FM-CW雷达处理装置制造方法及图纸

在ＦＭ－ＣＷ雷达处理装置中，配对经高速傅立叶变换处理在ＦＭ－ＣＷ波中的三角波的上升区间和下降区间的差拍信号得到的峰值，从在该配对中得到的上升区间的峰值频率和下降区间的峰值频率，计算与目标物体的距离和相对速度，在ＦＭ－ＣＷ波的调制信号的切换前和切换后，比较分别得到的上述距离或者相对速度。在调制信号的切换前和切换后的各个距离或者相对速度不同时，把该配对作为错误配对。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在采用FM-CW(频率调制连续波)方式的雷达处理装置中的信号处理，特别涉及频率分析接收信号和发送信号的差拍(ビ—ト)信号，针对在对目标物体得到的三角波形的FM-CW波中的上升区间以及下降区间的峰值信号的配对处理。在FM-CW雷达处理装置中，作为调制用信号多采用三角波，用三角波等进行FM调制，把FM调制波作为发送波发送，接收从目标物体反射的接收波，把FM调制波作为局部(ロ-カル)FM检波接收信号。来自目标物体的接收波，对应雷达天线和目标间的距离，另外，还对应因相对速度产生的多普乐频移(ドツプラ—シフト)产生和发送波的偏移(差拍)。因而，可以根据该频率偏差检测与目标物体的距离和相对速度。如上所述，收发信号差拍频率在CPU中通过高速傅立叶变换等进行信号处理，对其峰值频率进行配对处理，求距离以及相对速度。这样，在以往的FM-CW雷达处理装置中的配对处理中，在三角波中的上升区间和下降区间中，仅仅采用峰值频率的频率差接近，或者，在上升区间和下降区间，仅仅采用峰值频率的强度接近，另外，因扫描方式等存在角度信息的情况下，采用其角度接近的方式进行。但是，如果进行同样反射的目标物体存在多个等的条件重复时，仅对在上升区间和下降区间中出现的峰值频率进行配对处理，有时会进行出错的组合。但是，原本，应该峰值A1和峰值D1配对，并且，峰值B1和峰值C1配对，但却进行错误的配对。可是，却无法检测出该配对是错误配对。如果在该错误配对的状态下计算距离以及相对速度，则不能算出原本的结果，特别是相对速度的错误，对车辆的速度控制等影响很大，存在问题。作为解决此问题的方法，可以采用比较距离的微分值和相对速度，在是相同值时，判断为进行了正确的配对，而在是不同的值时，判断为错误配对的方法。但是，用这种方法，当是相对速度小的目标物体的情况下，在判断处理中需要时间，仍然会对车辆的速度控制等产生大的影响。本专利技术，为了实现该目的，提出了如以下的FM-CW雷达处理装置中的配对处理的提案。首先，在采用本专利技术的FM-CW雷达处理装置中，在发送FM-CW波，接收来自目标物体的反射波的FM-CW雷达处理装置中，包含调制信号控制装置，可以切换上述FM-CW波的调制信号；配对处理装置，对与上述FM-CW波的上升区间和下降区间有关的差拍信号，配对经高速傅立叶变换处理得到的峰值信号；计算装置，根据在上述配对得到的上述上升区间的峰值信号，和上述下降区间的峰值信号，计算出和上述目标物体的距离或者相对速度；比较装置，比较在上述调制信号的切换前和切换后用上述计算装置分别得到的上述距离或者相对速度。上述比较装置，在检测出上述调制信号的切换前和切换后相关的各个上述距离或者相对速度不同时，判定为上述配对是错误配对。此外，上述调制信号控制装置，是切换与上述调制信号有关的调制频率或者调制波周期的装置，上述计算装置，在上述调制信号的切换后，计算与上述目标物体的距离。进而，上述调制信号控制装置，是切换与上述调制信号有关的中心频率的装置，上述计算装置，在上述调制信号的上述切换后，计算与上述目标物体的相对速度。图1是展示以往的FM-CW雷达处理装置的构成的图示。图2A以及2B是用于说明以往的FM-CW雷达处理装置的原理的图示。图3A以及3B，是说明在以往的FM-CW雷达处理装置中的上升区间的峰值频率和下降区间的峰值频率的配对处理的图示。图4A以及图4B，是说明在本专利技术的FM-CW雷达处理装置中的上升区间的峰值频率和下降区间的峰值频率的配对处理的图示。图5A至图5D，是说明在本专利技术的FM-CW雷达处理装置中使用的三角波形的频率调制波的具体的波形例子的图示。图6是展示本专利技术的FM-CW雷达处理装置的构成的图示。图7是展示本专利技术的FM-CW雷达处理装置中的配对处理的控制以及动作的流程图。具体实施例方式为了明确本专利技术具有的效果，首先，说明在未适用本专利技术的一般的FM-CW雷达处理装置中的配对处理。在此，图1展示以往的FM-CW雷达装置的构成。如该图所示，从调制信号发生器3向电压控制振荡器4施加调制用信号进行FM调制，把FM调制波从雷达天线1发送到外部。而后，分出送信号的一部分，加在混合器(MIX)那样的频率变换器5上。另一方面，在前面车辆等的目标物体上反射的反射信号，经由雷达天线1接收，在频率变换器5中和电压控制振荡器4的输出信号混合生成差拍信号。该差拍信号，经过基带滤波器6在A/D转换器7中被A/D转换后，在CPU8中通过高速傅立叶变换等进行信号处理，求与目标物体的距离以及相对速度。进而，在雷达天线1中，还可以采用1天线方式，或者2天线方式的天线，而在图1中，展示扫描方式的例子，因此，在雷达天线1中具备扫描机构2。但是，在图中，控制该扫描机构2的控制部分省略了图示。有关该FM-CW雷达装置的发送波和接收波的关系，展示在图2A以及图2B中。在FM-CW雷达装置中，作为调制用信号多使用三角波，在以后的叙述中说明作为调制波信号使用三角波的情况，但除了三角波以外，还可以使用锯齿波和梯形波等三角波以外的调制波。例如，用三角波等FM调制，把FM调制波作为发送波发送，接收从目标物体反射的接收波，把FM调制波作为局部，FM检波接收信号。来自目标物体的接收波，对应雷达天线1和目标物体之间的距离，另外，对应由相对速度产生的多普乐频移，产生与发送波的偏差(差拍)。由此，可以根据该频率的偏移测量与目标物体的距离和相对速度。在图2A中，展示与目标物体的相对速度是0的情况下的以往的FM-CW雷达装置的发送波和接收波的关系。用实线表示发送波，用虚线表示接收波。发送波的发送中心频率用f0表示，调制频率用Δf表示，重复周期用Tm表示。如果把三角波频率设置为fm，则fm＝1/Tm。该发送波，在目标物体上被反射由雷达天线1接收，变为在图2A中用虚线表示的接收波。与目标物体之间的电波的往复时间T，如果把与目标物体之间的距离设为R，把电波的传播速度设为C，则T＝2r/C。该接收波，对应雷达和目标物体之间的距离，产生与发送信号的频率的偏差(差拍)。该差拍频率成分fb可以用下式表示。fb＝(4·Δf/C·Tm)r(1)另一方面，当与目标物体的相对速度是v的情况下，图2B中展示了把FM-CW雷达处理装置中的发送波和接收波的关系。用实线表示的发送波，在目标物体上被反射后用天线1接收，成为用虚线表示的接收波。该接收波，对应雷达装置和目标物体之间的距离，产生与发送波信号的频率偏移(差拍)。这种情况下，因为在与目标物体之间具有相对速度v，所以出现多普乐频移，差拍频率成分fb可以用下式表示。fb＝fr±fd＝(4·Δf/C·Tm)r±(2·f0/C)v (2)在上述式子(1)以及(2)中，各符号表示的意义如下。fb发送接收信号差拍频率fr距离频率fd速度频率f0发送波的中心频率Δf调制频率Tm调制波的周期C光速(电波的速度)T至目标物体的电波的往复时间r至目标物体的距离 v与目标物体的相对速度如上所述，发送接收差拍频率，在CPU8中经高速傅立叶变换等的信号处理后，对其峰值频率进行配对处理，求距离以及相对速度。在这样的FM-CW雷达处理装置中的配对处理中，采用以下条件进行，在三角波中的上升区间和下降区间，仅仅是峰值频率的频率差接近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＦＭ－ＣＷ雷达处理装置，是发送ＦＭ－ＣＷ波，接收来自目标物体的反射波的ＦＭ－ＣＷ雷达处理装置，包括： 调制信号控制装置，能够切换上述ＦＭ－ＣＷ波的调制信号； 配对处理装置，对与上述ＦＭ－ＣＷ波的上升区间和下降区间有关的差拍信号，配对通过高速傅立叶变换处理得到的峰值信号； 计算装置，从在上述配对中得到的上述上升区间的峰值信号与上述下降区间的峰值信号，计算与上述目标物体的距离或者相对速度；以及 比较装置，对上述调制信号的切换前和切换后，比较用上述计算装置分别得到的上述距离或者相对速度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岸田正幸，
申请(专利权)人：富士通天株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]