JPH09145826A - Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＦＭ−ＣＷレーダ装置に関し、ミリ波帯の電
圧対発振周波数特性があまり良くない発振器でも相対速
度精度をあまり劣化させないようにすることを目的とす
る。 【解決手段】 変調信号発生手段１１の後に変調振幅可
変手段１２を備えて、電圧制御発振手段１３に供給され
る変調信号に対し振幅を広く設定して大きな周波数偏移
を持つ通常のレーダモードとするか、または振幅を制限
し周波数偏移を小さくして相対速度の計測精度の高い高
精度測定モードに切り換えることができるようにした。
高精度測定モードでは、電圧制御発振手段の入力電圧対
出力周波数特性の線形性の領域だけしか使用しないの
で、相対速度の計測に関してはその非線形性による計測
誤差を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波信号を変調
信号により周波数変調（ＦＭ変調）して送信し、目標物
体からの反射信号を受信し、送信信号の一部を分岐する
ことにより受信機の局部発振信号源として周波数変換す
るＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulation Continuous Wav
e）レーダ装置（周波数変調連続波レーダ装置）に関
し、特に自動車に搭載することにより目標物との相対速
度および距離などを計測して衝突を防止するのに用いて
好適なＦＭ−ＣＷレーダ装置に関する。

【０００２】近年、自動車の保有台数の増加に伴い、自
動車の衝突などによる事故も年々増加の傾向にある。こ
のため、自動車の衝突事故を減らすために、衝突を事前
に運転手に知らせるための車間距離監視システムなどの
安全装置を、安価に装着する必要がある。

【０００３】

【従来の技術】従来、目標物体との相対速度と距離とを
計測できるレーダ方式として、ＦＭ−ＣＷレーダ方式が
使用されている。このレーダ方式は、簡単な信号処理回
路により目標物体との相対速度および距離を計測でき、
また、送受信機を簡単に構成できることから、特に小型
化・低価格化が要求される車載用衝突防止レーダとして
用いられている。

【０００４】図６は従来のＦＭ−ＣＷレーダ装置の原理
構成を示す図である。ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、変調信
号を発生する変調信号発生器１と、この変調信号によっ
て周波数が変調された信号を発生する発振器２と、この
発振器２の出力に接続され発振出力を目標物体へ向けて
送信する送信アンテナ３と、目標物体によって反射され
た反射信号を受ける受信アンテナ４と、この受信アンテ
ナ４で受信した受信信号を発振器２の出力の一部を分岐
して受けた発振信号と混合して周波数変換する周波数変
換器５とによって構成される。

【０００５】変調信号発生器１はたとえば数百Ｈｚの三
角波の変調信号を発生する。発振器２では、たとえば数
十ＧＨｚを中心として変調信号によってＦＭ変調された
信号が発生され、このＦＭ変調波が送信アンテナ３から
送信される。目標物体からの反射信号は受信アンテナ４
で受信され、周波数変換器５に入力される。周波数変換
器５では、発振器２のＦＭ変調波を局部発振信号として
受信信号をＦＭ検波する。このとき、目標物体からの反
射信号は、レーダと目標物体との間の距離に応じて、ま
た、レーダと目標物体との相対速度によるドップラシフ
トに応じて、送信信号との周波数のずれ（ビート）を起
こし、ビート信号を発生する。このビート信号の周波数
成分は、距離に依存する距離周波数と相対速度に依存す
る速度周波数との周波数のずれで表され、この周波数の
ずれから目標物体との距離および相対速度を測定するこ
とができる。

【０００６】ここで、相対速度がゼロの場合における目
標物体との距離の計測と、相対速度の計測とについて説
明する。図７はＦＭ−ＣＷレーダ装置により距離を計測
する原理説明図である。

【０００７】この図において、（Ａ）は送・受信周波数
の時間変化を示しており、この中で、実線は送信波、破
線は受信波を示している。また、ｆ₀ は送信中心周波
数、Ｔは変調波の周期、ΔΩは変調幅、そして、ｆｒは
距離に依存する距離周波数を表している。（Ｂ）は周波
数変換器５によって周波数変換されたビート周波数ｆｂ
の時間変化を示し、（Ｃ）はビート信号の実際の波形の
例を示している。

【０００８】送信波の周波数が時間的に三角波状に変化
しているときに、目標物体で反射して戻ってきた受信波
はその目標物体までの距離に相当した遅延があるので、
送信波よりも遅延の分だけ時間的に遅れることになる。
ここで、送信波と受信波との差分がビート信号となるの
で、ビート周波数ｆｂは台形状の周波数変化をする。こ
のビート周波数がそのまま目標物体との距離と相関関係
がある周波数成分となる。ここで、距離に依存する距離
周波数ｆｒは、

【０００９】

【数１】ｆｒ＝（４ΔΩＴ／ｃ）Ｒ ・・・（１） で表される。ここに、Ｒは目標物体までの距離、ｃは光
速である。この式から、距離周波数ｆｒ、変調幅ΔΩ、
変調波の周期Ｔ、および光速ｃが既知であるので、目標
物体までの距離Ｒを求めることができる。

【００１０】図８はＦＭ−ＣＷレーダ装置により相対速
度を計測する原理説明図である。この図において、
（Ａ）は送・受信周波数の時間変化を示し、（Ｂ）はビ
ート周波数ｆｂの時間変化を示し、（Ｃ）はビート信号
の実際の波形の例を示している。

【００１１】目標物体との相対速度は、ドップラー周波
数成分としてレーダのビート周波数に変換される。目標
物体が近づいて来る場合には高い方に、遠ざかる場合に
は低い方にビート周波数がシフトする。そのシフト量
は、上記のように相対速度がゼロの場合は、ビート周波
数が台形状に変化するときの台形の高さが一定であった
が、相対速度が変化する場合は、送信周波数を三角波状
に変化させている関係上、周波数を上げているときと、
周波数を下げているときとでは、ビート周波数はそれぞ
れ、ｆｒ−ｆｄ，ｆｒ＋ｆｄという周波数変化成分で表
される。ここで、ｆｄは速度に依存する速度周波数であ
り、

【００１２】

【数２】ｆｄ＝（２ｆ₀ ／ｃ）ｖ ・・・（２） で表される。ここに、ｖは目標物体との相対速度であ
る。

【００１３】ビート周波数ｆｂを表す式ｆｒ±ｆｄと、
それぞれの距離周波数ｆｒおよび速度周波数ｆｄの式と
から、距離成分および速度成分を分離して、目標物体ま
での距離Ｒおよび目標物体との相対速度ｖを求めること
ができる。このように、ＦＭ−ＣＷレーダ方式は、目標
物体との距離Ｒおよび相対速度ｖを同時に計測すること
ができるのである。

【００１４】いま、車載用レーダとして、この方式を用
いる場合、計測距離は高々１００ｍ、相対速度は１００
ｋｍ／ｈ程度であるから、十分な距離計測制度を確保す
るためには、変調波の周期をＴ＝１×１０^-3ｓ程度、変
調幅をΔΩ＝１００ＭＨｚ程度とし、また、十分な相対
速度測定精度を確保するためには、送信周波数帯として
ミリ波帯を使用しなければならない。たとえば、変調波
の周期をＴ＝１．３３×１０^-3ｓ、変調幅をΔΩ＝７５
ＭＨｚ、送信周波数ｆ₀ を６０ＧＨｚとすると、距離分
解能は、１ｍとなり、速度分解能は、６．７５ｋｍ／ｈ
となる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のＦＭ
−ＣＷレーダ装置では、送信波を作っている発振器は電
圧制御型発振器によって実現されている。電圧制御型発
振器は、この入出力特性を図９に示したように、理想的
には、入力電圧（変調信号の三角波電圧）に対する出力
周波数が破線で示したように直線的に変化する。しか
し、実際の電圧制御型発振器の入出力特性は、図示の実
線で示したように、入力電圧の低い側で変調感度が高
く、入力電圧が高くなると変調感度が低くなるというよ
うな非線形性を有している。しかも、入力される三角波
電圧の変化幅（変調幅ΔΩ）は非常に大きい（１００Ｍ
Ｈｚ程度）ため、出力周波数の低い側および高い側で非
線形性の影響を受けることになる。したがって、発振さ
れる周波数の変化はきれいな三角形にはならず、変調幅
の端の方で変化する。この変化は、距離に依存する距離
周波数ｆｒと相対速度に依存する速度周波数ｆｄとを検
出するときの誤差要因となり、測定精度を劣化させると
いう問題があった。特に、速度分解能（６．７５ｋｍ／
ｈ）は、通常でも最高相対速度（１００ｋｍ／ｈ）の１
５分の１程度の分解能しか持っていないので、誤差の発
生により精度がさらに劣化するという問題点があった。

【００１６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ミリ波帯の電圧対発振周波数特性が多少悪い
発振器でも安価で相対速度計測精度をあまり劣化させな
いようなＦＭ−ＣＷレーダ装置を提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は上記目的を達成す
る本発明の原理構成図である。本発明のＦＭ−ＣＷレー
ダ装置は、三角波の変調信号を発生する変調信号発生手
段１１と、変調信号の振幅を可変制御する変調振幅可変
手段１２と、振幅が可変制御された変調信号によりＦＭ
変調された信号を発振する電圧制御発振手段１３と、Ｆ
Ｍ変調波の一部を分岐する方向性結合手段１４と、ＦＭ
変調波を目標物体に向けて送信する送信アンテナ１５
と、目標物体によって反射された信号を受信する受信ア
ンテナ１６と、方向性結合手段１４によって分岐された
信号を局部発振信号源とし受信した信号をＦＭ検波する
周波数変換手段１７と、ＦＭ検波された信号から目標物
体との距離および相対速度の情報を求める信号処理手段
１８と、求められた情報を表示する表示手段１９とから
構成される。すなわち、本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置
は、変調信号発生手段１１と電圧制御発振手段１３との
間に、新たに変調振幅可変手段１２を挿入したことを特
徴としている。

【００１８】変調信号の振幅を可変制御できるように
し、計測精度を相対速度重視とするか通常通りとするか
によって変調信号の振幅を変更する。これにより、変調
信号の振幅を制限すると、電圧制御発振手段１３の入出
力特性の線形な領域のみを使用した計測を行うことがで
き、計測精度の高い相対速度を得ることができるように
なり、また、変調信号の振幅を制限しなければ、非線形
領域をも使用した今まで通りの計測を行うことができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】まず、本発明の概略について図面
を参照して説明する。図１は本発明のＦＭ−ＣＷレーダ
装置の原理的な構成を示すブロック図である。

【００２０】本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置は、ＦＭ変
調するための三角波信号を発生するための変調信号発生
手段１１と、この変調信号発生手段１１で発生された三
角波信号の振幅を可変制御する変調振幅可変手段１２
と、レーダで出力されるミリ波帯のＦＭ変調された信号
を発生する電圧制御発振手段１３と、この電圧制御発振
手段１３からの信号を分岐する方向性結合手段１４と、
電圧制御発振手段１３から出力されたＦＭ変調された信
号を空間に効率的に放出する送信アンテナ１５と、目標
物体から反射して来た信号を効率的に受信する受信アン
テナ１６と、方向性結合手段１４によって分岐された電
圧制御発振手段１３の信号と受信アンテナ１６によって
受信された信号とを混合して目標物体と本ＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置との相対速度情報と距離情報とを含む信号成分
を発生させる周波数変換手段１７と、この周波数変換手
段１７からの相対速度情報と距離情報とを含む信号成分
から相対速度情報および距離情報を取り出して表示に必
要なデータを出力する信号処理手段１８と、この信号処
理手段１８から出力されたデータを表示する表示手段１
９とから構成される。ここで、方向性結合手段１４によ
って分岐された電圧制御発振手段１３の信号は周波数変
換手段１７における局部発振信号源として使用される。

【００２１】変調信号発生手段１１と電圧制御発振手段
１３との間に挿入された変調振幅可変手段１２は、変調
信号発生手段１１で発生された三角波信号に対して、振
幅制御を行わない通常のレーダモードと、振幅制御を行
う高精度測定モードとの２つの動作モードを有してい
る。したがって、変調振幅可変手段１２は、通常のレー
ダモードでは、入力された三角波信号を振幅制御するこ
となく出力し、高精度測定モードでは、三角波信号の振
幅を電圧制御発振手段１３の入力電圧対出力周波数特性
の線形領域に制限して出力する。電圧制御発振手段１３
は、変調振幅可変手段１２からの信号に対して、通常の
レーダモードでは、距離および相対速度の必要分解能を
満足させるのに必要な周波数偏移を生じさせ、高精度測
定モードにおいては、通常のレーダモードよりも周波数
偏移が小さい信号を発生させる。この出力信号は送信ア
ンテナ１５を介して空間に放出される。

【００２２】放出された出力信号は、目標物体にぶつか
り、そしてレーダと目標物体との相対速度に対応するド
ップラ周波数シフトとその目標物体までの距離に相応し
た遅延時間に起因する周波数差を伴って受信アンテナ１
６にて受信される。周波数変換手段１７では、受信され
た信号は電圧制御発振手段１３からの出力信号の一部と
混合され、目標物体との相対速度に対応するドップラ周
波数シフトとその目標物体までの距離に相応した遅延時
間に起因する周波数成分を含む信号が出力される。信号
処理手段１８では、周波数変換手段１７からの、通常の
レーダモードでの出力信号を使用して目標物体までの距
離情報を検出し、高精度測定モードでの出力信号を使用
して目標物体との相対速度情報を検出するようにする。
これにより、電圧制御発振手段１３の入力電圧対出力周
波数特性の線形性が良くなくても、高精度の相対速度の
計測をすることができる。

【００２３】次に、本発明の実施の形態を、車間距離監
視システムに適用した場合を例にして説明する。図２は
本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置の第１の実施の形態を示
すブロック図である。

【００２４】図示のＦＭ−ＣＷレーダ装置は、送信系と
して、変調信号発生器２１と、変調振幅を可変制御する
可変利得増幅器（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier ）
２２と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage-Controlled
Oscillator ）２３と、方向性結合器２４と、送信アン
テナ２５とを備え、受信系として、受信アンテナ２６
と、周波数変換器２７とを備え、信号処理系として、信
号処理部２８と、表示部２９と、計測モード切換部３０
とを備えて構成されている。信号処理部２８は、周波数
変換器２７の出力信号を受けるローパスフィルタ２８ａ
と、アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）２８ｂと、
距離および速度の計算を専用に行うディジタルシグナル
プロセッサ（ＤＳＰ）２８ｃと、このディジタルシグナ
ルプロセッサ２８ｃからの距離データおよび速度データ
を表示用のデータにして表示部２９に渡すプロセッサ
（ＣＰＵ）２８ｄとから構成されている。

【００２５】ここで、変調信号発生器２１はＦＭ変調す
るための三角波信号を発生するものである。可変利得増
幅器２２は計測モード切換部３０から通常のレーダモー
ドにするか高精度測定モードにするかの指示に応じて利
得が切り換えられ、変調信号発生器２１からの三角波信
号の振幅を２段階に可変する。電圧制御発振器２３はレ
ーダで出力されるミリ波帯のＦＭ変調された信号を発生
する。方向性結合器２４は電圧制御発振器２３からの信
号を、送信アンテナ２５の他、周波数変換器２７におけ
る局部発振信号源の局部発振波として取り出すものであ
る。送信アンテナ２５はたとえば自動車の前または後ろ
のバンパに取り付けられて方向性結合器２４から出力さ
れた信号を自動車の前方または後方へ向けて放出する。
受信アンテナ２６もたとえば自動車の前または後ろのバ
ンパに取り付けられて自動車の前方または後方を走行す
る自動車から反射して来た信号を受信する。周波数変換
器２７は方向性結合器２４からの信号と受信アンテナ２
６によって受信された信号とを混合して、自車と前後を
走行している車との距離情報と相対速度情報とを含む信
号成分を発生する。

【００２６】信号処理部２８では、ローパスフィルタ２
８ａにて周波数変換器２７より出力された信号を透過し
て距離および相対速度の計算に不要な高周波成分を除去
し、透過してきたアナログ信号をアナログ・ディジタル
変換器２８ｂでディジタル信号に変換し、ディジタルシ
グナルプロセッサ２８ｃでは計測モード切換部３０の指
示に応じた計測モードでの距離および相対速度の計算を
し、プロセッサ２８ｄがディジタルシグナルプロセッサ
２８ｃからの距離データおよび速度データを表示用のデ
ータとして表示部２９へ出力する。表示部２９はたとえ
ば自動車内のダッシュボードに設けられて信号処理部２
８より出力された距離および相対速度の計測データを表
示する。

【００２７】計測モード切換部３０はたとえば自動車内
のダッシュボードに設けられて自車と前方または後方を
走行している車との高精度な相対速度を知りたいときに
計測モードを通常のレーダモードから高精度測定モード
を指示する手動のスイッチとするか、または変調信号発
生器２１からの三角波信号に同期して所定周期毎または
各周期毎に計測モードを通常のレーダモードと高精度測
定モードとに交互に切り換えるための指示信号を出力す
る回路とすることができるが、ここでは後者の計測モー
ドの自動切り換えを行う回路として説明する。

【００２８】上記構成のＦＭ−ＣＷレーダ装置の動作
を、図３に示した要部波形図を参照して説明する。ま
ず、ＦＭ変調するために変調信号発生器２１にて三角波
信号が図３（Ａ）に示したように発生され、この三角波
信号は可変利得増幅器２２に入力される。ここで、計測
モード切換部３０からの指示により、計測モードをたと
えば２周期の期間は通常のレーダモード、１周期の期間
は高精度測定モードとしてこれらを交互に切り換えると
した場合、可変利得増幅器２２は通常のレーダモードで
ＦＭ−ＣＷレーダ装置に要求される距離分解能を実現す
るのに必要な変調幅を確保することができる利得、たと
えば利得１に制御され、高精度測定モードでは１より小
さい利得に制御される。このときの可変利得増幅器２２
の利得の変化を図３（Ｂ）に示す。電圧制御発振器２３
の入力電圧対出力周波数特性は、図９に示したように一
般的に破線で表した直線ではなく、実線で表したような
特性を有しており、中心付近はほぼ直線であるが、変調
周波数の両端では直線から大きく外れている。したがっ
て、高精度測定モードにおける可変利得増幅器２２の利
得は、変調幅が電圧制御発振器２３の入力電圧対出力周
波数特性の中心付近における線形部分に入るような値に
制御される。可変利得増幅器２２の出力信号は、図３
（Ｃ）に示したように、通常のレーダモードで電圧の変
化幅の大きい三角波信号となり、高精度測定モードでは
電圧の変化幅の小さい三角波信号となっている。このよ
うにして振幅が制御された可変利得増幅器２２からの信
号を電圧制御発振器２３の電圧制御入力端子に入力する
と、電圧制御発振器２３は三角波の入力電圧に応じた周
波数の信号、すなわち、レーダで出力されるミリ波帯の
ＦＭ変調された信号を発生する。この信号は、図３
（Ｄ）に示したように、通常のレーダモードの区間では
電圧制御発振器２３の入力電圧対出力周波数特性の非線
形性により、変調幅の両端における周波数の増減方向が
変化する付近において、三角波の波形が鈍った形で周波
数が変化し、一方、高精度測定モードの区間では変調幅
が電圧制御発振器２３の入力電圧対出力周波数特性のほ
ぼ線形性の領域にあるので、三角波状に周波数が変化し
ている。そして、このような出力信号は送信アンテナ２
５より空間に放出される。

【００２９】放出された信号は目標物体である前方また
は後方を走行している自動車にぶつかり、その一部が目
標物体によって反射されて戻ってくると、受信アンテナ
２６によって効率よく受信される。受信信号は、目標物
体と本ＦＭ−ＣＷレーダ装置との距離情報と相対速度情
報とを含む信号成分を含んでおり、周波数変換器２７に
入力される。周波数変換器２７では、受信信号は電圧制
御発振器２３の出力の一部と混合され、ビート信号に変
換されて信号処理部２８に送られる。信号処理部２８で
は、ローパスフィルタ２８ａにて周波数変換器２７から
のビート信号を透過し、アナログ・ディジタル変換器２
８ｂでアナログ信号からディジタル信号に変換し、ディ
ジタルシグナルプロセッサ２８ｃで距離および速度の計
算をし、求められた距離データおよび速度データをプロ
セッサ２８ｄに渡し、プロセッサ２８ｄではこれら距離
データおよび速度データを表示用のデータにして表示部
２９へ出力する。

【００３０】この信号処理部２８では、電圧制御発振器
２３で発生されたＦＭ変調信号を基本として信号処理を
行うため、復調波が三角波の形状から離れている場合に
処理誤差を発生することになる。このことから、通常の
レーダモードでは、処理信号の誤差が発生することにな
る。しかし、高精度測定モードでは、ＦＭ変調波も三角
波形状をしており、周波数変換器２７で復調される信号
も三角波形状をしているので、誤差の少ない相対速度検
出が可能となり、従来のＦＭ−ＣＷレーダ装置よりも測
定精度が高い相対速度の測定を行うことができる。ただ
し、精度の高い相対速度の測定を行う高精度測定モード
では、周波数変調幅が狭くなるので、距離を計測する際
の測距精度が低下することになるので、精度の高い相対
速度の測定を必要としないときは、通常のレーダモード
に戻される。

【００３１】図４は変調振幅可変手段の別の実施の形態
を示すブロック図である。変調振幅可変手段の別の実施
の形態である変調振幅可変部４０は可動接点で変調信号
を受けるリレー４１と、このリレー４１の固定接点に接
続された減衰器４２，４３と、これら減衰器４２，４３
の出力を固定接点で受け可動接点より振幅が制御された
変調信号を出力するリレー４４とによって構成される。
また、変調振幅可変部４０は計測モードに応じてリレー
４１および４４のリレー接点を同時に切り換える制御端
子４５を有している。

【００３２】２つの減衰器４２，４３において、たとえ
ば減衰器４２は変調信号発生器２１からの変調信号の変
調幅を通常のレーダモード時の変調幅、すなわち、ＦＭ
−ＣＷレーダが要求する距離および相対速度分解能を実
現するのに必要な変調幅に減衰させる値に設定されてお
り、減衰器４３は高精度測定モード時の変調幅までさら
に減衰させる値に設定されている。したがって、図示の
リレー４１，４４の制御位置では、通常のレーダモード
時の接続位置を示しており、制御端子４５に計測モード
切り換え指令を受けると、リレー４１，４４の各可動接
点が制御されて高精度測定モードに切り換わり、変調信
号は減衰器４３による減衰を受けることになる。

【００３３】図５は本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置の第
２の実施の形態を示すブロック図である。図示のＦＭ−
ＣＷレーダ装置は、送信系として、変調信号発生器５１
と、変調振幅可変部５２と、電圧制御発振器５３と、方
向性結合器５４と、送信アンテナ５５とを備え、受信系
として、受信アンテナ５６と、周波数変換器５７とを備
え、信号処理系として、信号処理部５８と、表示部５９
とを備えて構成されている。信号処理部５８は、周波数
変換器５７の出力信号を受けるローパスフィルタ５８ａ
と、アナログ・ディジタル変換器５８ｂと、距離および
速度の計算を行うディジタルシグナルプロセッサ５８ｃ
と、このディジタルシグナルプロセッサ５８ｃからの距
離データおよび速度データを基に計測モードを切り換え
るかどうかの判断を行い結果を変調振幅可変部５２およ
びディジタルシグナルプロセッサ５８ｃへ通知するプロ
セッサ５８ｄと、計測モードを切り換えるための条件デ
ータが保持されている読取り専用メモリ（ＲＯＭ）５８
ｅとから構成されている。なお、ここでは条件データを
保持している記憶手段は読取り専用メモリ５８ｅを使用
しているがランダムアクセスメモリでもよい。

【００３４】ここで、信号処理部５８は、目標物体であ
る自動車との車間距離が十分にあり、かつその自動車と
の相対速度があまり変化しないような比較的衝突の危険
性が少ない環境にある場合と、たとえば車間距離は十分
にあってもマイナスの相対速度が大きい、すなわち、対
象の自動車と急速に接近しているような緊急時のような
場合とに応じて計測モードを自動切り換えするよう構成
されている。特に、通常のレーダモードで計測している
ときに、相対速度が接近する方向に急に大きくなるよう
な場合は、もともと相対速度の計測値が信頼性のある値
でないので、本当に接近しているのか、精度誤差に起因
するエラーを含んでいて計算上大きくなっているのかが
判断できない。このような場合には、計測モードを通常
のレーダモードから高精度測定モードに切り換えて、高
精度の相対速度を求める必要がある。

【００３５】プロセッサ５８ｄでは、ディジタルシグナ
ルプロセッサ５８ｃから渡された距離データおよび速度
データを分析し、読取り専用メモリ５８ｅに格納されて
いる切り換え判断の基準となるデータを読み出して分析
結果と比較する。たとえば、プロセッサ５８ｄは車間距
離が読取り専用メモリ５８ｅに設定されている基準の距
離より近づいているかどうかを調べ、近づいていれば、
たとえば図示しない警報装置を起動するようにしたり、
ブレーキ動作に移行させるような制御を行う。また、プ
ロセッサ５８ｄは車間距離が大きくても、マイナスの相
対速度が大きいような場合には、車間距離に対する相対
速度の値を読取り専用メモリ５８ｅから読み出して判断
基準を満たすようなときには、変調振幅可変部５２に対
して変調幅を小さく制御し、ディジタルシグナルプロセ
ッサ５８ｃに対しては計測モードが高精度測定モードに
あることを通知する切換信号を出力する。この高精度測
定モードによる計測の結果、得られた距離および相対速
度データは、プロセッサ５８ｄにおいて読取り専用メモ
リ５８ｅに設定されている判断基準データと比較され、
所定の判断基準を満たしていると判断されると、そのと
きの距離および相対速度のデータが表示部５９へ渡され
て表示されるとともに、図示しないたとえば警報装置、
ブレーキ制御装置などに警報信号が出力される。

【００３６】このように信号処理部５８では、計測モー
ド切り換えの判断となる各種データを保存しておき、通
常のレーダモード時に計測された距離および相対速度の
データを保存データと比較して、所定の判断基準を満た
す場合に計測モードを高精度測定モードに切り換えて精
度の高い相対速度を得るようにする。ここで得られた計
測精度の高い相対速度は表示部５９にて表示される。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち請求項
１記載の発明では、変調信号発生手段と電圧制御発振手
段との間に、新たに変調振幅可変手段を挿入するように
構成した。これにより、電圧制御発振手段の変調幅を、
通常ＦＭ−ＣＷレーダが要求する距離および相対速度分
解能を実現するのに必要な変調幅と、この変調幅より狭
くして電圧制御発振手段の入力電圧対出力周波数特性の
直線性の良い領域で変調を行うことができる変調幅とに
切り換えることができるので、特に、変調幅を狭くした
場合には、電圧制御発振手段の入力電圧対出力周波数特
性の非線形性による相対速度計測の計測誤差を低減する
ことができ、レーダ装置の速度表示の確度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置の原理的な構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置の第１の実施の
形態を示すブロック図である。

【図３】ＦＭ−ＣＷレーダ装置の動作を説明するための
要部波形図である。

【図４】変調振幅可変手段の別の実施の形態を示すブロ
ック図である。

【図５】本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置の第２の実施の
形態を示すブロック図である。

【図６】従来のＦＭ−ＣＷレーダ装置の原理構成を示す
図である。

【図７】ＦＭ−ＣＷレーダ装置により距離を計測する原
理説明図である。

【図８】ＦＭ−ＣＷレーダ装置により相対速度を計測す
る原理説明図である。

【図９】電圧制御型発振器の入出力特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１ 変調信号発生手段 １２ 変調振幅可変手段 １３ 電圧制御発振手段 １４ 方向性結合手段 １５ 送信アンテナ １６ 受信アンテナ １７ 周波数変換手段 １８ 信号処理手段 １９ 表示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 照尚 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 伊佐治 修 兵庫県神戸市兵庫区御所通１丁目２番28号 富士通テン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変調信号発生手段からの変調信号により
   電圧制御発振手段にて高周波信号を周波数変調した信号
   を送信し、目標物体からの反射信号を受信し、送信した
   信号の一部を分岐して受信機の局部発振信号源として受
   信信号を周波数変換し、信号処理手段にて目標物体との
   距離および相対速度を計測するＦＭ−ＣＷレーダ装置に
   おいて、 前記変調信号の振幅を前記電圧制御発振手段の入力電圧
   対出力周波数特性の線形領域に制限する変調振幅可変手
   段を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。
2. 【請求項２】 前記変調振幅可変手段の振幅制御を所定
   の周期で行うことを特徴とする請求項１記載のＦＭ−Ｃ
   Ｗレーダ装置。
3. 【請求項３】 前記信号処理手段は、前記変調振幅可変
   手段の振幅制御の有無を切り換えるための判断基準とな
   るデータを格納する記憶手段と、計測された距離および
   相対速度のデータを前記判断基準となるデータと比較し
   て振幅制御の有無の切り換えの判断を行うモード切換判
   断手段とを有することを特徴とする請求項１記載のＦＭ
   −ＣＷレーダ装置。
4. 【請求項４】 前記変調振幅可変手段は、可変利得増幅
   器よりなることを特徴とする請求項１記載のＦＭ−ＣＷ
   レーダ装置。
5. 【請求項５】 前記変調振幅可変手段は、減衰値の異な
   る２つの減衰器と、振幅制限の有無に応じて前記変調信
   号が通過する減衰器を切り換えるリレーとを有すること
   を特徴とする請求項１記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置。