JPS63122979A - ミリ波レ−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〕 この発明は、ミリ波電力を受信するミリ波レーダ装置の
改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、従来からあるミリ波電力を受信するミリ波レ
ーダ装置の一例である。第３図において。

（１）はアンテナ、（２）は終端抵抗器、（３）は、上
記アンテナ（１）と終幼抵抗器（２１をミキサ（４ンに
それぞれ切換接続するための単投双極スイッチ（５）は
ミキサ（４）に接続された局部発振器、（６）は上記ミ
キサ（４）に接続された増幅器、（７）はパワーメータ
、（８）は信号処理部、（９）は信号処理部（８）から
の測定と較正のタイミングをそれぞれ受けてスイッチ（
３）を切換える制御回路である。

次に動作について説明する。上記ミリ波レーダ装置は、
物体から放射される雑音を受信し、その電力を基準雑音
源の電力で較正することにより。

物体の等価雑音温度を測定しようとする装置である。

物体から放射されたｔ’Ｊ波帯の雑音電力はアンテナ（
１）でとらえられ、単投双極スイッチ（３）を経てミキ
サ（４）に入る。ミキサ（４）にて１局部発振器（５）
からの信号と混合され、信号周波数をｉ’Ｊ波より中間
周波数に周波数変換される。中間周波数に変換された雑
音電力は、増幅器（６）により増幅された後パワーメー
タ（７）により検波され電圧値に変換されて信号処理品
（８）に送られる。

一方、単投双極スイッチ（３）を切換えて終端抵抗器（
２）にミキサ（４）を接続した場合には、終端抵抗器（
２）で発生した雑音電力が上記で説明した経路で電圧値
に変換されて信号処理部（８）へ送られる。信号処理部
（８）では、終端抵抗器（２）で発生した雑音電力を基
準として、物体からの雑音電力と比較して。

物体の等価雑音温度を算出する。制御回路（９）は。

信号処理部（８）からの測定、較正のタイミングにより
、単投双極スイッチ（３）を切り換える働きを行う。

次に以上の動作を第４図を用いて理論的に説明する。第
４図に示すように温度’ｒｏの終端抵抗器（２）から発
生する雑音電力Ｅｎは Ｅｎ　＝　Ｋ−Ｔｏ−Ｂ　　　　　　　　　−−−−−
−＋１３ただしＫはボルツマン定数、Ｂは増幅器（６）
の帯域槽である。増幅器（６）からでる出力雑音電力Ｅ
ｏｕｔは Ｅｏｕｉ　＝　Ｇ−Ｋ（Ｔｏ＋’ｒｅ）Ｂ　　　　　　
　　　　・−・・−＋２まただし、Ｇは増幅回路ａ１利
得ｅ　　’ｒｅは増幅器（６）の等価雑音温度である。

第４図における増幅回路α１は第３図の単投双極スイッ
チ（３）ｓ　　ミキサ（４）、増幅器（６）を一体化し
た形で考えており、その等価雑音温度’ｒｅは。

Ｔｅ”Ｔｏ×（ＬｓｗＸＦ−リ　　　　　　−・−＋３
まただしｅ　　Ｌａｗ　　は単投双極スイッチ（３）の
挿入損失、Ｆは、ミキサ（４）、増幅器（６）を合わせ
てみこんだ雑音指数である。

ここで、単投双極スイッチ（３）をアンテナ（り側に接
続すると物体の放射雑音を受信することができ。

増幅回路α１の出力端Ａから出力される雑音電力Ｅ’Ｏ
ｕｔは Ｅ’ｏｕｔ　””　Ｇ−Ｋ　（Ｔａ＋Ｔｅ）　　　　　
　−−−−−−（４）ここで、Ｔａは物体の等価雑音温
度である。

（２）式、（３）式（４）式から、明らかなようにｅ　
　ＥｏｕｔとＥ’ｏ　ｕ　ｔの比を求めることにより終
端抵抗器り２）の温度’ｒｏを基準として、物体の等価
雑音温度Ｔａを算出することができる。この計算は信号
処理部（８）で行なわれる。

以上説明したミリ波レーダの性能は、温度分解能ΔＴＭ
ｇｉで定められ で表される。Ｂは帯域幅、τは積分時間＊　Ｔ’ｓｙｓ
はシステム温度、Ｃは定数でＣ岬ＺＯである。ここでＴ
’ｓｙａは ’ｒｓｙｓ　”　’ｒａ＋　’ｒｅ ＝　Ｔａ＋Ｔｏ　（ＬａｗＸ　Ｆ−１）　　　　−・−
−−−（６）となる。Ｃ９Ｊ１７はレーダ装置により定
まる定数であるから、比例定数をαとすると。

ΔＴｒｍ−αＸ　ＴＳｙＢ ；αｘ（Ｔａ”Ｔｏ　（ＬｇｗＸ　Ｆ−１）　）　−＝
（７）となり、温度分解能はスイッチの損失Ｌ　８Ｗ　
ｓおよヒミキサ（４の雑音指数Ｆで定まる。従来例にお
いて、システム温度Ｔ８を計算した例を示す。

ＴａＷ２５０’にとする。ミリ波帯の単投双極スイッチ
（３）の損失しｓｗは２．５ｄＢ程度、雑音指数Ｆ　−
８ｄＢであり、Ｔｏ””３００’にとすると。

ＴＢｙＢ−２５０’に＋３００’Ｋ（１−７８Ｘ＆３１
　１）−３３１９°Ｋ　　　　　　　　　　・・・・・
・（８）となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のミリ波レーダ装置は、温度をＴｏに制御した終端
抵抗器（２）を用いる必要があったため９重量・寸法が
大きくなり１価格が高（なるという問題点があった。ま
た、単投双極スイッチ（３）を用いるため、ミリ波帯で
は挿入損失しｓｗが太き（なり。

レーダの基本性能である温度分解能ΔＴＭが劣化すると
いう問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので９重量・寸法を小さくし価格を低（できるとと
もに温度分解能を小さくできるミリ波レーダ装置を得る
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るミリ波レーダ装置は、終端抵抗器を使用
しないとともに、単投双極スイッチを単投単極スイッチ
に変更したものである。

〔作　用〕

この発明におけるミリ波レーダ装置は終端抵抗器を削除
し、その代わりに、単投単極スイッチをＯＦＦ［／たと
きに発生する内部雑音電力を基準とし、上記スイッチを
ＯＮＬ、た時に物体からの雑音電力を測定することによ
り、物体の等価雑音度を算出する。単投単極スイッチは
単投双極スイッチより挿入損失が小さく、ミリ波レーダ
の温度分解能を小さくできる。

〔実強例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すミリ波レーダ装置の
構成図であり、第１図において、　＋１）、　＋４〜（
９）は第３図に示した従来例と同様である。任υはアン
テナ（１）とミキサ（４）との間に接続された単投単極
スイッチである。

次に動作について説明する０本実施例のミリ波レーダに
おいては、単投単極スイッチａｌｌがＯＮＬ。

たときにはアンテナ（１）とミキサ（４）とを接続し、
物体から放射された雑音電力を受信する。なお信号を処
理する経路は上記従来例で説明したものと同様である。

単投単極スイッチαυを０ＦＦＬ／た場合には、上記従
来例で説明したような終端抵抗器（２ンで発生した雑音
を基準とするかわりに、単投単極スイッチαυ、ｉキサ
（４）、および増幅器（６）の内部で発生した内部雑音
電力を測定して、これを基準とする０以上の動作を第２
図を用いて理論的に説明する。上記従来例で示したと同
様にアンテナ１１１から物体の雑音電力を受信した場合
、出力端子Ａから出力される雑音電力Ｆｉ：ｏｕｔは。

Ｅｏｕｔ　＝　Ｇ−Ｋ　（ＴＢ＋Ｔｅ）　Ｂ　　　　　
　・・・・”＋９まただしＧは増幅回路α１の利得、に
はボルツマン定数、Ｔａは物体の等価雑音温度ｅＴｅは
増幅器（６）の等価雑音温度、Ｂは増幅器（６）の帯域
幅である。

第２図における増幅回路αＱは、第２図の単投単極スイ
ッチαυ、ミキサ（４）、増幅器（６）を一体化した形
で考えている。また９等価雑音温度Ｔｅは。

Ｔｅ　＝　Ｔｏ　Ｘ　（Ｌａｗ　Ｘ　Ｆ−ｔ　）　　　
　　　・−−−−−Ｑ（１ここでＴｏは増幅回路αＱの
温度ｔＬＢＷ　　は単投単極スイッチα力の挿入損失、
Ｆはミキサ（４）、増幅器（６）を合せてみこんだ雑音
指数である。

また、単投単極スイッチαυを０ＦＦＬ／た場合。

出力端子Ａより出力される出力雑音電力Ｅ’ｏｕｔは。

Ｅ’ｏｕｔ＝　２ＧＫＴ６Ｂ＋ＧＫＴ６Ｂ　　　　−・
・・・４υとなる。（９）式、　８４式、Ｑ９式から明
らかなように。

ＥｏｕｔとＥ’ｏｕｔとの比を求めることにより増幅回
路’ｒｏの温度を基準として、物体の等価雑音温度Ｔａ
を算出することができる。この計算は信号処理部（８）
で行なわれる。

以上から、終端抵抗器（２）を使用しな（とも物体の等
価雑音温度Ｔａを測定することができることがわかる。

ここで、温度分解能ΔＴヨは（７）式より。

ΔＴｍ１ｎ＝αＴｓ ＝α（Ｌａｗ　Ｘ　Ｆ−１）　ＴＯ−”・αりここで、
ミリ波帯においては、単投単極スイッチの損失は、１．
５ｄＢ程度、雑音指数Ｆ　＝　８　ｄＢ。

’ｆａ＝２５０°Ｋｍ　　Ｔ（１冨３８００Ｋ　　とす
ると。

Ｔ’ｓｙｓ　＝　２５０°に＋３００’Ｋ　（１，４１
Ｘ　６．３１−１　）寓２６１９°Ｋ　　　　　　　　
　　　　　・・・・・・α３となる。（８）式、　（１
３式の結果より＊　Ｔ’ｓｙｓが従来例では、　　３３
１９°Ｋ　であったことから９本実施例ではＴ’ｓｙｓ
が小さくなり、従って温度分解能ΔＴ＋＋ｏｘが小さく
ｔつだことがわかる。レーダ装置のＳ／Ｎ比が温度分解
能によって定まるので１本実ｍ％Ｊでは、従来例に比べ
て、（８）式、　（１３式により。

から１．０３ｄＢＳ／Ｎ比が良くなったことを示す。

な詔上記実施例では単投単極スイッチαυの切換えを信
号処理回路（８）からの測定、較正のタイミングにより
制御するようになっていたが、この発明はこれに限るも
のではなく例えば手動によりＯＮ。

０ＦＦＬ／でも良いことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、レーダ装置の中から
終端抵抗器を使用しない形で構成したので構成が簡単で
寸法・重量が小さく１価格の低いミリ波レーダ装置を得
られるという効果がある。

また、単投単極スイッチを使用して構成したので。

温度分解能の小さい、性能の良いレーダ装置を得られる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるｉり波レーダ装置の
構成図、第２図は、この発明によるレーダ装置の概念図
、第３図は従来のｉす波レーダ装置の構成図、第４図は
従来例のレーダ装置の概念図である。 図中＋１１はアンテナ、（４）はミキサ、（６）は増幅
器。 （７）はパワーメータ、（８）は信号処理部、（９）は
制御回路、αＱは増幅回路、ａυは単投単極スイッチで
ある。 なお図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して示
しである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 物体から放射されるミリ波帯の雑音電力を受信するアン
   テナと、局部発振器と、この局部発振器の出力信号によ
   り上記アンテナで受信された信号周波数を中間周波数に
   変換するミキサと、上記アンテナと上記ミキサとの間に
   接続された単投単極スイッチと、上記ミキサの出力を増
   幅する増幅器と、上記単投単極スイッチがＯＮのとき上
   記アンテナで受信された物体の雑音電力を上記単投単極
   スイッチ、ミキサおよび増幅器を介して導入し、また上
   記単投単極スイッチがＯＦＦのとき上記単投単極スイッ
   チ、ミキサおよび増幅器とから構成される増幅回路内部
   で発生する温度Ｔ＿０の内部雑音電力を導入し、上記物
   体の雑音電力と上記内部雑音電力との比を求めることに
   より上記内部雑音電力の温度Ｔ＿０を基準として物体の
   等価雑音温度Ｔ＿ａを算出する信号処理部とを具備した
   ことを特徴とするミリ波レーダ装置。