JPH09502017A

JPH09502017A - 自走車両の追跡のためのモノパルス方位レーダシステム

Info

Publication number: JPH09502017A
Application number: JP7506402A
Authority: JP
Inventors: シー．ゲルナー、ロバート; ディー．ウォル、ブライアン; ディー．ウォル、ジェリー; タブス、デュエイン、ジー．; デイヴィス、ジョン、ダブリュ．
Original assignee: ヴォラッドセイフティーシステムズインコーポレイテッド
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1997-02-25
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: KR960704239A; EP0713581A4; JP3285872B2; AU686647B2; US5402129A; DE69433113D1; CA2168787C; USRE36819E; BR9407368A; ATE249051T1; KR100322304B1; EP0713581B1; EP0713581A1; DE69433113T2; AU7319094A; WO1995004943A1; CA2168787A1

Abstract

(57)【要約】自走車両に関する標的を追跡するためのモノパルスの車両レーダシステムは、標的から反射されて戻りそして異なる２つの位置において受信された発信信号を検知し、２つの位置において検知された反射信号の和と差を決定する。そして基準方位からの標的の偏差を決定するために和と差を比較する。ガンダイオード（８４）により供給された源周波数は、二又ローブモノパルスアンテナ（４０）に向けられ、そしてこのアンテナによって発信される。異なる２つのローブにおいて感知することによって、アンテナのローブは標的から反射された信号を検知する。ハイブリッド結合器（７４）は和と差の周波数信号をミクサに供給し、このミクサは、源周波数を用いて和と差のドップラー周波数信号を生成するために、これらの信号をホモダイン結合する。基準方位からの標的の偏差を決定するために、ドップラー周波数信号は増幅されそして次に比較される。

Description

【発明の詳細な説明】自走車両の追跡のためのモノパルス方位レーダシステム発明の背景１．発明の属する技術分野本発明は車両用のレーダシステムに関し、より詳しく云うと、狭く絞られたレーダのビーム幅内の標的を追跡する車両の衝突防止レーダシステムに関する。２．従来の技術の説明世界の道路を走行する車両の交通量を増大させる必要は相変わらずあり、そして同時に、高速道路の車輌と（路側の障害物や他の車両のような）固定物または移動している物体との衝突を防止することによって、高速道路の車両の運転の安全性を改善することもやはり必要である。こうした一見したところ矛盾している目標を達成する１つの手段は、道路を共用している車両間の相対速度と、走行の方向と、そして間隔を監視し、それからこのような情報を用いて車両の運転者に潜在的な危険性についての直接的な指示を与えることである。このような周囲の状況を監視する手段としてマイクロ波レーダシステムの使用を考慮することは、自走車両の技術者にとって益々共通の課題になりつつある。時間分割ベースに３つの異なる周波数で送受信する車両搭載のレーダシステムであって、これの周波数のうちの２つは距離を測定するために用いられ、そして第３の周波数は接近速度と衝突の可能性とを測定するために最初の２つの周波数のうちの１つと組み合わされるシステムが、現在でも公知である。このようなシステムの１つは、アナログレーダシステム処理フロントエンドを提案している、渡辺などに与えられた米国特許ＵＳ−３，９５２，３０３号に開示されている。自動車用のレーダシステムのもう一つの例は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願、通し番号第０７／６９５，９５１号『多周波数の自動車用レーダシステム』に記載されている。このシステムにおいては、発信された信号と反射された受信信号は無線周波ミクサに連結される。この無線周波ミクサからの関連する出力は、発信周波数と受信周波数との差に等しい周波数を有する信号である。反射された受信信号の周波数は、それが戻るときには「ドップラー」効果により発信信号の周波数から偏移していることもある。発信された信号が、トランシーバに対して運動している標的から反射されるときはいつでも、ドップラー効果が生じる。その結果の周波数の偏移は「ドップラー偏移」と呼ばれる。更に、自動車用のレーダーシステムのもう一つの例は、基本的にはデジタル方式を用いているが、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願、通し番号第０７／９３０，０６６号『デジタル信号処理を用いる多周波数、多数標的の自動車用レーダシステム』に記載されている。２チャンネルの発信周波数を生成するための発信部を含むこのシステムにおいては、アンテナが発信信号を発するとともに、反射された受信信号も受ける。ダイオードミクサが、発信周波数から受信周波数を差し引いた値に等しい周波数を有する差信号を発生させる。フロントエンドのエレクトロニクス区分時における信号スイッチが、チャンネル１の信号とチャンネル２の信号を多重送信しそしてサンプリングし、その後、サンプルは２チャンネルのアナログ・デジタル変換器に連結される。デジタルエレクトロニクス部はデジタル情報を受信し、そして位相を等しくする２チャンネルの周波数と差に基づいて標的の相対速度と距離を決定するために、デジタルデータの各チャンネルにおいて高速フーリエ変換を行う。デジタルエレクトロニクス部はまた、車両の運転状況に関する情報を受信し、かつ／または、確認された標的によって生じる危険度を決定するために制御される。車両の衝突防止レーダシステムにおいては、標的がボアサイト（すなわち基準方位）に対しオフボアサイト（すねわち、照準軸から外れている）の角度にあるか否かを何時でも知り、そしてもしそうならば、角誤差の方向と量（基準方位からの角偏差）を知ることが頻繁に必要にある。また、標的の間隔すなわち距離を知ることも、望ましいかまたは必要である。連続的な追跡を行うために信号を発し、次に様々に受信された信号の多様な複製を結合する。このようなシステムの例は、バグダッディの米国特許ＵＳ−４，０６０，８０９号、バグダッディの４，９７５，７１０号、バグダッディの５，０８４，７０９号、そしてバグダッディの５，１２８，９６９号によって供されている。しかし、このようなシステムには欠点があることが判明しており、車両の衝突防止レーダシステムに利用するときに、これらを望ましくないものにしたり、実際的ではないものにしている。このようなシステムはしばしば、基準方位からの標的の偏移を決定する正確度を欠いており、そしてまたレーダシステムを搭載している車両の側方に離れている車両のような他の潜在的標的を除いて、限定された角度範囲内の標的を追跡することができるように追跡ビームを絞るのが困難であるか、または不可能であるという欠点も持っている。本発明は、基準方位に対して鋭角である標的と、基準方位に対して鈍角である標的とを識別することによって、レーダシステムのビーム幅を限るシステムを提供するものである。本発明の概要本発明は、ボアサイト（すなわち基準方位）からの標的の偏移を連続的に決定することによって、オフボアサイト角内にある標的を追跡することができる車両の衝突防止レーダシステムを提供する。これを達成するために、前方のある範囲にある標的の距離と、相対運動と、そして基準方位からの偏移とをともに決定する、モノパルスレーダシステムを含む、レーダシステムが提供される。このシステムは、制限されかつ制御可能な寸法の追跡ビーム幅を提供するために設計されているモノパルスアンテナを用いる。このようにして、基準方位から測定された特定の角偏移よりも大きい角偏移を有する車両のような他の潜在的標的を除いて、本システムを装備している車両と同じ車線にある車両、あるいは隣接する車線にある車両でも、高速道路の真っ直ぐな延長線上においてもカーブの曲線上においてもこれを確認し、識別し、そして追跡することができる。本発明による車両のレーダシステムでは、発信信号がこのシステムによって発せられる。この発信信号は標的から反射され、そして２つの異なる位置で受信される。２つの位置で受信された信号は結合されて和信号と差信号とを生成させられる。次に、この和信号と差信号の比が、基準方位からの標的の偏移を決定するために用いられる。２つの異なるチャンネルに和ドップラー周波数信号と差ドップラー周波数信号を供給するために、ミクサが和信号と差信号とを源周波数にホモダイン結合させる。和と差の両周波数信号はそれぞれ、標的の偏差を決定するために分析される前に、増幅される。２つのチャンネル内で接続されているスイッチは源信号の２つの周波数のいずれか１つを選んで切り換えて、この信号をデマルチプレックスさせるために用いられる。この２つの周波数は標的への距離を決定する。本発明によれば、二又ローブモノパルスアンテナのような多重ローブモノパルスアンテナは、発信信号を送るためにも、また標的によって反射されたこの発信信号をこのアンテナの異なる幾つかのローブに受信するためにも、用いることができる。ガンダイオードのような信号の発信源は、４ポートまたは４アームの連結によりアンテナに結合される。周波数はアンテナにより異なる２つの位相で発信され、複数の信号は、あたかも１つの信号が発信されているように合算される。発生源は、標的の距離が公知の方法で決定できるように、異なる２つの周波数のうちのいずれか１つに周期的に切り換えられる。本発明においては、基準方位からの標的の偏差は、差信号を和信号で除した商により決定される。デジタル方式では、和および差のドップラー周波数信号は濾過され、そして次にデジタルの等価値に変換される。次いで、偏差すなわち標的がオフボアサイトしている量を表す差／和の比を計算するために、デジタル信号処理器が用いられる。本発明によるアナログ方式は、和と差の周波数信号を増幅する。次に、これらの信号は、和周波数信号を２乗し、そして和と差の周波数信号を乗算する回路に向けられる。この積算と乗算の回路の出力は、標的の偏差を表す信号を提供するために増幅器に連結されている除算回路に向けられる前に濾過される。アナログ方式では、標的の偏差は和と差の信号の比に等しい方位電圧によって表される。アンテナの有効指向性またはビーム幅は、方位電圧が頂点に達する点と方向を変える点との間の角範囲により決定される。二又ローブモノパルスアンテナは所望のビーム幅を有するシステムを提供するために設計されており、そのビーム幅の範囲内で基準方位からの標的の偏差を高い正確度で決定することができる。このビーム幅の側方にある、したがってビーム幅の外側にある車両およびその他の標的を除いて、このビームは同時に、同じ車線にある車両、または隣接する車線にある標的を包むように選択される。ビーム幅は、基準方位に対する特定の角偏移内にあるこうした標的のみを選択することによって決定されるので、動的に決定される（すなわち、道路のカーブや所望の距離の変更のような、条件の変化による要求に応じて時々刻々と変更することができる）。本発明の１実施例では、和と差のドップラー周波数信号は対応する前置増幅器により対応する数対のスイッチに送ることができる。このスイッチの時限はデジタル方式の時限信号発生器により与えられる。対のデータスイッチの各出力は分離されて、２つのアナログ・デジタル変換器のそれぞれの対の出力にフィルタを介して連結されている異なる２つの発信周波数に対応するチャンネルに向けられ、このアナログ・デジタル変換器の時限は時限信号発生器によって与えられる。アナログ・デジタル変換器の出力は、所望の出力信号を供給するためにラインドライバに連結されている直列のデータ同期装置に向けられる。ラインレシーバは、時限信号発生器にコマンドデータを供給するために、用いることができる。図面の簡単な説明図１は、車両に搭載されているモノパルスレーダシステムが標的の車両を他の車両を除いて追跡するために所望のビーム幅を備えている様子を示す道路の一部の平面図である。図２は、図１の平面図と同様な平面図であり、そして本レーダシステムが標的の距離と、当該のビーム幅内のオフボアサイトの偏差とを決定する様子を図示している。図３は、図１と図２の平面図と多少類似している平面図であり、そして本レーダシステムの二又ローブモノパルスアンテナが信号を発し、それから標的の車両からのその反射を異なる２つの位置で検出している様子を図示している。図４は、和と差の信号を比較することによって生成される方位電圧とともに、角度による標的の偏差の関数として表されている本発明によるモノパルスレーダシステムにおける和と差の信号のグラフを図示している。図５は、デジタル処理を用いて標的の偏差を決定する本発明によるモノパルスレーダシステムのブロックダイヤグラムである。図６は、図５に示されているものと同様なモノパルスレーダシステムのブロックダイヤグラムでああるが、ミクサが拡大されて示されておりそして標的の偏差を決定するためにアナログ方式が用いられている。図７は、本発明にしたがって実際に製造されかつ成功裏に試験された二又ローブモノパルスアンテナにより生成された和と差の信号のグラフである。図８は、図６のものと多少類似しているモノパルスレーダシステムのブロックダイヤグラムであるが、これはミクサにより生成される和と差のドップラー周波数信号を処理するためにまた別の配置を用いている。本発明の詳細な説明図１は、本発明によるモノパルスレーダシステム１２を搭載している車両１１が走行している道路１０の一部を示している。この車両１１は道路１０の車線１６内を矢印１４で示されている方向に走っている。車両１１のモノパルスレーダシステム１２は、このモノパルスレーダシステム１２を取り付けている車両１１のフロントエンドから延びているレーダビーム１８を発している。レーダビーム１８は追跡される車両２０を包むように示されている。この追跡される車両２０は、矢印２２によって示されているように、車線１６内を車両１１と同じ方向に移動している。第３の車両２４は道路１０の第２の車線２６内に示されており、そして矢印２８により示されているように、車両１１と２０とは反対の方向に走行している。本発明の好ましい実施例によるモノパルスレーダシステムは、本システムを搭載している車両と同じ車線にある標的を追跡するために選択された調整可能なレーダビーム１８を発する。例えば、車両１１のモノパルスレーダシステム１２によって、当該の車両１１が走行している車線１６を走査できることは、普通では望ましいことである。同時に、レーダビーム１８は道路１０のカーブにそって車線１６を走査することができるほど充分な幅を有していなければならない。しかしながらレーダビーム１８は、車両１１の側面に位置する車両２４かまたは隣接する走行車線にある車両のような潜在的な標的を含むほどの広い幅を有していないことが、望ましいことであろう。車両２４は車両１１により安全に追い越される位置にあるので、車両１１が図１に示されている位置にあるときは、車両２４を追跡しない。車両１１のモノパルスレーダシステム１２が目標を追跡するためにレーダビーム１８を用いる方法は、図２に示されている。レーダビーム１８は、その中心を通って延びている０°の基準方位３２を含むる。車両１１のモノパルスレーダシステム１２は、車両１１内のモノパルスレーダシステム１２からの標的の距離と相対運動とともに、基準方位３２からの標的の偏差を連続的に指示することによって、レーダビーム１８内の追跡される車両２０のような標的を追跡することができなければならない。下記のように、追跡される車両２０により反射されモノパルスレーダシステム１２によって受信される発信信号の反射に基づき、モノパルスレーダシステム１２は追跡される車両２０の偏差角３４すなわちオフボアサイト状況を決定する。モノパルスレーダシステム１２は、０°の基準方位３２からの偏差角３４の値と、方位３６の符号すなわち方向に関する追跡される車両２０の実際の方位とを表す信号を計算する。更に、このモノパルスレーダシステム１２は、両周波数の発信と受信を用いる従来の方法で、追跡される車両２０のモノパルスレーダシステム１２からの距離を決定する。本発明によると、車両１１のモノパルスレーダシステム１２は発信信号を発し、そして次に、物理的に分離された異なる２つの位置において、追跡される車両２０により送り返された発信信号を検知する。この発信信号は、モノパルスレーダシステム１２内の単一の点から信号が発せられたように見える方法で、モノパルスアンテナの各ローブによって位相を異にして送られる源周波数信号を含む。次に、発信信号は追跡される車両２０によって反射され、そして物理的に分離された異なる２つの位置で異なる２つの受信信号として検知される。この受信信号は、和と差の信号を生成するために、加算されかつ減算される。その結果の和と差の信号の比は、偏差角３４を決定する。図３に示されているように、発信信号を送り、そして追跡される車両２０から送り返された受信信号を受けるために、モノパルスレーダシステム１２は二又ローブモノパルスアンテナ４０を使用する。モノパルスアンテナの２つのローブから発信された信号の位相のために、図３の破線４６によって示されているように、発信信号はアンテナ４０の一つの位置から発生しているように見える。破線４６により示されているように、発信信号は、追跡される車両２０に向かってアンテナ４０から発せられ、そこで反射される。追跡される車両２０は、破線４８と５０に沿ってこの発信信号を、それぞれアンテナのローブ４２と４４に送り返す。以下に詳細に説明されるように、信号の和と各信号間の差を決定し次に和と差の信号の比を計算することによって、モノパルスレーダシステム１２は、アンテナのローブ４２と４４により検知された受信信号間の振幅の差を決定する。オフボアサイト角にあって追跡される車両２０のような標的を追跡するために、角誤差（すねわち、照準方位からの角偏差）が存在するか否かを実質的には何時でも知ることと、そしてこの誤差の向きすなわち方向（符号）を知ることとは、必要なことである。これは、標的から受信した信号を１対のチャンネルに、つまり受信した信号の和を含む上記の対の一方のチャンネルとそして受信した信号の差を含む他方のチャンネルとに分割することによって達成される。次に、和と差の信号の比が計算される。差信号がゼロのときに和信号が存在することは、追跡される車両２０の方位３６が０°の方位３２と一致することを示している。異なる２つのチャンネル内の和と差の信号の増幅は、比の値を維持するように、本質的に同等でなければならない。増幅されるとすぐに、和と差の信号はオフボアサイトすなわち偏差角３４を計算するために、比較される。本発明によるモノパルスレーダシステムは、オフボアサイト角の決定のために振幅比較モノパルス技術を用いる。以下により詳細に述べるように、オフセットアンテナビームから受信される無線周波数信号は同時に得られる。受信された信号の和と差は、和と差の信号の大きさと位相の双方を得るために処理される。この振幅比較モノパルスは、レーダビーム１８の平面に対する方位３６の角偏差を得るために重複している２つのアンテナ指向性を採用している。重複している２つのアンテナビームは、二又ローブモノパルスアンテナ４０の形態をなしている単一の平面アンテナを用いて発生させられる。下記に述べるような方法で各ローブで受信した信号の和と差を比較することによって、和信号は標的の間隔すなわち距離３８を決定するために用いられる。和と差の双方の信号は、角偏差の大きさと符号とを決定するために用いられる。本発明を考察するもう一つの方法は、アンテナのローブ４２、４４によって受信される反射信号の周波数は基本的に等しいという事実に留意することである。したがって、１８０°位相を異にするときの信号の和はゼロである。完全に位相が一致しているときの信号の和は各信号の大きさの２倍である。同様にして、１８０°位相を異にするときの信号の差は各信号の大きさの２倍であり、そして２つの信号が完全に位相を一致させているときの信号の差はゼロである。方位角がゼロまたはオンボアサイトからオフボアサイトに変わると、和と差の信号の大きさはこれに比例してゼロから各信号の大きさの２倍までの範囲内で変動する。和と差の信号の大きさの比の符号（すなわち、正または負の出力）は、もし和信号が差信号と位相が等しければ正であり、もし和信号が差信号と１８０ °位相を異にしていれば負である、と云うことができる。したがって、和と差の信号の大きさと位相を決定しそしてこの２つの信号の比をとることによって、差信号を和信号で除した大きさの比に比例する方位電圧が生成される。しかし、デジタル信号処理器が受信された複数の信号の関係を定める本発明の１実施例においては、方位電圧は生成されない。むしろ方位角がデジタルで表される。標的の方位３６すなわちオフボアサイト状況を決定するために、和と差の信号がモノパルスレーダシステムによって用いられている様子が、図４のグラフに示されている。図４には、標的の方位３６の角度の関数として作図されている和信号の大きさ５４と差信号の大きさ５６と５８が示されている。基準方位３２を表す０°の角度は図４においては破線６０で示されている。図４に示されているように、差信号５６は０°よりもほんの僅か大きい角度における−３０．００ｄＢの相対利得から、約＋４．００°の角度におけるほぼ０００ｄＢの相対利得まで増大している。負の値の角度では、差信号５８は０°よりも僅か小さい角度における−３０．００ｄＢの相対利得から約−４．００°の角度におけるほぼ０．００ｄＢの相対利得まで増大している。和信号５４は、＋４．００°の角度において０．００ｄＢよりも僅か小さい値まで減少する前に、 −４．００°における０．００ｄＢよりも僅か小さい相対利得から０°の基準方位３２における最大値５．００ｄＢまで増大する。本発明によれば、和信号５４により示されているような和は、差信号５６と５８によって示されているような差と比較される。より特定的に云えば、和信号５４に対する差信号５６または５８の比は、図２に示されているような標的の方位を表す電圧を生成する。図４はまた、和信号５４と差信号５６および５８との比の関数としての方位信号６２のグラフも示している。図４に示されているように、和信号５４に対する差信号５６または５８の比を決定することによって得られる方位信号６２は、角度−４°においてちょうど０．８０ボルトを越える最大値を有し、０°における０．００ボルトの値を経過して＋４．００°における−０．８０ボルトよりも僅か大きい負の値まで次第に減少していく。方位信号６２は、＋４．００°よりも大きい角度において、また−４．００°よりも少ない角度において方向を変えるので、＋４．００°から−４．００°までの範囲で、図２に示されているようなモノパルスレーダシステムの有効なレーダビームを決定する。図４は、本発明における約８°の幅のある有効レーダビームを示すものである。基準方位３２に対する標的の角位置を決定するために方位信号を用いて、このレーダシステムの有効ビーム幅は、選択されたビーム幅の外にある標的を無視することによって、狭めることができる。ビーム幅は何時でも、そして異なる距離に対しては異なるようにさえも設定することができるので、この技術によってシステムの設計者は有効なアンテナ指向性を決定することができる。このようにして、関係のある標的のみが追跡される必要がある。更に、標的の運動を監視することによって、このシステムの処理器は、いつ道路がカーブするかを測定することができる。例えば、このシステムの前方にある各標的が、（特定の静止点に写像することができる）特定の距離において曲がり始めるならば、このシステムはそのとき、道路がカーブしているか、または障害物が走行車線にあるかもしれないことを警告される。前方の交通を追跡することによって、人が前方の車両の尾燈から推測して暗闇の中でも視覚的に道路を頭に描くのと全く同じように、このシステムは前方の道路の現実の状態に関する手掛かりを受け取る。図５は、本発明によるモノパルスレーダシステム６６のブロックダイヤグラムである。本発明のこの好ましい実施例は、ローブ４２、４４を備えている二又ローブモノパルスアンテナ４０を含む図１と２における車両１１のモノパルスレーダシステム１２を含む。ローブ４２と４４は、第３のアーム７４と第４のアーム７６を有する４アームのハイブリッド結合器７２の第１と第２のアームまたはポート６８および７０に連結されている。周波数発生源８４により生成された源周波数は、方向性結合器８５を介してハイプリッド結合器の第３のアーム７４に連結される。このようにして、源信号はアンテナ４０のローブ４２および４４によって発信される。標的から反射されて戻りそしてローブ４２および４４によって検知された受信信号は、ハイブリッド結合器７２の第１と第２のアーム６８と７０に向けられる。第３のアーム７４における出力は、ローブ４２および４４において受信される信号の和になる。第３のアーム７４は和チャンネル７８に連結される。第４のアーム７６の出力は、ローブ４２において受信された信号と、ローブ４４において受信された信号との差である。第４のアーム７６は差チャンネル８０に連結される。和チャンネル７８と差チャンネル８０とはそれぞれ、ミクサ８２と８３に連結される。和ドップラー周波数信号を前置増幅器８６に供給するために、ミクサ８２は和チャンネル７８内の和信号を源周波数にホモダイン結合させる（すなわち、和信号と源信号の周波数の差に等しい周波数を有する信号を含む出力を生成するために、和信号を源信号と結合させる）。差ドップラー周波数信号を前置増幅器８８に供給するために、ミクサ８３は、差チャンネル８０内の差信号を源周波数にホモダイン結合させる。前置増幅器８６と８８は、Ｆ１／Ｆ２スイッチ９０または９１にこのような複数の信号を送る前に、和と差のドップラー周波数信号を増幅する。本発明の１実施例では、増幅器８６または８８のうちの少なくとも１つに連結されている可変減衰器９３のような利得調整手段が、和と差の信号に与えられる利得を均等にすることによってこのシステムを較正するために備えられている。本発明のこの好ましい実施例では、公知の方法で距離を決定するように多重送信された２つの周波数の信号を供給するために、源周波数は交互に第１の周波数と第２の周波数に交替する。時限信号発生器回路８９は、周波数源８４の周波数の時限を制御し、そしてスイッチ９０と９１を周波数の変化に同期させる。このようにして、各スイッチの各出力はデマルチプレックスされた周波数である。異なる２つの周波数Ｆ１とＦ２を使用することによって、和チャンネル７８内の和信号が、従来の２周波数方法で標的の間隔すなわち距離３８を決定するように処理されることが可能になる。和信号はまた、従来の方法で、受信アンテナに対する標的の相対的運動を決定するためにも用いられる。同様に、本発明のもう一つ別の実施例では、距離の正確度を改善するために、差信号がデマルチプレックスされることがあり得る。図５のスイッチ９０と９１の出力はそれぞれ、第１の和信号と、第２の和信号と、そして差信号とを供給するために、異なる３つのフィルタ９２、９４および９６によって濾過される。この３つの信号はアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器９８によって対応するデジタル信号に変換される。この変換器９８により供給されたデジタル化された信号は、デジタル信号処理器１００に向けられる。デジタル信号処理器１００は、差信号と和信号との振幅および相対的位相の比を決定することによって、和チャンネル７８と差チャンネル８０とにおける和信号と差信号とを比較する。その結果は、図４の方位信号６２に対応する信号のデジタル表示であり、そして標的の偏差角３４を示す。本発明のこの好ましい実施例では、同じデジタル信号処理器１００が、標的の距離と、相対運動と、そして相対的方位角を計算するために用いられる。図６は、本発明によるモノパルスレーダシステム１０４の更にもう１つの実施例を示している。図６のモノパルスレーダシステム１０４には、ローブ４２および４４を備えているアンテナ４０と、４アームのハイブリッド結合器７２とそしてミクサ８２と８３とが含まれている。源信号は、ガンダイオード１１０のような周波数発生源により生成される。「マジックＴ」１１２のような出力分割装置が、ガンダイオード１１０の出力を和チャンネル７８と差チャンネル８０とに分割する。和チャンネル７８への経路をとる信号部分は第１の方向性結合器１０９に入ることが好ましく、この結合器は信号の一部をミクサ８２に、そして一部を交差案内結合器１０６に連結する。交差案内結合器１０６はガンダイオードからの源信号をハイブリッド結合器７２の第３のアーム７４に連結する。次に、源信号はハイブリッド結合器７２によってアンテナ４０の２つのローブ４２および４４に分割される。図５のシステムの場合のように、アンテナ４０の各ローブ４２および４４から発信される複数の信号の位相関係のために、発信される信号は単一の点から発信しているかのように見える。発信信号の反射は、アンテナ４０の各ローブ４２および４４により受信され、そしてハイブリッド結合器７２に向けられる。ハイブリッド結合器７２は和信号を和チャンネル７８に、そして差信号を差チャンネル８０に供給する。受信された和信号は和チャンネル７８に向けられ、一方受信された差信号は差チャンネル８０に向けられる。和信号はハイブリッド結合器７２の第３のアーム７４から交差案内結合器１０６に向けられる。交差案内結合器１０６はこの信号をミクサ８２につなぎ、ミクサは受信信号を源信号にホモダイン結合する。源周波数は、マジックＴ１１２を介して方向性結合器１０９に連結されているガン発振器１１０により、ミクサ８２に供給される。マジックＴ１１２からの他の出力は移相器１１４を介してミクサ８３に連結され、このミクサは差信号をホモダイン結合する。差信号はサーキュレータ１０８を介してミクサ８３に向けられる。サーキュレータ１０８は和チャンネル７８と差チャンネル８０との遮断を行う。移相器１１４は和チャンネル７８と差チャンネル８０の電気的な長さを均等にする（すなわち、和信号経路の長さと差信号経路の長さが、関連する特殊な周波数において、なんらかの波長整数とともに、同一の波長小数部分であるようにする）。マジックＴ１１２は、和と差のミクサ８２と８３に位相の等しい同じ出力周波数を確保している間、和チャンネル７８と差チャンネル８０とを隔離している。ミクサ８２と８３の出力点において、チャンネル７８と８０内の和と差のドップラー周波数信号は、１対の前置増幅器１１６と１１８によって、次に１対の増幅器１２０と１２２によって増幅される。前置増幅器１１６と１１８は４０ｄＢの利得の低雑音前置増幅器から成り、そして増幅器１２０と１２２は４０ｄＢの増幅器から成る。図６のモノパルスレーダシステム１０４においては、図５のモノパルスレーダシステム６６とは異なり、和と差の信号の比較はデジタル方式ではなくアナログ方式でなされる。これを達成するために、モノパルスレーダシステム１０４は位相／比検出器１２４を利用する。この検出器１２４には、前置増幅器１１６と増幅器１２０により増幅された和のドップラー周波数信号を２乗するための積算回路１２６が含まれている。和のドップラー周波数信号はまた、差チャンネル８０内の前置増幅器１１８と増幅器１２２とにより増幅された差のドップラー周波数信号とともに、乗算回路に向けられる。積算回路１２６の出力は、４極１５Ｈｚの低域フィルタから成る、２重周波数区間を濾過して取り除くためのフィルタ１３０を通して送られる。フィルタ１３０により濾過された積算回路１２６からの信号は、除算回路１３２に供給される。同様に、乗算回路１２８の出力を除算回路１３２に連結するフィルタ１３４は、２重周波数区間を濾過して取り除く。除算回路１３２により供給される基本的に直流の電圧は、図２に示されている偏差角３４を表す出力端子１３８における信号を供給するために増幅器１３６によって増幅される。図７には、二又ローブモノパルスアンテナを制作しそして試験することによって、また本発明にしたがったモノパルスレーダシステムにこれを使用することによって得られた和と差の信号が示されている。図７に示されているように、このアンテナは和信号１４２と差信号１４４および１４６とを生成した。差信号１４４および１４６のピークはそれぞれ、約＋３．１５°と−３．１５°で生じ、６．３°の有効ビーム幅を提供している。本発明による別の実施例モノパルスレーダシステム１５０が図８に示されている。モノパルスレーダシステム１５０は、図６のモノパルスレーダシステム１０４と同様な方法で和チャンネル７８と差チャンネル８０内に和と差のドップラー周波数信号を発生させるためのハイブリッド結合器７２とミクサ８２および８３と、そしてアンテナ４０とを使用していることにおいて、図６のモノパルスレーダシステム１０４と類似している。しかし、本発明の代替の１実施例においては、ハイブリッド結合器７２の出力は、和と差の信号を生成せずに受信信号を出力する。このような実施例では、デジタル信号処理器１００がアンテナの各ローブで受信した信号の和と差を決定する。図８のシステム１５０では、和のドップラー周波数信号は前置増幅器１５２を介してデータスイッチ１５６に向けられる。同時に、差のドップラー周波数信号は前置増幅器１５４を介してデータスイッチ１５８に向けられる。本発明の１実施例においては、前置増幅器１５２および１５４は、変調器・ＢＩＴ信号および時限信号発生器１６０内のＢＩＴ信号発生器により生成された試験内蔵（ＢＩＴ）信号を受信する。この変調器・ＢＩＴ信号および時限信号発生器１６０はまた、データスィッチ１５６および１５８を制御するためのスイッチ時限信号も供給する。データスイッチ１５６は、フィルタ１６６および１６８への異なる２つのチャンネルにサンプリングされた信号Ｓ−ＣＨ１とＳ−ＣＨ２を生成する。アナログ値Ｓ−ＣＨ１とＳ−ＣＨ２から成るフィルタ１６６および１６８の出力は、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１７０の異なる２つの入力に向けられる。Ｓ−ＣＨ１とＳ−ＣＨ２のデジタルデータから成るＡ／Ｄ変換器１７０の出力は、変調器・ＢＩＴ信号および時限信号発生器１６０により供給される時限クロックの制御の下でアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）データ調節器１７２に供給される。データスイッチ１５６の出力は、和チャンネルであるチャンネル１６２と１６４からなる。同様に、データスイッチ１５８は、サンプリングされた信号Ｄ−ＣＨ１とＤ−ＣＨ２のために、差チャンネル１７４および１７６からなる１対の出力を有する。アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１８２の異なる２つの入力にアナログ信号Ｄ−ＣＨ１とＤ−ＣＨ２を供給するために、チャンネル１７４と１７６はフィルタ１７８おいび１８０を介して連結される。Ｄ−ＣＨ１とＤ−ＣＨ２のデジタルデータから成るＡ／Ｄ変換器１８２の出力は、変調器・ＢＩＴ信号および時限信号発生器１６０から、時限クロックの制御の下でＡ／Ｄデータ調節器１７２に供給される。Ａ／Ｄデータ調節器１７２の信号出力は、ラインドライバ１８４を経由して１対のリード撚り線１８６に連結される。このようにして、４つのチャンネル１６２、１６４、１７４および１７６からの和と差のデータは、単一対のリード撚線１８６で送信されるために、フレームの同期化・逐次クロックによって結合される。第２の対のリード撚線１８７もまた、変調器・ＢＩＴ信号および時限信号発生器１６０にＦＥコマンドデータを供給するために、ラインレシーバ１８８を経由して連結される。図８の実施例は、和と差のチャンネル双方から距離と相対運動の情報とを計算することによって、システムの正確度を検査するための手段を提供する。更に、差信号は基準方位から離れている角度でより高い利得を有するので、距離と相対運動を決定するために和のチャンネルと差のチャンネルの双方を使用することによって、より大きい有効ビーム幅が提供される。本発明の幾つかの実施例が上述された。しかしながら、本発明の精神と範囲を逸脱せずに、様々な修正が可能であることは理解されるであろう。例えば、本発明は、標的の距離と相対運動を決定するために、よく知られた方法を用いることもできる。和と差の信号の比を決定するためには幾つかの方法が可能である。この比を決定するために用いられる特殊な方法は、本発明には関係ない。したがって、本発明は特に図示された実施例によって限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定される。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項【提出日】１９９５年１月２日【補正内容】請求の範囲１．自走車両に関して基準方位に対する少なくとも１つの標的の偏差を決定するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）発信信号を発信するための発信手段と、（ｂ）少なくとも１つの標的から反射されかつ異なる２つの信号として異なる２つの位置に受信された前記発信信号を検知するための検知手段と、（ｃ）受信された各信号を発信周波数とホモダイン結合することによって、異なる２つの各信号を２つの異なるドップラー信号に変換する変換手段と、（ｄ）異なる２つのドップラー信号の和と差を決定するために前記異なる２つのドップラー信号に応答する応答手段と、そして（ｅ）前記基準方位からの前記標的の前記偏差を決定するために前記和と前記差とを比較するための比較手段と、の組合せを含む車両のレーダシステム。２．前記異なる２つのドップラー信号の前記和と前記差とを決定するために前記異なる２つのドップラー信号に応答する前記応答手段は、デジタル信号処理器である、請求の範囲第１項記載の車両のレーダシステム。３．発信信号を発信するための前記発信手段は、前記発信信号を発信するための少なくとも１対のローブであってその間に位相差のあるローブを有するアンテナを含み、そして前記検知手段は、前記アンテナを含みかつ異なる２つの位置で前記反射された発信信号を検知するために前記２つのローブを用いる、請求の範囲第１項記載の車両のレーダシステム。４．前記異なる２つの受信信号の前記和と前記差とを決定するために前記異なる２つの受信信号に応答する応答手段は、前記アンテナの前記１対のローブに連結されている第１と第２のアームと、前記和と前記差を供給するための第３と第４のアームとを備えている４アーム結合器を含む、請求の範囲第３項記載の車両のレーダシステム。５．前記変換手段は、和と差のドップラー信号を供給するために前記４アーム結合器の前記第３と第４のアームにおいて前記和と前記差を源周波数に混合するミクサをである、請求の範囲第４項記載の車両のレーダシステム。６．前記和と前記差とを比較するための前記比較手段は、前記差周波数信号を前記和周波数信号によって除するための除算手段を含む、請求の範囲第５項記載の車両のレーダシステム。７．前記異なる２つのドップラー信号の前記和と前記差を決定するために前記異なる２つの受信信号に応答する前記応答手段は、デジタル信号処理器である、請求の範囲第１項記載の車両のレーダシステム。８．自走車両に関して基準方位に対する標的の偏差を決定するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）該ミクサに供給される源周波数を有する少なくとも１つのミクサと、（ｂ）信号を発信しかつ受信するためのアンテナ手段と、（ｃ）発信信号としてそこから発信するための前記アンテナ手段に前記源周波数を供給するために前記ミクサを前記アンテナ手段に連結するための結合手段と、（ｄ）２つの異なる位置において検出するための検出手段によって検出された発信信号の和と差を供給するために、前記標的から反射されかつ前記異なる２つの位置において受信されそして結合器に連結される前記発信信号を検出するための検出手段を含む前記アンテナ手段と、そして（ｅ）前記基準方位からの前記標的の前記偏差を決定するために前記和と前記差とを比較するための比較手段と、の組合せを含み、前記ミクサは、和と差のドップラー信号を生成するために前記和と差をホモダイン結合して前記源周波数に一致させるように、前記結合手段に応答する、車両のレーダシステム。９．前記和と差の周波数信号を増幅するための増幅手段を更に含む、請求の範囲第８項記載の車両のレーダシステム。１０．少なくとも１つの前記和と差の周波数信号の利得を調整するための利得調整手段であって、前記増幅手段に連結されている利得調整手段を更に含む、請求の範囲第９項記載の車両のレーダシステム。１１．前記ミクサに供給された前記源周波数は第１と第２の周波数のいずれかに交互に繰り返して交替され、そして該レーダシステムは更に、前記和周波数信号に応答しかつ前記標的の前記距離を決定するための前記第１と第２の周波数のいずれかへの前記繰返しの交替に応答する応答手段をも更に含む、請求の範囲第９項記載の車両のレーダシステム。１２．濾過された信号を供給するために前記増幅された和と差の周波数信号を濾過するための濾過手段と、そして前記濾過された信号をデジタル信号に変換するためのアナログ・デジタル変換器手段と、を更に含み、そのうえ前記和と前記差を比較するための前記比較手段は、前記デジタル信号を受信するために連結されているデジタル信号処理器を含む、請求の範囲第９項記載の車両のレーダシステム。１３．前記和と前記差とを比較する前記比較手段は、前記増幅された和周波数信号を受信するために連結された積算回路と、前記増幅された和と差の周波数信号を受信するために連結された乗算回路と、第１と第２のフィルタと、そして前記第１のフィルタを介して前記積算回路にまた前記第２のフィルタを介して前記乗算回路に連結された除算回路と、を含む位相／比検出器を含んでおり、前記除算回路は、基準方位から見た標的の方向を表す信号を供給する、請求の範囲第９項記載の車両のレーダシステム。１４．前記アンテナ手段は、前記結合手段の第１と第２のアームに連結された１対のローブを有する二又ローブモノパルスアンテナを含む、請求の範囲第８項記載の車両のレーダシステム。１５．前記結合手段は、前記ミクサに連結されている第３のアームと、サーキュレータを介して前記ミクサに連結されている第４のアームと、を有する、請求の範囲第１４項記載の車両のレーダシステム。１６．前記ミクサは、前記結合手段の前記第３のアームに連結されている第１の交差案内結合器と、前記結合手段の前記第４のアームに連結されている第２の交差案内結合器と、前記第２の交差案内結合器に連結されている移相器と、前記源周波数を供給するための発振器と、そして前記第１の交差案内結合器と前記移相器とに前記発振器を連結する絶縁Ｔ継手と、を含む、請求の範囲第１５項記載の車両のレーダシステム。１７．自走車両に関する標的を追跡するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）多重ローブのモノパルスアンテナと、（ｂ）前記アンテナに連結されかつ少なくとも１つずつの和ポートと差ポートを有する結合器と、（ｃ）前記結合器の前記和ポートを介して前記アンテナに発信信号を供給するためのミクサ手段であって、前記結合器の前記和と差のポートに連結されかつ源周波数発生器を含むミクサ手段において、和周波数信号と差周波数信号とを生成するために前記結合器の前記和と差のポートにおいて和と差の信号を前記源周波数に混合させるために作用するミクサ手段と、（ｄ）前記和周波数信号と前記差周波数信号を受信するために連結されている第１と第２のデータスイッチと、（ｅ）第１と、第２と、第３とそして第４のフィルタと、（ｆ）前記第１と第２のフィルタを介して前記第１のデータスイッチに連結されかつ前記第３と第４のフィルタを介して前記第２のデータスイッチに連結されているアナログ・デジタル変換器と、（ｇ）前記第１と第２のデータスイッチにスイッチ時限信号を供給し、かつ前記アナログ・デジタル変換器に時限クロック信号を供給するための時限信号発生器と、（ｈ）前記アナログ・デジタル変換器に連結されているアナログ・デジタルデータ調節器と、そして（ｉ）前記アナログ・デジタルデータ調節器に連結されているラインドライバと、の組合せを含む車両のレーダシステム。１８．自走車両に関する標的を追跡するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）二又ローブモノパルスアンテナと、（ｂ）前記アンテナに連結されかつ和ポートと差ポートを有する結合器と、（ｃ）前記結合器の前記和ポートを介して前記アンテナに発信信号を供給するため、前記結合器の前記和と差のポートに連結されかつ源周波数発生器を含むミクサ手段であって、和周波数信号と差周波数信号とを生成するために、前記結合器の前記和と差のポートにおいて和と差の信号を前記源周波数に混合させるために作用するミクサ手段と、（ｄ）前記和周波数信号と前記差周波数信号を受信するために連結されている第１と第２のデータスイッチと、（ｅ）第１と、第２と、第３とそして第４のフィルタと、（ｆ）第１と第２のアナログ・デジタル変換器であって、前記第１のアナログ・デジタル変換器は、前記第１と第２のフィルタを介して前記第１のデータスイッチに連結され、そして前記第２のアナログ・デジタル変換器は、前記第３と第４のフィルタを介して前記第２のデータスイッチに連結されている、第１と第２のアナログ・デジタル変換器と、（ｇ）前記第１と第２のデータスイッチにスイッチ時限信号を供給し、かつ前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器に時限クロック信号を供給するための時限信号発生器と、（ｈ）前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器に連結されているアナログ・デジタルデータ調節器と、そして（ｉ）前記データ調節器に連結されているラインドライバと、の組合せを含む車両のレーダシステム。１９．前記時限信号発生器にコマンドデータを供給するために連結されているラインレシーバを更に含む、請求の範囲第１８項記載の車両のレーダシステム。２０．前記ミクサと前記第１と第２のデータスイッチとの間に連結されている第１と第２の前置増幅器を更に含み、そして前記時限信号発生器は、前記第１と第２の前置増幅器にＢＩＴ信号を供給するように作用している請求の範囲第１８項記載の車両のレーダシステム。【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年１０月５日【補正内容】請求の範囲１．自走車両に関して基準方位に対する少なくとも１つの標的の偏差を決定するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）発信信号を発信するための発信手段と、（ｂ）少なくとも１つの標的から反射されかつ異なる２つの信号として異なる２つの位置に受信された前記発信信号を検知するための検知手段と、（ｃ）受信された各信号を発信周波数とホモダイン結合することによって、異なる２つの各信号を２つの異なるドップラー信号に変換する変換手段と、（ｄ）異なる２っのドップラー信号の和と差を決定するために前記異なる２つのドップラー信号に応答する応答手段と、そして（ｅ）前記基準方位からの前記標的の前記偏差を決定するために前記和と前記差とを比較するための比較手段と、の組合せを含む車両のレーダシステム。２．前記異なる２つのドップラー信号の前記和と前記差とを決定するために前記異なる２つのドップラー信号に応答する前記応答手段は、デジタル信号処理器である、請求の範囲第１項記載の車両のレーダシステム。３．発信信号を発信するための前記発信手段は、前記発信信号を発信するための少なくとも１対のローブであってその間に位相差のあるローブを有するアンテナを含み、そして前記検知手段は、前記アンテナを含みかつ異なる２つの位置で前記反射された発信信号を検知するために前記２つのローブを用いる、請求の範囲第１項記載の車両のレーダシステム。４．前記異なる２つの受信信号の前記和と前記差とを決定するために前記異なる２つの受信信号に応答する応答手段は、前記アンテナの前記１対のローブに連結されている第１と第２のアームと、前記和と前記差を供給するための第３と第４のアームとを備えている４アーム結合器を含む、請求の範囲第３項記載の車両のレーダシステム。５．前記変換手段は、和と差のドップラー信号を供給するために前記４アーム結合器の前記第３と第４のアームにおいて前記和と前記差を源周波数に混合するミクサをである、請求の範囲第４項記載の車両のレーダシステム。６．前記和と前記差とを比較するための前記比較手段は、前記差周波数信号を前記和周波数信号によって除するための除算手段を含む、請求の範囲第５項記載の車両のレーダシステム。７．前記異なる２っのドップラー信号の前記和と前記差を決定するために前記異なる２つの受信信号に応答する前記応答手段は、デジタル信号処理器である、請求の範囲第１項記載の車両のレーダシステム。８．自走車両に関して基準方位に対する標的の偏差を決定するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）該ミグサに供給される源周波数を有する少なくとも１つのミクサと、（ｂ）信号を発信しかつ受信するためのアンテナ手段と、（ｃ）発信信号としてそこから発信するための前記アンテナ手段に前記源周波数を供給するために前記ミクサを前記アンテナ手段に連結するための結合手段と、（ｄ）２つの異なる位置において検出するための検出手段によって検出された発信信号の和と差を供給するために、前記標的から反射されかつ前記異なる２つの位置において受信されそして結合器に連結される前記発信信号を検出するための検出手段を含む前記アンテナ手段と、そして（ｅ）前記基準方位からの前記標的の前記銅差を決定するために前記和と前記差とを比較するための比較手段と、の組合せを含み、前記ミクサは、和と差のドップラー信号を生成するために前記和と差をホモダイン結合して前記源周波数に一致させるように、前記結合手段に応答する、車両のレーダシステム。９．前記和と差の周波数信号を増幅するための増幅手段を更に含む、請求の範囲第８項記載の車両のレーダシステム。１０．少なくとも１つの前記和と差の周波数信号の利得を調整するための利得調整手段であって、前記増幅手段に連結されている利得調整手段を更に含む、請求の範囲第９項記載の車両のレーダシステム。１１．前記ミクサに供給された前記源周波数は第１と第２の周波数のいずれかに交互に繰り返して交替され、そして該レーダシステムは更に、前記和周波数信号に応答しかつ前記標的の前記距離を決定するための前記第１と第２の周波数のいずれかへの前記繰返しの交替に応答する応答手段をも更に含む、請求の範囲第９項記載の車両のレーダシステム。１２．濾過された信号を供給するために前記増幅された和と差の周波数信号を濾過するための濾過手段と、そして前記濾過された信号をデジタル信号に変換するためのアナログ・デジタル変換器手段と、を更に含み、そのうえ前記和と前記差を比較するための前記比較手段は、前記デジタル信号を受信するために連結されているデジタル信号処理器を含む、請求の範囲第９項記載の車両のレーダシステム。１３．前記和と前記差とを比較する前記比較手段は、前記増幅された和周波数信号を受信するために連結された積算回路と、前記増幅された和と差の周波数信号を受信するために連結された乗算回路と、第１と第２のフィルタと、そして前記第１のフィルタを介して前記積算回路にまた前記第２のフィルタを介して前記乗算回路に連結された除算回路と、を含む位相／比検出器を含んでおり、前記除算回路は、基準方位から見た標的の方向を表す信号を供給する、請求の範囲第９項記載の車両のレーダシステム。１４．前記アンテナ手段は、前記結合手段の第１と第２のアームに連結された１対のローブを有する二又ローブモノパルスアンテナを含む、請求の範囲第８項記載の車両のレーダシステム。１５．前記結合手段は、前記ミクサに連結されている第３のアームと、サーキュレータを介して前記ミクサに連結されている第４のアームと、を有する、請求の範囲第１４項記載の車両のレーダシステム。１６．前記ミクサは、前記結合手段の前記第３のアームに連結されている第１の交差案内結合器と、前記結合手段の前記第４のアームに連結されている第２の交差案内結合器と、前記第２の交差案内結合器に連結されている移相器と、前記源周波数を供給するための発振器と、そして前記第１の交差案内結合器と前記移相器とに前記発振器を連結する絶縁Ｔ継手と、を含む、請求の範囲第１５項記載の車両のレーダシステム。１７．自走車両に関する標的を追跡するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）多重ローブのモノパルスアンテナと、（ｂ）前記アンテナに連結されかつ少なくとも１つずつの和ポートと差ポートを有する結合器と、（ｃ）前記結合器の前記和ポートを介して前記アンテナに発信信号を供給するためのミクサ手段であって、前記結合器の前記和と差のポートに連結されかつ源周波数発生器を含むミクサ手段において、和周波数信号と差周波数信号とを生成するために前記結合器の前記和と差のポートにおいて和と差の信号を前記源周波数に混合させるために作用するミクサ手段と、（ｄ）前記和周波数信号と前記差周波数信号を受信するために連結されている第１と第２のデータスイッチと、（ｅ）第１と、第２と、第３とそして第４のフィルタと、（ｆ）前記第１と第２のフィルタを介して前記第１のデータスイッチに連結されかつ前記第３と第４のフィルタを介して前記第２のデータスイッチに連結されているアナログ・デジタル変換器と、（ｇ）前記第１と第２のデータスイッチにスイッチ時限信号を供給し、かつ前記アナログ・デジタル変換器に時限クロック信号を供給するための時限信号発生器と、（ｈ）前記アナログ・デジタル変換器に連結されているアナログ・デジタルデータ調節器と、そして（ｉ）前記アナログ・デジタルデータ調節器に連結されているラインドライバと、の組合せを含む車両のレーダシステム。１８．自走車両に関する標的を追跡するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）二又ローブモノパルスアンテナと、（ｂ）前記アンテナに連結されかつ和ポートと差ポートを有する結合器と、（ｃ）前記結合器の前記和ポートを介して前記アンテナに発信信号を供給するため、前記結合器の前記和と差のポートに連結されかつ源周波数発生器を含むミクサ手段であって、和周波数信号と差周波数信号とを生成するために、前記結合器の前記和と差のポートにおいて和と差の信号を前記源周波数に混合させるために作用するミクサ手段と、（ｄ）前記和周波数信号と前記差周波数信号を受信するために連結されている第１と第２のデータスイッチと、（ｅ）第１と、第２と、第３とそして第４のフィルタと、（ｆ）第１と第２のアナログ・デジタル変換器であって、前記第１のアナログ・デジタル変換器は、前記第１と第２のフィルタを介して前記第１のデータスイッチに連結され、そして前記第２のアナログ・デジタル変換器は、前記第３と第４のフィルタを介して前記第２のデータスイッチに連結されている、第１と第２のアナログ・デジタル変換器と、（ｇ）前記第１と第２のデータスイッチにスイッチ時限信号を供給し、かつ前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器に時限クロック信号を供給するための時限信号発生器と、（ｈ）前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器に連結されているアナログ・デジタルデータ調節器と、そして（ｉ）前記データ調節器に連結されているラインドライバと、の組合せを含む車両のレーダシステム。１９．前記時限信号発生器にコマンドデータを供給するために連結されているラインレシーバを更に含む、請求の範囲第１８項記載の車両のレーダシステム。２０．前記ミクサと前記第１と第２のデータスイッチとの間に連結されている第１と第２の前置増幅器を更に含み、そして前記時限信号発生器は、前記第１と第２の前置増幅器にＢＩＴ信号を供給するように作用している請求の範囲第１８項記載の車両のレーダシステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ウォル、ブライアンディー. アメリカ合衆国 92677 カリフォルニア州ラグナニゲルフラミンゴコート２ (72)発明者ウォル、ジェリーディー. アメリカ合衆国 92064 カリフォルニア州ポーウェイコルテパウリナ 16571 (72)発明者タブス、デュエイン、ジー. アメリカ合衆国 92041 カリフォルニア州ラメサアルタミラドライヴ 4263 (72)発明者デイヴィス、ジョン、ダブリュ. アメリカ合衆国 92024 カリフォルニア州エンシニタスカーレナルシサス 1512

Claims

【特許請求の範囲】１．自走車両に関して基準方位に対する少なくとも１つの標的の偏差を決定するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）発信信号を発信するための発信手段と、（ｂ）少なくとも１つの標的から反射されかつ異なる２つの信号として異なる２つの位置に受信された前記発信信号を検知するための検知手段と、（ｃ）異なる２つの受信信号の和と差を決定するために前記異なる２つの受信信号に応答する応答手段と、そして（ｄ）前記基準方位からの前記標的の前記偏差を決定するために前記和と前記差とを比較するための比較手段と、の組合せを含む車両のレーダシステム。２．前記異なる２つの受信信号の前記和と前記差とを決定するために前記異なる２つの受信信号に応答する前記応答手段は、デジタル信号処理器である、請求の範囲第１項記載の車両のレーダシステム。３．発信信号を発信するための前記発信手段は、前記発信信号を発信するための少なくとも１対のローブであってその間に位相差のあるローブを有するアンテナを含み、そして前記検知手段は、前記アンテナを含みかつ異なる２つの位置で前記反射された発信信号を検知するために前記２つのローブを用いる、請求の範囲第１項記載の車両のレーダシステム。４．前記異なる２つの受信信号の前記和と前記差とを決定するために前記異なる２つの受信信号に応答する応答手段は、前記アンテナの前記１対のローブに連結されている第１と第２のアームと、前記和と前記差を供給するための第３と第４のアームとを備えている４アーム結合器を含む、請求の範囲第３項記載の車両のレーダシステム。５．和と差の周波数信号を供給するために前記４アーム結合器の前記第３と第４のアームにおいて前記和と前記差を源周波数に混合するミクサを更に含む、請求の範囲第４項記載の車両のレーダシステム。６．前記和と前記差とを比較するための前記比較手段は、前記差周波数信号を前記和周波数信号によって除するための除算手段を含む、請求の範囲第５項記載の車両のレーダシステム。７．前記異なる２つの受信信号の前記和と前記差を決定するために前記異なる２つの受信信号に応答する前記応答手段は、デジタル信号処理器である、請求の範囲第１項記載の車両のレーダシステム。８．自走車両に関して基準方位に対する標的の偏差を決定するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）該ミクサに供給される源周波数を有する少なくとも１つのミクサと、（ｂ）信号を発信しかつ受信するためのアンテナ手段と、（ｃ）発信信号としてそこから発信するための前記アンテナ手段に前記源周波数を供給するために前記ミクサを前記アンテナ手段に連結するための結合手段と、（ｄ）２つの異なる位置において検出するための検出手段によって検出された発信信号の和と差を供給するために、前記標的から反射されかつ前記異なる２つの位置において受信されそして結合器に連結される前記発信信号を検出するための検出手段を含む前記アンテナ手段と、そして（ｅ）前記基準方位からの前記標的の前記偏差を決定するために前記和と前記差とを比較するための比較手段と、の組合せを含む車両のレーダシステム。９．前記ミクサは、和と差の周波数信号を生成するために前記和と差をホモダイン結合して前記源周波数に一致させるように、前記結合手段に応答する、請求の範囲第８項記載の車両のレーダシステム。１０．前記和と差の周波数信号を増幅するための増幅手段を更に含む、請求の範囲第９項記載の車両のレーダシステム。１１．少なくとも１つの前記和と差の周波数信号の利得を調整するための利得調整手段であって、前記増幅手段に連結されている利得調整手段を更に含む、請求の範囲第１０項記載の車両のレーダシステム。１２．前記ミクサに供給された前記源周波数は第１と第２の周波数のいずれかに交互に繰り返して交替され、そして該レーダシステムは更に、前記和周波数信号に応答しかつ前記標的の前記距離を決定するための前記第１と第２の周波数のいずれかへの前記繰返しの交替に応答する応答手段をも更に含む、請求の範囲第１０項記載の車両のレーダシステム。１３．濾過された信号を供給するために前記増幅された和と差の周波数信号を濾過するための濾過手段と、そして前記濾過された信号をデジタル信号に変換するためのアナログ・デジタル変換器手段と、を更に含み、そのうえ前記和と前記差を比較するための前記比較手段は、前記デジタル信号を受信するために連結されているデジタル信号処理器を含む、請求の範囲第１０項記載の車両のレーダシステム。１４．前記和と前記差とを比較する前記比較手段は、前記増幅された和周波数信号を受信するために連結された積算回路と、前記増幅された和と差の周波数信号を受信するために連結された乗算回路と、第１と第２のフィルタと、そして前記第１のフィルタを介して前記積算回路にまた前記第２のフィルタを介して前記乗算回路に連結された除算回路と、を含む位相／比検出器を含んでおり、前記除算回路は、基準方位から見た標的の方向を表す信号を供給する、請求の範囲第１０項記載の車両のレーダシステム。１５．前記アンテナ手段は、前記結合手段の第１と第２のアームに連結された１対のローブを有する二又ローブモノパルスアンテナを含む、請求の範囲第８項記載の車両のレーダシステム。１６．前記結合手段は、前記ミクサに連結されている第３のアームと、サーキュレータを介して前記ミクサに連結されている第４のアームと、を有する、請求の範囲第１５項記載の車両のレーダシステム。１７．前記ミクサは、前記結合手段の前記第３のアームに連結されている第１の交差案内結合器と、前記結合手段の前記第４のアームに連結されている第２の交差案内結合器と、前記第２の交差案内結合器に連結されている移相器と、前記源周波数を供給するための発振器と、そして前記第１の交差案内結合器と前記移相器とに前記発振器を連結する絶縁Ｔ継手と、を含む、請求の範囲第１６項記載の車両のレーダシステム。１８．自走車両に関する標的を追跡するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）多重ローブのモノパルスアンテナと、（ｂ）前記アンテナに連結されかつ少なくとも１つずつの和ポートと差ポートを有する結合器と、（ｃ）前記結合器の前記和ポートを介して前記アンテナに発信信号を供給するためのミクサ手段であって、前記結合器の前記和と差のポートに連結されかつ源周波数発生器を含むミクサ手段において、和周波数信号と差周波数信号とを生成するために前記結合器の前記和と差のポートにおいて和と差の信号を前記源周波数に混合させるために作用するミクサ手段と、（ｄ）前記和周波数信号と前記差周波数信号を受信するために連結されている第１と第２のデータスイッチと、（ｅ）第１と、第２と、第３とそして第４のフィルタと、（ｆ）前記第１と第２のフィルタを介して前記第１のデータスイッチに連結されかつ前記第３と第４のフィルタを介して前記第２のデータスイッチに連結されているアナログ・デジタル変換器と、（ｇ）前記第１と第２のデータスイッチにスイッチ時限信号を供給し、かつ前記アナログ・デジタル変換器に時限クロック信号を供給するための時限信号発生器と、（ｈ）前記アナログ・デジタル変換器に連結されているアナログ・デジタルデータ調節器と、そして（ｉ）前記アナログ・デジタルデータ調節器に連結されているラインドライバと、の組合せを含む車両のレーダシステム。１９．自走車両に関する標的を追跡するための車両のレーダシステムにおいて、（ａ）二又ローブモノパルスアンテナと、（ｂ）前記アンテナに連結されかつ和ポートと差ポートを有する結合器と、（ｃ）前記結合器の前記和ポートを介して前記アンテナに発信信号を供給するため、前記結合器の前記和と差のポートに連結されかつ源周波数発生器を含むミクサ手段であって、和周波数信号と差周波数信号とを生成するために、前記結合器の前記和と差のポートにおいて和と差の信号を前記源周波数に混合させるために作用するミクサ手段と、（ｄ）前記和周波数信号と前記差周波数信号を受信するために連結されている第１と第２のデータスイッチと、（ｅ）第１と、第２と、第３とそして第４のフィルタと、（ｆ）第１と第２のアナログ・デジタル変換器であって、前記第１のアナログ・デジタル変換器は、前記第１と第２のフィルタを介して前記第１のデータスイッチに連結され、そして前記第２のアナログ・デジタル変換器は、前記第３と第４のフィルタを介して前記第２のデータスイッチに連結されている、第１と第２のアナログ・デジタル変換器と、（ｇ）前記第１と第２のデータスイッチにスイッチ時限信号を供給し、かつ前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器に時限クロック信号を供給するための時限信号発生器と、（ｈ）前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器に連結されているアナログ・デジタルデータ調節器と、そして（ｉ）前記データ調節器に連結されているラインドライバと、の組合せを含む車両のレーダシステム。２０．前記時限信号発生器にコマンドデータを供給するために連結されているラインレシーバを更に含む、請求の範囲第１９項記載の車両のレーダシステム。２１．前記ミクサと前記第１と第２のデータスイッチとの間に連結されている第１と第２の前置増幅器を更に含み、そして前記時限信号発生器は、前記第１と第２の前置増幅器にＢＩＴ信号を供給するように作用している請求の範囲第１９項記載の車両のレーダシステム。