JP2000230974A - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
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- JP2000230974A JP2000230974A JP11031797A JP3179799A JP2000230974A JP 2000230974 A JP2000230974 A JP 2000230974A JP 11031797 A JP11031797 A JP 11031797A JP 3179799 A JP3179799 A JP 3179799A JP 2000230974 A JP2000230974 A JP 2000230974A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】位相モノパルス方式のレーダ装置において、位
相折り返しに起因する誤検知を防止できるレーダ装置を
提供すること。 【解決手段】複数の素子アンテナを有する受信アンテナ
を備え、素子アンテナ間での受信信号の位相差から目標
物の方位を検出する信号処理部を備えたレーダ装置にお
いて、信号処理部は、複数の素子アンテナのうち間隔d
1で配置された素子アンテナ間での受信信号の位相差か
ら目標物の方位を算出して第1予測方位とし、複数の素
子アンテナのうち間隔d1と異なる間隔d2で配置され
た素子アンテナ間での受信信号の位相差から目標物の方
位を算出して第2予測方位とする算出手段と、第1予測
方位と第2予測方位とを比較し、両者が一致したときの
方位を検出方位として採用する判定手段とを備えること
を特徴とする。
相折り返しに起因する誤検知を防止できるレーダ装置を
提供すること。 【解決手段】複数の素子アンテナを有する受信アンテナ
を備え、素子アンテナ間での受信信号の位相差から目標
物の方位を検出する信号処理部を備えたレーダ装置にお
いて、信号処理部は、複数の素子アンテナのうち間隔d
1で配置された素子アンテナ間での受信信号の位相差か
ら目標物の方位を算出して第1予測方位とし、複数の素
子アンテナのうち間隔d1と異なる間隔d2で配置され
た素子アンテナ間での受信信号の位相差から目標物の方
位を算出して第2予測方位とする算出手段と、第1予測
方位と第2予測方位とを比較し、両者が一致したときの
方位を検出方位として採用する判定手段とを備えること
を特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、目標物の方位(角
度)を検出することができるレーダ装置、特に、複数の
素子アンテナを有する受信アンテナを備え、素子アンテ
ナ間での受信信号の位相差から目標物の方位を検出する
レーダ装置に関するものである。
度)を検出することができるレーダ装置、特に、複数の
素子アンテナを有する受信アンテナを備え、素子アンテ
ナ間での受信信号の位相差から目標物の方位を検出する
レーダ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のレーダ装置として位相モノパル
スレーダ装置が知られている。特開平9−288178
号公報に記載された車載モノパルスレーダ装置はその一
例である。
スレーダ装置が知られている。特開平9−288178
号公報に記載された車載モノパルスレーダ装置はその一
例である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】位相モノパルスレーダ
装置では、素子アンテナ間隔dが送受信信号の半波長よ
りも大きい場合には、位相差が±πを越えるいわゆる位
相折り返し(アンビギュイティ)が発生することがあ
る。そして、位相折り返しが生じるような方位に存在す
る目標物からの反射波を受信したときには、目標物の方
位を誤って検知してしまうおそれがある。
装置では、素子アンテナ間隔dが送受信信号の半波長よ
りも大きい場合には、位相差が±πを越えるいわゆる位
相折り返し(アンビギュイティ)が発生することがあ
る。そして、位相折り返しが生じるような方位に存在す
る目標物からの反射波を受信したときには、目標物の方
位を誤って検知してしまうおそれがある。
【0004】このような問題に対して、通常は、検知範
囲では位相折り返しが生じないように、アンテナ間隔や
電波の波長を設計している。しかし、これでは設計の自
由度が大きく制限されてしまうため、その対策が求めら
れていた。
囲では位相折り返しが生じないように、アンテナ間隔や
電波の波長を設計している。しかし、これでは設計の自
由度が大きく制限されてしまうため、その対策が求めら
れていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のレーダ装置は、
このような課題を解決するためになされたものであり、
複数の素子アンテナを有する受信アンテナを備え、素子
アンテナ間での受信信号の位相差から目標物の方位を検
出する信号処理部を備えたレーダ装置において、信号処
理部は、複数の素子アンテナのうち間隔d1で配置され
た素子アンテナ間での受信信号の位相差から目標物の方
位を算出して第1予測方位とし、複数の素子アンテナの
うち間隔d1と異なる間隔d2で配置された素子アンテ
ナ間での受信信号の位相差から目標物の方位を算出して
第2予測方位とする算出手段と、第1予測方位と第2予
測方位とを比較し、両者が一致したときの方位を検出方
位として採用する判定手段とを備えることを特徴とす
る。
このような課題を解決するためになされたものであり、
複数の素子アンテナを有する受信アンテナを備え、素子
アンテナ間での受信信号の位相差から目標物の方位を検
出する信号処理部を備えたレーダ装置において、信号処
理部は、複数の素子アンテナのうち間隔d1で配置され
た素子アンテナ間での受信信号の位相差から目標物の方
位を算出して第1予測方位とし、複数の素子アンテナの
うち間隔d1と異なる間隔d2で配置された素子アンテ
ナ間での受信信号の位相差から目標物の方位を算出して
第2予測方位とする算出手段と、第1予測方位と第2予
測方位とを比較し、両者が一致したときの方位を検出方
位として採用する判定手段とを備えることを特徴とす
る。
【0006】位相折り返しを考慮せずに第1予測方位お
よび第2予測方位を算出したとき、素子アンテナ間隔d
1およびd2のいずれの素子アンテナ対の位相差にも位
相折り返しが生じていなければ、第1予測方位と第2予
測方位の値は一致する。したがって、判定手段がその値
を検出方位として採用する。この検出方位は実際の方位
と一致している。
よび第2予測方位を算出したとき、素子アンテナ間隔d
1およびd2のいずれの素子アンテナ対の位相差にも位
相折り返しが生じていなければ、第1予測方位と第2予
測方位の値は一致する。したがって、判定手段がその値
を検出方位として採用する。この検出方位は実際の方位
と一致している。
【0007】一方、少なくともいずれかの素子アンテナ
対に対して位相折り返しが生じるような方位にある目標
物から反射波が到来した場合には、位相折り返しを考慮
せずに第1予測方位および第2予測方位を算出したと
き、第1予測方位と第2予測方位の算出結果は異なる。
間隔d1と間隔d2の値が異なるためである。したがっ
て、判定手段はいずれの予測方位も検出方位として採用
しない。その結果、誤った方位検出を避けることができ
る。
対に対して位相折り返しが生じるような方位にある目標
物から反射波が到来した場合には、位相折り返しを考慮
せずに第1予測方位および第2予測方位を算出したと
き、第1予測方位と第2予測方位の算出結果は異なる。
間隔d1と間隔d2の値が異なるためである。したがっ
て、判定手段はいずれの予測方位も検出方位として採用
しない。その結果、誤った方位検出を避けることができ
る。
【0008】算出手段は、第1および第2予測方位の算
出の際に、位相折り返しを考慮して算出することが望ま
しい。たとえば、位相折り返しを考慮せずに第1および
第2予測方位を算出した結果、両者が異なる値となった
ときに、位相折り返しを考慮して第1および第2予測方
位を算出する。位相折り返し数を順次変化させながら第
1および第2予測方位を算出し、両者が一致すれば、判
定手段がその値を検出方位として採用する。このように
して得られた検出方位は実際の方位と一致している。
出の際に、位相折り返しを考慮して算出することが望ま
しい。たとえば、位相折り返しを考慮せずに第1および
第2予測方位を算出した結果、両者が異なる値となった
ときに、位相折り返しを考慮して第1および第2予測方
位を算出する。位相折り返し数を順次変化させながら第
1および第2予測方位を算出し、両者が一致すれば、判
定手段がその値を検出方位として採用する。このように
して得られた検出方位は実際の方位と一致している。
【0009】位相折り返しを考慮して第1および第2予
測方位を算出する際の位相折り返し数のとりうる範囲
を、受信信号波長、前記間隔d1およびd2、並びに目
標視野角度に応じて制限することが望ましい。
測方位を算出する際の位相折り返し数のとりうる範囲
を、受信信号波長、前記間隔d1およびd2、並びに目
標視野角度に応じて制限することが望ましい。
【0010】位相折り返し数を実際に生じうる範囲に制
限することができ、これにより、検出方位を短時間に求
めることができる。
限することができ、これにより、検出方位を短時間に求
めることができる。
【0011】各素子アンテナがスイッチによって択一的
に信号処理部に接続されるように構成すれば、ダウンコ
ンバート用ミキサのような高周波回路を共通化すること
ができ、信号処理部を低価格化できる。
に信号処理部に接続されるように構成すれば、ダウンコ
ンバート用ミキサのような高周波回路を共通化すること
ができ、信号処理部を低価格化できる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態である
レーダ装置を示す構成図である。このレーダ装置は位相
モノパルスレーダ装置であり、目標物の方位(角度θ)
を検出するものである。
レーダ装置を示す構成図である。このレーダ装置は位相
モノパルスレーダ装置であり、目標物の方位(角度θ)
を検出するものである。
【0013】受信アンテナは素子アンテナ1〜3で構成
されている。素子アンテナ1と素子アンテナ2との間隔
d1と素子アンテナ2と素子アンテナ3の間隔d2は異
なっている。ここでは、d1<d2となっている。
されている。素子アンテナ1と素子アンテナ2との間隔
d1と素子アンテナ2と素子アンテナ3の間隔d2は異
なっている。ここでは、d1<d2となっている。
【0014】素子アンテナ1〜3は、信号処理部6内に
設けられたミキサ7〜9の一方の入力端子にそれぞれ接
続されている。ミキサ7〜9の他方の入力端子には送信
信号を生成する発振器5が接続されており、各ミキサ7
〜9は、素子アンテナ1〜3で受信した信号を送信信号
によってダウンコンバートして信号処理回路10に入力
する。
設けられたミキサ7〜9の一方の入力端子にそれぞれ接
続されている。ミキサ7〜9の他方の入力端子には送信
信号を生成する発振器5が接続されており、各ミキサ7
〜9は、素子アンテナ1〜3で受信した信号を送信信号
によってダウンコンバートして信号処理回路10に入力
する。
【0015】信号処理回路10は、素子アンテナ毎のダ
ウンコンバートされた受信信号を入力し、それぞれに所
定の信号処理を施して素子アンテナ間の受信信号位相差
を求め、その位相差から目標物の方位を求める。また、
信号処理回路10は、発振器5を制御して所望の送信信
号を生成せしめる。送信信号は、送信アンテナ4から放
射されると共に、その一部がミキサ7〜9に供給され
る。
ウンコンバートされた受信信号を入力し、それぞれに所
定の信号処理を施して素子アンテナ間の受信信号位相差
を求め、その位相差から目標物の方位を求める。また、
信号処理回路10は、発振器5を制御して所望の送信信
号を生成せしめる。送信信号は、送信アンテナ4から放
射されると共に、その一部がミキサ7〜9に供給され
る。
【0016】実線11は素子アンテナ1〜3の正面方向
を示し、実線12は図示省略した目標物の方位を示して
いる。目標物の方位は正面方向11に対する角度θで表
す。符号13は目標物で再放射された電波が素子アンテ
ナ2および3に到達するまでの距離差を示し、符号14
は同じく素子アンテナ1および2に到達するまでの距離
差を示している。距離差13および14は、幾何学理論
によりそれぞれd2sinθおよびd1sinθと表すことが
できる。
を示し、実線12は図示省略した目標物の方位を示して
いる。目標物の方位は正面方向11に対する角度θで表
す。符号13は目標物で再放射された電波が素子アンテ
ナ2および3に到達するまでの距離差を示し、符号14
は同じく素子アンテナ1および2に到達するまでの距離
差を示している。距離差13および14は、幾何学理論
によりそれぞれd2sinθおよびd1sinθと表すことが
できる。
【0017】図2は信号処理回路10での処理手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【0018】まず、ステップS1において、素子アンテ
ナ1および2における位相差φ1および素子アンテナ2
および3における位相差φ2を演算により求める。ただ
し、−π<φ1<π、−π<φ2<πである。
ナ1および2における位相差φ1および素子アンテナ2
および3における位相差φ2を演算により求める。ただ
し、−π<φ1<π、−π<φ2<πである。
【0019】つぎに、ステップS2では、位相差φ1に
基づいて目標物の予測方位θ1を求め、位相差φ2に基
づいて同じ目標物の予測方位θ2を求める。ここでは、
位相折り返しがないと仮定した場合の予測方位θ1およ
びθ2を求めるだけでなく、位相折り返しがあると仮定
した場合の予測方位θ1およびθ2も求める。
基づいて目標物の予測方位θ1を求め、位相差φ2に基
づいて同じ目標物の予測方位θ2を求める。ここでは、
位相折り返しがないと仮定した場合の予測方位θ1およ
びθ2を求めるだけでなく、位相折り返しがあると仮定
した場合の予測方位θ1およびθ2も求める。
【0020】つまり、予測方位θ1およびθ2を次の式
に基づいて算出する。
に基づいて算出する。
【0021】 θ1(i)=sin-1{A×(φ1+i・2π)/d1} …(1) θ2(j)=sin-1{A×(φ2+j・2π)/d2} …(2) ただし、A=(電波の波長/2π)であり、i,j=…
−2,−1,0,1,2,…である。
−2,−1,0,1,2,…である。
【0022】上記(1)式および(2)式において、
i,j=0のときは位相折り返しがない場合を意味す
る。
i,j=0のときは位相折り返しがない場合を意味す
る。
【0023】図3は、2つの目標物、すなわち、方位θ
にある第1目標物と方位θ´にある第2目標物につい
て、それぞれ位相折り返しを考慮した位相差と方位との
関係を示す図である。横軸に目標物の方位(ここではθ
に代えてsinθをとっている)をとり、縦軸に位相折り
返しを考慮した位相差(φ1+i・2π、またはφ2+
j・2π)をとっている。
にある第1目標物と方位θ´にある第2目標物につい
て、それぞれ位相折り返しを考慮した位相差と方位との
関係を示す図である。横軸に目標物の方位(ここではθ
に代えてsinθをとっている)をとり、縦軸に位相折り
返しを考慮した位相差(φ1+i・2π、またはφ2+
j・2π)をとっている。
【0024】同図において、実線31は間隔d1の素子
アンテナ対についての位相折り返しを考慮した位相差
(φ1+i・2π)と方位(sinθ)との関係を示す特
性である。破線32は間隔d2の素子アンテナ対につい
ての位相折り返しを考慮した位相差(φ2+j・2π)
と方位(sinθ)との関係を示す特性である。
アンテナ対についての位相折り返しを考慮した位相差
(φ1+i・2π)と方位(sinθ)との関係を示す特
性である。破線32は間隔d2の素子アンテナ対につい
ての位相折り返しを考慮した位相差(φ2+j・2π)
と方位(sinθ)との関係を示す特性である。
【0025】方位θにある第1目標物について、間隔d
1の素子アンテナ対で位相差φ1、間隔d2の素子アン
テナ対で位相差φ2が得られたとする。φ1およびφ2
をそれぞれ上記(1)式および(2)式にi,j=0と
してそれぞれ代入し、位相折り返しを考慮しない予測方
位θ1およびθ2を求める。すなわち、 θ1(0)=sin-1{A×φ1/d1} …(3) θ2(0)=sin-1{A×φ2/d2} …(4) を求める。
1の素子アンテナ対で位相差φ1、間隔d2の素子アン
テナ対で位相差φ2が得られたとする。φ1およびφ2
をそれぞれ上記(1)式および(2)式にi,j=0と
してそれぞれ代入し、位相折り返しを考慮しない予測方
位θ1およびθ2を求める。すなわち、 θ1(0)=sin-1{A×φ1/d1} …(3) θ2(0)=sin-1{A×φ2/d2} …(4) を求める。
【0026】θ1(0)=θ2(0)であれば、その値
が実方位θに他ならない。第1目標物の場合、sinθ軸
上のポイントAで示されるように、sinθ1(0)=sin
θ2(0)、すなわちθ1(0)=θ2(0)であるの
で、実方位θ=θ1(0)=θ2(0)となる。
が実方位θに他ならない。第1目標物の場合、sinθ軸
上のポイントAで示されるように、sinθ1(0)=sin
θ2(0)、すなわちθ1(0)=θ2(0)であるの
で、実方位θ=θ1(0)=θ2(0)となる。
【0027】次に、方位θ´にある第2目標物について
検討する。間隔d1の素子アンテナ対で位相差φ´1、
間隔d2の素子アンテナ対で位相差φ´2が得られたと
する。
検討する。間隔d1の素子アンテナ対で位相差φ´1、
間隔d2の素子アンテナ対で位相差φ´2が得られたと
する。
【0028】第1目標物のときと同様に、まず、φ´1
およびφ´2をそれぞれ上記(1)式および(2)式に
i,j=0としてそれぞれ代入し、位相折り返しを考慮
しない予測方位θ´1およびθ´2を求める。
およびφ´2をそれぞれ上記(1)式および(2)式に
i,j=0としてそれぞれ代入し、位相折り返しを考慮
しない予測方位θ´1およびθ´2を求める。
【0029】その結果、位相差φ´1に基づく予測方位
θ´1(0)を三角関数で表したsinθ´1(0)はsin
θ軸上のポイントBで示す値となり、位相差φ´2に基
づく予測方位θ´2(0)を三角関数で表したsinθ´
2(0)はθ軸上のポイントCで示す値となった。この
図から明らかなようにsinθ´1(0)≠sinθ´2
(0)であり、したがって、θ´1(0)≠θ´2
(0)である。
θ´1(0)を三角関数で表したsinθ´1(0)はsin
θ軸上のポイントBで示す値となり、位相差φ´2に基
づく予測方位θ´2(0)を三角関数で表したsinθ´
2(0)はθ軸上のポイントCで示す値となった。この
図から明らかなようにsinθ´1(0)≠sinθ´2
(0)であり、したがって、θ´1(0)≠θ´2
(0)である。
【0030】この結果から判ることは、第2目標物の実
方位θ´は、2つの素子アンテナ対のいずれか一方また
は双方において位相折り返しを生じさせる角度であると
いうことである。
方位θ´は、2つの素子アンテナ対のいずれか一方また
は双方において位相折り返しを生じさせる角度であると
いうことである。
【0031】つぎに、φ´1およびφ´2をそれぞれ上
記(1)式および(2)式にi,j=1としてそれぞれ
代入し、1回の位相折り返しを考慮した予測方位θ´1
およびθ´2を求める。すなわち、 θ´1(1)=sin-1{A×(φ´1+2π)/d1} …(5) θ´2(1)=sin-1{A×(φ´2+2π)/d2} …(6) を求める。
記(1)式および(2)式にi,j=1としてそれぞれ
代入し、1回の位相折り返しを考慮した予測方位θ´1
およびθ´2を求める。すなわち、 θ´1(1)=sin-1{A×(φ´1+2π)/d1} …(5) θ´2(1)=sin-1{A×(φ´2+2π)/d2} …(6) を求める。
【0032】その結果、予測方位θ´1(1)を三角関
数で表したsinθ´1(1)および予測方位θ´2
(1)を三角関数で表したsinθ´2(1)は、いずれ
もsinθ軸上のポイントDで示す値となり、両者一致し
た。したがって、第2目標物の実方位θ´は、θ´1
(1)(=θ´2(1))と決定することができる。
数で表したsinθ´1(1)および予測方位θ´2
(1)を三角関数で表したsinθ´2(1)は、いずれ
もsinθ軸上のポイントDで示す値となり、両者一致し
た。したがって、第2目標物の実方位θ´は、θ´1
(1)(=θ´2(1))と決定することができる。
【0033】以上のように、各素子アンテナ対から得ら
れた位相差φ1およびφ2を上記(1)および(2)式
に代入し、iおよびjを順次変化させることにより、2
つの素子アンテナ対によるそれぞれの予測方位が一致す
るiおよびjを試行錯誤的に見いだすことにより、目標
物の実方位θを検出することができる。
れた位相差φ1およびφ2を上記(1)および(2)式
に代入し、iおよびjを順次変化させることにより、2
つの素子アンテナ対によるそれぞれの予測方位が一致す
るiおよびjを試行錯誤的に見いだすことにより、目標
物の実方位θを検出することができる。
【0034】iおよびjは、それぞれ間隔d1およびd
2の各素子アンテナ対における位相折り返し数を示して
いる。iおよびjのとりうる範囲は、受信信号波長、間
隔d1およびd2、目標視野角度等に応じて制限するこ
とができる。このレーダ装置を車載用として用いる場
合、目標視野角度は通常180度またはそれ以下、すな
わち、中心方向11に対して最大で左右90度の範囲で
ある。図3では目標視野角度を−90度から+90度ま
でとしており、予測方位θ1およびθ2がそれぞれ−1
≦sinθ1≦+1および−1≦sinθ2≦+1を満足する
範囲でiおよびjを変化させればよい。
2の各素子アンテナ対における位相折り返し数を示して
いる。iおよびjのとりうる範囲は、受信信号波長、間
隔d1およびd2、目標視野角度等に応じて制限するこ
とができる。このレーダ装置を車載用として用いる場
合、目標視野角度は通常180度またはそれ以下、すな
わち、中心方向11に対して最大で左右90度の範囲で
ある。図3では目標視野角度を−90度から+90度ま
でとしており、予測方位θ1およびθ2がそれぞれ−1
≦sinθ1≦+1および−1≦sinθ2≦+1を満足する
範囲でiおよびjを変化させればよい。
【0035】図4は本発明の第2実施形態を示す構成図
である。上述した第1実施形態は、位相モノパルスレー
ダ装置であったが、本発明は図4に示すようなDBF
(ディジタル・ビーム・フォーミング)レーダ装置にも
適用することができる。
である。上述した第1実施形態は、位相モノパルスレー
ダ装置であったが、本発明は図4に示すようなDBF
(ディジタル・ビーム・フォーミング)レーダ装置にも
適用することができる。
【0036】このDBFレーダ装置は、連続波(CW)
に周波数変調(FM)を掛けた送信信号を用いるFM−
CWレーダ装置でもある。
に周波数変調(FM)を掛けた送信信号を用いるFM−
CWレーダ装置でもある。
【0037】受信アンテナは素子アンテナ41〜44を
含む素子アンテナアレイで構成されている。送信アンテ
ナ52には電圧制御型発振器51の出力端子が接続され
ている。電圧制御型発振器51は、信号処理回路49か
ら与えられる制御電圧によって、周波数f0の搬送波に
対して周波数変調幅ΔFの三角波変調を掛けた信号、す
なわち、周波数f0±ΔF/2の被変調波(送信信号)
を出力する。この被変調波は送信アンテナ52から放射
される。
含む素子アンテナアレイで構成されている。送信アンテ
ナ52には電圧制御型発振器51の出力端子が接続され
ている。電圧制御型発振器51は、信号処理回路49か
ら与えられる制御電圧によって、周波数f0の搬送波に
対して周波数変調幅ΔFの三角波変調を掛けた信号、す
なわち、周波数f0±ΔF/2の被変調波(送信信号)
を出力する。この被変調波は送信アンテナ52から放射
される。
【0038】素子アンテナ41〜48およびその他の素
子アンテナにはミキサ45〜48およびその他のミキサ
が1個づつ設けられている。各ミキサには電圧制御型発
振器3からの送信信号の一部であるローカル信号が入力
されており、それぞれの素子アンテナからの受信信号は
このローカル信号とミキシングされ中間周波数にダウン
コンバートされる。このダウンコンバートによりFM−
CWレーダ装置におけるビート信号(送信信号と受信信
号の差信号)が得られる。
子アンテナにはミキサ45〜48およびその他のミキサ
が1個づつ設けられている。各ミキサには電圧制御型発
振器3からの送信信号の一部であるローカル信号が入力
されており、それぞれの素子アンテナからの受信信号は
このローカル信号とミキシングされ中間周波数にダウン
コンバートされる。このダウンコンバートによりFM−
CWレーダ装置におけるビート信号(送信信号と受信信
号の差信号)が得られる。
【0039】ミキサ45〜48他と共に信号処理部50
を構成する信号処理回路49は、ビート信号に対して高
速フーリエ変換処理(FFT処理)およびDBF処理を
施すことにより、目標物の距離、相対速度および方位を
検出する。なお、三角波変調FM−CW方式による目標
物の距離・相対速度の算出方法は公知であるので、説明
を省略する。
を構成する信号処理回路49は、ビート信号に対して高
速フーリエ変換処理(FFT処理)およびDBF処理を
施すことにより、目標物の距離、相対速度および方位を
検出する。なお、三角波変調FM−CW方式による目標
物の距離・相対速度の算出方法は公知であるので、説明
を省略する。
【0040】また、信号処理回路49は、素子アンテナ
42および43における受信信号の位相差φ1および素
子アンテナ41および42における受信信号の位相差φ
2に基づいて、目標物の正確な方位θを検出する処理を
実行する。
42および43における受信信号の位相差φ1および素
子アンテナ41および42における受信信号の位相差φ
2に基づいて、目標物の正確な方位θを検出する処理を
実行する。
【0041】受信アンテナを構成する各素子アンテナ
は、互いに隣接するもの同士の間隔がd1であるが、例
外的に素子アンテナ41と素子アンテナ42との間隔が
d2となっている。
は、互いに隣接するもの同士の間隔がd1であるが、例
外的に素子アンテナ41と素子アンテナ42との間隔が
d2となっている。
【0042】図5は、本実施形態の動作手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【0043】まず、ステップS21において、DBF合
成により所定の視野内の物体検出を行う。ここでの物体
検出とは、物体(目標物)の距離、相対速度、および方
位を検出することである。このときの検出結果のうち、
方位については、グレーティングローブによる誤検知の
可能性がある。そこで、ステップS22〜24を実行す
ることにより、方位について正しいか否かのチェックを
行う。
成により所定の視野内の物体検出を行う。ここでの物体
検出とは、物体(目標物)の距離、相対速度、および方
位を検出することである。このときの検出結果のうち、
方位については、グレーティングローブによる誤検知の
可能性がある。そこで、ステップS22〜24を実行す
ることにより、方位について正しいか否かのチェックを
行う。
【0044】ステップS22では、ステップS21での
物体検出の結果、互いに距離、相対速度が等しい複数の
検出物体があるか否かを判定する。そして、存在する場
合には、それらの物体を以後の方位チェック処理の対象
から除外する。
物体検出の結果、互いに距離、相対速度が等しい複数の
検出物体があるか否かを判定する。そして、存在する場
合には、それらの物体を以後の方位チェック処理の対象
から除外する。
【0045】距離、相対速度が等しい複数の検出物体が
存在する場合には、以下に説明する方位チェック処理に
おいて誤った結果を導く可能性があるからである。
存在する場合には、以下に説明する方位チェック処理に
おいて誤った結果を導く可能性があるからである。
【0046】ステップS23では、ステップS22で除
外されなかった検出物体について、改めて方位を求め
る。このとき、素子アンテナ間距離の異なる2つの素子
アンテナ対を用いてそれぞれ別個に位相モノパルス方式
により予測方位θ1およびθ2を求める。
外されなかった検出物体について、改めて方位を求め
る。このとき、素子アンテナ間距離の異なる2つの素子
アンテナ対を用いてそれぞれ別個に位相モノパルス方式
により予測方位θ1およびθ2を求める。
【0047】予測方位θ1およびθ2の求め方は、第1
実施形態と同様である。すなわち、素子アンテナ間距離
がd1である第1素子アンテナ対(42,43)の位相
差φ1および素子アンテナ間距離がd2である第2素子
アンテナ対(41,42)の位相差φ2をまず求める。
ついで、予測方位θ1およびθ2を次の式に基づいて算
出する。
実施形態と同様である。すなわち、素子アンテナ間距離
がd1である第1素子アンテナ対(42,43)の位相
差φ1および素子アンテナ間距離がd2である第2素子
アンテナ対(41,42)の位相差φ2をまず求める。
ついで、予測方位θ1およびθ2を次の式に基づいて算
出する。
【0048】 θ1(i)=sin-1{A×(φ1+i・2π)/d1} …(1) θ2(j)=sin-1{A×(φ2+j・2π)/d2} …(2) ただし、i,j=…−2,−1,0,1,2,…である。そし
て、iおよびjを変化させて、視野範囲内においてθ1
(i)=θ2(j)が成立したとき、その値を物体の方
位θとする。そのときのiおよびjの値は、第1実施形
態の説明において既に説明したように、それぞれ第1素
子アンテナ対における位相折り返し数および第2素子ア
ンテナ対における位相折り返し数に相当する。
て、iおよびjを変化させて、視野範囲内においてθ1
(i)=θ2(j)が成立したとき、その値を物体の方
位θとする。そのときのiおよびjの値は、第1実施形
態の説明において既に説明したように、それぞれ第1素
子アンテナ対における位相折り返し数および第2素子ア
ンテナ対における位相折り返し数に相当する。
【0049】視野範囲内においてθ1(i)=θ2
(j)が成立するようなiおよびjが存在しなかった場
合には、その物体に関してステップS21で得られた検
出情報特に方位情報は誤りであるとして採用しない。
(j)が成立するようなiおよびjが存在しなかった場
合には、その物体に関してステップS21で得られた検
出情報特に方位情報は誤りであるとして採用しない。
【0050】なお、θ1(i)=θ2(j)のとき、そ
の値が物体の実方位θとなることについては、第1実施
形態において既に説明したのでここでの説明は省略す
る。
の値が物体の実方位θとなることについては、第1実施
形態において既に説明したのでここでの説明は省略す
る。
【0051】図6は本発明の第3実施形態であるレーダ
装置を示す構成図である。この実施形態では、受信アン
テナを構成する3つの素子アンテナがすべて等間隔d1
で配列されている点が第1実施形態と相違する。この実
施形態では、第1素子アンテナ対については第1実施形
態と同様に素子アンテナ1および2で構成するが、第2
素子アンテナ対については素子アンテナ1および3´で
構成する。このようにすることにより、隣接する素子ア
ンテナ同士の間隔がすべてd1であっても、第2素子ア
ンテナ対の間隔をd1とは異なるd2とすることができ
る。
装置を示す構成図である。この実施形態では、受信アン
テナを構成する3つの素子アンテナがすべて等間隔d1
で配列されている点が第1実施形態と相違する。この実
施形態では、第1素子アンテナ対については第1実施形
態と同様に素子アンテナ1および2で構成するが、第2
素子アンテナ対については素子アンテナ1および3´で
構成する。このようにすることにより、隣接する素子ア
ンテナ同士の間隔がすべてd1であっても、第2素子ア
ンテナ対の間隔をd1とは異なるd2とすることができ
る。
【0052】複数の送信アンテナで構成されたアレーア
ンテナに関して、一つの素子アンテナだけを他の素子ア
ンテナと異なる間隔で配置することは、すべての素子ア
ンテナを等間隔で配置することに比較して、製造工程を
大幅に増加させる。換言すると、本実施形態のように、
すべての素子アンテナが間隔d1で配置されている受信
アンテナは製造が容易であり、安価に作製することがで
きる。
ンテナに関して、一つの素子アンテナだけを他の素子ア
ンテナと異なる間隔で配置することは、すべての素子ア
ンテナを等間隔で配置することに比較して、製造工程を
大幅に増加させる。換言すると、本実施形態のように、
すべての素子アンテナが間隔d1で配置されている受信
アンテナは製造が容易であり、安価に作製することがで
きる。
【0053】図7は本発明の第4の実施形態であるレー
ダ装置を示す構成図である。このレーダ装置は第1実施
形態の信号処理部6に代えて信号処理部74を備えてい
る。第1実施形態では、3つの素子アンテナ1〜3に対
してそれぞれミキサ7〜9が対応していた。これに対し
て、本実施形態では信号処理部74がミキサ72を1個
だけ備えており、スイッチ71で素子アンテナ1〜3の
いずれかと択一的に接続できるようになっている。
ダ装置を示す構成図である。このレーダ装置は第1実施
形態の信号処理部6に代えて信号処理部74を備えてい
る。第1実施形態では、3つの素子アンテナ1〜3に対
してそれぞれミキサ7〜9が対応していた。これに対し
て、本実施形態では信号処理部74がミキサ72を1個
だけ備えており、スイッチ71で素子アンテナ1〜3の
いずれかと択一的に接続できるようになっている。
【0054】スイッチ71では、信号処理回路73の制
御のもとで高速で循環的に切り換えが行われる。これに
より、素子アンテナ1〜3で受けた信号を時分割してダ
ウンコンバートし信号処理回路73に与えることがで
き、各素子アンテナの受信信号を実質的に第1実施形態
と同様に並列処理することができる。
御のもとで高速で循環的に切り換えが行われる。これに
より、素子アンテナ1〜3で受けた信号を時分割してダ
ウンコンバートし信号処理回路73に与えることがで
き、各素子アンテナの受信信号を実質的に第1実施形態
と同様に並列処理することができる。
【0055】このように、スイッチ71を用いることに
より、高価なミキサの数を減らすことができる。
より、高価なミキサの数を減らすことができる。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーダ装
置によれば、アンテナ間距離の異なる2つの素子アンテ
ナ対で得られた位相差に基づいてそれぞれ別個に予測方
位を求め、さらに両者を比較することにより、真の方位
を知ることができる。
置によれば、アンテナ間距離の異なる2つの素子アンテ
ナ対で得られた位相差に基づいてそれぞれ別個に予測方
位を求め、さらに両者を比較することにより、真の方位
を知ることができる。
【図1】本発明の一実施形態であるレーダ装置の構成
図。
図。
【図2】その動作手順を示すフローチャート。
【図3】本発明の検出原理を説明するためのグラフ。
【図4】本発明の第2実施形態であるレーダ装置の構成
図。
図。
【図5】その動作手順を示すフローチャート。
【図6】本発明の第3実施形態であるレーダ装置の構成
図。
図。
【図7】本発明の第4実施形態であるレーダ装置の構成
図。
図。
1〜3,3´,41〜44…素子アンテナ、4…送信ア
ンテナ、5…電圧制御型発振器、6,50,74…信号
処理部、7〜8,45〜48,72…ミキサ、10,1
0´,49,73…信号処理回路。
ンテナ、5…電圧制御型発振器、6,50,74…信号
処理部、7〜8,45〜48,72…ミキサ、10,1
0´,49,73…信号処理回路。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の素子アンテナを有する受信アンテ
ナを備え、前記素子アンテナ間での受信信号の位相差か
ら目標物の方位を検出する信号処理部を備えたレーダ装
置において、 前記信号処理部は、 前記複数の素子アンテナのうち間隔d1で配置された素
子アンテナ間での受信信号の位相差から目標物の方位を
算出して第1予測方位とし、前記複数の素子アンテナの
うち前記間隔d1と異なる間隔d2で配置された素子ア
ンテナ間での受信信号の位相差から目標物の方位を算出
して第2予測方位とする算出手段と、 前記第1予測方位と前記第2予測方位とを比較し、両者
が一致したときの方位を検出方位として採用する判定手
段と、 を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項2】 前記第1および第2予測方位が、いずれ
も位相折り返しを考慮することなく算出されたものであ
ることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 【請求項3】 前記第1および第2予測方位の少なくと
もいずれか一方が位相折り返しを考慮して算出されたも
のであることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装
置。 - 【請求項4】 前記第1および第2予測方位の算出にお
いて考慮される前記位相折り返しの折り返し数は、前記
受信信号波長、前記間隔d1およびd2、並びに目標視
野角度に応じて制限されていることを特徴とする請求項
3に記載のレーダ装置。 - 【請求項5】 前記素子アンテナと前記信号処理部との
接続をスイッチにより切り換えることを特徴とする請求
項1〜4のいずれか一項に記載のレーダ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11031797A JP2000230974A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11031797A JP2000230974A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | レーダ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000230974A true JP2000230974A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12341074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11031797A Pending JP2000230974A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | レーダ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000230974A (ja) |
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