レーダ装置
【課題】 ＩＱバランスの悪化により、偽スペクトルが発生し、距離，相対速度演算時間が増大するのを防止する。
【解決手段】 送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、ＦＦＴ処理する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものである。
【解決手段】 送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、ＦＦＴ処理する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の車両に搭載され例えば車間距離警報発生システムを構成するために用いられるレーダ装置に関し、特に偽像の発生や距離，相対速度の演算時間の増大の防止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、送受共用アンテナを用いることで小型化し自動車への搭載性を向上させたＦＭＣＷレーダ装置が知られている。図５は従来の車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図５において、１は発振器、２はパワーデバイダ、３は送信アンプ、４はサーキュレータである。５は送受共用アンテナで、電磁放射器５１と反射鏡５２とで構成されている。６は目標物体、７は受信アンプ、８はＩＱ検波ミクサ、９はフィルタ、１０はＡＧＣアンプ、１１はＡＤ変換器、１２は信号処理装置、１３はアンテナスキャン用モータ、１４はハンドル角センサである。
【０００３】次に、このように構成された従来装置の動作を説明する。信号処理装置１２は線形なＦＭ変調用の電圧信号を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号により発振器１がＦＭ変調された電磁波を発生する。その電磁波はパワーデバイダー２により２つに分けられ、一方はＩＱ検波ミクサ８に入力される。もう一方は送信アンプ３で増幅された後、サーキュレータ４を経由し、送受共用アンテナ５から空間に出力される。送受共用アンテナ５から空間に出力された電磁波は目標物体６で反射され、送信電磁波に対して遅延時間Ｔｄをもって送受共用アンテナ５に入力される。さらに、目標物体６が相対速度を持つ場合受信電磁波は送信電磁波に対してドップラシフトｆｄをもって送受共用アンテナ５に入力される。送受共用アンテナ５で受信した電磁波は受信アンプ７で増幅された後、ＩＱ検波ミクサ８により発振器１の出力電磁波とミキシングされ、遅延時間Ｔｄとドップラシフトｆｄとに対応したビート信号を出力する。得られたビート信号はフィルタ９を通過し、ＡＧＣアンプ１０により増幅されてＡ／Ｄ変換器１１に入力される。そのビート信号から信号処理装置１２は目標物体６までの距離と相対速度とを算出する。
【０００４】次に、距離と相対速度とを算出する方法を説明する。図６は従来の車載用レーダ装置によって距離と相対速度とを算出する方法の一例を示した説明図である。図６において、送信電磁波は周波数掃引帯域幅Ｂ，変調周期ＴｍでＦｍ変調されている。受信電磁波は送信電磁波が距離Ｒに存在する目標物体６で反射され送受共用アンテナ５に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持っている。また、目標物体６が相対速度Ｖを持つとき受信電磁波は送信電磁波に対しｆｄだけドップラシフトする。このとき周波数上昇時における送信信号と受信信号との周波数差Ｆｂｕと、周波数降下時における送信信号と受信信号との周波数差Ｆｂｄがビート信号としてＩＱ検波ミクサ８により出力される。そのビート信号をＡ／Ｄ変換器１１を介して信号処理装置１２にデータとして取り込み、ＦＦＴ処理することにより、図７に示すように、Ｆｂｕ，Ｆｂｄとその振幅レベルのピーク値Ｍを求める。なお、Ｍは受信強度に相当する値で、以下受信強度と記す。
【０００５】Ｆｂｕ，Ｆｂｄ，受信強度Ｍの求め方の概要は以下のとおりである。ＦＦＴ処理を行うと、横軸時間，縦軸各時間での振幅の信号が、横軸周波数，縦軸各周波数成分の振幅に変換できる。周波数Ｆｂｕ，受信強度Ｍを求める場合、一般に振幅のレベルがピークになる点を探し出し、そのピークの振幅レベル値，周波数値を受信強度Ｍ，周波数Ｆｂｕとする。周波数Ｆｂｄについても同様である。なお、Ｆｂｕ，Ｆｂｄの受信強度は一般的には同じでありＭとなる。
【０００６】上記Ｆｂｕ，Ｆｂｄ，Ｔｍ，Ｂと、光速Ｃ（＝３．０×１０8 ｍ／ｓ），搬送波の波長λ（搬送波の基本周波数がｆｏ＝７７ＧＨｚならば、λ＝４．０×１０-3ｍ）とにより目標物体６の距離Ｒ及び相対速度Ｖは，式（１）及び（２）により求められる。
Ｒ＝（ＴｍＣ／４Ｂ）×（Ｆｂｕ＋Ｆｂｄ） ・・・（１）
Ｖ＝（λ／４）×（Ｆｂｕ−Ｆｂｄ） ・・・（２）
また、目標物体が複数存在する場合、周波数上昇時における送信信号と受信信号との複数の周波数差Ｆｂｕと、周波数降下時における送信信号と受信信号との複数の周波数差Ｆｂｄから同一物体のＦｂｕとＦｂｄとを選び、式（１），式（２）から距離Ｒ及び相対速度Ｖを求める。
【０００７】次に、ＩＱ検波ミクサ８の動作の詳細を説明する。図５において、発振器１からの電磁波はパワーデバイダ２により分配され、さらにＩＱ検波ミクサ８の入力部でパワーデバイダＰ／Ｄにより２等分され、ミクサ８１及び８２にＬＯ（ローカル）信号として入力される。また、受信した電磁波は受信アンプ７で増幅された後パワーデバイダＰ／Ｄにより２等分され、一方はそのままミクサ８１に入力される。もう一方は９０度線路（１／４波長）を経由後ミクサ８２に入力される。ここで２つのミクサ８１，８２から出力されるビート信号はＩｎ−ｐｈａｓｅ成分Ｉとそれに対し９０度の位相差を持つＱｕａｄｒａｔｕｒｅ成分Ｑを出力する。それら出力されたＩＱ成分をＡ／Ｄ変換器１１にてサンプリングし、Ｉ，Ｑそれぞれを実数部，虚数部として複素ＦＦＴ処理を行う。
【０００８】このように処理すると、９０度の位相差の正負によりスペクトルの周波数成分の正負が判定でき、図７に示すように、ＦＦＴ処理後のスペクトルは１つしか出現しない。つまり、通常のミクサであるとＦＦＴ結果は周波数軸において正負反転したスペクトルが一対出現するので正負の判定ができないが、ＩＱ検波ミクサ８を使用すると図７に示すように、ＦＦＴ後のスペクトルは１つしか出現しないので、周波数の正負が分かる。これにより、通常のミクサを使用するよりも、複数のターゲットを検出した場合のＦｂｕ，Ｆｂｄの組み合わせを間違えてしまうことによって出力される偽像を減らすことができるのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＱ検波ミクサ８を用いた場合、Ａ／Ｄ変換器１１に入力されるＩチャネル信号とＱチャネル信号とにＩＱの位相誤差及び振幅値にアンバランスが生じると、図８に示すようにスペクトルの周波数の正負反転した周波数に偽スペクトルが出現する。また、偽スペクトルはＩＱの位相誤差及び振幅値のアンバランスが大きくなる程振幅レベルが大きくなる。アンバランスになる原因としてＩＱ検波ミクサ８の９０度線路の正確さやＩＱ検波ミクサ８のパワーデバイダＰ／Ｄのバランス、ＩＱ検波ミクサ８の２つのミクサ８１，８２の変換損のばらつき、ＩＱ検波ミクサ８の温度特性，多重反射などが考えられるが、根本的にそれらによるＩＱの位相誤差及び振幅値のアンバランスは、小さくすることはできても無くすことは価格の点や自動車の運用条件下では不可能であった。これにより偽スペクトルが出現し偽像の発生やスペクトル増大による演算時間の増大が生じるという問題があった。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、ＩＱ位相検波する受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを設けることにより、ＩＱ検波ミクサのＩチャネル信号とＱチャネル信号との位相誤差及び振幅レベルのアンバランスが生じても、偽像の発生や演算時間の増大を抑えることができる高性能で安価なレーダ装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ装置は、送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものである。
【００１２】また、送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがある場合、その振幅レベルのピーク値の差が所定の範囲内にあるならば、受信系が飽和していると判断し、受信系飽和検出信号を出力する受信系飽和検出手段とを備えたものである。
【００１３】さらに、受信系飽和検出信号が出力されたならば、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものである。また、受信系飽和検出信号が出力された場合、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、受信系飽和検出信号の出力がない場合、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものである。さらに、信号変換手段は、ＩＱ位相検波されたＩチャンネル信号とＱチャンネル信号のそれぞれを実数部，虚数部として高速フーリエ変換を行うものである。さらにまた、周波数の絶対値が同じであることを判定するために、所定のマージンを含んだ判定幅が設定されているものである。また、所定のマージンを含んだ判定幅を、プラスマイナス１ビン程度にしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は実施の形態１における距離，相対速度を演算する処理の流れを示すフローチャートである。なお、装置の構成を示す図は図５R>５と同じである。以下、実施の形態１を説明するが、前述したように、ＩＱ検波ミクサ８を用いた場合、Ａ／Ｄ変換器１１に入力されるＩチャネル信号とＱチャネル信号とにＩＱの位相誤差及び振幅値にアンバランスが生じると、図８に示すようにスペクトルの周波数の正負反転した周波数に偽スペクトルが出現する。しかし、真のスペクトルである周波数Ｆｂｕ及びＦｂｄのスペクトルに対し偽のスペクトルである周波数−Ｆｂｕ及び−Ｆｂｄは振幅レベルが小さい。実施の形態１は、この点に着目し、ＦＦＴ処理後のスペクトルから周波数において正負反転しているスペクトルの対を見つけ出し、振幅レベルの小さい方を真のスペクトルではないとし、距離，相対速度演算に使用しないようにする点が特徴である。
【００１５】以下、図１のフローチャートに基づいて具体的に説明する。先ず、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号を複素ＦＦＴ処理する（ステップ（以下、Ｓと記す）１）。次に、複素ＦＦＴ処理した各フェーズについてノイズフロアーの４倍程度のスレショルドを設定する（Ｓ２）。なお、ノイズフロアーはノイズ部分の振幅レベルの平均値で、図７の場合は横軸がノイズフロアーのレベルに相当する。また、各フェーズ別々にスレショルドを設定したが、ノイズレベルはどのフェーズでも同じになるはずなので、まとめてノイズレベルの平均値を求めてノイズフロアーとしてもよい。さらに、ここでは４倍程度のスレショルドとしたが、レーダの仕様に応じてこの値は変化するものである。また、ＣＦＡＲ（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｆａｌｓｅ ａｌａｒｍ ｒａｔｅ）処理を施してスレショルドを決定してもよい。
【００１６】次に、スレショルドより大きい振幅レベルのスペクトルの周波数とピーク値を抽出することでノイズ成分を除去する（Ｓ３）。次に、抽出した周波数とピーク値に対し、周波数で正負反転しているスペクトルの対を探す（Ｓ４）。ここで周波数で正負反転している判定の際、所定のマージンを含んだ判定幅を設定してもよい。次に、Ｓ４で対が見つかったものに対しピーク値の小さいほうのスペクトルは消去し、Ｓ３により抽出したスペクトルの数を削減する（Ｓ５）。次に、Ｓ５で残ったスペクトルの周波数から、前述の式（１），（２）により距離，相対速度を演算する（Ｓ６）。次に、終了を判定する（Ｓ７）。なお、Ｓ７は電源オフ，測距離停止指令，フェール等で終了し、終了でなけばＳ１へ戻る。
【００１７】上記実施の形態１では、周波数において正負反転しているスペクトルの対を見つけ出し、振幅レベルの小さい方を真のスペクトルではないとしたが、発振器１のリニアリティや温度変化、複素ＦＦＴ演算により周波数が１ビン程度ずれている場合があるので、正負反転しているスペクトルの対を見つけ出す際、プラスマイナス１ビン程度のマージンを持った判定範囲を設定するのが望ましい。なお、ビンとは、ＦＦＴのポイント数及び計測時間から決まる周波数最小刻みのことである。また、スレショルドを設定してからスペクトルを抽出したが、複素ＦＦＴ結果からピークを求めて正負判定を行い、小さいレベルのスペクトルのデータを消去してからスレショルドを設定しスレショルド以上のレベルのスペクトルを抽出してもよい。
【００１８】以上説明したように、実施の形態１によれば、距離，相対速度演算前に偽スペクトルを除去できるので、偽像の発生、距離，相対速度演算時間の増大を防ぐことができる。
【００１９】上記実施の形態１では、Ｓ１において、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号を複素ＦＦＴ処理しているが、測距，測速度方法によって異なるものである。例えば周波数上昇時，周波数変化無し（無変調），周波数下降時の３フェーズの場合もあり、周波数上昇時と周波数一定時の組み合わせの場合もある。このステップでは、距離，速度を演算するのに必要なフェーズをＦＦＴ処理するが、ＦＦＴ処理の結果から、周波数において正負反転しているスペクトルの対を見つけ出し、振幅レベルの小さい方を真のスペクトルではないとする点は同じである。
【００２０】実施の形態２．図２は実施の形態２における距離，相対速度を演算する処理の流れを示すフローチャートである。なお、装置の構成を示す図は図５と同じである。実施の形態１と同様、ＩＱ検波ミクサ８を用いた場合、Ａ／Ｄ変換器１１に入力されるＩチャネル信号とＱチャネル信号とにＩＱの位相誤差及び振幅値にアンバランスが生じると、図８に示すようにスペクトルの周波数の正負反転した周波数に偽スペクトルが出現する。さらに、ＩＱの片方のチャンネルの信号が受信系でで飽和すると、１チャンネル検波と同様、振幅レベルが同等で周波数が正負逆転したスペクトルが出現する。そこで、周波数が正負逆転しているものの振幅レベルが同等か否かを判定することにより、ＩＱの片方のチャンネルの信号が受信系でで飽和していることを検出することができる。この場合は振幅レベルが同じであるから、どちらが真のスペクトルか判定しにくいので、過去の履歴からどちらが真のスペクトルかを求める。なお、上記の振幅レベルが同等で周波数が正負逆転したスペクトルが出現する現象は、主にＡ／Ｄ変換器の入力部で現れるが、図５の７から１１までの何処で飽和しても同じ現象が現れる。
【００２１】以下、図２のフローチャートに基づいて具体的に説明する。先ず、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号をＡ／Ｄ変換器１１で所定数（一般に２のｎ乗）サンプリングする（Ｓ１）。次に、ビート信号の最大値を取得し、次回ＡＧＣ量を決定し、ＡＧＣ１０をセットする（Ｓ２〜５）。ここで、ＡＧＣ１０のゲイン量（Ｇａｉｎ）をフィードバック制御し再設定するためのイメージ図を図３に示す。図３において、信号はＡＧＣ１０にて増幅された信号が８ビットＡ／Ｄ変換器１１に時系列にサンプリングされた結果を示している。信号処理装置１２は常に増幅された信号の最大振幅が所定の範囲内に収まるようにＡＧＣ１０のゲイン量を設定する。ここでは例として、Ａ／Ｄ変換器１１の最大入力値が０．５Ｖとし、そのときのデジタル値を１２７、最小入力値は−０．５Ｖとし、そのときのデジタル値を−１２７としている。また、所定の範囲を最大入力値より４ｄｂ下がった地点（デジタル値５０）からマージンを見込んで最大入力値より１ｄｂ下がった地点（デジタル値１００）の間とし、この範囲内に収まるようにフィードバック制御する。
【００２２】次に、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号を複素ＦＦＴ処理する（Ｓ６）。次に、複素ＦＦＴ処理した各フェーズについてノイズフロアーの４倍程度のスレショルドを設定する（Ｓ７）。なお、ノイズフロアーはノイズ部分の振幅レベルの平均値で、図７R>７の場合は横軸がノイズフロアーのレベルに相当する。また、各フェーズ別々にスレショルドを設定したが、ノイズレベルはどのフェーズでも同じになるはずなので、まとめてノイズレベルの平均値を求めてノイズフロアーとしてもよい。さらに、ここでは４倍程度のスレショルドとしたが、レーダの仕様に応じてこの値は変化するものである。また、ＣＦＡＲ処理を施してスレショルドを決定してもよい。次に、スレショルドより大きい振幅レベルのスペクトルの周波数とピーク値を抽出することでノイズ成分を除去する（Ｓ８）。次に、抽出した周波数とピーク値に対し、周波数で正負反転しているスペクトルの対を探す（Ｓ９）。ここで周波数で正負反転している判定の際、所定のマージンを含んだ判定幅を設定してもよい。なお、Ｓ６〜９の処理は実施の形態１のＳ１〜４の処理と同じである。
【００２３】次に、Ｓ９で対が見つかったものに対しピーク値の大きさが同等であるか否か判定し（Ｓ１０）、同等であればどちらのスペクトルが真であるか前回の判定結果から判断し選択する。即ち、前回、周波数反転しているスペクトルのうち周波数が負のものの振幅レベルのピーク値が小さいと判定され削除された場合、今回も同じ周波数であれば周波数が負のものを削除する。Ｓ１からＳ１４までの処理を例えば１００ｍｓ毎に行う場合、１００ｍｓ前の選択結果に基づいて選択する（Ｓ１１）。Ｓ１０の判定結果が、同等でなければ実施の形態１と同様大きいピーク値の方のスペクトルを選択する（Ｓ１２）。次に、Ｓ１１又はＳ１２で抽出したスペクトルの周波数から、前述の式（１），（２）により距離，相対速度を演算する（Ｓ１３）。次に、終了を判定する（Ｓ１４）。なお、Ｓ１４は電源オフ，測距離停止指令，フェール等で終了し、終了でなけばＳ１へ戻る。
【００２４】なお、Ｓ６において、ＩＱのうち片方のチャンネルが飽和した場合、１チャンネル検波と同様、振幅レベルが同じで周波数が正負反転したスペクトルが出現する。ここでＡＧＣを設定しているにも係わらず飽和する可能性がある理由は、今回のデータが前回の計測結果に基づきＡＧＣ値を設定しているからである。また、Ｓ９で、周波数において正負反転しているスペクトルの対を見つけ出す際、発振器１のリニアリティや温度変化、複素ＦＦＴ演算により周波数が１ビン程度ずれている場合があるので、プラスマイナス１ビン程度のマージンを持った判定範囲を設定するのが望ましい。また、スレショルドを設定してからスペクトルを抽出したが、複素ＦＦＴ結果からピークを求めて正負判定を行い、小さいレベルのスペクトルのデータを消去してからスレショルドを設定しスレショルド以上のレベルのスペクトルを抽出してもよい。
【００２５】さらに、Ｓ１０で、ピーク値の大きさが同等であるかを判定したが、所定のレベル差が確保されていないことを判定してもよい。即ち、正常な状態では真のスペクトルに対し正負反転したスペクトルは振幅レベルが十分小さいはずである。そこで、例えば真のスペクトルに対し正負反転したスペクトルの振幅レベルが半分以上であれば、片方のチャンネルが飽和していると判断してもよい。これをまとめると以下のようになる。即ち、周波数の絶対値が同じで正負の両方に存在するスペクトルがある場合、その振幅レベルのピーク値の差が所定の範囲内にあるならば、片方のチャンネルが飽和していると判断する。また、Ｓ１１は前回の選択結果を利用しているが、過去数回の観測結果から選択してもよい。即ち、確実性を増すために、過去数回で周波数の何方の方が選択されていることが多いかを判定して、選択してもよい。
【００２６】以上説明したように、実施の形態２によれば、距離，相対速度演算前に偽スペクトルを除去できるので、偽像の発生、距離，相対速度演算時間の増大を防ぐことができる。また、実施の形態２では、Ｓ６において、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号を複素ＦＦＴ処理しているが、実施の形態１と同様測距，測速度方法によってフェーズ数は異なるものである。しかし、ＦＦＴ処理の結果から、周波数が正負逆転しているものの振幅レベルが同等か否かを判定することにより、ＩＱの片方のチャンネルの信号が受信系で飽和していることを検出する点、飽和している場合は、過去の履歴からどちらが真のスペクトルかを求める点は同じである。
【００２７】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものであるから、ＩＱバランスの悪化による偽スペクトルを距離，相対速度の演算前に除去できる。従って、偽像の発生、距離，相対速度演算時間の増大を防ぐことができる。
【００２８】また、送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがある場合、その振幅レベルのピーク値の差が所定の範囲内にあるならば、受信系が飽和していると判断し、受信系飽和検出信号を出力する受信系飽和検出手段とを備えたものであるから、ＩＱバランスの悪化及び受信系の飽和を検出できる。従って、演算を間違えて偽像を発生させることがない。
【００２９】さらに、受信系飽和検出信号が出力されたならば、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものであり、また、受信系飽和検出信号が出力された場合、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、受信系飽和検出信号の出力がない場合、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものであるから、ＩＱバランスの悪化及び受信系の飽和による偽スペクトルを距離，相対速度の演算前に除去できる。従って、偽像の発生、距離，相対速度演算時間の増大を防ぐことができる。
【００３０】また、周波数の絶対値が同じであることを判定するために、所定のマージンを含んだ判定幅が設定されているものであるから、発振器のリニアリティや温度変化、ＦＦＴの演算による誤差を生じても、正しく正負反転しているスペクトルの対を見つけ出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１における距離，相対速度を演算する処理の流れを示すフローチャートである。
【図２】 実施の形態２における距離，相対速度を演算する処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】 実施の形態２におけるＡＧＣの動作を説明する説明図である。
【図４】 受信系が飽和したときの真スペクトルと偽スペクトルとを説明する説明図である。
【図５】 従来の車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 従来の車載用レーダ装置における距離，相対速度の算出方法を説明する説明図である。
【図７】 ＩＱバランスが良好なときの検出スペクトルを説明する説明図である。
【図８】 ＩＱバランスが悪化したときの検出スペクトルを説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 発振器、３ 送信アンプ、５ 送受共用アンテナ、６ 目標物体、７ 受信アンプ、８ ＩＱ検波ミクサ、１３ アンテナスキャン用モータ、１４ ハンドル角センサ。
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の車両に搭載され例えば車間距離警報発生システムを構成するために用いられるレーダ装置に関し、特に偽像の発生や距離，相対速度の演算時間の増大の防止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、送受共用アンテナを用いることで小型化し自動車への搭載性を向上させたＦＭＣＷレーダ装置が知られている。図５は従来の車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図５において、１は発振器、２はパワーデバイダ、３は送信アンプ、４はサーキュレータである。５は送受共用アンテナで、電磁放射器５１と反射鏡５２とで構成されている。６は目標物体、７は受信アンプ、８はＩＱ検波ミクサ、９はフィルタ、１０はＡＧＣアンプ、１１はＡＤ変換器、１２は信号処理装置、１３はアンテナスキャン用モータ、１４はハンドル角センサである。
【０００３】次に、このように構成された従来装置の動作を説明する。信号処理装置１２は線形なＦＭ変調用の電圧信号を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号により発振器１がＦＭ変調された電磁波を発生する。その電磁波はパワーデバイダー２により２つに分けられ、一方はＩＱ検波ミクサ８に入力される。もう一方は送信アンプ３で増幅された後、サーキュレータ４を経由し、送受共用アンテナ５から空間に出力される。送受共用アンテナ５から空間に出力された電磁波は目標物体６で反射され、送信電磁波に対して遅延時間Ｔｄをもって送受共用アンテナ５に入力される。さらに、目標物体６が相対速度を持つ場合受信電磁波は送信電磁波に対してドップラシフトｆｄをもって送受共用アンテナ５に入力される。送受共用アンテナ５で受信した電磁波は受信アンプ７で増幅された後、ＩＱ検波ミクサ８により発振器１の出力電磁波とミキシングされ、遅延時間Ｔｄとドップラシフトｆｄとに対応したビート信号を出力する。得られたビート信号はフィルタ９を通過し、ＡＧＣアンプ１０により増幅されてＡ／Ｄ変換器１１に入力される。そのビート信号から信号処理装置１２は目標物体６までの距離と相対速度とを算出する。
【０００４】次に、距離と相対速度とを算出する方法を説明する。図６は従来の車載用レーダ装置によって距離と相対速度とを算出する方法の一例を示した説明図である。図６において、送信電磁波は周波数掃引帯域幅Ｂ，変調周期ＴｍでＦｍ変調されている。受信電磁波は送信電磁波が距離Ｒに存在する目標物体６で反射され送受共用アンテナ５に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持っている。また、目標物体６が相対速度Ｖを持つとき受信電磁波は送信電磁波に対しｆｄだけドップラシフトする。このとき周波数上昇時における送信信号と受信信号との周波数差Ｆｂｕと、周波数降下時における送信信号と受信信号との周波数差Ｆｂｄがビート信号としてＩＱ検波ミクサ８により出力される。そのビート信号をＡ／Ｄ変換器１１を介して信号処理装置１２にデータとして取り込み、ＦＦＴ処理することにより、図７に示すように、Ｆｂｕ，Ｆｂｄとその振幅レベルのピーク値Ｍを求める。なお、Ｍは受信強度に相当する値で、以下受信強度と記す。
【０００５】Ｆｂｕ，Ｆｂｄ，受信強度Ｍの求め方の概要は以下のとおりである。ＦＦＴ処理を行うと、横軸時間，縦軸各時間での振幅の信号が、横軸周波数，縦軸各周波数成分の振幅に変換できる。周波数Ｆｂｕ，受信強度Ｍを求める場合、一般に振幅のレベルがピークになる点を探し出し、そのピークの振幅レベル値，周波数値を受信強度Ｍ，周波数Ｆｂｕとする。周波数Ｆｂｄについても同様である。なお、Ｆｂｕ，Ｆｂｄの受信強度は一般的には同じでありＭとなる。
【０００６】上記Ｆｂｕ，Ｆｂｄ，Ｔｍ，Ｂと、光速Ｃ（＝３．０×１０8 ｍ／ｓ），搬送波の波長λ（搬送波の基本周波数がｆｏ＝７７ＧＨｚならば、λ＝４．０×１０-3ｍ）とにより目標物体６の距離Ｒ及び相対速度Ｖは，式（１）及び（２）により求められる。
Ｒ＝（ＴｍＣ／４Ｂ）×（Ｆｂｕ＋Ｆｂｄ） ・・・（１）
Ｖ＝（λ／４）×（Ｆｂｕ−Ｆｂｄ） ・・・（２）
また、目標物体が複数存在する場合、周波数上昇時における送信信号と受信信号との複数の周波数差Ｆｂｕと、周波数降下時における送信信号と受信信号との複数の周波数差Ｆｂｄから同一物体のＦｂｕとＦｂｄとを選び、式（１），式（２）から距離Ｒ及び相対速度Ｖを求める。
【０００７】次に、ＩＱ検波ミクサ８の動作の詳細を説明する。図５において、発振器１からの電磁波はパワーデバイダ２により分配され、さらにＩＱ検波ミクサ８の入力部でパワーデバイダＰ／Ｄにより２等分され、ミクサ８１及び８２にＬＯ（ローカル）信号として入力される。また、受信した電磁波は受信アンプ７で増幅された後パワーデバイダＰ／Ｄにより２等分され、一方はそのままミクサ８１に入力される。もう一方は９０度線路（１／４波長）を経由後ミクサ８２に入力される。ここで２つのミクサ８１，８２から出力されるビート信号はＩｎ−ｐｈａｓｅ成分Ｉとそれに対し９０度の位相差を持つＱｕａｄｒａｔｕｒｅ成分Ｑを出力する。それら出力されたＩＱ成分をＡ／Ｄ変換器１１にてサンプリングし、Ｉ，Ｑそれぞれを実数部，虚数部として複素ＦＦＴ処理を行う。
【０００８】このように処理すると、９０度の位相差の正負によりスペクトルの周波数成分の正負が判定でき、図７に示すように、ＦＦＴ処理後のスペクトルは１つしか出現しない。つまり、通常のミクサであるとＦＦＴ結果は周波数軸において正負反転したスペクトルが一対出現するので正負の判定ができないが、ＩＱ検波ミクサ８を使用すると図７に示すように、ＦＦＴ後のスペクトルは１つしか出現しないので、周波数の正負が分かる。これにより、通常のミクサを使用するよりも、複数のターゲットを検出した場合のＦｂｕ，Ｆｂｄの組み合わせを間違えてしまうことによって出力される偽像を減らすことができるのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＱ検波ミクサ８を用いた場合、Ａ／Ｄ変換器１１に入力されるＩチャネル信号とＱチャネル信号とにＩＱの位相誤差及び振幅値にアンバランスが生じると、図８に示すようにスペクトルの周波数の正負反転した周波数に偽スペクトルが出現する。また、偽スペクトルはＩＱの位相誤差及び振幅値のアンバランスが大きくなる程振幅レベルが大きくなる。アンバランスになる原因としてＩＱ検波ミクサ８の９０度線路の正確さやＩＱ検波ミクサ８のパワーデバイダＰ／Ｄのバランス、ＩＱ検波ミクサ８の２つのミクサ８１，８２の変換損のばらつき、ＩＱ検波ミクサ８の温度特性，多重反射などが考えられるが、根本的にそれらによるＩＱの位相誤差及び振幅値のアンバランスは、小さくすることはできても無くすことは価格の点や自動車の運用条件下では不可能であった。これにより偽スペクトルが出現し偽像の発生やスペクトル増大による演算時間の増大が生じるという問題があった。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、ＩＱ位相検波する受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを設けることにより、ＩＱ検波ミクサのＩチャネル信号とＱチャネル信号との位相誤差及び振幅レベルのアンバランスが生じても、偽像の発生や演算時間の増大を抑えることができる高性能で安価なレーダ装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ装置は、送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものである。
【００１２】また、送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがある場合、その振幅レベルのピーク値の差が所定の範囲内にあるならば、受信系が飽和していると判断し、受信系飽和検出信号を出力する受信系飽和検出手段とを備えたものである。
【００１３】さらに、受信系飽和検出信号が出力されたならば、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものである。また、受信系飽和検出信号が出力された場合、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、受信系飽和検出信号の出力がない場合、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものである。さらに、信号変換手段は、ＩＱ位相検波されたＩチャンネル信号とＱチャンネル信号のそれぞれを実数部，虚数部として高速フーリエ変換を行うものである。さらにまた、周波数の絶対値が同じであることを判定するために、所定のマージンを含んだ判定幅が設定されているものである。また、所定のマージンを含んだ判定幅を、プラスマイナス１ビン程度にしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は実施の形態１における距離，相対速度を演算する処理の流れを示すフローチャートである。なお、装置の構成を示す図は図５R>５と同じである。以下、実施の形態１を説明するが、前述したように、ＩＱ検波ミクサ８を用いた場合、Ａ／Ｄ変換器１１に入力されるＩチャネル信号とＱチャネル信号とにＩＱの位相誤差及び振幅値にアンバランスが生じると、図８に示すようにスペクトルの周波数の正負反転した周波数に偽スペクトルが出現する。しかし、真のスペクトルである周波数Ｆｂｕ及びＦｂｄのスペクトルに対し偽のスペクトルである周波数−Ｆｂｕ及び−Ｆｂｄは振幅レベルが小さい。実施の形態１は、この点に着目し、ＦＦＴ処理後のスペクトルから周波数において正負反転しているスペクトルの対を見つけ出し、振幅レベルの小さい方を真のスペクトルではないとし、距離，相対速度演算に使用しないようにする点が特徴である。
【００１５】以下、図１のフローチャートに基づいて具体的に説明する。先ず、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号を複素ＦＦＴ処理する（ステップ（以下、Ｓと記す）１）。次に、複素ＦＦＴ処理した各フェーズについてノイズフロアーの４倍程度のスレショルドを設定する（Ｓ２）。なお、ノイズフロアーはノイズ部分の振幅レベルの平均値で、図７の場合は横軸がノイズフロアーのレベルに相当する。また、各フェーズ別々にスレショルドを設定したが、ノイズレベルはどのフェーズでも同じになるはずなので、まとめてノイズレベルの平均値を求めてノイズフロアーとしてもよい。さらに、ここでは４倍程度のスレショルドとしたが、レーダの仕様に応じてこの値は変化するものである。また、ＣＦＡＲ（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｆａｌｓｅ ａｌａｒｍ ｒａｔｅ）処理を施してスレショルドを決定してもよい。
【００１６】次に、スレショルドより大きい振幅レベルのスペクトルの周波数とピーク値を抽出することでノイズ成分を除去する（Ｓ３）。次に、抽出した周波数とピーク値に対し、周波数で正負反転しているスペクトルの対を探す（Ｓ４）。ここで周波数で正負反転している判定の際、所定のマージンを含んだ判定幅を設定してもよい。次に、Ｓ４で対が見つかったものに対しピーク値の小さいほうのスペクトルは消去し、Ｓ３により抽出したスペクトルの数を削減する（Ｓ５）。次に、Ｓ５で残ったスペクトルの周波数から、前述の式（１），（２）により距離，相対速度を演算する（Ｓ６）。次に、終了を判定する（Ｓ７）。なお、Ｓ７は電源オフ，測距離停止指令，フェール等で終了し、終了でなけばＳ１へ戻る。
【００１７】上記実施の形態１では、周波数において正負反転しているスペクトルの対を見つけ出し、振幅レベルの小さい方を真のスペクトルではないとしたが、発振器１のリニアリティや温度変化、複素ＦＦＴ演算により周波数が１ビン程度ずれている場合があるので、正負反転しているスペクトルの対を見つけ出す際、プラスマイナス１ビン程度のマージンを持った判定範囲を設定するのが望ましい。なお、ビンとは、ＦＦＴのポイント数及び計測時間から決まる周波数最小刻みのことである。また、スレショルドを設定してからスペクトルを抽出したが、複素ＦＦＴ結果からピークを求めて正負判定を行い、小さいレベルのスペクトルのデータを消去してからスレショルドを設定しスレショルド以上のレベルのスペクトルを抽出してもよい。
【００１８】以上説明したように、実施の形態１によれば、距離，相対速度演算前に偽スペクトルを除去できるので、偽像の発生、距離，相対速度演算時間の増大を防ぐことができる。
【００１９】上記実施の形態１では、Ｓ１において、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号を複素ＦＦＴ処理しているが、測距，測速度方法によって異なるものである。例えば周波数上昇時，周波数変化無し（無変調），周波数下降時の３フェーズの場合もあり、周波数上昇時と周波数一定時の組み合わせの場合もある。このステップでは、距離，速度を演算するのに必要なフェーズをＦＦＴ処理するが、ＦＦＴ処理の結果から、周波数において正負反転しているスペクトルの対を見つけ出し、振幅レベルの小さい方を真のスペクトルではないとする点は同じである。
【００２０】実施の形態２．図２は実施の形態２における距離，相対速度を演算する処理の流れを示すフローチャートである。なお、装置の構成を示す図は図５と同じである。実施の形態１と同様、ＩＱ検波ミクサ８を用いた場合、Ａ／Ｄ変換器１１に入力されるＩチャネル信号とＱチャネル信号とにＩＱの位相誤差及び振幅値にアンバランスが生じると、図８に示すようにスペクトルの周波数の正負反転した周波数に偽スペクトルが出現する。さらに、ＩＱの片方のチャンネルの信号が受信系でで飽和すると、１チャンネル検波と同様、振幅レベルが同等で周波数が正負逆転したスペクトルが出現する。そこで、周波数が正負逆転しているものの振幅レベルが同等か否かを判定することにより、ＩＱの片方のチャンネルの信号が受信系でで飽和していることを検出することができる。この場合は振幅レベルが同じであるから、どちらが真のスペクトルか判定しにくいので、過去の履歴からどちらが真のスペクトルかを求める。なお、上記の振幅レベルが同等で周波数が正負逆転したスペクトルが出現する現象は、主にＡ／Ｄ変換器の入力部で現れるが、図５の７から１１までの何処で飽和しても同じ現象が現れる。
【００２１】以下、図２のフローチャートに基づいて具体的に説明する。先ず、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号をＡ／Ｄ変換器１１で所定数（一般に２のｎ乗）サンプリングする（Ｓ１）。次に、ビート信号の最大値を取得し、次回ＡＧＣ量を決定し、ＡＧＣ１０をセットする（Ｓ２〜５）。ここで、ＡＧＣ１０のゲイン量（Ｇａｉｎ）をフィードバック制御し再設定するためのイメージ図を図３に示す。図３において、信号はＡＧＣ１０にて増幅された信号が８ビットＡ／Ｄ変換器１１に時系列にサンプリングされた結果を示している。信号処理装置１２は常に増幅された信号の最大振幅が所定の範囲内に収まるようにＡＧＣ１０のゲイン量を設定する。ここでは例として、Ａ／Ｄ変換器１１の最大入力値が０．５Ｖとし、そのときのデジタル値を１２７、最小入力値は−０．５Ｖとし、そのときのデジタル値を−１２７としている。また、所定の範囲を最大入力値より４ｄｂ下がった地点（デジタル値５０）からマージンを見込んで最大入力値より１ｄｂ下がった地点（デジタル値１００）の間とし、この範囲内に収まるようにフィードバック制御する。
【００２２】次に、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号を複素ＦＦＴ処理する（Ｓ６）。次に、複素ＦＦＴ処理した各フェーズについてノイズフロアーの４倍程度のスレショルドを設定する（Ｓ７）。なお、ノイズフロアーはノイズ部分の振幅レベルの平均値で、図７R>７の場合は横軸がノイズフロアーのレベルに相当する。また、各フェーズ別々にスレショルドを設定したが、ノイズレベルはどのフェーズでも同じになるはずなので、まとめてノイズレベルの平均値を求めてノイズフロアーとしてもよい。さらに、ここでは４倍程度のスレショルドとしたが、レーダの仕様に応じてこの値は変化するものである。また、ＣＦＡＲ処理を施してスレショルドを決定してもよい。次に、スレショルドより大きい振幅レベルのスペクトルの周波数とピーク値を抽出することでノイズ成分を除去する（Ｓ８）。次に、抽出した周波数とピーク値に対し、周波数で正負反転しているスペクトルの対を探す（Ｓ９）。ここで周波数で正負反転している判定の際、所定のマージンを含んだ判定幅を設定してもよい。なお、Ｓ６〜９の処理は実施の形態１のＳ１〜４の処理と同じである。
【００２３】次に、Ｓ９で対が見つかったものに対しピーク値の大きさが同等であるか否か判定し（Ｓ１０）、同等であればどちらのスペクトルが真であるか前回の判定結果から判断し選択する。即ち、前回、周波数反転しているスペクトルのうち周波数が負のものの振幅レベルのピーク値が小さいと判定され削除された場合、今回も同じ周波数であれば周波数が負のものを削除する。Ｓ１からＳ１４までの処理を例えば１００ｍｓ毎に行う場合、１００ｍｓ前の選択結果に基づいて選択する（Ｓ１１）。Ｓ１０の判定結果が、同等でなければ実施の形態１と同様大きいピーク値の方のスペクトルを選択する（Ｓ１２）。次に、Ｓ１１又はＳ１２で抽出したスペクトルの周波数から、前述の式（１），（２）により距離，相対速度を演算する（Ｓ１３）。次に、終了を判定する（Ｓ１４）。なお、Ｓ１４は電源オフ，測距離停止指令，フェール等で終了し、終了でなけばＳ１へ戻る。
【００２４】なお、Ｓ６において、ＩＱのうち片方のチャンネルが飽和した場合、１チャンネル検波と同様、振幅レベルが同じで周波数が正負反転したスペクトルが出現する。ここでＡＧＣを設定しているにも係わらず飽和する可能性がある理由は、今回のデータが前回の計測結果に基づきＡＧＣ値を設定しているからである。また、Ｓ９で、周波数において正負反転しているスペクトルの対を見つけ出す際、発振器１のリニアリティや温度変化、複素ＦＦＴ演算により周波数が１ビン程度ずれている場合があるので、プラスマイナス１ビン程度のマージンを持った判定範囲を設定するのが望ましい。また、スレショルドを設定してからスペクトルを抽出したが、複素ＦＦＴ結果からピークを求めて正負判定を行い、小さいレベルのスペクトルのデータを消去してからスレショルドを設定しスレショルド以上のレベルのスペクトルを抽出してもよい。
【００２５】さらに、Ｓ１０で、ピーク値の大きさが同等であるかを判定したが、所定のレベル差が確保されていないことを判定してもよい。即ち、正常な状態では真のスペクトルに対し正負反転したスペクトルは振幅レベルが十分小さいはずである。そこで、例えば真のスペクトルに対し正負反転したスペクトルの振幅レベルが半分以上であれば、片方のチャンネルが飽和していると判断してもよい。これをまとめると以下のようになる。即ち、周波数の絶対値が同じで正負の両方に存在するスペクトルがある場合、その振幅レベルのピーク値の差が所定の範囲内にあるならば、片方のチャンネルが飽和していると判断する。また、Ｓ１１は前回の選択結果を利用しているが、過去数回の観測結果から選択してもよい。即ち、確実性を増すために、過去数回で周波数の何方の方が選択されていることが多いかを判定して、選択してもよい。
【００２６】以上説明したように、実施の形態２によれば、距離，相対速度演算前に偽スペクトルを除去できるので、偽像の発生、距離，相対速度演算時間の増大を防ぐことができる。また、実施の形態２では、Ｓ６において、周波数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号を複素ＦＦＴ処理しているが、実施の形態１と同様測距，測速度方法によってフェーズ数は異なるものである。しかし、ＦＦＴ処理の結果から、周波数が正負逆転しているものの振幅レベルが同等か否かを判定することにより、ＩＱの片方のチャンネルの信号が受信系で飽和していることを検出する点、飽和している場合は、過去の履歴からどちらが真のスペクトルかを求める点は同じである。
【００２７】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものであるから、ＩＱバランスの悪化による偽スペクトルを距離，相対速度の演算前に除去できる。従って、偽像の発生、距離，相対速度演算時間の増大を防ぐことができる。
【００２８】また、送信電磁波を出力する送信手段と、送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがある場合、その振幅レベルのピーク値の差が所定の範囲内にあるならば、受信系が飽和していると判断し、受信系飽和検出信号を出力する受信系飽和検出手段とを備えたものであるから、ＩＱバランスの悪化及び受信系の飽和を検出できる。従って、演算を間違えて偽像を発生させることがない。
【００２９】さらに、受信系飽和検出信号が出力されたならば、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものであり、また、受信系飽和検出信号が出力された場合、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、受信系飽和検出信号の出力がない場合、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたものであるから、ＩＱバランスの悪化及び受信系の飽和による偽スペクトルを距離，相対速度の演算前に除去できる。従って、偽像の発生、距離，相対速度演算時間の増大を防ぐことができる。
【００３０】また、周波数の絶対値が同じであることを判定するために、所定のマージンを含んだ判定幅が設定されているものであるから、発振器のリニアリティや温度変化、ＦＦＴの演算による誤差を生じても、正しく正負反転しているスペクトルの対を見つけ出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１における距離，相対速度を演算する処理の流れを示すフローチャートである。
【図２】 実施の形態２における距離，相対速度を演算する処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】 実施の形態２におけるＡＧＣの動作を説明する説明図である。
【図４】 受信系が飽和したときの真スペクトルと偽スペクトルとを説明する説明図である。
【図５】 従来の車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 従来の車載用レーダ装置における距離，相対速度の算出方法を説明する説明図である。
【図７】 ＩＱバランスが良好なときの検出スペクトルを説明する説明図である。
【図８】 ＩＱバランスが悪化したときの検出スペクトルを説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 発振器、３ 送信アンプ、５ 送受共用アンテナ、６ 目標物体、７ 受信アンプ、８ ＩＱ検波ミクサ、１３ アンテナスキャン用モータ、１４ ハンドル角センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 送信電磁波を出力する送信手段と、上記送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、上記目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】 送信電磁波を出力する送信手段と、上記送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがある場合、その振幅レベルのピーク値の差が所定の範囲内にあるならば、受信系が飽和していると判断し、受信系飽和検出信号を出力する受信系飽和検出手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】 受信系飽和検出信号が出力されたならば、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
【請求項４】 受信系飽和検出信号が出力された場合、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、受信系飽和検出信号の出力がない場合、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
【請求項５】 信号変換手段は、ＩＱ位相検波されたＩチャンネル信号とＱチャンネル信号のそれぞれを実数部，虚数部として高速フーリエ変換を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載のレーダ装置。
【請求項６】 周波数の絶対値が同じであることを判定するために、所定のマージンを含んだ判定幅が設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載のレーダ装置。
【請求項７】 所定のマージンを含んだ判定幅を、プラスマイナス１ビン程度にしたことを特徴とする請求項６記載のレーダ装置。
【請求項１】 送信電磁波を出力する送信手段と、上記送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがあれば、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、上記目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】 送信電磁波を出力する送信手段と、上記送信電磁波が目標物体で反射されて戻ってきた受信電磁波をＩＱ位相検波する受信手段と、この受信手段の出力信号を、周波数とその振幅レベルとの関係で表され周波数スペクトルが分かるデータに変換する信号変換手段と、この信号変換手段で変換されたデータの中に周波数の絶対値が同じで正負の両方に振幅レベルのピーク値を持つ一対のスペクトルがある場合、その振幅レベルのピーク値の差が所定の範囲内にあるならば、受信系が飽和していると判断し、受信系飽和検出信号を出力する受信系飽和検出手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】 受信系飽和検出信号が出力されたならば、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
【請求項４】 受信系飽和検出信号が出力された場合、過去の判定結果から真のスペクトルを判定し、受信系飽和検出信号の出力がない場合、振幅レベルのピーク値の大きい方が真のスペクトルであると判定し、判定された真のスペクトルの周波数を用いて、目標物体との距離，相対速度を演算する信号処理手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
【請求項５】 信号変換手段は、ＩＱ位相検波されたＩチャンネル信号とＱチャンネル信号のそれぞれを実数部，虚数部として高速フーリエ変換を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載のレーダ装置。
【請求項６】 周波数の絶対値が同じであることを判定するために、所定のマージンを含んだ判定幅が設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載のレーダ装置。
【請求項７】 所定のマージンを含んだ判定幅を、プラスマイナス１ビン程度にしたことを特徴とする請求項６記載のレーダ装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図２】
【図６】
【図５】
【図７】
【図８】
【図３】
【図４】
【図２】
【図６】
【図５】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０００−３３８２２９（Ｐ２０００−３３８２２９Ａ）
【公開日】平成１２年１２月８日（２０００．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−１４９３２２
【出願日】平成１１年５月２８日（１９９９．５．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年１２月８日（２０００．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年５月２８日（１９９９．５．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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