JPH11271428A - Fm-cw radar apparatus - Google Patents
Fm-cw radar apparatusInfo
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- JPH11271428A JPH11271428A JP10074121A JP7412198A JPH11271428A JP H11271428 A JPH11271428 A JP H11271428A JP 10074121 A JP10074121 A JP 10074121A JP 7412198 A JP7412198 A JP 7412198A JP H11271428 A JPH11271428 A JP H11271428A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、FM−CWレーダ
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FM-CW radar device.
【0002】[0002]
【従来の技術】FM−CWレーダ装置は、特開昭58−
72078号公報に開示されているように、周波数変調
が施された連続波信号を送信信号として送信し、送信信
号が目標物で反射して戻ってきた受信信号と送信信号と
をミキシングしてビート信号を生成し、そのビート信号
の周波数から目標物の位置および相対速度を検出するも
のである。2. Description of the Related Art An FM-CW radar device is disclosed in
As disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 72078, a continuous wave signal subjected to frequency modulation is transmitted as a transmission signal, and the transmission signal is reflected by a target object and mixed with the transmission signal to return to a beat. A signal is generated, and the position and relative speed of the target are detected from the frequency of the beat signal.
【0003】FM−CWレーダ装置における送信信号発
生器には、バイアス電圧に応じて出力周波数が制御され
る電圧制御型発振器(VCO)が一般に用いられる。V
COにおける制御電圧と発振周波数との関係はあらかじ
めわかっているので、所望の周波数変調を制御電圧の調
整により達成できる。As a transmission signal generator in an FM-CW radar device, a voltage controlled oscillator (VCO) whose output frequency is controlled in accordance with a bias voltage is generally used. V
Since the relationship between the control voltage and the oscillation frequency in CO is known in advance, desired frequency modulation can be achieved by adjusting the control voltage.
【0004】ところで、制御電圧と発振周波数の関係
は、温度の影響を受ける場合が多い。FM−CWレーダ
装置では、一般に三角波変調を行うことが多く、直線的
に変調させている区間におけるビート信号を検出するの
であるが、温度の影響で変調の直線性が崩れてしまう
と、目標物の正確な検出が不可能となってしまう。Incidentally, the relationship between the control voltage and the oscillation frequency is often affected by the temperature. In the FM-CW radar device, generally, triangular wave modulation is often performed, and a beat signal is detected in a section where the modulation is performed linearly. It becomes impossible to accurately detect.
【0005】そこで、特開昭62−177468号公報
に開示された技術では、発振周波数対制御電圧の関係を
温度の影響も考慮して予め記憶しておくことにより、温
度が変化しても適切な周波数変調を達成するようにして
いる。Therefore, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-177468, the relationship between the oscillation frequency and the control voltage is stored in advance in consideration of the influence of temperature, so that even if the temperature changes, the appropriate Frequency modulation.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、制御電圧と発
振周波数の関係、すなわち、電圧−周波数特性は、温度
の影響だけでなく、使用年数等の影響もうける。また、
温度に起因する特性の変化の程度は、VCO毎に必ずし
も同じではない。したがって、従来技術のように、温度
の影響のみを考慮して制御電圧と発振周波数の関係を予
め記憶させるだけでは、所望の周波数変調を行うことが
できない。However, the relationship between the control voltage and the oscillation frequency, that is, the voltage-frequency characteristic is affected not only by the temperature but also by the number of years of use. Also,
The degree of change in characteristics due to temperature is not always the same for each VCO. Therefore, desired frequency modulation cannot be performed only by storing in advance the relationship between the control voltage and the oscillation frequency in consideration of only the influence of temperature as in the related art.
【0007】また、この従来技術と同様の技術的思想に
基づいて、電圧−周波数特性を、経年変化や個別の温度
変化に対応させて予め記憶させておくことも考えられる
が、現実的ではない。Further, it is conceivable to store the voltage-frequency characteristics in advance in accordance with aging and individual temperature changes based on the same technical idea as in the prior art, but this is not practical. .
【0008】本発明は、経年変化がある場合や、VCO
毎に温度変化量が異なる場合でも、所望の周波数変調を
維持することができるFM−CWレーダ装置を提供する
ことを目的とする。[0008] The present invention is applied to the case where there is aging,
It is an object of the present invention to provide an FM-CW radar device that can maintain a desired frequency modulation even when the amount of temperature change differs for each.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のFM−CWレー
ダ装置は、周波数変調が施された連続波信号を送信信号
として送信し、送信信号が目標物で反射して戻ってきた
受信信号と送信信号とのビート信号周波数から目標物を
検出するFM−CWレーダ装置であって、送信信号を出
力する手段であって印加電圧に応じて出力信号周波数が
変化する電圧制御型発振器と、電圧制御型発振器から線
形の周波数変調が繰り返し施された送信信号が出力され
るように制御電圧を電圧制御型発振器に与える電圧制御
手段と、線形の周波数変調区間を複数の小区間に時間分
割して各小区間ごとのビート信号周波数スペクトラムを
検出するスペクトラム検出手段と、スペクトラム検出手
段で検出された小区間毎のビート信号周波数スペクトラ
ムを比較し、比較結果に応じて制御電圧を補正する補正
手段とを備えたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION An FM-CW radar apparatus according to the present invention transmits a frequency-modulated continuous wave signal as a transmission signal, and the transmission signal is reflected by a target object and returns. What is claimed is: 1. An FM-CW radar device for detecting a target from a beat signal frequency with a transmission signal, comprising: a voltage control type oscillator for outputting a transmission signal, wherein the output signal frequency changes in accordance with an applied voltage; Control means for applying a control voltage to the voltage-controlled oscillator so that a transmission signal subjected to linear frequency modulation is repeatedly output from the type oscillator, and time-division of the linear frequency modulation section into a plurality of small sections. Compare the beat signal frequency spectrum for each small section detected by the spectrum detection means that detects the beat signal frequency spectrum for each small section with the spectrum detection means. Characterized by comprising a correction means for correcting the control voltage in accordance with the result.
【0010】線形変調領域における変調の線形性が保持
されていれば、線形変調領域内の各小区間毎に検出され
たビート信号の周波数スペクトラムが一致している。逆
に、線形性が崩れていると、小区間毎のビート信号周波
数スペクトラムが不一致となる。したがって、小区間毎
のビート信号周波数スペクトラムを比較することにより
送信信号における変調の線形性の保持状態が検出でき、
線形性が崩れていると判断した場合には、電圧制御型発
振器に与えられる制御電圧を補正するので、送信信号に
おける変調の線形性が常に維持される。If the linearity of the modulation in the linear modulation area is maintained, the frequency spectrum of the beat signal detected in each small section in the linear modulation area matches. Conversely, if the linearity is broken, the beat signal frequency spectrum of each small section does not match. Therefore, by comparing the beat signal frequency spectrum for each small section, the state of maintaining the linearity of the modulation in the transmission signal can be detected,
If it is determined that the linearity is broken, the control voltage applied to the voltage-controlled oscillator is corrected, so that the linearity of the modulation in the transmission signal is always maintained.
【0011】ビート信号の周波数スペクトラムを比較す
る際には、スペクトラムのQ値を比較することが望まし
い。変調の直線性が高い小区間では、スペクトラムが鋭
くなりQ値が大きくなるので、スペクトラムのQ値が小
さい小区間について制御電圧を補正すれば、線形変調領
域全体の線形性が高くなる。When comparing the frequency spectrum of the beat signal, it is desirable to compare the Q value of the spectrum. In a small section in which the linearity of the modulation is high, the spectrum becomes sharp and the Q value becomes large. Therefore, if the control voltage is corrected in a small section in which the Q value of the spectrum is small, the linearity of the entire linear modulation region becomes high.
【0012】制御電圧の補正方向、すなわち、電圧を上
げる補正を行うか、下げる補正を行うかは、選択された
2つの各小区間のビート信号周波数の大小に基づいて決
定することが望ましい。It is desirable to determine the direction of correction of the control voltage, that is, whether to perform the correction for increasing or decreasing the voltage, based on the magnitude of the beat signal frequency in each of the two selected small sections.
【0013】さらに、周波数スペクトラムのQ値が小さ
い一方の小区間のビート信号周波数が、他方の小区間の
ビート信号周波数よりも小さい場合には、一方の小区間
の送信信号周波数を上げる方向に制御電圧を補正し、一
方の小区間のビート信号周波数が他方の小区間のビート
信号周波数よりも大きい場合には、一方の小区間の送信
信号周波数を下げる方向に制御電圧を補正することが望
ましい。Further, when the beat signal frequency in one small section where the Q value of the frequency spectrum is small is smaller than the beat signal frequency in the other small section, control is performed to increase the transmission signal frequency in one small section. When the voltage is corrected and the beat signal frequency in one small section is higher than the beat signal frequency in the other small section, it is desirable to correct the control voltage in a direction to lower the transmission signal frequency in one small section.
【0014】このように補正すると、線形変調領域の線
形性が精度よく保たれる。With this correction, the linearity of the linear modulation region is maintained with high accuracy.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態を示す
ブロック図である。FM−CWレーダ装置1のフロント
エンド部10は送信部と受信部とで構成されており、送
信部は電圧制御型発振器11と、バッファアンプ12
と、送信アンテナ13を備える。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The front-end unit 10 of the FM-CW radar device 1 includes a transmitting unit and a receiving unit, and the transmitting unit includes a voltage-controlled oscillator 11 and a buffer amplifier 12.
And a transmission antenna 13.
【0016】電圧制御型発振器11は、後述するD/A
変換器20から与えられる制御電圧により、周波数f0
(たとえば76GHz)の搬送波に対して周波数変調幅
ΔFの三角波変調を掛けた信号、すなわち周波数f0±
ΔF/2の被変調波(送信信号)を出力する。被変調波
はバッファアンプ12で増幅され、送信アンテナ13か
ら電磁波として放射される。送信信号の一部は受信検波
用のローカル信号として受信部のミキサ16に与えられ
る。The voltage controlled oscillator 11 has a D / A (to be described later).
With the control voltage provided from the converter 20, the frequency f0
(For example, 76 GHz), a signal obtained by subjecting a carrier to triangular wave modulation with a frequency modulation width ΔF, ie, a frequency f0 ±
A modulated wave (transmission signal) of ΔF / 2 is output. The modulated wave is amplified by the buffer amplifier 12 and radiated from the transmission antenna 13 as an electromagnetic wave. Part of the transmission signal is provided to the mixer 16 of the reception unit as a local signal for reception detection.
【0017】電圧制御型発振器11は、出力される発振
周波数が制御電圧に比例するようになっている。The voltage-controlled oscillator 11 has an output oscillation frequency proportional to the control voltage.
【0018】図2は、一般的な電圧制御型発振器の制御
電圧に対する発振周波数を示すものである。横軸に制御
電圧、縦軸に発振周波数をとっており、実線30が電圧
制御型発振器の電圧−周波数特性曲線である。この図か
らわかるように、制御電圧V0〜V1の間では、制御電
圧に対して発振周波数がF0〜F1の間でリニアに変化
するので、通常はこの領域を用いて発振周波数制御がな
される。FIG. 2 shows an oscillation frequency with respect to a control voltage of a general voltage-controlled oscillator. The horizontal axis represents the control voltage, and the vertical axis represents the oscillation frequency. The solid line 30 is a voltage-frequency characteristic curve of the voltage controlled oscillator. As can be seen from this figure, since the oscillation frequency changes linearly between F0 and F1 with respect to the control voltage between the control voltages V0 and V1, the oscillation frequency control is normally performed using this region.
【0019】ところが、この電圧−周波数特性は、温度
や使用年数によって、たとえば、一点鎖線31や32に
示すように変化することがある。このように、電圧−周
波数特性が初期状態から変化してしまうと、正常な変調
を行うことができなくなる。しかし、本実施形態では、
後述する補正装置により制御電圧の補正を行うので所望
の周波数変調を維持できる。However, the voltage-frequency characteristics may change depending on the temperature and the number of years of use, for example, as indicated by alternate long and short dash lines 31 and 32. Thus, if the voltage-frequency characteristics change from the initial state, normal modulation cannot be performed. However, in this embodiment,
Since the control voltage is corrected by a correction device described later, desired frequency modulation can be maintained.
【0020】電圧制御型発振器11には、三角波発生装
置24で生成されたデジタル三角波信号をD/A変換器
20でアナログ電圧信号変換したものが与えられる。三
角波発生装置24は、予め設定された周波数および振幅
の三角波をデジタル形式で出力するものであるが、補正
装置23からの指令に基づいて出力波形を適宜補正する
ことが可能である。The voltage-controlled oscillator 11 is supplied with a digital triangular wave signal generated by the triangular wave generator 24 and converted by the D / A converter 20 into an analog voltage signal. The triangular wave generator 24 outputs a triangular wave of a preset frequency and amplitude in digital form, but can appropriately correct the output waveform based on a command from the corrector 23.
【0021】フロントエンド部10の受信部は、受信ア
ンテナ14と、RFアンプ15と、ミキサ16と、アン
プ17と、フィルタ18を備えている。目標物で反射さ
れた送信信号は受信信号として受信アンテナ14で受信
される。受信信号はRFアンプ15で増幅された後、ミ
キサ16で送信信号とミキシングされ、両信号のビート
信号が取り出される。ビート信号はアンプ17およびフ
ィルタ18を経てフロントエンド部10から出力され、
A/D変換器21でデジタル信号に変換されFFT処理
装置22に入力される。The receiving section of the front end section 10 includes a receiving antenna 14, an RF amplifier 15, a mixer 16, an amplifier 17, and a filter 18. The transmission signal reflected by the target is received by the reception antenna 14 as a reception signal. After the received signal is amplified by the RF amplifier 15, it is mixed with the transmitted signal by the mixer 16, and the beat signal of both signals is extracted. The beat signal is output from the front end unit 10 via the amplifier 17 and the filter 18,
The signal is converted into a digital signal by the A / D converter 21 and input to the FFT processing device 22.
【0022】FFT処理装置22は、三角波のアップ区
間およびダウン区間においてそれぞれFFT処理を行
い、それぞれの区間におけるビート信号の周波数スペク
トラムを生成する。ここで得られたビート信号の周波数
は、外部処理装置25に入力され、目標物の検出に利用
される。The FFT processing device 22 performs FFT processing in each of the up section and the down section of the triangular wave, and generates a frequency spectrum of a beat signal in each section. The frequency of the beat signal obtained here is input to the external processing device 25 and used for detecting a target.
【0023】すなわち、外部処理装置25ではつぎの演
算が行われる。三角波変調FM−CW方式において、相
対速度が零のときのビート周波数をfr、相対速度に基
づくドップラ周波数をfd、周波数が増加する区間(ア
ップ区間)のビート周波数をfb1、周波数が減少する
区間(ダウン区間)のビート周波数をfb2とすると、 fb1=fr−fd …(1) fb2=fr+fd …(2) が成り立つ。That is, the following processing is performed in the external processing device 25. In the triangular wave modulation FM-CW system, the beat frequency when the relative speed is zero is fr, the Doppler frequency based on the relative speed is fd, the beat frequency in a section where the frequency increases (up section) is fb1, and the section in which the frequency decreases ( Assuming that the beat frequency in the down section is fb2, fb1 = fr-fd (1) fb2 = fr + fd (2) holds.
【0024】したがって、変調サイクルのアップ区間と
ダウン区間のビート周波数fb1およびfb2を別々に
測定すれば、次式(3)(4)からfrおよびfdを求
めることができる。Therefore, if the beat frequencies fb1 and fb2 in the up and down sections of the modulation cycle are measured separately, fr and fd can be obtained from the following equations (3) and (4).
【0025】 fr=(fb1+fb2)/2 …(3) fd=(fb2−fb1)/2 …(4) frおよびfdが求まれば、目標物の距離Rと速度Vを
次の(5)(6)式により求めることができる。Fr = (fb1 + fb2) / 2 (3) fd = (fb2-fb1) / 2 (4) If fr and fd are obtained, the distance R and the velocity V of the target are calculated by the following (5) ( It can be obtained by equation (6).
【0026】 R=(C/(4・ΔF・fm))・fr …(5) V=(C/(2・f0))・fd …(6) ここに、Cは光の速度、fmはFM変調周波数である。R = (C / (4 · ΔF · fm)) · fr (5) V = (C / (2 · f0)) · fd (6) where C is the speed of light, and fm is FM modulation frequency.
【0027】図3(a)、(b)および(c)は、それ
ぞれ、電圧制御型発振器11の電圧−周波数特性が所望
の制御電圧区間においてリニアである場合の送受信周波
数、ビート信号周波数およびビート信号スペクトラムを
示す波形である。なお、ここでは簡単のために目標物の
相対速度が零の場合を示しており、fb1=fb2=f
rである。FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c) show the transmission / reception frequency, beat signal frequency and beat when the voltage-frequency characteristic of the voltage controlled oscillator 11 is linear in a desired control voltage section, respectively. 5 is a waveform showing a signal spectrum. Here, for the sake of simplicity, the case where the relative speed of the target is zero is shown, and fb1 = fb2 = f
r.
【0028】また、図4(a)、(b)および(c)
は、それぞれ、電圧制御型発振器11の電圧−周波数特
性が所望の制御電圧区間におけるリニアリティが温度等
の影響で維持されなくなった場合の送受信周波数、ビー
ト信号周波数およびビート信号スペクトラムを示す波形
である。この図も、目標物の相対速度が零の場合を示し
ており、図4(a)を図3(a)に示す適正な波形と対
比すると明らかなように周波数の高い領域において制御
電圧に対する発振周波数が落ち込み気味になっている。
そのために、本来は図3(b)に示すように均一な値を
とるべきビート信号周波数が図4(b)に示すように不
均一となる。これにより、FFT周波数スペクトラムが
図4(c)に示すように図3(c)と比較して鋭さがな
くなり、しかも、頂点の位置がずれるため正確なビート
信号周波数を検出できなくなる。FIGS. 4 (a), (b) and (c)
Are waveforms showing the transmission / reception frequency, the beat signal frequency, and the beat signal spectrum when the voltage-frequency characteristics of the voltage controlled oscillator 11 cannot maintain the linearity in the desired control voltage section due to the influence of temperature or the like. This figure also shows a case where the relative speed of the target is zero. As is apparent from comparison of FIG. 4A with the proper waveform shown in FIG. The frequency has been declining.
For this reason, the beat signal frequency which should originally take a uniform value as shown in FIG. 3B becomes non-uniform as shown in FIG. 4B. As a result, the FFT frequency spectrum becomes less sharp as shown in FIG. 4C than in FIG. 3C, and the position of the apex is shifted, so that an accurate beat signal frequency cannot be detected.
【0029】そこで、このような状態を補正装置23に
おいて検出すると共に制御電圧を補正し、変調波形のア
ップ区間およびダウン区間の線形性を維持させる。Therefore, such a state is detected by the correction device 23 and the control voltage is corrected, so that the linearity of the up and down sections of the modulated waveform is maintained.
【0030】補正装置23による制御電圧の補正を行う
ために、FFT処理装置22では目標物検出のためのの
FFT処理とは異なるFFT処理を行う。すなわち、F
FT処理装置22は、目標物の検出のために、上述した
ように三角波変調サイクルのアップ区間とダウン区間に
おいてそれぞれFFT処理を行っているが、併せて、電
圧制御型発振器11に対する制御電圧を補正するため
に、アップ区間またはダウン区間をさらに2つの小区間
に時間分割し、それぞれの小区間AおよびBにおいても
FFT処理を行う。In order to correct the control voltage by the correction device 23, the FFT processing device 22 performs an FFT process different from the FFT process for detecting a target. That is, F
The FT processing device 22 performs the FFT processing in each of the up section and the down section of the triangular wave modulation cycle for detecting the target as described above, but also corrects the control voltage for the voltage controlled oscillator 11. In order to do so, the up section or the down section is further time-divided into two small sections, and the FFT processing is also performed on each of the small sections A and B.
【0031】図5(a)、(b)および(c)は、それ
ぞれ、図4のときと同様に電圧制御型発振器11の電圧
−周波数特性が所望の制御電圧区間におけるリニアリテ
ィが温度等の影響で維持されなくなった場合の送受信周
波数、ビート信号周波数およびビート信号スペクトラム
を示す波形であるが、アップ区間を2つの小区間Aおよ
びBに区分してそれぞれに対してFFT処理を行い、周
波数スペクトラムを生成している。FIGS. 5 (a), 5 (b) and 5 (c) show the voltage-frequency characteristics of the voltage-controlled oscillator 11 as shown in FIG. Is a waveform showing a transmission / reception frequency, a beat signal frequency, and a beat signal spectrum when the frequency spectrum is no longer maintained. The up section is divided into two small sections A and B, and the FFT processing is performed on each of the divided sections. Has been generated.
【0032】小区間AおよびBにおけるFFT処理の結
果である周波数スペクトラムAおよびBは補正装置23
入力され、補正装置23では周波数スペクトラムAおよ
びBに対して所定の処理を施し、その処理結果に基づい
て三角波発生装置24に対して補正指令を出す。The frequency spectrums A and B, which are the result of the FFT processing in the small sections A and B, are
The correction device 23 performs predetermined processing on the frequency spectra A and B, and issues a correction command to the triangular wave generator 24 based on the processing result.
【0033】図6は補正装置23の動作を示すフローチ
ャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the correction device 23.
【0034】ステップ61では、FFT処理装置22に
おいて求められた小区間AおよびBにおけるFFT処理
の結果である周波数スペクトラムAおよびBを取り込
む。ステップ62では、ターゲット(目標物)が存在す
るか否かをステップ61で取り込んだ周波数スペクトラ
ムAまたはBを用いて判断する。すなわち、周波数スペ
クトラムAまたはBのピーク値が所定値以下であれば、
目標物が存在しないと判断し、以下の制御電圧補正処理
を実行することなくステップ61に戻る。In step 61, the frequency spectrums A and B, which are the results of the FFT processing in the small sections A and B obtained by the FFT processing device 22, are fetched. In step 62, it is determined whether or not a target (target) exists using the frequency spectrum A or B captured in step 61. That is, if the peak value of the frequency spectrum A or B is equal to or less than a predetermined value,
It is determined that the target does not exist, and the process returns to step 61 without executing the following control voltage correction processing.
【0035】ステップ62で目標物が存在すると判断さ
れた場合にはステップ63に進み、周波数スペクトラム
AとBの重なり具合を判定する。上述したように、送信
信号のアップ区間またはダウン区間における変調の線形
性が維持されていれば、こららの区間内のいずれの小区
間でFFT処理を施しても、その周波数スペクトラムは
ほぼ一致する。したがって、周波数スペクトラムAおよ
びBがほぼ一致していれば制御電圧を補正する必要がな
く、ステップ64以下の補正処理を行わずにステップ6
1に戻る。周波数スペクトラムAおよびBが図5(c)
に示すようにずれていた場合には、このステップ64で
一致していないと判断されステップ64に進む。If it is determined in step 62 that the target is present, the flow advances to step 63 to determine how the frequency spectra A and B overlap. As described above, as long as the linearity of the modulation in the up section or the down section of the transmission signal is maintained, the frequency spectrums of the small sections in these sections are almost the same even if the FFT processing is performed. . Therefore, if the frequency spectra A and B are substantially the same, there is no need to correct the control voltage, and the correction processing in step 64 and subsequent steps is performed without performing the correction processing in step 64 and subsequent steps.
Return to 1. The frequency spectrums A and B are shown in FIG.
In the case where there is a deviation as shown in FIG.
【0036】ステップ64では、周波数スペクトラムA
およびBのそれぞれについてスペクトラム波形の鋭さを
示すQ値を求め、両者を比較する。既に述べたようにQ
値は変調の線形性が維持された領域では大きな値とな
り、逆に、線形性が崩れている領域では小さな値とな
る。In step 64, the frequency spectrum A
For each of B and B, the Q value indicating the sharpness of the spectrum waveform is obtained, and the two are compared. As already mentioned Q
The value is large in a region where the linearity of the modulation is maintained, and is small in a region where the linearity is broken.
【0037】図5に示す例では、同図(a)に示すよう
に、小区間Aの方が小区間Bよりも線形性が良好に維持
されているので、同図(c)に示すように、小区間Aで
の周波数スペクトラムの方が小区間Bでの周波数スペク
トラムよりも鋭い波形となっている。したがって、周波
数スペクトラムAのQ値(A)の方が周波数スペクトラ
ムBのQ値(B)よりも大きくなる。この場合はステッ
プ66を経てステップ67または68に進み、小区間B
の制御電圧を補正する。逆に、Q値(B)がQ値(A)
より大きい場合は、小区間Aを補正すべく、ステップ6
5を経てステップ69または70に進む。In the example shown in FIG. 5, as shown in FIG. 5A, the linearity of the small section A is better maintained than that of the small section B. Therefore, as shown in FIG. In addition, the frequency spectrum in the small section A has a sharper waveform than the frequency spectrum in the small section B. Therefore, the Q value (A) of the frequency spectrum A is larger than the Q value (B) of the frequency spectrum B. In this case, the process proceeds to step 67 or 68 via step 66, and
Is corrected. Conversely, the Q value (B) is the Q value (A)
If it is larger, step 6 is performed to correct the small section A.
After step 5, go to step 69 or 70.
【0038】ステップ65および66では、周波数スペ
クトラムAおよびBのピーク値の周波数(A)と(B)
とをそれぞれ比較する。ステップ66において、図5
(c)のように周波数(A)が周波数(B)より大きい
場合には、小区間Bの送信信号周波数が同図(a)に示
すように理想周波数よりも低くなっているので、これを
引き上げるべくステップ67に移行し、三角波発生装置
24に対しその出力波形が小区間Bにおいて漸増するよ
うにプラス補正の指令を出力する。In steps 65 and 66, the frequencies (A) and (B) of the peak values of the frequency spectra A and B are
And are compared respectively. In step 66, FIG.
When the frequency (A) is higher than the frequency (B) as in (c), the transmission signal frequency in the small section B is lower than the ideal frequency as shown in FIG. The process proceeds to step 67 to raise the value, and outputs a plus correction command to the triangular wave generator 24 so that the output waveform gradually increases in the small section B.
【0039】逆に、周波数(A)が周波数(B)より小
さい場合には、ステップ68に移行して、三角波発生装
置24の出力波形が小区間Bにおいて漸減するようにマ
イナス補正の指令を出力する。On the other hand, if the frequency (A) is smaller than the frequency (B), the process goes to step 68 to output a minus correction command so that the output waveform of the triangular wave generator 24 gradually decreases in the small section B. I do.
【0040】この補正により、小区間Bにおける変調の
線形性が回復する。補正量をどの程度にするかは適宜選
択すればよく、小さな値に設定した場合には、複数回の
補正を繰り返すことにより最終的に所望の補正を達成で
きる。By this correction, the linearity of the modulation in the small section B is restored. The amount of the correction may be appropriately selected. When the correction value is set to a small value, the desired correction can be finally achieved by repeating the correction a plurality of times.
【0041】ステップ65において、周波数(A)が周
波数(B)より大きい場合には、小区間Aの送信信号周
波数が理想周波数よりも高くなっているので、これを引
き下げるべくステップ69に移行し、三角波発生装置2
4に対しその出力波形が小区間Aにおいて漸減するよう
にマイナス補正の指令を出力する。周波数(A)が周波
数(B)より小さい場合には、ステップ70に移行して
三角波発生装置24の出力波形が小区間Aにおいて漸増
するようにプラス補正の指令を出力する。これにより、
小区間Aにおける変調の線形性が回復する。In step 65, if the frequency (A) is higher than the frequency (B), the transmission signal frequency in the small section A is higher than the ideal frequency. Triangular wave generator 2
4, a minus correction command is output so that the output waveform gradually decreases in the small section A. If the frequency (A) is lower than the frequency (B), the process proceeds to step 70 and outputs a plus correction command so that the output waveform of the triangular wave generator 24 gradually increases in the small section A. This allows
The linearity of the modulation in the small section A is restored.
【0042】なお、本実施形態は三角波変調の場合であ
るが、本発明は、線形変調が繰り返される他の変調方
法、たとえば、のこぎり歯変調に対しても適用できる。Although the present embodiment is a case of triangular wave modulation, the present invention can be applied to another modulation method in which linear modulation is repeated, for example, sawtooth modulation.
【0043】また、線形区間をAとBの2つ小区間に区
分した場合を示したが、3つ以上の小区間に区分し、各
小区間における周波数スペクトラムを本実施形態と同様
の思想に基づいて処理することにより制御電圧補正を行
ってもよい。The case where the linear section is divided into two small sections of A and B has been described. However, the linear section is divided into three or more small sections, and the frequency spectrum in each small section is based on the same idea as in the present embodiment. The control voltage correction may be performed by performing processing based on the control voltage.
【0044】FFT処理装置22では、制御電圧補正の
ためのFFT処理とレーダ装置本来のFFT処理とを別
々に行っているが、たとえば、制御電圧補正のためのF
FT処理結果に対して所定の演算処理を施し、その結果
をレーダ装置本来のFFTデータに利用してもよい。In the FFT processing unit 22, the FFT processing for control voltage correction and the FFT processing inherent in the radar apparatus are separately performed.
Predetermined arithmetic processing may be performed on the FT processing result, and the result may be used as the original FFT data of the radar device.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のFM−C
Wレーダ装置によれば、小区間毎のビート信号周波数ス
ペクトラムを比較することにより送信信号における変調
の線形性の保持状態を検出し、線形性が崩れていると判
断した場合には、電圧制御型発振器に与えられる制御電
圧を補正するので、送信信号における変調の線形性が常
に維持される。しかもこの補正は、変調の線形性が崩れ
た理由がいかなるものであっても達成される。すなわ
ち、温度に起因して線形性が崩れた場合であっても、経
年変化による線形性の崩れがあっても自動補正される。
そのため、目標物を見失ったり、誤認したりすることが
なくなり、FM−CWレーダ装置の検出制度を良好に維
持することができる。As described above, the FM-C of the present invention
According to the W radar device, the state of maintaining the linearity of the modulation in the transmission signal is detected by comparing the beat signal frequency spectrum of each small section, and when it is determined that the linearity is broken, the voltage control type is used. Since the control voltage applied to the oscillator is corrected, the linearity of the modulation in the transmission signal is always maintained. Moreover, this correction can be achieved regardless of the reason why the linearity of the modulation is lost. That is, even if the linearity is lost due to the temperature, or if the linearity is lost due to aging, automatic correction is performed.
Therefore, the target is not lost or misidentified, and the detection accuracy of the FM-CW radar device can be maintained satisfactorily.
【図1】本発明の一実施形態であるFM−CWレーダ装
置の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an FM-CW radar device according to an embodiment of the present invention.
【図2】電圧制御型発振器の電圧−周波数特性を示す
図。FIG. 2 is a diagram showing voltage-frequency characteristics of a voltage controlled oscillator.
【図3】本実施形態のFM−CWレーダ装置の動作を示
す波形図。FIG. 3 is a waveform chart showing the operation of the FM-CW radar device of the embodiment.
【図4】本実施形態のFM−CWレーダ装置の動作を示
す波形図。FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of the FM-CW radar device of the embodiment.
【図5】本実施形態のFM−CWレーダ装置の動作を示
す波形図。FIG. 5 is a waveform chart showing the operation of the FM-CW radar device of the embodiment.
【図6】補正装置の動作を示すフローチャート。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the correction device.
1…FM−CWレーダ装置、10…フロントエンド部、
11…電圧制御型発振器、22…FFT処理装置、23
…補正装置、24…三角波発生装置、25…外部処理装
置。1 ... FM-CW radar device, 10 ... Front end part,
11 voltage-controlled oscillator, 22 FFT processor, 23
... Correction device, 24 ... Triangular wave generator, 25 ... External processing device.
Claims (5)
信号として送信し、前記送信信号が目標物で反射して戻
ってきた受信信号と前記送信信号とのビート信号周波数
から前記目標物を検出するFM−CWレーダ装置におい
て、 前記送信信号を出力する手段であって印加電圧に応じて
出力信号周波数が変化する電圧制御型発振器と、 前記電圧制御型発振器から線形の周波数変調が繰り返し
施された送信信号が出力されるように制御電圧を前記電
圧制御型発振器に与える電圧制御手段と、 前記線形の周波数変調区間を複数の小区間に時間分割し
て各小区間ごとのビート信号周波数スペクトラムを検出
するスペクトラム検出手段と、 前記スペクトラム検出手段で検出された前記小区間毎の
ビート信号周波数スペクトラムを比較し、比較結果に応
じて前記制御電圧を補正する補正手段とを備えたことを
特徴とするFM−CWレーダ装置。1. A frequency-modulated continuous wave signal is transmitted as a transmission signal, and the target is determined based on a beat signal frequency of the reception signal and the transmission signal, the transmission signal being reflected by the target and returning. In the FM-CW radar device for detecting, a voltage-controlled oscillator for outputting the transmission signal, wherein an output signal frequency changes according to an applied voltage; and linear frequency modulation is repeatedly performed from the voltage-controlled oscillator. Voltage control means for applying a control voltage to the voltage-controlled oscillator so that the transmitted signal is output, and dividing the linear frequency modulation section into a plurality of small sections by time to obtain a beat signal frequency spectrum for each small section. Comparing the detected spectrum detecting means with the beat signal frequency spectrum for each of the small sections detected by the spectrum detecting means, and responding to the comparison result. FM-CW radar apparatus is characterized in that a correcting means for correcting the control voltage Te.
ート信号の周波数スペクトラムのQ値の大小に基づいて
前記制御電圧を補正するものであることを特徴とする請
求項1に記載のFM−CWレーダ装置。2. The FM-controller according to claim 1, wherein said correction means corrects the control voltage based on a magnitude of a Q value of a frequency spectrum of a beat signal in each of the small sections. CW radar device.
の任意の2つを選択し、そのうちの前記周波数スペクト
ラムのQ値が小さい小区間の制御電圧を補正するもので
あることを特徴とする請求項2に記載のFM−CWレー
ダ装置。3. The method according to claim 1, wherein the correction means selects any two of the plurality of small sections, and corrects the control voltage of a small section having a small Q value of the frequency spectrum. The FM-CW radar device according to claim 2, wherein
た2つの各小区間のビート信号周波数の大小に基づいて
決定することを特徴とする請求項3に記載のFM−CW
レーダ装置。4. The FM-CW according to claim 3, wherein the correction direction of the control voltage is determined based on the magnitude of the beat signal frequency of each of the two selected small sections.
Radar equipment.
区間のうちの前記周波数スペクトラムのQ値が小さい一
方の小区間のビート信号周波数が、他方の小区間のビー
ト信号周波数よりも小さい場合には、前記一方の小区間
の送信信号周波数を上げる方向に前記制御電圧を補正
し、前記一方の小区間のビート信号周波数が前記他方の
小区間のビート信号周波数よりも大きい場合には、前記
一方の小区間の送信信号周波数を下げる方向に前記制御
電圧を補正するものであることを特徴とする請求項4に
記載のFM−CWレーダ装置。5. The correction means according to claim 1, wherein the beat signal frequency of one of the two small sections having a smaller Q value of the frequency spectrum is lower than the beat signal frequency of the other small section. In this case, the control voltage is corrected in a direction to increase the transmission signal frequency of the one small section, and when the beat signal frequency of the one small section is larger than the beat signal frequency of the other small section, 5. The FM-CW radar device according to claim 4, wherein the control voltage is corrected so as to decrease a transmission signal frequency in the one small section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10074121A JPH11271428A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Fm-cw radar apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10074121A JPH11271428A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Fm-cw radar apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11271428A true JPH11271428A (en) | 1999-10-08 |
Family
ID=13538066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10074121A Pending JPH11271428A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Fm-cw radar apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11271428A (en) |
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- 1998-03-23 JP JP10074121A patent/JPH11271428A/en active Pending
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