JP5678692B2 - Radar equipment - Google Patents

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Description

本発明は、レーダ装置によって物標との間の距離を算出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for calculating a distance from a target by a radar apparatus.

車両などの移動体内あるいは固定の公共設備等に搭載され、例えばミリ波帯の電磁波を用いて物標(障害物あるいは目標物)との間の距離を算出(測定)するレーダ装置が知られている。レーダ装置は、送信アンテナおよび受信アンテナ、あるいは送受共用の単一アンテナを備え、所定の送信波を空間へ放射し、物標からの反射波を受信波として受信する。このとき、レーダ装置は、アンテナの指向特性上メインローブの向く方向(メインローブ方向;最大の放射エネルギーを発する方向)における物標からの反射エネルギー(つまり、受信波の受信レベル)が所定の閾値以上である場合に、物標として検出する。   A radar device that is mounted in a moving body such as a vehicle or a fixed public facility and that calculates (measures) a distance from a target (obstacle or target) using electromagnetic waves in the millimeter wave band is known. Yes. The radar apparatus includes a transmission antenna and a reception antenna, or a single antenna for both transmission and reception, radiates a predetermined transmission wave to space, and receives a reflected wave from a target as a reception wave. At this time, in the radar apparatus, the reflected energy (that is, the reception level of the received wave) from the target in the direction in which the main lobe faces (main lobe direction; the direction in which the maximum radiation energy is emitted) is set to a predetermined threshold. When it is above, it detects as a target.

ここで、アンテナの指向特性上サイドローブはメインローブと比較して放射強度が低いため、サイドローブによって物標を検出することは多くないと考えられるが、物標の位置等によってはサイドローブから大きな反射エネルギーが得られる場合がある。この場合には、レーダ装置は、サイドローブの向く方向(サイドローブ方向)から得られた受信波に基づいて検出された物標が、メインローブ方向に在るのか、あるいはサイドローブ方向に在るのかを判別できないため、物標を誤検出することがあった。すなわち、物標の所望の検出方向(例えば監視方向)をアンテナのメインローブ方向と一致させてシステムを運用した場合に、実際には監視方向に物体が存在しないのにも関わらず、サイドローブ方向での検出結果によって、監視方向に物体が存在すると認識されることがあった。   Here, because the side lobe has a lower radiation intensity than the main lobe due to the directional characteristics of the antenna, it is unlikely that the target will be detected by the side lobe. Large reflected energy may be obtained. In this case, in the radar apparatus, the target detected based on the received wave obtained from the direction in which the side lobe faces (side lobe direction) is in the main lobe direction or in the side lobe direction. The target may be detected incorrectly because it cannot be determined. That is, when the system is operated with the desired detection direction of the target (for example, the monitoring direction) aligned with the main lobe direction of the antenna, the side lobe direction is actually present even though no object is present in the monitoring direction. It may be recognized that an object is present in the monitoring direction based on the detection result of.

上述した観点に関し、被検出物体(物標)がメインローブ方向に在るのか、あるいはサイドローブ方向に在るのかを判別するようにしたレーダ装置が知られている。この公知のレーダ装置によれば、アンテナをメインローブの中心線に対して直角に所定の速度で変位させる。そして、被検出物体をサイドローブで検出していると発生するドップラ速度によるレベル変動が受信信号に表れるか否かに基づいて、被検出物体がメインローブ方向に在るのか、あるいはサイドローブ方向に在るのかを判別する。   With respect to the above-described viewpoint, a radar apparatus is known that determines whether a detected object (target) is in the main lobe direction or the side lobe direction. According to this known radar device, the antenna is displaced at a predetermined speed perpendicular to the center line of the main lobe. Based on whether or not level fluctuations caused by the Doppler velocity that occur when the detected object is detected by the side lobe appears in the received signal, whether the detected object is in the main lobe direction or in the side lobe direction. Determine if it exists.

特開平6−174821号公報JP-A-6-174821

ところで、上述した公知のレーダ装置は、アンテナをメインローブの中心線に対して直角に所定の速度で繰返し変位させるための駆動機構が必要となり、構成上複雑になることから装置の信頼性およびコストの点から好ましくない。   By the way, the above-described known radar apparatus requires a driving mechanism for repeatedly displacing the antenna at a predetermined speed at a right angle to the center line of the main lobe, and is complicated in configuration. From the point of view, it is not preferable.

よって、発明の1つの側面では、物標がアンテナのメインローブ方向に在るのか、あるいはサイドローブ方向に在るのかを比較的簡易な構成で判別できるようにしたレーダ装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of one aspect of the present invention is to provide a radar device that can determine whether a target is in the main lobe direction or the side lobe direction of an antenna with a relatively simple configuration. And

第1の観点は、
送信波を空間へ放射するための送信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための第1受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が異なる指向特性を有する第2受信アンテナと、
送信波および受信波に基づいて物標までの距離を算出する距離算出部と、
第1および第2受信アンテナを選択的に切り替え、第1および第2受信アンテナを選択したときに距離算出部によって算出された距離がともに等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベルをそれぞれ第1および第2受信レベルとしたときに、第1受信レベルと第2受信レベルの差分に基づいて、前記算出された距離が受信アンテナのメインローブまたはサイドローブのいずれの受信によるものか判断する制御部と、
を備えた、レーダ装置である。
The first aspect is
A transmitting antenna for radiating the transmitted wave to space;
A first receiving antenna for receiving a reflected wave by a target of the transmitted wave as a received wave;
A reception antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmission wave as a reception wave, and compared with the first reception antenna, an azimuth angle of a null point in a reference plane based on a direction of a main lobe A second receiving antenna having different directivity characteristics;
A distance calculator that calculates the distance to the target based on the transmitted wave and the received wave;
Each receiving antenna that is selectively switched between the first and second receiving antennas and that the distances calculated by the distance calculating unit are equal when the first and second receiving antennas are selected and is the basis for calculating the distance. When the reception levels of the reception antennas are the first and second reception levels, respectively, the calculated distance is based on the difference between the first reception level and the second reception level. A control unit for determining whether or not
Is a radar apparatus.

第2の観点は、
送信波を空間へ放射するための送信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための第1受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が、前記基準平面内の第1回転方向においてのみ異なる指向特性を有する第2受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした前記基準平面内のヌル点の方位角が、前記基準平面内における前記第1回転方向とは逆の第2回転方向においてのみ異なる指向特性を有する第3受信アンテナと、
送信波および受信波に基づいて物標までの距離を算出する距離算出部と、
第1、第2受信および第3受信アンテナを選択的に切り替え、第1、第2および第3受信アンテナを選択したときに距離算出部によって算出された距離がすべて等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベルをそれぞれ第1、第2および第3受信レベルとしたときに、第1受信レベルと第2受信レベルの差分、および第1受信レベルと第3受信レベルの差分に基づいて、前記算出された距離が受信アンテナのメインローブ、前記第1回転方向のサイドローブ、または前記第2回転方向のサイドローブのいずれの受信によるものか判断する制御部と、
を備えた、レーダ装置である。
The second aspect is
A transmitting antenna for radiating the transmitted wave to space;
A first receiving antenna for receiving a reflected wave by a target of the transmitted wave as a received wave;
A reception antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmission wave as a reception wave, and compared with the first reception antenna, an azimuth angle of a null point in a reference plane based on a direction of a main lobe A second receiving antenna having different directivity characteristics only in the first rotation direction in the reference plane;
A receiving antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmitted wave as a received wave, and an orientation of a null point in the reference plane based on a direction of a main lobe compared to the first receiving antenna A third receiving antenna having a directional characteristic whose angle is different only in a second rotation direction opposite to the first rotation direction in the reference plane;
A distance calculator that calculates the distance to the target based on the transmitted wave and the received wave;
When the first, second and third receiving antennas are selectively switched and the first, second and third receiving antennas are selected, the distances calculated by the distance calculation unit are all equal, and the distance is calculated. Difference between the first reception level and the second reception level, and between the first reception level and the third reception level A control unit for determining whether the calculated distance is due to reception of the main lobe of the receiving antenna, the side lobe in the first rotation direction, or the side lobe in the second rotation direction based on the difference;
Is a radar apparatus.

開示のレーダ装置によれば、物標がアンテナのメインローブ方向に在るのか、あるいはサイドローブ方向に在るのかを比較的簡易な構成で判別できる。   According to the disclosed radar device, it is possible to determine whether the target is in the main lobe direction or the side lobe direction of the antenna with a relatively simple configuration.

第1の実施形態のレーダ装置の用途例を示す図であって、レーダ装置を用いて踏切を監視するシステムの運用状態を概念的に示す図。It is a figure which shows the example of use of the radar apparatus of 1st Embodiment, Comprising: The figure which shows notionally the operation state of the system which monitors a level crossing using a radar apparatus. 第1の実施形態のレーダ装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the radar apparatus of 1st Embodiment. (a)送信アンテナおよび第1の受信アンテナの指向特性、および(b)第1の受信アンテナが選択されたときの受信レベルの一例を示す図。The figure which shows an example of the directivity of a transmission antenna and a 1st receiving antenna, and (b) a receiving level when the 1st receiving antenna is selected. (a)送信アンテナおよび第2の受信アンテナの指向特性、および(b)第2の受信アンテナが選択されたときの受信レベルの一例を示す図。The figure which shows an example of the reception level when the (a) directivity characteristic of a transmitting antenna and a 2nd receiving antenna and (b) the 2nd receiving antenna are selected. 第1の受信アンテナが選択された場合の受信レベルと、第2の受信アンテナが選択された場合の受信レベルとを対比して示す図。The figure which contrasts and shows the reception level when the 1st receiving antenna is selected, and the receiving level when the 2nd receiving antenna is selected. 第1の受信アンテナを選択した場合と第2の受信アンテナを選択した場合とで、算出される距離とその受信レベルの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the distance calculated and the reception level by the case where the 1st receiving antenna is selected, and the case where the 2nd receiving antenna is selected. 第1の実施形態のFM−CWレーダ装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the FM-CW radar apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施形態のFM−CWレーダ装置のデジタル回路部の詳細構成を示すブロック図。The block diagram which shows the detailed structure of the digital circuit part of the FM-CW radar apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施形態において制御されるスイッチの動作の一例を示す図。The figure which shows an example of operation | movement of the switch controlled in 1st Embodiment. 第1の実施形態のFM−CWレーダ装置の物標検出動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the target detection operation | movement of the FM-CW radar apparatus of 1st Embodiment. 第2の実施形態のレーダ装置を用いて横断歩道を監視するシステムの運用状態を概念的に示す図。The figure which shows notionally the operation state of the system which monitors a pedestrian crossing using the radar apparatus of 2nd Embodiment. 第2の実施形態のFM−CWレーダ装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the FM-CW radar apparatus of 2nd Embodiment. 第2の実施形態において制御されるスイッチの動作の一例を示す図。The figure which shows an example of operation | movement of the switch controlled in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、(a)第2の受信アンテナの指向特性の一例、および(b)第3の受信アンテナの指向特性の一例を示す図。In 2nd Embodiment, (a) An example of the directional characteristic of a 2nd receiving antenna, (b) The figure which shows an example of the directional characteristic of a 3rd receiving antenna. 第2の実施形態において、(a)第2の受信アンテナが選択されたときの受信レベル、(b)第3の受信アンテナが選択されたときの受信レベルを示す図。In 2nd Embodiment, (a) The reception level when the 2nd receiving antenna is selected, (b) The figure which shows the receiving level when the 3rd receiving antenna is selected. 第2の実施形態において、(a)第1および第2の受信アンテナが選択された場合の受信レベルの差と、(b)第1および第3の受信アンテナが選択された場合の受信レベルの差とを対比して示す図。In the second embodiment, (a) the difference between the reception levels when the first and second reception antennas are selected, and (b) the reception level when the first and third reception antennas are selected. The figure which contrasts and shows a difference.

(1)第1の実施形態
以下、第1の実施形態のレーダ装置について説明する。なお、以下の各実施形態に関連付けて示す方位角、アンテナ利得または受信レベルを示す図におけるスケールは、すべての図で同一であるものとする。
(1) First Embodiment Hereinafter, a radar apparatus according to a first embodiment will be described. Note that the scales in the diagrams showing the azimuth angle, antenna gain, or reception level associated with the following embodiments are the same in all the drawings.

(1−1)実施形態のレーダ装置の用途例
先ず、本実施形態のレーダ装置の用途について、図1に例示して示す。図1は、本実施形態のレーダ装置を用いて踏切を監視するシステムの運用状態を概念的に示す図である。図1において、レーダ装置は、踏切遮断桿の近傍に設けられており、踏切監視領域内において特に踏切遮断桿と線路の間の領域を監視している。つまり、レーダ装置のアンテナは、そのメインローブ方向が踏切遮断桿の長手方向と概ね平行となるように配置されており、メインローブの領域が踏切遮断桿と線路の間の領域を極力カバーするようになっている。レーダ装置のアンテナのサイドローブ方向は、メインローブ方向を基にしてアンテナの指向特性に応じた所定の角度だけ斜めの方向に向いている。このとき、レーダ装置がサイドローブ方向の物標を検出することがある。例えば、図1に示したシステムでは、レーダ装置がサイドローブ方向に停車する車両を物標として検出しうる。
(1-1) Application Example of Radar Device of Embodiment First, the application of the radar device of this embodiment is illustrated in FIG. FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an operation state of a system that monitors a crossing using the radar apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, the radar apparatus is provided in the vicinity of the level crossing barrier bar and monitors the area between the level crossing bar and the track in the level crossing monitoring area. That is, the radar device antenna is arranged so that its main lobe direction is substantially parallel to the longitudinal direction of the railroad crossing fence, and the area of the main lobe covers as much as possible the area between the railroad crossing fence and the track. It has become. The side lobe direction of the antenna of the radar device is directed obliquely by a predetermined angle corresponding to the antenna directivity based on the main lobe direction. At this time, the radar apparatus may detect a target in the side lobe direction. For example, in the system shown in FIG. 1, the radar device can detect a vehicle that stops in the side lobe direction as a target.

図1に例示したシステムでは、仮にレーダ装置がサイドローブによって物標を検出したことを認識できないならば、メインローブ方向の同一距離に在る他の物標との判別ができず、システム上物標を誤検出することになる。すなわち、車両は踏切監視領域外に在るにも関わらず踏切監視領域内に在るとしてシステム上認識されることになり、踏切を通過しつつある電車等に警報を発する等の誤作動がなされうる。
これに対して、本実施形態のレーダ装置は、後述するように、物標がアンテナのメインローブ方向に在るのか、あるいはサイドローブ方向に在るのかを認識することができるため、システム上適切な動作を行うことができる。
In the system illustrated in FIG. 1, if the radar apparatus cannot recognize that the target has been detected by the side lobe, it cannot be distinguished from other targets at the same distance in the main lobe direction. The mark will be erroneously detected. In other words, the vehicle is recognized as being in the level crossing monitoring area even though it is outside the level crossing monitoring area, and a malfunction such as issuing an alarm to a train or the like passing through the level crossing is made. sell.
On the other hand, the radar apparatus of the present embodiment can recognize whether the target is in the main lobe direction or the side lobe direction of the antenna, as will be described later. Operation can be performed.

(1−2)実施形態のレーダ装置の概略構成と物標検出方法
以下、実施形態のレーダ装置の概略構成と物標検出方法について、図2〜6を参照して説明する。
(1-2) Schematic Configuration of Radar Device and Target Detection Method of Embodiment Hereinafter, a schematic configuration of the radar device and a target detection method of the embodiment will be described with reference to FIGS.

図2は、本実施形態のレーダ装置の概略構成を示す図である。図2に示すように、本実施形態のレーダ装置は、送信アンテナTAと、2つの受信アンテナRA1,RA2と、受信アンテナを切り替えるためのスイッチSWと、信号処理部100とを備える。送信アンテナTAは、送信波を空間に放射する。受信アンテナRA1,RA2は、送信波の物標による反射波を受信波として受信するが、当該受信は、信号処理部100の制御に基づくスイッチSWの切り替えに応じて選択的に行われる。送信アンテナおよび受信アンテナの構成は特に限定するものではないが、例えばパッチアレイアンテナ等を用いてよい。
なお、受信アンテナRA1,RA2はそれぞれ、第1,第2受信アンテナの一例である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the radar apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the radar apparatus according to the present embodiment includes a transmission antenna TA, two reception antennas RA1 and RA2, a switch SW for switching the reception antenna, and a signal processing unit 100. The transmission antenna TA radiates a transmission wave to space. The receiving antennas RA1 and RA2 receive a reflected wave of a transmission wave as a received wave as a received wave. The reception is selectively performed according to switching of the switch SW based on the control of the signal processing unit 100. The configurations of the transmission antenna and the reception antenna are not particularly limited, but for example, a patch array antenna or the like may be used.
The receiving antennas RA1 and RA2 are examples of first and second receiving antennas, respectively.

図2において、信号処理部100は、アナログ回路およびデジタル回路から構成され、送信波の生成、送信波および受信波に基づく物標までの距離算出処理、スイッチSWの切り替え制御(つまり、受信アンテナの切り替え制御)、上位システム(図示せず)とのインタフェース処理などを備える。信号処理部100における距離算出処理における算出原理(つまり、レーダ方式)は如何なるものでもよい。例えば、ミリ波レーダ方式としては、パルス方式、FM−CW(Frequency Modulated-Continuous Wave)方式、2周波CW(Continuous Wave)方式、スペクトラム拡散方式が知られているが、これらの方式のいずれかを適用してよい。   In FIG. 2, the signal processing unit 100 includes an analog circuit and a digital circuit, generates a transmission wave, calculates a distance to a target based on the transmission wave and the reception wave, and controls switching of the switch SW (that is, a reception antenna). Switching control) and interface processing with a host system (not shown). Any calculation principle (that is, radar system) in the distance calculation processing in the signal processing unit 100 may be used. For example, as a millimeter wave radar system, a pulse system, an FM-CW (Frequency Modulated-Continuous Wave) system, a 2-frequency CW (Continuous Wave) system, and a spread spectrum system are known. May apply.

送信アンテナTAは、2つの受信アンテナRA1,RA2のいずれかと共用してよいが、ここでは別個に記載してある。なお、以下の説明では、送信アンテナTAと受信アンテナRA1の指向特性が等しい(例えば、送信アンテナTAと受信アンテナRA1が共用化された単一のアンテナで構成されている)ものとする。また、2つの受信アンテナRA1,RA2は、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点(零点)の方位角が互いに異なる指向特性を備えている。図1に示した例では、基準平面は監視領域の平面に等しい。   The transmission antenna TA may be shared with either of the two reception antennas RA1 and RA2, but is described separately here. In the following description, it is assumed that the directivity characteristics of the transmission antenna TA and the reception antenna RA1 are equal (for example, the transmission antenna TA and the reception antenna RA1 are configured by a single antenna shared). The two receiving antennas RA1 and RA2 have directivity characteristics in which azimuth angles of null points (zero points) in the reference plane based on the direction of the main lobe are different from each other. In the example shown in FIG. 1, the reference plane is equal to the plane of the monitoring area.

図3は、(a)送信アンテナTAおよび受信アンテナRA1の指向特性の一例、および(b)受信アンテナRA1が選択されたときの受信レベル(例えば受信電力)の一例を示す。図4は、(a)受信アンテナRA2(実線)の指向特性の一例(参考に、受信アンテナRA1の指向特性を点線で示す。)、および(b)受信アンテナRA2が選択されたときの受信レベル(例えば受信電力)の一例を示す。なお、図3および図4の縦軸は対数表示(dB表示)であることが想定され、横軸は、メインローブ方向を基(“0”)にした方位角(+/-)である。   FIG. 3 shows an example of the directivity characteristics of (a) the transmission antenna TA and the reception antenna RA1, and (b) an example of the reception level (for example, reception power) when the reception antenna RA1 is selected. 4A shows an example of the directivity characteristics of the reception antenna RA2 (solid line) (for reference, the directivity characteristics of the reception antenna RA1 are indicated by dotted lines), and FIG. 4B shows the reception level when the reception antenna RA2 is selected. An example (for example, received power) is shown. 3 and 4 is assumed to be logarithmic (dB), and the horizontal axis is an azimuth (+/−) based on the main lobe direction (“0”).

ここで、レーダ方程式として公知の以下の式(1)に基づき、各受信アンテナが選択されたときの受信レベル(受信電力)は、対数上では、送信アンテナTAのアンテナ利得と受信アンテナのアンテナ利得を加算した値に比例したものとなることが分かる。   Here, based on the following equation (1) known as a radar equation, the reception level (reception power) when each reception antenna is selected is logarithmically the antenna gain of the transmission antenna TA and the antenna gain of the reception antenna. It turns out that it becomes a thing proportional to the value which added.

S=Pλσ/(4π) …式(1)
なお、
S: 受信電力
:送信電力
:送信アンテナのアンテナ利得
:受信アンテナのアンテナ利得
λ: 送信波の波長
σ: 物標の有効反射面積
R: 物標までの距離
である。
S = P t G t G r λ 2 σ / (4π) 3 R 4 ... formula (1)
In addition,
S: reception power P t : transmission power G t : antenna gain of the transmission antenna G r : antenna gain of the reception antenna λ: wavelength of the transmission wave σ: effective reflection area of the target R: distance to the target.

そのため、受信アンテナRA1が選択された場合には、送信アンテナTAと受信アンテナRA1のアンテナ利得がともに等しいため、図3(b)に示すように、受信レベルは、各アンテナ利得を倍にしたものと同一の特性となる。
また、上述したように、受信アンテナRA2は、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が受信アンテナRA1の指向特性(つまり、送信アンテナTAの指向特性)とは異なる指向特性を備えている。それにより、受信アンテナRA2が選択された場合には、図4(b)に示すように、受信レベルは、図3(b)の場合よりもサイドローブにおける受信レベルが低下することになる。
図5は、図3(b)と図4(b)を対比しやすいように1つの図にしたものであり、実線は受信アンテナRA1が選択された場合の受信レベル(図3(b))、点線は受信アンテナRA2が選択された場合の受信レベル(図4(b))を示す。図5から、メインローブ方向では両者で受信レベルの変化が無いが、サイドローブ方向では、受信レベルに両者で差が生ずることが分かる。
Therefore, when the receiving antenna RA1 is selected, since the antenna gains of the transmitting antenna TA and the receiving antenna RA1 are both equal, the reception level is obtained by doubling each antenna gain as shown in FIG. With the same characteristics.
Further, as described above, the reception antenna RA2 has a directivity different from the directivity characteristic of the reception antenna RA1 (that is, the directivity characteristic of the transmission antenna TA) in terms of the azimuth angle of the null point in the reference plane based on the direction of the main lobe. It has characteristics. Thereby, when the reception antenna RA2 is selected, as shown in FIG. 4B, the reception level in the side lobe is lower than in the case of FIG. 3B.
FIG. 5 is a diagram for easy comparison of FIG. 3B and FIG. 4B, and the solid line indicates the reception level when the reception antenna RA1 is selected (FIG. 3B). The dotted line indicates the reception level (FIG. 4B) when the reception antenna RA2 is selected. From FIG. 5, it can be seen that there is no change in the reception level in both directions in the main lobe direction, but there is a difference in the reception level in both directions in the side lobe direction.

信号処理部100は、送信波および受信波に基づく物標までの距離算出処理を行うが、その距離算出処理においては、受信アンテナRA1と第2受信アンテナRA2を順に選択して行う。つまり、信号処理部100は、例えば最初に受信アンテナRA1を選択し、送信波と受信アンテナRA1による受信波とに基づいて物標までの距離を算出する。信号処理部100は次に、受信アンテナRA2を選択し、送信波と受信アンテナRA2による受信波とに基づいて物標までの距離を算出する。
そして信号処理部100は、受信アンテナRA1,RA2を選択したときに算出された距離がともに等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベル(例えば受信電力)をそれぞれP1,P2としたときに、P1とP2の差分に基づいて、算出された距離が受信アンテナのメインローブまたはサイドローブのいずれの受信によるものか判断する。
The signal processing unit 100 performs a distance calculation process to the target based on the transmission wave and the reception wave. In the distance calculation process, the reception antenna RA1 and the second reception antenna RA2 are selected in order. That is, for example, the signal processing unit 100 first selects the reception antenna RA1, and calculates the distance to the target based on the transmission wave and the reception wave from the reception antenna RA1. Next, the signal processing unit 100 selects the reception antenna RA2, and calculates the distance to the target based on the transmission wave and the reception wave by the reception antenna RA2.
Then, the signal processing unit 100 has the same distance calculated when the reception antennas RA1 and RA2 are selected, and sets the reception levels (for example, reception power) of the respective reception antennas that are the basis of the calculation of the distances to P1, respectively. When P2 is set, it is determined whether the calculated distance is due to reception of the main lobe or the side lobe of the receiving antenna based on the difference between P1 and P2.

この判断について、図6を参照してさらに説明する。図6は、受信アンテナRA1を選択した場合(実線)と受信アンテナRA2を選択した場合(点線)とで、算出される距離とその受信レベルの関係を示す図である。
上記式(1)のレーダ方程式が示すように、同一の送信電力および同一距離の物標を前提としたならば、サイドローブの指向特性が互いに異なる受信アンテナRA1,RA2が選択された場合、サイドローブの受信によって得られる同一距離において、受信レベルに差が生ずる。一方、受信アンテナRA1,RA2はメインローブの指向特性は等しいため、メインローブの受信によって得られる同一距離において、受信レベルに差は生じない。そこで、この受信レベルの差が所定の閾値以上である場合に、その同一距離の物標の検出がサイドローブの受信によって得られたものであると判断することができる。
This determination will be further described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the calculated distance and the reception level when the reception antenna RA1 is selected (solid line) and when the reception antenna RA2 is selected (dotted line).
As shown in the radar equation of the above equation (1), if the same transmission power and the same distance are assumed, the receiving antennas RA1 and RA2 having different side lobe directivity characteristics are selected. At the same distance obtained by receiving the lobe, a difference occurs in the reception level. On the other hand, the receiving antennas RA1 and RA2 have the same main lobe directivity characteristics, and therefore there is no difference in the reception level at the same distance obtained by receiving the main lobe. Therefore, when the reception level difference is equal to or greater than a predetermined threshold value, it can be determined that the detection of the target at the same distance is obtained by reception of the side lobe.

図6では、送信波と受信アンテナRA1,RA2の受信波に基づいて、距離d1,d2が算出された場合が想定されている。このとき、距離d1は、受信アンテナRA1が選択された場合と受信アンテナRA2が選択された場合とで受信レベルに差が生じており(例えば、|P1−P2|>閾値)、距離d1は受信アンテナのサイドローブによる受信波で得られたものであると判断することができる。一方、距離d2は、受信アンテナRA1が選択された場合と受信アンテナRA2が選択された場合とで受信レベルに差が生じておらず(例えば、|P1−P2|≦閾値)、距離d2は受信アンテナのメインローブによる受信波で得られたものであると判断することができる。   In FIG. 6, it is assumed that distances d1 and d2 are calculated based on the transmission wave and the reception waves of reception antennas RA1 and RA2. At this time, the distance d1 has a difference in reception level between when the reception antenna RA1 is selected and when the reception antenna RA2 is selected (for example, | P1-P2 |> threshold), and the distance d1 is It can be determined that the received wave is obtained from the side lobe of the antenna. On the other hand, there is no difference in the reception level between the distance d2 when the reception antenna RA1 is selected and when the reception antenna RA2 is selected (for example, | P1-P2 | ≦ threshold), and the distance d2 is the reception It can be determined that the received wave is obtained by the main lobe of the antenna.

(1−3)FM−CW方式の場合のレーダ装置の構成と動作
図2はレーダ方式を限定しない場合のレーダ装置の概略構成を示したが、以下では、レーダ方式をFM−CW方式とした場合のレーダ装置(以下、FM−CWレーダ装置)の構成と物標検出方法について、図7〜10を参照して説明する。
FM−CWレーダ装置は、周波数上昇区間(以下、UP区間)と周波数下降区間(以下、DOWN区間)を含むように周波数変調(FM変調)された送信波を空間へ放射し、物標から反射された波を受信波として受信する。周波数変調における変調信号は、代表的には三角波であるが、鋸波、台形波等の三角波以外の信号でもよい。FM−CWレーダ装置は、送信波と、物標からの反射により得られる受信波とのビート信号を取得するとともに、このビート信号を高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)を施して周波数分析を行う。周波数分析されたビート信号は強度が大きくなるピークが生じるが、このピークに対応するピーク周波数は、物標の距離に関する情報を有する。
(1-3) Configuration and Operation of Radar Device in Case of FM-CW System FIG. 2 shows a schematic configuration of a radar device when the radar system is not limited. In the following, the radar system is FM-CW system. The configuration of the radar apparatus (hereinafter referred to as FM-CW radar apparatus) and the target detection method will be described with reference to FIGS.
The FM-CW radar device radiates a frequency-modulated (FM-modulated) transmission wave so as to include a frequency rising section (hereinafter referred to as UP section) and a frequency falling section (hereinafter referred to as DOWN section), and reflects it from the target. The received wave is received as a received wave. The modulation signal in frequency modulation is typically a triangular wave, but may be a signal other than a triangular wave such as a sawtooth wave or a trapezoidal wave. The FM-CW radar device acquires a beat signal of a transmission wave and a reception wave obtained by reflection from a target, and performs a frequency analysis by applying a fast Fourier transform (FFT) to the beat signal. Do. The beat signal subjected to frequency analysis has a peak with increased intensity, and the peak frequency corresponding to this peak has information on the distance of the target.

図7は、本実施形態のレーダ装置(FM−CWレーダ装置1)の構成を示すブロック図である。図7は、図2に示したレーダ装置の構成を、FM−CW方式に特化した構成とした図である。図8は、本実施形態のFM−CWレーダ装置1のデジタル回路部の詳細構成を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the radar apparatus (FM-CW radar apparatus 1) of the present embodiment. FIG. 7 is a diagram in which the configuration of the radar apparatus shown in FIG. 2 is specialized for the FM-CW system. FIG. 8 is a block diagram showing a detailed configuration of the digital circuit unit of the FM-CW radar apparatus 1 of the present embodiment.

図7を参照すると、FM−CWレーダ装置1は、電圧制御発振器(VCO:voltage controlled oscillator)11、方向性結合器12、増幅器13、スイッチ14(図2のスイッチSWに相当)、増幅器15、ミキサ16、フィルタ(BPF)17、デジタル回路部18、送信アンテナTA、および受信アンテナRA1,RA2を備える。   Referring to FIG. 7, the FM-CW radar apparatus 1 includes a voltage controlled oscillator (VCO) 11, a directional coupler 12, an amplifier 13, a switch 14 (corresponding to the switch SW in FIG. 2), an amplifier 15, A mixer 16, a filter (BPF) 17, a digital circuit unit 18, a transmitting antenna TA, and receiving antennas RA1 and RA2 are provided.

電圧制御発振器11は、デジタル回路部18から与えられる制御電圧VCONTに基づいて送信波の周波数を変化させる。FM−CWレーダ装置1の送信波は、国内では例えば60GHz,76GHz等の周波数帯が使用されるが、電圧制御発振器11は、システム上規定される周波数帯の周波数変調された送信波を生成する。電圧制御発振器(VCO)11は、例えばMESFETおよびバラクタダイオードによって構成され、図7ではその出力周波数(周波数変調された出力信号)をfOUTとしている。 The voltage controlled oscillator 11 changes the frequency of the transmission wave based on the control voltage V CONT given from the digital circuit unit 18. The transmission wave of the FM-CW radar apparatus 1 uses a frequency band such as 60 GHz or 76 GHz in Japan, but the voltage-controlled oscillator 11 generates a frequency-modulated transmission wave in a frequency band defined in the system. . The voltage controlled oscillator (VCO) 11 is constituted by, for example, a MESFET and a varactor diode, and its output frequency (frequency-modulated output signal) is f OUT in FIG.

電圧制御発振器11の送信波は、方向性結合器12を介してミキサ16へ与えられるとともに増幅器13へ送出される。
送信アンテナTAは、増幅器13によって所定のレベルまで増幅された送信波を空間へ放射する。受信アンテナRA1,RA2は選択的に、物標からの反射波を受信波として受信する。この受信波は増幅器15において所定のレベルまで増幅される。
The transmission wave of the voltage controlled oscillator 11 is given to the mixer 16 via the directional coupler 12 and sent to the amplifier 13.
The transmission antenna TA radiates the transmission wave amplified to a predetermined level by the amplifier 13 into space. The receiving antennas RA1 and RA2 selectively receive a reflected wave from the target as a received wave. This received wave is amplified to a predetermined level by the amplifier 15.

ミキサ16は、方向性結合器12から得られる送信波と、増幅器15から得られる受信波とを混合して、送信波と受信波の周波数差に等しい周波数のビート信号を生成する。フィルタ17は、ミキサ16により生成されたビート信号について、ビート信号として予定されている周波数範囲の成分のみを通過させ、それ以外の成分に含まれるノイズを除去するバンドパスフィルタ(BPF)である。フィルタ17を通過したビート信号は、デジタル回路部18へ送出される。また、増幅器15から得られる受信波は、受信レベルの検出のためにデジタル回路部18へ送出される。   The mixer 16 mixes the transmission wave obtained from the directional coupler 12 and the reception wave obtained from the amplifier 15 to generate a beat signal having a frequency equal to the frequency difference between the transmission wave and the reception wave. The filter 17 is a band-pass filter (BPF) that passes only the components in the frequency range planned as the beat signal for the beat signal generated by the mixer 16 and removes the noise included in the other components. The beat signal that has passed through the filter 17 is sent to the digital circuit unit 18. The received wave obtained from the amplifier 15 is sent to the digital circuit unit 18 for detection of the reception level.

図8に示すように、デジタル回路部18は、信号発生器181、D/A(Digital/Analogue)変換器182、A/D(Analogue/Digital)変換器183、FFT(Fast Fourier Transform)処理部184、距離算出部185、インタフェース(I/F)部186、A/D変換器187、および切替制御部188を備える。デジタル回路部18は、マイクロコントローラを主体として構成されるが、特定の機能および処理を実現するためのチップセットやDSP(Digital Signal Processor)を備えうる。なお、距離算出部185および切替制御部188を含むデジタル回路部18の一部は制御部の一例である。   As shown in FIG. 8, the digital circuit unit 18 includes a signal generator 181, a D / A (Digital / Analogue) converter 182, an A / D (Analogue / Digital) converter 183, and an FFT (Fast Fourier Transform) processing unit. 184, a distance calculation unit 185, an interface (I / F) unit 186, an A / D converter 187, and a switching control unit 188. The digital circuit unit 18 is configured mainly with a microcontroller, but may include a chip set or a DSP (Digital Signal Processor) for realizing specific functions and processing. A part of the digital circuit unit 18 including the distance calculation unit 185 and the switching control unit 188 is an example of a control unit.

信号発生器181は、電圧制御発振器11に与える制御電圧VCONT(例えば三角波)に相当するデジタル信号を生成する。
インタフェース部186は、例えば上位システムとの通信のためのインタフェース回路を含み、算出した物標との距離の上位システムへの報告、および上位システムからの特定のコマンドの受信等を行う。
The signal generator 181 generates a digital signal corresponding to a control voltage V CONT (for example, a triangular wave) supplied to the voltage controlled oscillator 11.
The interface unit 186 includes, for example, an interface circuit for communication with the host system, and reports the calculated distance to the host system, receives a specific command from the host system, and the like.

FFT処理部184は、デジタル化されたビート信号に対してFFT処理を施し、ビート信号の周波数成分(スペクトル分布)の分析結果(FFTデータ)を算出する。
距離算出部185は、FFT処理部184から取得するビート信号の周波数成分(FFTデータ)に基づいて、UP区間で得られるビート信号のピーク周波数と、DOWN区間で得られるビート信号のピーク周波数とのペアリングを行い、物標に対応するターゲット成分を特定する。さらに距離算出部185は、ペアリング結果に基づいて、物標との間の距離を算出する。具体的には、距離算出部185は、特定されたターゲット成分のペアのうち、UP区間のピーク周波数をFupとし、DOWN区間のピーク周波数をFdownとすると、物標までの距離を、α×(Fup+Fdown)/2(α:定数)の式によって算出する。なお、αは、送信波の電波伝搬速度(光速)、中心周波数、変調周波数幅等によって定まる値である。
The FFT processing unit 184 performs FFT processing on the digitized beat signal, and calculates the analysis result (FFT data) of the frequency component (spectral distribution) of the beat signal.
Based on the frequency component (FFT data) of the beat signal acquired from the FFT processing unit 184, the distance calculation unit 185 calculates the peak frequency of the beat signal obtained in the UP section and the peak frequency of the beat signal obtained in the DOWN section. Pairing is performed, and the target component corresponding to the target is specified. Further, the distance calculation unit 185 calculates the distance to the target based on the pairing result. Specifically, the distance calculation unit 185 determines the distance to the target as α up when the peak frequency in the UP section is F up and the peak frequency in the DOWN section is F down among the specified target component pairs. It is calculated by the formula x (F up + F down ) / 2 (α: constant). Α is a value determined by the radio wave propagation speed (light speed) of the transmission wave, the center frequency, the modulation frequency width, and the like.

切替制御部188は、例えば受信波が受信アンテナRA1と受信アンテナRA2とが交互に選択されて受信するように、スイッチ14を制御する。図9に、切替制御部188によって制御されるスイッチ14の動作の一例を示す。図9に示す例では、レーダ装置1の起動後(時刻t0の後)、受信アンテナRA1が選択される期間T1と受信アンテナRA2が選択された期間T2とが交互に生ずるように、スイッチ14が制御される。しかしながら、この動作例は一例に過ぎず、受信アンテナRA1と受信アンテナRA2は少なくともそれぞれ1回選択されればよい。   For example, the switching control unit 188 controls the switch 14 so that the reception wave is received by alternately selecting the reception antenna RA1 and the reception antenna RA2. FIG. 9 shows an example of the operation of the switch 14 controlled by the switching control unit 188. In the example shown in FIG. 9, after the radar apparatus 1 is activated (after time t0), the switch 14 is set so that the period T1 during which the receiving antenna RA1 is selected and the period T2 during which the receiving antenna RA2 is selected alternately occur. Be controlled. However, this operation example is only an example, and it is only necessary that the receiving antenna RA1 and the receiving antenna RA2 are selected at least once.

距離算出部185は、受信アンテナRA1が選択される期間T1において、距離を算出するとともに、受信アンテナRA1による受信波の受信レベルを検出する。距離算出部185はまた、受信アンテナRA2が選択される期間T2において、距離を算出するとともに、受信アンテナRA2による受信波の受信レベルを検出する。そして、距離算出部185は、受信アンテナRA1,RA2を選択したときに算出された距離がともに等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベルをそれぞれP1,P2としたときに、P1とP2の差分に基づいて、算出された距離が受信アンテナのメインローブまたはサイドローブのいずれの受信によるものか判断する。
なお、距離算出部185と切替制御部188は同期して動作するようにしてもよい。すなわち、切替制御部188が受信アンテナRA1を選択した後、距離算出部185は、受信アンテナRA1による受信波に対する処理が完了すると、切替制御部188に対して制御信号を送出する。そして、切替制御部188は、この制御信号に同期して、受信アンテナRA1から受信アンテナRA2への切り替えを行う。
The distance calculation unit 185 calculates the distance and detects the reception level of the reception wave by the reception antenna RA1 during the period T1 when the reception antenna RA1 is selected. The distance calculation unit 185 also calculates the distance and detects the reception level of the received wave by the reception antenna RA2 during the period T2 when the reception antenna RA2 is selected. The distance calculation unit 185 has the same distances calculated when the reception antennas RA1 and RA2 are selected, and the reception levels of the reception antennas that are the basis for calculating the distances are P1 and P2, respectively. In addition, based on the difference between P1 and P2, it is determined whether the calculated distance is due to reception of the main lobe or the side lobe of the receiving antenna.
The distance calculation unit 185 and the switching control unit 188 may operate in synchronization. That is, after the switching control unit 188 selects the receiving antenna RA1, the distance calculation unit 185 sends a control signal to the switching control unit 188 when the processing for the received wave by the receiving antenna RA1 is completed. Then, the switching control unit 188 performs switching from the receiving antenna RA1 to the receiving antenna RA2 in synchronization with this control signal.

次に、図7および図8に示したFM−CWレーダ装置1による動作(物標検出動作)について、図10を参照して説明する。図10は、本実施形態のFM−CWレーダ装置の物標検出動作を示すフローチャートであり、主としてデジタル回路部18内で実行される。なお、スイッチ14の動作は、図9に示したタイミングチャートの例に従うものとする。   Next, the operation (target detection operation) by the FM-CW radar apparatus 1 shown in FIGS. 7 and 8 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the target detection operation of the FM-CW radar apparatus of this embodiment, and is mainly executed in the digital circuit unit 18. Note that the operation of the switch 14 follows the example of the timing chart shown in FIG.

先ず期間T1において切替制御部188は、受信アンテナRA1を選択するようにスイッチ14を制御する。これにより、受信アンテナRA1によって得られた受信波の受信レベル(増幅器15の出力レベル)が距離算出部185で検出される(ステップS100)。距離算出部185は、送信波と受信アンテナRA1の受信波によって得られたビート信号(フィルタ17の出力)に基づいて、物標とのすべての距離D1を算出する(ステップS110)。   First, in the period T1, the switching control unit 188 controls the switch 14 so as to select the receiving antenna RA1. Thereby, the reception level (output level of the amplifier 15) of the reception wave obtained by the reception antenna RA1 is detected by the distance calculation unit 185 (step S100). The distance calculation unit 185 calculates all distances D1 from the target based on the beat signal (output of the filter 17) obtained from the transmission wave and the reception wave of the reception antenna RA1 (step S110).

次に、切替制御部188は、期間T2に移行してスイッチ14の状態を切り替え、受信アンテナRA2を選択するようにスイッチ14を制御する。これにより、受信アンテナRA2によって得られた受信波の受信レベル(増幅器15の出力レベル)が距離算出部185で検出される(ステップS120)。距離算出部185は、送信波と受信アンテナRA2の受信波によって得られたビート信号(フィルタ17の出力)に基づいて、物標とのすべての距離D2を算出する(ステップS130)。   Next, the switching control unit 188 shifts to the period T2, switches the state of the switch 14, and controls the switch 14 to select the receiving antenna RA2. Thereby, the reception level (output level of the amplifier 15) of the reception wave obtained by the reception antenna RA2 is detected by the distance calculation unit 185 (step S120). The distance calculation unit 185 calculates all distances D2 from the target based on the beat signal (output of the filter 17) obtained from the transmission wave and the reception wave of the reception antenna RA2 (step S130).

ステップS100〜S130の処理は少なくとも1回行えばよいが、複数回行って得られる複数のサンプルの受信レベルと距離について統計処理を行うことによって、受信レベルと距離の精度を高めるようにしてもよい。
次に、距離算出部185は、期間T1で得られた物標とのすべての距離D1と、期間T2で得られた物標とのすべての距離D2とを比較して、D1=D2となる距離があるか否か判定する(ステップS140)。1つもD1=D2となる距離が無ければ、適切な結果が得られていないことになるため、ステップS100へ戻る。
The processing of steps S100 to S130 may be performed at least once, but the accuracy of the reception level and distance may be improved by performing statistical processing on the reception level and distance of a plurality of samples obtained by performing a plurality of times. .
Next, the distance calculation unit 185 compares all the distances D1 with the target obtained in the period T1 and all the distances D2 with the target obtained in the period T2, and D1 = D2. It is determined whether there is a distance (step S140). If there is no distance that satisfies D1 = D2, no appropriate result is obtained, and the process returns to step S100.

ステップS140でD1=D2となる距離が存在する場合には、その距離の算出の基礎となる受信アンテナRA1,RA2の受信レベルP1,P2について、|P1−P2|とPTH(PTH:所定の閾値)の大小を判定する(ステップS150)。その結果、|P1−P2|>PTHである場合には、図6に関連付けて説明したように、当該距離の物標が受信アンテナのサイドローブによって算出されたものである(つまり、物標がサイドローブ方向に存在する)と判断する(ステップS160)。逆に、|P1−P2|≦PTHである場合には、当該距離の物標が受信アンテナのメインローブによって算出されたものである(つまり、物標がメインローブ方向に存在する)と判断する(ステップS170)。 If there is a distance D1 = D2 in step S140, | P1-P2 | and P TH (P TH : predetermined) for the reception levels P1 and P2 of the reception antennas RA1 and RA2 that are the basis for calculating the distance. The threshold value is determined (step S150). As a result, when | P1-P2 |> PTH , as described with reference to FIG. 6, the target at the distance is calculated by the side lobe of the receiving antenna (that is, the target). Is present in the side lobe direction) (step S160). Conversely, if | P1-P2 | ≦ PTH, it is determined that the target at the distance is calculated by the main lobe of the receiving antenna (that is, the target exists in the main lobe direction). (Step S170).

以上説明したように、本実施形態のレーダ装置によれば、サイドローブの指向特性が異なる2つの受信アンテナを選択的に切り替え、算出した同一距離における各受信アンテナの受信レベルの差を判定する。これによって、算出された物標までの距離がメインローブの受信によって得られたものか、あるいはサイドローブの受信によって得られたものかを判別することができる。つまり、本実施形態のレーダ装置によれば、物標がアンテナのメインローブ方向に在るのか、あるいはサイドローブ方向に在るのかを判別することができる。そして、本実施形態のレーダ装置によれば、上記判別機能を実現するためのハードウエアとしては実質的に受信アンテナを1個追加するのみで足り、比較的簡易な構成で上記判別機能を実現することができる。   As described above, according to the radar apparatus of the present embodiment, two reception antennas having different side lobe directivity characteristics are selectively switched, and a difference in reception level between the reception antennas at the calculated same distance is determined. This makes it possible to determine whether the calculated distance to the target is obtained by receiving the main lobe or the side lobe. That is, according to the radar apparatus of this embodiment, it can be determined whether the target is in the main lobe direction or the side lobe direction of the antenna. According to the radar apparatus of the present embodiment, it is only necessary to add one reception antenna substantially as hardware for realizing the discrimination function, and the discrimination function is realized with a relatively simple configuration. be able to.

(2)第2の実施形態
以下、第2の実施形態のレーダ装置について説明する。
(2) Second Embodiment Hereinafter, a radar apparatus according to a second embodiment will be described.

(2−1)実施形態のレーダ装置の用途例
先ず、本実施形態のレーダ装置の用途について、図11に例示する。図11は、本実施形態のレーダ装置を用いて横断歩道を監視するシステムの運用状態を概念的に示す図である。図11において、レーダ装置は、横断歩道の端部に設けられており、主として横断歩道内の領域を監視している。つまり、レーダ装置のアンテナは、そのメインローブ方向が横断歩道の進行方向と概ね平行となるように配置されており、メインローブの領域が横断歩道の領域を極力カバーするようになっている。また、レーダ装置のアンテナのサイドローブ方向は、メインローブ方向を基にしてアンテナの指向特性に応じた所定の角度だけ斜めの方向に向いており、車両および歩行者を監視している。
(2-1) Application Example of Radar Device of Embodiment First, the application of the radar device of this embodiment is illustrated in FIG. FIG. 11 is a diagram conceptually showing an operating state of a system for monitoring a pedestrian crossing using the radar apparatus of the present embodiment. In FIG. 11, the radar apparatus is provided at the end of a pedestrian crossing, and mainly monitors an area within the pedestrian crossing. That is, the antenna of the radar apparatus is arranged so that the main lobe direction is substantially parallel to the traveling direction of the pedestrian crossing, and the main lobe area covers the pedestrian crossing area as much as possible. Further, the side lobe direction of the antenna of the radar apparatus is directed obliquely by a predetermined angle corresponding to the directivity characteristic of the antenna based on the main lobe direction, and monitors the vehicle and the pedestrian.

図11に例示したレーダ装置の用途例は、アンテナのメインローブ方向に加えてサイドローブ方向の物標の検出を積極的に行う例である。このシステムでは、サイドローブ方向の物標の検出を行うため、メインローブ方向のみを検出する場合と比較して検出範囲が拡大するが、メインローブ、およびその両側の2つのサイドローブの各々による検出を切り分けるようにすることが好ましい。例えば図11のレーダ装置の配置例では、メインローブでは、横断歩道内に進入する歩行者等が検出されうる。また、メインローブ方向を基準として右側のサイドローブでは、停止する車両などが検出されうる一方、メインローブ方向を基準として左側のサイドローブでは、横断歩道の歩行者などが検出されうる。そのため、メインローブ、およびその両側の2つのサイドローブの各々による検出を切り分けることができれば、検出対象(車両、歩行者)に応じた適切な警報あるいは制御を行うことができると考えられる。
かかる観点から、本実施形態のレーダ装置は、メインローブ、およびその両側の2つのサイドローブの各々による物標の検出を切り分けることができるレーダ装置について、以下開示する。
The application example of the radar apparatus illustrated in FIG. 11 is an example of positively detecting a target in the side lobe direction in addition to the antenna main lobe direction. In this system, since the target in the side lobe direction is detected, the detection range is expanded as compared with the case where only the main lobe direction is detected, but the detection is performed by the main lobe and the two side lobes on both sides thereof. It is preferable to sever. For example, in the arrangement example of the radar apparatus of FIG. 11, a pedestrian or the like entering the pedestrian crossing can be detected in the main lobe. In addition, on the right side lobe on the basis of the main lobe direction, a stopped vehicle or the like can be detected, while on the left side lobe on the basis of the main lobe direction, a pedestrian crossing or the like can be detected. Therefore, if the detection by the main lobe and each of the two side lobes on both sides of the main lobe can be separated, it is considered that an appropriate alarm or control according to the detection target (vehicle, pedestrian) can be performed.
From this point of view, the radar apparatus according to the present embodiment will be disclosed below with respect to a radar apparatus that can separate the detection of a target by each of the main lobe and the two side lobes on both sides thereof.

(2−2)FM−CW方式の場合のレーダ装置の構成と動作
以下、レーダ方式をFM−CW方式とした場合の本実施形態のレーダ装置の構成と物標検出方法について、図12〜16を参照して説明する。
(2-2) Configuration and Operation of Radar Device in Case of FM-CW Method Hereinafter, the configuration of the radar device and the target detection method of this embodiment when the radar method is the FM-CW method will be described with reference to FIGS. Will be described with reference to FIG.

図12は、本実施形態のレーダ装置(FM−CWレーダ装置2)の構成を示すブロック図である。本ブロック図は、図7に示したものと類似した構成であるため、相違点についてのみ説明し、重複説明を省略する。なお、後述するデジタル回路部18aは、距離算出部および制御部の一例である。
図12に示すように、レーダ装置2は、3つの受信アンテナRA1〜RA3を備える。なお、受信アンテナRA1〜RA3はそれぞれ、第1〜第3受信アンテナの一例である。
受信アンテナRA1は、例えば送信アンテナTA1と同一の指向特性を備える。受信アンテナRA2は、受信アンテナRA1と比較して、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が、基準平面内の第1回転方向においてのみ異なる指向特性を有している。受信アンテナRA3は、受信アンテナRA1と比較して、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が、基準平面内における第1回転方向とは逆の第2回転方向においてのみ異なる指向特性を有している。
ここで、図11に示した例では、基準平面は監視領域(横断歩道)の平面に等しい。また、第1回転方向は、基準平面においてメインローブから一方のサイドローブに向かって回転する方向であり、第2回転方向は、基準平面においてメインローブから他方のサイドローブに向かって回転する方向である。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the radar apparatus (FM-CW radar apparatus 2) of the present embodiment. Since this block diagram has a configuration similar to that shown in FIG. 7, only the differences will be described, and redundant description will be omitted. The digital circuit unit 18a described later is an example of a distance calculation unit and a control unit.
As shown in FIG. 12, the radar apparatus 2 includes three receiving antennas RA1 to RA3. The receiving antennas RA1 to RA3 are examples of first to third receiving antennas, respectively.
The reception antenna RA1 has the same directivity characteristics as the transmission antenna TA1, for example. The receiving antenna RA2 has a directivity characteristic in which the azimuth angle of the null point in the reference plane based on the main lobe direction is different only in the first rotation direction in the reference plane, as compared with the receiving antenna RA1. . Receiving antenna RA3 has an azimuth angle of a null point in the reference plane based on the direction of the main lobe, only in a second rotation direction opposite to the first rotation direction in the reference plane, as compared with receiving antenna RA1. It has different directivity characteristics.
Here, in the example shown in FIG. 11, the reference plane is equal to the plane of the monitoring area (crosswalk). The first rotation direction is a direction rotating from the main lobe toward the one side lobe on the reference plane, and the second rotation direction is a direction rotating from the main lobe toward the other side lobe on the reference plane. is there.

デジタル回路部18aは、例えば受信波が,受信アンテナRA1〜RA3が順に選択されて受信するように、スイッチ14aを制御する。
デジタル回路部18aは、前述したデジタル回路部18と同様の構成を備えるが、以下の点で異なる。つまり、デジタル回路部18aは、受信アンテナRA1〜RA3を選択したときに算出された距離がすべて等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベルをそれぞれP1〜P3としたときに、P1とP2の差分、およびP1とP3の差分を算出する。そして、デジタル回路部18aは、各差分に基づいて、算出された距離が受信アンテナのメインローブ、第1回転方向のサイドローブ、または第2回転方向のサイドローブのいずれの受信によるものか判断する
For example, the digital circuit unit 18a controls the switch 14a so that the reception wave is received by selecting the reception antennas RA1 to RA3 in order.
The digital circuit unit 18a has the same configuration as the digital circuit unit 18 described above, but differs in the following points. That is, the digital circuit unit 18a has the same distances calculated when the receiving antennas RA1 to RA3 are selected, and the reception levels of the receiving antennas serving as the basis for calculating the distances are P1 to P3, respectively. Then, the difference between P1 and P2 and the difference between P1 and P3 are calculated. Then, the digital circuit unit 18a determines whether the calculated distance is due to reception of the main lobe of the reception antenna, the side lobe in the first rotation direction, or the side lobe in the second rotation direction based on each difference.

図13に、デジタル回路部18aによって制御されるスイッチ14aの動作の一例を示す。図13に示す例では、レーダ装置2の起動後(時刻t0の後)、受信アンテナRA1が選択される期間T1と、受信アンテナRA2が選択される期間T2と、受信アンテナRA3が選択される期間T3と、が交互に生ずるように、スイッチ14aが制御される。しかしながら、この動作例は一例に過ぎず、受信アンテナRA1〜RA3は少なくともそれぞれ1回選択されればよい。   FIG. 13 shows an example of the operation of the switch 14a controlled by the digital circuit unit 18a. In the example shown in FIG. 13, after the radar apparatus 2 is activated (after time t0), a period T1 in which the receiving antenna RA1 is selected, a period T2 in which the receiving antenna RA2 is selected, and a period in which the receiving antenna RA3 is selected. The switch 14a is controlled so that T3 occurs alternately. However, this operation example is merely an example, and the receiving antennas RA1 to RA3 may be selected at least once each.

本実施形態の物標検出方法について、図14〜16を参照して以下説明する。なお、以下の説明において、受信アンテナRA1および送信アンテナTAの指向特性は、図3(a)に示したものと同一とする。
図14は、(a)受信アンテナRA2(実線)の指向特性の一例(なお、点線で受信アンテナRA3の指向特性を示す。)、および(b)受信アンテナRA3(実線)の指向特性の一例(なお、点線で受信アンテナRA2の指向特性を示す。)を示す。図14(a)において、受信アンテナRA2の指向特性は、−の方位角(第2回転方向の角度)において受信アンテナRA1の指向特性と一致し、+の方位角(第1回転方向の角度)において基準平面内のヌル点の方位角が、受信アンテナRA1とは異なる指向特性を有している。また、図14(b)において、受信アンテナRA3の指向特性は、+の方位角(第1回転方向の角度)において受信アンテナRA1の指向特性と一致し、−の方位角(第2回転方向の角度)において基準平面内のヌル点の方位角が、受信アンテナRA1とは異なる指向特性を有している。
The target detection method of this embodiment is demonstrated below with reference to FIGS. In the following description, the directivity characteristics of the reception antenna RA1 and the transmission antenna TA are the same as those shown in FIG.
14A shows an example of the directivity characteristic of the reception antenna RA2 (solid line) (note that the directivity characteristic of the reception antenna RA3 is indicated by a dotted line), and FIG. 14B shows an example of the directivity characteristic of the reception antenna RA3 (solid line). The dotted line indicates the directivity characteristic of the receiving antenna RA2.) In FIG. 14A, the directivity characteristic of the reception antenna RA2 coincides with the directivity characteristic of the reception antenna RA1 at a minus azimuth angle (angle in the second rotation direction), and a positive azimuth angle (angle in the first rotation direction). , The azimuth angle of the null point in the reference plane has a directivity characteristic different from that of the receiving antenna RA1. In FIG. 14B, the directivity characteristic of the reception antenna RA3 coincides with the directivity characteristic of the reception antenna RA1 at the positive azimuth angle (angle in the first rotation direction), and the negative azimuth angle (in the second rotation direction). In the angle), the azimuth angle of the null point in the reference plane has a directivity characteristic different from that of the receiving antenna RA1.

第1の実施形態と同様、受信アンテナRA1が選択された場合には、送信アンテナTAと受信アンテナRA1のアンテナ利得がともに等しいため、図3(b)に示したように、受信レベルは、そのアンテナ利得を倍にした特性となる。   As in the first embodiment, when the receiving antenna RA1 is selected, the antenna gains of the transmitting antenna TA and the receiving antenna RA1 are both equal, and therefore, as shown in FIG. The antenna gain is doubled.

図15は、(a)受信アンテナRA2が選択されたときの受信レベル、(b)受信アンテナRA3が選択されたときの受信レベルを示す。
図15(a)に示すように、受信アンテナRA2が選択された場合、受信アンテナRA2の指向特性は、−の方位角(第2回転方向の角度)においては、受信アンテナRA1の指向特性と一致しているため、受信アンテナRA1が選択された場合と同一の受信レベル(図3(b)と同じレベル)となる。一方、受信アンテナRA2の指向特性は、+の方位角(第1回転方向の角度)においては、基準平面内のヌル点の方位角が受信アンテナRA1とは異なる指向特性を有しているため、受信アンテナRA1が選択された場合よりもサイドローブにおける受信レベルが低下することになる。
FIG. 15 shows (a) a reception level when the reception antenna RA2 is selected, and (b) a reception level when the reception antenna RA3 is selected.
As shown in FIG. 15A, when the reception antenna RA2 is selected, the directivity characteristic of the reception antenna RA2 is the same as the directivity characteristic of the reception antenna RA1 at the minus azimuth angle (angle in the second rotation direction). Therefore, the reception level is the same as that when the reception antenna RA1 is selected (the same level as in FIG. 3B). On the other hand, the directivity characteristic of the reception antenna RA2 has a directivity characteristic in which the azimuth angle of the null point in the reference plane is different from that of the reception antenna RA1 at the + azimuth angle (the angle in the first rotation direction). The reception level in the side lobe is lower than when the reception antenna RA1 is selected.

図15(b)に示すように、受信アンテナRA3が選択された場合には、受信アンテナRA3の指向特性は、+の方位角(第1回転方向の角度)においては、受信アンテナRA1の指向特性と一致しているため、受信アンテナRA1が選択された場合と同一の受信レベル(図3(b)と同じレベル)となる。一方、受信アンテナRA3の指向特性は、−の方位角(第2回転方向の角度)においては、基準平面内のヌル点の方位角が受信アンテナRA1とは異なる指向特性を有しているため、受信アンテナRA1が選択された場合よりもサイドローブにおける受信レベルが低下することになる。   As shown in FIG. 15B, when the reception antenna RA3 is selected, the directivity characteristic of the reception antenna RA3 is the directivity characteristic of the reception antenna RA1 at the positive azimuth angle (the angle in the first rotation direction). Therefore, the reception level is the same as that when the reception antenna RA1 is selected (the same level as in FIG. 3B). On the other hand, the directivity characteristic of the reception antenna RA3 has a directivity characteristic in which the azimuth angle of the null point in the reference plane is different from that of the reception antenna RA1 at the minus azimuth angle (angle in the second rotation direction). The reception level in the side lobe is lower than when the reception antenna RA1 is selected.

図16は、図3(b)と図15を対比しやすいようにした図である。図16(a)では、実線は受信アンテナRA2が選択された場合の受信レベル(図15(a)と同じ)、点線は受信アンテナRA1が選択された場合の受信レベル(図3(b)と同じ)を示す。図16(b)では、実線は受信アンテナRA3が選択された場合の受信レベル(図15(b)と同じ)、点線は受信アンテナRA1が選択された場合の受信レベル(図3(b)と同じ)を示す。   FIG. 16 is a diagram in which FIG. 3B and FIG. 15 are easily compared. In FIG. 16A, the solid line indicates the reception level when the reception antenna RA2 is selected (same as FIG. 15A), and the dotted line indicates the reception level when the reception antenna RA1 is selected (FIG. 3B). The same). In FIG. 16B, the solid line indicates the reception level when the reception antenna RA3 is selected (same as FIG. 15B), and the dotted line indicates the reception level when the reception antenna RA1 is selected (FIG. 3B). The same).

ここで、受信アンテナRA1〜RA3によって算出された同一距離の物標について、その距離の算出の基礎となる受信アンテナRA1,RA2の受信レベルP1,P2の差分は、図16(a)から、+の方位角(第1回転方向の角度)においてのみ生じていることが分かる。同様に、受信アンテナRA1〜RA3によって算出された同一距離の物標について、その距離の算出の基礎となる受信アンテナRA1,RA3の受信レベルP1,P3の差分は、図16(b)から、−の方位角(第2回転方向の角度)においてのみ生じていることが分かる。よって、受信アンテナRA1〜RA3によって得られた受信レベルを比較することによって、いずれの回転方向のサイドローブで物標が検出されたか判別することができることになる。   Here, with respect to a target having the same distance calculated by the receiving antennas RA1 to RA3, the difference between the receiving levels P1 and P2 of the receiving antennas RA1 and RA2 that are the basis of the calculation of the distance is shown in FIG. It can be seen that this occurs only at the azimuth angle (angle in the first rotation direction). Similarly, with respect to a target having the same distance calculated by the receiving antennas RA1 to RA3, the difference between the reception levels P1 and P3 of the receiving antennas RA1 and RA3, which is the basis for calculating the distance, is shown in FIG. It can be seen that this occurs only at the azimuth angle (angle in the second rotation direction). Therefore, by comparing the reception levels obtained by the reception antennas RA1 to RA3, it is possible to determine in which rotational direction the side lobe has detected the target.

デジタル回路部18a(図12参照)は、送信波および受信波に基づく物標までの距離算出処理を行うが、その距離算出処理においては、受信アンテナRA1〜RA3を順に選択して行う。そしてデジタル回路部18aは、受信アンテナRA1〜RA3を選択したときに算出された距離がすべて等しい場合に、その距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベル(例えば受信電力)をそれぞれP1〜P3としたときに、以下の処理を行う。
すなわち、P1とP2を比較し、|P1−P2|>PTH(PTH:所定の閾値)である場合には、受信アンテナの+の方位角(第1回転方向の角度)のサイドローブによって算出されたものである(つまり、物標が+の方位角のサイドローブ方向に存在する)と判断する。P1とP3を比較し、|P1−P3|>PTH(PTH:所定の閾値)である場合には、受信アンテナの−の方位角(第2回転方向の角度)のサイドローブによって算出されたものである(つまり、物標が−の方位角のサイドローブ方向に存在する)と判断する。距離の算出の基礎となる受信レベルがP1〜P3で差がない場合には、メインローブによって算出されたものである(つまり、物標がメインローブ方向に存在する)と判断する。
The digital circuit unit 18a (see FIG. 12) performs a distance calculation process to a target based on a transmission wave and a reception wave. In the distance calculation process, the reception antennas RA1 to RA3 are sequentially selected and performed. When the distances calculated when the reception antennas RA1 to RA3 are all equal, the digital circuit unit 18a sets the reception levels (for example, reception power) of the reception antennas that are the basis for calculating the distances to P1 to P1, respectively. When P3 is set, the following processing is performed.
That is, when P1 and P2 are compared, and | P1-P2 |> PTH ( PTH : predetermined threshold), the side lobe of the positive azimuth (angle in the first rotation direction) of the receiving antenna It is determined that it is calculated (that is, the target is present in the side lobe direction with a positive azimuth angle). When P1 and P3 are compared, and | P1-P3 |> PTH ( PTH : predetermined threshold), it is calculated by the side lobe of the negative azimuth (angle in the second rotation direction) of the receiving antenna. (That is, the target exists in the side lobe direction of the azimuth angle of-). If there is no difference between the reception levels P1 to P3 that is the basis for calculating the distance, it is determined that the calculation is based on the main lobe (that is, the target exists in the main lobe direction).

以上説明したように、本実施形態のレーダ装置によれば、第1の実施形態で述べた効果に加えて、アンテナのメインローブ、およびその両側の2つのサイドローブの各々による物標の検出を切り分けることができる。   As described above, according to the radar apparatus of this embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, the detection of the target by each of the main lobe of the antenna and the two side lobes on both sides thereof is performed. Can be carved.

以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。   Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.

(付記1)
送信波を空間へ放射するための送信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための第1受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が異なる指向特性を有する第2受信アンテナと、
送信波および受信波に基づいて物標までの距離を算出する距離算出部と、
第1および第2受信アンテナを選択的に切り替え、第1および第2受信アンテナを選択したときに距離算出部によって算出された距離がともに等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベルをそれぞれ第1および第2受信レベルとしたときに、第1受信レベルと第2受信レベルの差分に基づいて、前記算出された距離が受信アンテナのメインローブまたはサイドローブのいずれの受信によるものか判断する制御部と、
を備えた、レーダ装置。
(Appendix 1)
A transmitting antenna for radiating the transmitted wave to space;
A first receiving antenna for receiving a reflected wave by a target of the transmitted wave as a received wave;
A reception antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmission wave as a reception wave, and compared with the first reception antenna, an azimuth angle of a null point in a reference plane based on a direction of a main lobe A second receiving antenna having different directivity characteristics;
A distance calculator that calculates the distance to the target based on the transmitted wave and the received wave;
Each receiving antenna that is selectively switched between the first and second receiving antennas and that the distances calculated by the distance calculating unit are equal when the first and second receiving antennas are selected and is the basis for calculating the distance. When the reception levels of the reception antennas are the first and second reception levels, respectively, the calculated distance is based on the difference between the first reception level and the second reception level. A control unit for determining whether or not
A radar apparatus comprising:

(付記2)
送信波を空間へ放射するための送信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための第1受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が、前記基準平面内の第1回転方向においてのみ異なる指向特性を有する第2受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした前記基準平面内のヌル点の方位角が、前記基準平面内における前記第1回転方向とは逆の第2回転方向においてのみ異なる指向特性を有する第3受信アンテナと、
送信波および受信波に基づいて物標までの距離を算出する距離算出部と、
第1、第2受信および第3受信アンテナを選択的に切り替え、第1、第2および第3受信アンテナを選択したときに距離算出部によって算出された距離がすべて等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベルをそれぞれ第1、第2および第3受信レベルとしたときに、第1受信レベルと第2受信レベルの差分、および第1受信レベルと第3受信レベルの差分に基づいて、前記算出された距離が受信アンテナのメインローブ、前記第1回転方向のサイドローブ、または前記第2回転方向のサイドローブのいずれの受信によるものか判断する制御部と、
を備えた、レーダ装置。
(Appendix 2)
A transmitting antenna for radiating the transmitted wave to space;
A first receiving antenna for receiving a reflected wave by a target of the transmitted wave as a received wave;
A reception antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmission wave as a reception wave, and compared with the first reception antenna, an azimuth angle of a null point in a reference plane based on a direction of a main lobe A second receiving antenna having different directivity characteristics only in the first rotation direction in the reference plane;
A receiving antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmitted wave as a received wave, and an orientation of a null point in the reference plane based on a direction of a main lobe compared to the first receiving antenna A third receiving antenna having a directional characteristic whose angle is different only in a second rotation direction opposite to the first rotation direction in the reference plane;
A distance calculator that calculates the distance to the target based on the transmitted wave and the received wave;
When the first, second and third receiving antennas are selectively switched and the first, second and third receiving antennas are selected, the distances calculated by the distance calculation unit are all equal, and the distance is calculated. Difference between the first reception level and the second reception level, and between the first reception level and the third reception level A control unit for determining whether the calculated distance is due to reception of the main lobe of the receiving antenna, the side lobe in the first rotation direction, or the side lobe in the second rotation direction based on the difference;
A radar apparatus comprising:

(付記3)
送信波を空間へ放射するための送信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための第1受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が、少なくとも前記基準平面内の一回転方向において異なる指向特性を有する第2受信アンテナと、を備えたレーダ装置における物標検出方法であって、
第1受信アンテナを選択し、送信波および第1受信アンテナによる受信波に基づいて物標までの距離を算出し、
第2受信アンテナを選択し、送信波および第2受信アンテナによる受信波に基づいて物標までの距離を算出し、
第1および第2受信アンテナを選択したときに算出された距離がともに等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベルをそれぞれ第1および第2受信レベルとしたときに、第1受信レベルと第2受信レベルの差分に基づいて、前記算出された距離が受信アンテナのメインローブまたはサイドローブのいずれの受信によるものか判断する、
ことを含む、物標検出方法。
(Appendix 3)
A transmitting antenna for radiating the transmitted wave to space;
A first receiving antenna for receiving a reflected wave by a target of the transmitted wave as a received wave;
A reception antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmission wave as a reception wave, and compared with the first reception antenna, an azimuth angle of a null point in a reference plane based on a direction of a main lobe Is a target detection method in a radar apparatus comprising: a second receiving antenna having different directivity characteristics in at least one rotation direction in the reference plane,
Select the first receiving antenna, calculate the distance to the target based on the transmitted wave and the received wave by the first receiving antenna,
Select the second receiving antenna, calculate the distance to the target based on the transmitted wave and the received wave by the second receiving antenna,
When the distances calculated when the first and second receiving antennas are selected are equal, and the reception level of each receiving antenna that is the basis for calculating the distance is the first and second reception levels, respectively, Based on the difference between the first reception level and the second reception level, it is determined whether the calculated distance is due to reception of the main lobe or the side lobe of the reception antenna.
A target detection method.

1,2…レーダ装置
11…電圧制御発振器
12…方向性結合器
13…増幅器
14,14a…スイッチ
15…増幅器
16…ミキサ
17…フィルタ
18,18a…デジタル回路部
181…信号発生器
182…D/A変換器
183…A/D変換器
184…FFT処理部
185…距離算出部
186…インタフェース部
187…A/D変換器
188…切替制御部
100…信号処理部
TA…送信アンテナ
RA1,RA2,RA3…受信アンテナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Radar apparatus 11 ... Voltage controlled oscillator 12 ... Directional coupler 13 ... Amplifier 14, 14a ... Switch 15 ... Amplifier 16 ... Mixer 17 ... Filter 18, 18a ... Digital circuit part 181 ... Signal generator 182 ... D / A converter 183 ... A / D converter 184 ... FFT processing unit 185 ... distance calculation unit 186 ... interface unit 187 ... A / D converter 188 ... switch control unit 100 ... signal processing unit TA ... transmitting antenna RA1, RA2, RA3 ... Receiving antenna

Claims (2)

送信波を空間へ放射するための送信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための第1受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が異なる指向特性を有する第2受信アンテナと、
送信波および受信波に基づいて物標までの距離を算出する距離算出部と、
第1および第2受信アンテナを選択的に切り替え、第1および第2受信アンテナを選択したときに距離算出部によって算出された距離がともに等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベルをそれぞれ第1および第2受信レベルとしたときに、第1受信レベルと第2受信レベルの差分に基づいて、前記算出された距離が受信アンテナのメインローブまたはサイドローブのいずれの受信によるものか判断する制御部と、
を備えた、レーダ装置。
A transmitting antenna for radiating the transmitted wave to space;
A first receiving antenna for receiving a reflected wave by a target of the transmitted wave as a received wave;
A reception antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmission wave as a reception wave, and compared with the first reception antenna, an azimuth angle of a null point in a reference plane based on a direction of a main lobe A second receiving antenna having different directivity characteristics;
A distance calculator that calculates the distance to the target based on the transmitted wave and the received wave;
Each receiving antenna that is selectively switched between the first and second receiving antennas and that the distances calculated by the distance calculating unit are equal when the first and second receiving antennas are selected and is the basis for calculating the distance. When the reception levels of the reception antennas are the first and second reception levels, respectively, the calculated distance is based on the difference between the first reception level and the second reception level. A control unit for determining whether or not
A radar apparatus comprising:
送信波を空間へ放射するための送信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための第1受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした基準平面内のヌル点の方位角が、前記基準平面内の第1回転方向においてのみ異なる指向特性を有する第2受信アンテナと、
前記送信波の物標による反射波を受信波として受信するための受信アンテナであって、前記第1受信アンテナと比較して、メインローブの方向を基にした前記基準平面内のヌル点の方位角が、前記基準平面内における前記第1回転方向とは逆の第2回転方向においてのみ異なる指向特性を有する第3受信アンテナと、
送信波および受信波に基づいて物標までの距離を算出する距離算出部と、
第1、第2受信および第3受信アンテナを選択的に切り替え、第1、第2および第3受信アンテナを選択したときに距離算出部によって算出された距離がすべて等しく、かつ、当該距離の算出の基礎となる各受信アンテナの受信レベルをそれぞれ第1、第2および第3受信レベルとしたときに、第1受信レベルと第2受信レベルの差分、および第1受信レベルと第3受信レベルの差分に基づいて、前記算出された距離が受信アンテナのメインローブ、前記第1回転方向のサイドローブ、または前記第2回転方向のサイドローブのいずれの受信によるものか判断する制御部と、
を備えた、レーダ装置。
A transmitting antenna for radiating the transmitted wave to space;
A first receiving antenna for receiving a reflected wave by a target of the transmitted wave as a received wave;
A reception antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmission wave as a reception wave, and compared with the first reception antenna, an azimuth angle of a null point in a reference plane based on a direction of a main lobe A second receiving antenna having different directivity characteristics only in the first rotation direction in the reference plane;
A receiving antenna for receiving a reflected wave of a target of the transmitted wave as a received wave, and an orientation of a null point in the reference plane based on a direction of a main lobe compared to the first receiving antenna A third receiving antenna having a directional characteristic whose angle is different only in a second rotation direction opposite to the first rotation direction in the reference plane;
A distance calculator that calculates the distance to the target based on the transmitted wave and the received wave;
When the first, second and third receiving antennas are selectively switched and the first, second and third receiving antennas are selected, the distances calculated by the distance calculation unit are all equal, and the distance is calculated. Difference between the first reception level and the second reception level, and between the first reception level and the third reception level A control unit for determining whether the calculated distance is due to reception of the main lobe of the receiving antenna, the side lobe in the first rotation direction, or the side lobe in the second rotation direction based on the difference;
A radar apparatus comprising:
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