JP2004350306A - レーダ二重通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーダ二重通信装置を提供する。
【解決手段】 単一アンテナに電磁放射を送信及び受信させるための自動車用レーダ二重通信装置。本装置は、円形導波管（６）と、２つの導電ライン（１３、１４）と円形導波管（６）との間でエネルギを結合させるための導波管結合装置とを含み、この２つの導電ラインは、導波管軸線に対して垂直に配置されて各々がこの導波管の壁のそれぞれの開口を通って延びる互いに直交する導線を含み、線形波の回転波への変換及びその逆を行うために導波管内に配置された偏波器（２０）と、回転波を送信及び受信するための、偏波器（２０）と通信するアンテナ給電装置（２３）とを更に含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レーダ二重通信装置に関する。

レーダ（レーダは、「Ｒａｄｉｏ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ（電波探知法）」の頭文字である）は、電磁エネルギ又は電磁波を放射又は送信することによって作動し（名前が示すように必ずしも無線波である必要はない）、反射する物体から返されるエコーを検出する。検出された信号又はエコーの特性及びその送信信号との関係により、電磁波が反射された目標に関する情報がもたらされる。

従って、レーダ装置には、電磁波信号又は電磁波の送信及び受信の両方が必要である。二重通信装置は、単一のアンテナを使用して同時に送信及び受信することを可能にする。送受切換器は、信号の経路指定を制御するシステム又は装置である。従って、レーダ送受切換器は、送信する信号と受信した信号とを区別し、それらを適切に経路指定することになる。公知の送受切換器装置は、フェライトサーキュレータ送受切換器を含む。これらは、大きくて複雑及び／又は高価な装置である。

従って、改善された送受切換器を有する二重通信装置が必要である。

本発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載のレーダ二重通信装置を提供する。本発明の好ましい特徴は、その従属請求項に記載されている。
以下に本発明の好ましい実施形態を添付図面（縮尺通りではない）を参照して例示的に説明する。

レーダ装置は、波形発生器１、目標まで又は目標に対して電磁波又は電磁エネルギを送信するためのアンテナ２、目標から反射された電磁波又は電磁エネルギを受信するためのアンテナ２、及び、目標から反射された電磁波又はエネルギを検出して解析するための波形検出器４を含む。
波又は信号を送信及び受信するのに単一アンテナ２を使用するレーダ装置は、送受切換器装置５を必要とする。
図２及び図３は、レーダ送受信機用途に適する二重通信装置を示す。これは、約５から１５０ＧＨｚの範囲の周波数に最も適すると考えられる。そのような周波数に対して可能性がある用途は、自動車のレーダ送受信機である。

送受切換器５は、円筒形導波管要素７によって形成された導波管６、及び円筒形導波管要素の底部付近に形成された平坦基部９にネジ止めすることができるバックショート要素８を含む。バックショート及び円筒形導波管要素は、銅、真鍮、又はアルミニウム材料のような導電金属で作られる。
円筒形導波管要素を通る通路１０、及びバックショート上部の円形の穴又は空間１１は、一緒に導波管６を形成する。

直交する入力ライン１３及び出力ライン１４を支持する基板１２は、バックショート８と円筒形導波管要素７の基部９との間に保持される。バックショートは、導波管の側面に入力及び出力ラインが通過する開口を形成するチャンネル１５を含む。入力及び出力ラインの各々は、導電パッチ１７のそれぞれの縁部と接触する端部を有する狭い帯状プローブ要素１６で終端する。
基板１２は、「ＰＴＦＥ」ソフトボード、セラミック、又は水晶材料のような適切な低損失マイクロ波基板で作ることができ、その上に、送信ライン及び導電パッチが感光されるか、ボード材料の場合はエッチングされてセラミック材料上に焼くことができる。

バックショート８は、基板とその上に支持されたプローブ要素１６とが導波管の端部壁１８から波長の約１／４離れるように寸法が決められる。７７ＧＨｚで作動するレーダ送受信機に関しては、この距離は、基板背面の約０．５ｍｍ後方であり、基板の誘電効果のために１／４波長よりも短い。
組み合わされたアンテナ給電装置及び分極ベーン１９は、導波管の上端に配置される。この組み合わされたアンテナ給電装置及び分極ベーンは、架橋ポリスチレン誘電材料で作られる。

分極ベーンは、長さが約８ｍｍの誘電材料のくさび形部分２０によって形成され、くさび端部の縁部に沿った軸線が入力及び出力ラインの方向に対して４５°になる（すなわち、その間の角度を二分する）ように導波管６内に配置される。偏波器のくさび部分２０は、先端２２までテーパ付けする前に円形断面２１の中に融合され、つまりテーパによって結合される。テーパ付き給電装置部分の長さは約５．０ｍｍであるが、これは、給電されるアンテナによって変化する場合がある。上部円錐形テーパ要素２３は、アンテナ給電装置を形成する。このアンテナ給電装置は、ポリロッドアンテナ給電装置である。この部分の全体は、長さ約１４ｍｍ、直径３．０ｍｍである。

図２から図４に関連して上述した装置又は構成は、回転偏波の性質を使用して、レーダ送受信機における送信及び受信信号間の良好な分離を達成する。
回転偏極に対しては、波が伝播する方向から見ると、レーダを出る時に反時計回り方向に回転する波は、物体又は目標から反射してレーダに戻る時、ベーンには時計回り方向に回転しているように見えることになる。送受切換器装置は、送信及び反射された回転偏波の異なる回転方向を使用して、送信及び反射された波を切り換える、つまり経路指定する。

図２から図４に関連して上述した装置又は構成は、以下のように作動することになる。
くさび形ベーン２０の中に送られる波の線形偏極に対するくさび形ベーンの角度は、得られる回転偏波の回転方向を決める。左側に４５度傾斜したベーンに衝突する垂直な波に対しては、得られる波は、反時計回りの回転を有するであろう。ベーンが右側に４５度傾斜していたとすれば、それは、時計回りに回転したであろう。例えば、送信又は入力プローブ１３からの線形偏波がベーン２０を通過する時、回転偏波が上部部分２３から（アンテナ給電装置から）発せられ、目標まで伝播する。返ってきた回転偏波は、給電装置２３を通過してくさび形ベーン２０まで進み、そこで、最初に回転偏波を送信した垂直平面に対して線形水平偏極されることになる。これは、回転偏波を基板上の出力である他方のプローブ１４に出現させて垂直入力プローブ１３から分離させると考えられる。

送信及び受信のために単一アンテナを使用するレーダ装置の基本的要素を示すブロック図である。 図１の送受切換器を示す図（組立分解図）である。 図１及び図２の送受切換器の側面図である。 図３の線Ａ−Ａに沿った断面図である。

符号の説明

６ 円形導波管
１３、１４ 導電ライン
２０ 偏波器
２３ アンテナ給電装置

Claims (8)

1. 単一アンテナに電磁放射を送信及び受信させるためのレーダ二重通信装置であって、
   円形導波管と、
   ２つの導電ラインと前記円形導波管との間でエネルギを結合させるための導波管結合装置と、
   を含み、
   前記２つの導電ラインは、前記導波管の軸線に対して垂直に配置されて各々が該導波管の壁のそれぞれの開口を通って延びる互いに直交する導線を含み、
   線形波の回転波への変換及びその逆を行うために前記導波管内に配置された偏波器と、
   回転波を送信及び受信するための、前記偏波器と通信するアンテナ給電装置と、
   を更に含むことを特徴とする装置。
2. 前記偏波器は、縁部軸線が前記導電ラインの両方に対して４５°に配置されたくさび形部分を有する誘電ベーンであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記アンテナ給電装置は、前記誘電ベーンと一体化してそれと同じ材料で形成された誘電アンテナ給電装置であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. ５から１５０ＧＨｚの範囲の周波数を有する信号を送信及び／又は発生させるための信号送信又は発生システムを更に含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記信号送信又は発生システムは、５０から１００ＧＨｚの範囲の周波数を有する信号を送信及び／又は発生させるためのシステムであることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記信号送信又は発生手段は、実質的に７７ＧＨｚの周波数を有する信号を送信及び／又は発生させるための手段であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーダ二重通信装置を含むことを特徴とするレーダ送受信機。
8. 陸上車両に使用されることを特徴とする請求項７に記載のレーダ送受信機。

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