JP2005114629A - パルスレーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 送信パルス作成の基となる第1の信号を生成する手段2と、第1の信号の周波数と倍数、または約数の関係にある周波数を持ち、位相が0の時点が間欠的に一致する第2の信号を生成する手段3と、第2の信号を遅延させて制御パルス信号を生成する手段4と、制御パルス信号を用いて受信信号に対するゲート動作を行う手段5とを備える。
【選択図】 図1
Description
関根松夫 レーダ信号処理技術 電子情報通信学会
森上、中司,"近距離移動物体の距離・速度測定の一方法"電子情報通信学会総合大会 ’00 B−2−2 P.215
第2の課題は、例えばターゲットからの反射信号を検出する回路自体からノイズが発生しても、そのようなノイズの影響を受けることなく、S/N(信号対雑音比)を向上させてパルスレーダ装置の検出精度を向上させることである。
例えばa=0.3mとすると、pW は2nsとなる。
例えば国内向けの車載レーダでは76GHz付近の帯域が使用される。法規では76〜77GHz帯では1チャンネルあたり500MHzを専有することができる。パルス幅が2nsの場合には、メインローブの幅は500MHzであるが、サイドローブはそれ以上であり、減衰させる必要がある。したがって、帯域を制限する必要がある。
この連続波発振器15の出力は、パルス生成回路および帯域制限部12の出力するパルスを用いて、振幅変調器16によって振幅変調される。その出力をイメージ的に図8に示す。
τ=θT/2π (3)
D=τ×c/2=θTc/4π (4)
図14は、図13と同様にプログラマブルディレイライン13による遅延時間と位相差の関係を示す。遅延時間t1 およびt2 は、図12で説明した位相差θ1 およびθ2 に対応する。
このようなリークによるノイズの影響を除去することが本発明の目的の1つである。反射信号の大きさが小さくなるとノイズとの区別が不明となり、ターゲットの検出精度が低下する。ノイズの影響除去の1つの方法として、リーク量を蓄積しておき、差分をとる方法も考えられるが、リーク量は温度によってドリフトするため、逆にノイズが多くなってしまうこともあり、本発明では別の方法を用いることにする。
このように実施例2においてI−Q検波器の代わりにミキサを使用することによって、その後段のローパスフィルタとA/D変換器が1系統ですむために2系統の場合に比べてコストが低減されるというメリットの他に、2系統ある場合のアナログ回路の特性をそろえるための微妙な調整や、マイクロコンピュータによる信号処理も容易になる。例えば受信信号の振幅を求めるためにはI成分とQ成分の2乗和の(1チップマイコンには重い)計算などが必要であったが、I成分のみとなることにより、そのような計算が不要となる。
図22〜図24は実施例2、および実施例3におけるI−Q検波の動作を、図2のパルスレーダ装置におけるI−Q検波の動作と比較して更に詳しく説明するものである。図22は図2におけるI−Q検波の動作を説明するものであり、ここでは図2のローパスフィルタ22の出力とローパスフィルタ24の出力として
のローカル信号との間に位相差θが存在し、この位相差θのためにI成分とQ成分とが出力される。
図31はビート周波数fr とターゲットまでの距離Dとの関係の説明図である。距離Dと、周波数fm 、および変調幅Δfの関係は、光の速度をcとして次式で与えられる。この式は、次の非特許文献3内の式を一部変更したものである。
大久保、藤村、近藤:"60GHz帯自動車用ミリ波レーダ"FUJITSU vol.47,no.4,pp.332-337(07,1995)
ターゲットまでの距離Dは、ゲート回路21におけるゲートパルスの遅延量に対応する。従ってDと遅延量(電波の往復時間に相当)との関係を用いることによって、プログラマブルディレイライン13によって与えられる遅延量に対応して距離Dが求められ、その値に対応して周波数fm 、または変調幅Δfを次式によって決定することにより、ビート信号の周波数fr を一定とすることが可能となる。
送信パルス作成の基となる第1の信号を生成する第1の信号生成手段と、
第1の信号の周波数と倍数、または約数の関係にある周波数を持ち、位相角が0の時点が少なくとも間欠的に一致する第2の信号を生成する第2の信号生成手段と、
第2の信号を遅延させて制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
該制御パルス信号を用いて、受信信号に対するゲート動作を行なうゲート手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置(1)。
前記制御パルス生成手段が前記遅延の量を変化させる時、該検波手段の出力を用いてターゲットまでの距離を算出する距離算出手段とを更に備えることを特徴とする付記1記載のパルスレーダ装置(2)。
送信パルス作成の基となる信号を遅延させる信号遅延手段と、
該遅延した信号を用いて、制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
該制御パルス信号を用いて、受信信号に対するゲート動作を行なうゲート手段と、
該ゲート手段の出力に基づいて、該信号遅延手段の出力を用いて、該遅延の時間に対応する距離にあるターゲットからの反射信号を検出する反射信号検出手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置(3)。
送信パルス作成の基となる第1の信号を生成する第1の信号生成手段と、
該第1の信号の周波数と倍数、または約数の関係にある周波数を持ち、位相角が0の時点が少なくとも間欠的に一致する第2の信号を生成する第2の信号生成手段と、
該第2の信号を遅延させて制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
該制御パルス信号を用いて受信信号に対するゲート動作を行なうゲート手段と、
前記第1の信号を、前記制御パルス生成手段による第2の信号の遅延量に合わせて遅延させる信号遅延手段と、
前記ゲート手段の出力に基づいて、該信号遅延手段の出力を用いて該遅延の時間に対応する距離にあるターゲットからの反射信号を検出する反射信号検出手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置(4)。
送信パルス作成の基となる信号から生成されたパルス信号と、周波数変調された連続波とを用いて、送信パルス信号を出力するパルス送信手段と、
該送信パルス作成の基となる信号を遅延させて制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
該制御パルス信号を用いて受信信号に対するゲート動作を行なうゲート手段と、
該制御パルス生成手段による信号遅延量に対応して、前記周波数変調における周波数変調幅、および/または変調の繰返し周波数を制御する変調制御手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置(5)。
前記制御パルス生成手段が前記遅延の量を変化させる時、該検波手段の出力を用いてターゲットまでの距離を算出する距離算出手段とを更に備えることを特徴とする付記10記載のパルスレーダ装置。
2 第1の信号生成手段
3 第2の信号生成手段
4 制御パルス生成手段
5 ゲート手段
6 検波手段
7 距離算出手段
11 矩形波発振器
12 パルス生成回路および帯域制限部
13 プログラマブルディレイライン
14 パルス生成回路
15 連続波発振器
16 振幅変調器
17 送信アンテナ
18 受信アンテナ
19 包絡線検波器
21 ゲート回路
22,24,25,26 ローパスフィルタ
23 I−Q検波器
27 A/D変換器およびマイコン
30 分周器
31,32 ローパスフィルタ
33 ミキサ
36 プログラマブルディレイライン
37 三角波発生器
38 ミキサ
Claims (5)
- パルス信号を送信してターゲットを検出するレーダ装置において、
送信パルス作成の基となる第1の信号を生成する第1の信号生成手段と、
第1の信号の周波数と倍数、または約数の関係にある周波数を持ち、位相角が0の時点が少なくとも間欠的に一致する第2の信号を生成する第2の信号生成手段と、
第2の信号を遅延させて制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
該制御パルス信号を用いて、受信信号に対するゲート動作を行なうゲート手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置。 - 前記ゲート手段の出力を検波する検波手段と、
前記制御パルス生成手段が前記遅延の量を変化させる時、該検波手段の出力を用いてターゲットまでの距離を算出する距離算出手段とを更に備えることを特徴とする請求項1記載のパルスレーダ装置。 - パルス信号を送信してターゲットを検出するレーダ装置において、
送信パルス作成の基となる信号を遅延させる信号遅延手段と、
該遅延した信号を用いて、制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
該制御パルス信号を用いて、受信信号に対するゲート動作を行なうゲート手段と、
該ゲート手段の出力に基づいて、該信号遅延手段の出力を用いて、該遅延の時間に対応する距離にあるターゲットからの反射信号を検出する反射信号検出手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置。 - パルス信号を送信してターゲットを検出するレーダ装置において、
送信パルス作成の基となる第1の信号を生成する第1の信号生成手段と、
該第1の信号の周波数と倍数、または約数の関係にある周波数を持ち、位相角が0の時点が少なくとも間欠的に一致する第2の信号を生成する第2の信号生成手段と、
該第2の信号を遅延させて制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
該制御パルス信号を用いて受信信号に対するゲート動作を行なうゲート手段と、
前記第1の信号を、前記制御パルス生成手段による第2の信号の遅延量に合わせて遅延させる信号遅延手段と、
前記ゲート手段の出力に基づいて、該信号遅延手段の出力を用いて該遅延の時間に対応する距離にあるターゲットからの反射信号を検出する反射信号検出手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置。 - パルス信号を送信してターゲットを検出するレーダ装置において、
送信パルス作成の基となる信号から生成されたパルス信号と、周波数変調された連続波とを用いて、送信パルス信号を出力するパルス送信手段と、
該送信パルス作成の基となる信号を遅延させて制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
該制御パルス信号を用いて受信信号に対するゲート動作を行なうゲート手段と、
該制御パルス生成手段による信号遅延量に対応して、前記周波数変調における周波数変調幅、および/または変調の繰返し周波数を制御する変調制御手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置。
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