[go: up one dir, main page]

JP2002257928A - レーダ - Google Patents

レーダ

Info

Publication number
JP2002257928A
JP2002257928A JP2001061883A JP2001061883A JP2002257928A JP 2002257928 A JP2002257928 A JP 2002257928A JP 2001061883 A JP2001061883 A JP 2001061883A JP 2001061883 A JP2001061883 A JP 2001061883A JP 2002257928 A JP2002257928 A JP 2002257928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
signal
circuit
radar
amplifying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001061883A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadao Yamashita
貞夫 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2001061883A priority Critical patent/JP2002257928A/ja
Priority to US10/083,333 priority patent/US6593874B2/en
Priority to DE60203662T priority patent/DE60203662T2/de
Priority to EP02005051A priority patent/EP1239299B1/en
Publication of JP2002257928A publication Critical patent/JP2002257928A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/345—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using triangular modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/354—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/356—Receivers involving particularities of FFT processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビート信号であるＩＦ信号を増幅する増幅回
路の周波数特性を適宜定めることによって、全体に小型
化・低コストを図り、且つ探知性能を向上させる。 【解決手段】 周波数が時間的に変化する周波数変調波
の送信信号を作り、送信信号と受信信号とのビート信号
であるＩＦ信号の増幅度周波数特性が、ＡＤコンバータ
のサンプリング周波数の１／２以下に最大値をもち、こ
の最大値周波数以下にて、周波数が高くなる程増幅度が
増大し、ミキサが飽和する近距離領域で、周波数変化に
対する増幅度変化の傾きが緩やかになり、さらにＤＣま
たはＤＣ付近で増幅度が減衰するように、ＩＦ増幅回路
の増幅率周波数特性を定める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばミリ波帯
の電波を用いて車両などを探知するレーダに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般にレーダの受信信号強度Ｓは距離に
応じて変化する。このレーダ受信信号強度と距離との関
係は次のレーダ方程式で表わされる。
【０００３】 Ｓ＝（ＰＧ2 λ2 σ）／（（４π）3 Ｒ4 ×Ｌ） ここでＰ：出力電力 Ｇ：アンテナ利得 λ：波長 σ：散乱断面積 Ｒ：距離 Ｌ：伝搬損失 である。
【０００４】このように、レーダの受信信号強度Ｓは距
離Ｒの４乗に反比例するため、近距離から遠距離まで広
範囲で使用する場合に、受信信号強度Ｓは、アンテナか
ら物標までの距離に応じて広範囲に変化する。
【０００５】受信信号と送信信号の混合により得られる
ビート信号は中間周波信号（ＩＦ信号）として扱われる
が、このＩＦ信号の強度は受信信号の強度に比例したも
のとなる。遠距離の探知を行うためには、受信信号強度
の低下を補うためにＩＦ信号を増幅する増幅回路の増幅
度を大きくしなければならないが、増幅度が高いと、近
距離からの受信信号を増幅した後の信号がＡＤコンバー
タの入力範囲を超えてしまい、オーバーフロー状態とな
る。
【０００６】このＡＤコンバータのオーバーフローを防
止するために、特開平７−１５１８５１には、増幅回
路にＡＧＣ（自動利得制御）機能を持たせたものが、
特開平８−３３４５５７には、アンテナ利得にＡＧＣ機
能を持たせたものが、さらに特開平８−２１１１４４
には、増幅回路または送信回路にＡＧＣ機能を持たせた
ものがそれぞれ示されている。
【０００７】しかし、このようなＡＧＣ機能を持たせる
ためには、複雑な回路を付加する必要があり、全体に大
型化およびコスト高となる。また、ＡＧＣは基本的にル
ープ制御であるため、その制御ループの時定数の影響に
より、受信信号強度の瞬間的な変動に対しては十分なＡ
ＧＣ効果が得られない。
【０００８】一方、周波数が時間的に変化する周波数変
調波の送信信号を生成し、受信信号と送信信号とのビー
ト周波数から、物標までの距離を検知するレーダにおい
て、遠距離からの受信信号強度が小さいことに鑑み、ビ
ート周波数に応じて増幅回路の増幅度を変化させるもの
が特開平１０−１４２３２２および特開平７−７７
５７５に示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に増幅
器内部で発生する雑音レベルは、増幅器の通過帯域幅に
比例して増加する。レーダにおけるＩＦ信号を増幅する
増幅回路においては、微弱信号を増幅するために高いＳ
Ｎ比が要求されるが、上記，に示されているよう
に、入力信号の周波数が高いほど高利得が得られるよう
にした増幅回路を用いれば、増幅器出力信号内の雑音信
号レベルは、通過帯域幅の平方根に比例するため、雑音
信号が増え、高いＳＮ比が得られない。
【００１０】また、ＩＦ信号を増幅した後、ＡＤコンバ
ータにてディジタルデータに変換されるが、ＡＤコンバ
ータの入力信号に、ＡＤ変換の際のサンプリング周期の
逆数（サンプリング周波数）の１／２以上の周波数成分
が存在すると、サンプリングの折り返し問題が生じる。
すなわち、サンプリング周波数の１／２以上の周波数成
分が、そのサンプリングによってサンプリング周波数の
１／２の周波数を中心として低周波数側に折り返された
イメージが重畳されて、偽の像が検知されるという問題
が生じる。
【００１１】また、近距離での低いＩＦ周波数域では利
得が小さくなり、小さな物標が検知し難くなるという問
題が生じる。
【００１２】さらに、従来の，に示されているレー
ダにおいては、ＩＦ信号のＤＣ成分またはＤＣ近傍の低
い周波数成分についての扱いが明確に示されていない。
ＩＦ信号のＤＣ成分またはＤＣ近傍の低周波数領域の扱
いについては、次に述べるような解決すべき課題があっ
た。
【００１３】すなわち、ミキサのローカル信号入力端に
は送信信号の一部（サーキュレータからの漏れ信号）が
入り、ミキサのＲＦ信号入力端には、物標からの受信信
号Ｓ以外に、レーダ装置内で反射または透過した送信信
号の一部Ｔｍも入力される。電力レベルを比較すると、
通常はアンテナ放射器における反射量が伝搬損失より遥
かに大きいため、Ｓに比べＴｍが圧倒的に高いレベルで
ある。
【００１４】このように、ミキサのローカル信号入力端
に送信信号の一部が入力され、またミキサのＲＦ信号入
力端に上記Ｔｍが入力されると、きわめて近距離からの
反射信号が入力されたことと等価となり、ＤＣ成分が生
じることになる。
【００１５】また、送信信号を発生する電圧制御発振器
ＶＣＯで発生した高周波信号には、熱雑音、半導体内の
フリッカー雑音などを起因とする雑音信号が搬送波周波
数の近傍に付随して生じる。これらの雑音は側波帯雑音
や位相雑音と呼ばれる。
【００１６】このような側波帯雑音や位相雑音を含むＦ
Ｍ変調信号がミキサのローカル信号入力端と上記ＲＦ信
号入力端に入力されると、ＤＣ近傍に雑音信号が生じ
る。
【００１７】上記ＩＦ信号に重畳されるＤＣおよびＤＣ
近傍の周波数における雑音信号はレーダの感度低下、Ｓ
Ｎ比の劣化および誤検知の原因となり得る。
【００１８】この発明の目的は、ＩＦ信号を増幅する増
幅回路の周波数特性を適宜定めることによって、上述の
各種問題点を解消したレーダを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明は、周波数が時
間的に変化する周波数変調波の送信信号を作る送信回
路、受信信号と送信信号との周波数差の信号であるＩＦ
信号を生成するミキサと、前記ＩＦ信号を増幅する増幅
回路と、前記ＩＦ信号を所定のサンプリング周波数でサ
ンプリングするとともにＡＤ変換するＡＤコンバータと
を備え、前記周波数差によって、レーダから物標までの
距離を検出するレーダにおいて、前記増幅回路は、サン
プリング周波数の１／２以下に増幅度の最大値をもつ、
好ましくは最大検知距離に相当するＩＦ信号の周波数で
最大値をもつものとする。ここで、「最大検知距離」と
は、レーダ装置に設定された、または期待された最遠方
探知距離である。これにより増幅回路に入力される信号
の周波数帯域を制限してＳＮ比を向上させる。
【００２０】また、この発明は、前記増幅回路の入力部
に、ＤＣカット回路を設け、前記増幅回路の出力部に所
定のＤＣオフセットを加えるオフセット回路を設ける。
これにより、前述のＩＦ信号に重畳されるＤＣ成分およ
びＤＣ近傍の雑音成分による悪影響を回避する。
【００２１】また、この発明は、前記増幅回路が、サン
プリング周波数の１／２以下の周波数範囲で、好ましく
はその周波数以下で最大検知距離以下に相当するＩＦ信
号の周波数範囲で、周波数が高くなる程、増幅度が増大
するものとする。これにより、前述のＡＧＣによる従来
の問題を解消する。
【００２２】また、この発明は、物標までの距離が近距
離になるに伴って前記ミキサの出力信号の増大率が飽和
するＩＦ信号の周波数帯域で、前記増幅回路の出力信号
をディジタルデータに変換するＡＤコンバータの最大許
容入力電圧を超えない範囲で、前記増幅回路の周波数変
化に対する増幅度変化率を小さくする。これにより、近
距離での増幅度を相対的に高くして感度を向上させ、近
距離の小さな物標をも検知できるようにする。
【００２３】
【発明の実施の形態】第１の実施形態に係るレーダの構
成を図１〜図５を参照して説明する。図１はレーダの全
体の構成を示すブロックである。ここでＶＣＯ１は、Ｄ
Ａコンバータ１０より出力される制御電圧に応じて発振
周波数を変化させる。アイソレータ２は、ＶＣＯ１から
の発振信号をカプラ３側へ伝送し、ＶＣＯ１へ反射信号
が入射するのを阻止する。カプラ３は、アイソレータ２
を経由した信号をサーキュレータ４側へ伝送するととも
に、所定の分配比で送信信号の一部をローカル信号Ｌｏ
としてミキサ６へ与える。サーキュレータ４は、送信信
号をアンテナ５側へ伝送し、また、アンテナ５からの受
信信号をミキサ６へ与える。アンテナ５は、ＶＣＯ１の
ＦＭ変調された連続波の送信信号を送信し、同方向から
の反射信号を受信する。また、そのビームの方向を探知
角度範囲に亘って周期的に変化させる。
【００２４】ミキサ６は、カップラ３からのローカル信
号Ｌｏとサーキュレータ４からの受信信号とをミキシン
グして中間周波信号ＩＦを出力する。ＩＦ増幅回路７
は、その中間周波信号を距離に応じた所定の増幅度で増
幅する。ＡＤコンバータ８は、その電圧信号をディジタ
ルデータに変換してＣＰＵ９へ与える。ＣＰＵ９は、後
述する処理によって、レーダから物標までの距離、およ
びレーダに対する物標の相対速度を算出する。また、Ｄ
Ａコンバータ１０に対して変調信号のディジタルデータ
を順次出力する。これにより、ＶＣＯ１の発振周波数を
三角波状に連続してＦＭ変調させる。
【００２５】図２は、物標までの距離と相対速度に起因
する、送信信号と受信信号の周波数変化のずれの例を示
している。送信信号の周波数上昇時における送信信号と
受信信号との周波数差がアップビートの周波数ｆBUであ
り、送信信号の周波数下降時における送信信号と受信信
号との周波数差がダウンビートの周波数ｆBDである。こ
の送信信号と受信信号の三角波の時間軸上のずれ（時間
差）が、アンテナから物標までの電波の往復時間に相当
する。また、送信信号と受信信号の周波数軸上のずれが
ドップラシフト量であり、これはアンテナに対する物標
の相対速度に起因して生じる。この時間差とドップラシ
フト量によってアップビートｆBUとダウンビートｆBDの
値が変化する。逆に、このアップビートとダウンビート
の周波数を検出することによって、レーダから物標まで
の距離およびレーダに対する物標の相対速度を算出す
る。
【００２６】一般に、ＦＭＣＷ方式の場合、相対速度０
におけるＩＦ信号の周波数ｆIFは ｆIF＝ｆT −ｆR ｆR ＝（４×ΔＦ×ｆｍ×Ｒ）／Ｃ で表される。
【００２７】ここで、 ｆT ：送信周波数 ｆR ：受信周波数 ΔＦ：ＦＭ変調幅 ｆｍ：繰り返し周波数 Ｒ：距離 Ｃ：光速 である。
【００２８】また、レーダに対する物標の相対速度をＶ
とすれば、ドップラシフト周波数ｆｄは ｆｄ＝（２ｆT ／Ｃ）Ｖ で表される。
【００２９】Ｖ＝０なら、ΔＦ＝３００ＭＨｚ、ｆｍ＝
６２５Ｈｚのとき、ｆIFは距離１ｍで２．５ｋＨｚ、距
離１５０ｍで３７５ｋＨｚとなる。
【００３０】図３は、図１に示したＣＰＵ９の距離およ
び速度測定に関する処理手順を示すフローチャートであ
る。まず、アップビートが生じるタイミングにおけるサ
ンプリングデータをＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理す
ることによって、アップビートが生じる時間における周
波数成分を求める。この周波数成分のうちレベルがピー
クになる周波数をアップビート周波数として検出する。
【００３１】同様にダウンビートが生じるタイミングに
おけるサンプリングデータをＦＦＴ処理することによっ
て、ダウンビートが生じる時間における周波数成分を求
める。この周波数成分のうちレベルがピークになる周波
数をダウンビート周波数として検出する。
【００３２】その後、アップビート周波数とダウンビー
ト周波数の和に基づき、レーダから物標までの距離を算
出する。またアップビート周波数とダウンビート周波数
の差に基づき、レーダに対する物標の相対速度を算出す
る。
【００３３】図４は、図１におけるＩＦ増幅回路７の増
幅度周波数特性を示している。ＩＦ増幅回路７は、サン
プリング周波数の１／２に相当する距離、好ましくはそ
れ以下の最大検知距離として定めた距離からの反射波を
受けた時に生じるＩＦ信号の周波数ｆIFmax より低い周
波数では、周波数が高くなるほど増幅度も増大するが、
このｆIFmax を超える範囲では増幅度が低下する。
【００３４】図５は、上記周波数特性を示すＩＦ増幅回
路の一例である。ここでＯＰは低雑音増幅器からなる差
動増幅回路（以下、「オペアンプ」という。）である。
ＩＦ増幅回路の入力端ＩＮとオペアンプの反転入力端と
の間にはコンデンサＣ１および抵抗Ｒ１の直列回路を接
続している。また、オペアンプＯＰの出力端と反転入力
端との間には、コンデンサＣ２および抵抗Ｒ２の並列回
路を接続している。さらにオペアンプＯＰの非反転入力
端は接地している。
【００３５】この構成によって、コンデンサＣ１のキャ
パシタンスをＣ１、抵抗Ｒ１のインピーダンスをＲ１と
すれば、ｆｃ１＝１／（２πＣ１・Ｒ１）で定まるカッ
トオフ周波数ｆｃ１の低域減衰特性が得られる。また、
コンデンサＣ２のキャパシタンスをＣ２、抵抗Ｒ２のイ
ンピーダンスをＲ２とすれば、ｆｃ２＝１／（２πＣ２
・Ｒ２）で定まるカットオフ周波数ｆｃ２の高域減衰特
性が得られる。上記低域減衰特性のカットオフ周波数ｆ
ｃ１および高域減衰特性のカットオフ周波数ｆｃ２を、
図４に示したｆIFmax 付近に定めれば、図４に示した山
なりの周波数特性が得られる。
【００３６】次に、第２の実施形態に係るレーダの構成
を図６〜図８を参照して説明する。図６は、図１に示し
たＩＦ増幅回路７に対する入力信号Ｖｉｎの、アンテナ
から物標までの距離Ｒに対する変化の例を示している。
図中、「大型車」、「普通車」、「オートバイ」で示す
ように、物標の大きさに応じて受信信号強度が変化し、
これに伴ってＶｉｎも変化するが、１／Ｒ4 の傾きでＶ
ｉｎは変化する。ところが、近距離の物標からの反射信
号を受信すると、受信信号強度の増大に伴って、大型車
の場合、距離Ｒａより近距離になると、図１に示したミ
キサ６の特性上、飽和状態となって、距離Ｒに対するＶ
ｉｎの傾きは、１／Ｒ4 の傾きからはずれ、なだらかと
なる。その結果、従来のように、周波数上昇に伴って増
幅度が単調増加する特性であると、低域の周波数帯すな
わち近距離領域では感度不足が生じ、近距離の小さな物
標が検知し難くなるという問題が生じる。そこで、ミキ
サが飽和特性を示す距離より近距離領域において利得の
不足分を補うような周波数特性をＩＦ増幅回路に持たせ
る。
【００３７】図７は、そのＩＦ増幅回路の周波数特性の
例を示している。ここで、周波数ｆａは、図６に示し
た、ミキサが飽和し始める限界距離Ｒａに対応するＩＦ
信号の周波数である。この周波数ｆａより高域について
は、図４に示したものと同様の周波数特性を示すが、ｆ
ａより低域では、周波数変化に対する増幅度変化率が小
さくなるように変化させる。
【００３８】ただし、ＩＦ増幅回路７の出力電圧は、そ
の出力電圧を入力するＡＤコンバータの入力範囲Ｖ
ADmax 内に収まるようにしなければならない。もし、こ
の範囲Ｖ ADmax を越えると、ＡＤコンバータはオーバー
フローし、ＦＦＴの処理の結果イメージ信号が発生す
る。このイメージ信号はあたかもこのイメージ周波数に
相当する距離の位置に物標があるものとみえてしまい、
レーダとして正常に機能しなくなる。したがって、ＩＦ
増幅回路の許容最大増幅度Ａｍａｘは、周波数毎に Ａｍａｘ ≦ ＶADmax ／Ｖｉｎ の条件を満足するように定める。この時のＶｉｎは、想
定される最大の散乱断面積を持った物標が存在する時の
値である。
【００３９】図８は、上記周波数特性を実現するための
ＩＦ増幅回路の構成例である。ここで、回路部分Ａ１は
コンデンサＣ１１，Ｃ１２、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２および
オペアンプＯＰ１で構成していて、ＣＲによる低域減衰
特性を実現している。このカットオフ周波数は、図７に
示したｆIFmax 付近に定めている。また、Ａ２で示す回
路部分は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２、コンデンサＣ２１，Ｃ
２２およびオペアンプＯＰ２で構成していて、ＣＲによ
る高域減衰特性を実現している。そのカットオフ周波数
は、やはり図７に示したｆIFmax 付近に定めている。
【００４０】Ａ３で示す回路部分は、抵抗Ｒ３１，Ｒ３
２，Ｒ３３およびオペアンプＯＰ３からなり、加算増幅
回路を構成している。これにより、周波数ｆａより低域
のフラットな周波数特性と、ｆａ以上のｆIFmax を頂点
とする山型の周波数特性との合成特性を得ている。
【００４１】次に、第３の実施形態に係るレーダの構成
を図９および図１０を参照して説明する。図９はＩＦ増
幅回路の増幅度周波数特性の例を示している。図７に示
した特性では、周波数０すなわちＤＣ、およびその近傍
における特性を示していなかったが、発明が解決すべき
課題の欄で述べたように、ＩＦ信号にＤＣ成分およびＤ
Ｃ近傍の低周波数成分が含まれていると、感度低下、Ｓ
Ｎ比の劣化および誤検知の原因となり得るので、図９に
示すように、ＤＣでは増幅度を０とし、最小（最短）検
知距離に相当するＩＦ信号の周波数ｆIFmin より低域で
は増幅度を減少させている。
【００４２】図１０は、図９に示した周波数特性を得る
ＩＦ増幅回路の構成例を示している。ここで、Ａ４は、
コンデンサＣ４１，Ｃ４２および抵抗Ｒ４１からなる低
域減衰特性を示す回路である。Ａ１，Ａ２，Ａ３で示す
部分の構成は、図８に示した同一記号の部分と同様であ
る。図１０におけるＡ４で示す回路部分の特性により図
９における周波数０からｆIFmin 付近までの特性を得て
いる。
【００４３】次に、第４の実施形態に係るレーダの構成
を図１１を参照して説明する。図１１は、ＩＦ増幅回路
の構成例である。ここでＡＭＰは、図７に示した増幅度
周波数特性を示す増幅回路である。
【００４４】この増幅回路の入力部にコンデンサＣ５１
を設けている。コンデンサＣ５１は増幅回路ＡＭＰに対
するＤＣ成分およびその近傍の成分をカットする。この
ように増幅回路ＡＭＰに対する入力信号のＤＣ成分また
はその近傍の低周波成分を除去することによって、図９
に示した特性と同様の増幅度周波数特性を得る。
【００４５】増幅回路ＡＭＰの出力部には、コンデンサ
Ｃ５２および抵抗Ｒ５１，Ｒ５２によるオフセット回路
を設けている。抵抗Ｒ５１，Ｒ５２は、増幅回路ＡＭＰ
の出力信号にＤＣのオフセットを加える。また、Ｃ５２
は、ＤＣオフセット電圧が増幅回路ＡＭＰの出力側から
流れ込むのを阻止する。これにより、ＡＤコンバータが
単一電源仕様の素子で、入力電圧範囲が０〜＋Ｂの範囲
内である場合に、その入力範囲の中心電圧を中心とし
て、交流成分であるＩＦ信号をＡＤコンバータに入力す
る。例えば、ＡＤコンバータの入力電圧範囲が０〜＋２
（Ｖ）である場合、安定な電圧源信号＋５Ｖを、Ｒ５
１，Ｒ５２で１／５に分圧すると、ＡＤコンバータに対
するＩＦ信号は＋１Ｖを中心として振幅変化する。
【００４６】
【発明の効果】この発明によれば、受信信号と送信信号
との周波数差の信号であるＩＦ信号を増幅する増幅回路
の増幅度が、ＡＤコンバータのサンプリング周波数の１
／２以下で最大値となるようにすることにより、増幅回
路に入力される信号の周波数帯域が制限されてＳＮ比が
向上する。
【００４７】また、この発明によれば、前記増幅回路の
入力部に、ＤＣカット回路を設け、前記増幅回路の出力
部に所定のＤＣオフセットを加えるオフセット回路を設
けることにより、感度低下、ＳＮ比の劣化および誤検知
が防止できる。
【００４８】また、この発明によれば、前記増幅回路
が、ＡＤコンバータのサンプリング周波数の１／２以
下、好ましくはそれ以下の最大検知距離に相当するＩＦ
信号の周波数以下の範囲内で、周波数が高くなるほど増
幅度を増大させることにより、従来のＡＧＣ回路のよう
な複雑な回路を付加する必要がなく、全体に小型化・低
コストが図れる。しかも、ＡＧＣとは異なり、受信信号
強度の瞬間的な変動に対しても対応できる。
【００４９】また、この発明によれば、物標までの距離
が近距離になるに伴って、ミキサの出力信号の増大率が
飽和するＩＦ信号の周波数帯域で、前記増幅回路の出力
信号をディジタルデータに変換するＡＤコンバータの最
大許容入力電圧を超えない範囲で、前記増幅回路の周波
数変化に対する増幅度変化率を小さくすることにより、
ミキサの飽和に起因する近距離における相対的な感度不
足が解消できる。そのため、近距離の小さな物標をも確
実に探知できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るレーダの全体の構成を示
すブロック図
【図２】レーダから物標までの距離およびレーダに対す
る物標の相対速度により変化する送信信号と受信信号の
周波数変化の例を示す図
【図３】距離および相対速度の検知のための処理手順を
示すフローチャート
【図４】ＩＦ増幅回路の増幅度周波数特性の例を示す図
【図５】ＩＦ増幅回路の構成例を示す図
【図６】第２の実施形態に係るレーダにおける、レーダ
から物標までの距離変化に伴うＩＦ増幅回路への入力電
圧の変化の例を示す図
【図７】第２の実施形態に係るレーダにおけるＩＦ増幅
回路の増幅度周波数特性の例を示す図
【図８】同特性を得るためのＩＦ増幅回路の構成例を示
す図
【図９】第３の実施形態に係るレーダにおけるＩＦ増幅
回路の増幅度周波数特性を示す図
【図１０】同特性を得るためのＩＦ増幅回路の構成例を
示す図
【図１１】第４の実施形態に係るレーダにおけるＩＦ増
幅回路の構成例を示す例
【符号の説明】
ＯＰ−オペアンプ（差動増幅回路）

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周波数が時間的に変化する周波数変調波
    の送信信号を作る送信回路と、受信信号と送信信号との
    周波数差の信号であるＩＦ信号を生成するミキサ回路
    と、前記ＩＦ信号を増幅する増幅回路と、前記ＩＦ信号
    を所定のサンプリング周波数でサンプリングするととも
    にＡＤ変換するＡＤコンバータとを備え、前記周波数差
    によって、レーダから物標までの距離を検出するレーダ
    において、 前記増幅回路は、前記サンプリング周波数の１／２以下
    に増幅度の最大値をもつものであるレーダ。
  2. 【請求項２】 周波数が時間的に変化する周波数変調波
    の送信信号を作る送信回路と、受信信号と送信信号との
    周波数差の信号であるＩＦ信号を生成するミキサ回路
    と、該ＩＦ信号を増幅する増幅回路とを備え、前記周波
    数差によって、レーダから物標までの距離を検出するレ
    ーダにおいて、 前記増幅回路の入力部に、ＤＣカット回路を設け、前記
    増幅回路の出力部に所定のＤＣオフセットを加えるオフ
    セット回路を設けたレーダ。
  3. 【請求項３】 周波数が時間的に変化する周波数変調波
    の送信信号を作る送信回路と、受信信号と送信信号との
    周波数差の信号であるＩＦ信号を生成するミキサと、前
    記ＩＦ信号を増幅する増幅回路と、前記ＩＦ信号を所定
    のサンプリング周波数でサンプリングするとともにＡＤ
    変換するＡＤコンバータとを備え、前記周波数差によっ
    て、アンテナから物標までの距離を検出するレーダにお
    いて、 前記増幅回路を、前記サンプリング周波数の１／２以下
    に増幅度の最大値をもつようにするとともに、 前記増幅回路の入力部に、第１のＤＣカット回路を設
    け、前記増幅回路の出力部に第２のＤＣカット回路およ
    び該第２のＤＣカット回路によりＤＣカットされた信号
    に所定のＤＣオフセットを加えるオフセット回路を設け
    たレーダ。
  4. 【請求項４】 前記増幅回路は、前記サンプリング周波
    数の１／２以下の周波数範囲で、周波数が高くなる程、
    増幅度が増大するものである請求項１または３に記載の
    レーダ。
  5. 【請求項５】 物標までの距離が近距離になるに伴って
    前記ミキサの出力信号の増大率が飽和するＩＦ信号の周
    波数帯域で、前記増幅回路の出力信号をディジタルデー
    タに変換するＡＤコンバータの最大許容入力電圧を超え
    ない範囲で、前記増幅回路の周波数変化に対する増幅度
    変化率を小さくした請求項１〜４のうちいずれかに記載
    のレーダ。
JP2001061883A 2001-03-06 2001-03-06 レーダ Pending JP2002257928A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001061883A JP2002257928A (ja) 2001-03-06 2001-03-06 レーダ
US10/083,333 US6593874B2 (en) 2001-03-06 2002-02-25 Radar for detecting the distance to a target
DE60203662T DE60203662T2 (de) 2001-03-06 2002-03-06 FMCW-Radarempfänger mit frequenzabhängiger Verstärkung
EP02005051A EP1239299B1 (en) 2001-03-06 2002-03-06 FMCW radar receiver with frequency dependent gain

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001061883A JP2002257928A (ja) 2001-03-06 2001-03-06 レーダ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002257928A true JP2002257928A (ja) 2002-09-11

Family

ID=18921100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001061883A Pending JP2002257928A (ja) 2001-03-06 2001-03-06 レーダ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6593874B2 (ja)
EP (1) EP1239299B1 (ja)
JP (1) JP2002257928A (ja)
DE (1) DE60203662T2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004239644A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Denso Corp レーダ装置
JP2014185973A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Mitsubishi Electric Corp Ｆｍ−ｃｗレーダ装置
JP2019507351A (ja) * 2016-03-11 2019-03-14 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング レーダーセンサを作動させる装置
CN110168397A (zh) * 2017-04-19 2019-08-23 株式会社电装 雷达信号处理器以及雷达系统

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003222672A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc レーダ装置
JP2007051888A (ja) * 2005-08-16 2007-03-01 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
JP4697072B2 (ja) * 2006-07-04 2011-06-08 株式会社デンソー レーダ装置
DE102006058305A1 (de) * 2006-12-11 2008-06-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erkennung einer vertikalen Fehlausrichtung eines Radarsensors
JP2008170193A (ja) * 2007-01-09 2008-07-24 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
WO2009039896A1 (de) * 2007-09-19 2009-04-02 Abb Ag System und verfahren zur geschwindigkeits- und/oder entfernungsmessung bei robotergestützten produktions- und fertigungsprozessen
WO2009036816A1 (de) * 2007-09-22 2009-03-26 Abb Ag System und verfahren zur erfassung und/oder erkennung von objekten bei robotergestützten produktions- und fertigungsprozessen
US7944391B2 (en) * 2008-01-31 2011-05-17 United Technologies Corporation Correction for near field radar imaging
JP5319145B2 (ja) * 2008-03-25 2013-10-16 株式会社東芝 レーダー装置、レーダー装置の制御方法
KR101081452B1 (ko) * 2008-04-14 2011-11-09 한국전자통신연구원 자동 이득 제어기, 그것을 포함한 송수신기, 및 그것의자동 이득 제어 방법
JP5468304B2 (ja) * 2009-05-20 2014-04-09 株式会社東芝 レーダ装置
JP2011058836A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Alps Electric Co Ltd 無線センサ装置
CN103181242B (zh) 2010-11-02 2015-08-19 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有雷达检测的照明系统
JP5382087B2 (ja) * 2011-11-02 2014-01-08 株式会社デンソー レーダ装置
DE102013108489B4 (de) * 2013-08-06 2018-01-18 Finetek Co., Ltd. Frequenzmodulierter Dauerstrich-Radarfüllstandsanzeiger
TWI464441B (zh) * 2013-08-28 2014-12-11 U & U Engineering Inc 具有距離閘功能之微波偵測器
RU2584496C1 (ru) * 2014-12-15 2016-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" им. М.В. Проценко" (ФГУП ФНПЦ ПО "Старт" им. М.В. Проценко") Радиоволновое устройство для тревожной сигнализации с непрерывным излучением частотно-модулированных колебаний
EP3786666A4 (en) * 2018-04-27 2022-01-26 Mitsumi Electric Co., Ltd. SHORT DISTANCE SENSOR

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4733239A (en) 1984-02-27 1988-03-22 Schmitt Jerry C Radar altimeter
US4901083A (en) 1988-06-20 1990-02-13 Delco Electronics Corporation Near obstacle detection system
US4933641A (en) * 1988-12-22 1990-06-12 Itt Corporation Extended dynamic range logarithmic if amplifying apparatus and method
GB2237470A (en) 1989-09-04 1991-05-01 Marconi Gec Ltd Intruder alarm system
FR2669115B1 (fr) 1990-11-09 1993-04-23 Thomson Csf Systeme radar en ondes millimetriques pour le guidage d'un robot mobile au sol.
US5361072A (en) * 1992-02-28 1994-11-01 Codar Ocean Sensors, Ltd. Gated FMCW DF radar and signal processing for range/doppler/angle determination
JP2742373B2 (ja) 1993-09-07 1998-04-22 本田技研工業株式会社 レーダ装置
JP3226399B2 (ja) 1993-12-01 2001-11-05 富士通株式会社 Ｆｍ−ｃｗレーダ
JPH08160122A (ja) 1994-12-02 1996-06-21 Mitsubishi Electric Corp Ｆｍｃｗレーダ
JP3146903B2 (ja) 1995-02-01 2001-03-19 トヨタ自動車株式会社 車載用レーダ装置
JP3511329B2 (ja) 1995-06-09 2004-03-29 本田技研工業株式会社 車載用レーダ装置
US5914683A (en) * 1996-09-12 1999-06-22 O'conner; Joe S. Ultra high resolution ranging unit
JP2935419B2 (ja) 1996-11-15 1999-08-16 本田技研工業株式会社 Ｆｍレーダ装置
US6400308B1 (en) * 1998-02-20 2002-06-04 Amerigon Inc. High performance vehicle radar system
DE19918767A1 (de) * 1999-04-24 2000-10-26 Daimler Chrysler Ag Einrichtung zur Erhöhung des Dynamikbereichs von frequenzmodulierten Dauerstrichradaren

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004239644A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Denso Corp レーダ装置
JP2014185973A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Mitsubishi Electric Corp Ｆｍ−ｃｗレーダ装置
JP2019507351A (ja) * 2016-03-11 2019-03-14 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング レーダーセンサを作動させる装置
CN110168397A (zh) * 2017-04-19 2019-08-23 株式会社电装 雷达信号处理器以及雷达系统
CN110168397B (zh) * 2017-04-19 2022-11-08 株式会社电装 雷达信号处理器以及雷达系统

Also Published As

Publication number Publication date
DE60203662D1 (de) 2005-05-19
EP1239299B1 (en) 2005-04-13
EP1239299A2 (en) 2002-09-11
EP1239299A3 (en) 2003-03-05
US20020154051A1 (en) 2002-10-24
US6593874B2 (en) 2003-07-15
DE60203662T2 (de) 2006-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002257928A (ja) レーダ
US6597308B2 (en) Radar apparatus
US7187321B2 (en) Interference determination method and FMCW radar using the same
JP3726441B2 (ja) レーダ装置
JP4111667B2 (ja) Ｆｍ−ｃｗレーダ装置
US20180011181A1 (en) Radar systems and methods thereof
US6229474B1 (en) Radar apparatus
JP2003172776A (ja) レーダ装置
US20040174293A1 (en) Radar apparatus equipped with abnormality detection function
JP2604075B2 (ja) Ｆｍレーダー
JP2001318143A (ja) Ｆｍ−ｃｗレーダ
JP2794611B2 (ja) ２周波ｆｍ―ｃｗレーダ装置
US6839019B2 (en) Pulse radar device
JP3473577B2 (ja) レーダー装置
JP3070637B2 (ja) 距離速度計測装置
JP2762143B2 (ja) 間欠ｆｍ―ｃｗレーダ装置
JP3804253B2 (ja) レーダ装置，電圧制御発振器及び電圧制御発振器の制御方法
JP2004245647A (ja) 近距離レーダ装置および近距離レーダ装置を搭載した車両
JPH0755925A (ja) Ｆｍｃｗレーダの距離補正方法およびｆｍｃｗレーダ
JP2004003893A (ja) Ｆｍｃｗレーダ装置
JP3226399B2 (ja) Ｆｍ−ｃｗレーダ
JPH04184184A (ja) Ｆｍ―ｃｗレーダ装置用受信機およびｆｍ―ｃｗレーダ装置
JP3142030B2 (ja) Ｆｍ−ｃｗ送受信機
JP2962983B2 (ja) Ｃｗドプラ計測レーダ装置
JP3498435B2 (ja) レーダ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050322

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050726