートデータを出力するまでは、実施の形態1に係るレーダ装置の動作と同じであるので、説明を省略する。
K個のチャープ数のビートデータが入力された信号処理部5の動作を、図22に示すフローチャートを用いて説明する。
図22は、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
距離情報スペクトルを算出するステップST1、チャープ数C1を算出するステップST2A、及び第1の干渉対策の要否判定を行うステップST3は、実施の形態2に係るレーダ装置のステップST1、ステップST2A、及びステップST3と同じである。
但し、ステップST2Aの処理は干渉対策判定部52Dの第1の判定部52D1が実施する。
ステップST3において、干渉対策判定部52Dの第1の判定部52D1が干渉対策を要と判定するとステップST7に進み、干渉対策を否と判定するとステップST5に進む。
ステップST7はチャープ数C2を算出するステップであり、実施の形態4に係るレーダ装置のステップST7における第2の判定部52C2と同様に、第2の判定部52D2は、第1の判定部52D1が干渉対策を要と判定すると、第1の判定部52D1から取得した信号強度比P/FNが第4の判定閾値TH4以上の距離情報スペクトルの否であるチャープ数C2を算出する。
第2の判定部52D2が距離情報スペクトルのチャープ数C2を算出するとステップST8に進み、実施の形態4に係るレーダ装置のステップST8における第2の判定部52C2と同様に、第2の判定部52D2が処理し、干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力して終了する。
一方、第2の判定部52D2が干渉対策を否と判定するとステップST5に進む。
ステップST5以降の動作は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST5以降の動作と同じであり、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態5に係るレーダ装置は、実施の形態2に係るレーダ装置と同様の効果を有する他、観測対象のSNRが高く、相対速度方向のフーリエ変換により観測対象が検出可能となる条件において、不要な干渉対策処理を回避することができる。
実施の形態6.
実施の形態6に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図23及び図24を用いて説明する。
実施の形態6に係るレーダ装置は、信号処理部5の干渉対策判定部52Eが実施の形態3に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Bと異なるだけであり、その他の点については同じ又は同様である。
図23及び図24中、図13から図18に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態3に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Bが、距離Dにおける信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数による干渉対策の要否の判定を行っている。
これに対して、実施の形態6に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Eが、距離Dにおける信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数による干渉対策の要否の第1の判定と、第1の判定により干渉対策を要と判定すると、信号強度比P/FNが第4の判定閾値TH4以上の距離情報スペクトルの数による干渉対策の要否の第2の判定を行っている。
干渉対策判定部52Eは第1の判定部52E1と第2の判定部52E2を備える。
第1の判定部52E1は実施の形態3に係るレーダ装置の干渉対策判定部52Bと同等の判定部である。
第2の判定部52E2は実施の形態4に係るレーダ装置の第2の判定部52C2と同等の判定部である。
第3の判定閾値TH3及び第2の干渉対策閾値M2は実施の形態3に係るレーダ装置において用いた第3の判定閾値TH3及び第2の干渉対策閾値M2と同じ値である。
第4の判定閾値TH4及び第3の干渉対策閾値M3は実施の形態4に係るレーダ装置において用いた第4の判定閾値TH4及び第3の干渉対策閾値M3と同じ値である。
第1の判定部52E1は、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
第1の判定部52E1は、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出する。
第1の判定部52E1は、信号強度比P/FNと第3の判定閾値TH3を比較することにより、距離情報スペクトルにおける信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるピーク値が存在する距離D、及び距離Dに信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数、つまりチャープ数C1を得る。
第1の判定部52E1は、距離Dにおける信号強度比P/FNが第3の判定閾値TH3以上であるピーク値が存在するチャープ数C1と第2の干渉対策閾値M2とを比較し、チャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2の範囲外であると干渉対策は「否」とし、チャープ数C1が第2の干渉対策閾値M2範囲内であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第1の判定部52E1は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、算出した信号強度比P/FNを第2の判定部52E2に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
第2の判定部52E2は、第1の判定部52E1が干渉対策が要と判定すると、第1の判定部52E1により算出された信号強度比P/FNを取得する。
第2の判定部52E2は、各距離情報スペクトルにおいて信号強度比P/FNと第4の判定閾値TH4とを比較し、信号強度比P/FNが第4の判定閾値TH4以上である距離情報スペクトルの数、つまり、チャープ数C2を算出する。
第2の判定部52E2は、チャープ数C2と第3の干渉対策閾値M3とを比較し、チャープ数C2が第3の干渉対策閾値M3以下であると干渉対策を要と判定し、チャープ数C2が第3の干渉対策閾値M3より大きいと干渉対策を否と判定する干渉対策の要否判定を行う。
第2の判定部52E2は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
このように、干渉対策判定部52Eは第1の判定部52E1と第2の判定部52E2を備え、第1の判定部52E1により干渉対策が要と判定されたものに対して、さらに、第2の判定部52E2により干渉対策の要否を判定するので、観測対象のSNRが高く、距離・速度情報出力部53により相対速度方向のフーリエ変換により観測対象が検出可能となる条件において、不要な干渉対策処理を回避することができる。
次に、実施の形態6に係るレーダ装置の動作を説明する。
AD変換部4から信号処理部5にK個のチャープ数のビートデータを出力するまでは、実施の形態1に係るレーダ装置の動作と同じであるので、説明を省略する。
K個のチャープ数のビートデータが入力された信号処理部5の動作を、図24に示すフローチャートを用いて説明する。
図24は、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
距離情報スペクトルを算出するステップST1、チャープ数C1を算出するステップST2B、及び第1の干渉対策の要否判定を行うステップST3Bは、実施の形態3に係るレーダ装置のステップST1、ステップST2B、及びステップST3Bと同じである。
但し、ステップST2B及びステップST3Bの処理は干渉対策判定部52Eの第1の判定部52E1が実施する。
ステップST3Bにおいて、干渉対策判定部52Eの第1の判定部52E1が干渉対策を要と判定するとステップST7に進み、干渉対策を否と判定するとステップST5に進む。
ステップST7はチャープ数C2を算出するステップであり、実施の形態4に係るレーダ装置のステップST7における第2の判定部52C2と同様に、第2の判定部52E2は、第1の判定部52E1が干渉対策が要と判定すると、第1の判定部52E1から取得した信号強度比P/FNが第4の判定閾値TH4以上の距離情報スペクトルの否であるチャープ数C2を算出する。
第2の判定部52E2が距離情報スペクトルのチャープ数C2を算出するとステップST8に進み、実施の形態4に係るレーダ装置のステップST8における第2の判定部52C2と同様に、第2の判定部52E2が処理し、干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力して終了する。
一方、第2の判定部52E2が干渉対策を否と判定するとステップST5に進む。
ステップST5以降の動作は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST5以降の動作と同じであり、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態6に係るレーダ装置は、実施の形態3に係るレーダ装置と同様の効果を有する他、観測対象のSNRが高く、相対速度方向のフーリエ変換により観測対象が検出可能となる条件において、不要な干渉対策処理を回避することができる。
実施の形態7.
実施の形態7に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図25から図28を用いて説明する。
実施の形態7に係るレーダ装置は、信号処理部5の干渉対策判定部52Fが実施の形態3に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Bと異なるだけであり、その他の点については同じ又は同様である。
図25から図28中、図1から図7及び図13から図18に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態3に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Bにより求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNに対する距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNとしている。
これに対して、実施の形態7に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Fにより求めた距離情報スペクトルの状態値を複数の信号強度比とし、干渉判定閾値を第5の判定閾値TH5とする。
複数の信号強度比それぞれは、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNに対する距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度の複数のピーク値P、P2それぞれの信号強度比P/FN、P2/FNである。
第5の判定閾値TH5は第3の判定閾値TH3又は第2の判定閾値TH2と同じ値でよい。
実施の形態7に係るレーダ装置は、信号強度の複数のピーク値を、ピーク値Pと、ピーク値Pより信号強度が小さい2番目のピークP2とし、複数の信号強度比を、ピーク値Pにおける信号強度比P/FN、2番目のピークP2における信号強度比P2/FNとした。
なお、状態値として2つの信号強度比に限られるものではなく、3番目以降のピーク値における信号強度比を加えるものであってもよい。
実施の形態7に係るレーダ装置として、説明の簡単化のために、状態値として2つの信号強度比P/FN及び信号強度比P2/FNを用いたものを説明する。
実施の形態7に係るレーダ装置は、観測対象が2つであり、他のレーダ装置からの干渉が1つであり、1つの観測対象(以下、第1の観測対象という)が他のレーダ装置の伝搬距離より近距離にあり、もう1つの観測対象(以下、第2の観測対象という)が他のレーダ装置の伝搬距離より遠くにある場合においても、第2の観測対象に対して精度の高い干渉対策の要否を行うことができる。
すなわち、第1の観測対象が他のレーダ装置の伝搬距離に対して近距離にある場合、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値は第1の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値よりも小さくなる。
従って、状態値としてピーク値Pにおける信号強度比P/FNを用いることにより、実施の形態3に係るレーダ装置と同様に第1の観測対象に対する干渉対策の要否に対する誤判定はなく、第1の観測対象に対する精度の高い干渉対策の要否を行うことができる。
一方、第2の観測対象からの反射波の伝搬距離よりも他のレーダ装置からの送信波の伝搬距離が短いため、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値は第2の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値よりも大きく、2番目のピーク値となる。
その結果、第2の観測対象からの反射波に基づく受信信号は他のレーダ装置からの送信波による干渉信号による影響を受ける。
実施の形態7に係るレーダ装置は、状態値として2番目のピークP2における信号強度比P2/FNを用い、2番目のピーク値による干渉対策の要否の判定も行っているので、他のレーダ装置からの送信波による干渉信号による2番目のピーク値を検出できるため、第2の観測対象に対する干渉対策の要否に対する誤判定はなく、第2の観測対象に対しても精度の高い干渉対策の要否を行うことができる。
要するに、実施の形態7に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Fは、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Fは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度の2番目のピーク値P2を算出する。
干渉対策判定部52Fは、ピーク値Pにおける信号強度比P/FNと第5の判定閾値TH5の比較、及び2番目のピーク値における信号強度比P2/FNと第5の判定閾値TH5の比較を行うことにより、距離情報スペクトルにおける信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離D、及び距離Dに信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数と、距離情報スペクトルにおける信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5とであるピーク値が存在する距離D、及び距離Dに信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数を得る。
距離Dに信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数と距離Dに信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数がチャープ数C3である。
なお、距離情報スペクトルにおける信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離Dと距離情報スペクトルにおける信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5とであるピーク値が存在する距離Dにおける距離Dは同じDを用いているが、一般的な距離を示すために用いたものであり、必ずしも一致するものではない。
すなわち、第1の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値Pが存在する距離Dと他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値P2が存在する距離Dは、一般的に異なる。
従って、チャープ数C3は、距離Dに信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数である場合と、距離Dに信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数である場合になる。必ずしも両者の合計数を現わすものではない。
すなわち、チャープ数C3は、距離Dに信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数であるチャープ数と、距離Dに信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数であるチャープ数を見ていることになる。
以下の説明において、距離DのDは上記に説明したと同様に一般的な距離を示すための表示である。
干渉対策判定部52Fは、距離Dにおける信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値Pが存在する距離情報スペクトルの数と距離Dに信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値P2が存在する距離情報スペクトルの数を現わすチャープ数C3と第4の干渉対策閾値M4とを比較する。干渉対策判定部52Fは、チャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲外であると干渉対策は「否」とし、チャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4範囲内であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第4の干渉対策閾値M4は、第2の干渉対策閾値M2と同じ値でよい。
このように、距離Dにおける信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数と距離Dに信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるピーク値が存在する距離情報スペクトルの数を現わすチャープ数C3を干渉対策の要否に用いることにより、干渉信号における周波数が変化する傾きが受信信号のチャープ信号における周波数が変化する傾きと同じであり、2つの観測対象の内の第1の観測対象がレーダ装置に対して近距離にある場合に、第1の観測対象に対してはもちろんのこと、第2の観測対象に対しても干渉信号が重畳されているか否かの判定を精度高く行うことができる。
実施の形態3に係るレーダ装置は、干渉信号が受信信号のチャープ信号と掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じ場合、つまり、周波数が変化する傾きが同じであり、観測対象が1つの場合に適しており、実施の形態7に係るレーダ装置は、干渉信号が受信信号のチャープ信号と掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じ場合、つまり、周波数が変化する傾きが同じであり、観測対象が2つで一方がレーダ装置に近距離に存在する場合に適している。
なお、観測対象が3つ以上の複数であり、観測対象の内の一つがレーダ装置に近距離に存在する場合でも、実施の形態7に係るレーダ装置における考え方は適用できる。
以下に、実施の形態7に係るレーダ装置について、実施の形態3に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Bと異なる干渉対策判定部52Fを中心に説明する。
実施の形態3に係るレーダ装置及び実施の形態1に係るレーダ装置と同じ構成については極力説明を省略する。
今、図26に示すように、送受信部2から出力された送信信号におけるチャープ信号Lo(1)からチャープ信号Lo(K)それぞれと送受信部2から出力された第1の観測対象の受信信号におけるチャープ信号Rx(1) からチャープ信号Rx(K) それぞれと第2の観測対象の受信信号におけるチャープ信号Rx2(1) からチャープ信号Rx2(K) それぞれに対して、掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであるが、繰り返し時間Trに対して繰り返し時間Tr_iが異なる他のレーダ装置からの干渉信号Rintが受信アンテナ23により受信波として受信された場合を想定する。
干渉信号Rintの掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであると、干渉信号Rintの周波数と送信信号におけるチャープ信号の周波数の差分の周波数を有するビート信号が周波数混合部31により生成される。
一方、干渉信号Rintの繰り返し時間Tr_iと送信信号におけるチャープ信号の繰り返し時間Trが異なるため、全てのチャープで干渉信号Rintによるビート信号が発生せずに、一部のチャープのみで干渉信号Rintによるビート信号が発生する。
なお、図26では、説明の簡単化のために、受信信号におけるチャープ信号の掃引時間T及び周波数帯域幅BWと干渉信号の掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じ例を示しているが、受信信号におけるチャープ信号の周波数の傾き(掃引時間Tと周波数帯域幅BWの比)と干渉信号の周波数の傾きが同じ場合も、干渉信号によるピークが生じるため、干渉対策判定部52は距離情報スペクトルに対する可否、及び干渉対策の要否の判定を行うことができる。
また、図26では、説明の簡単化のために、観測対象が2つであり、他のレーダ装置からの干渉が1つである例を示している。
しかし、これは一例に過ぎず、観測対象が3つ以上存在している場合、3番目以降のピーク値を判定に用いることで、干渉対策判定部52Fは距離情報スペクトルに対する可否、及び干渉対策の要否の判定を行えることができる。
干渉対策判定部52Fは、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Fは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pと、信号強度のピーク値Pにおける距離Dと、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度の2番目のピーク値P2と、信号強度の2番目のピーク値P2における距離Dを算出する。
干渉判定処理範囲は、実施の形態3に係るレーダ装置における干渉判定処理範囲及び実施の形態1に係るレーダ装置における干渉判定処理範囲と同じであり、検出対象周波数範囲の一部である後半部分、図27に実線斜線で示す領域3Dから領域4Dの範囲とする。
また、信号強度のピーク値P及び信号強度の2番目のピーク値P2を、一例として、図27に薄墨部分で示し、ピーク値P及び2番目のピーク値P2までの距離をD1からD3として示す。
距離D1に存在するピーク値Pは、一例として、K個のチャープに現れており、距離D2に存在する2番目のピーク値P2は、一例として、2個のチャープに現れており、距離D3に存在する2番目のピーク値P2は、一例として、(K-2)個のチャープに現れている例を示している。
距離D1に存在するピーク値Pは、レーダ装置に対して近距離にある第1の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値を示している。
距離D2に存在する2番目のピーク値P2は、掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであるが、繰り返し時間Trに対して繰り返し時間Tr_iが異なる他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値を示している。
距離D3に存在する2番目のピーク値P2は、他のレーダ装置からの送信波のレーダ装置への伝搬距離より反射波のレーダ装置への伝搬距離が長い第2の観測対象からの反射波を受信したことによる2番目のピーク値を示している。
干渉対策判定部52Fは、信号強度比P/FNと第5の判定閾値TH5を比較することにより、距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲におけるピーク値Pと、ピーク値Pが存在する距離Dを得る。本例においては、距離Dは図27に示す距離D1である。
干渉対策判定部52Fは、信号強度比P2/FNと第5の判定閾値TH5を比較することにより、距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲における2番目のピーク値P2と、2番目のピーク値P2が存在する距離Dを得る。本例においては、距離Dは図27に示す距離D2、D3である。
他のレーダ装置からの送信波を受信しておらず、干渉信号がない場合、第1の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値Pと、第2の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値P2だけが、干渉対策判定部52Fにより算出される。
しかし、他のレーダ装置による干渉信号がある場合、第1の観測対象及び第2の観測対象それぞれからの反射波を受信したことによるピーク値P及びピーク値P2の他に、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値P2が干渉対策判定部52Fにより算出される。
レーダ装置に対して近距離にある第1の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値Pが他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値P2より大きい。
一方、第2の観測対象からの反射波のレーダ装置への伝搬距離より送信波のレーダ装置への伝搬距離が短い他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値P2が第2の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値より大きく、2番目のピークP2となる。
従って、信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であることにより、近距離に観測対象が有る場合でも2番目のピーク値を算出でき、他のレーダ装置による干渉信号がある場合、距離情報スペクトルに現れる2番目のピーク値は、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによる距離に現れる。
2つの観測対象がいずれもレーダ装置に対して近距離にない場合、つまり、2つの観測対象からの反射波のレーダ装置への伝搬距離が他のレーダ装置からの送信波のレーダ装置への伝搬距離より長い場合、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによるピーク値が2つの観測対象それぞれからの反射波を受信したことによるピーク値よりも大きくなり、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによる距離に1番目のピーク値Pとして現れる。
また、全てのチャープの距離情報スペクトルに他のレーダ装置からの送信波を受信したことによる影響が現れるのではなく、一部のチャープの距離情報スペクトルに他のレーダ装置からの送信波を受信したことによる影響が現れる。
従って、2番目のピーク値が現れるチャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲内であれば、他のレーダ装置からの送信波を受信したことによる干渉信号が存在していると判別できる。
図27に示した例では、距離D1に存在するピーク値PはK個のチャープに現れており、距離D2に存在する2番目のピーク値P2は2個のチャープに現れおり、距離D3に存在する2番目のピーク値P2は(K―2)個のチャープに現れている例を示している。
例えば、第4の干渉対策閾値M4を1から10の範囲とすると、距離D2に存在するピーク値Pは2個のチャープに現れているので、他のレーダ装置からの送信波を受信していると判別できる。
従って、干渉対策判定部52Fは、各距離情報スペクトルにおいて信号強度比P/FNと第5の判定閾値TH5とを比較し、同じ距離D1に信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上である距離情報スペクトルの数と、各距離情報スペクトルにおいて信号強度比P2/FNと第5の判定閾値TH5とを比較し、同じ距離D2に信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上である距離情報スペクトルの数、つまり、チャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲内であると干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
また、同じ距離Dにおいて、信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数と信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数を現わすチャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲外、つまり、チャープ数C3が0である場合は当該距離Dに他のレーダ装置からの送信波を受信していないと判別でき、チャープ数C3が10を超えていると当該距離Dに観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値が現れると判別できる。
すなわち、他のレーダ装置からの送信波を受信していない場合、例えば、図27に示した例において、距離D1に存在するピーク値PがK個のチャープに現れ、距離D3に存在する2番目のピーク値P2が(K―2)個のチャープに現れ、その他の距離Dにピーク値P及び2番目のピーク値P2が存在しないとすると、距離D1に第1の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値Pが現れ、距離D3に第2の観測対象からの反射波を受信したことによるピーク値P2が現れ、他のレーダ装置からの送信波を受信していないと判別できる。
従って、干渉対策判定部52Fは、同じ距離Dにおいて、信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数と信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数を現わすチャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲内のものが存在すれば、干渉対策は「要」とし、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力する。
干渉対策判定部52Fは、同じ距離Dにおいて信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数と同じ距離Dにおいて信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数を現わすチャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲内のものが存在しなければ、他のレーダ装置からの送信波を受信していないとして干渉対策は「否」とし、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
このように、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNと、距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のピーク値Pによる信号強度比P/FNと、距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲の2番目のピーク値P2による信号強度比P2/FNを用い、同じ距離Dにおける信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数と同じ距離Dにおける信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数を現わすチャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲内であると干渉対策を要とすることにより、観測対象が2つあり、第1の観測対象がレーダ装置に対して近距離に存在し、掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであるが、送信信号の繰り返し時間Trに対して繰り返し時間Tr_iが異なる他のレーダ装置から送信波による干渉信号が受信アンテナ23を介して周波数混合部31に入力されたとしても、干渉対策の要否判定の精度の劣化を抑えることができる。
次に、実施の形態7に係るレーダ装置の動作を説明する。
AD変換部4から信号処理部5にK個のチャープ数のビートデータを出力するまでは、実施の形態3に係るレーダ装置の動作、つまり、実施の形態1に係るレーダ装置の動作と同じであるので、説明を省略する。
K個のチャープ数のビートデータが入力された信号処理部5の動作を、図28に示すフローチャートを用いて説明する。
図28は、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
距離情報スペクトルを算出するステップST1は、実施の形態3に係るレーダ装置のステップST1、つまり、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST1と同じである。
ステップST2Cはチャープ数C3を算出するステップであり、実施の形態3に係るレーダ装置のステップST2Bに相当するステップである。
ステップST2Cにおいて、干渉対策判定部52Fは、ステップST1により得られたK個の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Fは、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して、検出対象周波数範囲のデータのピーク値Pを検出し、状態値の1つである信号強度比P/FNを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度比P/FNを得る。
干渉対策判定部52Fは、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して、検出対象周波数範囲のデータの2番目のピーク値P2を検出し、状態値の1つである2番目のピーク値P2との信号強度比P2/FNを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度比P2/FNを得る。
干渉対策判定部52Bは、K個の距離情報スペクトルの信号強度比P/FNに対して距離Dと紐づけし、K個の距離情報スペクトルの信号強度比P2/FNに対して距離Dと紐づけする。
干渉対策判定部52Fは、距離Dに紐づけされた信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数を算出し、距離Dに紐づけされた信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数を算出することにより、両チャープ数を現わすチャープ数C3を算出する。
干渉対策判定部52Fが距離Dに紐づけされたチャープ数C3を算出すると、ステップST3Cに進む。
ステップST3Cは干渉対策の要否判定を行うステップであり、実施の形態3に係るレーダ装置のステップST3Bに相当するステップである。
ステップST3Cにおいて、干渉対策判定部52Fは、干渉対策判定部52FがステップST2Cにおいて算出した距離Dに紐づけされたチャープ数C3と第4の干渉対策閾値M4とを比較し、チャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲内に存在すれば干渉対策を要とし、チャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲内に存在するものがなければ、干渉対策は「否」とする干渉対策の要否判定を行う。
ステップST3Cにより、干渉対策判定部52Fが干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力し終了する。
一方、干渉対策判定部52Fが干渉対策を否と判定するとステップST5に進む。
ステップST5以降の動作は、実施の形態3に係るレーダ装置のステップST5、つまり、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST5以降の動作と同じであり、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態7に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Fが、同じ距離における信号強度比P/FNが第5の判定閾値TH5以上のチャープ数と同じ距離Dにおける信号強度比P2/FNが第5の判定閾値TH5以上であるチャープ数を現わすチャープ数C3が第4の干渉対策閾値M4の範囲内に存在するか否かにより干渉対策の要否の判定を行っているので、観測対象が2つあり、第1の観測対象がレーダ装置に対して近距離に存在し、掃引時間T及び周波数帯域幅BWが同じであるが、送信信号の繰り返し時間Trに対して繰り返し時間Tr_iが異なる他のレーダ装置から送信波による干渉信号が受信アンテナ23を介して周波数混合部31に入力されたとしても、複数のチャープを用いたファストチャープFMCW方式のレーダ装置において、精度の高い干渉対策の要否を行うことができる。
実施の形態8.
実施の形態8に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図29及び図30を用いて説明する。
実施の形態8に係るレーダ装置は、信号処理部5の干渉対策判定部52Gが実施の形態1に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52と異なるだけであり、その他の点については同じ又は同様である。
図29及び図30中、図1から図7に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態1に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52により求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNとし、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上の距離情報スペクトルの数であるチャープ数C1を算出し、チャープ数C1と第1の干渉対策閾値M1との比較により干渉対策の要否の判定を行っている。
これに対して、実施の形態8に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Gにより求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNとし、干渉対策判定部52Gにより求めた複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値FNの全チャープ、本例においてはK個の内の最大値及び最小値を基に干渉対策判定部52Gが第1の指標In1を算出し、第1の指標In1と干渉対策閾値である第5の干渉対策閾値M5との比較により干渉対策の要否の判定を行う。
第1の指標In1は複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値FNにおける最大値FNmaxと最小値FNminの差を最大値FNmaxと最小値FNminの和で除算した値、つまり次式(3)により算出された値である。
In1=(FNmax-FNmin)/(FNmax+FNmin) ・・・(3)
なお、上式(3)において、FNmaxは算出した信号強度の平均値FNの全チャープにおける最大値、FNminは算出した信号強度の平均値FNの全チャープにおける最小値を示す。
また、第5の干渉対策閾値M5は、0を超え1未満の値であり、できるだけ0に近い値に設定される。
すなわち、実施の形態8に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Gは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNを算出する。
干渉対策判定部52Gは、算出した複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNの最大値及び最小値を基に上式(3)により第1の指標In1を算出する。
干渉対策判定部52Gは、第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5を比較し、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は否とし、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は要とする干渉対策の要否判定を行う。
このように、実施の形態8に係るレーダ装置においては、複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、複数の信号強度の平均値FNの最大値及び最小値を用いることにより干渉対策の要否判定を行うことができるため、より簡単に精度の高い干渉対策の要否判定が行うことができる。
以下に、実施の形態8に係るレーダ装置について、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉対策判定部52と異なる干渉対策判定部52Gを中心に説明する。
実施の形態1に係るレーダ装置と同じ構成については極力説明を省略する。
干渉対策判定部52Gは、距離スペクトル算出部51から出力された複数、本例においてはK個の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Gは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNを算出する。
干渉判定処理範囲は、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉判定処理範囲と同じであり、検出対象周波数範囲の一部である後半部分、図4に実線斜線で示す3Dから領域4Dの範囲とする。
干渉対策判定部52Gは、信号強度の平均値FNから上式(3)を用いて、第1の指標In1を算出する。
干渉対策判定部52Gは、第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5を比較し、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は「否」とし、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第1の指標In1は、他のレーダ装置からの送信波による干渉がない場合、K個の距離情報スペクトルによる信号強度の平均値FNにおける最大値FNmaxと最小値FNminは近い値を示すため0に近くなり、他のレーダ装置からの送信波による干渉がある場合、信号強度の平均値FN における最大値FNmaxと最小値FNminの差が大きくなるので1に近くなる。
第5の干渉対策閾値M5は、0を超え1未満の値であるので、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると、他のレーダ装置からの送信波による干渉がないと判断でき、干渉対策判定部52Gは干渉対策が「否」と判定する。
また、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと、他のレーダ装置からの送信波による干渉があると判断でき、干渉対策判定部52Gは干渉対策が「要」と判定する。
干渉対策判定部52Gは、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
次に、実施の形態8に係るレーダ装置の動作を説明する。
AD変換部4から信号処理部5にK個のチャープ数のビートデータを出力するまでは、実施の形態1に係るレーダ装置の動作と同じであるので、説明を省略する。
K個のチャープ数のビートデータが入力された信号処理部5の動作を、図30に示すフローチャートを用いて説明する。
図30は、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
距離情報スペクトルを算出するステップST1は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST1と同じである。
ステップST2Dは第1の指標In1を算出するステップであり、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST2に相当するステップである。
ステップST2Dにおいて、干渉対策判定部52Gは、ステップST1により得られたK個の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Gは、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して、検出対象周波数範囲のデータの内の干渉判定処理範囲のデータにより状態値の1つである信号強度の平均値FNを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNを得る。
干渉対策判定部52Gは、K個の距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNの最大値FNmax及び最小値FNminを用いて、上式(3)から第1の指標In1を算出する。
ステップST3Dは干渉対策の要否判定を行うステップであり、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST3に相当するステップである。
ステップST3Dにおいて、干渉対策判定部52がステップST2Dにおいて算出した第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5と比較し、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は「否」とし、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
ステップST3D以降の動作は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST3以降の動作と同じであり、ステップST3Dにおいて、干渉対策判定部52Gが干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力し終了する。
また、ステップST3Dにおいて、干渉対策判定部52Gが干渉対策を否と判定すると、ステップST5及びステップST6に進み、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態8に係るレーダ装置は、実施の形態1に係るレーダ装置と同様の効果を有する他、複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、複数の信号強度の平均値FNの最大値及び最小値を用いることにより干渉対策の要否判定を行うことができるため、複数のチャープを用いたファストチャープFMCW方式のレーダ装置において、より簡単に精度の高い干渉対策の要否判定が行うことができる。
実施の形態9.
実施の形態9に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図31及び図32を用いて説明する。
実施の形態9に係るレーダ装置は、信号処理部5の干渉対策判定部52Hが実施の形態1に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52と異なるだけであり、その他の点については同じ又は同様である。
図31及び図32中、図1から図7に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態1に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52により求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNとし、信号強度の平均値FNが第1の判定閾値TH1以上の距離情報スペクトルの数であるチャープ数C1を算出し、チャープ数C1と第1の干渉対策閾値M1との比較により干渉対策の要否の判定を行っている。
これに対して、実施の形態9に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Hにより求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNとし、干渉対策判定部52Gにより求めた複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値FNの全チャープ、本例においてはK個の内の最小値及び信号強度の平均値FNの全チャープ、本例においてはK個の和(以下、合計値という)を基に干渉対策判定部52Gが第2の指標In2を算出し、第2の指標In2と干渉対策閾値である第6の干渉対策閾値M6との比較により干渉対策の要否の判定を行う。
第2の指標In2は複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値FNの合計値を複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値FNの最小値に複数の距離情報スペクトルの数、つまり本例においては全チャープの数であるK個を乗算した乗算値で除算した値、つまり次式(4)により算出された値である。
In2=(FNtotal)/(K×FNmin) ・・・(4)
なお、上式(4)において、FNminは算出した信号強度の平均値FNの全チャープにおける最小値、FNtotalは算出した信号強度の平均値FNの全チャープ、本例においてはK個の合計値、Kは全チャープの数、つまり複数の距離情報スペクトルの数であり、チャープ信号の回数である。
また、第6の干渉対策閾値M6は1より大きい値であり、他のレーダ装置からの送信波による干渉がない場合の乗算値(K×FNmin)を考慮して、1より若干大きい値に設定される。
すなわち、実施の形態9に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Hは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNを算出する。
干渉対策判定部52Hは、算出した複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNの最小値及び合計値を基に上式(4)により第2の指標In2を算出する。
干渉対策判定部52Hは、第2の指標In2と第6の干渉対策閾値M6を比較し、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると干渉対策は否とし、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと干渉対策は要とする干渉対策の要否判定を行う。
このように、実施の形態9に係るレーダ装置においては、複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、複数の信号強度の平均値FNの最小値及び合計値を用いることにより干渉対策の要否判定を行うことができるため、より簡単に精度の高い干渉対策の要否判定が行うことができる。
以下に、実施の形態9に係るレーダ装置について、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉対策判定部52と異なる干渉対策判定部52Hを中心に説明する。
実施の形態1に係るレーダ装置と同じ構成については極力説明を省略する。
干渉対策判定部52Hは、距離スペクトル算出部51から出力された複数、本例においてはK個の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Hは、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNを算出する。
干渉判定処理範囲は、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉判定処理範囲と同じであり、検出対象周波数範囲の一部である後半部分、図4に実線斜線で示す3Dから領域4Dの範囲とする。
干渉対策判定部52Hは、信号強度の平均値FNから上式(4)を用いて、第2の指標In2を算出する。
干渉対策判定部52Hは、第2の指標In2と第6の干渉対策閾値M6を比較し、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると干渉対策は「否」とし、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第2の指標In2は、他のレーダ装置からの送信波による干渉がない場合、K個の距離情報スペクトルによる信号強度の平均値FNの合計値FNtotalは、K個の距離情報スペクトルによる信号強度の平均値FNの最小値FNminにチャープ信号の回数Kを乗算した乗算値と近くなるため、1に非常に近くなる。
また、第2の指標In2は、他のレーダ装置からの送信波による干渉がある場合、信号強度の平均値FNの合計値FNtotalは信号強度の平均値FNの最小値FNminの乗算値より大きくなるため、1より大きい値になる。
第6の干渉対策閾値M6は上記した点を踏まえ、他のレーダ装置からの送信波による干渉がない場合の(FNtotal)/(K×FNmin)を下限とし、他のレーダ装置からの送信波による干渉がある場合の(FNtotal)/(K×FNmin)を上限とする1より若干大きい値に設定される。
従って、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると、他のレーダ装置からの送信波による干渉がないと判断でき、干渉対策判定部52Hは干渉対策が「否」と判定する。
また、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと、他のレーダ装置からの送信波による干渉があると判断でき、干渉対策判定部52Hは干渉対策が「要」と判定する。
干渉対策判定部52Hは、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
次に、実施の形態9に係るレーダ装置の動作を説明する。
AD変換部4から信号処理部5にK個のチャープ数のビートデータを出力するまでは、実施の形態1に係るレーダ装置の動作と同じであるので、説明を省略する。
K個のチャープ数のビートデータが入力された信号処理部5の動作を、図32に示すフローチャートを用いて説明する。
図32は、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
距離情報スペクトルを算出するステップST1は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST1と同じである。
ステップST2Eは第2の指標In2を算出するステップであり、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST2に相当するステップである。
ステップST2Eにおいて、干渉対策判定部52Hは、ステップST1により得られたK個の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
干渉対策判定部52Hは、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して、検出対象周波数範囲のデータの内の干渉判定処理範囲のデータにより状態値の1つである信号強度の平均値FNを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNを得る。
干渉対策判定部52Hは、K個の距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNの最小値FNmin及び合計値FNtotalを用いて、上式(4)から第2の指標In2を算出する。
ステップST3Eは干渉対策の要否判定を行うステップあり、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST3に相当するステップである。
ステップST3Eにおいて、干渉対策判定部52HがステップST2Eにおいて算出した第2の指標In2と第6の干渉対策閾値M6と比較し、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると干渉対策は「否」とし、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
ステップST3E以降の動作は、実施の形態1に係るレーダ装置のステップST3以降の動作と同じであり、ステップST3Eにおいて、干渉対策判定部52Hが干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力し終了する。
また、ステップST3Eにおいて、干渉対策判定部52Hが干渉対策を否と判定すると、ステップST5及びステップST6に進み、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態9に係るレーダ装置は、実施の形態1に係るレーダ装置と同様の効果を有する他、複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNと、複数の信号強度の平均値FNの最小値及び合計値を用いることにより干渉対策の要否判定を行うことができるため、複数のチャープを用いたファストチャープFMCW方式のレーダ装置において、より簡単に精度の高い干渉対策の要否判定が行うことができる。
なお、実施の形態8に係るレーダ装置に用いる第1の指標In1と実施の形態9に係るレーダ装置に用いる第2の指標In2を合わせて干渉対策の判定を行ってもよい。
すなわち、実施の形態8に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Gを第1の判定部と第2の判定部により構成する。
第1の判定部が第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5を比較し、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は「否」とし、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第2の判定部が、第1の判定部により干渉対策が「要」と判定されると、第2の指標In2と第6の干渉対策閾値M6を比較して再判定を行い、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると干渉対策は「否」とし、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
また、実施の形態9に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Hを第1の判定部と第2の判定部により構成する。
第1の判定部が第2の指標In2と第6の干渉対策閾値M6を比較し、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると干渉対策は「否」とし、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第2の判定部が、第1の判定部により干渉対策が「要」と判定されると、第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5を比較して再判定を行い、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は「否」とし、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
実施の形態10.
実施の形態10に係るファストチャープFMCWのレーダ装置を図33及び図34を用いて説明する。
実施の形態10に係るレーダ装置は、信号処理部5の干渉対策判定部52Iが実施の形態8に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Gと異なるだけであり、その他の点については同じ又は同様である。
図33及び図34中、図29及び図31に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態8に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Gにより求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNとし、干渉対策判定部52Gにより求めた複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値FNの全チャープの最大値及び最小値を基に干渉対策判定部52Gが第1の指標In1を算出し、第1の指標In1と干渉対策閾値である第5の干渉対策閾値M5との比較により干渉対策の要否の判定を行っている。
これに対して、実施の形態10に係るレーダ装置は、干渉対策判定部52Iにより求めた距離情報スペクトルの状態値を、距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値FNと、信号強度の平均値FNに対する距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNとし、干渉対策判定部52Iにより求めた複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値FNの全チャープの最大値及び最小値を基に干渉対策判定部52Iが第1の指標In1を算出し、第1の指標In1と干渉対策閾値である第5の干渉対策閾値M5との比較により干渉対策の要否の判定を行う第1の判定と、第1の判定により干渉対策を要と判定すると、干渉対策判定部52Iにより求めた複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNの全チャープ、本例においてはK個の和(以下、合計値という)を基に干渉対策判定部52Iが第3の指標In3を算出し、第3の指標In3と干渉対策閾値である第7の干渉対策閾値M7との比較により干渉対策の要否の判定を行う第2の判定を行う。
第3の指標In3は複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNの合計値、つまり、次式(5)により示される合計値P/FNtotalである。
In3=P/FNtotal ・・・(5)
なお、上式(5)において、P/FNtotalは算出した信号強度比P/FNの全チャープ、本例においてはK個の合計値である。
また、第7の干渉対策閾値M7はチャープの数、本例においてはKより十分大きい値に設定される。
すなわち、実施の形態10に係るレーダ装置における信号処理部5の干渉対策判定部52Iは、第1の判定部52I1と第2の判定部52I2を備える。
第1の判定部52I1は実施の形態8に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Gと同等の判定部である。
第5の干渉対策閾値M5は実施の形態8に係るレーダ装置において用いた第5の干渉対策閾値M5と同じ値である。
第1の判定部52I1は、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
第1の判定部52I1は、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNを算出する。
第1の判定部52I1は、算出した複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNの最大値及び最小値を基に上式(3)により第1の指標In1を算出する。
第1の判定部52I1は、第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5を比較し、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は否とし、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は要とする干渉対策の第1の要否判定を行う。
第1の判定部52I1は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルと、算出した信号強度の平均値FNを第2の判定部52I2に出力する。
第1の判定部52I1は、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
第2の判定部52I2は、第1の判定部52I1が第1の要否判定により干渉対策を要と判定すると、第1の判定部52I1から距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルと、第1の判定部52I1により算出された信号強度の平均値FNを取得する。
第2の判定部52I2は、第1の判定部52I1から取得した複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出する。
第2の判定部52I2は、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける信号強度比P/FNの合計値P/FNtotalから第3の指標In3を算出する。本例において、第3の指標In3はK個の信号強度のピーク値Pの合計値P/FNtotalである。
第2の判定部52I2は、第3の指標In3と第7の干渉対策閾値M7とを比較し、第3の指標In3が第7の干渉対策閾値M7未満であると干渉対策を要のままとし、第3の指標In3が第7の干渉対策閾値M7以上であると干渉対策を要から否に変更する干渉対策の要否判定を行う。
第2の判定部52I2は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
このように、干渉対策判定部52Iは第1の判定部52I1と第2の判定部52I2を備え、第1の判定部52I1により干渉対策が要と判定されたものに対して、さらに、第2の判定部52I2により干渉対策の要否を再判定するので、観測対象のSNRが高く、距離・速度情報出力部53により相対速度方向のフーリエ変換により観測対象が検出可能となる条件において、不要な干渉対策処理を回避することができる。
以下に、実施の形態10に係るレーダ装置について、実施の形態8に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Gと異なる干渉対策判定部52Iを中心に説明する。
実施の形態8に係るレーダ装置と同じ構成については極力説明を省略する。
第1の判定部52I1は、距離スペクトル算出部51から出力された複数の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
第1の判定部52I1は、実施の形態8に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Gと同様に、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNを算出し、信号強度の平均値FNから上式(3)を用いて、第1の指標In1を算出する。
第1の判定部52I1は、第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5を比較し、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は「否」とし、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の第1の要否判定を行う。
第1の判定部52I1は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルと、算出した信号強度の平均値FNを第2の判定部52I2に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
第2の判定部52I2は、第1の判定部52I1が第1の要否判定により干渉対策を要と判定すると、第1の判定部52I1から距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルと、第1の判定部52I1により算出された信号強度の平均値FNを取得する。
第2の判定部52I2は、第1の判定部52I1から取得した複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出する。
干渉判定処理範囲は、実施の形態1に係るレーダ装置における干渉判定処理範囲と同じであり、検出対象周波数範囲の一部である後半部分、実施の形態2において説明した図9に実線斜線で示す3Dから領域4Dの範囲とする。図9に実線斜線で示す3Dから領域4Dの範囲は、実施の形態1において説明した図4に実線斜線で示す3Dから領域4Dの範囲と同じである。
また、信号強度のピーク値Pを、一例として、図9に薄墨部分で示したピーク値と同じとする。
第2の判定部52I2は、算出した第1の判定部52I1から取得した複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pと第1の判定部52I1により算出された信号強度の平均値FNとにより信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNを算出し、信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNから上式(5)を用いて、第3の指標In3を算出する。
第2の判定部52I2は、第3の指標In3と第7の干渉対策閾値M7とを比較し、第3の指標In3が第7の干渉対策閾値M7未満であると干渉対策を要のままと判定し、第3の指標In3が第7の干渉対策閾値M7以上であると干渉対策を要から否に変更と判定する干渉対策の第2の要否判定である再判定を行う。
第3の指標In3は、他のレーダ装置からの送信波による干渉がない場合、K個の距離情報スペクトルによる信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNの最小値P/FNminは1より大きく、K個の信号強度のピーク値Pの合計値P/FNtotalが(K×1)も大きくなるため、Kも大きい。
また、第3の指標In3は、他のレーダ装置からの送信波による干渉がある場合、K個の距離情報スペクトルによる信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNの最小値P/FNminは1に近い値となり、K個の信号強度のピーク値Pの合計値P/FNtotalが(K×1)に近くなるため、Kに近くなる。
第7の干渉対策閾値M7は上記した点を踏まえ、他のレーダ装置からの送信波による干渉がない場合のP/FNtotalを上限とし、他のレーダ装置からの送信波による干渉がある場合のP/FNtotalを下限とする(1×チャープ信号の回数K)より十分大きい値に設定される。
従って、第3の指標In3が第7の干渉対策閾値M7未満であると他のレーダ装置からの送信波による干渉がないと判断でき、第2の判定部52I2は干渉対策を要のままとし、第3の指標In3が第7の干渉対策閾値M7以上であると他のレーダ装置からの送信波による干渉があると判断でき、第2の判定部52I2は干渉対策を要から否に変更する干渉対策の要否判定を行う。
第2の判定部52I2は、干渉対策が要、つまり必要と判定すると、送信信号に対する干渉対策信号を制御部11に出力し、干渉対策が否、つまり不要と判定すると、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルを距離・速度情報出力部53に出力する。
次に、実施の形態10に係るレーダ装置の動作を説明する。
AD変換部4から信号処理部5にK個のチャープ数のビートデータを出力するまでは、実施の形態8に係るレーダ装置の動作、つまり実施の形態1に係るレーダ装置の動作と同じであるので、説明を省略する。
K個のチャープ数のビートデータが入力された信号処理部5の動作を、図34に示すフローチャートを用いて説明する。
図34は、信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートである。
距離情報スペクトルを算出するステップST1は、実施の形態8に係るレーダ装置のステップST1、つまり実施の形態1に係るレーダ装置のステップST1と同じである。
ステップST2D1は第1の指標In1を算出するステップであり、実施の形態8に係るレーダ装置のステップST2Dに相当するステップである。
ステップST2D1において、干渉対策判定部52Iの第1の判定部52I1は、ステップST1により得られたK個の距離情報スペクトルの検出対象周波数範囲のデータを取得する。
第1の判定部52I1は、K個の距離情報スペクトルそれぞれに対して、検出対象周波数範囲のデータの内の干渉判定処理範囲のデータにより状態値の1つである信号強度の平均値FNを算出し、K個の距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNを得る。
第1の判定部52I1は、K個の距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNの最大値FNmax及び最小値FNminを用いて、上式(3)から第1の指標In1を算出する。
ステップST3D1は実施の形態8に係るレーダ装置のステップST3Dに相当するステップである。
ステップST3D1において、第1の判定部52I1がステップST2D1において算出した第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5と比較し、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は「否」とし、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
ステップST3D1において、干渉対策判定部52Gが干渉対策を要と判定するとステップST7Aに進む。
ステップST3D1において、干渉対策判定部52Gが干渉対策を否と判定するとステップST5及びステップST6に進み、実施の形態8に係るレーダ装置のステップST5及びステップST6、つまり実施の形態1に係るレーダ装置のステップST5及びステップST6の動作と同様に、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
ステップST7Aは第3の指標In3を算出するステップである。
ステップST7Aにおいて、干渉対策判定部52Iの第2の判定部52I2は、第1の判定部52I1から距離スペクトル算出部51により算出されたK個の距離情報スペクトルと、第1の判定部52I1により算出された信号強度の平均値FNを取得する。
第2の判定部52I2は、第1の判定部52I1から取得したK個の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pを算出する。
第2の判定部52I2は、算出した第1の判定部52I1から取得したK個の距離情報スペクトルそれぞれにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値Pと第1の判定部52I1により算出された信号強度の平均値FNとにより信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNを算出し、信号強度のピーク値Pの信号強度比P/FNから上式(5)を用いて、第3の指標In3を算出する。
第2の判定部52I2が第3の指標In3を算出するとステップST8Aに進む。
ステップST8Aは干渉対策の第2の要否判定である再判定を行うステップである。
ステップST8Aにおいて、第2の判定部52I2がステップST7Aにおいて算出した第3の指標In3と第7の干渉対策閾値M7とを比較し、第3の指標In3が第7の干渉対策閾値M7未満であると干渉対策は「要」のままとし、第3の指標In3が第7の干渉対策閾値M7以上であると干渉対策は「要」を「否」と変更する干渉対策の要否判定を行う。
ステップSTA8において、第2の判定部52I2が干渉対策を要と判定するとステップST4に進み、信号処理部5が干渉対策信号を送信信号出力部1の制御部11に出力して終了する。
一方、第2の判定部52I2が干渉対策を否と判定するとステップST5及びステップST6に進み、距離・速度情報算出部532が算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度を表示部6に出力して終了する。
以上のように、実施の形態10に係るレーダ装置は、実施の形態1に係るレーダ装置及び実施の形態8に係るレーダ装置と同様の効果を有する他、観測対象のSNRが高く、相対速度方向のフーリエ変換により観測対象が検出可能となる条件において、不要な干渉対策処理を回避することができる。
なお、実施の形態10に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Iの第1の判定部52I1を実施の形態8に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Gと同等の判定部としたが、第1の判定部52I1を実施の形態9に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Hと同等の判定部としてもよい。
この場合、第1の判定部52I1は、実施の形態9に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Hと同様に、距離スペクトル算出部51により算出された複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNを算出し、算出した複数の距離情報スペクトルそれぞれの信号強度の平均値FNの最小値及び合計値を基に上式(4)により第2の指標In2を算出する。
第1の判定部52I1は、第2の指標In2と第6の干渉対策閾値M6を比較し、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると干渉対策は「否」とし、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の第1要否判定を行う。
この例における信号処理部5における干渉判定を含む観測対象までの距離及び観測対象との相対速度の算出処理を示すフローチャートを図35に示す。
図35に示すように、ステップST2E1及びST3E1が図34に示したステップST2D1及びST3D1と異なるだけでありその他の点は同じである。
ステップST2E1において、第1の判定部52I1がK個の距離情報スペクトルの信号強度の平均値FNの最小値FNmin及び合計値FNtotalを用いて第2の指標In2を算出する。
ステップST3E1において、第1の判定部52I1が第2の指標In2と第6の干渉対策閾値M6と比較し、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると干渉対策は「否」とし、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
また、実施の形態10に係るレーダ装置における干渉対策判定部52Iの第1の判定部52I1を、実施の形態9において他の例として示したように、実施の形態8に係るレーダ装置に用いる第1の指標In1と実施の形態9に係るレーダ装置に用いる第2の指標In2を合わせて干渉対策の判定を行ってもよい。
すなわち、第1の判定部52I1を2つの判定部により構成し、第1の判定部52I1の一方の判定部(第1の判定部として機能)が、第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5を比較し、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は「否」とし、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第1の判定部52I1の他方の判定部(第2の判定部として機能)が、第1の判定部52I1の一方の判定部により干渉対策が「要」と判定されると、第2の指標In2と第6の干渉対策閾値M6を比較して再判定を行い、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると干渉対策は「否」とし、ステップST5に進ませ、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと干渉対策は「要」としてステップST7Aに進む。
この例においては第2の判定部52I2は第3の判定部として機能する。
もしくは、第1の判定部52I1の一方の判定部(第1の判定部として機能)が、第2の指標In2と第6の干渉対策閾値M6を比較し、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6以下であると干渉対策は「否」とし、第2の指標In2が第6の干渉対策閾値M6より大きいと干渉対策は「要」とする干渉対策の要否判定を行う。
第1の判定部52I1の他方の判定部(第2の判定部として機能)が、第1の判定部52I1の一方の判定部により干渉対策が「要」と判定されると、第1の指標In1と第5の干渉対策閾値M5を比較して再判定を行い、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5以下であると干渉対策は「否」とし、ステップST5に進ませ、第1の指標In1が第5の干渉対策閾値M5より大きいと干渉対策は「要」としてステップST7Aに進む。
この例においては第2の判定部52I2は第3の判定部として機能する。
なお、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
本開示に係るレーダ装置は、自動車等の車両に搭載される車両用レーダ装置に好適である。
1 送信信号出力部、11 制御部、12 信号源、2 送受信部、21 分配部、22 送信アンテナ、23 受信アンテナ、3 ビート信号生成部、31 周波数混合部、32 フィルタ部、4 AD変換部、5 信号処理部、51 距離スペクトル算出部、52、52A~52I 干渉対策判定部、53 距離・速度情報出力部、531 速度スペクトル算出部、532 距離・速度情報算出部、6 表示部。

Claims (28)

  1. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値と信号強度に対する第1の判定閾値とを比較して前記複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、前記信号強度の平均値が前記第1の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると前記送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、
    を備えたレーダ装置。
  2. 前記第1の判定閾値は、観測対象からの反射信号及び干渉信号が無い場合に得られる距離情報スペクトルの前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値に係数を乗算した値である請求項1に記載のレーダ装置。
  3. 前記第1の判定閾値は、前記複数の距離情報スペクトルの内の設定した1つの距離情報スペクトルの状態値に係数を乗算した値である請求項1に記載のレーダ装置。
  4. 前記第1の判定閾値は、設定した観測対象に対して干渉がない場合に得られた距離情報スペクトルの前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値に係数を乗算した値である請求項1に記載のレーダ装置。
  5. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値と、当該信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における信号強度の平均値と信号強度に対する第1の判定閾値とを比較し、前記求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における信号強度比と信号強度比に対する第2の判定閾値とを比較して前記複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、前記信号強度の平均値が前記第1の判定閾値以上であり、かつ、前記信号強度比が前記第2の判定閾値以下である前記距離情報スペクトルの数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると前記送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける前記検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、
    を備えたレーダ装置。
  6. 前記第1の判定閾値は、観測対象からの反射信号及び干渉信号が無い場合に得られる距離情報スペクトルの前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値に係数を乗算した値である請求項5に記載のレーダ装置。
  7. 前記第1の判定閾値は、前記複数の距離情報スペクトルの内の設定した1つの距離情報スペクトルの状態値に係数を乗算した値である請求項5に記載のレーダ装置。
  8. 前記第1の判定閾値は、設定した観測対象に対して干渉がない場合に得られた距離情報スペクトルの前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値に係数を乗算した値である請求項5に記載のレーダ装置。
  9. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値と信号強度比に対する第3の判定閾値とを比較して前記複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、同じ距離における前記信号強度比が前記第3の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると前記送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける前記検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、
    を備えたレーダ装置。
  10. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値と、当該信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における信号強度の平均値と信号強度に対する第1の判定閾値とを比較し、前記求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における信号強度比と信号強度比に対する第4の判定閾値とを比較して前記複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、前記信号強度の平均値が前記第1の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数による第1の判定と、前記第1の判定により干渉対策を要と判定すると、前記信号強度比が前記第4の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数による第2の判定から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると前記送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける前記検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、
    を備えたレーダ装置。
  11. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値と、当該信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における信号強度の平均値と信号強度に対する第1の判定閾値と比較し、前記求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における信号強度比と信号強度比に対する第2の判定閾値と比較し、前記求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における信号強度比と信号強度比に対する第4の判定閾値と干渉判定閾値とを比較して前記複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、前記信号強度の平均値が前記第1の判定閾値以上であり、かつ、前記信号強度比が前記第2の判定閾値以下である前記距離情報スペクトルの数による第1の判定と、前記第1の判定により干渉対策を要と判定すると、前記信号強度比が前記第4の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数による第2の判定から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると前記送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける前記検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、
    を備えたレーダ装置。
  12. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における信号強度比と信号強度比に対する第3の判定閾値とを比較し、前記求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における信号強度比と信号強度比に対する第4の判定閾値とを比較して前記複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、同じ距離における前記信号強度比が前記第3の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数による第1の判定と、前記第1の判定により干渉対策を要と判定すると、前記信号強度比が前記第4の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数による第2の判定から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると前記送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける前記検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、
    を備えたレーダ装置。
  13. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度の複数のピーク値それぞれの複数の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めたそれぞれの距離情報スペクトルの状態値における複数の信号強度比それぞれと信号強度比に対する第5の判定閾値とを比較して前記複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、同じ距離における前記複数の信号強度比が前記第5の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると前記送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける前記検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、
    を備えたレーダ装置。
  14. 前記干渉判定処理範囲のデータは、前記観測対象を検出する距離の範囲に対応する検出対象周波数範囲のデータの一部のデータである請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のレーダ装置。
  15. 前記検出対象周波数範囲のデータは、前記AD変換部におけるサンプリング周波数の1/2の周波数までの周波数範囲のデータである請求項14に記載のレーダ装置。
  16. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値における最大値と最小値の差を前記最大値と前記最小値の和で除算した値である第1の指標と第5の干渉対策閾値を比較し、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値以下であると干渉対策は否とし、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要とする干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、を備えたレーダ装置。
  17. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値のすべての和を前記信号強度の平均値における最小値に前記複数の距離情報スペクトルの数を乗算した値で除算した値である第2の指標と第6の干渉対策閾値を比較し、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値以下であると干渉対策は否とし、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要とする干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、を備えたレーダ装置。
  18. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値における最大値と最小値の差を前記最大値と前記最小値の和で除算した値である第1の指標と第5の干渉対策閾値を比較し、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値以下であると干渉対策は否とし、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要とする第1の判定部と、前記第1の判定部により干渉対策が要と判定されると、前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値のすべての和を前記信号強度の平均値における最小値に前記複数の距離情報スペクトルの数を乗算した値で除算した値である第2の指標と第6の干渉対策閾値を比較し、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値以下であると干渉対策を要から否に変更し、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要のままとする第2の判定部を有し、前記第2の判定部により干渉対策が要のままであると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部における第1の判定部及び第2の判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、を備えたレーダ装置。
  19. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値のすべての和を前記信号強度の平均値における最小値に前記複数の距離情報スペクトルの数を乗算した値で除算した値である第2の指標と第6の干渉対策閾値を比較し、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値以下であると干渉対策を否とし、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要とする第1の判定部と、前記第1の判定部により干渉対策が要と判定されると、前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値における最大値と最小値の差を前記最大値と前記最小値の和で除算した値である第1の指標と第5の干渉対策閾値を比較し、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値以下であると干渉対策を要から否に変更し、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要のままとする第2の判定部を有し、前記第2の判定部により干渉対策が要のままであると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部における第1の判定部及び第2の判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、を備えたレーダ装置。
  20. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値と、当該信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値における最大値と最小値の差を前記最大値と前記最小値の和で除算した値である第1の指標と第5の干渉対策閾値を比較し、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値以下であると干渉対策は否とし、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要とする第1の判定部と、前記第1の判定部により干渉対策が要と判定されると、前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度のピーク値の信号強度比のすべての和である第3の指標と第7の干渉対策閾値を比較し、前記第3の指標が前記第7の干渉対策閾値以上であると干渉対策を要から否に変更し、前記第3の指標が前記第7の干渉対策閾値未満であると干渉対策を要のままとする第2の判定部を有
    し、前記第2の判定部により干渉対策が要のままであると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部における第1の判定部及び第2の判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、を備えたレーダ装置。
  21. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値と、当該信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値のすべての和を前記信号強度の平均値における最小値に前記複数の距離情報スペクトルの数を乗算した値で除算した値である第2の指標と第6の干渉対策閾値を比較し、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値以下であると干渉対策は否とし、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要とする第1の判定部と、前記第1の判定部により干渉対策が要と判定されると、前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度のピーク値の信号強度比のすべての和である第3の指標と第7の干渉対策閾値を比較し、前記第3の指標が前記第7の干渉対策閾値以上であると干渉対策を要から否に変更し、前記第3の指標が前記第7の干渉対策閾値未満であると干渉対策を要のままとする第2の判定部を有し、前記第2の判定部により干渉対策が要のままであると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部における第1の判定部及び第2の判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、を備えたレーダ装置。
  22. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値と、当該信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値における最大値と最小値の差を前記最大値と前記最小値の和で除算した値である第1の指標と第5の干渉対策閾値を比較し、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値以下であると干渉対策は否とし、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要とする第1の判定部と、前記第1の判定部により干渉対策が要と判定されると、前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値のすべての和を前記信号強度の平均値における最小値に前記複数の距離情報スペクトルの数を乗算した値で除算した値である第2の指標と第6の干渉対策閾値を比較し、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値以下であると干渉対策を要から否に変更し、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要のままとする第2の判定部と、前記第2の判定部により干渉対策が要のままと判定されると、前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度のピーク値の信号強度比のすべての和である第3の指標と第7の干渉対策閾値を比較し、前記第3の指標が前記第7の干渉対策閾値以上であると干渉対策を要から否に変更し、前記第3の指標が前記第7の干渉対策閾値未満であると干渉対策を要のままとする第3の判定部を有し、前記第3の判定部により干渉対策が要のままであると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部における第1の判定部から第3の判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、を備えたレーダ装置。
  23. 時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による前記送信信号のチャープ信号に対応してチャープ信号を繰り返す受信信号を受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成するビート信号生成部と、
    前記ビート信号生成部により生成されたビート信号をデジタルデータに変換したビートデータを出力するAD変換部と、
    信号取得期間に受けた前記AD変換部からの複数のビートデータそれぞれに対応した複数の距離情報スペクトルを算出する距離スペクトル算出部と、
    前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値と、当該信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値のすべての和を前記信号強度の平均値における最小値に前記複数の距離情報スペクトルの数を乗算した値で除算した値である第2の指標と第6の干渉対策閾値を比較し、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値以下であると干渉対策を否とし、前記第2の指標が前記第6の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要とする第1の判定部と、前記第1の判定部により干渉対策が要と判定されると、前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度の平均値における最大値と最小値の差を前記最大値と前記最小値の和で除算した値である第1の指標と第5の干渉対策閾値を比較し、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値以下であると干渉対策を要から否に変更し、前記第1の指標が前記第5の干渉対策閾値より大きいと干渉対策は要のままとする第2の判定部と、前記第2の判定部により干渉対策が要のままと判定されると、前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値である信号強度のピーク値の信号強度比のすべての和である第3の指標と第7の干渉対策閾値を比較し、前記第3の指標が前記第7の干渉対策閾値以上であると干渉対策を要から否に変更し、前記第3の指標が前記第7の干渉対策閾値未満であると干渉対策を要のままとする第3の判定部を有し、前記第3の判定部により干渉対策が要のままであると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力する干渉対策判定部と、
    前記干渉対策判定部における第1の判定部から第3の判定部が干渉対策を否と判定すると、前記距離スペクトル算出部が算出した複数の距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータにより、前記観測対象までの距離及び前記観測対象との相対速度を算出し、出力する距離・速度情報出力部と、を備えたレーダ装置。
  24. 前記干渉判定処理範囲のデータは、前記観測対象を検出する距離の範囲に対応する検出対象周波数範囲のデータの一部のデータである請求項16から請求項23のいずれか1項に記載のレーダ装置。
  25. 前記検出対象周波数範囲のデータは、前記AD変換部におけるサンプリング周波数の1/2の周波数までの周波数範囲のデータである請求項24に記載のレーダ装置。
  26. 距離スペクトル算出部及び干渉対策判定部を有する信号処理部を備えるレーダ装置における信号処理部による、他のレーダからの干渉を検出し、干渉対策の要否を判定して干渉対策信号を得る干渉対策検出方法であって、
    前記距離スペクトル算出部が、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号における信号取得期間に受けた複数回のチャープ信号と、前記送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による受信信号における前記信号取得期間に受けた複数回のチャープ信号とを受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号をデジタルデータに変換したビートデータに対応した複数の距離情報スペクトルを算出するステップと、
    前記干渉対策判定部が、前記複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた状態値と信号強度に対する第1の判定閾値を比較して複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、前記信号強度の平均値が前記第1の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力するステップと、
    を備えたレーダ装置の干渉対策検出方法。
  27. 距離スペクトル算出部及び干渉対策判定部を有する信号処理部を備えるレーダ装置における信号処理部による、他のレーダからの干渉を検出し、干渉対策の要否を判定して干渉対策信号を得る干渉対策検出方法であって、
    前記距離スペクトル算出部が、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号における信号取得期間に受けた複数回のチャープ信号と、前記送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による受信信号における前記信号取得期間に受けた複数回のチャープ信号とを受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号をデジタルデータに変換したビートデータに対応した複数の距離情報スペクトルを算出するステップと、
    前記干渉対策判定部が、前記複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値と、当該信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた状態値における信号強度の平均値と信号強度に対する第1の判定閾値とを比較し、前記求めた状態値における信号強度比と信号強度比に対する第2の判定閾値を比較して複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、前記信号強度の平均値が前記第1の判定閾値以上であり、かつ、前記信号強度比が前記第2の判定閾値以下である前記距離情報スペクトルの数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力するステップと、
    を備えたレーダ装置の干渉対策検出方法。
  28. 距離スペクトル算出部及び干渉対策判定部を有する信号処理部を備えるレーダ装置における信号処理部による、他のレーダからの干渉を検出し、干渉対策の要否を判定して干渉対策信号を得る干渉対策検出方法であって、
    前記距離スペクトル算出部が、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を繰り返す送信信号における信号取得期間に受けた複数回のチャープ信号と、前記送信信号による送信波が観測対象に反射された受信波による受信信号における前記信号取得期間に受けた複数回のチャープ信号とを受け、対応関係にある前記送信信号のチャープ信号と前記受信信号のチャープ信号のそれぞれの周波数との差分の周波数を有するビート信号をデジタルデータに変換したビートデータに対応した複数の距離情報スペクトルを算出するステップと、
    前記干渉対策判定部が、前記複数の距離情報スペクトルにおける干渉判定処理範囲のデータにより、前記距離情報スペクトルにおける前記干渉判定処理範囲のデータの信号強度の平均値に対する前記距離情報スペクトルにおける検出対象周波数範囲のデータの信号強度のピーク値の信号強度比である前記複数の距離情報スペクトルそれぞれの状態値を求め、求めた状態値と信号強度比に対する第3の判定閾値を比較して複数の距離情報スペクトルそれぞれにおける可否を求め、同じ距離における前記信号強度比が前記第3の判定閾値以上の前記距離情報スペクトルの数から干渉対策の要否を判定し、干渉対策が要であると送信信号におけるチャープ信号に対する干渉対策信号を出力するステップと、
    を備えたレーダ装置の干渉対策検出方法。
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