JPH01223380A - 象限識別用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、擬似ランダムコードで変調された電波を用い
て目標からの反射波の検波信号を相関処理し、目標物の
存在象限の範囲を判定する精度を向上させた象限識別用
レーダ装置に関する。

〔従来技術、および発明が解決しようとする課題〕従来
、アクティブな目標検出装置として、単一の１０４１ラ
ンダムコード信号を用いて同一の送信および受信アンテ
ナで全方位の目標からの反射信号を相関処理し、目標の
接近に限り検出を行う目標検出レーダ装置が知られてい
る。これは目標までの距離が所定値以下になったことを
検出するものであるが、その場合目標の方向は検出でき
なかった。

また、目標方向の検出装置として、それぞれ２個の送信
用および受信用アンテナを設け、送信アンテナで２個以
上の擬似ランダム・コード信号の投射象限と、受信用ア
ンテナを高速に切換えた受信象限とで検出象限パターン
を合成し、相関処理を行い検出象限内の目標の微弱な反
射信号を検出し、目標の接近および目標方向情報を得る
方向識別レーダ装置がある。

これは目標が象限中央方向では明確に検出できるが隣接
した象限内の境界近傍では目標方向の象限判定が不明確
となる課題を有していた。

従来型の方向識別レーダ装置が第５図に示される。第５
図においてＲＦ発振器１５から出力される無線周波（Ｒ
Ｆ）出力は分配器１６を介して一対の変調器１７　、１
８に送られ、その夫々に擬似ランダム・コード発生器２
４　、２５から発生した擬似ランダム・コードで変調さ
れた後に送信アンテナ１１゜１２を介して外部に放射さ
れる。この外部に放射された電波は目標物体により反射
され一対の受信アンテナ１３　、１４より、マイクロ波
スイッチング回路１９に達する。この受信入力はクロッ
ク発生器２０のクロックとともにマイクロ波スイッチン
グ回路１９によりスイッチングを行い、そのスイッチン
グ出力はＲＦ発振器１５の出力とともに復調器２１に送
られ、ホモダイン検波され電力分配器２２において出力
が４分配される。この分配された信号はそれぞれ相関器
２６〜２９により擬似ランダム・コード発生器２４　、
２５から発生された擬似ランダム・コードと同一のコー
ドで相関をとる。相関器２６〜２９からの出力は低域フ
ィルタ３１〜３４を介して判定器３０に送信される。

判定器３０は２個の比較器３０１　、３０２と２個のス
イッチ３０３．３０４とで構成され前記の相関器２６゜
２７の出力は夫々フィルタ３１　、３２を介して比較器
３０１に入力して比較されてスイッチ３０３に出力し、
また相関器２８　、２９の出力は夫々フィルタ３３　、
３４を介して比較器３０２に入力して比較されてスイッ
チ３０４に出力する。前記クロック発生器２０からの出
力はスイッチ３０３　、３０４に入力され上記比較器３
０１　、３０２出力とともに入力されてスイッチ３０３
からは出力Ｘ、、Ｘ、をスイッチ３０４からは出力Ｘ、
、Ｘ、が得られる。このスイッチ３０４はクロック発生
器２０でつ（られるタイミング・パルス信号によって比
較器３０２の出力を出力端Ｘ、、Ｘ。

に、また、左右それぞれの受信アンテナ１３　、１４の
受信切換えと同期して切換えられ目標検出信号は左側の
受信アンテナ１３に接続されている時は出力端Ｘ３に、
受信アンテナ１４に接続されている時は出力端Ｘ４に現
われる。同様に比較器３０１の出力は左右受信アンテナ
１３　、１４に同期し、夫々出力端Ｘ、、Ｘ、に現われ
る。上記の左右受信アンテナ１３　、１４は上下受信ア
ンテナ１１　、１２との合成パターンにより第２図に示
すように４方向のビーム１〜４が構成される。したがっ
て、左右受信アンテナ１３　、１４の接続をマイクロ波
スイッチング回路で、また比較器３０１　、３０２出力
をスイッチ３０３゜３０４により同期させ切換えるとビ
ームｌの出力端はＸ、に、ビーム２はＸ４、ビーム３は
Ｘ１％ビーム４はＸ８に目標検出信号が現われることに
なる。

このように、従来装置においては目標物体の接近と目標
物体の存在方向を検出しようとする場合、目標が象限中
央方向では明確に検出できるが象限の境界近傍では目標
方向の象限判定が不明確となるという問題点を有してい
る。

本発明の目的は、象限識別機能をもつレーダ装置により
目標物体を検出するにあたり、目標が成る距離以内に接
近したことを検知するのみならず目標の存在象限の範囲
までも検知し、目標存在象限の範囲判定機能を向上せし
めることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、それぞれ２個の送信用および受信用ア
ンテナを有するアンテナ部、複数種の擬似ランダムコー
ドで変調したＲＦ電波を送受信するとともに、送信擬似
ランダムコード信号と受信擬似ランダムコード信号との
相関を検出した後に相関出力レベルの比較を行い、相関
出力をスイッチングする送受信機部、該送受信機部の出
力による合成パターン出力信号を用いて直流電圧信号を
形成し、その演算出力を用いて２値信号により目標の存
在する象限と範囲を判定する判定部、とを具備する象限
識別用レーダ装置、 が提供される。

（実施例〕 本発明の一実施例としての象限識別機能をもつレーダ装
置を第１図に示す。

送・受信アンテナ部１０は一対の送信アンテナＴ（上）
　１１ＳＴ　（下）１２と、一対の受信アンテナＲ（左
）１３、Ｒ（右）１４とより構成される。

送受信機部１００のＲＦ発振器１５の発振波は分配器１
６を介して一対の変調器１７　、１８に送信され、擬似
ランダムコード発生器２４　、２５からの信号により変
調されて被変調波は夫々送信アンテナＴ（上）１１　Ｔ
　（下）１２から放射される。

一方一対の受信アンテナＲ（左）１３、Ｒ（右）１４に
より捕捉された受信入力はクロック発生器１０１のクロ
ックとともにスイッチング回路１９に送られて左右受信
電波をスイッチングして復調器２１に送信される。この
復調入力はＲＦ発振器１５出力により復調されて電力分
配器２２に送られ、四分割されて各相関器２６　、２７
　、２８　、２９に送られる。各擬似ランダムコード発
生器２４　、２５からの信号と各相関器入力とは相関さ
れ、その相関出力信号は夫々低域フィルタ２６１　、２
７１　、２８１　、２９１を介して比較器３０１　、３
０２により相互に比較され、スイッチ部３０に送られる
。第１および第２のスイッチ３０３　、３０４はクロッ
ク発生器１０１のクロックにより（ｘ、　、　ｘｔ）　
（ｘ、　、　ｘ、）の間でスイッチング制御される。出
力端Ｘ、〜Ｘ４は左右受信アンテナ１３　、１４の接続
を切換えて第２図に示すように４方向のビーム１〜４の
目標、検出信号で送受信機部１００の出力信号となる。

この送受信機部は従来の方向識別装置と同様の装置とな
る。スイッチ３０３　、３０４からの出力信号は各ビー
ムの信号を増幅・ホールド部４０にて増幅およびホール
ド処理した後に、直流電圧信号Ｂｌ　、　８２　、　Ｂ
３　、　Ｂ４として演算部５０の演算８阻１〜嵐４に送
られ、各演算器には４個の入力が入力される。

第１図に示す本発明の装置において送・受信アンテナよ
り合成された受信レベルのパターンは第２図の如き逆正
接の形状で描かれる。本発明装置では演算部５０の各演
算８隘１〜１１ｈ４はユニバーサル三角関数発生器（例
えばアナログデバイス社製ＡＤ６３９型）であり次式に
より演算出力信号を算出する。

第２図に示すように目標が■象限の中央からθ角方向に
存在すると、目標からの反射電波はビーム１〜４で検出
され、直流電圧信号Ｂ１〜Ｂ４としてその夫々の受信レ
ベルで出力される。

各演算８随１〜Ｆ４１１４の演算出力信号は各象限の中
央を基準として左右両方向のθ角に相当する正、負極性
の直流電圧信号が出力される。

夫々の演算器出力信号レベルは判定器６１　、６２　。

６３　、６４で正負の基準電圧＋Ｖ０Ｆと−ｖ■ｖの間
にあるか否か比較されて、もしも正負の基準電圧内にあ
ればディジタル出力ｌが出力され、また正負の基準電圧
外、即ちＶ、＜−Ｖ□２またはＶ、＞＋Ｖ□、であれば
ディジタル出力０が出力される。上記のように■象限に
ついての演算器Ｖｓ（■）特性は検知範囲演算出力とし
て第３図に示される。この場合境界近くなると精度が低
下するのでカットすることにより精度の向上が図られる
。第３図は第２図の■象限のビーム出力に対応した演算
器出力を示し、同様にｘ、ｎ、ｍ象限についても特性図
を画くことができる。

ここで第２図および第３図かられかるように、＋Ｖ□、
および一■□、は±ｔａｎ−’４５°に相当する電圧と
しているので、目標が存在する象限の判定器出力のみが
１となり他の判定器出力は０となる。

例えば■象限に目標が存在すれば判定器６４の出力のみ
が１となる。

第１表 各象限についての判定器出力は第１表に示す如くなる。

第４図は、判定器出力のウィンドウ特性を示すものであ
り、図の■象限の場合を示す。この検知判定器出力は図
から明らかなように＋Ｖ　ＩＩ［Ｆと−Ｖ＊ｔｒの間の
みＨ（−１）を示し、＋Ｖ□、ニー■□、外はＬ（＝Ｏ
）となるようにしである。

このようなウィンドウ特性を示す比較器は一般に一対の
演算増幅器を用いて容易に構成される。

〔発明の効果〕

本発明の装置によれば、２個以上の擬似ランダムコード
信号の投射ビーム・パターンと、高速に切替えた受信ビ
ームパターンとによりビームパターンの合成を行い、相
関処理の後に各ビーム内の目標の微弱な反射信号を検知
し、各々の合成パターンについてそれぞれ信号判定を判
定器により行い、正確な検知範囲の判定をすることがで
きる。

また更に目標物体のある距離以内への接近および目標存
在の方向情報即ち４個の象限のどこに存在するかの象限
情報を得ることができる。

更に判定基準電圧値を変更することにより、目標方向の
検知範囲を可変にし、ある特定方向の範囲を任意に広め
たり挾めたりすることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての方向識別用レーダ装
置の構成図、 第２図は第１図の送受信アンテナにより合成されるパタ
ーンを示す図、 第３図は第１図の演算器出力の検知範囲を示す図、 第４図は第１図の判定器の検知判定出力波形図、第５図
は従来方式における目標物体の接近を検知するための目
標物体検知装置を示す図、である。 ｌＯ・・・送受信アンテナ部、 １１　、１２・・・送信アンテナ、 １３　、１４・・・受信アンテナ、 １５・・・ＲＦ発振器、　１６・・・分配器、１７　、
１８・・・変調器、 １９・・・スイッチング回路、 ２１・・・復調器、　　　２２・・・電力分配器、２４
　、２５・・・擬似ランダムコード発生器、２６　、２
７　、２８　、２９・・・相関器、２６１　、２７１　
、２８１　、２９１・・・低域フィルタ、３０１　、３
０２・・・比較器、３０・・・スイッチ部、４０・・・
増幅およびホールド部、 ５０・・・演算部、　　　６０・・・判定部、１００・
・・送受信機部、　１０１・・・クロック発生器。 第２ （３）合成受信パターン 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれ２個の送信用および受信用アンテナを有す
   るアンテナ部、 複数種の擬似ランダムコードで変調したＲＦ電波を送受
   信するとともに、送信擬似ランダムコード信号と受信擬
   似ランダムコード信号との相関を検出した後に相関出力
   レベルの比較を行う送受信機部、 該送受信機部の相関出力をスイッチングするスイッチ部
   、 該スイッチ部の出力による合成パターン出力信号を用い
   て直流電圧信号を形成し、その演算出力を用いて２値信
   号により目標の存在する象限と範囲を判定する判定部、 とを具備することを特徴とする象限識別用レーダ装置。 ２、逆正接関数を用いて目標の象限範囲の演算を行い判
   定器により目標の有無を判定することを特徴とする請求
   項１記載の象限識別用レーダ装置。 ３、逆正接関数を用いて目標の象限範囲の演算を行うた
   めに演算器各入力をＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４とし、演算
   器出力Ｖ＿Ｓ＿ I 、Ｖ＿Ｓ＿II、Ｖ＿Ｓ＿III、Ｖ＿Ｓ
   ＿IVを次式により算出し、 Ｖ＿Ｓ＿ I ＝ｔａｎ−１〔Ｂ２−Ｂ４／Ｂ１−Ｂ３〕
   Ｖ＿Ｓ＿II＝ｔａｎ−１〔Ｂ３−Ｂ１／Ｂ２−Ｂ４〕Ｖ
   ＿Ｓ＿III＝ｔａｎ−１〔Ｂ４−Ｂ２／Ｂ３−Ｂ１〕Ｖ
   ＿Ｓ＿IV＝ｔａｎ−１〔Ｂ１−Ｂ３／Ｂ４−Ｂ２］更に
   各象限に対応する判定器において目標が存在する象限と
   不存在の象限とを２進数により弁別することを特徴とす
   る請求項１記載の象限識別用レーダ装置。