JP2000009830A - Fm−cwレーダ用送受信装置 - Google Patents

Fm−cwレーダ用送受信装置

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JP2000009830A
JP2000009830A JP17279998A JP17279998A JP2000009830A JP 2000009830 A JP2000009830 A JP 2000009830A JP 17279998 A JP17279998 A JP 17279998A JP 17279998 A JP17279998 A JP 17279998A JP 2000009830 A JP2000009830 A JP 2000009830A
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frequency
target
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Tsutomu Tamaki
努 田牧
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車等の移動体に搭載するFM−CWレー
ダでは、ビデオ信号にDC近傍の漏れ込み成分があり、
目標の正確な検出が困難であった。また、受信系のミク
サにおけるDC近傍のノイズの影響により、受信系の雑
音指数が劣化し、目標の探知距離性能が低下していた。 【解決手段】 送信信号に変調手段を設け、局発信号よ
り中間周波数分だけ周波数をオフセットさせた信号を送
信し、目標からの受信信号と局発信号の周波数の差から
ビデオ信号を得ることにより、DC漏れ込み成分を抑制
して、正確に目標検出し、また、受信系の雑音指数を改
善し、レーダの探知距離性能の向上を図ることが可能に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の移動
体に搭載し、この搭載された移動体の周囲に存在する人
間、車両及び障害物等の物体を、電波を用いて探知する
FM−CWレーダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図11はFM−CWレーダを車両の前方
に搭載した場合の使用状況の一例である。図において、
1は道路、2a及び2bは道路1をイの方向に通行する
車両、3は車両2aの後続車2bに搭載された前方を監
視するFM−CWレーダ、4は道路1の路側に設置され
た電柱または路側に駐車された路上駐車車両等の障害
物、5は道路1を通行または横断している人間である。
【0003】次に、利用状況について説明する。道路1
をイの方向に通行している車両2bに搭載されたFM−
CWレーダ3は、周波数変調された送信電波を前方に照
射し、前方を走行している車両2a、障害物4及び人間
5等からの反射波を受け、その強弱、ドプラーによる周
波数のシフト及び電波の伝搬時間を検出し、その結果か
ら車両2aとの距離及び相対速度を求め、衝突防止のた
めの警報あるいはブレーキ制御等の安全対策に用いられ
ている。この的確な安全対策のためには、FM−CWレ
ーダ3において、正確な目標の検出及び目標検出距離性
能の向上等が必要である。
【0004】このようなシステムの利用状況について
は、例えば、信学技報MW94−48(1994−0
9)「日本におけるミリ波応用システムの開発」及び日
本経済新聞社「ITSのすべて」(P62〜67)に記
載されている。
【0005】図11は、図10における車両2bに搭載
された従来のFM−CWレーダ3の構成ブロック図を示
すもので、6a及び6bは第1及び第2の発振器、7は
電力分配手段、8a及び8bは送信及び受信アンテナ、
9a、9b及び9cは第1、第2及び第3の基本波ミク
サ、10a及び10bは第1及び第2の増幅器、11は
フィルタ、12は信号処理部であり、8a、8b及び1
2を除く6a、6b、7、9a、9b、9c、10a、
10b及び11によって送受信装置が構成されている。
【0006】次に動作について説明する。図11におい
て、第1の発振器6aは、高周波変調信号(周波数FRE
±ΔFの内、FRFは高周波成分、±ΔFは変調周波数成
分である)を出力する。電力分配手段7は、高周波変調
信号の一部を第1の局発信号とし、残りを送信信号とし
て第1のアンテナ8aに出力する。送信アンテナ8a
は、送信信号を目標(図中では省略)に向けて出力す
る。受信アンテナ8bは、目標からの反射信号を受けて
受信信号を出力する。第2の発振器6bは中間周波数を
有する第2の局発信号を2方向に出力する。第1の基本
波ミクサ9aは、受信信号と第2の局発信号を受けて両
者の周波数の和及び差の周波数を有する信号を出力す
る。第2の基本波ミクサ9bは、第1の局発信号及び第
1の基本波ミクサ9aの出力を受けて両者の周波数の和
及び差の周波数を有する中間周波信号を出力する。第1
の増幅器10aは、この中間周波信号を電力増幅する。
第3の基本波ミクサ9cは、第1の増幅器10aの出力
及び第2の局発信号を受けてビデオ信号を出力する。フ
ィルタ11は、このビデオ信号の高調波成分を抑圧す
る。第2の増幅器10bは、ビデオ信号の電力増幅を行
なう。信号処理部12は、このビデオ信号をディジタル
変換、フーリエ変換して周波数軸上で解析し、目標との
距離及び相対速度等の情報を得る。
【0007】次に動作原理について説明する。図12は
従来のFM−CWレーダの動作原理図を示す。図12
(a)の曲線aは送信信号及び第2の基本波ミクサ9b
の局発信号(周波数FRF±ΔFの内、FRFは高周波成
分、±ΔFは変調周波数成分である)、曲線bは受信信
号である。FM−CWレーダの場合、周波数変調された
送信信号が目標に照射され、その受信信号は目標までの
距離の2倍だけ遅延時間が生じ、受信信号が局発信号に
より周波数変調(ホモダイン検波)され、図12(b)
の曲線cのような目標の距離・速度に対応したビート周
波数成分Fbをもったビデオ信号となる。ついで、信号
処理部12において、この周波数Fbから目標との距離
及び相対速度を演算する。なお、ここでは説明を簡略化
するため、自分の速度と目標速度が同じ場合、すなわち
相対速度=0の場合について示している。
【0008】図13は従来のFM−CWレーダ用送受信
装置における第2の基本波ミクサ9bの入力信号及び局
発信号、ビデオ信号のスペクトラムを示す。図13
(a)の曲線dは第2の基本波ミクサ9bの入力信号
を、図13(b)の曲線eは第2の基本波ミクサ9bの
局発信号を、図13(c)の曲線fはビデオ信号を示
す。第2の基本波ミクサ9bでは、曲線d及び曲線eを
受けて、周波数FIF、FIF±Fb を有する中間周波信号
を出力する。そして、第3の基本波ミクサ9cは、この
中間周波信号と、周波数FIFを有する局発信号を受け
て、曲線fのようなビデオ信号を出力する。このビデオ
信号によると、周波数Fbの点で目標からのビート周波
数が得られており、また領域aにDC漏れ込み成分を有
し、さらに周波数の低い領域bでノイズ成分が大きくな
っている。しかし、FM−CWレーダは、目標との距離
及び相対速度によってはDCにビート信号を得ることが
あるため、このようにDCに常に漏れ込み信号がある場
合、目標の正確な検出が困難になる。また、周波数が低
い領域でノイズ成分が大きい場合、受信系の雑音指数が
劣化し、目標の探知距離性能が低下するため、車両の安
全対策に大きく影響する。従って、DC成分への漏れ込
みの除去及び雑音指数の改善がFM−CWレーダ用送受
信装置の開発における課題となっていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなFM−C
Wレーダ用送受信装置では、ビデオ信号におけるDC成
分の漏れ込み及び受信系の雑音指数の劣化により、目標
の正確な検出ができず、また障害物等の探知距離性能が
低下するため、車両の安全制御が困難になるという課題
があった。
【0010】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、送信信号に変調手段を設け、局発信
号より中間周波数分だけ周波数をオフセットさせた信号
を送信し、目標からの受信信号と局発信号の周波数の差
からビデオ信号を得ることにより、DC漏れ込み成分を
抑制して、正確に目標検出し、また、受信系の雑音指数
を改善し、レーダの探知距離性能の向上を図ることを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1の発明によるFM−
CWレーダ用送受信装置は、第1の発振器と、電力分配
手段と、第2の発振器と、送信信号を変調する変調手段
と、基本波ミクサとを備えた。
【0012】また、第2の発明によるFM−CWレーダ
用送受信装置は、第1の発振器と、電力分配手段と、N
逓倍器と、第2の発振器と、送信信号を変調する変調手
段と、逆極性の2つのダイオードを並列接続したアンチ
パラレルダイオードペアを内蔵し局発信号のN倍周波数
(Nは2以上の偶数)と受信信号の周波数との和及び差
の周波数をもつ信号を出力する偶高調波ミクサとを備え
た。
【0013】また、第3の発明によるFM−CWレーダ
用送受信装置は、第1の発振器と、電力分配手段と、第
2の発振器と、偶高調波ミクサと、逆極性の2つのダイ
オードを並列接続したアンチパラレルダイオードペアを
内蔵し局発信号のN倍周波数(Nは2以上の偶数)と受
信信号の周波数との和及び差の周波数をもつ信号を出力
する偶高調波ミクサとを備えた。
【0014】また、第4の発明によるFM−CWレーダ
用送受信装置は、第1の発振器と、電力分配手段と、信
号処理部からの制御信号で出力周波数を変更できる第2
の発振器と、送信信号を変調する変調手段と、基本波ミ
クサとを備えた。
【0015】また、第5の発明によるFM−CWレーダ
用送受信装置は、第1の発振器と、電力分配手段と、小
電力無線設備に設置を義務付けられている呼出名称記憶
装置と、この呼び出し符号名称記憶装置のクロック信号
によって送信信号を変調する変調手段と、基本波ミクサ
とを備えた。
【0016】また、第6の発明によるFM−CWレーダ
用送受信装置は、第1の発振器と、電力分配手段と、変
調手段の他に信号処理部にも発振信号の一部を出力する
第2の発振器と、送信信号を変調する変調手段と、基本
波ミクサとを備えた。
【0017】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
の実施の形態1を示すFM−CWレーダ用送受信装置の
ブロック図であり、図において、6a及び6bは第1及
び第2の発振器、7は電力分配手段、8a及び8bは送
信及び受信アンテナ、9は基本波ミクサ、10a及び1
0bは第1及び第2の増幅器、11はフィルタ、12は
信号処理部、13は送信信号を周波数変調する変調手段
である。
【0018】図2は、この発明の実施の形態1を示すF
M−CWレーダ用送受信装置の動作原理図であり、図に
おいて、曲線gは基本波ミクサ9の局発信号、曲線hは
目標からの受信信号、曲線iは受信信号を基本波ミクサ
9で周波数変換した後のビデオ信号である。
【0019】図3は、この発明の実施の形態1を示すF
M−CWレーダ用送受信装置における受信系の各信号ス
ペクトラムの一例であり、図3(a)の曲線jは受信信
号、図3(b)の曲線kは基本波ミクサ9の局発信号、
図3(c)の曲線1はビデオ信号のスペクトラムであ
る。
【0020】次に動作について説明する。図1におい
て、第1の発振器6aは、高周波変調信号(周波数はF
RF±ΔFであり、FRFは高周波成分、±ΔFは変調周波
数成分である。)を出力する。電力分配手段7はこの高
周波変調信号の一部を局発信号(図2(a)における曲
線gに相当する。)とし、残りを送信基準信号として出
力する。第2の発振器6bは、中間周波数FIFをもつ中
間周波信号を出力する。変調手段13は、送信基準信号
及び中間周波信号によって周波数変調し、周波数成分F
RF±ΔF±FIFを有する送信信号を出力する。第1の増
幅器10aは、この送信信号を電力増幅する。この送信
信号は従来のFM−CWレーダと同様に、送信アンテナ
8aにて放射され、目標(図中では省略)及び受信アン
テナ8bを介して受信信号(図2(a)における曲線h
に相当する。Fb は目標の距離・速度に対応したビート
周波数成分である。)として得られる。基本波ミクサ9
は、局発信号及び受信信号を受けて周波数変換し、ビー
ト周波数成分Fb に中間周波数FIFをオフセットさせた
周波数をもつビデオ信号(図2(b)における曲線iに
相当する。)を出力する。フィルタ11では、このビデ
オ信号の高調波成分を抑圧する。第2の増幅器10bは
ビデオ信号の電力増幅を行なう。このビデオ信号は、従
来のFM−CWレーダと同様に信号処理部12に取り込
まれ、目標と距離及び相対速度等の情報となる。なお、
ここでは説明を簡略化するため、自分の速度と目標速度
が同じ場合、すなわち相対速度=0の場合について示し
ている。
【0021】次に受信系の各信号のスペクトラムについ
て説明する。基本波ミクサ9は、受信信号(図3(a)
の曲線jに相当する。)及び局発信号(図3(b)の曲
線kに相当する。)を受けて、ビデオ信号(図3(c)
の曲線1に相当する。)を出力する。このように、ビデ
オ信号は、周波数FIF±Fb の点で目標からのビート信
号のスペクトラムを有し、周波数FIFに基本波ミクサ9
からの漏れ込み成分(従来のFM−CWレーダにおける
DCの漏れ込み成分に相当する。)がなく、また、目標
のビート周波数が、DC近傍のノイズ成分が大きい領域
を避けて得られている。従って、目標からのビート周波
数がFIFに得られても、正確な目標検出を図ることがで
き、また受信系の雑音指数を改善することが可能とな
り、目標の探知距離性能の向上を図ることができる。
【0022】実施の形態2.図4は、この発明の実施の
形態2を示すFM−CWレーダ用送受信部のブロック図
であり、図において、6a及び6bは第1及び第2の発
振器、7は電力分配手段、8a及び8bは送信及び受信
アンテナ、10a及び10bは第1及び第2の増幅器、
11はフィルタ、12は信号処理部、13は変調手段、
14はN逓倍器、15は逆極性の2つのダイオードを並
列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵した偶
高調波ミクサである。
【0023】次に動作について説明する。図4におい
て、第1の発振器6aは、高周波変調信号(周波数は
(FRF±ΔF)/Nであり、FRFは高周波成分、±ΔF
は変調周波数成分、Nは2以上の偶数である。)を出力
する。電力分配手段7はこの高周波変調信号の一部を局
発信号とし、残りを送信基準信号として出力する。N逓
倍器14はこの送信基準信号の周波数をN逓倍する。第
2の発振器6bは、中間周波数FIFをもつ中間周波信号
を出力する。変調手段13は、N逓倍器14の出力信号
及び中間周波信号によって周波数変調し、周波数成分F
RF±ΔF±FIFを有する送信信号を出力する。第1の増
幅器10aは、この送信信号を電力増幅する。この送信
信号は従来のFM−CWレーダと同様に、送信アンテナ
8aにて放射され、目標(図中では省略)及び受信アン
テナ8bを介して受信信号(周波数成分は、FRF±ΔF
±FIF±Fb であり、Fb は目標の距離・速度に対応し
たビート周波数成分である。)として得られる。偶高調
波ミクサ15は、局発信号のN倍周波数と受信信号の周
波数の和及び差の周波数、つまり、ビート周波数成分F
b に中間周波数FIFをオフセットさせた周波数FIF±F
b をもつビデオ信号を出力する。フィルタ11では、こ
のビデオ信号の高調波成分を抑圧する。第2の増幅器1
0bはビデオ信号の電力増幅を行なう。このビデオ信号
は、従来のFM−CWレーダと同様に信号処理部12に
取り込まれ、目標との距離及び相対速度等の情報とな
る。これにより、ビデオ信号は、周波数FIFに基本波ミ
クサ9からの漏れ込み成分(従来のFM−CWレーダに
おけるDCの漏れ込み成分に相当する。)がなく、ま
た、目標のビート周波数が、DC近傍のノイズ成分が大
きい領域を避けて得られる。従って、目標からのビート
周波数がFIFに得られても、正確な目標検出を図ること
ができ、また受信系の雑音指数を改善することが可能と
なり、目標の探知距離性能の向上を図ることができる。
【0024】次に、逆極性の2つのダイオードを並列接
続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵した偶高調
波ミキサ15の特性について補足する。図5は、基本波
ミキサ及び逆極性の2つのダイオードを並列接続したア
ンチパラレルダイオードペアを内蔵した偶高調波ミキサ
から出力するビデオ信号に含まれる雑音電圧を示す。図
5において、曲線mは基本波ミキサ、曲線nは偶高調波
ミキサから出力されるビデオ信号に含まれる雑音電圧で
ある。このように、偶高調波ミキサの雑音電圧が、基本
波ミキサの雑音電圧よりも非常に小さくなることがわか
る。したがって、偶高調波ミキサの使用により、さらに
受信系の雑音指数を改善でき、目標の探知距離性能を向
上させることができる。
【0025】実施の形態3.図6は、この発明の実施の
形態3を示すFM−CWレーダ用送受信装置のブロック
図であり、図において、6a及び6bは第1及び第2の
発振器、7は電力分配手段、8a及び8bは送信及び受
信アンテナ、10a及び10bは第1及び第2の増幅
器、11はフィルタ、12は信号処理部、15は逆極性
の2つのダイオードを並列接続したアンチパラレルダイ
オードペアを内蔵した偶高調波ミクサ、16は偶高調波
ミクサである。
【0026】次に動作について説明する。図6におい
て、第1の発振器6aは、高周波変調信号(周波数は
(FRF±ΔF)/Nであり、FRFは高周波成分、±ΔF
は変調周波数成分、Nは2以上の偶数である。)を出力
する。電力分配手段7はこの高周波変調信号の一部を局
発信号とし、残りを送信基準信号として出力する。第2
の発振器6bは、中間周波数FIFをもつ中間周波信号を
出力する。偶高調波ミクサ16は高周波変調信号のN倍
周波数と中間周波信号の和及び差の周波数FRF±ΔF±
IFを有する送信信号を出力する。第1の増幅器10a
は、この送信信号を電力増幅する。この送信信号は従来
のFM−CWレーダと同様に、送信アンテナ8aにて放
射され、目標(図中では省略)及び受信アンテナ8bを
介して受信信号(周波数成分は、FRF±ΔF±FIF±F
b であり、Fb は目標の距離・速度に対応したビート周
波数成分である。)として得られる。偶高調波ミクサ1
5は、局発信号のN倍周波数と受信信号の周波数の和及
び差の周波数、つまり、ビート周波数成分Fb に中間周
波数FIFをオフセットさせた周波数FIF±Fb をもつビ
デオ信号を出力する。フィルタ11では、このビデオ信
号の高調波成分を抑圧する。第2の増幅器10bはビデ
オ信号の電力増幅を行なう。このビデオ信号は、従来の
FM−CWレーダと同様に信号処理部12に取り込ま
れ、目標との距離及び相対速度等の情報となる。これに
より、ビデオ信号は、周波数FIFに基本波ミクサ9から
の漏れ込み成分(従来のFM−CWレーダにおけるDC
の漏れ込み成分に相当する。)がなく、また、目標のビ
ート周波数が、DC近傍のノイズ成分が大きい領域を避
けて得られる。従って、目標からのビート周波数がFIF
に得られても、正確な目標検出を図ることができ、また
受信系の雑音指数を改善することが可能となり、目標の
探知距離性能の向上を図ることができる。また、受信系
に逆極性の2つのダイオードを並列接続したアンチパラ
レルダイオードペアを内蔵した偶高調波ミキサ15を使
用することにより、受信系の雑音指数を改善でき、目標
の探知距離性能を向上させることができる。さらに、送
信系に偶高調波ミクサ16を使用することにより、N逓
倍器14等の使用を不要とするため、構成の簡略化、装
置の小型化及び低価格化を図ることが可能となる。
【0027】実施の形態4.図7は、この発明の実施の
形態4を示すFM−CWレーダ用送受信装置のブロック
図であり、図において、6a及び6bは第1及び第2の
発振器、7は電力分配手段、8a及び8bは送信及び受
信アンテナ、9は基本波ミクサ、10a及び10bは第
1及び第2の増幅器、11はフィルタ、12は信号処理
部、13は変調手段である。
【0028】次に動作について説明する。図7におい
て、第1の発振器6aは、高周波変調信号(周波数はF
RF±ΔFであり、FRFは高周波成分、±ΔFは変調周波
数成分である。)を出力する。電力分配手段7はこの高
周波変調信号の一部を局発信号とし、残りを送信基準信
号として出力する。第2の発振器6bは、信号処理部1
2から制御信号を受けて、その制御信号によって決定さ
れた中間周波数FIFをもつ中間周波信号を出力する。変
調手段13は、送信基準信号及び中間周波信号によって
周波数変調し、周波数成分FRF±ΔF±FIFを有する送
信信号を出力する。第1の増幅器10aは、この送信信
号を電力増幅する。この送信信号は従来のFM−CWレ
ーダと同様に、送信アンテナ8aにて放射され、目標
(図中では省略)及び受信アンテナ8bを介して受信信
号(周波数成分は、FRF±ΔF±FIF±Fb であり、F
b は目標の距離・速度に対応したビート周波数成分であ
る。)として得られる。基本波ミクサ9は、局発信号及
び受信信号を受けて周波数変換し、ビート周波数成分F
b に中間周波数FIFをオフセットさせた周波数をもつビ
デオ信号を出力する。フィルタ11では、このビデオ信
号の高調波成分を抑圧する。第2の増幅器10bはビデ
オ信号の電力増幅を行なう。このビデオ信号は、従来の
FM−CWレーダと同様に信号処理部12に取り込ま
れ、目標との距離及び相対速度等の情報となる。これに
より、ビデオ信号は、周波数FIFに基本波ミクサ9から
の漏れ込み成分(従来のFM−CWレーダにおけるDC
の漏れ込み成分に相当する。)がなく、また、目標のビ
ート周波数が、DC近傍のノイズ成分が大きい領域を避
けて得られる。従って、目標からのビート周波数がFIF
に得られても、正確な目標検出を図ることができ、また
受信系の雑音指数を改善することが可能となり、目標の
探知距離性能の向上を図ることができる。さらに、信号
処理部12にて、中間周波信号の周波数を制御すること
により、送信信号の周波数を変更することができるた
め、ある中間周波数の場合に複数目標が同一のビート周
波数を有する場合、送信周波数を変更することによっ
て、目標の識別を行なうことができ、正確な目標検出が
可能となる。
【0029】実施の形態5.図8は、この発明の実施の
形態5を示すFM−CWレーダ用送受信装置のブロック
図であり、図において、6は発振器、7は電力分配手
段、8a及び8bは送信及び受信アンテナ、9は基本波
ミクサ、10a及び10bは第1及び第2の増幅器、1
1はフィルタ、12は信号処理部、13は変調手段、1
7は呼出名称記憶装置である。
【0030】次に動作について説明する。図8におい
て、発振器6は、高周波変調信号(周波数はFRF±ΔF
であり、FRFは高周波成分、±ΔFは変調周波数成分で
ある。)を出力する。電力分配手段7はこの高周波変調
信号の一部を局発信号とし、残りを送信基準信号として
出力する。呼出名称記憶装置17は、周波数成分FIF
有するクロック信号を出力する。変調手段13は、送信
基準信号及びクロック信号によって周波数変調し、周波
数成分FRF±ΔF±FIFを有する送信信号を出力する。
第1の増幅器10aは、この送信信号を電力増幅する。
この送信信号は従来のFM−CWレーダと同様に、送信
アンテナ8aにて放射され、目標(図中では省略)及び
受信アンテナ8bを介して受信信号(周波数成分は、F
RF±ΔF±FIF±Fb であり、Fb は目標の距離・速度
に対応したビート周波数成分である。)として得られ
る。基本波ミクサ9は、局発信号及び受信信号を受けて
周波数変換し、ビート周波数成分Fb に周波数FIFをオ
フセットさせた周波数FIF±Fb をもつビデオ信号を出
力する。フィルタ11では、このビデオ信号の高調波成
分を抑圧する。第2の増幅器10bはビデオ信号の電力
増幅を行なう。このビデオ信号は、従来のFM−CWレ
ーダと同様に信号処理部12に取り込まれ、目標との距
離及び相対速度等の情報となる。これにより、ビデオ信
号は、周波数FIFに基本波ミクサ9からの漏れ込み成
分(従来のFM−CWレーダにおけるDCの漏れ込み成
分に相当する。)がなく、また、目標のビート周波数
が、DC近傍のノイズ成分が大きい領域を避けて得られ
る。従って、目標からのビート周波数がFIFに得られ
ても、正確な目標検出を図ることができ、また受信系の
雑音指数を改善することが可能となり、目標の探知距離
性能の向上を図ることができる。さらに、電波法におい
て、小電力無線設備に設置を義務付けられている呼出名
称記憶装置のクロック信号によって中間周波信号を得る
ことにより、中間周波数を発振する発振器を省略できる
ため、構成の簡略化、装置の小型化及び低価格化を図る
ことが可能となる。
【0031】実施の形態6.図9は、この発明の実施の
形態6を示すFM−CWレーダ用送受信装置のブロック
図であり、図において、6a及び6bは第1及び第2の
発振器、7は電力分配手段、8a及び8bは送信及び受
信アンテナ、9は基本波ミクサ、10a及び10bは第
1及び第2の増幅器、11はフィルタ、12は信号処理
部、13は変調手段である。
【0032】図9において、第1の発振器6aは、高周
波変調信号(周波数はFRF±ΔFであり、FRFは高周波
成分、±ΔFは変調周波数成分である。)を出力する。
電力分配手段7はこの高周波変調信号の一部を局発信号
とし、残りを送信基準信号として出力する。第2の発振
器6bは、中間周波数FIFをもつ中間周波信号を変調手
段13及び信号処理部12の2方向に出力する。変調手
段13は、送信基準信号及び中間周波信号によって周波
数変調し、周波数成分FRF±ΔF±FIFを有する送信信
号を出力する。第1の増幅器10aは、この送信信号を
電力増幅する。この送信信号は従来のFM−CWレーダ
と同様に、送信アンテナ8aにて放射され、目標(図中
では省略)及び受信アンテナ8bを介して受信信号(周
波数成分は、FRF±ΔF±FIF±Fb であり、Fb は目
標の距離・速度に対応したビート周波数成分である。)
として得られる。基本波ミクサ9は、局発信号及び受信
信号を受けて周波数変換し、ビート周波数成分Fb に中
間周波数FIFをオフセットさせた周波数FIF±Fb をも
つビデオ信号を出力する。フィルタ11では、このビデ
オ信号の高調波成分を抑圧する。第2の増幅器10bは
ビデオ信号の電力増幅を行なう。このビデオ信号は、従
来のFM−CWレーダと同様に信号処理部12に取り込
まれ、目標との距離及び相対速度等の情報となる。これ
により、ビデオ信号は、周波数FIFに基本波ミクサ9か
らの漏れ込み成分(従来のFM−CWレーダにおけるD
Cの漏れ込み成分に相当する。)がなく、また、目標の
ビート周波数が、DC近傍のノイズ成分が大きい領域を
避けて得られる。従って、目標からのビート周波数がF
IFに得られても、正確な目標検出を図ることができ、ま
た受信系の雑音指数を改善することが可能となり、目標
の探知距離性能の向上を図ることができる。さらに、中
間周波信号の一部を信号処理部12に取り込んで目標と
の距離及び相対速度等の情報を得るため、第2の発振器
6bの発振周波数が変動した場合でも、正確な目標の情
報を得ることができる。
【0033】
【発明の効果】第1の発明によれば、第1の発振器と、
電力分配手段と、第2の発振器と、送信信号を変調する
変調手段と、基本波ミクサとを備え、ビデオ信号におけ
る基本波ミクサからの漏れ込み成分を抑制でき、また、
目標のビート周波数を、DC近傍のノイズ成分が大きい
領域を避けて得ることができるため、目標からのビート
周波数にかかわらず正確な目標検出を図ることが可能と
なり、また受信系の雑音指数を改善し、目標の探知距離
性能の向上を図ることが可能となる。
【0034】また、第2の発明によれば、第1の発振器
と、電力分配手段と、N逓倍器と、第2の発振器と、送
信信号を変調する変調手段と、逆極性の2つのダイオー
ドを並列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵
し局発信号のN倍周波数(Nは2以上の偶数)と受信信
号の周波数との和及び差の周波数をもつ信号を出力する
偶高調波ミクサとを備え、ビデオ信号における基本波ミ
クサからの漏れ込み成分を抑制でき、また、目標のビー
ト周波数をDC近傍のノイズ成分が大きい領域を避けて
得ることができ、さらにノイズ成分の小さい偶高調波ミ
クサを使用しているため、目標からのビート周波数にか
かわらず正確な目標検出を図ることが可能となり、また
受信系の雑音指数を改善し、目標の探知距離性能の向上
を図ることが可能となる。
【0035】また、第3の発明によれば、第1の発振器
と、電力分配手段と、第2の発振器と、偶高調波ミクサ
と、逆極性の2つのダイオードを並列接続したアンチパ
ラレルダイオードペアを内蔵し局発信号のN倍周波数
(Nは2以上の偶数)と受信信号の周波数との和及び差
の周波数をもつ信号を出力する偶高調波ミクサとを備
え、ビデオ信号における基本波ミクサからの漏れ込み成
分を抑制でき、また、目標のビート周波数をDC近傍の
ノイズ成分が大きい領域を避けて得ることができ、さら
にノイズ成分の小さい偶高調波ミクサを使用しているた
め、目標からのビート周波数にかかわらず正確な目標検
出を図ることが可能となり、また受信系の雑音指数を改
善し、目標の探知距離性能の向上を図ることが可能とな
る。さらに、構成が簡略化できるため、装置の小型化及
び低価格化を図ることが可能となる。
【0036】また、第4の発明によれば、第1の発振器
と、電力分配手段と、信号処理部からの制御信号により
発振周波数を変更できる第2の発振器と、送信信号を変
調する変調手段と、基本波ミクサとを備え、ビデオ信号
における基本波ミクサからの漏れ込み成分を抑制でき、
また、目標のビート周波数を、DC近傍のノイズ成分が
大きい領域を避けて得ることができるため、目標からの
ビート周波数にかかわらず正確な目標検出を図ることが
可能となり、また受信系の雑音指数を改善し、目標の探
知距離性能の向上を図ることが可能となる。さらに、信
号処理部にて送信信号の周波数を変更することができる
ため、複数目標の識別を正確に行なうことが可能とな
る。
【0037】また、第5の発明によれば、第1の発振器
と、電力分配手段と、小電力無線設備に設置を義務付け
られている呼出名称記憶装置と、この呼び出し符号名称
記憶装置のクロック信号によって送信信号を変調する変
調手段と、基本波ミクサとを備え、ビデオ信号における
基本波ミクサからの漏れ込み成分を抑制でき、また、目
標のビート周波数を、DC近傍のノイズ成分が大きい領
域を避けて得ることができるため、目標からのビート周
波数にかかわらず正確な目標検出を図ることが可能とな
り、また受信系の雑音指数を改善し、目標の探知距離性
能の向上を図ることが可能となる。さらに、構成が簡略
化できるため、装置の小型化及び低価格化を図ることが
可能となる。
【0038】また、第6の発明によれば、第1の発振器
と、電力分配手段と、変調手段の他に信号処理部にも信
号を出力する第2の発振器と、送信信号を変調する変調
手段と、基本波ミクサとを備え、ビデオ信号における基
本波ミクサからの漏れ込み成分を抑制でき、また、目標
のビート周波数を、DC近傍のノイズ成分が大きい領域
を避けて得ることができるため、目標からのビート周波
数にかかわらず正確な目標検出を図ることが可能とな
り、また受信系の雑音指数を改善し、目標の探知距離性
能の向上を図ることが可能となる。さらに、第2の発振
器の発振周波数が変動した場合でも、正確な目標の情報
を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明によるFM−CWレーダ用送受信装
置の実施の形態1を示す図である。
【図2】 この発明によるFM−CWレーダ用送受信装
置の実施の形態1の動作原理を示す図である。
【図3】 この発明によるFM−CWレーダ用送受信装
置の実施の形態1における受信系の各信号のスペクトラ
ムを示す図である。
【図4】 この発明によるFM−CWレーダ用送受信装
置の実施の形態2を示す図である。
【図5】 基本波ミクサと偶高調波ミクサの出力ノイズ
レベルの一例を示す図である。
【図6】 この発明によるFM−CWレーダ用送受信装
置の実施の形態3を示す図である。
【図7】 この発明によるFM−CWレーダ用送受信装
置の実施の形態4を示す図である。
【図8】 この発明によるFM−CWレーダ用送受信装
置の実施の形態5を示す図である。
【図9】 この発明によるFM−CWレーダ用送受信装
置の実施の形態6を示す図である。
【図10】 FM−CWレーダの運用状況の一例を示す
図である。
【図11】 従来のFM−CWレーダを示す図である。
【図12】 従来のFM−CWレーダ用送受信装置の動
作原理を示す図である。
【図13】 従来のFM−CWレーダ用送受信装置にお
ける受信系の各信号のスペクトラムを示す図である。
【符号の説明】
1 道路、2a 車両、2b 車両、3 FM−CWレ
ーダ、4 障害物、5人間、6 発振器、6a 第1の
発振器、6b 第2の発振器、7 電力分配手段、8a
送信アンテナ、8b 受信アンテナ、9 基本波ミク
サ、9a 第1の基本波ミクサ、9b 第2の基本波ミ
クサ、9c 第3の基本波ミクサ、10a 第1の増幅
器、10b 第2の増幅器、11 フィルタ、12 信
号処理部、13 変調手段、14 N逓倍器、15 ア
ンチパラレルダイオードペアを使用した偶高調波ミク
サ、16 偶高調波ミクサ、17 呼出名称記憶装置。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
    部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
    周波数変換する送受信部と、送信信号を放射し、目標か
    らの反射信号を受けて受信信号を出力する送信及び受信
    アンテナと、周波数変換した信号から上記目標の距離及
    び速度情報を得る信号処理部とから構成されるFM−C
    Wレーダにおいて、高周波変調信号を出力する第1の発
    振器と、この高周波変調信号の一部を局発信号とし残り
    を送信基準信号とする電力分配手段と、中間周波数を有
    する中間周波信号を出力する第2の発振器と、上記送信
    基準信号をこの中間周波信号により変調し送信信号を出
    力する変調手段と、上記送信及び受信アンテナを介して
    得られた上記受信信号と上記局発信号を受けて周波数変
    換し上記目標の距離及び相対速度に応じたビート周波数
    成分に上記中間周波数分だけ周波数をオフセットさせた
    ビデオ信号を出力する基本波ミクサとを具備し、上記送
    信信号の周波数を、上記局発信号に上記中間周波数の分
    だけオフセットさせたことを特徴とするFM−CWレー
    ダ用送受信装置。
  2. 【請求項2】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
    部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
    周波数変換する送受信部と、送信信号を放射し、目標か
    らの反射信号を受けて受信信号を出力する送信及び受信
    アンテナと、周波数変換した信号から上記目標の距離及
    び速度情報を得る信号処理部とから構成されるFM−C
    Wレーダにおいて、高周波変調信号を出力する第1の発
    振器と、この高周波変調信号の一部を局発信号とし残り
    を送信基準信号とする電力分配手段と、この送信基準信
    号の周波数をN倍(Nは2以上の偶数である)するN逓
    倍器と、中間周波数を有する中間周波信号を出力する第
    2の発振器と、上記N逓倍器の出力をこの中間周波信号
    により変調し送信信号を出力する変調手段と、逆極性の
    2つのダイオードを並列接続したアンチパラレルダイオ
    ードペアを内蔵し、上記送信及び受信アンテナを介して
    得られた上記受信信号の周波数と上記局発信号のN倍周
    波数との和及び差の周波数、つまり上記目標の距離及び
    相対速度に応じたビート周波数成分に上記中間周波数分
    だけオフセットした周波数をもつビデオ信号を出力する
    偶高調波ミクサとを具備し、上記送信信号の周波数を、
    上記局発信号のN倍周波数に上記中間周波数の分だけオ
    フセットさせたことを特徴とするFM−CWレーダ用送
    受信装置。
  3. 【請求項3】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
    部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
    周波数変換する送受信部と、送信信号を放射し、目標か
    らの反射信号を受けて受信信号を出力する送信及び受信
    アンテナと、周波数変換した信号から上記目標の距離及
    び速度情報を得る信号処理部とから構成されるFM−C
    Wレーダにおいて、高周波変調信号を出力する第1の発
    振器と、この高周波変調信号の一部を局発信号とし残り
    を送信基準信号とする電力分配手段と、中間周波数を有
    する中間周波信号を出力する第2の発振器と、上記送信
    基準信号のN倍周波数(Nは2以上の偶数である)とこ
    の中間周波信号の周波数をミキシングし送信信号を出力
    する偶高調波ミクサと、逆極性の2つのダイオードを並
    列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵し、上
    記送信及び受信アンテナを介して得られた上記受信信号
    の周波数と上記局発信号のN倍周波数との和及び差の周
    波数、つまり上記目標の距離及び相対速度に応じたビー
    ト周波数成分に上記中間周波数分だけオフセットした周
    波数をもつビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具
    備し、上記送信信号の周波数を、上記局発信号のN倍周
    波数に上記中間周波数の分だけオフセットさせたことを
    特徴とするFM−CWレーダ用送受信装置。
  4. 【請求項4】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
    部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
    周波数変換する送受信部と、送信信号を放射し、目標か
    らの反射信号を受けて受信信号を出力する送信及び受信
    アンテナと、周波数変換した信号から上記目標の距離及
    び速度情報を得る信号処理部とから構成されるFM−C
    Wレーダにおいて、上記信号処理部からの制御信号によ
    り中間周波信号の周波数を変更できることを特徴とする
    請求項1〜3のいずれかに記載のFM−CWレーダ用送
    受信装置。
  5. 【請求項5】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
    部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
    周波数変換する送受信部と、送信信号を放射し、目標か
    らの反射信号を受けて受信信号を出力する送信及び受信
    アンテナと、周波数変換した信号から上記目標の距離及
    び速度情報を得る信号処理部とから構成されるFM−C
    Wレーダにおいて、小電力無線設備に設置を義務付けら
    れている呼出名称記憶装置のクロック信号によって中間
    周波信号を得ることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    かに記載のFM−CWレーダ用送受信装置。
  6. 【請求項6】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
    部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
    周波数変換する送受信部と、送信信号を放射し、目標か
    らの反射信号を受けて受信信号を出力する送信及び受信
    アンテナと、周波数変換した信号から上記目標の距離及
    び速度情報を得る信号処理部とから構成されるFM−C
    Wレーダにおいて、第2の発振器あるいは呼出名称記憶
    装置からの中間周波信号の一部を上記信号処理部に送
    り、上記信号処理部においてこの中間周波信号の周波数
    変動を考慮して目標との距離及び相対速度を得られるこ
    とを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のFM−
    CWレーダ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6757043B2 (en) 2000-12-20 2004-06-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Active matrix devices

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