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JP2001264426A - Ｆｍパルスドップラーレーダー装置 - Google Patents

Ｆｍパルスドップラーレーダー装置

Info

Publication number
JP2001264426A
JP2001264426A JP2000076536A JP2000076536A JP2001264426A JP 2001264426 A JP2001264426 A JP 2001264426A JP 2000076536 A JP2000076536 A JP 2000076536A JP 2000076536 A JP2000076536 A JP 2000076536A JP 2001264426 A JP2001264426 A JP 2001264426A
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JP
Japan
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distance
error
frequency
bandwidth
wave
Prior art date
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Application number
JP2000076536A
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Inventor
Koichi Kai
幸一 甲斐
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to US09/635,635 priority patent/US6384768B1/en
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    • 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
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    • 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
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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信周波数の帯域幅の誤差を検知することが
でき、この誤差に基づいて適切に補正を行うＦＭパルス
ドップラーレーダー装置を得る。 【解決手段】 上昇・下降を繰り返す周波数をもった変
調波をパルス変調して送信し、対象物で反射された反射
波をパルス幅と同じ間隔のレンジゲート毎に受信し、各
レンジゲートに相当する距離と、送信波の周波数と受信
波の周波数の差から対象物の距離と相対速度とを求める
ＦＭパルスドップラーレーダー装置において、自車速度
を測定する自車速度測定手段１５と、検知したレンジゲ
ートに相当する距離と、送信波の周波数と受信波の周波
数差から求めた距離とを比較し、自車速度と相対速度に
基づいて、送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を
検出する比較検出手段１６とを備えている。

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、車載用のレーダ
等、対象物までの距離を測定するＦＭパルスドップラー
レーダー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のレーダ装置としては、従来、図
１０に示す構成のＦＭパルスドップラレーダー装置が知
られている。図１０において、１は変調用電圧発生器、
２は例えば送信周波数ｆｔｘ＝７６〜７７ＧＨｚの電磁
波を発生する電圧制御発振器（三角波発振器）、３は電
圧制御発振器２の電磁波の出力先を送信用アンプ４及び
受信側ミキサ９の間で切り替えるための送受切り替えス
イッチ、４は送受切り替えスイッチ３により供給された
電磁波の電力を増幅する送信用アンプ、５は送信用アン
プ４により増幅された電磁波を空間に送信する送信用ア
ンテナである。
【０００３】また、６はレーダーによって検知される対
象物、７は送信電磁波が対象物６により反射されて帰っ
てきた電磁波を受信する受信用アンテナ、８は受信した
電磁波を増幅する受信用アンプである。
【０００４】さらに、９は送受切り替えスイッチ３によ
り切り替えられた送信用電磁波と、対象物６の反射電磁
波とをミキシングし、対象物６の距離、相対速度に応じ
たビート信号を出力するミクサ、１０はカットオフ周波
数が送信パルス時間幅の逆数となるローパスフィルタ、
１１は反射波の受信電力に応じてゲインを調整できるＡ
ＧＣアンプ、１２はビート信号をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器、１３はＡ／Ｄ値により対象物６の距
離、相対速度を計算する距離演算装置である。
【０００５】次に、上記のように構成された従来の装置
の電磁波送信動作を説明する。まず、変調用電圧発生器
１からの電圧信号に応じて、電圧制御発振器２は、例え
ば図２のように変調された電磁波（三角波信号）を出力
する。電圧制御発振器から出力された電磁波は送受切り
替えスイッチ３により送信用アンプ４に供給され増幅さ
れる。そして、送信用アンプ４により増幅された電磁波
は送信用アンテナ５から空間に出力される。
【０００６】次に、電磁波受信動作を説明する。電磁波
送信開始時からパルス時間幅Ｔｇ例えば３３．３ｎｓ
（＝１／３０ＭＨｚ、距離５ｍ相当）だけ経過した時点
で、送受信切替スイッチ３は受信側に切り替わり、電圧
制御発振器２とミクサ９を接続する。このとき、送信用
アンテナ５から空間に出力された電磁波は３３．３ｎｓ
だけ出力されるパルス波となり、距離Ｒに存在する対象
物６で反射され、送信電磁波に対して距離Ｒに依存する
遅延時間Δｔをもって受信用アンテナ７に入力される。
【０００７】対象物６が相対速度を持つとき受信電磁波
周波数は送信電磁波周波数に対してｆｂだけドップラシ
フトして受信用アンテナ７に入力される。受信用アンテ
ナ７で入力された電磁波は、受信用アンプ８により増幅
され、ミクサ９により電圧制御発振器２からの送信用電
磁波とミキシングされ、図３に示すビート信号を出力す
る。得られたビート信号は例えばカットオフ周波数が３
０ＭＨｚのローパスフィルタ１０を通過し、ＡＧＣアン
プ１１により増幅されてＡ／Ｄ変換器１２に入力され、
デジタル信号に変換される。
【０００８】次にＡ／Ｄ変換器１２の出力データから距
離演算装置１３が対象物６の距離、及び相対速度を演算
する方法を述べる。簡単のため、電圧制御発振器２でＦ
Ｍ変調を行わず、送信周波数 ｆｔｘ＝７６．５ＧＨｚ
固定とする。速度分解能１ｋｍ／ｈを得たい場合には、
ドップラー周波数の分解能Δｆは、
【０００９】
【数１】
【００１０】となり、Ｔｍ＝７．０６ｍｓの計測時間が
必要となる。ここで例えば最大計測距離を１５０ｍとし
た場合、送信波出力周期は３３．３ｎｓ×（１５０／
５）＝１μｓとなるので、速度分解能１ｋｍ／ｈを得る
には上述の装置においてビート信号を、図４のようにレ
ンジゲート毎に送信波出力７０６０回分を取得し、その
すべてのデータをレンジゲート毎に高速フーリエ変換す
ると、図５に示すように所定のレンジゲートでドップラ
シフトｆｂが出力される。ここで、距離Ｒｇ、相対速度
Ｖは下記式（２）、（３）で計算できる。
【００１１】
【数２】
【００１２】
【数３】
【００１３】ここで、ｔｇはレンジゲート時間幅（パル
ス時間幅）、ｎはレンジゲート番号、Ｃは光速、ｆｂ１
はビート周波数、ｆ０は送信周波数（７６．５ＧＨｚ）
である。
【００１４】次に、上述の送信電磁波が図２のように変
調されていることを考える。上述Ｔｍ＝７．０６ｍｓの
計測時間に、送信周波数は帯域幅Ｂ＝１５０ＭＨｚ、７
６．４２５〜７６．５７５ＧＨｚまで一定の割合で上昇
しているとする。送信用アンテナ５より電磁波が出力さ
れ、対象物６で反射し、受信用アンテナ７に入力される
までの時間ｔは、つぎの式（４）で求められる。
【００１５】
【数４】
【００１６】この時間ｔ間に送信周波数は上昇している
ため、ビート周波数ｆｂｕは、距離に応じた送信周波数
と受信周波数の差ｆｂ２、および相対速度によるドップ
ラー周波数ｆｂ１の和となる。
【００１７】
【数５】
【００１８】同様に、次のＴｍ＝７．０６ｍｓの計測時
間には送信周波数は帯域幅Ｂ＝１５０ＭＨｚ、７６．４
２５〜７６．５７５ＧＨｚまで一定の割合で下降してい
るとする。送信用アンテナ５より電磁波が出力され、対
象物６で反射し、受信用アンテナ７に入力されるまでの
時間ｔ間に送信周波数は下降しているため、ビート周波
数ｆｂｄは、距離に応じた送信周波数と受信周波数の差
ｆｂ２’、および相対速度によるドップラー周波数ｆｂ
１’の和となる。周波数上昇、下降時の間、距離、相対
速度は周波数上昇時と変わらないとしても問題ない。周
波数一定で、さらに上昇、下降の割合は等しいため、ｆ
ｂ１=ｆｂ１’、ｆｂ２’=−ｆｂ２となる。よってｆｂ
ｄは式（６）のようになる。
【００１９】
【数６】
【００２０】このように送信周波数を上昇、下降させ、
それぞれのビート周波数ｆｂｕ、ｆｂｄが得られれば、
距離に応じた送信周波数と受信周波数の差ｆｂ２、およ
び相対速度によるドップラー周波数ｆｂ１を式（７）の
ように求めることができる。
【００２１】
【数７】
【００２２】ｆｂ２は、式（４）の時間ｔ間に上昇また
は下降した周波数を表しているので、式（８）の関係が
成り立つ。
【００２３】
【数８】
【００２４】式（４）、（８）より、式（９）のように
ｆｂ２より距離Ｒｂを求めることができる。
【００２５】
【数９】
【００２６】式（９）より、距離とｆｂ２は比例の関係
にあることがわかる。距離分解能をΔＲ、ｆｂ２の周波
数分解能をΔｆ（＝１／（Ｔｍ／２））とすると、
【００２７】
【数１０】
【００２８】となる。Ｂ＝３００ＭＨｚとすれば、分解
能ΔＲは０．５ｍとなり、式（２）で求められた距離Ｒ
ｇより分解能を上げることができる。
【００２９】また、何らかの原因でノイズが発生し、あ
るレンジゲートにノイズによるビート周波数が検出され
たとしても、式（２）により求めた距離Ｒｇと式（９）
により求めた距離Ｒｂの差がレンジゲート幅５ｍ以上の
差があれば、ノイズと判断して除去することができる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】式（２）、式（９）で
求められた距離はレンジゲート幅の範囲で等しくなるは
ずである。ところが実際には送信周波数の帯域幅Ｂが素
子のばらつきや温度変化により誤差を生じる。このため
式（９）の方法で求めた距離Ｒｂに誤差が生じる。
【００３１】例えば、素子のばらつきにより、送信周波
数の帯域幅Ｂが１．１倍になった場合、式（９）により
距離を求めると、
【００３２】
【数１１】
【００３３】となり、正しい距離に対して１／１．１倍
となってしまう。同様に、温度変化により送信周波数の
帯域幅Ｂが０．９倍〜１．２倍に変化する場合、式
（９）により求めた距離は正しい値に比べて１／０．９
倍〜１／１．２倍となってしまう。
【００３４】これらの問題を解決するためには、素子の
ばらつきや温度変化を極力少なくすれば良い。しかし、
そのためには、高価な素子を使う必要が生じたり、組立
時に個々に帯域幅Ｂの誤差を測定し調整する必要が生じ
る。
【００３５】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、送信周波数の帯域幅Ｂに誤差がある
場合でも、その誤差を検知することができ、この誤差に
基づいて適切に補正を行い、さらにこの誤差が大きい場
合には装置の異常と判断するＦＭパルスドップラーレー
ダー装置を得ることを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るＦＭパル
スドップラーレーダー装置は、上昇・下降を繰り返す周
波数をもった変調波をパルス変調して送信し、対象物で
反射された反射波をパルス幅と同じ間隔のレンジゲート
毎に受信し、各レンジゲートに相当する距離と、送信波
の周波数と受信波の周波数の差から対象物の距離と相対
速度とを求めるＦＭパルスドップラーレーダー装置にお
いて、自車速度を測定する自車速度測定手段と、検知し
たレンジゲートに相当する距離と、送信波の周波数と受
信波の周波数差から求めた距離とを比較し、自車速度と
相対速度に基づいて、送信周波数の帯域幅の誤差による
距離誤差を検出する比較検出手段とを備えている。
【００３７】また、比較検出手段は、検知したレンジゲ
ート幅と、送信波の周波数と受信波の周波数差から求め
た距離から逆算して求めたレンジゲート幅との差から、
送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検出する。
【００３８】また、比較検出手段は、複数の対象物によ
り求めた送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を時
間的に積算し平均を求める。
【００３９】また、比較検出手段は、送信周波数の帯域
幅の誤差による距離誤差を検知し、該距離誤差に基づい
て距離演算結果を補正する。
【００４０】また、比較検出手段は、送信周波数の帯域
幅の誤差による距離誤差を検知し、該距離誤差に基づい
て送信周波数の帯域幅の誤差を修正することで、距離演
算結果を補正する。
【００４１】また、比較検出手段は、誤差を求める対象
物を停止物に限定して送信周波数の帯域幅の誤差による
距離誤差を検知する。
【００４２】また、比較検出手段は、自車が停止してお
り、かつ誤差を求める対象物も停止している場合にの
み、送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検知す
る。
【００４３】また、比較検出手段は、誤差を求める対象
物を自車が追従する走行車両に限定し、送信周波数の帯
域幅の誤差による距離誤差を検知する。
【００４４】また、比較検出手段は、各レンジゲートで
の送信波の周波数と受信波の周波数の差から求めた対象
物までの距離を、一定時間積算し、その度数分布から送
信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検知する。
【００４５】さらに、比較検出手段は、送信周波数の帯
域幅の誤差による距離誤差が所定の値を超えた場合に装
置の異常とする。
【００４６】
【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１はこの発明の実施の形態１のＦＭパルスドップラー
レーダー装置を示すブロック図である。図１において、
１は変調用電圧発生器、２は例えば送信周波数ｆｔｘ＝
７６〜７７ＧＨｚの電磁波を発生する電圧制御発振器
（三角波発振器）、３は電圧制御発振器２の電磁波の出
力先を送信用アンプ４及び受信側ミキサ９の間で切り替
えるための送受切り替えスイッチ、４は送受切り替えス
イッチ３により供給された電磁波の電力を増幅する送信
用アンプ、５は送信用アンプ４により増幅された電磁波
を空間に送信する送信用アンテナである。また、６はレ
ーダーによって検知される対象物、７は送信電磁波が対
象物６により反射されて帰ってきた電磁波を受信する受
信用アンテナ、８は受信した電磁波を増幅する受信用ア
ンプである。
【００４７】さらに、９は送受切り替えスイッチ３によ
り切り替えられた送信用電磁波と、対象物６の反射電磁
波とをミキシングし、対象物６の距離、相対速度に応じ
たビート信号を出力するミクサ、１０はカットオフ周波
数がパルス時間幅の逆数となるフィルタ、１１は反射波
の受信電力に応じてゲインを調整できるＡＧＣアンプ、
１２はビート信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換
器、１３はＡ／Ｄ値により対象物６の距離、相対速度を
計算する距離演算装置である。
【００４８】そして、１４は距離演算装置１３により算
出された対象物６の距離、相対速度、レンジゲート、及
び車速センサ１５の測定する自車速度に基づいて、送信
周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検出する比較検
出手段としての距離補正装置であり、１５は自車速度を
測定する自車速度測定手段としての車速センサである。
【００４９】次に、上述のように構成された本実施の形
態の装置の電磁波送信動作を説明する。まず、変調用電
圧発生器１からの電圧信号に応じて、電圧制御発振器２
は、例えば図２のように変調された電磁波（三角波信
号）を出力する。その電磁波は送受切り替えスイッチ３
により送信用アンプ４に供給され増幅される。そして、
送信用アンプ４により増幅された電磁波は送信用アンテ
ナ５から空間に出力される。
【００５０】次に、電磁波受信動作を説明する。電磁波
送信開始時からパルス時間幅Ｔｇ例えば３３．３ｎｓ
（＝１／３０ＭＨｚ、距離５ｍ相当）だけ経過した時点
で、送受信切替スイッチ３は受信側に切り替わり、電圧
制御発振器２とミクサ９を接続する。このとき、送信用
アンテナ５から空間に出力された電磁波は３３．３ｎｓ
だけ出力されるパルス波となり、距離Ｒに存在する対象
物６で反射され、送信電磁波に対して距離Ｒに依存する
遅延時間Δｔをもって受信用アンテナ７に入力される。
【００５１】対象物６が相対速度を持つとき受信電磁波
周波数は送信電磁波周波数に対してｆｂだけドップラシ
フトして受信用アンテナ７に入力される。受信用アンテ
ナ７で入力された電磁波は受信用アンプ８により増幅さ
れ、ミクサ９により電圧制御発振器２からの送信用電磁
波とミキシングされ、図３に示すようにビート信号を出
力する。得られたビート信号は例えばカットオフ周波数
が３０ＭＨｚのフィルタ１０を通過し、ＡＧＣアンプ１
１により増幅されてＡＤ変換器１２に入力され、デジタ
ル信号に変換される。
【００５２】次にＡ／Ｄ変換器１２の出力データから距
離演算装置１３が対象物６の距離、及び相対速度を演算
する方法を述べる。簡単のため、電圧制御発振器２でＦ
Ｍ変調を行わず、送信周波数 ｆｔｘ＝７６．５ＧＨｚ
固定とする。速度分解能１ｋｍ／ｈを得たい場合には、
ドップラー周波数の分解能Δｆは
【００５３】
【数１２】
【００５４】となり、Ｔｍ＝７．０６ｍｓの計測時間が
必要となる。ここで例えば最大計測距離を１５０ｍとし
た場合、送信波出力周期は３３．３ｎｓ×（１５０／
５）＝１μｓとなるので、速度分解能１ｋｍ／ｈを得る
には上述の装置においてビート信号を、図４のようにレ
ンジゲート毎に送信波出力７０６０回分を取得し、その
すべてのデータをレンジゲート毎に高速フーリエ変換す
ると、図５に示すように所定のレンジゲートでドップラ
シフトｆｂが出力される。ここで、距離Ｒｇ、相対速度
Ｖは下記式（１３）、（１４）で計算できる。
【００５５】
【数１３】
【００５６】
【数１４】
【００５７】ここで、ｔｇはレンジゲート時間幅（パル
ス時間幅）、ｎはレンジゲート番号、Ｃは光速、ｆｂ１
はビート周波数、ｆ０は送信周波数（７６．５ＧＨｚ）
である。
【００５８】次に、上述の送信電磁波が図２のように変
調されていることを考える。上述Ｔｍ＝７．０６ｍｓの
計測時間に、送信周波数は帯域幅Ｂ＝１５０ＭＨｚ、７
６．４２５〜７６．５７５ＧＨｚまで一定の割合で上昇
しているとする。送信用アンテナ５より電磁波が出力さ
れ、対象物６に反射し、受信用アンテナ７に入力される
までの時間ｔは、つぎの式（１５）で求められる。
【００５９】
【数１５】
【００６０】この時間ｔ間に送信周波数は上昇している
ため、ビート周波数ｆｂｕは、距離に応じた送信周波数
と受信周波数の差ｆｂ２、および相対速度によるドップ
ラー周波数ｆｂ１の和となる。
【００６１】
【数１６】
【００６２】同様に、次のＴｍ＝７．０６ｍｓの計測時
間には送信周波数は帯域幅Ｂ＝１５０ＭＨｚ、７６．４
２５〜７６．５７５ＧＨｚまで一定の割合で下降してい
るとする。送信用アンテナ５より電磁波が出力され、対
象物６に反射し、受信用アンテナ７に入力されるまでの
時間ｔ間に送信周波数は下降しているため、ビート周波
数ｆｂｄは、距離に応じた送信周波数と受信周波数の差
ｆｂ２’、および相対速度によるドップラー周波数ｆｂ
１’の和となる。周波数上昇、下降時の間、距離、相対
速度は周波数上昇時と変わらないとしても問題ない。周
波数一定で、さらに上昇、下降の割合は等しいため、ｆ
ｂ１=ｆｂ１’、ｆｂ２’=−ｆｂ２となる。よってｆｂ
ｄは式（１７）のようになる。
【００６３】
【数１７】
【００６４】このように送信周波数を上昇、下降させ、
それぞれのビート周波数ｆｂｕ、ｆｂｄが得られれば、
距離に応じた送信周波数と受信周波数の差ｆｂ２、およ
び相対速度によるドップラー周波数ｆｂ１を式（１８）
のように求めることができる。
【００６５】
【数１８】
【００６６】ｆｂ２は式（１５）の時間ｔ間に上昇また
は下降した周波数を表しているので、式（１９）の関係
が成り立つ。
【００６７】
【数１９】
【００６８】式（１５）、（１９）より、式（２０）の
ようにｆｂ２より距離Ｒｂを求めることができる。
【００６９】
【数２０】
【００７０】式（２０）より、距離とｆｂ２は比例の関
係にあることがわかる。距離分解能をΔＲ、ｆｂ２の周
波数分解能をΔｆ（＝１／（Ｔｍ／２））とすると、
【００７１】
【数２１】
【００７２】となる。Ｂ＝３００ＭＨｚとすれば、分解
能ΔＲは０．５ｍとなり、式（１３）で求められた距離
Ｒｇより分解能を上げることができる。
【００７３】また、何らかの原因でノイズが発生し、あ
るレンジゲートにノイズによるビート周波数が検出され
たとしても、式（１３）により求めた距離Ｒｇと式（２
０）により求めた距離Ｒｂの差がレンジゲート幅５ｍ以
上の差があれば、ノイズと判断して除去することができ
る。
【００７４】例えば、対象物６の距離を５２ｍ、相対速
度０ｋｍ／ｈとする。このとき式（１３）により求めた
距離はＲｇ＝５０ｍとなり、式（２０）により求めた距
離Ｒｂは５２ｍとなる。
【００７５】ここで電圧制御発振器２に与える電圧の誤
差、電圧制御発振器２の電圧−発信周波数変換の誤差
が、素子のばらつきや温度変化などの原因により発生
し、帯域幅Ｂが０．９倍になった場合、式（１３）によ
り求めた距離はＲｇ＝５０ｍとなるが、式（２０）によ
り求めた距離Ｒｂは５２／０．９≒５８ｍとなる。
【００７６】式（１３）により求めた距離Ｒｇと式（２
０）により求めた距離Ｒｂに差が生じたとき、その差の
原因は、上述したようにノイズであるのか、距離誤差で
あるのか判別できない。
【００７７】一方、車速センサ１５により自車速度＝０
ｋｍ／ｈと判断されたとき、周囲の停止物に対する相対
速度は０ｋｍ／ｈとなる。一般に、エンジン始動時など
の停車時には、対象物としての周囲の対象物は停止して
いることが多い。そして、このように、自車速度＝０ｋ
ｍ／ｈでかつ相対速度＝０ｋｍ／ｈの場合には、ノイズ
が発生する確率が低いことが一般的に解っている。その
ため、本実施の形態の距離補正装置１４は、自車速度＝
０ｋｍ／ｈでかつ相対速度＝０ｋｍ／ｈの場合に限り、
式（１３）により求めた距離Ｒｇと式（２０）により求
めた距離Ｒｂに差が生じたとき、その差の原因を、距離
誤差のためであると判断する。すなわち、自車速度＝０
ｋｍ／ｈでかつ相対速度＝０ｋｍ／ｈであって、式（１
３）と式（２０）で求めた距離Ｒｇ、Ｒｂがレンジゲー
ト幅５ｍ以上異なる場合は、帯域幅Ｂに誤差が生じてい
ると判断する。
【００７８】また、上述の対象物が、距離５２ｍ、相対
速度０ｋｍ／ｈの場合には式（１３）により求めた距離
はＲｂ＝５８ｍとなるが、この距離からレンジゲートｎ
を逆算すると、式（１３）より、ｎ＝１１になる。一
方、実際のレンジゲートはｎ＝１０である。そのため、
補正値を
【００７９】
【数２２】
【００８０】とする。この補正値ｋにより式（１３）で
求めた距離Ｒｂを式（２３）のように補正し、距離誤差
を減らすことができる。
【００８１】
【数２３】
【００８２】尚、帯域幅Ｂに誤差が生じている確率が高
い場合は、上述の自車速度＝０ｋｍ／ｈでかつ相対速度
＝０ｋｍ／ｈの場合のみではない。自車速度＝相対速
度、すなわち、自車が走行中であり対象物が止まってい
る場合にも、帯域幅Ｂに誤差が生じている確率が高い。
【００８３】そしてさらに、自車が先行車に追従走行し
ている、すなわち、自車と対象物が走行中であり、相対
速度＝０ｋｍ／ｈの場合にも、帯域幅Ｂに誤差が生じて
いる確率が高い。そのため、距離補正装置１４は、自車
速度＝相対速度の場合と、自車と対象物が走行中でかつ
相対速度＝０ｋｍ／ｈの場合も、式（１３）と式（２
０）により求めた距離の差の原因を、距離誤差のためで
あると判断する。
【００８４】また、距離補正のための目標となる対象物
が複数存在している場合、それぞれの補正値を別々に求
め、これらを平均することで誤差検出の精度を高めるこ
とができる。
【００８５】さらに、測定周期毎に補正値を積算し、こ
れを所定の一定時間内で平均化したり、フィルターをか
けることで精度を高めることができる。
【００８６】さらにまた、補正値があらかじめ決められ
た値より大きく、または小さくなった場合に、装置の異
常が発生したと判断することができる。
【００８７】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２のＦＭパルスドップラーレーダー装置を示すブロッ
ク図である。図６において、１６は距離演算装置により
算出された対象物６の距離、相対速度、レンジゲート
や、車速センサ１５からの自車速度などを元に補正帯域
幅Ｂ’を算出し、電圧制御発振器が補正帯域幅Ｂ’の電
磁波を発生するように変調用電圧発生器１を制御する比
較検出手段としての帯域幅補正装置である。その他の構
成は、概略実施の形態１と同様である。
【００８８】本実施の形態において、比較検出手段とし
ての帯域幅補正装置１６は、誤差０のときの帯域幅Ｂ、
誤差があるときの帯域幅Ｂ’、帯域幅補正値ｂとしたと
き、式（２４）のように補正する。
【００８９】
【数２４】
【００９０】式（２０）、（２２）、（２４）より帯域
幅補正値ｂは、つぎの式（２５）で求めることができ
る。
【００９１】
【数２５】
【００９２】例えば、変調用電圧発生器１の発生電圧幅
ΔＶと帯域幅Ｂの関係が式（２６）のようになっている
場合、
【００９３】
【数２６】
【００９４】帯域幅補正値がｂとなっているときの発生
電圧幅ΔＶをｂ倍すれば帯域幅Ｂは誤差が補正され、次
に距離を演算する時には正確な距離が算出される。
【００９５】実施の形態３．図７は帯域幅Ｂに誤差がな
い場合に、一定時間の間、あるレンジゲートｎで検知さ
れる対象物の距離データの度数分布を示した図である。
【００９６】式（９）より、帯域幅Ｂが大きくなった場
合、 図８のように距離データの度数分布は近方にず
れ、帯域幅Ｂが小さくなった場合には図９のように距離
データの度数分布は遠方にずれる。各レンジゲートにお
いて、距離データの度数分布を求め、平均値や中央値か
ら距離のずれを求めることで、距離誤差を検知すること
ができる。
【００９７】
【発明の効果】この発明に係るＦＭパルスドップラーレ
ーダー装置は、上昇・下降を繰り返す周波数をもった変
調波をパルス変調して送信し、対象物で反射された反射
波をパルス幅と同じ間隔のレンジゲート毎に受信し、各
レンジゲートに相当する距離と、送信波の周波数と受信
波の周波数の差から対象物の距離と相対速度とを求める
ＦＭパルスドップラーレーダー装置において、自車速度
を測定する自車速度測定手段と、検知したレンジゲート
に相当する距離と、送信波の周波数と受信波の周波数差
から求めた距離とを比較し、自車速度と相対速度に基づ
いて、送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検出
する比較検出手段とを備えている。そのため、自車速度
と相対速度に基づいて、誤差がノイズによるものなのか
距離誤差によるものなのかを判別することができる。
【００９８】また、比較検出手段は、検知したレンジゲ
ート幅と、送信波の周波数と受信波の周波数差から求め
た距離から逆算して求めたレンジゲート幅との差から、
送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検出する。
そのため、誤差がノイズによるものなのか距離誤差によ
るものなのかを、さらに確実に判別することができる。
【００９９】また、比較検出手段は、複数の対象物によ
り求めた送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を時
間的に積算し平均を求める。そのため、距離誤差の検知
精度を向上させることができる。
【０１００】また、比較検出手段は、送信周波数の帯域
幅の誤差による距離誤差を検知し、該距離誤差に基づい
て距離演算結果を補正する。そのため、補正をした正し
い距離演算結果を得ることができる。
【０１０１】また、比較検出手段は、送信周波数の帯域
幅の誤差による距離誤差を検知し、該距離誤差に基づい
て送信周波数の帯域幅の誤差を修正することで、距離演
算結果を補正する。そのため、さらに正確な距離演算結
果を得ることができる。
【０１０２】また、比較検出手段は、誤差を求める対象
物を停止物に限定して送信周波数の帯域幅の誤差による
距離誤差を検知する。そのため、さらに正確な距離演算
結果を得ることができる。
【０１０３】また、比較検出手段は、自車が停止してお
り、かつ誤差を求める対象物も停止している場合にの
み、送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検知す
る。そのため、さらに正確な距離演算結果を得ることが
できる。
【０１０４】また、比較検出手段は、誤差を求める対象
物を自車が追従する走行車両に限定し、送信周波数の帯
域幅の誤差による距離誤差を検知する。そのため、さら
に正確な距離演算結果を得ることができる。
【０１０５】また、比較検出手段は、各レンジゲートで
の送信波の周波数と受信波の周波数の差から求めた対象
物までの距離を、一定時間積算し、その度数分布から送
信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検知する。そ
のため、さらに正確な補正値を得ることができる。
【０１０６】さらに、比較検出手段は、送信周波数の帯
域幅の誤差による距離誤差が所定の値を超えた場合に装
置の異常とする。そのため、装置の異常を検出すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１のＦＭパルスドップ
ラーレーダー装置を示すブロック図である。
【図２】 電圧制御発振器の出力する変調された電磁波
を示すグラフである。
【図３】 ビート信号を説明する説明図である。
【図４】 レンジゲート毎に送信波出力を取得する様子
を説明する説明図である。
【図５】 所定のレンジゲートでドップラシフトが出力
される様子を説明するグラフである。
【図６】 この発明の実施の形態２のＦＭパルスドップ
ラーレーダー装置を示すブロック図である。
【図７】 あるレンジゲートｎで検知される対象物の距
離データの度数分布を示すグラフである。
【図８】 帯域幅が大きくなった場合距離データの度数
分布が近方にずれる様子を説明するグラフである。
【図９】 帯域幅が小さくなった場合距離データの度数
分布が遠方にずれる様子を説明するグラフである。
【図１０】 従来のＦＭパルスドップラーレーダー装置
を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 変調用電圧発生器、２ 電圧制御発振器（三角波発
振器）、３ 送受切り替えスイッチ、４ 送信用アン
プ、５ 送信用アンテナ、６ 対象物、７ 受信用アン
テナ、８ 受信用アンプ、９ ミクサ、１０ ローパス
フィルタ、１１ＡＧＣアンプ、１２ Ａ／Ｄ変換器、１
３ 距離演算装置、 １４ 距離補正装置（比較検出手
段）、１５ 車速センサ（自車速度測定手段）、１６
帯域幅補正装置（比較検出手段）。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上昇・下降を繰り返す周波数をもった変
    調波をパルス変調して送信し、対象物で反射された反射
    波をパルス幅と同じ間隔のレンジゲート毎に受信し、各
    レンジゲートに相当する距離と、送信波の周波数と受信
    波の周波数の差から対象物の距離と相対速度とを求める
    ＦＭパルスドップラーレーダー装置において、 自車速度を測定する自車速度測定手段と、 検知したレンジゲートに相当する距離と、送信波の周波
    数と受信波の周波数差から求めた距離とを比較し、上記
    自車速度と上記相対速度に基づいて、送信周波数の帯域
    幅の誤差による距離誤差を検出する比較検出手段とを備
    えたことを特徴とするＦＭパルスドップラーレーダー装
    置。
  2. 【請求項２】 上記比較検出手段は、検知したレンジゲ
    ート幅と、送信波の周波数と受信波の周波数差から求め
    た距離から逆算して求めたレンジゲート幅との差から、
    上記送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検出す
    ることを特徴とする請求項１記載のＦＭパルスドップラ
    ーレーダー装置。
  3. 【請求項３】 上記比較検出手段は、複数の対象物によ
    り求めた上記送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差
    を時間的に積算し平均を求めることを特徴とする請求項
    １または２に記載ＦＭパルスドップラーレーダー装置。
  4. 【請求項４】 上記比較検出手段は、上記送信周波数の
    帯域幅の誤差による距離誤差を検知し、該距離誤差に基
    づいて距離演算結果を補正することを特徴とする請求項
    １乃至３のいずれかに記載のＦＭパルスドップラーレー
    ダー装置。
  5. 【請求項５】 上記比較検出手段は、上記送信周波数の
    帯域幅の誤差による距離誤差を検知し、該距離誤差に基
    づいて送信周波数の帯域幅の誤差を修正することで、上
    記距離演算結果を補正することを特徴とする請求項４記
    載のＦＭパルスドップラーレーダー装置。
  6. 【請求項６】 上記比較検出手段は、誤差を求める対象
    物を停止物に限定して上記送信周波数の帯域幅の誤差に
    よる距離誤差を検知することを特徴とする請求項１乃至
    ５のいずれかに記載のＦＭパルスドップラーレーダー装
    置。
  7. 【請求項７】 上記比較検出手段は、自車が停止してお
    り、かつ誤差を求める対象物も停止している場合にの
    み、上記送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検
    知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記
    載のＦＭパルスドップラーレーダー装置。
  8. 【請求項８】 上記比較検出手段は、誤差を求める対象
    物を自車が追従する走行車両に限定し、上記送信周波数
    の帯域幅の誤差による距離誤差を検知することを特徴と
    する請求項１乃至５のいずれかに記載のＦＭパルスドッ
    プラーレーダー装置。
  9. 【請求項９】 上記比較検出手段は、各レンジゲートで
    の送信波の周波数と受信波の周波数の差から求めた対象
    物までの距離を、一定時間積算し、その度数分布から上
    記送信周波数の帯域幅の誤差による距離誤差を検知する
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のＦ
    Ｍパルスドップラーレーダー装置。
  10. 【請求項１０】 上記比較検出手段は、上記送信周波数
    の帯域幅の誤差による距離誤差が所定の値を超えた場合
    に装置の異常とすることを特徴とする請求項１乃至９の
    いずれかに記載のＦＭパルスドップラーレーダー装置。
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