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JPH09145826A - Fm-cw radar device - Google Patents

Fm-cw radar device

Info

Publication number
JPH09145826A
JPH09145826A JP7302417A JP30241795A JPH09145826A JP H09145826 A JPH09145826 A JP H09145826A JP 7302417 A JP7302417 A JP 7302417A JP 30241795 A JP30241795 A JP 30241795A JP H09145826 A JPH09145826 A JP H09145826A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
modulation
frequency
distance
radar device
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.)
Granted
Application number
JP7302417A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3639020B2 (en
Inventor
Tamio Saito
民雄 斎藤
Teruhisa Ninomiya
照尚 二宮
Osamu Isaji
修 伊佐治
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.)
Denso Ten Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Fujitsu 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 Denso Ten Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Denso Ten Ltd
Priority to JP30241795A priority Critical patent/JP3639020B2/en
Publication of JPH09145826A publication Critical patent/JPH09145826A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3639020B2 publication Critical patent/JP3639020B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent relative speed accuracy from being degraded too much even in an oscillator not very good in its oscillating frequency characteristic to voltage of a milli-wave band regarding an FM-CW (frequency modulation continuous wave) radar device. SOLUTION: A modulation amplitude adjusting means 12 is provided behind a modulation signal generating means 11 so as to be able to switch to a normal radar mode with large frequency deviation by setting large amplitude to a modulation signal to be supplied to a voltage control oscillating means 13 or to a highly accurate measuring mode high in relative speed measuring accuracy by limiting amplitude to reduce frequency deviation. In the highly accurate measuring mode, only the linear area of an output frequency characteristic to input voltage of the voltage control oscillating means 13 is used so as to be able to reduce a measuring error caused by nonlinearity as to the measurement of relative speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a receiver by frequency-modulating (FM-modulating) a high-frequency signal with a modulation signal and transmitting it, receiving a reflection signal from a target object, and branching a part of the transmission signal. FM-CW (Frequency Modulation Continuous Wav)
e) A radar device (frequency-modulated continuous wave radar device), and more particularly, to an FM-CW radar device that is suitable for being mounted on a vehicle to measure a relative speed and a distance to a target object and prevent a collision. .

【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。
In recent years, with the increase in the number of vehicles owned, the number of accidents due to collisions of vehicles has been increasing year by year. Therefore, in order to reduce the number of vehicle collision accidents, it is necessary to inexpensively install a safety device such as an inter-vehicle distance monitoring system for notifying a driver of a collision in advance.

【0003】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, an FM-CW radar system has been used as a radar system capable of measuring a relative speed and a distance to a target object. This radar system can measure the relative speed and distance to the target object with a simple signal processing circuit,
Further, since the transceiver can be easily configured, it is used as an on-vehicle collision prevention radar which is particularly required to be downsized and low priced.

【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。
FIG. 6 is a diagram showing the principle configuration of a conventional FM-CW radar device. The FM-CW radar device includes a modulation signal generator 1 that generates a modulation signal, an oscillator 2 that generates a signal whose frequency is modulated by the modulation signal, and an oscillator output that is connected to the output of the oscillator 2 to a target object. A transmitting antenna 3 for transmitting toward the receiving antenna, a receiving antenna 4 for receiving a reflected signal reflected by a target object, and an oscillating signal for receiving the received signal received by the receiving antenna 4 by branching a part of the output of the oscillator 2. And a frequency converter 5 that mixes and converts the frequency.

【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。
The modulation signal generator 1 generates a triangular wave modulation signal of, for example, several hundred Hz. The oscillator 2 generates a signal that is FM-modulated by a modulation signal centered at, for example, several tens GHz, and the FM-modulated wave is transmitted from the transmission antenna 3. The reflected signal from the target object is received by the receiving antenna 4
And is input to the frequency converter 5. The frequency converter 5 FM-detects the received signal by using the FM modulated wave of the oscillator 2 as a local oscillation signal. At this time, the reflection signal from the target object is shifted in frequency (beat) from the transmission signal according to the distance between the radar and the target object and the Doppler shift due to the relative velocity between the radar and the target object. A) and generate a beat signal. The frequency component of this beat signal is represented by the frequency deviation between the distance frequency that depends on the distance and the speed frequency that depends on the relative speed, and the distance and the relative speed to the target object can be measured from this frequency deviation. .

【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。
Here, the measurement of the distance to the target object and the measurement of the relative speed when the relative speed is zero will be described. FIG. 7 is an explanatory view of the principle of measuring the distance by the FM-CW radar device.

【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。
In this figure, (A) shows the time change of the transmission / reception frequency, in which the solid line shows the transmission wave and the broken line shows the reception wave. Further, f 0 is the transmission center frequency, T is the period of the modulated wave, ΔΩ is the modulation width, and fr is the distance frequency depending on the distance. (B) is the beat frequency fb that has been frequency-converted by the frequency converter 5.
Shows the change over time, and (C) shows an example of the actual waveform of the beat signal.

【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、
When the frequency of the transmitted wave changes in a triangular wave shape with time, the received wave reflected and returned by the target object has a delay corresponding to the distance to the target object.
It will be delayed from the transmitted wave by the amount of delay.
Here, since the difference between the transmitted wave and the received wave becomes a beat signal, the beat frequency fb changes in a trapezoidal frequency. This beat frequency directly becomes a frequency component that correlates with the distance to the target object. Here, the distance frequency fr depending on the distance is

【0009】[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。
## EQU1 ## fr = (4ΔΩT / c) R (1) Here, R is the distance to the target object, and c is the speed of light. From this equation, distance frequency fr, modulation width ΔΩ,
Since the period T of the modulated wave and the speed of light c are known, the distance R to the target object can be obtained.

【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。
FIG. 8 is an explanatory view of the principle of measuring the relative speed by the FM-CW radar device. In this figure,
(A) shows a time change of the transmission / reception frequency, (B) shows a time change of the beat frequency fb, and (C) shows an example of an actual waveform of the beat signal.

【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、
The relative velocity with respect to the target object is converted into the beat frequency of the radar as a Doppler frequency component. The beat frequency shifts to the higher side when the target object approaches, and to the lower side when the target object moves away. The amount of shift was such that when the relative speed was zero as described above, the height of the trapezoid was constant when the beat frequency changed to a trapezoid, but when the relative speed changed, the transmission frequency was changed to a triangular shape. Due to the wavy change, when the frequency is raised,
When the frequency is lowered, the beat frequencies are represented by frequency change components fr-fd and fr + fd, respectively. Where fd is the velocity frequency that depends on velocity,

【0012】[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。
[Expression 2] fd = (2f 0 / c) v (2) Here, v is a relative velocity with respect to the target object.

【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。
The expression fr ± fd representing the beat frequency fb,
The distance component to the target object and the relative velocity v to the target object can be obtained by separating the distance component and the velocity component from the respective expressions of the distance frequency fr and the velocity frequency fd. As described above, the FM-CW radar system can simultaneously measure the distance R to the target object and the relative speed v.

【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。
When this system is used as an on-vehicle radar, the measuring distance is 100 m at the maximum and the relative speed is 100 m.
Since it is about km / h, in order to secure a sufficient distance measurement accuracy, the period of the modulated wave is about T = 1 × 10 −3 s, the modulation width is about ΔΩ = 100 MHz, and the relative speed is sufficient. To ensure measurement accuracy, the millimeter wave band must be used as the transmission frequency band. For example, the period of the modulated wave is T = 1.33 × 10 −3 s, the modulation width is ΔΩ = 75.
If the MHz and the transmission frequency f 0 are 60 GHz, the distance resolution is 1 m and the velocity resolution is 6.75 km / h.
Becomes

【0015】[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。
By the way, the conventional FM
In the CW radar device, the oscillator that generates the transmission wave is realized by a voltage-controlled oscillator. As shown in FIG. 9, the voltage-controlled oscillator ideally has an output frequency linearly varying with respect to an input voltage (triangular wave voltage of a modulation signal) as indicated by a broken line. However, as shown by the solid line in the figure, the input / output characteristics of an actual voltage-controlled oscillator show a non-linearity such that the modulation sensitivity is high on the low input voltage side and becomes low when the input voltage is high. Have Moreover, the variation width (modulation width ΔΩ) of the input triangular wave voltage is very large (100 M
Therefore, it is affected by nonlinearity on the low and high output frequency sides. Therefore, the change in the oscillated frequency does not form a clean triangle, but changes toward the end of the modulation width. This change causes an error in detecting the distance frequency fr depending on the distance and the velocity frequency fd depending on the relative velocity, and there is a problem that the measurement accuracy is deteriorated. Especially, speed resolution (6.75 km /
h) is usually the maximum relative speed (100 km / h) of 1
Since it has only a resolution of about 1/5, there is a problem that the accuracy is further deteriorated due to the occurrence of an error.

【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。
The present invention has been made in view of the above points, and is an FM-CW radar device that is inexpensive and does not significantly deteriorate the relative speed measurement accuracy even with an oscillator having a slightly bad millimeter-wave band voltage-oscillation frequency characteristic. The purpose is to provide.

【0017】[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。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention for achieving the above object. The FM-CW radar device of the present invention includes a modulation signal generating means 11 for generating a modulation signal of a triangular wave, a modulation amplitude varying means 12 for variably controlling the amplitude of the modulation signal, and an FM by a modulation signal whose amplitude is variably controlled.
A voltage controlled oscillator 13 for oscillating the modulated signal, and F
A directional coupling means 14 for branching a part of the M-modulated wave, and an FM
Transmitting antenna 15 for transmitting the modulated wave toward the target object
A receiving antenna 16 for receiving the signal reflected by the target object, a frequency converting means 17 for FM detecting the received signal using the signal branched by the directional coupling means 14 as a local oscillation signal source, and an FM detection. The signal processing means 18 for obtaining information on the distance to the target object and the relative velocity from the signal, and the display means 19 for displaying the obtained information. That is, the FM-CW radar device of the present invention is characterized in that the modulation amplitude varying means 12 is newly inserted between the modulation signal generating means 11 and the voltage controlled oscillation means 13.

【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。
The amplitude of the modulation signal can be variably controlled, and the amplitude of the modulation signal is changed depending on whether the measurement accuracy is prioritized in relative speed or normal. As a result, when the amplitude of the modulation signal is limited, the measurement can be performed using only the linear region of the input / output characteristic of the voltage controlled oscillator 13, and the relative speed with high measurement accuracy can be obtained. Further, if the amplitude of the modulation signal is not limited, it is possible to perform the conventional measurement using the non-linear region.

【0019】[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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the outline of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the FM-CW radar device of the present invention.

【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。
The FM-CW radar device of the present invention variably controls the modulation signal generating means 11 for generating a triangular wave signal for FM modulation, and the amplitude of the triangular wave signal generated by the modulation signal generating means 11. Modulation amplitude changing means 12
A voltage-controlled oscillator 13 for generating a millimeter-wave band FM-modulated signal output from a radar, and a directional coupler 14 for branching the signal from the voltage-controlled oscillator 13.
A transmitting antenna 15 that efficiently emits an FM-modulated signal output from the voltage controlled oscillator 13 into space, a receiving antenna 16 that efficiently receives a signal reflected from a target object, and a directional coupling. The signal of the voltage controlled oscillating means 13 branched by the means 14 and the signal received by the receiving antenna 16 are mixed to generate a signal component including relative velocity information and distance information between the target object and the FM-CW radar device. Frequency conversion means 17 for generating, and signal processing means 18 for extracting relative speed information and distance information from a signal component including relative speed information and distance information from the frequency conversion means 17 and outputting data necessary for display. Display means 1 for displaying the data output from the signal processing means 18.
9. Here, the signal of the voltage controlled oscillation means 13 branched by the directional coupling means 14 is used as a local oscillation signal source in the frequency conversion means 17.

【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。
The modulation amplitude varying means 12 inserted between the modulation signal generating means 11 and the voltage control oscillating means 13 does not perform amplitude control on the triangular wave signal generated by the modulation signal generating means 11. It has two operation modes: a radar mode and a high-precision measurement mode for controlling amplitude. Therefore, the modulation amplitude varying means 12 outputs the input triangular wave signal without the amplitude control in the normal radar mode, and outputs the amplitude of the triangular wave signal in the high precision measurement mode with respect to the input voltage of the voltage controlled oscillator 13. The output is limited to the linear region of frequency characteristics. Voltage controlled oscillator 13
Causes a frequency shift necessary for satisfying the required resolution of distance and relative velocity in the normal radar mode with respect to the signal from the modulation amplitude varying means 12, and in the high precision measurement mode, Generates a signal with a smaller frequency shift than in radar mode. This output signal is emitted into space via the transmitting antenna 15.

【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。
The emitted output signal hits the target object and is accompanied by a frequency difference due to the Doppler frequency shift corresponding to the relative velocity of the radar and the target object and the delay time corresponding to the distance to the target object. Receiving antenna 1
Received at 6. In the frequency conversion means 17, the received signal is mixed with a part of the output signal from the voltage controlled oscillation means 13, and the Doppler frequency shift corresponding to the relative velocity with the target object and the delay corresponding to the distance to the target object are mixed. A signal including a frequency component due to time is output. The signal processing unit 18 detects the distance information to the target object using the output signal from the frequency conversion unit 17 in the normal radar mode, and detects the distance information to the target object using the output signal in the high precision measurement mode. The relative speed information of is detected.
Thereby, even if the linearity of the input voltage-output frequency characteristic of the voltage controlled oscillator 13 is not good, the relative speed can be measured with high accuracy.

【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。
Next, a case where the embodiment of the present invention is applied to an inter-vehicle distance monitoring system will be described as an example. FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the FM-CW radar device of the present invention.

【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。
The FM-CW radar device shown in the figure has a modulation signal generator 21 as a transmission system and a variable gain amplifier (VGA: Variable Gain Amplifier) for variably controlling the modulation amplitude.
22 and a voltage-controlled oscillator (VCO)
Oscillator) 23, a directional coupler 24, and a transmitting antenna 25. As a receiving system, a receiving antenna 26
And a frequency converter 27, and as a signal processing system, a signal processing unit 28, a display unit 29, and a measurement mode switching unit 30.
It is comprised including. The signal processing unit 28 includes a low-pass filter 28a that receives the output signal of the frequency converter 27.
And an analog / digital converter (A / D) 28b,
It is composed of a digital signal processor (DSP) 28c dedicated to calculation of distance and speed, and a processor (CPU) 28d for passing distance data and speed data from the digital signal processor 28c to display unit 29 as display data. Has been done.

【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。
The modulation signal generator 21 is for generating a triangular wave signal for FM modulation. The gain of the variable gain amplifier 22 is switched in accordance with an instruction from the measurement mode switching unit 30 to set the normal radar mode or the high-precision measurement mode, and the amplitude of the triangular wave signal from the modulation signal generator 21 is set to two levels. Change. The voltage controlled oscillator 23 generates a millimeter wave band FM-modulated signal output from the radar. The directional coupler 24 extracts the signal from the voltage controlled oscillator 23 as a local oscillation wave of the local oscillation signal source in the frequency converter 27 in addition to the transmission antenna 25. The transmitting antenna 25 is attached to, for example, a bumper at the front or the rear of the vehicle and emits the signal output from the directional coupler 24 toward the front or the rear of the vehicle.
The receiving antenna 26 is also attached to, for example, a bumper in front of or behind the vehicle and receives signals reflected from the vehicle traveling in front of or behind the vehicle. The frequency converter 27 receives the signal from the directional coupler 24 and the receiving antenna 2
The signal received by 6 is mixed to generate a signal component including distance information and relative speed information between the own vehicle and a vehicle traveling in the front and rear.

【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。
In the signal processing section 28, the low pass filter 2
At 8a, the signal output from the frequency converter 27 is transmitted to remove high-frequency components unnecessary for calculation of distance and relative velocity, and the transmitted analog signal is converted to a digital signal by an analog / digital converter 28b. The digital signal processor 28c calculates the distance and the relative speed in the measurement mode according to the instruction of the measurement mode switching unit 30, and the processor 28d displays the distance data and the speed data from the digital signal processor 28c as display data. Output to 29. The display unit 29 is provided on, for example, a dashboard in a vehicle and is provided in the signal processing unit 2
The measurement data of the distance and the relative speed output from 8 are displayed.

【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。
The measurement mode switching unit 30 is provided, for example, on a dashboard in an automobile, and when it is desired to know a highly accurate relative speed between the vehicle and a vehicle traveling forward or backward, the measurement mode is a normal radar mode. To a high-precision measurement mode by a manual switch, or in synchronization with the triangular wave signal from the modulation signal generator 21, the measurement mode is set to a normal radar mode or a high-precision measurement mode every predetermined period or each period. It is possible to use a circuit for outputting an instruction signal for alternately switching to, but here, the latter circuit will be described as a circuit for automatically switching between measurement modes.

【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。
The operation of the FM-CW radar device having the above structure will be described with reference to the waveform chart of the main part shown in FIG. First, a triangular wave signal is generated by the modulation signal generator 21 for FM modulation as shown in FIG. 3A, and this triangular wave signal is input to the variable gain amplifier 22. Here, in the case where the measurement mode is switched to the normal radar mode for the period of two cycles and the high-accuracy measurement mode for the period of one cycle by the instruction from the measurement mode switching unit 30, these are switched alternately. Is controlled to a gain capable of ensuring a modulation width necessary to realize the range resolution required for the FM-CW radar device in a normal radar mode, for example, a gain of 1, and a gain smaller than 1 in a high precision measurement mode. Controlled by. Variable gain amplifier 22 at this time
The change in the gain is shown in FIG. Voltage controlled oscillator 23
The input voltage vs. output frequency characteristic of is not a straight line generally represented by a broken line as shown in FIG. 9, but has a characteristic represented by a solid line. It deviates greatly from the straight line at both ends of the frequency. Therefore, the gain of the variable gain amplifier 22 in the high precision measurement mode is controlled to a value such that the modulation width falls within the linear portion near the center of the input voltage-output frequency characteristic of the voltage controlled oscillator 23. The output signal of the variable gain amplifier 22 is as shown in FIG.
As shown in (C), the triangular wave signal has a large voltage change width in the normal radar mode, and the triangular wave signal has a small voltage change width in the high-precision measurement mode. When the signal from the variable gain amplifier 22 whose amplitude is controlled in this way is input to the voltage control input terminal of the voltage control oscillator 23, the voltage control oscillator 23 outputs a signal having a frequency corresponding to the input voltage of the triangular wave, that is, radar. An output millimeter-wave band FM-modulated signal is generated. This signal is
As shown in (D), in the normal radar mode section, due to the nonlinearity of the input voltage vs. output frequency characteristic of the voltage controlled oscillator 23, the waveform of the triangular wave is changed in the vicinity where the increasing and decreasing directions of the frequency change at both ends of the modulation width. , The frequency changes in a blunt manner. On the other hand, in the high-precision measurement mode section, since the modulation width is in the almost linear region of the input voltage-output frequency characteristic of the voltage controlled oscillator 23, the frequency changes in a triangular wave shape. ing. Then, such an output signal is transmitted to the transmitting antenna 2
5 is released into the space.

【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。
The emitted signal collides with a vehicle running ahead or behind, which is a target object, and when a part of the signal is reflected by the target object and returns, the signal is efficiently received by the receiving antenna 26. The received signal includes a signal component including distance information and relative velocity information between the target object and the FM-CW radar device, and is input to the frequency converter 27. In the frequency converter 27, the received signal is mixed with a part of the output of the voltage controlled oscillator 23, converted into a beat signal and sent to the signal processing unit 28. In the signal processing unit 28, the beat signal from the frequency converter 27 is transmitted by the low-pass filter 28a, and the analog / digital converter 2
8b converts the analog signal into a digital signal, the digital signal processor 28c calculates the distance and speed, and passes the obtained distance data and speed data to the processor 28d. The processor 28d displays these distance data and speed data. And output to the display unit 29.

【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。
Since the signal processing unit 28 performs signal processing based on the FM modulated signal generated by the voltage controlled oscillator 23, a processing error is generated when the demodulated wave is far from the triangular wave shape. . Therefore, in the normal radar mode, an error in the processed signal occurs. However, in the high-accuracy measurement mode, the FM modulated wave also has a triangular wave shape, and the signal demodulated by the frequency converter 27 also has a triangular wave shape. Therefore, relative speed detection with a small error becomes possible, and the conventional FM can be detected. -The relative velocity can be measured with higher measurement accuracy than that of the CW radar device. However, in the high-precision measurement mode that measures the relative speed with high accuracy, the frequency modulation width is narrowed, so the distance measurement accuracy when measuring the distance is reduced. When it is not needed, it returns to normal radar mode.

【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。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the modulation amplitude varying means. A modulation amplitude varying section 40, which is another embodiment of the modulation amplitude varying means, includes a relay 41 that receives a modulation signal at a movable contact, attenuators 42 and 43 connected to fixed contacts of this relay 41, and these attenuators 42. , 43
And a relay 44 which outputs a modulated signal whose amplitude is controlled by a movable contact.
Further, the modulation amplitude varying section 40 has a control terminal 45 for simultaneously switching the relay contacts of the relays 41 and 44 according to the measurement mode.

【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。
In the two attenuators 42 and 43, for example, the attenuator 42 changes the modulation width of the modulation signal from the modulation signal generator 21 into the modulation width in the normal radar mode, that is, FM.
-The CW radar is set to a value that attenuates to a modulation width required to realize the required distance and relative velocity resolution, and the attenuator 43 is set to a value that further attenuates to the modulation width in the high precision measurement mode. ing. Therefore, the control positions of the relays 41 and 44 shown in the figure show the connection positions in the normal radar mode, and when the control terminal 45 receives the measurement mode switching command, the movable contacts of the relays 41 and 44 are controlled. The high-precision measurement mode is switched to, and the modulated signal is attenuated by the attenuator 43.

【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。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the FM-CW radar device of the present invention. FM-shown
The CW radar device uses a modulated signal generator 51 as a transmission system.
A modulation amplitude varying section 52, a voltage controlled oscillator 53, a directional coupler 54, and a transmitting antenna 55, a receiving antenna 56 and a frequency converter 57 as a receiving system, and a signal processing system. , Signal processing unit 58 and display unit 59
It is comprised including. The signal processing unit 58 receives the output signal of the frequency converter 57, and is a low-pass filter 58a.
, Analog / digital converter 58b, and digital signal processor 58c for calculating distance and velocity
And a processor 58d that determines whether or not to switch the measurement mode based on the distance data and velocity data from the digital signal processor 58c and notifies the modulation amplitude varying unit 52 and the digital signal processor 58c of the result, and the measurement mode. Read-only memory (ROM) 58 holding condition data for
e. Although the read-only memory 58e is used as the storage means for holding the condition data here, it may be a random access memory.

【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。
Here, the signal processing unit 58 is in an environment in which there is a sufficient vehicle-to-vehicle distance to the target vehicle, and the relative speed with the vehicle does not change so much that there is a relatively low risk of collision. For example, the measurement mode is automatically switched depending on the situation, for example, when the inter-vehicle distance is sufficient but the negative relative speed is large, that is, in the case of an emergency when the vehicle is rapidly approaching. It is configured. In particular, when measuring in the normal radar mode, if the relative speed suddenly increases in the approaching direction, the measured value of the relative speed is not a reliable value, so it is really close. It is not possible to judge whether or not the error is caused by the accuracy error and is large in the calculation. In such a case, it is necessary to switch the measurement mode from the normal radar mode to the high precision measurement mode and obtain the high precision relative velocity.

【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。
The processor 58d analyzes the distance data and the speed data passed from the digital signal processor 58c, reads the data which is stored in the read-only memory 58e and serves as a reference for switching judgment, and compares the data with the analysis result. For example, the processor 58d checks whether the inter-vehicle distance is shorter than the reference distance set in the read-only memory 58e, and if the distance is shorter,
For example, activate an alarm device (not shown),
Control is performed to shift to brake operation. Further, if the negative relative speed is large even if the inter-vehicle distance is large, the processor 58d reads the value of the relative speed with respect to the inter-vehicle distance from the read-only memory 58e to satisfy the determination criterion, and the modulation amplitude variable The modulation width is controlled to be small for the unit 52, and a switching signal for notifying the digital signal processor 58c that the measurement mode is the high precision measurement mode is output. The distance and relative velocity data obtained as a result of the measurement in the high precision measurement mode are compared with the judgment reference data set in the read-only memory 58e in the processor 58d,
When it is determined that the predetermined determination criteria are satisfied, the distance and relative velocity data at that time are passed to the display unit 59 and displayed, and an unillustrated alarm device, for example,
An alarm signal is output to the brake control device or the like.

【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。
As described above, the signal processing unit 58 stores various kinds of data for determining the measurement mode switching, compares the data of the distance and the relative speed measured in the normal radar mode with the stored data, and determines a predetermined value. When the criterion of (1) is satisfied, the measurement mode is switched to the high-accuracy measurement mode to obtain a highly accurate relative speed. The relative speed with high measurement accuracy obtained here is displayed on the display unit 59.

【0037】[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。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the modulation amplitude varying means is newly inserted between the modulation signal generating means and the voltage controlled oscillating means. As a result, the modulation width of the voltage controlled oscillator is
Normally, the modulation width required to realize the distance and the relative velocity resolution required by the FM-CW radar and the modulation width narrower than this modulation width are modulated in a region where the input voltage vs. output frequency characteristic of the voltage controlled oscillator has good linearity. Since it is possible to switch to a modulation width capable of performing, it is possible to reduce the measurement error of the relative speed measurement due to the non-linearity of the input voltage-output frequency characteristic of the voltage controlled oscillator, especially when the modulation width is narrowed. Therefore, the accuracy of speed display of the radar device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of an FM-CW radar device of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of an FM-CW radar device of the present invention.

【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。
FIG. 3 is a main part waveform diagram for explaining the operation of the FM-CW radar device.

【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。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the modulation amplitude varying means.

【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。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of an FM-CW radar device of the present invention.

【図6】従来のFM−CWレーダ装置の原理構成を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a principle configuration of a conventional FM-CW radar device.

【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。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the principle of measuring the distance by the FM-CW radar device.

【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。
FIG. 8 is an explanatory view of the principle of measuring a relative speed by an FM-CW radar device.

【図9】電圧制御型発振器の入出力特性を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing input / output characteristics of a voltage controlled oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 11 Modulation Signal Generating Means 12 Modulation Amplitude Changing Means 13 Voltage Control Oscillating Means 14 Directional Coupling Means 15 Transmitting Antennas 16 Receiving Antennas 17 Frequency Converting Means 18 Signal Processing Means 19 Displaying Means

───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Teruhisa Ninomiya 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (72) Inventor, Osamu Isaji 1-22 Gosho-dori, Hyogo-ku, Hyogo Prefecture Within Fujitsu Ten Limited

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A signal obtained by frequency-modulating a high-frequency signal by a voltage-controlled oscillation means by a modulation signal from a modulation signal generation means is transmitted, a reflection signal from a target object is received, and a part of the transmitted signal is branched. In the FM-CW radar device, the received signal is frequency-converted as a local oscillation signal source of the receiver, and the signal processing means measures the distance to the target object and the relative speed. 2. An FM-CW radar device comprising: a modulation amplitude varying means for limiting the input voltage versus output frequency characteristic in a linear region.
【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。
2. The FM-C according to claim 1, wherein the amplitude control of the modulation amplitude varying means is performed in a predetermined cycle.
W radar device.
【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。
3. The signal processing means stores the data serving as a judgment reference for switching the presence or absence of amplitude control of the modulation amplitude varying means, and the measured distance and relative velocity data as the judgment reference. 2. The FM according to claim 1, further comprising a mode switching judging means for judging whether or not the amplitude control should be carried out by comparing the data with the following data.
-CW radar device.
【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。
4. The FM-CW according to claim 1, wherein the modulation amplitude varying means comprises a variable gain amplifier.
Radar equipment.
【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。
5. The modulation amplitude varying means includes two attenuators having different attenuation values and a relay for switching the attenuator through which the modulation signal passes depending on the presence / absence of amplitude limitation. The FM-CW radar device according to 1.
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