【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、目標物の方位を検出するレーダに関
する。
典型的な先行技術では、鋭いビーム幅を有する
アンテナを機械的構成によつて回転し、方位を検
出している。このような先行技術では、構成が複
雑であり、大形化し、自動車に搭載して使用する
のには適していない。
他の先行技術では、一対の各アンテナによつて
同一の目標物までの距離を測定し、これらのそれ
ぞれ求められた距離に基づいて目標物の方位を算
出している。このような先行技術では、各アンテ
ナと目標物との間の距離を高精度で測定する必要
があり、高度な信号処理技術が必要となる。
本発明の目的は、簡易に目標物の方位を検出す
ることができるレーダを提供することである。
第１図は、本発明の一実施例の原理を説明する
ための平面図である。一対の受信アンテナ１，２
は、参照符３，４でそれぞれ示される指向性を有
する。指向性３，４は相互に異なる。このような
受信アンテナ１，２は、たとえば自動車に搭載さ
れる。目標物５は、たとえば自動車などであり、
その有効反射面積は参照符６で示される。受信ア
ンテナ１，２の受信電力PR1，PR2は、第１式お
よび第２式でそれぞれ示される。ここでPtは受
信アンテナ１，２の位置から送信アンテナ７（後
述の第４図参照）によつて送信される送信電力で
あり、λは送信波長であり、Gt（θ）は、送信ア
ンテナ７のゲインであり、GR1（θ）は受信アン
テナ１の方位θに依存するゲインであり、GR2
（θ）は受信アンテナ２の方位（θ）に依存する
ゲインであり、σ（）は角度に依存する目標
物５の有効反射面積であり、Ｒは受信アンテナ
１，２と目標物５との間の距離であり、Ｌは電波
の伝搬および干渉による電力損失である。方位θ
は、受信アンテナ１，２の方向８が受信アンテナ
１，２と目標物５とを結ぶ直線９とのなす角度で
ある。角度は、目標物８の予め定めた方向１０
と直線９とのなす角度である。予め定めた方向１
０は、目標物５が自動車の場合、たとえばその自
動車の前後方向に一致する。
PR1＝Pt・λ2・Gt（θ）・GR1（θ）・σ（）
／（4π）3・R4・Ｌ…(1)
PR2＝Pt・λ2・Gt（θ）・GR2（θ）・σ（）
／（4π）3・R4・Ｌ…(2)
第１式および第２式から、第３式が得られる。
τ＝PR1／PR2＝GR1（θ）／GR2（θ） …(3)
第３式から、受信アンテナ１，２の受信電力の
比τは、求めるべき値θに依存することが判る。
この比τと方位θとの関係は、第２図に示される
とおりとなる。このことから、受信電力の比τを
算出することによつて、その比τに対応する方位
θを検出することができることが判る。
第３図は、受信アンテナ１，２および送信アン
テナ７に関連する構成を示すブロツク図であり、
第４図は受信アンテナ１，２および送信アンテナ
７の斜視図である。ガン発振器１１からのたとえ
ばマイクロ波程度の周波数を有する信号は、送信
アンテナ７から発射される。このガン発振器１１
からの信号はまた、方向性結合器１２，１３を介
してミキサ１４，１５に与えられる。受信アンテ
ナ１，２からの受信信号は、ミキサ１４，１５に
与えられてガン発振器１１からの信号と混合さ
れ、ホモダイン方式で処理され、これによつて得
られるビート信号は増幅回路１６，１７によつて
増幅され、コンパレータ１８，１９にそれぞれ与
えられてレベル弁別される。コンパレータ１８，
１９からの信号は、プログラムタイマ２０によつ
てサンプリングされ、マイクロコンピユータなど
の処理回路２１に与えられて処理される。処理回
路２１には、リードオンリメモリ２２およびラン
ダムアクセスメモリ２３が接続される。
増幅回路１６，１７からの信号はまた、包結線
検波回路２４，２５にそれぞれ与えられて検波さ
れ、マルチプレクサ２６を介して交互に切換えら
れてアナログデジタルコンバータ２７によつてデ
ジタル信号とされ、処理回路２１に入力される。
リードオンリメモリ２２には、第１表に示される
ように受信電力の比τと方位θとが対応してスト
アされている。
The present invention relates to a radar that detects the direction of a target. In typical prior art techniques, an antenna with a sharp beamwidth is rotated by a mechanical arrangement to detect orientation. Such prior art has a complicated structure and is large in size, making it unsuitable for use in an automobile. In other prior art techniques, distances to the same target object are measured using each of a pair of antennas, and the orientation of the target object is calculated based on the respective determined distances. In such prior art, it is necessary to measure the distance between each antenna and the target with high precision, and advanced signal processing techniques are required. An object of the present invention is to provide a radar that can easily detect the direction of a target. FIG. 1 is a plan view for explaining the principle of an embodiment of the present invention. A pair of receiving antennas 1 and 2
have directivities indicated by reference numerals 3 and 4, respectively. Directivity 3 and 4 are different from each other. Such receiving antennas 1 and 2 are mounted on, for example, an automobile. The target object 5 is, for example, a car,
Its effective reflection area is indicated by reference numeral 6. Reception powers PR1 and PR2 of reception antennas 1 and 2 are expressed by the first equation and the second equation, respectively. Here, Pt is the transmission power transmitted from the positions of the receiving antennas 1 and 2 by the transmitting antenna 7 (see Figure 4 below), λ is the transmission wavelength, and Gt (θ) is the transmitting power transmitted from the transmitting antenna 7 (see FIG. 4 below). , GR1 (θ) is the gain that depends on the direction θ of receiving antenna 1, and GR2
(θ) is the gain that depends on the orientation (θ) of the receiving antenna 2, σ() is the effective reflection area of the target 5 that depends on the angle, and R is the difference between the receiving antennas 1 and 2 and the target 5. and L is the power loss due to radio wave propagation and interference. Azimuth θ
is the angle between the direction 8 of the receiving antennas 1 and 2 and the straight line 9 connecting the receiving antennas 1 and 2 and the target object 5. The angle is a predetermined direction 10 of the target 8.
This is the angle between the line 9 and the straight line 9. Predetermined direction 1
If the target object 5 is a car, 0 corresponds to, for example, the front-rear direction of the car. PR1=Pt・λ 2・Gt(θ)・GR1(θ)・σ()
/(4π) 3・R4・L…(1) PR2=Pt・λ 2・Gt(θ)・GR2(θ)・σ()
/(4π) 3・R4・L…(2) From the first and second equations, the third equation is obtained. τ=PR1/PR2=GR1(θ)/GR2(θ) (3) From the third equation, it can be seen that the ratio τ of the received powers of the receiving antennas 1 and 2 depends on the value θ to be determined.
The relationship between this ratio τ and the orientation θ is as shown in FIG. From this, it can be seen that by calculating the received power ratio τ, it is possible to detect the orientation θ corresponding to the ratio τ. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration related to receiving antennas 1, 2 and transmitting antenna 7.
FIG. 4 is a perspective view of receiving antennas 1, 2 and transmitting antenna 7. A signal from the gun oscillator 11 having a frequency of, for example, a microwave is emitted from the transmitting antenna 7. This gun oscillator 11
The signals from are also provided to mixers 14 and 15 via directional couplers 12 and 13. The received signals from the receiving antennas 1 and 2 are given to mixers 14 and 15, mixed with the signal from the Gunn oscillator 11, and processed by the homodyne method, and the beat signals obtained thereby are sent to amplifier circuits 16 and 17. The signals are thus amplified and provided to comparators 18 and 19, respectively, for level discrimination. comparator 18,
The signal from 19 is sampled by a program timer 20 and given to a processing circuit 21 such as a microcomputer for processing. A read-only memory 22 and a random access memory 23 are connected to the processing circuit 21 . The signals from the amplifier circuits 16 and 17 are also applied to envelope detection circuits 24 and 25, respectively, where they are detected, switched alternately via a multiplexer 26, and converted into digital signals by an analog-to-digital converter 27. 21.
In the read-only memory 22, as shown in Table 1, the received power ratio τ and the orientation θ are stored in correspondence.
【表】
方位θを検出するに当つては、第５図に示され
るようにステツプn1からステツプn2に移り、ア
ナログデジタルコンバ−タ２７からのデジタル値
に対応した受信アンテナ１および２の受信電力
PR1およびPR2を読込む。次にステツプn3におい
て受信電力PR1，PR2の比τを計算する。そこで
ステツプn4に移り、受信電力の比τに対応する
方位θを、リードオンリメモリ２２に記億されて
いる第１表に基づいて探策し、これによつて方位
θを求める。処理回路２１には、デジタルアナロ
グコンバータ２８が接続されており、このデジタ
ルアナログコンバータ２８からはブレーキ装置を
制御するための制御信号が導出され、本件レーダ
を塔載した自動車が目標物５と衝突することなど
が防がれる。
第６図を参照して、本発明に従うレーダを搭載
した自動車３０が道路３１を走行しており、この
とき自動車３０の走行レーンから外れた対向車３
２による誤動作を防止することができる。自動車
３０では、対向車３２の方位θが検出される。自
動車３０の幅をＷとし、この自動車３０と対向車
３２との距離をＲとすれば、第４式が成立すると
き、自動車３０が衝突するおそれのないレーンに
ある対向車３２による誤動作を防止することがで
きる。
Rtanθ＜Ｗ／２ …(4)
第７図を参照して、道路３１を走行している自
動車３０が衝突するおそれのない建物３３による
誤動作を免れるためにもまた、第４式が成立すれ
ばよい。このようにして、本発明によれば、レー
ダを自動車に搭載し、目標物の方位を検出するこ
とができるようになつたので自動車の走行の安全
性を向上することができる。
本発明の他の実施例として、受信アンテナ１，
２からの信号はスーパヘテロダイン方式などで受
信されてもよい。本発明に従うレーダは、自動車
に塔載されて使用することができるだけでなく、
固定位置に設けられてもよく、その他の用途に関
連して広範囲に実施することができる。
以上のように本発明によれば、指向性が相互に
異なる一対のアンテナの受信電力の比を算出し、
その比に対応した方位を検出するようにしたの
で、簡易な構成によつてレーダを実現することが
できるようになる。[Table] When detecting the azimuth θ, the process moves from step n1 to step n2 as shown in FIG.
Read PR1 and PR2. Next, in step n3, the ratio τ of received powers PR1 and PR2 is calculated. Then, the process moves to step n4, and the direction .theta. corresponding to the received power ratio .tau. is searched based on Table 1 stored in the read-only memory 22, thereby determining the direction .theta. A digital-to-analog converter 28 is connected to the processing circuit 21, and a control signal for controlling the brake system is derived from the digital-to-analog converter 28, so that the vehicle equipped with the radar collides with the target object 5. This will prevent things like this. Referring to FIG. 6, an automobile 30 equipped with a radar according to the present invention is traveling on a road 31, and at this time an oncoming vehicle 3 deviates from the lane in which the automobile 30 is traveling.
2 can be prevented from malfunctioning. In the automobile 30, the direction θ of the oncoming vehicle 32 is detected. If the width of the car 30 is W, and the distance between this car 30 and the oncoming car 32 is R, then when the fourth equation holds, malfunctions caused by the oncoming car 32 in a lane where there is no risk of collision with the car 30 are prevented. can do. Rtanθ<W/2...(4) Referring to FIG. 7, in order to avoid malfunctions caused by the building 33, which is unlikely to collide with the car 30 traveling on the road 31, if the fourth equation holds, good. In this manner, according to the present invention, it is possible to mount a radar on a car and detect the direction of a target object, thereby improving the safety of driving the car. As another embodiment of the present invention, a receiving antenna 1,
The signal from No. 2 may be received using a superheterodyne method or the like. The radar according to the present invention can not only be used mounted on a car, but also
It may be provided in a fixed location and can be implemented in a wide range of other applications. As described above, according to the present invention, the ratio of received power of a pair of antennas having mutually different directivities is calculated,
Since the azimuth corresponding to the ratio is detected, a radar can be realized with a simple configuration.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明の一実施例の原理を説明するた
めの図、第２図は受信電力の比τと方位θとの関
係を示すグラフ、第３図は本発明の一実施例のブ
ロツク図、第４図は受信アンテナ１，２および送
信アンテナ７などを示す斜視図、第５図は第３図
に示された実施例の動作を説明するためのフロー
チヤート、第６図および第７図は本発明に従うレ
ーダの使用状態を示す平面図である。
１，２……受信アンテナ、５……目標物、７…
…送信アンテナ、１１……ガン発振器、１２，１
３……方向性結合器、１４，１５……ミキサ、１
６，１７……増幅回路、２１……処理回路、２２
……リードオンリメモリ、２３……ランダムアク
セスメモリ、２４，２５……包結線検波回路、２
６……マルチプレクサ、２７……アナログデジタ
ルコンバータ。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the received power ratio τ and the direction θ, and FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention. 4 is a perspective view showing the receiving antennas 1, 2 and the transmitting antenna 7, etc., FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 3, and FIGS. The figure is a plan view showing the state of use of the radar according to the present invention. 1, 2...Receiving antenna, 5...Target, 7...
...Transmission antenna, 11 ... Gunn oscillator, 12,1
3... Directional coupler, 14, 15... Mixer, 1
6, 17...Amplification circuit, 21...Processing circuit, 22
... Read only memory, 23 ... Random access memory, 24, 25 ... Envelope detection circuit, 2
6...Multiplexer, 27...Analog-digital converter.