雷達裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave:調(diào)頻連續(xù)波)方式的雷達裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]FMCff方式的雷達裝置是一邊在預先決定的掃描時間內(nèi)以預先決定的頻率進行掃描一邊對測定對象(被測定物體)發(fā)送電波來測定到達被測定物體的距離的裝置。
[0003]FMCW方式的雷達裝置在其測定原理中具有電波的速度左右測定的精度的性質(zhì)。通常電波的速度受到傳播空間的相對介電常數(shù)的影響。這是因為:若相對介電常數(shù)不同，則該電波傳播空間內(nèi)的電波的速度不同。因此，為了提高測定精度，只要事先高精度地測定到達被測定物體為止的電波傳播空間中的相對介電常數(shù)即可。由于相對介電常數(shù)因電波傳播空間中的成分或溫度等的不同而不同，所以只要每次測定到被測定物體為止的距離時都事先測量相對介電常數(shù)即可。但是，若在每次測定時都測量相對介電常數(shù)，則測定效率降低。另夕卜，即使高精度地測量相對介電常數(shù)，但由于電波傳播空間的狀態(tài)時刻變化，所以相對介電常數(shù)也易于變動。于是，已知有只要在預先預測的相對介電常數(shù)的變動范圍內(nèi)就能夠在測定誤差的允許范圍內(nèi)進行測定的FMCW方式的液面測定系統(tǒng)(例如，參照專利文獻I)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利第4695394號說明書
[0007]在FMCW方式的雷達裝置的發(fā)送系統(tǒng)中使用壓控振蕩器(以下，稱為“VCO”)。VCO輸出與所輸入的電壓值(控制電壓值)對應(yīng)的頻率的信號。理想的情況為，即使環(huán)境變化，VCO的輸入電壓值(控制電壓值)與輸出信號的頻率(振蕩頻率)的相關(guān)關(guān)系也恒定。但是，因受到使VCO動作的溫度環(huán)境等的影響，有時上述的相關(guān)關(guān)系發(fā)生變動。
[0008]FMCff雷達方式是基于發(fā)送波的頻率和來自被測定物體的反射波的頻率測定距離的，因此高精度地維持發(fā)送的頻率極其重要。因此，若VCO的振蕩頻率與控制電壓值之間的相關(guān)關(guān)系(F-V特性)紊亂則成為測定精度降低的原因。
[0009]作為恒定地維持VCO的F-V特性的方法，已知有在多個溫度環(huán)境下使雷達裝置動作，一邊按照時間序列使向VCO的輸入電壓(控制電壓)變化，一邊實際測量VCO的振蕩頻率，從而獲取表示頻率對控制電壓的數(shù)據(jù)(頻率對電壓數(shù)據(jù))的方法。在該方法中，事先將在多個溫度環(huán)境下進行實際測量的結(jié)果數(shù)據(jù)化。該數(shù)據(jù)(頻率對控制電壓數(shù)據(jù))稱為F-V數(shù)據(jù)。通過在雷達裝置中導入在多個溫度環(huán)境下獲取的F-V數(shù)據(jù)，來在能夠使該雷達裝置動作的多個溫度環(huán)境下，適當?shù)乩米罴训腇-V特性。這樣的實際測量工作增加了制造時的工作工時，且關(guān)系到制造成本的增加。
[0010]另外，VCO中的上述的相關(guān)關(guān)系有時也發(fā)生經(jīng)年變化。這樣，即使準備了多個溫度環(huán)境下的數(shù)據(jù)，在運用中，其溫度環(huán)境下的F-V特性的線性也可能紊亂。期望在這樣的情況下，也能夠立刻校正F-V特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠從多個觀點對受溫度環(huán)境的變化或經(jīng)年變化影響的VCO的F-V特性進行自動校正且能夠持續(xù)維持測定的精度的雷達裝置。
[0012]本發(fā)明涉及雷達裝置，其特征在于，具有:壓控振蕩器，其在與所輸入的電壓值對應(yīng)的振蕩頻率下輸出信號；存儲部，其存儲所述振蕩頻率和表示所述電壓值的電壓數(shù)據(jù)；控制部，其從所述存儲部依次讀取所述電壓數(shù)據(jù)；數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，將所讀取的所述電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述電壓值并輸入至所述壓控振蕩器；第一數(shù)據(jù)處理部，其對所述壓控振蕩器中的所述電壓值與所述振蕩頻率的相關(guān)關(guān)系進行校正；第二數(shù)據(jù)處理部，其對所述數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器中的輸入與輸出的相關(guān)關(guān)系進行校正；和電壓數(shù)據(jù)組生成部，其根據(jù)校正后的電壓數(shù)據(jù)組生成V-T數(shù)據(jù)。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠從多個觀點對受溫度環(huán)境的變化或經(jīng)年變化影響的VCO的線性進行修正，自動且持續(xù)地維持能夠進行高精度測定的狀態(tài)。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明的雷達裝置的實施方式的功能框圖。
[0016]圖2是表示上述雷達裝置在校正模式下動作的功能的功能框圖。
[0017]圖3的(a)是表示在上述雷達裝置的存儲部中存儲的F-V數(shù)據(jù)的例子的圖，圖3的(b)是表示V-T數(shù)據(jù)的例子的圖。
[0018]圖4是表示在上述雷達裝置中執(zhí)行的校正模式的處理的流程的例子的流程圖。
[0019]圖5是表示在上述雷達裝置中執(zhí)行的動作模式切換處理的流程的例子的流程圖。
[0020]圖6是表示基于FMCW方式的頻率掃描的例子的坐標圖。
[0021]圖7是表示基于FMCW方式的頻率掃描的測定距離原理的坐標圖。
[0022]圖8是表示上述雷達裝置所具有的控制電壓調(diào)整部的詳細的例子的功能框圖。
[0023]圖9是表示上述雷達裝置所具有的控制電壓調(diào)整部的詳細的另一個例子的功能框圖。
【具體實施方式】
[0024]籲第一實施方式(結(jié)構(gòu))
[0025]以下，參照附圖對本發(fā)明的雷達裝置的實施方式進行說明。如圖1所示，本實施方式的雷達裝置I具有作為控制部的CPUl1、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(以下稱為“DAC12”)、壓控振蕩器即VC013、結(jié)合電路即HYB14、天線16、混頻器17、AGC (自動增益控制器)18、接收用ADC (模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器)19、相關(guān)關(guān)系校正部20。
[0026]CPUll是控制雷達裝置I的動作的處理器。通過在CPUll中執(zhí)行的程序模塊來進行雷達裝置I的規(guī)定的處理動作。后面說明這些程序模塊。
[0027]在CPUll所具有的作為存儲部的存儲器90中除了程序模塊以外還存儲有V-T數(shù)據(jù)和F-V數(shù)據(jù)。
[0028]V-T數(shù)據(jù)是用于使VC013輸出由規(guī)定的頻率范圍構(gòu)成的掃描頻率的信號的數(shù)據(jù)。在V-T數(shù)據(jù)中包括有與用于使VC013以規(guī)定的頻率振蕩的控制電壓有關(guān)的數(shù)據(jù)。F-V數(shù)據(jù)是為了生成V-T數(shù)據(jù)所包含的與控制電壓有關(guān)的數(shù)據(jù)而使用的數(shù)據(jù)，且是由將控制電壓和振蕩頻率建立關(guān)聯(lián)的2維的隊列結(jié)構(gòu)構(gòu)成的數(shù)據(jù)。后面描述V-T數(shù)據(jù)和F-V數(shù)據(jù)的詳細結(jié)構(gòu)。
[0029]雷達裝置I具有“測定模式”和“校正模式”2個動作模式，能夠在適宜的時機使這多個動作模式切換進行動作。在雷達裝置I以測定模式進行動作時，CPUll基于規(guī)定的時間控制來讀取預先存儲在存儲器90中的V-T數(shù)據(jù)。該V-T數(shù)據(jù)是基于FMCW方式的掃描頻率的V-T特性的電壓數(shù)據(jù)(Vd)。該電壓數(shù)據(jù)(Vd)基于規(guī)定的動作定時控制而被讀取，并被輸入至DAC12而轉(zhuǎn)換為模擬的電壓值Va (控制電壓)。當將該控制電壓輸入VC013時，VC013以與電壓值Va對應(yīng)的頻率振蕩并輸出信號。
[0030]存儲在存儲器90中的電壓數(shù)據(jù)(Vd)構(gòu)成為，基于上述那樣的V-T特性使輸入至VCO13的控制電壓發(fā)生變化。因此，根據(jù)與該V-T特性對應(yīng)的頻率，從VC013輸出按照時間序列不間斷地輸出頻率變化的連續(xù)波。該連續(xù)波經(jīng)由天線16轉(zhuǎn)換為電波，向被測定物體發(fā)送。被測定物體所反射的電波經(jīng)由天線16被接收。此后，通過算出發(fā)送波的頻率與接收波的頻率之差，來測定距被測定物體的距離。此外，后面詳細說明將測定模式與校正模式進行切換的動作模式變更處理和測定模式下的雷達裝置I的測定處理。
[0031]雷達裝置I在以校正模式進行動作時，在相關(guān)關(guān)系校正部20中執(zhí)行VC013的F-V數(shù)據(jù)的生成處理。另外，利用在相關(guān)關(guān)系校正部20中生成的F-V數(shù)據(jù)，執(zhí)行生成V-T數(shù)據(jù)的處理。這些處理進一步包括多個處理。首先，在生成F-V數(shù)據(jù)的處理中，執(zhí)行如下的處理:獲取將用于使VC013以預先決定的頻率振蕩的控制電壓值數(shù)據(jù)化后的控制電壓數(shù)據(jù)(Vd)。另外，執(zhí)行如下的處理:在控制電壓數(shù)據(jù)(Vd)經(jīng)由DAC12轉(zhuǎn)換為模擬電壓(Va)后，重新作為電壓數(shù)據(jù)(Vd’)輸出，對Vd與Vd’進行比較。進一步，執(zhí)行如下的處理:以使Vd’變?yōu)榕cVd同等的值的方式調(diào)整Vd，使用被調(diào)整后的Vd來對F-V數(shù)據(jù)用的數(shù)據(jù)進行校正。在生成V-T數(shù)據(jù)的處理中，執(zhí)行如下的處理:利用被校正后的F-V數(shù)據(jù)，生成掃描頻率所需的頻率對控制電壓數(shù)據(jù)。還執(zhí)行如下的處理:基于生成的頻率對控制電壓數(shù)據(jù)，來生成V-T數(shù)據(jù)。
[0032]通過這些一系列的處理，即使VC013中的控制電壓與振蕩頻率的相關(guān)關(guān)系因經(jīng)年變化而紊亂，也能夠自動向正確的相關(guān)關(guān)系進行校正。即，以恒定的狀態(tài)維持VCO的輸入與輸出的相關(guān)關(guān)系。另外，還校正DAC12的輸入與輸出的相關(guān)關(guān)系。在測定模式下，利用在校正模式下進行了上述校正后的電壓數(shù)據(jù)，執(zhí)行測定處理。
[0033]?校正模式(結(jié)構(gòu))