JPH08262133A - 時分割型レーダシステム - Google Patents
時分割型レーダシステムInfo
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- JPH08262133A JPH08262133A JP8124100A JP12410096A JPH08262133A JP H08262133 A JPH08262133 A JP H08262133A JP 8124100 A JP8124100 A JP 8124100A JP 12410096 A JP12410096 A JP 12410096A JP H08262133 A JPH08262133 A JP H08262133A
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- antenna
- wave
- received
- unit
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Abstract
(57)【要約】
〔課題〕限られたビーム放射手段の設置台数のもとで高
い検出精度と広い方位検出範囲を有するレーダシステム
を提供する。〔解決手段〕ほぼ同一の放射パターンのビ
ームを空間的にかつ部分的に重ね合わせながら放射し該
ビームの反射波を受信するように配置された複数のビー
ム送受信手段(10a〜10d)と、周波数が変化しかつほぼ一
定レベルのFM信号を発生するFM信号発生部(20)と、
このFM信号発生部が発生したFM信号を前記各ビーム
送受信手段に異なるタイミングで分配し放射させる送信
部(30)と、各ビーム送受信手段(10a〜10d)で受信された
受信反射波のレベルを、ビームの放射と受信のそれぞれ
に係わったビーム送受信手段の対に関して弁別可能な状
態で発生する受信部(40)と、この受信部(40)が発生した
レベル検出用信号と、各ビーム送受信手段(10a〜10d)の
配置とに基づき前記反射波を生じさせた物体の方位を検
出する方位検出手段(50)とを備える。
い検出精度と広い方位検出範囲を有するレーダシステム
を提供する。〔解決手段〕ほぼ同一の放射パターンのビ
ームを空間的にかつ部分的に重ね合わせながら放射し該
ビームの反射波を受信するように配置された複数のビー
ム送受信手段(10a〜10d)と、周波数が変化しかつほぼ一
定レベルのFM信号を発生するFM信号発生部(20)と、
このFM信号発生部が発生したFM信号を前記各ビーム
送受信手段に異なるタイミングで分配し放射させる送信
部(30)と、各ビーム送受信手段(10a〜10d)で受信された
受信反射波のレベルを、ビームの放射と受信のそれぞれ
に係わったビーム送受信手段の対に関して弁別可能な状
態で発生する受信部(40)と、この受信部(40)が発生した
レベル検出用信号と、各ビーム送受信手段(10a〜10d)の
配置とに基づき前記反射波を生じさせた物体の方位を検
出する方位検出手段(50)とを備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車載用ミリ波レーダー
システムなどとして利用される時分割型レーダシステム
に関するものである。
システムなどとして利用される時分割型レーダシステム
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】乗用車などの車両に搭載され追突や衝突
防止用警報装置などに利用される車載用レーダーシステ
ムのうち電波を利用するものとしては、パルスを送受信
するパルスレーダの形態と、FM波を送受信するFMレ
ーダの形態とが考えられる。本発明者は、車載用のレー
ダシステムでは数十cm程度の至近距離をも検出する必
要がある点を考慮し、パルスレーダーの形式よりもFM
レーダーの形式が適するものと考える。このFMレーダ
システムでは、周波数が時間と共に変化する、好のまし
くは時間と共に直線的に変化するFM波が発生される。
発生されたFM波は電力分割器で等分され、一方が送信
波としてアンテナから放射され、他方が局発信号として
混合回路の局発信号入力端子に供給される。標的で生じ
た反射波がアンテナで受信され、この受信反射波が混合
回路の受信信号入力端子に供給され、局発信号と混合さ
れてビート信号を発生する。このビート信号の周波数を
検出することにより、混合回路の各入力端子に供給され
る局発信号と受信信号との時間差、すなわち、アンテナ
と標的との間をFM波が伝播するのに要した時間、従っ
てアンテナと物体との距離が検出される。
防止用警報装置などに利用される車載用レーダーシステ
ムのうち電波を利用するものとしては、パルスを送受信
するパルスレーダの形態と、FM波を送受信するFMレ
ーダの形態とが考えられる。本発明者は、車載用のレー
ダシステムでは数十cm程度の至近距離をも検出する必
要がある点を考慮し、パルスレーダーの形式よりもFM
レーダーの形式が適するものと考える。このFMレーダ
システムでは、周波数が時間と共に変化する、好のまし
くは時間と共に直線的に変化するFM波が発生される。
発生されたFM波は電力分割器で等分され、一方が送信
波としてアンテナから放射され、他方が局発信号として
混合回路の局発信号入力端子に供給される。標的で生じ
た反射波がアンテナで受信され、この受信反射波が混合
回路の受信信号入力端子に供給され、局発信号と混合さ
れてビート信号を発生する。このビート信号の周波数を
検出することにより、混合回路の各入力端子に供給され
る局発信号と受信信号との時間差、すなわち、アンテナ
と標的との間をFM波が伝播するのに要した時間、従っ
てアンテナと物体との距離が検出される。
【0003】このような車載用のFMレーダシステムで
は先行車両や対向車両などの標的までの最遠測距範囲は
数百m程度の比較的短距離に限られる点を考慮すると、
本発明者は、放射電波が必要以上に遠方まで伝播した
り、既存のマイクロ波帯の通信設備に干渉したりするこ
とを回避するうえで、60GHz程度の伝播減衰量の大
きなミリ波帯の電波が適するものと考える。
は先行車両や対向車両などの標的までの最遠測距範囲は
数百m程度の比較的短距離に限られる点を考慮すると、
本発明者は、放射電波が必要以上に遠方まで伝播した
り、既存のマイクロ波帯の通信設備に干渉したりするこ
とを回避するうえで、60GHz程度の伝播減衰量の大
きなミリ波帯の電波が適するものと考える。
【0004】上記FMレーダシステムでは、標的との距
離だけでなく車両からみた標的の方位を検出するため
に、複数系統の送受信系が設置される。すなわち、ほぼ
同一の放射パターンのビームを放射する複数個のアンテ
ナをそれぞれの放射ビームの一部が重なり合うように適
宜な角度だけずらして配置し、各アンテナから同一のレ
ベルのFM波を放射し各アンテナで受信した反射波のレ
ベルの比率を検出することにより、標的の方位を検出す
るように構成されている。各送受信系の相互干渉を避け
るうえで、それぞれに異なる周波数のFM波を割当てる
周波数分割方式と、同一の周波数のFM波を異なるタイ
ミングでそれぞれに割当てる時分割方式とが考えられ
る。本発明者は、周波数の有効利用の点で、後者の時分
割方式が好適と考える。
離だけでなく車両からみた標的の方位を検出するため
に、複数系統の送受信系が設置される。すなわち、ほぼ
同一の放射パターンのビームを放射する複数個のアンテ
ナをそれぞれの放射ビームの一部が重なり合うように適
宜な角度だけずらして配置し、各アンテナから同一のレ
ベルのFM波を放射し各アンテナで受信した反射波のレ
ベルの比率を検出することにより、標的の方位を検出す
るように構成されている。各送受信系の相互干渉を避け
るうえで、それぞれに異なる周波数のFM波を割当てる
周波数分割方式と、同一の周波数のFM波を異なるタイ
ミングでそれぞれに割当てる時分割方式とが考えられ
る。本発明者は、周波数の有効利用の点で、後者の時分
割方式が好適と考える。
【0005】さらに、各送受信系についは、送信専用の
アンテナと受信専用のアンテナとを個別に設置し、送信
系と受信系を完全に分離して構成する送受分離形式と、
送受兼用アンテナを1個だけ設置し、このアンテナとの
間にサーキュレータを設置することにより送信系と受信
系を途中から分離する送受兼用形式が考えられる。本発
明者は、標的の方位を検出するために複数個のアンテナ
が必要になるレーダシステムについては、アンテナの個
数を低減してシステム全体の小型化と低コスト化を図る
うえで、送受兼用形式が適するものと考える。上述した
送受兼用アンテナを用いたミリ波帯の時分割型FMレー
ダシステムが本出願人の先願に係わる特願平2ー303
810号、特願平3ー42979号などに開示されてい
る。
アンテナと受信専用のアンテナとを個別に設置し、送信
系と受信系を完全に分離して構成する送受分離形式と、
送受兼用アンテナを1個だけ設置し、このアンテナとの
間にサーキュレータを設置することにより送信系と受信
系を途中から分離する送受兼用形式が考えられる。本発
明者は、標的の方位を検出するために複数個のアンテナ
が必要になるレーダシステムについては、アンテナの個
数を低減してシステム全体の小型化と低コスト化を図る
うえで、送受兼用形式が適するものと考える。上述した
送受兼用アンテナを用いたミリ波帯の時分割型FMレー
ダシステムが本出願人の先願に係わる特願平2ー303
810号、特願平3ー42979号などに開示されてい
る。
【0006】
【発明が解決しよとうする課題】上述したFMレーダシ
ステムにおいて、標的の方位を広い角度範囲にわたって
高精度で検出しようとすると、多数のアンテナと送受信
回路が必要になり、システムの規模とコストが増大する
という問題がある。
ステムにおいて、標的の方位を広い角度範囲にわたって
高精度で検出しようとすると、多数のアンテナと送受信
回路が必要になり、システムの規模とコストが増大する
という問題がある。
【0007】すなわち、図4に例示するように、同一放
射パターン(指向性)のビームBa,Bb,Bc,Bd
を放射する4個の送受共用アンテナA,B,C,Dを、
隣接するものどうしの放射ビームを部分的に重ね合わせ
るように角度を少しずつずらしながら設置したFMレー
ダシステムを想定する。丸印で例示するような大きさの
標的が丸印で例示するような位置に存在するものとすれ
ば、送受共用アンテナBから放射されたのち標的で反射
されてこの送受共用Bに受信される受信反射波のレベル
Lbが最大となり、送受共用アンテナAから放射されこ
の送受共用アンテナAに受信される受信反射波のレベル
Laが次に大きなものとなる。更に、送受共用アンテナ
Cから放射されこれに受信される受信反射波のレベルL
cと、送受共用アンテナDから放射されこれに受信され
る受信反射波のレベルLdは共にゼロになる。この場合
LaとLbの比から標的の方位が検出される。
射パターン(指向性)のビームBa,Bb,Bc,Bd
を放射する4個の送受共用アンテナA,B,C,Dを、
隣接するものどうしの放射ビームを部分的に重ね合わせ
るように角度を少しずつずらしながら設置したFMレー
ダシステムを想定する。丸印で例示するような大きさの
標的が丸印で例示するような位置に存在するものとすれ
ば、送受共用アンテナBから放射されたのち標的で反射
されてこの送受共用Bに受信される受信反射波のレベル
Lbが最大となり、送受共用アンテナAから放射されこ
の送受共用アンテナAに受信される受信反射波のレベル
Laが次に大きなものとなる。更に、送受共用アンテナ
Cから放射されこれに受信される受信反射波のレベルL
cと、送受共用アンテナDから放射されこれに受信され
る受信反射波のレベルLdは共にゼロになる。この場合
LaとLbの比から標的の方位が検出される。
【0008】方位の検出精度を高めるためには、ゼロで
ない受信反射波のレベルがなるべく多数存在することが
望ましい。これは、ビーム間の角度(δθ)を減少させ
ることにより実現できる。すなわち、図4の場合、ビー
ム間の角度を多少減少させると受信反射波のレベルLc
もゼロでなくなり、この場合、適宜な方位角を基準とす
る各ビームの方位角(θa,θb,θc)を対応の受信
反射波のレベルLa,Lb,Lcで重み付けしながら平
均化した角度Θ=(La・θa+Lb・θb+Lc・θ
c)/(La+Lb+Lc)が標的の方位として一層高
精度で検出可能となる。しかしながら、検出精度を高め
るようとしてビーム間の角度(δθ)を狭めると、4本
のビームBa〜Bdによって検出可能な角度範囲も狭く
なるという問題がある。従って、検出精度と検出可能な
角度範囲の双方を増加させようとすると更に多数のアン
テナを設置することが必要になり、システム全体の規模
とコストの増大を招くという問題がある。
ない受信反射波のレベルがなるべく多数存在することが
望ましい。これは、ビーム間の角度(δθ)を減少させ
ることにより実現できる。すなわち、図4の場合、ビー
ム間の角度を多少減少させると受信反射波のレベルLc
もゼロでなくなり、この場合、適宜な方位角を基準とす
る各ビームの方位角(θa,θb,θc)を対応の受信
反射波のレベルLa,Lb,Lcで重み付けしながら平
均化した角度Θ=(La・θa+Lb・θb+Lc・θ
c)/(La+Lb+Lc)が標的の方位として一層高
精度で検出可能となる。しかしながら、検出精度を高め
るようとしてビーム間の角度(δθ)を狭めると、4本
のビームBa〜Bdによって検出可能な角度範囲も狭く
なるという問題がある。従って、検出精度と検出可能な
角度範囲の双方を増加させようとすると更に多数のアン
テナを設置することが必要になり、システム全体の規模
とコストの増大を招くという問題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の時分割型レーダ
システムによれば、ほぼ同一の放射パターンのビームを
空間的にかつ部分的に重ね合わせながら放射し該ビーム
の反射波を受信するように配置された複数のビーム送受
信手段と、周波数が変化しかつほぼ一定レベルのFM信
号を発生するFM信号発生部と、このFM信号発生部が
発生したFM信号を前記各ビーム送受信手段に異なるタ
イミングで分配し放射させる送信部と、前記各ビーム送
受信手段で受信された受信反射波のレベルを、ビームの
放射と受信のそれぞれに係わったビーム送受信手段の対
に関して弁別可能な状態で、すなわち、どのアンテナか
ら放射されどのアンテナで受信された受信反射波のレベ
ルであるかを弁別可能な状態で発生する受信部と、この
受信部が発生したレベル検出用信号と、前記各ビーム送
受信手段の配置とに基づき前記反射波を生じさせた物体
の方位を検出する方位検出手段とを備えている。
システムによれば、ほぼ同一の放射パターンのビームを
空間的にかつ部分的に重ね合わせながら放射し該ビーム
の反射波を受信するように配置された複数のビーム送受
信手段と、周波数が変化しかつほぼ一定レベルのFM信
号を発生するFM信号発生部と、このFM信号発生部が
発生したFM信号を前記各ビーム送受信手段に異なるタ
イミングで分配し放射させる送信部と、前記各ビーム送
受信手段で受信された受信反射波のレベルを、ビームの
放射と受信のそれぞれに係わったビーム送受信手段の対
に関して弁別可能な状態で、すなわち、どのアンテナか
ら放射されどのアンテナで受信された受信反射波のレベ
ルであるかを弁別可能な状態で発生する受信部と、この
受信部が発生したレベル検出用信号と、前記各ビーム送
受信手段の配置とに基づき前記反射波を生じさせた物体
の方位を検出する方位検出手段とを備えている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の時分割型レーダシステム
では、ほぼ同一の放射パターンのビームを部分的に重ね
合わせながら放射するように配置された複数のアンテナ
から、ほぼ一定レベルのFM信号が異なるタイミングで
放射される。例えば、図4のように、4個のアンテナA
〜Dからほぼ同一の放射パターンとほぼ同一のレベルと
を有するビームBa〜Bdが一部を重ね合わせながら放
射される。受信部は、各アンテナA〜Dから放射された
のち物体で反射され各アンテナA〜Dで受信された受信
反射波のレベルを検出するための受信レベル検出用信号
をどのアンテナから放射されどのアンテナで受信された
ものであるかを弁別可能な状態で発生する。
では、ほぼ同一の放射パターンのビームを部分的に重ね
合わせながら放射するように配置された複数のアンテナ
から、ほぼ一定レベルのFM信号が異なるタイミングで
放射される。例えば、図4のように、4個のアンテナA
〜Dからほぼ同一の放射パターンとほぼ同一のレベルと
を有するビームBa〜Bdが一部を重ね合わせながら放
射される。受信部は、各アンテナA〜Dから放射された
のち物体で反射され各アンテナA〜Dで受信された受信
反射波のレベルを検出するための受信レベル検出用信号
をどのアンテナから放射されどのアンテナで受信された
ものであるかを弁別可能な状態で発生する。
【0011】図4の場合の一例として、上記受信部は、
アンテナAから放射されてアンテナAに受信された受信
反射波のレベルLaaを検出するための受信レベル検出
信号と、アンテナAから放射されて隣接のアンテナBに
受信された受信反射波のレベルLabを検出するための
受信レベル検出信号と、アンテナBから放射されてアン
テナBに受信された受信反射波のレベルLbbを検出す
るための受信レベル検出信号などを発生する。ここで、
アンテナAから放射され隣接のアンテナBに受信された
受信反射波のレベルLabは、図4を参照すると、ビー
ムBaとBbとの重なり部分(ハッチングを付して示
す)と同一の仮想的なビームBabがアンテナAとBの
中間に配置した仮想的なアンテナから放射され、その標
的による反射波がこの仮想的なアンテナに受信されたと
想定した場合の受信反射波のレベルと等しくなる。
アンテナAから放射されてアンテナAに受信された受信
反射波のレベルLaaを検出するための受信レベル検出
信号と、アンテナAから放射されて隣接のアンテナBに
受信された受信反射波のレベルLabを検出するための
受信レベル検出信号と、アンテナBから放射されてアン
テナBに受信された受信反射波のレベルLbbを検出す
るための受信レベル検出信号などを発生する。ここで、
アンテナAから放射され隣接のアンテナBに受信された
受信反射波のレベルLabは、図4を参照すると、ビー
ムBaとBbとの重なり部分(ハッチングを付して示
す)と同一の仮想的なビームBabがアンテナAとBの
中間に配置した仮想的なアンテナから放射され、その標
的による反射波がこの仮想的なアンテナに受信されたと
想定した場合の受信反射波のレベルと等しくなる。
【0012】このように、アンテナAから放射された電
波をアンテナBで受信することにより隣接するアンテナ
AとBとの間に仮想的なアンテナを1個追加したと同様
の効果が奏される。同様に、アンテナBから放射された
電波をアンテナCで受信することにより隣接するアンテ
ナBとCとの間にビームBbcを放射しその反射波を受
信する仮想的なアンテナを1個追加したと同様の効果が
奏され、アンテナCから放射された電波をアンテナDで
受信することにより隣接するアンテナCとDとの間にビ
ームBcdを放射しその反射波を受信する仮想的なアン
テナを1個追加したと同様の作用が発揮される。このよ
うに、本発明の時分割型レーダシステムによれば、実際
に設置された4個のアンテナによって7個のアンテナを
設置したと同様の検出精度と検出角度範囲を実現するこ
とができる。
波をアンテナBで受信することにより隣接するアンテナ
AとBとの間に仮想的なアンテナを1個追加したと同様
の効果が奏される。同様に、アンテナBから放射された
電波をアンテナCで受信することにより隣接するアンテ
ナBとCとの間にビームBbcを放射しその反射波を受
信する仮想的なアンテナを1個追加したと同様の効果が
奏され、アンテナCから放射された電波をアンテナDで
受信することにより隣接するアンテナCとDとの間にビ
ームBcdを放射しその反射波を受信する仮想的なアン
テナを1個追加したと同様の作用が発揮される。このよ
うに、本発明の時分割型レーダシステムによれば、実際
に設置された4個のアンテナによって7個のアンテナを
設置したと同様の検出精度と検出角度範囲を実現するこ
とができる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の時分割型FMレ
ーダシステムの構成を示すブロック図であり、10a〜
10dは4個のアンテナ、20はFM波発生回路、30
は送信部、40は受信部、50は検出・制御部、60a
〜60dはサーキュレータである。4個のアンテナ10
a〜10dは、ほぼ同一の放射パターンのビームを部分
的に重ね合わせながら放射するように配置されている。
この4個のアンテナ10a〜10dは、例えば、共通の
パラボラ反射鏡と、この反射鏡の焦点の近傍に互いに異
なる角度でこの反射鏡に対向するように配置された4個
の一次輻射器から成るオフセット・デフォーカス・パラ
ボリック・マルチビーム・アンテナなどから構成され
る。FM波発生回路20は、準ミリ波帯の電波を発生す
る電圧制御発振器(VCO)21と、この電圧制御発振
器に三角形状の変調電圧を供給する掃引回路22と、電
力分割回路23とから構成され、送信部30は、送信ス
イッチング回路31と、3逓倍回路32a〜32dとか
ら構成されている。受信部40は、局発スイッチング回
路41と、3逓倍回路42a〜42dと、混合回路43
a〜43dと、ビートセレクタ44とから構成されてい
る。検出・制御回路50は、CPU51と、増幅回路5
2と、A/D変換回路53と、高速フーリエ変換回路
(FFT)54と、タイミング制御回路55とから構成
されている。
ーダシステムの構成を示すブロック図であり、10a〜
10dは4個のアンテナ、20はFM波発生回路、30
は送信部、40は受信部、50は検出・制御部、60a
〜60dはサーキュレータである。4個のアンテナ10
a〜10dは、ほぼ同一の放射パターンのビームを部分
的に重ね合わせながら放射するように配置されている。
この4個のアンテナ10a〜10dは、例えば、共通の
パラボラ反射鏡と、この反射鏡の焦点の近傍に互いに異
なる角度でこの反射鏡に対向するように配置された4個
の一次輻射器から成るオフセット・デフォーカス・パラ
ボリック・マルチビーム・アンテナなどから構成され
る。FM波発生回路20は、準ミリ波帯の電波を発生す
る電圧制御発振器(VCO)21と、この電圧制御発振
器に三角形状の変調電圧を供給する掃引回路22と、電
力分割回路23とから構成され、送信部30は、送信ス
イッチング回路31と、3逓倍回路32a〜32dとか
ら構成されている。受信部40は、局発スイッチング回
路41と、3逓倍回路42a〜42dと、混合回路43
a〜43dと、ビートセレクタ44とから構成されてい
る。検出・制御回路50は、CPU51と、増幅回路5
2と、A/D変換回路53と、高速フーリエ変換回路
(FFT)54と、タイミング制御回路55とから構成
されている。
【0014】FM波発生回路20は、図2のタイミング
チャートの最上段に示すように、周波数Fが20GHz
の前後に所定周期で直線的に増減するほぼ一定レベルの
準ミリ波帯のFM波を発生し、これを電力分割回路23
で2等分し、一方を送信部30に、他方を受信部40に
供給する。送信部30は、前段のFM波発生回路20か
ら供給された準ミリ波帯のFM波を、送信スイッチング
回路31でスイッチングしたのち、3逓倍回路32a〜
32dで3逓倍することにより60GHz程度のミリ波
帯のFM波TXa〜TXaに変換し、サーキュレータ6
0a〜60dを通してアンテナ10a〜10dに異なる
タイミングで、すなわち、図2に波形TXa〜TXaで
例示するように、互いに重なり合わないように順番にア
ンテナ10a〜10bに供給し、それぞれから放射させ
る。
チャートの最上段に示すように、周波数Fが20GHz
の前後に所定周期で直線的に増減するほぼ一定レベルの
準ミリ波帯のFM波を発生し、これを電力分割回路23
で2等分し、一方を送信部30に、他方を受信部40に
供給する。送信部30は、前段のFM波発生回路20か
ら供給された準ミリ波帯のFM波を、送信スイッチング
回路31でスイッチングしたのち、3逓倍回路32a〜
32dで3逓倍することにより60GHz程度のミリ波
帯のFM波TXa〜TXaに変換し、サーキュレータ6
0a〜60dを通してアンテナ10a〜10dに異なる
タイミングで、すなわち、図2に波形TXa〜TXaで
例示するように、互いに重なり合わないように順番にア
ンテナ10a〜10bに供給し、それぞれから放射させ
る。
【0015】アンテナ10a〜10dから放射されたF
M波TXa〜TXaのうちいくつかは、標的で反射さ
れ、アンテナ10a〜10dに受信される。アンテナ1
0a〜10dに受信された受信反射波RXa〜RXd
は、サーキュレータ60a〜60dによって送信部から
分離され、各アンテナに対応して受信部40内に設置さ
れている混合回路43a〜43dの一方の入力端子に供
給される。これらの混合回路43a〜43dの他方の入
力端子には、前段のFM波発生回路20から供給される
FM波が、局発スイッチング回路41で所定のタイミン
グでスイッチングされたのち、3逓倍回路42a〜42
dでミリ波帯の局発波LOa〜LOdに変換されて供給
される。すなわち、各局発波は、図2に波形LOa〜L
Odで例示するように、隣接する2個のアンテナに分配
されるFM波のそれぞれに対して時間的な重なり部分を
生じさせかつ相互には時間的な重なり部分を生じさせな
いタイミングで、各アンテナに対応して設置されている
混合回路43a〜43dに順次分配される。
M波TXa〜TXaのうちいくつかは、標的で反射さ
れ、アンテナ10a〜10dに受信される。アンテナ1
0a〜10dに受信された受信反射波RXa〜RXd
は、サーキュレータ60a〜60dによって送信部から
分離され、各アンテナに対応して受信部40内に設置さ
れている混合回路43a〜43dの一方の入力端子に供
給される。これらの混合回路43a〜43dの他方の入
力端子には、前段のFM波発生回路20から供給される
FM波が、局発スイッチング回路41で所定のタイミン
グでスイッチングされたのち、3逓倍回路42a〜42
dでミリ波帯の局発波LOa〜LOdに変換されて供給
される。すなわち、各局発波は、図2に波形LOa〜L
Odで例示するように、隣接する2個のアンテナに分配
されるFM波のそれぞれに対して時間的な重なり部分を
生じさせかつ相互には時間的な重なり部分を生じさせな
いタイミングで、各アンテナに対応して設置されている
混合回路43a〜43dに順次分配される。
【0016】この結果、隣接する2個のアンテナに分配
されるFM波のそれぞれと局発波とが重なり合った期間
にわたって各混合回路でビート信号が発生する。説明の
便宜上、標的が至近距離に存在する場合を想定すれば、
受信反射波RXa〜RXdとFM波TXa〜TXdの出
現タイミングがほぼ等しくなる。この場合、図2の波形
図において、FM波TXa〜TXdを受信反射波RXa
〜RXdと見做すことができる。従って、図2の波形図
においてFM波TXa〜TXdと局発波LOa〜LOd
とが相互に重なり合った期間内に混合回路43a〜43
dのそれぞれからビート信号BTa〜BTdが出力され
る。
されるFM波のそれぞれと局発波とが重なり合った期間
にわたって各混合回路でビート信号が発生する。説明の
便宜上、標的が至近距離に存在する場合を想定すれば、
受信反射波RXa〜RXdとFM波TXa〜TXdの出
現タイミングがほぼ等しくなる。この場合、図2の波形
図において、FM波TXa〜TXdを受信反射波RXa
〜RXdと見做すことができる。従って、図2の波形図
においてFM波TXa〜TXdと局発波LOa〜LOd
とが相互に重なり合った期間内に混合回路43a〜43
dのそれぞれからビート信号BTa〜BTdが出力され
る。
【0017】ビート信号BTaの前半部分Naは、4個
のアンテナA〜DのいずれからもFM波が放射されてい
ないにもかかわらず混合回路43aに局発波LOaが供
給されている期間内の混合回路43aの出力である。従
って、この前半部分Naは、アンテナAに受信された外
来電波によって発生したビート信号と混合回路42a内
で発生した内部雑音とが合成された信号に他ならない。
これに対して、ビート信号BTaの後半部分BTaa
は、アンテナAからFM波TXaが放射されると共に混
合回路43aに局発波LOaが供給されている期間内の
混合回路43aの出力である。従って、この後半部分B
Taaは、アンテナAで放射されこのアンテナAで受信
された反射波によって生じたビート信号に他ならない。
のアンテナA〜DのいずれからもFM波が放射されてい
ないにもかかわらず混合回路43aに局発波LOaが供
給されている期間内の混合回路43aの出力である。従
って、この前半部分Naは、アンテナAに受信された外
来電波によって発生したビート信号と混合回路42a内
で発生した内部雑音とが合成された信号に他ならない。
これに対して、ビート信号BTaの後半部分BTaa
は、アンテナAからFM波TXaが放射されると共に混
合回路43aに局発波LOaが供給されている期間内の
混合回路43aの出力である。従って、この後半部分B
Taaは、アンテナAで放射されこのアンテナAで受信
された反射波によって生じたビート信号に他ならない。
【0018】ビート信号BTbの前半部分BTabは、
アンテナAからFM波TXaが放射されると共に混合回
路43bに局発波LObが供給されている期間内の混合
回路43aの出力である。従って、このビート信号BT
bの前半部分BTabは、アンテナAで放射され隣接の
アンテナBで受信された受信反射波によって生じたビー
ト信号に他ならない。このビート信号は、アンテナAと
Bの中間に設置された仮想的なアンテナから図4にハッ
チングを付して示す仮想的なビームBabが放射され、
これが標的で反射されてこの仮想的なアンテナに受信さ
れたと仮想した場合の受信反射波から生じたビート信号
に他ならない。さらに、ビート信号BTbの後半部分B
Tbbは、アンテナBからFM波TXbが放射されると
共に混合回路43bに局発波LObが供給されている期
間内の混合回路43bの出力であり、これは、アンテナ
Bで放射されこのアンテナBで受信された反射波によっ
て生じたビート信号に他ならない。
アンテナAからFM波TXaが放射されると共に混合回
路43bに局発波LObが供給されている期間内の混合
回路43aの出力である。従って、このビート信号BT
bの前半部分BTabは、アンテナAで放射され隣接の
アンテナBで受信された受信反射波によって生じたビー
ト信号に他ならない。このビート信号は、アンテナAと
Bの中間に設置された仮想的なアンテナから図4にハッ
チングを付して示す仮想的なビームBabが放射され、
これが標的で反射されてこの仮想的なアンテナに受信さ
れたと仮想した場合の受信反射波から生じたビート信号
に他ならない。さらに、ビート信号BTbの後半部分B
Tbbは、アンテナBからFM波TXbが放射されると
共に混合回路43bに局発波LObが供給されている期
間内の混合回路43bの出力であり、これは、アンテナ
Bで放射されこのアンテナBで受信された反射波によっ
て生じたビート信号に他ならない。
【0019】以下同様にして、ビート信号BTcの前半
部分BTbcはアンテナBで放射され隣接のアンテナC
で受信された受信反射波によって生じたビート信号であ
り、ビート信号BTdの前半部分BTcdはアンテナC
で放射され隣接のアンテナDで受信された受信反射波に
よって生じたビート信号である。また、ビート信号BT
cの後半部分BTccはアンテナCで放射されこのアン
テナCで受信された受信反射波によって生じたビート信
号であり、ビート信号BTdの後半部分BTddはアン
テナDで放射されこのアンテナDで受信された受信反射
波によって生じたビート信号である。
部分BTbcはアンテナBで放射され隣接のアンテナC
で受信された受信反射波によって生じたビート信号であ
り、ビート信号BTdの前半部分BTcdはアンテナC
で放射され隣接のアンテナDで受信された受信反射波に
よって生じたビート信号である。また、ビート信号BT
cの後半部分BTccはアンテナCで放射されこのアン
テナCで受信された受信反射波によって生じたビート信
号であり、ビート信号BTdの後半部分BTddはアン
テナDで放射されこのアンテナDで受信された受信反射
波によって生じたビート信号である。
【0020】混合回路43a〜43dから順次出力され
るビート信号BTa〜BTdは、タイミング制御回路5
5によって開閉制御されるビームセレクタ44で順次選
択され、検出・制御回路50に供給される。検出・制御
回路50に供給されたビート信号BTa〜BTdは、増
幅回路52で増幅されたのちA/D変換回路53でディ
ジタル信号に変換され、高速フーリエ変換回路54で周
波数スペクトルに変換されてCPU51に供給される。
CPU51は、7種のビート信号BTaa,BTab,
BTbb・・・BTddの周波数faa,fab,fb
b・・・fddに対し適宜な統計的な処理を施す(例え
ば単純平均値を算定する)ことにより、ビート周波数を
確定し、これに基づきFM波の伝播遅延時間を算定し、
標的までの距離を算定する。
るビート信号BTa〜BTdは、タイミング制御回路5
5によって開閉制御されるビームセレクタ44で順次選
択され、検出・制御回路50に供給される。検出・制御
回路50に供給されたビート信号BTa〜BTdは、増
幅回路52で増幅されたのちA/D変換回路53でディ
ジタル信号に変換され、高速フーリエ変換回路54で周
波数スペクトルに変換されてCPU51に供給される。
CPU51は、7種のビート信号BTaa,BTab,
BTbb・・・BTddの周波数faa,fab,fb
b・・・fddに対し適宜な統計的な処理を施す(例え
ば単純平均値を算定する)ことにより、ビート周波数を
確定し、これに基づきFM波の伝播遅延時間を算定し、
標的までの距離を算定する。
【0021】また、CPU51は、7種のビート信号B
Taa,BTab,BTbb・・・BTddのレベルL
aa,Lab,Lbb・・・Lddのうち、雑音除去の
ために設定した所定の閾値よりも大きなものだけを選択
し、選択した各レベルで重み付けしつつ対応のアンテナ
の方位角の平均値を算定することにより標的への方位を
検出する。例えば、3種のビート信号BTaa,BTa
b,BTbbのレベルLaa,Lab,Lbbが閾値を
越えている場合には、標的の方位角Θは Θ=(Laa・θa +Lab ・θab+Lcc ・θc )/ (Laa +Lab +Lbb ) と算定される。ただし、θabは、アンテナAとBとの中
間に設置された仮想的なアンテナABの方位角であり、 θab=(θa+θb)/2 と設定される。
Taa,BTab,BTbb・・・BTddのレベルL
aa,Lab,Lbb・・・Lddのうち、雑音除去の
ために設定した所定の閾値よりも大きなものだけを選択
し、選択した各レベルで重み付けしつつ対応のアンテナ
の方位角の平均値を算定することにより標的への方位を
検出する。例えば、3種のビート信号BTaa,BTa
b,BTbbのレベルLaa,Lab,Lbbが閾値を
越えている場合には、標的の方位角Θは Θ=(Laa・θa +Lab ・θab+Lcc ・θc )/ (Laa +Lab +Lbb ) と算定される。ただし、θabは、アンテナAとBとの中
間に設置された仮想的なアンテナABの方位角であり、 θab=(θa+θb)/2 と設定される。
【0022】なお、前述のように、ビート信号BTaの
前半部分NaはアンテナAに受信された外来電波によっ
て発生したビート信号と混合回路42a内で発生した内
部雑音とが合成された信号に他ならない。この場合、必
要に応じて、この雑音の周波数スペクトルをCPU51
に抽出させて保存させ、受信反射波のビート信号のレベ
ルと周波数の検出に際して、保存中の雑音成分をビート
信号から減算させることにより、外来雑音や混合回路の
内部雑音を消去する方法を採用できる。これは、外来雑
音が時間的なずれを持って発生する全てのビート信号中
に同一周波数・同一レベルで混入すると共に、他の3個
の混合回路43b,43c,43dの内部雑音が実測さ
れた混合回路43aの内部雑音に等しい場合には有効で
ある。
前半部分NaはアンテナAに受信された外来電波によっ
て発生したビート信号と混合回路42a内で発生した内
部雑音とが合成された信号に他ならない。この場合、必
要に応じて、この雑音の周波数スペクトルをCPU51
に抽出させて保存させ、受信反射波のビート信号のレベ
ルと周波数の検出に際して、保存中の雑音成分をビート
信号から減算させることにより、外来雑音や混合回路の
内部雑音を消去する方法を採用できる。これは、外来雑
音が時間的なずれを持って発生する全てのビート信号中
に同一周波数・同一レベルで混入すると共に、他の3個
の混合回路43b,43c,43dの内部雑音が実測さ
れた混合回路43aの内部雑音に等しい場合には有効で
ある。
【0023】図3は、上記雑音の検出・消去機能に着目
してこれを全ての混合回路に分散して付加する場合のタ
イミングチャートである。図示の便宜上、ビート信号は
省略されているが、図中ハッチングを付した期間Naは
局発波LOaが混合回路43aに供給される期間であ
り、このためこの期間内に発生するビート信号は、アン
テナAに受信された外来雑音と混合回路43aの内部雑
音が合成されたものとなる。また、期間Nbで発生する
ビート信号は、アンテナBに受信された外来雑音と混合
回路43bの内部雑音が合成されたものとなる。以下同
様に、期間Nc,Ndで発生するビート信号は、それぞ
れアンテナC,Dに受信された外来雑音と混合回路43
c43dの内部雑音とが合成されたものとなる。CPU
51は、各期間内の雑音成分を検出して保存し、対応の
混合回路で発生したビート信号から減算することにより
雑音除去を行うことができる。
してこれを全ての混合回路に分散して付加する場合のタ
イミングチャートである。図示の便宜上、ビート信号は
省略されているが、図中ハッチングを付した期間Naは
局発波LOaが混合回路43aに供給される期間であ
り、このためこの期間内に発生するビート信号は、アン
テナAに受信された外来雑音と混合回路43aの内部雑
音が合成されたものとなる。また、期間Nbで発生する
ビート信号は、アンテナBに受信された外来雑音と混合
回路43bの内部雑音が合成されたものとなる。以下同
様に、期間Nc,Ndで発生するビート信号は、それぞ
れアンテナC,Dに受信された外来雑音と混合回路43
c43dの内部雑音とが合成されたものとなる。CPU
51は、各期間内の雑音成分を検出して保存し、対応の
混合回路で発生したビート信号から減算することにより
雑音除去を行うことができる。
【0024】以上、最隣接の2個のアンテナのビームど
うしが重なり合うように各アンテナを設置する構成を例
示した。しかしながら、3個以上の隣接アンテナのビー
ムどうしが重なり合うようにずれ角を更に狭めて配置す
る構成とすることもできる。また、4個のアンテナを配
置する構成を例示したが、このアンテナの個数を2個,
3個,5個など適宜な値に設定できる。
うしが重なり合うように各アンテナを設置する構成を例
示した。しかしながら、3個以上の隣接アンテナのビー
ムどうしが重なり合うようにずれ角を更に狭めて配置す
る構成とすることもできる。また、4個のアンテナを配
置する構成を例示したが、このアンテナの個数を2個,
3個,5個など適宜な値に設定できる。
【0025】また、各アンテナからFM波のみを放射す
る構成を例示したが、一定周波数の電波を放射する期間
を適宜なタイミングで挿入することにより、受信反射波
のドップラーシフト量を検出し、これに基づき標的との
相対速度を検出する機能を付加することもできる。
る構成を例示したが、一定周波数の電波を放射する期間
を適宜なタイミングで挿入することにより、受信反射波
のドップラーシフト量を検出し、これに基づき標的との
相対速度を検出する機能を付加することもできる。
【0026】また、FMレーダの構成を例示したが、本
発明のうち標的の方位を検出する部分をパルスレーダに
適用することも可能である。
発明のうち標的の方位を検出する部分をパルスレーダに
適用することも可能である。
【0027】以上詳細に説明したように、本発明の時分
割型レーダシステムによれば、複数のアンテナの一つか
ら放射された電波を他のアンテナで受信することによ
り、典型的には、隣接する各アンテナ間に仮想的なアン
テナを1個ずつ追加したと同様の機能が実現される。こ
の結果、限られたアンテナ個数のもとで高い検出精度と
広い検出角度範囲が実現でき、システムの規模とコスト
の低減が達成される。
割型レーダシステムによれば、複数のアンテナの一つか
ら放射された電波を他のアンテナで受信することによ
り、典型的には、隣接する各アンテナ間に仮想的なアン
テナを1個ずつ追加したと同様の機能が実現される。こ
の結果、限られたアンテナ個数のもとで高い検出精度と
広い検出角度範囲が実現でき、システムの規模とコスト
の低減が達成される。
【図1】本発明の一実施例の時分割型FMレーダシステ
ムの構成を示すブロック図である。
ムの構成を示すブロック図である。
【図2】図1の時分割型FMレーダシステムの動作の一
例を説明するためのタイミングチャートである。
例を説明するためのタイミングチャートである。
【図3】図1の時分割型FMレーダシステムの動作の他
の一例を説明するためのタイミングチャートである。
の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図4】本発明の解決課題と動作原理を説明するための
概念図である。
概念図である。
10a 〜10d アンテナ 20 FM信号発生回路 30 送信部 31 送信スイッチング回路 40 受信部 41 受信スイッチング回路 43a 〜43d 混合回路( ミキサ) 50 検出・制御部
Claims (4)
- 【請求項1】ほぼ同一の放射パターンのビームを空間的
にかつ部分的に重ね合わせながら放射し該ビームの反射
波を受信するように配置された複数のビーム送受信手段
と、 周波数が変化しかつほぼ一定レベルのFM信号を発生す
るFM信号発生部と、 このFM信号発生部が発生したFM信号を前記各ビーム
送受信手段に異なるタイミングで分配し放射させる送信
部と、 前記各ビーム送受信手段で受信された受信反射波のレベ
ルを、ビームの放射と受信のそれぞれに係わったビーム
送受信手段の対に関して弁別可能な状態で発生する受信
部と、 この受信部が発生したレベル検出用信号と、前記各ビー
ム送受信手段の配置とに基づき前記反射波を生じさせた
物体の方位を検出する方位検出手段とを備えたことを特
徴とする時分割型レーダシステム。 - 【請求項2】ほぼ一定レベルの電波を発生する電波発生
部と、 この電波発生部が発生した電波を放射させる送信部と、 この送信部から放射され物体で反射された反射波を受信
する複数の受信チャネルから成る受信部と、 この受信部の各受信チャネルによる受信信号のレベルを
重み付けしながら平均化し、前記物体の方位を検出する
方位検出部とを備えたことを特徴とするレーダシステ
ム。 - 【請求項3】 請求項2において、 前記受信部の複数の受信チャネルは、時分割的に選択さ
れてそれぞれの受信信号のレベルを出力することを特徴
とするレーダシステム。 - 【請求項4】 請求項2又は3において、 前記電波発生部は、周波数が所定周期で変化するFM波
を前記電波として発生するFM波発生回路を備え、 前記受信部は、前記送信部から放射されるFM波と前記
各受信部で受信された反射波とを混合する混合回路を備
えると共に、 前記受信部が発生したビート信号の周波数に基づき前記
物体との距離を検出する距離検出手段を更に備えたこと
を特徴とする時分割型レーダシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8124100A JP2964947B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 時分割型レーダシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8124100A JP2964947B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 時分割型レーダシステム |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5051443A Division JP2567332B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 時分割型レーダシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08262133A true JPH08262133A (ja) | 1996-10-11 |
| JP2964947B2 JP2964947B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=14876934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8124100A Expired - Fee Related JP2964947B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 時分割型レーダシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2964947B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6414631B1 (en) | 1999-06-10 | 2002-07-02 | Nec Corporation | Time sharing type multi-beam radar apparatus having alternately arranged transmitting antennas and receiving antennas |
| US7817081B2 (en) | 2007-09-13 | 2010-10-19 | Panasonic Corporation | Radar apparatus, method for controlling the same, and vehicle including the same |
| JP2015190944A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 日本無線株式会社 | レーダ装置、信号処理装置及び信号処理方法 |
| WO2020075686A1 (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 京セラ株式会社 | 電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3213143B2 (ja) | 1993-11-05 | 2001-10-02 | 本田技研工業株式会社 | レーダ装置 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP8124100A patent/JP2964947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6414631B1 (en) | 1999-06-10 | 2002-07-02 | Nec Corporation | Time sharing type multi-beam radar apparatus having alternately arranged transmitting antennas and receiving antennas |
| DE10049438C2 (de) * | 1999-10-06 | 2003-12-04 | Honda Elesys Co | Mehrstrahl-Radarvorrichtung vom Time-Sharing-Typ mit abwechselnd angeordneten Sende- und Empfangsantennen |
| US7817081B2 (en) | 2007-09-13 | 2010-10-19 | Panasonic Corporation | Radar apparatus, method for controlling the same, and vehicle including the same |
| JP2015190944A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 日本無線株式会社 | レーダ装置、信号処理装置及び信号処理方法 |
| WO2020075686A1 (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 京セラ株式会社 | 電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム |
| CN112805590A (zh) * | 2018-10-12 | 2021-05-14 | 京瓷株式会社 | 电子设备、电子设备的控制方法以及电子设备的控制程序 |
| JPWO2020075686A1 (ja) * | 2018-10-12 | 2021-09-09 | 京セラ株式会社 | 電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2964947B2 (ja) | 1999-10-18 |
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