JP2002122661A - １アンテナ時分割制御方式ｆｍ−ｃｗレーダ - Google Patents
１アンテナ時分割制御方式ｆｍ−ｃｗレーダInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １アンテナ時分割制御方式のＦＭ−ＣＷレー
ダにおいて、送受信間の分離を向上させ、送信電力が送
受信切替部を介して受信系に漏洩しないようにする。 【解決手段】 送信系及び受信系の信号経路にそれぞれ
増幅器を設け、送信と受信のタイミングに合わせて送信
系に設けられた増幅器及び受信系に設けられた増幅器を
交互に動作させ、送受信の切替を行うものである。そし
て、該増幅器の動作は増幅器の利得を制御することによ
り行う。また、利得を制御することにより増幅器をオ
ン、オフ動作させる。
ダにおいて、送受信間の分離を向上させ、送信電力が送
受信切替部を介して受信系に漏洩しないようにする。 【解決手段】 送信系及び受信系の信号経路にそれぞれ
増幅器を設け、送信と受信のタイミングに合わせて送信
系に設けられた増幅器及び受信系に設けられた増幅器を
交互に動作させ、送受信の切替を行うものである。そし
て、該増幅器の動作は増幅器の利得を制御することによ
り行う。また、利得を制御することにより増幅器をオ
ン、オフ動作させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１アンテナ時分割
制御方式ＦＭ−ＣＷレーダの送受切替に関し、特に送信
系と受信系の分離を確実に行う手段に関する。
制御方式ＦＭ−ＣＷレーダの送受切替に関し、特に送信
系と受信系の分離を確実に行う手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】目標物体との相対速度と距離を計測する
レーダ方式として、ＦＭ−ＣＷレーダが用いられてい
る。この方式のレーダは、簡単な信号処理回路により先
方車両との相対速度および距離を測定でき、また送受信
機も簡単に構成できるため、自動車の衝突防止用レーダ
として用いられている。
レーダ方式として、ＦＭ−ＣＷレーダが用いられてい
る。この方式のレーダは、簡単な信号処理回路により先
方車両との相対速度および距離を測定でき、また送受信
機も簡単に構成できるため、自動車の衝突防止用レーダ
として用いられている。
【０００３】ＦＭ−ＣＷレーダの原理は以下の通りであ
る。発振器を例えば数百Ｈｚの三角波等によりＦＭ変調
してＦＭ変調波を送信し、目標物体からの反射信号を受
信しＦＭ変調波をローカルとして受信信号をＦＭ検波す
る。目標物体からの反射波は、レーダと目標物体間の距
離に応じて、また、相対速度によるドップラシフトに応
じて送信信号とのずれ（ビート）を起こす。従って、こ
の周波数のずれから目標物体との距離と相対速度を計測
することができる。
る。発振器を例えば数百Ｈｚの三角波等によりＦＭ変調
してＦＭ変調波を送信し、目標物体からの反射信号を受
信しＦＭ変調波をローカルとして受信信号をＦＭ検波す
る。目標物体からの反射波は、レーダと目標物体間の距
離に応じて、また、相対速度によるドップラシフトに応
じて送信信号とのずれ（ビート）を起こす。従って、こ
の周波数のずれから目標物体との距離と相対速度を計測
することができる。
【０００４】ＦＭ−ＣＷレーダ装置においては、変調用
信号として三角波が用いられる場合が多く、以下の記載
では変調用信号として三角波を用いた場合について説明
するが、三角波の外にものこぎり波や台形波等の三角波
以外の変調波を用いることができる。図１は１アンテナ
方式のＦＭ−ＣＷレーダの構成を示した図である。図１
に示すように、電圧制御発振器２に変調信号発生器１か
ら変調用信号を加えてＦＭ変調し、ＦＭ変調波をサーキ
ュレータ５を介してアンテナＡＴから外部に送信する。
そして、送信され先方車両等の目標物体で反射された反
射信号をアンテナＡＴで受信し、サーキュレータ５を介
して周波数変換器４に入力する。入力した信号は周波数
変換器４で方向性結合器３を介して供給される電圧制御
発振器２からの出力から分岐されたローカル信号とミキ
シングされビート信号を生成する。
信号として三角波が用いられる場合が多く、以下の記載
では変調用信号として三角波を用いた場合について説明
するが、三角波の外にものこぎり波や台形波等の三角波
以外の変調波を用いることができる。図１は１アンテナ
方式のＦＭ−ＣＷレーダの構成を示した図である。図１
に示すように、電圧制御発振器２に変調信号発生器１か
ら変調用信号を加えてＦＭ変調し、ＦＭ変調波をサーキ
ュレータ５を介してアンテナＡＴから外部に送信する。
そして、送信され先方車両等の目標物体で反射された反
射信号をアンテナＡＴで受信し、サーキュレータ５を介
して周波数変換器４に入力する。入力した信号は周波数
変換器４で方向性結合器３を介して供給される電圧制御
発振器２からの出力から分岐されたローカル信号とミキ
シングされビート信号を生成する。
【０００５】図２は、目標物体との相対速度が０の場合
のＦＭ−ＣＷレーダの原理を説明するための図である。
この場合送信波は三角波で図２の（ａ）の実線に示すよ
うに周波数が変化する。送信波の中心周波数はｆo、Ｆ
Ｍ変調幅はΔｆ、繰り返し周期はＴmである。この送信
波は目標物体で反射されてアンテナで受信され、図２の
（ａ）の破線で示す受信波となる。目標物体との間の電
波の往復時間は、目標物体との間の距離をｒとし、電波
の伝播速度をＣとすると、Ｔ＝２ｒ／Ｃとなる。
のＦＭ−ＣＷレーダの原理を説明するための図である。
この場合送信波は三角波で図２の（ａ）の実線に示すよ
うに周波数が変化する。送信波の中心周波数はｆo、Ｆ
Ｍ変調幅はΔｆ、繰り返し周期はＴmである。この送信
波は目標物体で反射されてアンテナで受信され、図２の
（ａ）の破線で示す受信波となる。目標物体との間の電
波の往復時間は、目標物体との間の距離をｒとし、電波
の伝播速度をＣとすると、Ｔ＝２ｒ／Ｃとなる。
【０００６】この受信波はレーダと目標物体間の距離に
応じて、送信信号との周波数のずれ（ビート）を起こ
す。このビート周波数成分はｆb次の式で表すことがで
きる。 ｆb＝ｆr＝（４・Δｆ／Ｃ・Ｔm）r （１） 一方、図３は目標物体との相対速度がｖの場合のＦＭ−
ＣＷレーダの原理を説明するための図である。送信波は
図３（ａ）の実線に示すように周波数が変化する。この
送信波は目標物で反射されてアンテナで受信され、図３
の（ａ）の破線で示す受信波となる。この受信波はレー
ダと目標物体間の距離に応じて、送信信号との周波数の
ずれ（ビート）を起こす。この場合、目標物体との間に
相対速度ｖを有するのでドップラシフトとなり、ビート
周波数成分ｆbは次の式で表すことができる。
応じて、送信信号との周波数のずれ（ビート）を起こ
す。このビート周波数成分はｆb次の式で表すことがで
きる。 ｆb＝ｆr＝（４・Δｆ／Ｃ・Ｔm）r （１） 一方、図３は目標物体との相対速度がｖの場合のＦＭ−
ＣＷレーダの原理を説明するための図である。送信波は
図３（ａ）の実線に示すように周波数が変化する。この
送信波は目標物で反射されてアンテナで受信され、図３
の（ａ）の破線で示す受信波となる。この受信波はレー
ダと目標物体間の距離に応じて、送信信号との周波数の
ずれ（ビート）を起こす。この場合、目標物体との間に
相対速度ｖを有するのでドップラシフトとなり、ビート
周波数成分ｆbは次の式で表すことができる。
【０００７】 ｆb＝ｆr±ｆd ＝（４・Δｆ／Ｃ・Ｔｍ）ｒ±（２・ｆo・Ｃ）ｖ （２） 上記式（１）、（２）において、各記号は以下を意味す
る。 ｆb : 送受信ビート周波数 ｆr : 距離周波数 ｆd : 速度周波数 ｆo : 送信波の中心周波数 Δｆ：ＦＭ変調幅 Ｔm : 変調波の周期 Ｃ ：光速（電波の速度） Ｔ ：目標物体までの電波の往復時間 ｒ ：目標物体までの距離 ｖ ：目標物体との相対速度 そして、上記式（１）、（２）より、目標物体までの距
離と目標物体との相対速度を求めることができる。
る。 ｆb : 送受信ビート周波数 ｆr : 距離周波数 ｆd : 速度周波数 ｆo : 送信波の中心周波数 Δｆ：ＦＭ変調幅 Ｔm : 変調波の周期 Ｃ ：光速（電波の速度） Ｔ ：目標物体までの電波の往復時間 ｒ ：目標物体までの距離 ｖ ：目標物体との相対速度 そして、上記式（１）、（２）より、目標物体までの距
離と目標物体との相対速度を求めることができる。
【０００８】ここで、ビート信号の電力を考えてみる
と、アンテナの受信電力Ｐrは、 Ｐr＝｛（Ｇ2・λ2・σ・Ｐt）／（(４π)3・ｒ4）｝・Ｌa （３） で表すことができ、ビート出力電力Ｐbは Ｐb＝Ｐr・Ｃmix （４） で表すことができる。
と、アンテナの受信電力Ｐrは、 Ｐr＝｛（Ｇ2・λ2・σ・Ｐt）／（(４π)3・ｒ4）｝・Ｌa （３） で表すことができ、ビート出力電力Ｐbは Ｐb＝Ｐr・Ｃmix （４） で表すことができる。
【０００９】上記式（３）、（４）において、各記号は
以下を意味する。 Ｇ ：アンテナ利得 λ ：波長 σ ：反射物体面積 Ｐt ：送信電力 ｒ ：目標物体までの距離 Ｌa : 大気減衰 Ｃmix: ミキサでの変換損失
以下を意味する。 Ｇ ：アンテナ利得 λ ：波長 σ ：反射物体面積 Ｐt ：送信電力 ｒ ：目標物体までの距離 Ｌa : 大気減衰 Ｃmix: ミキサでの変換損失
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図４は１アンテナ時分
割制御方式のＦＭ−ＣＷレーダの構成を示した図であ
る。図４に示すように、アンテナを送受信用アンテナＡ
Ｔとし、スイッチング手段よりなる送受信切替部６を備
え、時分割制御により送受信を切り替えている。また、
受信側には第１の周波数変換器４−１と第２の周波数変
換器４−２が設けられている。
割制御方式のＦＭ−ＣＷレーダの構成を示した図であ
る。図４に示すように、アンテナを送受信用アンテナＡ
Ｔとし、スイッチング手段よりなる送受信切替部６を備
え、時分割制御により送受信を切り替えている。また、
受信側には第１の周波数変換器４−１と第２の周波数変
換器４−２が設けられている。
【００１１】電圧制御発振器２に変調信号発生器１から
変調用信号を加えてＦＭ変調された出力は送受信切替部
６を介してアンテナＡＴから外部に送信される。７は変
調信号発生器で、送受信切替部６をスイッチングさせる
ため周波数ｆswの変調信号を発生する。先方車両等の目
標物体で反射された反射信号をアンテナＡＴで受信し、
送受信切替部６を介して入力し、第１の周波数変換器４
−１で方向性結合器３を介して供給される電圧制御発振
器２からの出力から分岐されたローカル信号とミキシン
グされＩＦ信号となる。第２の周波数変換器４−２は第
１の周波数変換器４−１から出力された信号を変調信号
発生器７から発生した周波数ｆswの信号とミキシングし
てダウンコンバートし、目標物体との距離および相対速
度の情報を含むビート信号を発生する。
変調用信号を加えてＦＭ変調された出力は送受信切替部
６を介してアンテナＡＴから外部に送信される。７は変
調信号発生器で、送受信切替部６をスイッチングさせる
ため周波数ｆswの変調信号を発生する。先方車両等の目
標物体で反射された反射信号をアンテナＡＴで受信し、
送受信切替部６を介して入力し、第１の周波数変換器４
−１で方向性結合器３を介して供給される電圧制御発振
器２からの出力から分岐されたローカル信号とミキシン
グされＩＦ信号となる。第２の周波数変換器４−２は第
１の周波数変換器４−１から出力された信号を変調信号
発生器７から発生した周波数ｆswの信号とミキシングし
てダウンコンバートし、目標物体との距離および相対速
度の情報を含むビート信号を発生する。
【００１２】図５は、図４の１アンテナ時分割制御方式
ＦＭ−ＣＷレーダ方式の第１の周波数変換器４−１の出
力信号であるＩＦ信号の周波数スペクトルと、第２の周
波数変換器４−２から出力されたビート信号の周波数ス
ペクトルの一例を示した図である。図５（ａ）に示すよ
うに、ＩＦ信号の周波数スペクトルは周波数ｆswとその
サイドバンドの周波数ｆsw±ｆrとなる。ここで、ｆrは
送受信切替部６のスイッチング周波数であり、ｆrは相
対速度がゼロの目標物体までの距離周波数である。そし
て、目標物体との距離が遠いほどサイドバンドの周波数
はｆswから離れる。この出力信号は第２の周波数変換器
４−２において周波数fswの信号とミキシングされ、ｆs
wとｆsw±ｆrの差の周波数にダウンコンバートされて周
波数スペクトルｆbを有するビート信号が取り出され
る。
ＦＭ−ＣＷレーダ方式の第１の周波数変換器４−１の出
力信号であるＩＦ信号の周波数スペクトルと、第２の周
波数変換器４−２から出力されたビート信号の周波数ス
ペクトルの一例を示した図である。図５（ａ）に示すよ
うに、ＩＦ信号の周波数スペクトルは周波数ｆswとその
サイドバンドの周波数ｆsw±ｆrとなる。ここで、ｆrは
送受信切替部６のスイッチング周波数であり、ｆrは相
対速度がゼロの目標物体までの距離周波数である。そし
て、目標物体との距離が遠いほどサイドバンドの周波数
はｆswから離れる。この出力信号は第２の周波数変換器
４−２において周波数fswの信号とミキシングされ、ｆs
wとｆsw±ｆrの差の周波数にダウンコンバートされて周
波数スペクトルｆbを有するビート信号が取り出され
る。
【００１３】図６は１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−Ｃ
Ｗレーダの送受信のタイミングを示した図である。
（ａ）に示すように周期Ｔを有するタイミングで送信す
ると、ターゲットに反射して戻ってきた反射波のタイミ
ングは（ｂ）のようになる。しかし、受信可能な期間で
ある受信タイミングは（ｃ）に示すように送信タイミン
グ（ａ）とオーバーラップしないタイミングとなる。し
たがって、反射波を受信できるタイミングは（ｄ）のよ
うにｔdの間となる。
Ｗレーダの送受信のタイミングを示した図である。
（ａ）に示すように周期Ｔを有するタイミングで送信す
ると、ターゲットに反射して戻ってきた反射波のタイミ
ングは（ｂ）のようになる。しかし、受信可能な期間で
ある受信タイミングは（ｃ）に示すように送信タイミン
グ（ａ）とオーバーラップしないタイミングとなる。し
たがって、反射波を受信できるタイミングは（ｄ）のよ
うにｔdの間となる。
【００１４】上記の１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−Ｃ
Ｗレーダの場合、送信のタイミングと受信のタイミング
を交互に切り替えているため、送信電力が送受信切替部
６を介して受信系に漏洩することがある。そして、それ
により受信系の飽和利得の圧縮の発生、受信系への送受
信切替周波数の漏洩の増加、あるいはＦＭ−ＡＭ変換雑
音の増加等の問題が発生する。
Ｗレーダの場合、送信のタイミングと受信のタイミング
を交互に切り替えているため、送信電力が送受信切替部
６を介して受信系に漏洩することがある。そして、それ
により受信系の飽和利得の圧縮の発生、受信系への送受
信切替周波数の漏洩の増加、あるいはＦＭ−ＡＭ変換雑
音の増加等の問題が発生する。
【００１５】ＦＭ−ＡＭ変換雑音の増加について説明す
る。バラクタダイオードを用いる電圧制御発振器や、ゲ
ート電圧を可変する電圧制御発振器に変調をかける場
合、バラクタダイオードに印加される電圧やゲートに印
加される電圧によって電圧制御発振器から出力する信号
の周波数および電力が変化する。図７は、バラクタダイ
オードやゲートに印加される電圧と周波数、電力等の関
係を示したグラフである。
る。バラクタダイオードを用いる電圧制御発振器や、ゲ
ート電圧を可変する電圧制御発振器に変調をかける場
合、バラクタダイオードに印加される電圧やゲートに印
加される電圧によって電圧制御発振器から出力する信号
の周波数および電力が変化する。図７は、バラクタダイ
オードやゲートに印加される電圧と周波数、電力等の関
係を示したグラフである。
【００１６】図７（ａ）に示すように、バラクタダイオ
ードやゲートに印加される電圧ＶTをＶcを中心にＶaと
Ｖbに変化させると、周波数はｆcを中心にｆaとｆbに変
化する。同様に図７（ｂ）に示すように、電力は例えば
一定の値Ｐcとなり変化しないことが理想的であるが、
実際はＰcを中心にＰaとＰbに変化する。一方、周波数
変換器においてＡＭ検波によって発生する電圧Ｖdは電
力Ｐに応じて変化するので、図７（ｃ）に示すようにＶ
dcを中心にＶdaとＶdbに変化する。
ードやゲートに印加される電圧ＶTをＶcを中心にＶaと
Ｖbに変化させると、周波数はｆcを中心にｆaとｆbに変
化する。同様に図７（ｂ）に示すように、電力は例えば
一定の値Ｐcとなり変化しないことが理想的であるが、
実際はＰcを中心にＰaとＰbに変化する。一方、周波数
変換器においてＡＭ検波によって発生する電圧Ｖdは電
力Ｐに応じて変化するので、図７（ｃ）に示すようにＶ
dcを中心にＶdaとＶdbに変化する。
【００１７】図８は変調信号発生器から電圧制御発振器
に供給される信号と、その場合の電圧Ｖdの波形を示し
たものである。図８（ａ）は、変調信号発生器から電圧
制御発振器に供給される信号で、図に示すように三角波
となる。一方、（ａ）に示す信号電圧が電圧制御発振器
に供給された場合、図７（ｂ）に示すように電力Ｐも変
化するので電圧Ｖdの波形は同様に三角波となり、ＡＭ
−ＦＭ変換雑音となる。
に供給される信号と、その場合の電圧Ｖdの波形を示し
たものである。図８（ａ）は、変調信号発生器から電圧
制御発振器に供給される信号で、図に示すように三角波
となる。一方、（ａ）に示す信号電圧が電圧制御発振器
に供給された場合、図７（ｂ）に示すように電力Ｐも変
化するので電圧Ｖdの波形は同様に三角波となり、ＡＭ
−ＦＭ変換雑音となる。
【００１８】従って、本発明は１アンテナ時分割制御方
式のＦＭ−ＣＷレーダにおいて、送受信間の分離を向上
させ、送信電力が送受信切替部６を介して受信系に漏洩
しないようにすることを目的とするものである。
式のＦＭ−ＣＷレーダにおいて、送受信間の分離を向上
させ、送信電力が送受信切替部６を介して受信系に漏洩
しないようにすることを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダ
は、送信系及び受信系の信号経路にそれぞれ増幅器を設
け、送信と受信のタイミングに合わせて送信系に設けら
れた増幅器及び受信系に設けられた増幅器を交互に動作
させ、送受信の切替を行うものである。そして、増幅器
の動作は増幅器の利得を制御することにより行うもので
ある。また、利得を制御することにより増幅器をオン、
オフ動作させるものである。
め、本発明１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダ
は、送信系及び受信系の信号経路にそれぞれ増幅器を設
け、送信と受信のタイミングに合わせて送信系に設けら
れた増幅器及び受信系に設けられた増幅器を交互に動作
させ、送受信の切替を行うものである。そして、増幅器
の動作は増幅器の利得を制御することにより行うもので
ある。また、利得を制御することにより増幅器をオン、
オフ動作させるものである。
【００２０】また、増幅器を多段接続し、さらに送信系
及び受信系の信号経路にそれぞれ複数箇所設ける。ま
た、ローカル信号の分岐部に設けられている逓倍器に送
受切替動作の一部を行なわせる。また、アンテナに送信
系からの送信信号を送り、かつアンテナから受信した信
号を受信系に伝えるために設けられた送受共用器として
受動素子を用いる。該受動素子として、例えばハイブリ
ッド回路又はＹ型電力分配器を用いる。
及び受信系の信号経路にそれぞれ複数箇所設ける。ま
た、ローカル信号の分岐部に設けられている逓倍器に送
受切替動作の一部を行なわせる。また、アンテナに送信
系からの送信信号を送り、かつアンテナから受信した信
号を受信系に伝えるために設けられた送受共用器として
受動素子を用いる。該受動素子として、例えばハイブリ
ッド回路又はＹ型電力分配器を用いる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図９は図４に示す１アンテナ時分
割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダの従来の構成を示した図で
ある。電圧制御発振器２に変調信号発生器１から変調用
信号を加えてＦＭ変調し、ＦＭ変調された変調波はロー
カル信号分岐部８に入力する。ＦＭ変調波は例えば３８
ＧＨｚ帯である。ローカル信号分岐部８はハイブリッド
回路Ｈ等の受動素子、増幅器Ａ１、Ａ２、及び逓倍器Ｔ
１、Ｔ２を有し、ハイブリッド回路Ｈからの出力は増幅
器Ａ１、逓倍器Ｔ１を介して増幅器Ａ３、Ａ４に供給さ
れる。ハイブリッド回路Ｈからの他方の出力は増幅器Ａ
２、逓倍器Ｔ２を介してローカル信号として周波数変換
器４−１に供給される。ハイブリッド回路Ｈからの出力
は、逓倍器Ｔ１、Ｔ２で逓倍され、例えば７６ＧＨｚと
なる。増幅器Ａ３、Ａ４の出力は送受信切替部６を介し
て送受信用アンテナＡＴから外部に送信される。送信さ
れた変調波は先方車両等の目標物体で反射されアンテナ
ＡＴで受信され、送受信切替部６、増幅器Ａ５、Ａ６及
び増幅器Ａ７、Ａ８を介して周波数変換器４−１に入力
する。そして逓倍器Ｔ２からのローカル信号とミキシン
グされＩＦ信号となる。図９において、Ｖccは増幅器に
供給される電源である。７は変調信号発生器で、送受切
替部６をスイッチングさせるための周波数ｆswの変調信
号を発生する。周波数変換器４−１から出力したＩＦ信
号は、周波数変換器４−２において変調信号発生器から
出力される周波数ｆswの信号とミキシングされ、ダウン
コンバートされて目標物体との距離よび相対速度の情報
を含むビート信号を発生する。
割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダの従来の構成を示した図で
ある。電圧制御発振器２に変調信号発生器１から変調用
信号を加えてＦＭ変調し、ＦＭ変調された変調波はロー
カル信号分岐部８に入力する。ＦＭ変調波は例えば３８
ＧＨｚ帯である。ローカル信号分岐部８はハイブリッド
回路Ｈ等の受動素子、増幅器Ａ１、Ａ２、及び逓倍器Ｔ
１、Ｔ２を有し、ハイブリッド回路Ｈからの出力は増幅
器Ａ１、逓倍器Ｔ１を介して増幅器Ａ３、Ａ４に供給さ
れる。ハイブリッド回路Ｈからの他方の出力は増幅器Ａ
２、逓倍器Ｔ２を介してローカル信号として周波数変換
器４−１に供給される。ハイブリッド回路Ｈからの出力
は、逓倍器Ｔ１、Ｔ２で逓倍され、例えば７６ＧＨｚと
なる。増幅器Ａ３、Ａ４の出力は送受信切替部６を介し
て送受信用アンテナＡＴから外部に送信される。送信さ
れた変調波は先方車両等の目標物体で反射されアンテナ
ＡＴで受信され、送受信切替部６、増幅器Ａ５、Ａ６及
び増幅器Ａ７、Ａ８を介して周波数変換器４−１に入力
する。そして逓倍器Ｔ２からのローカル信号とミキシン
グされＩＦ信号となる。図９において、Ｖccは増幅器に
供給される電源である。７は変調信号発生器で、送受切
替部６をスイッチングさせるための周波数ｆswの変調信
号を発生する。周波数変換器４−１から出力したＩＦ信
号は、周波数変換器４−２において変調信号発生器から
出力される周波数ｆswの信号とミキシングされ、ダウン
コンバートされて目標物体との距離よび相対速度の情報
を含むビート信号を発生する。
【００２２】図９に示した構成の場合、先に述べたよう
に、送受信切替部６によって送信と受信のタイミングを
交互に切り替えているため、送信電力が送受信切替部６
を介して受信系に漏洩するという問題がある。本発明は
このような問題を解決するものである。図１０は本発明
による１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダの構
成を示した図である。基本的構成は図９と同じであるの
で、図９と異なる部分を説明する。図１０においては送
受信切替部６として、送信側増幅器Ａ１０、Ａ１１、Ａ
１２、送受共用器としてのハイブリッド回路Ｈ等の受動
素子、及び受信側増幅器Ａ２０、Ａ２１を備えている。
そして、図示の状態では送信系の増幅器Ａ１、Ａ３、Ａ
４、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２にはバイアス電圧としてＶ
Aが印加され、動作状態となりオンとなっており、受信
系の増幅器Ａ２０、Ａ２１、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８に
はバイアス電圧としてＶBが印加され、非動作状態とな
りオフとなっている。なお、増幅器Ａ２には通常の電源
電圧Ｖccが印加され、常時ローカル出力が周波数変換器
４−１に供給される。上記バイアス電圧ＶA、ＶBは送信
側と受信側に交互に印加される。例えば送信時には送信
系増幅器にバイアス電圧ＶAが印加されて送信系の増幅
器が動作し、受信時には受信系増幅器にバイアス電圧Ｖ
Aが印加されて受信系の増幅器が動作する。それによっ
て送信時には受信系がオフとなり、受信時には送信系が
オフとなって切り離されるため、送信電力が受信系に漏
洩することがない。ただし、この場合、必ずしも増幅器
がオン、オフするバイアス電圧でなくとも、送信電力が
受信系に漏洩しない程度に動作、非動作となればよい。
に、送受信切替部６によって送信と受信のタイミングを
交互に切り替えているため、送信電力が送受信切替部６
を介して受信系に漏洩するという問題がある。本発明は
このような問題を解決するものである。図１０は本発明
による１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダの構
成を示した図である。基本的構成は図９と同じであるの
で、図９と異なる部分を説明する。図１０においては送
受信切替部６として、送信側増幅器Ａ１０、Ａ１１、Ａ
１２、送受共用器としてのハイブリッド回路Ｈ等の受動
素子、及び受信側増幅器Ａ２０、Ａ２１を備えている。
そして、図示の状態では送信系の増幅器Ａ１、Ａ３、Ａ
４、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２にはバイアス電圧としてＶ
Aが印加され、動作状態となりオンとなっており、受信
系の増幅器Ａ２０、Ａ２１、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８に
はバイアス電圧としてＶBが印加され、非動作状態とな
りオフとなっている。なお、増幅器Ａ２には通常の電源
電圧Ｖccが印加され、常時ローカル出力が周波数変換器
４−１に供給される。上記バイアス電圧ＶA、ＶBは送信
側と受信側に交互に印加される。例えば送信時には送信
系増幅器にバイアス電圧ＶAが印加されて送信系の増幅
器が動作し、受信時には受信系増幅器にバイアス電圧Ｖ
Aが印加されて受信系の増幅器が動作する。それによっ
て送信時には受信系がオフとなり、受信時には送信系が
オフとなって切り離されるため、送信電力が受信系に漏
洩することがない。ただし、この場合、必ずしも増幅器
がオン、オフするバイアス電圧でなくとも、送信電力が
受信系に漏洩しない程度に動作、非動作となればよい。
【００２３】図１１は増幅器Ａの構成を示した図であ
る。ゲートＧより信号が入力し、ドレインＤより出力す
る。図１２はゲートＧ又はドレインＤのバイアス電圧を
変化させた場合の増幅器Ａの利得の変化を示したグラフ
である。（ａ）はゲート電圧ＶGを一定にしてドレイン
のバイアス電圧をＶBからＶAに変化させた場合の利得の
変化を示したものである。バイアス電圧ＶBを印加した
とき利得はＧBとなり低くなる。このとき増幅器Ａはほ
とんど動作せず、実質的にオフ状態となる。一方、バイ
アス電圧ＶAを印加したとき増幅器Ａは動作状態とな
り、オン状態となる。
る。ゲートＧより信号が入力し、ドレインＤより出力す
る。図１２はゲートＧ又はドレインＤのバイアス電圧を
変化させた場合の増幅器Ａの利得の変化を示したグラフ
である。（ａ）はゲート電圧ＶGを一定にしてドレイン
のバイアス電圧をＶBからＶAに変化させた場合の利得の
変化を示したものである。バイアス電圧ＶBを印加した
とき利得はＧBとなり低くなる。このとき増幅器Ａはほ
とんど動作せず、実質的にオフ状態となる。一方、バイ
アス電圧ＶAを印加したとき増幅器Ａは動作状態とな
り、オン状態となる。
【００２４】（ｂ）はドレイン電圧ＶDを一定にしてゲ
ートのバイアス電圧をＶBからＶAに変化させた場合の利
得の変化を示したものである。バイアス電圧ＶBを印加
したとき利得はＧBとなり低くなる。このとき増幅器Ａ
はほとんど動作せず、実質的にオフ状態となる。一方、
バイアス電圧ＶAを印加したとき利得ＧAは高くなり、増
幅器Ａは動作状態となってオン状態となる。
ートのバイアス電圧をＶBからＶAに変化させた場合の利
得の変化を示したものである。バイアス電圧ＶBを印加
したとき利得はＧBとなり低くなる。このとき増幅器Ａ
はほとんど動作せず、実質的にオフ状態となる。一方、
バイアス電圧ＶAを印加したとき利得ＧAは高くなり、増
幅器Ａは動作状態となってオン状態となる。
【００２５】上記のようにゲート又はドレインのバイア
ス電圧を変化させることによって、増幅器Ａの動作をオ
ン、オフ制御することができる。従って、図１０におい
て、送信時には送信系の増幅器のバイアスをＶAとして
オン状態とし、一方、受信系の増幅器ＡのバイアスをＶ
Bとしてオフ状態とする。そして、受信時には反対にす
ることにより、送信系と受信系の分離を図ることができ
る。
ス電圧を変化させることによって、増幅器Ａの動作をオ
ン、オフ制御することができる。従って、図１０におい
て、送信時には送信系の増幅器のバイアスをＶAとして
オン状態とし、一方、受信系の増幅器ＡのバイアスをＶ
Bとしてオフ状態とする。そして、受信時には反対にす
ることにより、送信系と受信系の分離を図ることができ
る。
【００２６】図１０に示す構成では、ローカル信号分岐
部８の増幅器Ａ１、Ａ２は逓倍器Ｔ１、Ｔ２で逓倍する
前に配置し、低い周波数帯において増幅している。これ
は低い周波数帯の方が増幅器を作り易く、またオン、オ
フ動作をさせ易いためである。また、図１０に示す構成
では、増幅器を複数用い多段接続しているが、単数でも
よい。しかし、複数の増幅器を多段接続することにより
単数の場合より分離を確実にし調整がし易くなる。ま
た、増幅器を送信系及び受信系ともに複数箇所設けてい
るので、これらを同時にオン、オフすることにより確実
に分離することができる。
部８の増幅器Ａ１、Ａ２は逓倍器Ｔ１、Ｔ２で逓倍する
前に配置し、低い周波数帯において増幅している。これ
は低い周波数帯の方が増幅器を作り易く、またオン、オ
フ動作をさせ易いためである。また、図１０に示す構成
では、増幅器を複数用い多段接続しているが、単数でも
よい。しかし、複数の増幅器を多段接続することにより
単数の場合より分離を確実にし調整がし易くなる。ま
た、増幅器を送信系及び受信系ともに複数箇所設けてい
るので、これらを同時にオン、オフすることにより確実
に分離することができる。
【００２７】また、上記説明では、増幅器により送受信
の切替を行う旨述べたが、送信側においては、逓倍器を
オン、オフし、あるいは増幅器とともに逓倍器をオン、
オフすることによって行うこともできる。さらに、送受
共用器としてハイブリッド回路又はＹ形電力分配器等の
受動素子を用いることができる。ハイブリッド回路の例
を図１３に、またＹ形電力分配器の例を図１４に示す。
図１３はラットレース形ハイブリッド回路である。
の切替を行う旨述べたが、送信側においては、逓倍器を
オン、オフし、あるいは増幅器とともに逓倍器をオン、
オフすることによって行うこともできる。さらに、送受
共用器としてハイブリッド回路又はＹ形電力分配器等の
受動素子を用いることができる。ハイブリッド回路の例
を図１３に、またＹ形電力分配器の例を図１４に示す。
図１３はラットレース形ハイブリッド回路である。
【００２８】
【発明の効果】上記のように、本発明では１アンテナ時
分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダにおいて、送信系及び受
信系の信号経路にそれぞれ増幅器を設け、該増幅器のバ
イアス電圧を変化させることによりこれら増幅器をオ
ン、オフし、送信系と受信系を分離しているので確実に
分離することができる。また、増幅器を送信系及び受信
系のそれぞれに複数箇所設け、またこれら増幅器を多段
に設けることにより、より確実に送信系と受信系を分離
することができ、かつ調整し易いものとなる。
分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダにおいて、送信系及び受
信系の信号経路にそれぞれ増幅器を設け、該増幅器のバ
イアス電圧を変化させることによりこれら増幅器をオ
ン、オフし、送信系と受信系を分離しているので確実に
分離することができる。また、増幅器を送信系及び受信
系のそれぞれに複数箇所設け、またこれら増幅器を多段
に設けることにより、より確実に送信系と受信系を分離
することができ、かつ調整し易いものとなる。
【００２９】さらに、送受信切替部にハイブリッド回路
やＹ形電力分配器等の受動素子を用いため消費電力を低
減することができ、また図９に示す送受切替部に用いる
ＭＭＩＣのスイッチ部が不要となるので、バイアス条件
の異なるＩＣがなくなり、バイアス用回路の規模を縮小
し、もってコストダウンを図ることができる。また、逓
倍器で送受信の切替を行い、あるいは逓倍器の前に増幅
器（Ａ１、Ａ２）を設け、低い周波数帯で動作させるこ
とにより、効率良く送受信間の分離を図ることができ
る。
やＹ形電力分配器等の受動素子を用いため消費電力を低
減することができ、また図９に示す送受切替部に用いる
ＭＭＩＣのスイッチ部が不要となるので、バイアス条件
の異なるＩＣがなくなり、バイアス用回路の規模を縮小
し、もってコストダウンを図ることができる。また、逓
倍器で送受信の切替を行い、あるいは逓倍器の前に増幅
器（Ａ１、Ａ２）を設け、低い周波数帯で動作させるこ
とにより、効率良く送受信間の分離を図ることができ
る。
【００３０】そして、上記のように送受信間の分離を図
ることによって、受信利得を適正に得ることができ、切
替周波数のビート信号への漏れ、及びＦＭ−ＡＭ変換雑
音を低減することができ、受信機Ｓ／Ｎ比を向上させる
ことができる。これによって、レーダの探知性能を向上
させることができる。
ることによって、受信利得を適正に得ることができ、切
替周波数のビート信号への漏れ、及びＦＭ−ＡＭ変換雑
音を低減することができ、受信機Ｓ／Ｎ比を向上させる
ことができる。これによって、レーダの探知性能を向上
させることができる。
【図１】１アンテナ方式ＦＭ−ＣＷレーダの構成を示し
た図である。
た図である。
【図２】ＦＭ−ＣＷレーダの原理を説明する図である。
【図３】ＦＭ−ＣＷレーダの原理を説明する図である。
【図４】１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダの
構成を示した図である。
構成を示した図である。
【図５】図４のレーダのＩＦ信号の周波数スペクトルと
ビート信号の周波数スペクトルを示した図である。
ビート信号の周波数スペクトルを示した図である。
【図６】１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダの
送受信のタイミングを示した図である。
送受信のタイミングを示した図である。
【図７】電圧制御発振器に印加される電圧と、出力周波
数、出力電力、およびＡＭ検波によって発生する電圧の
関係を示したグラフである。
数、出力電力、およびＡＭ検波によって発生する電圧の
関係を示したグラフである。
【図８】変調信号発生器から電圧制御発振器に供給され
る信号電圧と、ＡＭ検波によって発生する電圧の波形を
示した図である。
る信号電圧と、ＡＭ検波によって発生する電圧の波形を
示した図である。
【図９】１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダの
従来の構成を示した図である。
従来の構成を示した図である。
【図１０】本発明による１アンテナ時分割制御方式ＦＭ
−ＣＷレーダの構成を示した図である。
−ＣＷレーダの構成を示した図である。
【図１１】増幅器Ａの構成の一例を示した図である。
【図１２】ゲートＧ又はドレインＤのバイアス電圧を変
化させた場合の増幅器Ａの利得の変化を示したグラフ
化させた場合の増幅器Ａの利得の変化を示したグラフ
【図１３】ハイブリッド回路の例を示した図である。
【図１４】Ｙ形電力分配器の例を示した図である。
１…変調信号発生器 ２…電圧制御発振器 ３…方向性結合器 ４…周波数変換器 ４−１…第１の周波数変換器 ４−２…第２の周波数変換器 ５…サーキュレータ ６…送受信切替部 ７…変調信号発生器 ＡＴ…アンテナ Ａ…増幅器 Ｔ…逓倍器 ＶA、ＶB…バイアス電圧 Ｈ…ハイブリッド回路
Claims (8)
- 【請求項１】 送信系及び受信系の信号経路にそれぞれ
増幅器を設け、送信と受信のタイミングに合わせて該送
信系に設けられた増幅器及び受信系に設けられた増幅器
を交互に動作させ、送受信の切替を行うことを特徴とす
る１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダ。 - 【請求項２】 前記増幅器の動作は増幅器の利得を制御
することにより行うことを特徴とする、請求項１に記載
の１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダ。 - 【請求項３】 前記増幅器の動作はオン、オフ動作であ
ることを特徴とする、請求項１に記載の１アンテナ時分
割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダ。 - 【請求項４】 前記増幅器は多段接続されていることを
特徴とする、請求項１に記載の１アンテナ時分割制御方
式ＦＭ−ＣＷレーダ。 - 【請求項５】 前記増幅器は送信系及び受信系の信号経
路にそれぞれ複数箇所設けられていることを特徴とす
る、請求項１に記載の１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−
ＣＷレーダ。 - 【請求項６】 送信系の信号経路に設けられた逓倍器に
より送受切替動作の一部を行なわせることを特徴とす
る、請求項１に記載の１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−
ＣＷレーダ。 - 【請求項７】 アンテナに受動素子からなる送受共用器
が接続されたことを特徴とする、請求項１に記載の１ア
ンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダ。 - 【請求項８】 前記受動素子は、ハイブリッド回路又は
Ｙ型電力分配器であることを特徴とする、請求項７に記
載の１アンテナ時分割制御方式ＦＭ−ＣＷレーダ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000312173A JP2002122661A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | １アンテナ時分割制御方式ｆｍ−ｃｗレーダ |
| EP01974840A EP1326086A4 (en) | 2000-10-12 | 2001-10-12 | FMCW RADAR WITH A SINGLE TIME MULTIPLEX CONTROLLED ANTENNA |
| CNB018030319A CN1261771C (zh) | 2000-10-12 | 2001-10-12 | 单个天线时分控制方式fm－cw雷达 |
| US10/149,482 US6720912B2 (en) | 2000-10-12 | 2001-10-12 | Single-antenna time division control type FM-CW radar |
| KR1020027007178A KR20020062320A (ko) | 2000-10-12 | 2001-10-12 | 1 안테나 시분할 제어 방식 ｆｍ－ｃｗ 레이다 |
| PCT/JP2001/009013 WO2002031531A1 (fr) | 2000-10-12 | 2001-10-12 | Radar fm-cw de commande a repartition dans le temps comprenant une antenne |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000312173A JP2002122661A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | １アンテナ時分割制御方式ｆｍ−ｃｗレーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122661A true JP2002122661A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18791816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000312173A Pending JP2002122661A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | １アンテナ時分割制御方式ｆｍ−ｃｗレーダ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6720912B2 (ja) |
| EP (1) | EP1326086A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002122661A (ja) |
| KR (1) | KR20020062320A (ja) |
| CN (1) | CN1261771C (ja) |
| WO (1) | WO2002031531A1 (ja) |
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| WO2005057717A1 (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 可変リアクタンス装置、発振器およびレーダ装置 |
| US6972711B2 (en) | 2003-03-25 | 2005-12-06 | Fujitsu Ten Limited | Transmit-receive FM-CW radar apparatus |
| US7295152B2 (en) | 2004-06-22 | 2007-11-13 | Fujitsu Ten Limited | Timing adjustment method for radar, and radar apparatus having automatic timing adjusting function |
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| JP2009522575A (ja) * | 2006-01-05 | 2009-06-11 | オートリブ エー・エス・ピー・インク | レーダセンサ前端用の時間二重化の装置及び方法 |
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| JP4392427B2 (ja) * | 2004-10-14 | 2010-01-06 | アンリツ株式会社 | 小型で且つ消費電力が少ない短パルスレーダ及びその制御方法 |
| US9780437B2 (en) | 2005-06-22 | 2017-10-03 | Michael E. Knox | Antenna feed network for full duplex communication |
| US8111640B2 (en) | 2005-06-22 | 2012-02-07 | Knox Michael E | Antenna feed network for full duplex communication |
| WO2007002273A2 (en) * | 2005-06-22 | 2007-01-04 | Knox Michael E | Antenna feed network for full duplex communication |
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| WO2008082638A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-10 | Knox Michael E | High isolation signal routing assembly for full duplex communication |
| FR2937813B1 (fr) * | 2008-10-28 | 2010-12-03 | Thales Sa | Procede de reconstitution d'un signal decoupe a intervalles variables et transpondeur mettant en oeuvre le procede |
| DE102011054242B3 (de) | 2011-10-06 | 2012-11-22 | Technische Universität Berlin | Schaltungsanordnung für ein Frontend eines FMCW Radar-Transceivers, FMCW Radar-Transceiver und Verfahren zum Betreiben |
| JP5963573B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2016-08-03 | 古野電気株式会社 | レーダ装置 |
| CN103439706A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-12-11 | 安徽白鹭电子科技有限公司 | 单通道时分雷达收发系统 |
| CN109752714B (zh) * | 2018-12-29 | 2023-07-14 | 内蒙古工业大学 | 一种旋转雷达微变监测数据处理方法和雷达系统 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS63147043U (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-28 | ||
| JPH058480A (ja) | 1991-07-03 | 1993-01-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 通帳識別装置 |
| JPH0511079A (ja) | 1991-07-08 | 1993-01-19 | Hitachi Ltd | 金属ポート |
| JPH058480U (ja) * | 1991-07-18 | 1993-02-05 | 三菱電機株式会社 | レーダ受信機 |
| JPH0511079U (ja) * | 1991-07-24 | 1993-02-12 | 三菱電機株式会社 | レーダ受信機 |
| DE4203932A1 (de) * | 1992-02-11 | 1993-08-12 | Deutsche Aerospace | Sende-/empfangsmodul |
| JP3106088B2 (ja) * | 1995-05-26 | 2000-11-06 | 三菱電機株式会社 | レーダ・トランスポンダ |
| JP3347571B2 (ja) * | 1996-03-12 | 2002-11-20 | 富士通株式会社 | レーダ装置 |
| US5745076A (en) * | 1996-09-05 | 1998-04-28 | Northrop Grumman Corporation | Transmit/receive module for planar active apertures |
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-
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- 2000-10-12 JP JP2000312173A patent/JP2002122661A/ja active Pending
-
2001
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