JP2006329690A

JP2006329690A - Pulse radar equipment

Info

Publication number: JP2006329690A
Application number: JP2005150388A
Authority: JP
Inventors: Toru Ichikawa; 徹市川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-24
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】簡易な構成で小型、高精度なパルスレーダ装置を実現することを目的とする。
【解決手段】移動体に搭載され、周囲に存在する物体を検出するパルスレーダ装置であって、所定の繰り返し周期毎に送信トリガ信号を発生させる送信トリガ発生回路と、送信トリガ信号をトリガとして所定周波数でパルス変調した送信パルス信号を生成する送信パルス生成部と、送信パルス信号を送信し、かつ、物体で反射した反射波を受信するアンテナ部と、アンテナ部で受信した反射波を検出する検波回路と、送信トリガ信号から検波回路で検波された信号の到来までの間所定のゲート信号を出力させるゲート信号生成回路と、ゲート信号に基づいて電荷を蓄積する積分回路と、積分回路の電圧値に基づいて、反射波を発生させた物体までの距離を算出する距離算出部とを備える。
【選択図】図１An object of the present invention is to realize a small and highly accurate pulse radar device with a simple configuration.
A pulse radar device that is mounted on a moving body and detects an object existing in the surroundings, a transmission trigger generation circuit that generates a transmission trigger signal at every predetermined repetition period, and a transmission trigger signal as a trigger. A transmission pulse generator that generates a transmission pulse signal that is pulse-modulated at a frequency, an antenna that transmits a transmission pulse signal and receives a reflected wave reflected by an object, and a detector that detects the reflected wave received by the antenna unit A circuit, a gate signal generation circuit that outputs a predetermined gate signal from the transmission trigger signal to the arrival of the signal detected by the detection circuit, an integration circuit that accumulates charges based on the gate signal, and a voltage value of the integration circuit And a distance calculation unit that calculates the distance to the object that generated the reflected wave.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、移動体に搭載され周囲に存在する障害物を検出するパルスレーダ装置に関し、特に、近年車載用途への実用化が進んでいるＵＷＢ(Ultra Wide Band)を用いたパルスレーダ装置に関する。 The present invention relates to a pulse radar device that is mounted on a moving body and detects obstacles existing around it, and more particularly to a pulse radar device that uses UWB (Ultra Wide Band), which has recently been put to practical use in vehicles.

従来の一般的なパルスレーダ装置は図１１に示すように構成される。図１１において、送信トリガ発生回路５１は、図１２のようにパルス繰返し周期Ｔで送信トリガ信号６１を生成する。送信パルス生成部は、送信トリガ信号６１に応じて所定の周波数で変調された所定パルス幅の送信パルス信号６２を、アンテナ部５３により空間中に放射する。放射された送信パルス信号６２は空間内の物体に反射して受信パルスとしてアンテナ部５３により受信される。受信した信号は検波回路５４によって所定のレベルの信号に変換され、信号処理部５５において物体までの距離の検出等、所定の処理が行われる。 A conventional general pulse radar apparatus is configured as shown in FIG. In FIG. 11, the transmission trigger generation circuit 51 generates a transmission trigger signal 61 with a pulse repetition period T as shown in FIG. The transmission pulse generation unit radiates a transmission pulse signal 62 having a predetermined pulse width modulated at a predetermined frequency according to the transmission trigger signal 61 into the space by the antenna unit 53. The radiated transmission pulse signal 62 is reflected by an object in the space and received by the antenna unit 53 as a reception pulse. The received signal is converted into a signal of a predetermined level by the detection circuit 54, and predetermined processing such as detection of the distance to the object is performed in the signal processing unit 55.

ＵＷＢを用いたパルスレーダ装置の特徴としては、その広帯域を利用した非常に幅の短いパルスの送受信が可能なことである。その結果、例えば幅1nsのパルスを送受信した場合には距離分解能15cmという極めて高分解能なレーダを実現できる。しかし、このような高分解能なレーダを実現するためには、短パルスを放射してから受信するまでの時間遅延を送信した短パルスの幅以下の分解能で正確に計測する必要がある。従来、このような遅延時間を計測するために、異なる遅延時間をもつ複数の固定遅延素子を組み合わせその出力をスイッチングによって切り替えることで、任意の遅延時間を生成する方法が用いられてきた（例えば、非特許文献１参照）。
George T. Ruck,“Ultra-wideband radar receiver,” SPIE Proceedings, Vol.1631, Ultra-wideband Radar, 1992, pp.174-180 A feature of the pulse radar device using UWB is that it can transmit and receive a very short pulse using its wide band. As a result, for example, when a pulse with a width of 1 ns is transmitted / received, a very high resolution radar with a distance resolution of 15 cm can be realized. However, in order to realize such a high-resolution radar, it is necessary to accurately measure with a resolution equal to or less than the width of the transmitted short pulse, the time delay from when the short pulse is emitted to when it is received. Conventionally, in order to measure such a delay time, a method of generating an arbitrary delay time by combining a plurality of fixed delay elements having different delay times and switching its output by switching has been used (for example, Non-patent document 1).
George T. Ruck, “Ultra-wideband radar receiver,” SPIE Proceedings, Vol.1631, Ultra-wideband Radar, 1992, pp.174-180

しかし、従来のパルスレーダ装置では、最小の遅延単位をより細かくすればするほど、また、最大検知距離を長くすればするほど、固定遅延素子の数が多くなって、車載用途のレーダとしては装置が大型化してしまうという課題があった。 However, in the conventional pulse radar device, the finer the minimum delay unit and the longer the maximum detection distance, the greater the number of fixed delay elements. However, there was a problem that the size would increase.

前記従来の課題を解決するために、本発明のパルスレーダ装置は、移動体に搭載され、移動体の周囲に存在する物体を検出するパルスレーダ装置であって、所定の繰り返し周期毎に送信トリガ信号を発生させる送信トリガ発生回路と、送信トリガ発生回路で生成された送信トリガ信号をトリガとして所定周波数でパルス変調した送信パルス信号を生成する送信パルス生成部と、送信パルス生成部で生成された送信パルス信号を送信し、かつ、物体で反射した反射波を受信するアンテナ部と、アンテナ部で受信した反射波を検出する検波回路と、送信トリガ発生回路で生成された送信トリガ信号から検波回路にて検波された信号の到来までの間所定のゲート信号を出力させるゲート信号生成回路と、ゲート信号生成回路にて生成されたゲート信号に基づいて電荷を蓄積する積分回路と、積分回路の電圧値に基づいて、反射波を発生させた物体までの距離を算出する距離算出部とを備えた構成を有している。 In order to solve the above-described conventional problems, a pulse radar device according to the present invention is a pulse radar device that is mounted on a moving body and detects an object existing around the moving body, and is a transmission trigger every predetermined repetition period. A transmission trigger generation circuit that generates a signal, a transmission pulse generation unit that generates a transmission pulse signal that is pulse-modulated at a predetermined frequency using the transmission trigger signal generated by the transmission trigger generation circuit as a trigger, and a transmission pulse generation unit An antenna unit for transmitting a transmission pulse signal and receiving a reflected wave reflected by an object, a detection circuit for detecting the reflected wave received by the antenna unit, and a detection circuit from a transmission trigger signal generated by a transmission trigger generation circuit A gate signal generation circuit that outputs a predetermined gate signal until the arrival of the signal detected by the gate signal, and a gate signal generated by the gate signal generation circuit. An integrating circuit for accumulating charges based on, based on the voltage value of the integrating circuit has a configuration in which a distance calculation unit that calculates a distance to the object that caused the reflected wave.

この構成により、ＵＷＢレーダのような送受信パルスが非常に短い短パルスレーダであっても、パルス送信から受信までの遅延時間を積分回路における電荷の蓄積量に換算して、物体までの距離を測定することができる。その結果、1ns以下で高精度に測定するための可変遅延回路が不要となり簡易な構成で高精度なＵＷＢパルスレーダを実現することができる。 This configuration measures the distance to an object by converting the delay time from pulse transmission to reception into the amount of accumulated charge in the integration circuit, even for short pulse radars such as UWB radar with very short transmission and reception pulses. can do. As a result, a variable delay circuit for measuring with high accuracy in 1 ns or less is not required, and a highly accurate UWB pulse radar can be realized with a simple configuration.

また、積分回路の電圧値と物体までの距離との対応表を記憶した記憶部をさらに備え、距離算出部は、電圧値と記憶部に記憶した対応表に基づいて物体までの距離を算出する。 In addition, a storage unit that stores a correspondence table between the voltage value of the integration circuit and the distance to the object is further provided, and the distance calculation unit calculates the distance to the object based on the correspondence table stored in the voltage value and the storage unit. .

この構成により、高速な距離算出処理が可能となり、例えば車載用途では高速移動中など物体の高い検出応答性が要求される場面では非常に効果的である。 With this configuration, a high-speed distance calculation process can be performed, which is very effective in a scene where high detection response of an object is required, such as during high-speed movement in an in-vehicle application.

また、物体の検出範囲を設定するための検出範囲設定部と、検出範囲設定部で設定された検出範囲内に存在する物体のみを検出するように送信トリガ発生回路のクロック信号を遅延させてゲート信号生成回路の出力を調整する遅延回路とをさらに備える。 In addition, a detection range setting unit for setting the detection range of the object and a gate by delaying the clock signal of the transmission trigger generation circuit so as to detect only the object existing within the detection range set by the detection range setting unit A delay circuit for adjusting the output of the signal generation circuit.

この構成を備えることにより、ターゲットの検出範囲を任意に変更することが可能であり状況に応じた効率的なターゲット検出が可能となる。 With this configuration, the target detection range can be arbitrarily changed, and efficient target detection according to the situation becomes possible.

また、アンテナ部で受信した受信信号を増幅するために可変の増幅率を有する増幅器と、物体までの距離に応じて増幅器の増幅率を設定するゲイン調整部とをさらに備える。 In addition, an amplifier having a variable amplification factor for amplifying the received signal received by the antenna unit, and a gain adjustment unit for setting the amplification factor of the amplifier according to the distance to the object are further provided.

この構成を備えることにより、ターゲットの検出距離に応じて受信信号の出力を増大させるため、受信強度の弱い遠方のターゲットを確実に検出することが可能となる。 By providing this configuration, the output of the reception signal is increased according to the detection distance of the target, so that it is possible to reliably detect a distant target with low reception intensity.

本発明のパルスレーダ装置によれば、従来のように1ns以下の任意の遅延時間を生成するための可変遅延回路が不要となり、簡易な構成で小型、高精度なパルスレーダ装置を実現することが可能となる。 According to the pulse radar device of the present invention, a variable delay circuit for generating an arbitrary delay time of 1 ns or less as in the prior art is not required, and a small and highly accurate pulse radar device can be realized with a simple configuration. It becomes possible.

以下、本発明の一実施の形態のパルスレーダ装置について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, a pulse radar device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
本発明の実施の形態におけるパルスレーダ装置の構成を図１に示す。図１において、送信トリガ発生回路１は、所定の周期Ｔでクロック信号を発生する発振器であり、例えば水晶発振器を用いて構成される。また、発振周期については、測定対象や測定条件に応じて設定すればよい。例えば、測定したい物体までの最大距離がＤ_ｍａｘのとき、
Ｔ＞２×Ｄ_ｍａｘ／ｃ（ｃ：光速）・・・（１）
となるように周期Ｔを設定すれば、距離あいまいさを生じずに物体の検出が可能である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of a pulse radar apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a transmission trigger generation circuit 1 is an oscillator that generates a clock signal at a predetermined period T, and is configured using, for example, a crystal oscillator. The oscillation period may be set according to the measurement object and measurement conditions. For example, when the maximum distance to the object to be measured is _Dmax ,
T> 2 × D _max / c (c: speed of light) (1)
If the period T is set so as to satisfy the above, it is possible to detect an object without causing distance ambiguity.

送信パルス生成部２は、例えば局部発振器を用いて構成され、図１２のように送信トリガ発生回路１で生成される送信トリガ信号６１をトリガとして、所定の周波数でパルス変調した送信パルス信号６２を生成する。このときＵＷＢを用いたパルスレーダ装置の特徴として、非常に広い帯域を利用した短パルスを生成する。その周波数帯域として車載用途では２２ＧＨｚから２９ＧＨｚ帯が割り当てられており、本発明における送信パルス生成部２においても例えば２４ＧＨｚを中心とした１〜２GHｚの広帯域を利用した幅1nsのパルスを送受信する。ここで、送信波のパルス幅については本パルスレーダ装置における分解能を決定する要因となり、パルス幅と分解能の間には以下の関係が成立する。 The transmission pulse generation unit 2 is configured using, for example, a local oscillator, and a transmission pulse signal 62 that is pulse-modulated at a predetermined frequency is triggered by the transmission trigger signal 61 generated by the transmission trigger generation circuit 1 as shown in FIG. Generate. At this time, as a feature of the pulse radar apparatus using UWB, a short pulse using a very wide band is generated. As the frequency band, a 22 GHz to 29 GHz band is allocated for in-vehicle use, and the transmission pulse generation unit 2 in the present invention also transmits and receives a 1 ns wide pulse using a wide band of 1 to 2 GHz centering on, for example, 24 GHz. Here, the pulse width of the transmission wave becomes a factor for determining the resolution in the present pulse radar device, and the following relationship is established between the pulse width and the resolution.

Ａ＝ｗ×ｃ／２・・・（２）
（Ａ：分解能、ｗ：パルス幅、ｃ：光速）
ここでいう分解能とは本パルスレーダ装置において検出した物体で、分離可能な２つの物体の最小距離のことであり、分解能以下の距離にある２つの物体は分離して検出することができない。したがって、パルス幅ｗは測定対象や測定条件に応じて適切な値に設定すればよい。上述のようにＵＷＢを用いた1ns幅のパルスを送受信した場合、その分解能は15cmと非常に高い分解能が得られる。 A = w × c / 2 (2)
(A: resolution, w: pulse width, c: speed of light)
The resolution here is an object detected by this pulse radar device, which is the minimum distance between two separable objects, and two objects at a distance equal to or less than the resolution cannot be separated and detected. Therefore, the pulse width w may be set to an appropriate value according to the measurement object and measurement conditions. As described above, when a 1 ns width pulse using UWB is transmitted and received, the resolution is as high as 15 cm.

アンテナ部３は送信パルス生成部２で生成された送信波を空間に放射し、また、空間に放射された送信波が物体で反射した反射波を受信する。アンテナ部３は、図１のように送信用と受信用を別にしても、共用にしてスイッチングによる切り替えを行っても良い。 The antenna unit 3 radiates the transmission wave generated by the transmission pulse generation unit 2 to the space, and receives the reflected wave reflected by the object by the transmission wave radiated to the space. As shown in FIG. 1, the antenna unit 3 may be switched for switching by switching between transmission and reception separately or in common.

検波回路４はアンテナ部３で受信した信号から、物体で反射した反射波を検出する回路である。検波回路４の例としては、図２に示すようにショットキーバリアダイオード２１を用いたダイオード検波回路などがある。図２では、ダイオード検波された信号を電圧比較器２２に通すことで、所定の電圧レベルを持った検波信号が得られる。 The detection circuit 4 is a circuit that detects a reflected wave reflected by an object from a signal received by the antenna unit 3. An example of the detection circuit 4 is a diode detection circuit using a Schottky barrier diode 21 as shown in FIG. In FIG. 2, a detection signal having a predetermined voltage level is obtained by passing the diode-detected signal through the voltage comparator 22.

ゲート信号生成回路５は、送信トリガ発生回路１の入力から、検波回路４の出力信号までの時間に応じたゲート信号を生成するための回路である。図３にその回路構成の一例を、図４に具体的なゲート信号の例を示す。リセット信号は、検波回路４からの出力がない場合、すなわち物体が存在せずその反射信号が存在しない場合に、ゲート信号がHレベルのまま（あるいはLレベルのまま）になるのを防ぐための信号で、送信トリガ信号をある一定の時間遅延させた信号によりゲート信号にリセットをかける。リセットのタイミングは、該パルスレーダ装置での物体検知範囲を超える領域でリセットをかけるようにすればよい。 The gate signal generation circuit 5 is a circuit for generating a gate signal corresponding to the time from the input of the transmission trigger generation circuit 1 to the output signal of the detection circuit 4. FIG. 3 shows an example of the circuit configuration, and FIG. 4 shows a specific example of the gate signal. The reset signal is used to prevent the gate signal from remaining at the H level (or at the L level) when there is no output from the detection circuit 4, that is, when there is no object and no reflected signal. The gate signal is reset by a signal obtained by delaying the transmission trigger signal by a certain time. The reset timing may be reset in an area exceeding the object detection range in the pulse radar device.

積分回路７は、ゲート信号生成回路５で生成されたゲート信号をスイッチとして、外部より供給される電圧により電荷を蓄積する回路である。図５に回路の一例を示す。例えば、図中の動作スイッチ３１を、ゲート信号がHレベルの間、ONとなるようにする。また、リセットスイッチ３２はゲート信号がHレベルからLレベルに変化したときにONすることで、コンデンサに蓄えられた電荷を放電させる。その結果、積分回路７からの出力電圧は図６に示すようにゲート信号のHレベルの長さに比例した値となる。図５の例において、抵抗値Rとコンデンサ容量Cで回路を構成した場合、ゲート信号のHレベルの時間をT、外部からの供給電圧をVとすると、出力電圧ＶoとＴの間には以下の関係が成立する。 The integration circuit 7 is a circuit that accumulates electric charges by a voltage supplied from the outside using the gate signal generated by the gate signal generation circuit 5 as a switch. FIG. 5 shows an example of a circuit. For example, the operation switch 31 in the figure is turned on while the gate signal is at the H level. The reset switch 32 is turned on when the gate signal changes from the H level to the L level, thereby discharging the electric charge stored in the capacitor. As a result, the output voltage from the integration circuit 7 becomes a value proportional to the length of the H level of the gate signal as shown in FIG. In the example of FIG. 5, when the circuit is configured with the resistance value R and the capacitor capacitance C, if the time of the H level of the gate signal is T and the supply voltage from the outside is V, the output voltage Vo and T are as follows. The relationship is established.

Ｖo = V×（１−ｅｘｐ（−Ｔ／ＲＣ））・・・（３）
この関係より抵抗ＲとコンデンサＣが既知であれば、出力電圧Ｖoの値からゲート信号のHレベルの時間、すなわち、パルスを送信してから受信するまでに要する時間を測定することができる。したがって、この回路における抵抗値Ｒ、コンデンサ容量Ｃは、本パルスレーダ装置の測定範囲に応じて適切に設定すればよい。 Vo = V * (1-exp (-T / RC)) (3)
If the resistor R and the capacitor C are known from this relationship, the time from the value of the output voltage Vo to the H level of the gate signal, that is, the time required from transmission of the pulse to reception thereof can be measured. Therefore, the resistance value R and the capacitor capacitance C in this circuit may be appropriately set according to the measurement range of the present pulse radar device.

例えば、上記（３）式において、Ｔ＝５×ＲＣのとき、Ｖo=Ｖ×（１−ｅｘｐ（−５））≒Vとなり、Ｔ＞５ＲＣでは積分値Ｖoは飽和しているとみなせる。したがって、Ｔ＜５ＲＣの時間であれば、積分電圧ＶoはＴの大きさに応じて変化すると考える。そこで測定したい最大距離をＤ_ｍａｘとすると、Ｄ_ｍａｘの距離を光が移動する時間はＤ_ｍａｘ／ｃであることから、この積分回路が飽和するまでの時間Ｔ＝５ＲＣがＤ_ｍａｘ／ｃよりも長くなるように設定する。すなわち、
５ＲＣ＞Ｄ_ｍａｘ／ｃ（ｃ：光速）・・・（４）
となるようにＲ、Ｃを設定すればよい。 For example, in the above equation (3), when T = 5 × RC, Vo = V × (1−exp (−5)) ≈V, and when T> 5RC, the integrated value Vo can be regarded as saturated. Therefore, if the time T <5RC, the integrated voltage Vo is considered to change according to the magnitude of T. Therefore the maximum distance to be measured When _{D _max,} since the time is _{D max} / c to move the light a distance _{D max,} than the time T = 5RC is _{D max} / c to the integrating circuit is saturated Set to be longer. That is,
5RC> D _max / c (c: speed of light) (4)
R and C may be set so that

積分電圧供給部６は、パルスレーダ装置の電源系統や、後述するＡＤ変換部の動作仕様に基づいて適切な電圧を積分回路７に供給する。 The integration voltage supply unit 6 supplies an appropriate voltage to the integration circuit 7 based on the power supply system of the pulse radar device and the operation specifications of the AD conversion unit described later.

ＡＤ変換部８は、積分回路７より出力される電圧値をデジタル信号に変換する。このＡＤ変換部における変換能力によって、本実施形態によるパルスレーダ装置の距離分解能が決定される。例えば、１０ビットのＡＤコンバータを用いた場合、パルスレーダ装置の測定範囲に対して、１０２４（２^１０）段階の距離分解能で物体までの距離の測定が可能である。 The AD converter 8 converts the voltage value output from the integrating circuit 7 into a digital signal. The distance resolution of the pulse radar device according to the present embodiment is determined by the conversion capability of the AD converter. For example, when a 10-bit AD converter is used, the distance to the object can be measured with a distance resolution of 1024 (2 ¹⁰ ) steps with respect to the measurement range of the pulse radar device.

距離算出部９は、ＡＤ変換部８でデジタル信号に変換された出力電圧値から、物体までの距離を算出する。算出方法としては、上記の式（３）より物体までのパルス往復時間Ｔを求め、Ｔと光速ｃより距離を算出する。また、ゲート信号生成回路５のところで述べたように、想定する検知範囲内に物体が存在しない場合、ゲート信号の長さは送信トリガ信号からリセット信号までの時間となる。この時間に相当する積分回路７での出力電圧を閾値として、ＡＤ変換部８より入力される電圧値が閾値電圧以上であれば物体は存在しないと判定する。 The distance calculation unit 9 calculates the distance to the object from the output voltage value converted into a digital signal by the AD conversion unit 8. As a calculation method, the pulse reciprocation time T to the object is obtained from the above equation (3), and the distance is calculated from T and the speed of light c. Further, as described in the gate signal generation circuit 5, when there is no object within the assumed detection range, the length of the gate signal is the time from the transmission trigger signal to the reset signal. With the output voltage of the integration circuit 7 corresponding to this time as a threshold value, if the voltage value input from the AD converter 8 is equal to or higher than the threshold voltage, it is determined that there is no object.

なお、ここでは距離算出部９はＡＤ変換部８でデジタル信号に変換された出力電圧値から、式（３）により物体までの距離を算出する様にしたが、図７に示す様に記憶部１０をさらに備え、距離演算部９に入力される電圧値とその電圧値に対する物体までの距離の対応表を記憶部１０に記憶しておき、その対応表に基づいて距離を算出してもよい。図７において、記憶部１０には、ＡＤ変換部８より距離演算部９に入力される電圧値とその電圧値に対する物体までの距離の対応表が、二次元マップ（電圧・距離マップ）として格納されている。また、ゲート信号生成回路５におけるリセット信号のタイミングに対する情報も含まれる。この電圧・距離マップは、パルスレーダ装置の使用状況に応じて外部より書き換えが可能な記憶媒体を用いて実現することができる。 Here, the distance calculation unit 9 calculates the distance to the object from the output voltage value converted into a digital signal by the AD conversion unit 8 according to the expression (3). However, as shown in FIG. 10, a correspondence table of voltage values input to the distance calculation unit 9 and distances to objects with respect to the voltage values may be stored in the storage unit 10, and the distance may be calculated based on the correspondence table. . In FIG. 7, the storage unit 10 stores a correspondence table of voltage values input from the AD conversion unit 8 to the distance calculation unit 9 and distances to objects with respect to the voltage values as a two-dimensional map (voltage / distance map). Has been. Information regarding the timing of the reset signal in the gate signal generation circuit 5 is also included. This voltage / distance map can be realized using a storage medium that can be rewritten from the outside in accordance with the usage status of the pulse radar device.

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるパルスレーダ装置の構成を図８に示す。実施の形態１の図１と異なるところは、検出範囲設定部１１と、遅延回路１２を備えている点である。それ以外の、同様の構成要素については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 8 shows the configuration of the pulse radar device according to the second embodiment of the present invention. The difference from FIG. 1 of the first embodiment is that a detection range setting unit 11 and a delay circuit 12 are provided. Other similar components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

検出範囲設定部１１は、パルスレーダ装置による物体の検出範囲を設定する。物体の検出範囲の設定方法としては、例えば、測定開始位置と最大測定距離を設定する方法が挙げられる。これらのパラメータの設定基準はレーダの使用環境や送信パルス信号の出力等を考慮して設定すればよい。 The detection range setting unit 11 sets an object detection range by the pulse radar device. As a method for setting an object detection range, for example, a method for setting a measurement start position and a maximum measurement distance can be mentioned. The setting criteria for these parameters may be set in consideration of the radar usage environment, the output of the transmission pulse signal, and the like.

遅延回路１２は、検出範囲設定部１１によって設定される物体の検出範囲に応じて、その遅延量の設定が可能な回路である。これには、一般的なプログラム可能な遅延素子や複数の遅延素子をセレクタ等で切り替える方法などがある。 The delay circuit 12 is a circuit capable of setting the delay amount according to the object detection range set by the detection range setting unit 11. This includes a general programmable delay element and a method of switching a plurality of delay elements with a selector or the like.

また、検出範囲が固定である場合は固定量の遅延素子を用いる方法も考えられる。図９に遅延回路１２によって送信トリガを遅延させ、遠方の物体のみを検出するように設定されたレーダシステムの例を示す。図９において、送信トリガ信号９１に対して近距離と遠方に存在する２つの物体からの反射波が検波信号９２、９３として検出されているが、遅延回路１２によって送信トリガ信号９１が遅延信号９４へと一定時間遅延させられている。そのため、ゲート信号生成回路５では近距離にある物体からの検波信号９２が無視され、遠方の物体から得られた検波信号９３と遅延信号９４からのみゲート信号９５が生成される。これにより、遠方の物体のみを効率的に検出することができる。また、このようなシステムを複数個並べ、それぞれのシステム内の遅延回路をそれぞれ遅延量の異なるものにすることで、距離の異なる複数の物体を同時に検出することが可能となる。 Further, when the detection range is fixed, a method using a fixed amount of delay element is also conceivable. FIG. 9 shows an example of a radar system in which the transmission trigger is delayed by the delay circuit 12 so that only a distant object is detected. In FIG. 9, reflected waves from two objects that are present at a short distance and a distance from the transmission trigger signal 91 are detected as detection signals 92 and 93, but the transmission trigger signal 91 is delayed by the delay circuit 12. Is delayed for a certain time. Therefore, the detection signal 92 from the object at a short distance is ignored in the gate signal generation circuit 5, and the gate signal 95 is generated only from the detection signal 93 and the delay signal 94 obtained from a distant object. Thereby, only a distant object can be detected efficiently. In addition, by arranging a plurality of such systems and making the delay circuits in each system have different delay amounts, it is possible to simultaneously detect a plurality of objects having different distances.

なお、図１０に示すように、ゲイン調整部１３と増幅器１４をさらに備える構成にしてもよい。図１０において、増幅器１４は受信アンテナ部３で受信した受信信号をゲイン調整部１３で設定される所定のレベルに増幅させる回路であり、一般的なゲイン可変アンプ等を用いればよい。これにより、遠方に存在し反射エネルギーの小さい物体など、受信電力の小さな反射波を確実に検出することが可能となる。ゲイン調整部１３は増幅器１４における増幅レベルを調整する。ゲイン調整値は距離算出部９で求めた物体までの距離に応じて設定することで、遠方の物体ほどゲインが大きくなり効率的な検出が可能となる。 In addition, as shown in FIG. 10, you may make it the structure further provided with the gain adjustment part 13 and the amplifier 14. FIG. In FIG. 10, an amplifier 14 is a circuit that amplifies the received signal received by the receiving antenna unit 3 to a predetermined level set by the gain adjusting unit 13, and a general gain variable amplifier or the like may be used. This makes it possible to reliably detect a reflected wave with a small received power, such as an object that exists far away and has a small reflected energy. The gain adjusting unit 13 adjusts the amplification level in the amplifier 14. By setting the gain adjustment value according to the distance to the object obtained by the distance calculation unit 9, the gain increases as the object is farther, and efficient detection becomes possible.

なお、ここでゲイン調整値は積分回路７で出力される積分電圧値に応じて設定してもかまわない。この積分回路７の出力値は、物体までの距離が大きくなるほど増加するため、同様に遠方の物体ほどゲインが大きくなり効率的な検出が可能となる。このとき、積分回路の出力レンジと増幅器のゲイン調整レンジが一致しない場合には抵抗分割など、一般的なレベル変換回路等を用いて実現すればよい。 Here, the gain adjustment value may be set according to the integrated voltage value output from the integrating circuit 7. Since the output value of the integration circuit 7 increases as the distance to the object increases, similarly, the gain increases as the object is farther, enabling efficient detection. At this time, when the output range of the integration circuit and the gain adjustment range of the amplifier do not match, it may be realized by using a general level conversion circuit such as resistance division.

本発明にかかるパルスレーダ装置は、簡易な構成で小型、高精度なパルスレーダ装置を実現することができるという効果を有し、移動体に搭載され周囲に存在する障害物を検出するレーダ装置等として有用である。 The pulse radar device according to the present invention has an effect that a small and high-accuracy pulse radar device can be realized with a simple configuration, and is a radar device that is mounted on a moving body and detects an obstacle existing around. Useful as.

本発明の実施の形態１にかかるパルスレーダ装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a pulse radar device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１にかかる検波回路の構成を示す図The figure which shows the structure of the detection circuit concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるゲート信号生成回路の構成を示す図The figure which shows the structure of the gate signal generation circuit concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるゲート信号生成回路の動作を示す波形図Waveform diagram showing the operation of the gate signal generation circuit according to the first exemplary embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態１にかかる積分回路の構成を示す図The figure which shows the structure of the integration circuit concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる積分回路の動作を示す波形図Waveform diagram showing the operation of the integrating circuit according to the first exemplary embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態１にかかるパルスレーダ装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a pulse radar device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態２にかかるパルスレーダ装置の構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a pulse radar device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態２にかかる検出範囲設定部および遅延回路の動作を示す波形図Waveform diagram showing the operation of the detection range setting unit and delay circuit according to the second exemplary embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態２にかかるパルスレーダ装置の構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a pulse radar device according to a second embodiment of the present invention. 従来のパルスレーダ装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional pulse radar device 一般的なパルスレーダ装置の動作原理を示す波形図Waveform diagram showing the principle of operation of a general pulse radar device

Explanation of symbols

１、５１送信トリガ発生回路
２、５２送信パルス生成部
３、５３アンテナ部
４、５４検波回路
５ゲート信号生成回路
６積分電圧供給部
７積分回路
８ＡＤ変換部
９距離算出部
１０記憶部
１１検出範囲設定部
１２遅延回路
１３ゲイン調整部
１４増幅器
２１ショットキバリアダイオード
２２電圧比較器
３１動作スイッチ
３２リセットスイッチ
５５信号処理部
６１、９１送信トリガ信号
６２送信パルス信号
９２近距離の物体からの検波信号
９３遠方の物体からの検波信号
９４送信トリガ信号９１を遅延させた遅延信号
９５ゲート信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 Transmission trigger generation circuit 2,52 Transmission pulse generation part 3,53 Antenna part 4,54 Detection circuit 5 Gate signal generation circuit 6 Integration voltage supply part 7 Integration circuit 8 AD conversion part 9 Distance calculation part 10 Storage part 11 Detection Range setting unit 12 Delay circuit 13 Gain adjusting unit 14 Amplifier 21 Schottky barrier diode 22 Voltage comparator 31 Operation switch 32 Reset switch 55 Signal processing unit 61, 91 Transmission trigger signal 62 Transmission pulse signal 92 Detection signal 93 from near object Detection signal from distant object 94 Delayed signal obtained by delaying transmission trigger signal 91 95 Gate signal

Claims

A pulse radar device mounted on a moving body and detecting an object existing around the moving body,
A transmission trigger generation circuit for generating a transmission trigger signal for each predetermined repetition period;
A transmission pulse generation unit that generates a transmission pulse signal that is pulse-modulated at a predetermined frequency using the transmission trigger signal generated by the transmission trigger generation circuit as a trigger;
An antenna unit for transmitting the transmission pulse signal generated by the transmission pulse generation unit and receiving a reflected wave reflected by the object;
A detection circuit for detecting a reflected wave received by the antenna unit;
A gate signal generation circuit that outputs a predetermined gate signal from the transmission trigger signal generated by the transmission trigger generation circuit to the arrival of the signal detected by the detection circuit;
An integration circuit for accumulating charges based on the gate signal generated by the gate signal generation circuit;
A pulse radar apparatus comprising: a distance calculation unit that calculates a distance to an object that has generated the reflected wave based on a voltage value of the integration circuit.

A storage unit storing a correspondence table between the voltage value of the integration circuit and the distance to the object;
The pulse radar device according to claim 1, wherein the distance calculation unit calculates a distance to an object based on the voltage value and a correspondence table stored in the storage unit.

A detection range setting unit for setting a detection range of the object;
A delay circuit for delaying a clock signal of the transmission trigger generation circuit and adjusting an output of the gate signal generation circuit so as to detect only an object existing within the detection range set by the detection range setting unit; The pulse radar device according to claim 1, wherein the pulse radar device is provided.

An amplifier having a variable amplification factor for amplifying a reception signal received by the antenna unit;
The pulse radar device according to claim 1, further comprising a gain adjustment unit that sets an amplification factor of the amplifier according to a distance to the object.