JP2005257523A - モノパルスレーダー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モノパルスレーダー装置の変調周波数が高周波になると位相比較が困難になり、振幅比較方式が採用される。従来の振幅比較方式のモノパルスレーダー装置では、対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波の和と差から対象物の方位を検出するものであったため、高精度に対象物の方位を検出することが困難であった。本願発明は、高精度に対象物の方位を検出することのできる振幅比較方式のモノパルスレーダー装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 上記目的を達成するために、本願発明のモノパルスレーダー装置は、このような目的を達成するために、本願発明のモノパルスレーダー装置は、２つの受信アンテナで対象物からの反射波を受信して、そのうちの一方の受信波の位相を遅延させたのち、２つの受信波の和の振幅値と差の振幅値との比から対象物の方位を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、対象物の方位を検出するレーダー装置に関する。特に、２つの受信アンテナで受信して振幅値から対象物の方位を正確に検出することのできるモノパルスレーダー装置に関する。

従来のモノパルスレーダー装置には、２つのアンテナで受信した受信波の振幅を比較して対象物の方位を検出する振幅比較方式（例えば、非特許文献１参照。）や２つのアンテナで受信した受信波の位相を比較して対象物の方位を検出する位相比較方式（例えば、特許文献１、特許文献２参照）がある。また、両者を利用する方式（例えば、特許文献３参照。）もある。

モノパルスレーダー装置の変調周波数が高周波になると位相比較が困難になり、振幅比較方式が採用される。従来の振幅比較方式のモノパルスレーダー装置では、対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波の和と差から対象物の方位を検出するものであったため、高精度に対象物の方位を検出することが困難であった。また、振幅の測定も十分な精度を確保することができなかった。
特開平１１−２７１４３４号公報 特開２０００−２３０９７４号公報 特開平０５−２４０９４８号公報 Ｒａｄａｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ（２ｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ）、Ｍｅｒｒｉｌ Ｉｖａｎ Ｓｋｏｌｎｉｋ著、ＭａｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ発行、１９８９／１０

そこで、このような課題を解決するために、本願発明は、高精度に対象物の方位を検出することのできる振幅比較方式のモノパルスレーダー装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本願発明のモノパルスレーダー装置は、２つの受信アンテナで対象物からの反射波を受信して、そのうちの一方の受信波の位相を遅延させたのち、２つの受信波の和の振幅値と差の振幅値との比から対象物の方位を検出する。

具体的には、本願発明は、対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、前記受信アンテナからの２つの受信波の和を求める第一の加算回路と、前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との和を求める第二の加算回路と、前記第一の加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、前記第二の加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、前記受信アンテナからの２つの受信波の和を求める加算回路と、前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との差を求める減算回路と、前記加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、前記減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との和を求める加算回路と、前記受信アンテナからの２つの受信波の差を求める減算回路と、前記加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、前記減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、前記受信アンテナからの２つの受信波の差を求める第一の減算回路と、前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との差を求める第二の減算回路と、前記第一の減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、前記第二の減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との和を求める加算回路と、前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との差を求める減算回路と、前記加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、前記減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、上記発明のモノパルスレーダー装置において、前記第一の振幅値検出回路又は第二の振幅値検出回路は、２つの受信波の和又は２つの受信波の差を復調して復調信号を出力する復調回路と、前記復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路と、前記比較回路の比較値の大きさを制御して、前記比較回路からの出力の有無によって前記復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、を含み、２つの受信波の和の振幅値又は２つの受信波の差の振幅値を求めることを特徴とするモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との和を求める加算回路と、前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との差を求める減算回路と、前記加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、前記減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置であって、前記第一の振幅値検出回路又は第二の振幅値検出回路は、２つの受信波の和又は２つの受信波の差を復調して復調信号を出力する復調回路と、前記復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路と、前記比較回路の比較値の大きさを制御して、前記比較回路からの出力の有無によって前記復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、を含み、２つの受信波の和の振幅値又は２つの受信波の差の振幅値を求めることを特徴とするモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、これら上記発明において、前記受信アンテナからの２つの受信波、又は前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波のうちいずれかの振幅値を求める第三の振幅値検出回路をさらに備え、前記演算回路は、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比、前記第二の振幅値検出回路からの振幅値と前記第三の振幅値検出回路からの振幅値との比又は前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第三の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出することを特徴とするモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、これら上記発明において、 前記演算回路は、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比、前記第二の振幅値検出回路からの振幅値と前記第三の振幅値検出回路からの振幅値との比及び前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第三の振幅値検出回路からの振幅値との比のうち、所定範囲内にある比から対象物の方位を検出することを特徴とするモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、上記発明において、前記第三の振幅値検出回路は、前記受信アンテナからの２つの受信波、又は前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波のうちいずれかを復調して復調信号を出力する復調回路と、前記復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路と、前記比較回路の比較値の大きさを制御して、前記比較回路からの出力の有無によって前記復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、
を含み、受信波の振幅値を求めることを特徴とするモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、これら上記発明において、前記２つの受信アンテナの間隔が、前記受信波の波長の２分の１以下であることを特徴とするモノパルスレーダー装置である。

本願他の発明は、これら上記発明において、前記位相シフト回路の受信波を遅延させる所定量が、π／２であることを特徴とするモノパルスレーダー装置である。

本願発明のパルス変調器は、高精度に対象物の方位を検出することができる。

以下に、図を参照しながら本願発明のモノパルスレーダー装置の実施形態を説明する。なお、本願発明のモノパルスレーダー装置は以下の実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態は、送信アンテナからの送信波が対象物で反射された後、２つの受信アンテナで受信した２つの受信波から対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置である。

図１を用いて本実施の形態のモノパルスレーダー装置を説明する。図１は、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の概略構成を説明するブロック図であって、１１は発振波を出力する発振器、１２は発振波を分配する分配回路、１３は所定周期でパルスを出力するパルス発生回路、１４はパルス発生回路１３からのパルスの有無で発振器１１からの発振波の通過と遮断とを切り替えて変調パルスを出力するパルス変調器、１５はパルス変調器１４からの変調パルス波を放射する送信アンテナ、２１は対象物から反射した受信波を受信する第一の受信アンテナ、２２は対象物から反射した受信波を受信する第二の受信アンテナ、２３は２つの受信アンテナ２１、２２からの２つの受信波の和又は差の振幅値から対象物の方位を検出する受信回路である。

まず、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の送信系について説明する。図１において、パルス発生回路１３は所定周期でパルスを発生する。所定周期は、最大検知距離の電波伝搬往復時間に相当するよりも長く設定する。例えば、最大検知距離を１５００ｍとすると、所定周期を電波伝搬往復時間である１０μｓｅｃより長く設定する。最大検知距離を３０ｍとすると、所定周期を電波伝搬往復時間である２００ｎｓｅｃより長く設定する。

図１において、発振器１１は、変調周波数の発振波を出力する。分配回路１２は、発振器１１からの発振波をパルス変調器１４と受信回路２３に分配する。パルス変調器１４は、パルス発生回路１３からの所定周期のパルスの有無で発振器１１からの発振波の通過と遮断とを切り替えて変調パルス波を出力する。送信アンテナ１５は、パルス変調器１４からの変調パルス波を放射する。

図２は、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の送信系の動作を説明するタイミングチャート図である。図２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は図１におけるＡ、Ｂ、Ｃ各点における動作波形を示す。図２（Ａ）は、発振器からの発振波である。図２（Ｂ）はパルス発生回路からのパルス波形であり、パルス変調器は、このパルスの有無で発振器からの発振波（図２（Ａ））の通過と遮断とを切り替えて変調パルス波を出力し、図２（Ｃ）に示す変調パルス波が得られる。

モノパルスレーダー装置では、変調パルス波を送信してから、対象物で反射された受信波を受信するまでの電波伝搬往復時間を測定すると、対象物までの距離を求めることができる。ここでは、変調パルス波を送信するモノパルスレーダー装置について説明したが、送信する送信波は連続波や周波数変調波であってもよい。

次に、本実施形態のパルス波レーダー装置の受信系について説明する。図３を用いて本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系を説明する。図３は、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図であって、図１における受信回路２３の構成と２つの受信アンテナを備えるものである。図３において、２１は受信波を受信する第一の受信アンテナ、２２は受信波を受信する第二の受信アンテナ、３２ａは２つの受信波の和を求める加算回路、３３ａは２つの受信波の差を求める減算回路、３４ａ、３４ｂ、３４ｃは２つの受信波の和、２つの受信波の差又は受信波を復調して復調信号を出力する復調回路、３５ａ、３５ｂ、３５ｃは復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路、３６ａ、３６ｂ、３６ｃは比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの出力の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路、３７は振幅値検出回路からの復調信号の大きさの比、即ち、２つの受信波の和の振幅値と２つの受信波の差の振幅値との比、２つの受信波の和の振幅値と受信波の振幅値との比又は２つの受信波の差の振幅値と受信波の振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路である。復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、及び比較値制御回路３６ａで第一の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで第二の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで第三の振幅値検出回路を構成する。

図３において、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２は、送信アンテナの放射した変調パルス波が対象物で反射された受信波を受信する。第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２との間には間隔が必要である。後述するように、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２でそれぞれ受信した２つの受信波の間に生じた位相差を利用して、対象物の方位を検出するからである。

図３のＤ点、Ｅ点における変調パルス波の波形を図１０に示す。図１０において、（Ｄ）、（Ｅ）は、それぞれ図３のＤ点、Ｅ点における変調パルス波の波形である。横軸は時間、縦軸は振幅を表す。図１０の（Ｄ）と（Ｅ）との間の位相差は、対象物の方位によって生じたものである。

変調パルス波の位相差を図１１で説明する。図１１において、２１は第一の受信アンテナ、２２は第二の受信アンテナ、ｄは第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２との間隔、αは対象物の方位角、Ｌは対象物から第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２とまでの距離差である。対象物が方位角αを持つと、対象物から第一の受信アンテナ２１までの距離と、対象物から第二の受信アンテナ２２までの距離との間に距離差Ｌが生じる。距離差Ｌは、
Ｌ＝ｄ×sin（α） （１）
で表される。この距離差Ｌによって、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２がそれぞれ受信する受信波にも位相差φが発生する。位相差φは、
φ＝２・π・Ｌ／λ （２）
で表される。但し、λは受信波の波長である。（１）式、（２）式から、
φ＝２・π・ｄ×sin（α）／λ （３）
が得られる。

ここで、対象物の方位角αが検出できるようにするためには、φ≦πでなければならない。（３）式より、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２との間隔ｄは、
ｄ≦λ／（２sin（α）） （４）
でなければならない。モノパルスレーダー装置の最大方位角をπ／２とすると、ｄ≦λ／２となる。従って、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２との間隔ｄは、受信波の波長λの２分の１以下であることが望ましい。以下の実施の形態でも同様である。

図３において、加算回路３２ａは、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２からの２つの受信波の和を求める。２つの受信波の和は、変調周波数の位相を維持したまま加算することによって得られる。第一の振幅値検出回路は、得られた２つの受信波の和の振幅値を求める。ここでは、第一の振幅値検出回路を、復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａで構成する。

復調回路３４ａは加算回路３２ａからの２つの受信波の和を復調して復調信号を出力する。この復調信号の大きさを検出するために、比較回路３５ａと比較値制御回路３６ａを利用する。比較回路は２つの入力信号の大小を比較する。図３においては、復調回路３４ａからの復調信号と比較値制御回路３６ａからの比較値との大小を比較する。例えば、比較回路３５ａは、比較値が復調信号よりも小さいと、復調信号を出力するように設定する。比較値制御回路３６ａが比較値を大きくしておき、徐々に比較値を小さくする。比較回路３５ａは、比較値が復調信号よりも小さくなると、復調信号を出力する。比較値制御回路３６ａは復調信号を検知したときの比較値から復調信号の大きさを求めることができる。比較値制御回路３６ａは、比較値を小さくしておき、徐々に比較値を大きくし、比較回路３５ａからの復調信号が消失したときの比較値から復調信号の大きさを求めてもよい。また、比較回路３５ａは、比較値が復調信号よりも大きいときに、復調信号を出力するように設定してもよい。この場合は、比較回路３５ａからの復調信号が消失すると、復調信号が比較値よりも大きくなったことを意味し、復調信号が出力されたときに、比較回路３５ａからの復調信号が比較値よりも小さくなったことを意味する。

このように、２つの受信波の和を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって２つの受信波の和の振幅値を求めることができる。

対象物の方位角による２つの受信波の和σは、
σ＝Ａsin（ωｔ＋φ）＋Ａsin（ωｔ）
＝Ａsin（ωｔ）・cosφ＋Ａcos（ωｔ）・sinφ
＋Ａsin（ωｔ）
＝Ａsin（ωｔ）・（cosφ＋１）
＋Ａcos（ωｔ）・sinφ （５）
で表される。そのピーク値は、ωｔ＝±π／２×（２ｎ−１）のときなので、
２つの受信波の和の振幅値Σは、（５）式より、
Σ＝Ａ（１＋cos（φ）） （６）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σを図１２に示す。図１２において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Σの絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Σだけからは位相差φを求めることはできない。

図３において、減算回路３３ａは、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２からの２つの受信波の差を求める。２つの受信波の差は、変調周波数の位相を維持したまま減算することによって得られる。第二の振幅値検出回路は、得られた２つの受信波の差の振幅値を求める。ここでは、第二の振幅値検出回路を、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで構成する。

復調回路３４ｂは減算回路３３ａからの２つの受信波の差を復調して復調信号を出力する。この復調信号の大きさを検出するために、比較回路３５ｂと比較値制御回路３６ｂを利用する。比較回路は２つの入力信号の大小を比較する。図３においては、復調回路３４ｂからの復調信号と比較値制御回路３６ｂからの比較値との大小を比較する。例えば、比較回路３５ｂは、比較値が復調信号よりも小さいと、復調信号を出力するように設定する。比較値制御回路３６ｂが比較値を大きくしておき、徐々に比較値を小さくする。比較回路３５ｂは、比較値が復調信号よりも小さくなると、復調信号を出力する。比較値制御回路３６ｂは復調信号を検知したときの比較値から復調信号の大きさを求めることができる。比較値制御回路３６ｂは、比較値を小さくしておき、徐々に比較値を大きくし、比較回路３５ｂからの復調信号が消失したときの比較値から復調信号の大きさを求めてもよい。また、比較回路３５ｂは、比較値が復調信号よりも大きいときに、復調信号を出力するように設定してもよい。この場合は、比較回路３５ｂからの復調信号が消失すると、比較回路３５ｂからの復調信号が比較値よりも大きくなったことを意味し、復調信号が出力されたときに、復調信号が比較値よりも小さくなったことを意味する。

このように、２つの受信波の差を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって２つの受信波の差の振幅値を求めることができる。

対象物の方位角による２つの受信波の差δは、
δ＝Ａsin（ωｔ）−Ａsin（ωｔ＋φ）
＝Ａsin（ωｔ）−Ａsin（ωｔ）・cosφ
−Ａcos（ωｔ）・sin（φ）
＝Ａsin（ωｔ）・（１−cosφ）
−Ａcos（ωｔ）・sinφ （７）
で表される。そのピーク値は、ωｔ＝±π／２×（２ｎ−１）のときなので、
２つの受信波の差の振幅値Δは、（７）式より、
Δ＝Ａ（１−cos（φ）） （８）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の差の振幅値Δを図１３に示す。図１３において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Δの絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Δだけからは位相差φを求めることはできない。

前述したように、２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の差の振幅値Δだけからは、位相差φを特定することはできないが、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δとの比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δとの比を求める。前述の２つの受信波の和の振幅値Σを２つの受信波の差の振幅値Δで除した値を図１６に示す。図１６において、横軸は位相差φ、縦軸は比である。図１６において、位相差φの＋方向と−方向が対称であるため、Σ／Δの値だけからは、対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかは不明である。しかし、対象物の方位角を左方向か、右方向かに限定すればΣ／Δの値から位相差φを求めることができるため、位相差φから対象物の方位角を検出することはできる。あるいは、２つの受信波の和の位相又は２つの受信波の差の位相の位相差情報があれば、対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかを判別することができる。

図３において、演算処理回路３７は、予め位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δとの比を記憶しておく。比較値制御回路３６ａからの２つの受信波の和の振幅値Σと比較値制御回路３６ｂからの２つの受信波の差の振幅値Δとが演算処理回路３７に入力されると、演算処理回路はその比を計算し、記憶している２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δとの比とを照合して、位相差φを求める。位相差φが求まると、（３）式より、対象物の方位角αを計算することができる。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値、２つの受信波の差の振幅値を求めることができ、これらの振幅値から対象物の方位を高精度に検出することができる。

図１６において、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δとの比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりすると、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、第一のアンテナ又は第二のアンテナが受信した受信波のうちいずれかの振幅値を求め、その振幅値と２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の差の振幅値Δとの比から対象物の方位を検出することもできる。

第一のアンテナ又は第二のアンテナが受信した受信波のうちいずれかの振幅値も求めるモノパルスレーダー装置を説明する。第一のアンテナ又は第二のアンテナが受信した受信波を振幅値検出回路に入力する。振幅値検出回路は、得られた受信波の振幅値Ｒｅｆを求める。図３において、第三の振幅値検出回路を、復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃの機能と動作は前述した復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａ、又は復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂと同様である。

このように、受信波を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって受信波の振幅値Ｒｅｆを求めることができる。

受信波の振幅値の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるが、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の差の振幅値Δとの比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の差の振幅値Δとの比を求める。位相差φに対する受信波の振幅値Ｒｅｆは一定になる。従って、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の和の振幅値Σを除した値は図１２のように、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の差の振幅値Δを除した値は図１３のようになる。これらの形状は２つの受信波の和の振幅値Σ、２つの受信波の差の振幅値Δと同じであるが、それらの値から位相差φを求めることができる。但し、位相差φの＋方向と−方向が対称であるため、Δ／Ｒｅｆの値又はΣ／Ｒｅｆの値だけからは対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかは不明である。しかし、対象物の方位角を左方向か、右方向かに限定すれば位相差φを求めることができるため、位相差φから対象物の方位角を検出することはできる。あるいは、２つの受信波の和の位相又は２つの受信波の差の位相の位相差情報があれば、対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかを判別することができる。

さらに、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σとの比又は受信波の振幅値と２つの受信波の差の振幅値Δとの比を利用して、対象物の方位を高精度に検出することもできる。図１２、図１３、図１６において、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δとの比、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σとの比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δとの比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときに、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、いずれかの比の値がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときは、他の比のうちの１つで位相差φを求めるようにする。具体的には、図３の演算処理回路３７がこれらの比の値から判定して、位相差φを求めるのに最適な比を選定する。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和、２つの受信波の差の振幅値を求めることができ、受信アンテナからの受信波の振幅値を利用することによって、対象物の方位を高精度に検出することができる。

（実施の形態２）
他のモノパルスレーダー装置の実施の形態を説明する。本実施の形態は、送信アンテナからの送信波が対象物で反射された後、２つの受信アンテナで受信した２つの受信波から対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置である。

本実施の形態のモノパルスレーダー装置と実施の形態１で説明したモノパルスレーダー装置との差は、図１の概略構成の中の受信回路２３である。本実施の形態の受信回路の概略構成を図４で説明する。図４は、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図であって、図１における受信回路２３の構成と２つの受信アンテナを備えるものである。図４において、２１は受信波を受信する第一の受信アンテナ、２２は受信波を受信する第二の受信アンテナ、３１は２つの受信アンテナからの受信波のうち一方の受信波の位相を遅延させる位相シフト回路、３２ａは２つの受信波の和を求める第一の加算回路、３２ｂは２つの受信波の和を求める第二の加算回路、３４ａ、３４ｂ、３４ｃは２つの受信波の和又は受信波を復調して復調信号を出力する復調回路、３５ａ、３５ｂ、３５ｃは復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路、３６ａ、３６ｂ、３６ｃは比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの出力の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路、３７は振幅値検出回路からの復調信号の大きさの比、即ち２つの受信波の和の振幅値同士の比又は２つの受信波の和の振幅値と受信波の振幅値とのから対象物の方位を検出する演算処理回路である。復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、及び比較値制御回路３６ａで第一の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで、第二の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで、第三の振幅値検出回路を構成する。

図４において、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２は、送信アンテナの放射した変調パルス波が対象物で反射された受信波を受信する。第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２の機能、作用及び要求条件は実施の形態１と同様である。

図４において、第一の加算回路３２ａから復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、比較値制御回路３６ａまでの機能及び作用は、実施の形態１の図３における加算回路３２ａから復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、比較値制御回路３６ａまでの機能及び作用と同様である。従って、２つの受信波の和の振幅値Σは、
Σ＝Ａ（１＋cos（φ）） （６）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σを図１２に示す。図１２において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Σの絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Σだけからは位相差φを求めることはできない。

図４において、第二の加算回路３２ｂは、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２からの２つの受信波の和を求める。但し、第二の受信アンテナ２２からの受信波は、位相シフト回路３１で所定量の位相だけ遅延させている。２つの受信波の和は、変調周波数の位相を維持したまま加算することによって得られる。第二の振幅値検出回路は、得られた２つの受信波の和の振幅値を求める。ここでは、第二の振幅値検出回路を、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで構成する。

２つの受信波の和を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって２つの受信波の和の振幅値を求めることができる。ここで、位相シフト回路３１の遅延する位相量をπ／２に設定する。

対象物の方位角による２つの受信波の和σ’は、
σ’＝Ａsin（ωｔ＋φ＋π／２）＋Ａsin（ωｔ）
＝−Ａsin（ωｔ）・sinφ＋Ａcos（ωｔ）・cosφ
＋Ａsin（ωｔ）
＝Ａsin（ωｔ）・（１−sinφ）
＋Ａcos（ωｔ）・cosφ （９）
で表される。そのピーク値は、ωｔ＝±π／２×（２ｎ−１）のときなので、
２つの受信波の和の振幅値Σ’は、（９）式より、
Σ’＝Ａ（１−sin（φ）） （１０）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σ’を図１４に示す。図１４において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Σ’の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Σ’だけからは位相差φを求めることはできない。

前述したように、２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の和の振幅値Σ’だけからは、位相差φを特定することはできないが、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比を求める。前述の２つの受信波の和の振幅値Σを２つの受信波の和の振幅値Σ’で除した値を図１７に示す。図１７において、横軸は位相差φ、縦軸は比である。図１７において、位相差φの＋方向と−方向が非対称であり、位相差φが−πから＋π／２の範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Σ／Σ’の値から対象物の方位角を検出することができる。

図４において、演算処理回路３７は、予め位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比を記憶しておく。比較値制御回路３６ａからの２つの受信波の和の振幅値Σと比較値制御回路３６ｂからの２つの受信波の和の振幅値Σ’とが演算処理回路３７に入力されると、演算処理回路はその比を計算し、記憶している２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比を照合して、位相差φを求める。位相差φが求まると、（３）式より、対象物の方位角αを計算することができる。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値を求めることができ、この振幅値から対象物の方位を高精度に検出することができる。

図１７において、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりすると、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、第一のアンテナ又は第二のアンテナが受信した受信波のうちいずれかの振幅値Ｒｅｆを求め、その振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の和の振幅値Σ’との比から対象物の方位を検出することもできる。

図４において、第三の振幅値検出回路を、復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃの機能と動作は前述した図４の復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａ、又は復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂと同様である。

このように、受信波を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって受信波の振幅値Ｒｅｆを求めることができる。

受信波の振幅値の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるが、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の和の振幅値Σ’との比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の和の振幅値Σ’との比を求める。位相差φに対する受信波の振幅値Ｒｅｆは一定になる。従って、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の和の振幅値Σを除した結果は図１２のような形状に、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の和の振幅値Σ’を除した結果は図１４のような形状になる。これらの形状は２つの受信波の和の振幅値Σ、２つの受信波の和の振幅値Σ’と同じであるが、それらの比の値から位相差φを求めることができる。２つの受信波の和の振幅値Σ’は−π／２から＋π／２の範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Σ’／Ｒｅｆの値から対象物の方位角を検出することができる。但し、２つの受信波の和の振幅値Σは位相差φの＋方向と−方向が対称であるため、Σ／Ｒｅｆの値だけからは対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかは不明である。しかし、対象物の方位角を左方向か、右方向かに限定すれば位相差φを求めることができるため、位相差φから対象物の方位角を検出することはできる。あるいは、第一の加算回路３２ａからの２つの受信波の和の位相又は第二の加算回路３２ｂからの２つの受信波の和の位相の位相差情報があれば、対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかを判別することができる。

さらに、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σとの比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比を利用して、対象物の方位を高精度に検出することもできる。図１２、図１４、図１７において、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σとの比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときに、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、いずれかの比の値がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときは、他の２つの比のうちの１つで位相差φを求めるようにする。具体的には、図４の演算処理回路３７がこれらの比の値から判定して、位相差φを求めるのに最適な比を選定する。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値を求めることができ、受信アンテナからの受信波の振幅値を利用することによって、対象物の方位を高精度に検出することができる。

（実施の形態３）
他のモノパルスレーダー装置の実施の形態を説明する。本実施の形態は、送信アンテナからの送信波が対象物で反射された後、２つの受信アンテナで受信した２つの受信波から対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置である。

本実施の形態のモノパルスレーダー装置と実施の形態１で説明したモノパルスレーダー装置との差は、図１の概略構成の中の受信回路２３である。本実施の形態の受信回路の概略構成を図５で説明する。図５は、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図であって、図１における受信回路２３の構成と２つの受信アンテナを備えるものである。図５において、２１は受信波を受信する第一の受信アンテナ、２２は受信波を受信する第二の受信アンテナ、３１は２つの受信アンテナからの受信波のうち一方の受信波の位相を遅延させる位相シフト回路、３２ａは２つの受信波の和を求める加算回路、３３ａは２つの受信波の差を求める減算回路、３４ａ、３４ｂ、３４ｃは２つの受信波の和、２つの受信波の差又は受信波を復調して復調信号を出力する復調回路、３５ａ、３５ｂ、３５ｃは復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路、３６ａ、３６ｂ、３６ｃは比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの出力の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路、３７は振幅値検出回路からの復調信号の大きさの比、即ち２つの受信波の和の振幅値と２つの受信波の差の振幅値の比、２つの受信波の和の振幅値と受信波の振幅値の比又は２つの受信波の差の振幅値と受信波の振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路である。復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａで、第一の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで、第二の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで、第三の振幅値検出回路を構成する。

図５において、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２は、送信アンテナの放射した変調パルス波が対象物で反射された受信波を受信する。第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２の機能、作用及び要求条件は実施の形態１と同様である。

図５において、加算回路３２ａから復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、比較値制御回路３６ａまでの機能及び作用は、実施の形態１の図３における加算回路３２ａから復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、比較値制御回路３６ａまでの機能及び作用と同様である。従って、２つの受信波の和の振幅値Σは、
Σ＝Ａ（１＋cos（φ）） （６）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σを図１２に示す。図１２において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Σの絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Σだけからは位相差φを求めることはできない。

図５において、減算回路３３ａは、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２からの２つの受信波の差を求める。但し、第二の受信アンテナ２２からの受信波は、位相シフト回路３１で所定量の位相だけ遅延させている。２つの受信波の差は、変調周波数の位相を維持したまま減算することによって得られる。第二の振幅値検出回路は、得られた２つの受信波の差の振幅値を求める。ここでは、第二の振幅値検出回路を、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで構成する。

２つの受信波の差を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって２つの受信波の差の振幅値を求めることができる。ここで、位相シフト回路３１の遅延する位相量をπ／２に設定する。

対象物の方位角による２つの受信波の差δ’は、
δ’＝Ａsin（ωｔ）−Ａsin（ωｔ＋φ＋π／２）
＝Ａsin（ωｔ）＋Ａsin（ωｔ）・sinφ
−Ａcos（ωｔ）・cos（φ）
＝Ａsin（ωｔ）・（１＋sinφ）
−Ａcos（ωｔ）・cosφ （１１）
で表される。そのピーク値は、ωｔ＝±π／２×（２ｎ−１）のときなので、
２つの受信波の和の振幅値Δ’は、（１１）式より、
Δ’＝Ａ（１＋sin（φ）） （１２）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の差の振幅値Δ’を図１５に示す。図１５において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Δ’の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Δ’だけからは位相差φを求めることはできない。

前述したように、２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の差の振幅値Δ’だけからは、位相差φを特定することはできないが、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を求める。前述の２つの受信波の和の振幅値Σを２つの受信波の差の振幅値Δ’で除した値を図１８に示す。図１８において、横軸は位相差φ、縦軸は比である。図１８において、位相差φの＋方向と−方向が非対称であり、位相差φが−π／２から＋πの範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Σ／Δ’の値から対象物の方位角を検出することができる。

図５において、演算処理回路３７は、予め位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を記憶しておく。比較値制御回路３６ａからの２つの受信波の和の振幅値Σと比較値制御回路３６ｂからの２つの受信波の差の振幅値Δ’とが演算処理回路３７に入力されると、演算処理回路はその比を計算し、記憶している２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を照合して、位相差φを求める。位相差φが求まると、（３）式より、対象物の方位角αを計算することができる。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値や２つの受信波の差の振幅値を求めることができ、この振幅値から対象物の方位を高精度に検出することができる。

図１８において、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりすると、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、第一のアンテナ又は第二のアンテナが受信した受信波のうちいずれかの振幅値Ｒｅｆを求め、その振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の差の振幅値Δ’との比から対象物の方位を検出することもできる。

図５において、第三の振幅値検出回路を、復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃの機能と動作は前述した図５の復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａ、又は復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂと同様である。

このように、受信波を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって受信波の振幅値Ｒｅｆを求めることができる。

受信波の振幅値の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるが、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の差の振幅値Δ’との比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ又は２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を求める。位相差φに対する受信波の振幅値Ｒｅｆは一定になる。従って、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の和の振幅値Σを除した結果は図１２のような形状に、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の差の振幅値Δ’を除した結果は図１５のような形状になる。これらの形状は２つの受信波の和の振幅値Σ、２つの受信波の差の振幅値Δ’と同じであるが、それらの比の値から位相差φを求めることができる。２つの受信波の差の振幅値Δ’は−π／２から＋π／２の範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Δ’／Ｒｅｆの値から対象物の方位角を検出することができる。但し、２つの受信波の和の振幅値Σは位相差φの＋方向と−方向が対称であるため、Σ／Ｒｅｆの値だけからは対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかは不明である。しかし、対象物の方位角を左方向か、右方向かに限定すれば位相差φを求めることができるため、位相差φから対象物の方位角を検出することはできる。あるいは、加算回路３２ａからの２つの受信波の和の位相又は減算回路３３ａからの２つの受信波の差の位相の位相差情報があれば、対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかを判別することができる。

さらに、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σとの比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を利用して、対象物の方位を高精度に検出することもできる。図１２、図１５、図１８において、２つの受信波の和の振幅値Σと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σとの比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときに、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、いずれかの比の値がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときは、他の２つの比のうちの１つで位相差φを求めるようにする。具体的には、図５の演算処理回路３７がこれらの比の値から判定して、位相差φを求めるのに最適な比を選定する。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値を求めることができ、受信アンテナからの受信波の振幅値を利用することによって、対象物の方位を高精度に検出することができる。

（実施の形態４）
他のモノパルスレーダー装置の実施の形態を説明する。本実施の形態は、送信アンテナからの送信波が対象物で反射された後、２つの受信アンテナで受信した２つの受信波から対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置である。

本実施の形態のモノパルスレーダー装置と実施の形態１で説明したモノパルスレーダー装置との差は、図１の概略構成の中の受信回路２３である。本実施の形態の受信回路の概略構成を図６で説明する。図６は、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図であって、図１における受信回路２３の構成と２つの受信アンテナを備えるものである。図６において、２１は受信波を受信する第一の受信アンテナ、２２は受信波を受信する第二の受信アンテナ、３１は２つの受信アンテナからの受信波のうち一方の受信波の位相を遅延させる位相シフト回路、３２ａは２つの受信波の和を求める加算回路、３３ａは２つの受信波の差を求める減算回路、３４ａ、３４ｂ、３４ｃは２つの受信波の和、２つの受信波の差又は受信波を復調して復調信号を出力する復調回路、３５ａ、３５ｂ、３５ｃは復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路、３６ａ、３６ｂ、３６ｃは比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの出力の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路、３７は振幅値検出回路からの復調信号の大きさの比、即ち２つの受信波の和の振幅値と２つの受信波の差の振幅値の比、２つの受信波の和の振幅値と受信波の振幅値の比又は２つの受信波の差の振幅値と受信波の振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路である。復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａで、第一の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで、第二の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで、第三の振幅値検出回路を構成する。

図６において、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２は、送信アンテナの放射した変調パルス波が対象物で反射された受信波を受信する。第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２の機能、作用及び要求条件は実施の形態１と同様である。

図６において、加算回路３２ａは、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２からの２つの受信波の和を求める。但し、第二の受信アンテナ２２からの受信波は、位相シフト回路３１で所定量の位相だけ遅延させている。位相シフト回路３１から加算回路３２ａ、復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、比較値制御回路３６ａまでの機能及び作用は、実施の形態２の図４における位相シフト回路３１から加算回路３２ｂ、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用と同様である。従って、２つの受信波の和の振幅値Σ’は、
Σ’＝Ａ（１−sin（φ）） （１０）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σ’を図１４に示す。図１４において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Σ’の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Σ’だけからは位相差φを求めることはできない。

図６において、減算回路３３ａから、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用は実施の形態１の図３における減算回路３３ａから、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用と同様である。従って、２つの受信波の差の振幅値Δは、
Δ＝Ａ（１−cos（φ）） （８）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の差の振幅値Δを図１３に示す。図１３において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Δの絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Δだけからは位相差φを求めることはできない。

前述したように、２つの受信波の和の振幅値Σ’又は２つの受信波の差の振幅値Δだけからは、位相差φを特定することはできないが、２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δとの比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δとの比を求める。前述の２つの受信波の差の振幅値Δを２つの受信波の和の振幅値Σ’で除した値を図１９に示す。図１９において、横軸は位相差φ、縦軸は比である。図１９において、位相差φの＋方向と−方向が非対称であり、位相差φが−πから＋π／２の範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Δ／Σ’の値から対象物の方位角を検出することができる。

図６において、演算処理回路３７は、予め位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δとの比を記憶しておく。比較値制御回路３６ａからの２つの受信波の和の振幅値Σ’と比較値制御回路３６ｂからの２つの受信波の差の振幅値Δとが演算処理回路３７に入力されると、演算処理回路はその比を計算し、記憶している２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δとの比を照合して、位相差φを求める。位相差φが求まると、（３）式より、対象物の方位角αを計算することができる。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値や２つの受信波の差の振幅値を求めることができ、この振幅値から対象物の方位を高精度に検出することができる。

図１９において、２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δとの比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりすると、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、第一のアンテナ又は第二のアンテナが受信した受信波のうちいずれかの振幅値Ｒｅｆを求め、その振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’又は２つの受信波の差の振幅値Δとの比から対象物の方位を検出することもできる。

図６において、第三の振幅値検出回路を、復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃの機能と動作は前述した図６の復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａ、又は復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂと同様である。

このように、受信波を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって受信波の振幅値Ｒｅｆを求めることができる。

受信波の振幅値の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるが、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’又は２つの受信波の差の振幅値Δとの比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’又は２つの受信波の差の振幅値Δとの比を求める。位相差φに対する受信波の振幅値Ｒｅｆは一定になる。従って、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の和の振幅値Σ’を除した結果は図１４のような形状に、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の差の振幅値Δを除した結果は図１３のような形状になる。これらの形状は２つの受信波の和の振幅値Σ’、２つの受信波の差の振幅値Δと同じであるが、それらの比の値から位相差φを求めることができる。２つの受信波の和の振幅値Σ’は−π／２から＋π／２の範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Σ’／Ｒｅｆの値から対象物の方位角を検出することができる。但し、２つの受信波の和の振幅値Δは位相差φの＋方向と−方向が対称であるため、Δ／Ｒｅｆの値だけからは対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかは不明である。しかし、対象物の方位角を左方向か、右方向かに限定すれば位相差φを求めることができるため、位相差φから対象物の方位角を検出することはできる。あるいは、減算回路３３ａからの２つの受信波の差の位相又は加算回路３２ａからの２つの受信波の和の位相の位相差情報があれば、対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかを判別することができる。

さらに、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δとの比を利用して、対象物の方位を高精度に検出することもできる。図１３、図１４、図１９において、２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δとの比、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δとの比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときに、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、いずれかの比の値がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときは、他の２つの比のうちの１つで位相差φを求めるようにする。具体的には、図５の演算処理回路３７がこれらの比の値から判定して、位相差φを求めるのに最適な比を選定する。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値を求めることができ、受信アンテナからの受信波の振幅値を利用することによって、対象物の方位を高精度に検出することができる。

（実施の形態５）
他のモノパルスレーダー装置の実施の形態を説明する。本実施の形態は、送信アンテナからの送信波が対象物で反射された後、２つの受信アンテナで受信した２つの受信波から対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置である。

本実施の形態のモノパルスレーダー装置と実施の形態１で説明したモノパルスレーダー装置との差は、図１の概略構成の中の受信回路２３である。本実施の形態の受信回路の概略構成を図７で説明する。図７は、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図であって、図１における受信回路２３の構成と２つの受信アンテナを備えるものである。図７において、２１は受信波を受信する第一の受信アンテナ、２２は受信波を受信する第二の受信アンテナ、３１は２つの受信アンテナからの受信波のうち一方の受信波の位相を遅延させる位相シフト回路、３３ａは２つの受信波の和を求める第一の減算回路、３３ｂは２つの受信波の差を求める第二の減算回路、３４ａ、３４ｂ、３４ｃは２つの受信波の差又は受信波を復調して復調信号を出力する復調回路、３５ａ、３５ｂ、３５ｃは復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路、３６ａ、３６ｂ、３６ｃは比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの出力の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路、３７は振幅値検出回路からの復調信号の大きさの比、即ち２つの受信波の差の振幅値Δと２つの受信波の差の振幅値Δ’の比、２つの受信波の差の振幅値Δと受信波の振幅値の比又は２つの受信波の差の振幅値Δ’と受信波の振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路である。復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａで、第一の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで、第二の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで、第三の振幅値検出回路を構成する。

図７において、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２は、送信アンテナの放射した変調パルス波が対象物で反射された受信波を受信する。第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２の機能、作用及び要求条件は実施の形態１と同様である。

図７において、第一の減算回路３３ａは、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２からの２つの受信波の差を求める。第一の減算回路３３ａから復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、比較値制御回路３６ａまでの機能及び作用は、実施の形態１の図３における減算回路３３ａから復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用と同様である。従って、２つの受信波の差の振幅値Δは、
Δ＝Ａ（１−cos（φ）） （８）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の差の振幅値Δを図１３に示す。図１３において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Δの絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Δだけからは位相差φを求めることはできない。

図７において、減算回路３３ｂは、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２からの２つの受信波の差を求める。但し、第二の受信アンテナ２２からの受信波は、位相シフト回路３１で所定量の位相だけ遅延させている。位相シフト回路３１から減算回路３３ｂ、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用は、実施の形態３の図５における位相シフト回路３１から減算回路３３ａ、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用と同様である。従って、２つの受信波の和の振幅値Δ’は、
Δ’＝Ａ（１＋sin（φ）） （１２）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の差の振幅値Δ’を図１５に示す。図１５において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Δ’の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Δ’だけからは位相差φを求めることはできない。

前述したように、２つの受信波の差の振幅値Δ又は２つの受信波の差の振幅値Δ’だけからは、位相差φを特定することはできないが、２つの受信波の差の振幅値Δと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、２つの受信波の差の振幅値Δと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を求める。前述の２つの受信波の差の振幅値Δを２つの受信波の差の振幅値Δ’で除した値を図２０に示す。図２０において、横軸は位相差φ、縦軸は比である。図２０において、位相差φの＋方向と−方向が非対称であり、位相差φが−π／２から＋πの範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Δ／Δ’の値から対象物の方位角を検出することができる。

図７において、演算処理回路３７は、予め位相差φに対する２つの受信波の差の振幅値Δと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を記憶しておく。比較値制御回路３６ａからの２つの受信波の差の振幅値Δと比較値制御回路３６ｂからの２つの受信波の差の振幅値Δ’とが演算処理回路３７に入力されると、演算処理回路はその比を計算し、記憶している２つの受信波の差の振幅値Δと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を照合して、位相差φを求める。位相差φが求まると、（３）式より、対象物の方位角αを計算することができる。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の差の振幅値を求めることができ、この振幅値から対象物の方位を高精度に検出することができる。

図２０において、２つの受信波の差の振幅値Δと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりすると、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、第一のアンテナ又は第二のアンテナが受信した受信波のうちいずれかの振幅値Ｒｅｆを求め、その振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δ又は２つの受信波の差の振幅値Δ’との比から対象物の方位を検出することもできる。

図７において、第三の振幅値検出回路を、復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃの機能と動作は前述した図７の復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａ、又は復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂと同様である。

このように、受信波を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって受信波の振幅値Ｒｅｆを求めることができる。

受信波の振幅値の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるが、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δ又は２つの受信波の差の振幅値Δ’との比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δ又は２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を求める。位相差φに対する受信波の振幅値Ｒｅｆは一定になる。従って、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の差の振幅値Δを除した結果は図１３のような形状に、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の差の振幅値Δ’を除した結果は図１５のような形状になる。これらの形状は２つの受信波の差の振幅値Δ、２つの受信波の差の振幅値Δ’と同じであるが、それらの比の値から位相差φを求めることができる。２つの受信波の差の振幅値Δ’は−π／２から＋π／２の範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Δ’／Ｒｅｆの値から対象物の方位角を検出することができる。但し、２つの受信波の差の振幅値Δは位相差φの＋方向と−方向が対称であるため、Δ／Ｒｅｆの値だけからは対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかは不明である。しかし、対象物の方位角を左方向か、右方向かに限定すれば位相差φを求めることができるため、位相差φから対象物の方位角を検出することはできる。あるいは、第一の減算回路３３ａからの２つの受信波の差の位相又は第二の減算回路３３ｂからの２つの受信波の差の位相の位相差情報があれば、対象物がアンテナの左方向なのか、右方向なのかを判別することができる。

さらに、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δとの比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を利用して、対象物の方位を高精度に検出することもできる。図１３、図１５、図２０において、２つの受信波の差の振幅値Δと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δとの比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときに、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、いずれかの比の値がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときは、他の２つの比のうちの１つで位相差φを求めるようにする。具体的には、図５の演算処理回路３７がこれらの比の値から判定して、位相差φを求めるのに最適な比を選定する。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値を求めることができ、受信アンテナからの受信波の振幅値を利用することによって、対象物の方位を高精度に検出することができる。

（実施の形態６）
他のモノパルスレーダー装置の実施の形態を説明する。本実施の形態は、送信アンテナからの送信波が対象物で反射された後、２つの受信アンテナで受信した２つの受信波から対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置である。

本実施の形態のモノパルスレーダー装置と実施の形態１で説明したモノパルスレーダー装置との差は、図１の概略構成の中の受信回路２３である。本実施の形態の受信回路の概略構成を図８で説明する。図８は、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図であって、図１における受信回路２３の構成と２つの受信アンテナを備えるものである。図８において、２１は受信波を受信する第一の受信アンテナ、２２は受信波を受信する第二の受信アンテナ、３１は２つの受信アンテナからの受信波のうち一方の受信波の位相を遅延させる位相シフト回路、３２ａは２つの受信波の和を求める加算回路、３３ａは２つの受信波の差を求める減算回路、３４ａ、３４ｂ、３４ｃは２つの受信波の和、２つの受信波の差又は受信波を復調して復調信号を出力する復調回路、３５ａ、３５ｂ、３５ｃは復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路、３６ａ、３６ｂ、３６ｃは比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの出力の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路、３７は振幅値検出回路からの復調信号の大きさの比、即ち２つの受信波の和の振幅値と２つの受信波の差の振幅値の比、２つの受信波の和の振幅値と受信波の振幅値の比又は２つの受信波の差の振幅値と受信波の振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路である。復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａで、第一の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで、第二の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで、第三の振幅値検出回路を構成する。

図８において、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２は、送信アンテナの放射した変調パルス波が対象物で反射された受信波を受信する。第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２の機能、作用及び要求条件は実施の形態１と同様である。

図８において、加算回路３２ａは、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２からの２つの受信波の和を求める。但し、第二の受信アンテナ２２からの受信波は、位相シフト回路３１で所定量の位相だけ遅延させている。位相シフト回路３１から加算回路３２ａ、復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、比較値制御回路３６ａまでの機能及び作用は、実施の形態２の図４における位相シフト回路３１から加算回路３２ｂ、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用と同様である。従って、２つの受信波の和の振幅値Σ’は、
Σ’＝Ａ（１−sin（φ）） （１０）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σ’を図１４に示す。図１４において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Σ’の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Σ’だけからは位相差φを求めることはできない。

図８において、減算回路３３ａは、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２からの２つの受信波の差を求める。但し、第二の受信アンテナ２２からの受信波は、位相シフト回路３１で所定量の位相だけ遅延させている。位相シフト回路３１から減算回路３３ａ、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用は、実施の形態３の図５における位相シフト回路３１から減算回路３３ａ、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用と同様である。従って、２つの受信波の差の振幅値Δ’は、
Δ’＝Ａ（１＋sin（φ）） （１２）
となる。

位相差φに対する２つの受信波の差の振幅値Δ’を図１５に示す。図１５において、横軸は位相差φ、縦軸は振幅値である。Δ’の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものであるため、振幅値Δ’だけからは位相差φを求めることはできない。

前述したように、２つの受信波の和の振幅値Σ’又は２つの受信波の差の振幅値Δ’だけからは、位相差φを特定することはできないが、２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δ’との比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を求める。前述の２つの受信波の和の振幅値Σ’を２つの受信波の差の振幅値Δ’で除した値を図２１に示す。図２１において、横軸は位相差φ、縦軸は比である。図２１において、位相差φの＋方向と−方向が非対称であり、位相差φが−π／２から＋π／２の範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Σ’／Δ’の値から対象物の方位角を検出することができる。

図８において、演算処理回路３７は、予め位相差φに対する２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を記憶しておく。比較値制御回路３６ａからの２つの受信波の和の振幅値Σ’と比較値制御回路３６ｂからの２つの受信波の差の振幅値Δ’とが演算処理回路３７に入力されると、演算処理回路はその比を計算し、記憶している２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を照合して、位相差φを求める。位相差φが求まると、（３）式より、対象物の方位角αを計算することができる。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値や２つの受信波の差の振幅値を求めることができ、この振幅値から対象物の方位を高精度に検出することができる。

図２１において、２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δ’との比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりすると、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、第一のアンテナ又は第二のアンテナが受信した受信波のうちいずれかの振幅値Ｒｅｆを求め、その振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’又は２つの受信波の差の振幅値Δ’との比から対象物の方位を検出することもできる。

図８において、第三の振幅値検出回路を、復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃの機能と動作は前述した図８の復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａ、又は復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂと同様である。

このように、受信波を復調して復調信号を出力する復調回路と、比較値との大小比較によって復調回路からの復調信号の出力を決定する比較回路と、比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの復調信号の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、によって受信波の振幅値Ｒｅｆを求めることができる。

受信波の振幅値の絶対値は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるが、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’又は２つの受信波の差の振幅値Δ’との比は対象物からの反射率や、電波の拡散状態によって変わるものではない。そこで、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’又は２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を求める。位相差φに対する受信波の振幅値Ｒｅｆは一定になる。従って、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の和の振幅値Σ’を除した結果は図１４のような形状に、受信アンテナからの受信波の振幅値Ｒｅｆで２つの受信波の差の振幅値Δ’を除した結果は図１５のような形状になる。これらの形状は２つの受信波の和の振幅値Σ’、２つの受信波の差の振幅値Δ’と同じであるが、それらの比の値から位相差φを求めることができる。２つの受信波の和の振幅値Σ’は−π／２から＋π／２の範囲では、位相差φを一意に決定することができるため、Σ’／Ｒｅｆの値から対象物の方位角を検出することができる。

さらに、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比を利用して、対象物の方位を高精度に検出することもできる。図１４、図１５、図１８において、２つの受信波の和の振幅値Σ’と２つの受信波の差の振幅値Δ’との比、受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の和の振幅値Σ’との比又は受信波の振幅値Ｒｅｆと２つの受信波の差の振幅値Δ’との比がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときに、位相差φを求める際の誤差が大きくなる。そこで、いずれかの比の値がゼロに近づいたり、無限大に近づいたりしたときは、他の２つの比のうちの１つで位相差φを求めるようにする。具体的には、図５の演算処理回路３７がこれらの比の値から判定して、位相差φを求めるのに最適な比を選定する。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、正確に２つの受信波の和の振幅値を求めることができ、受信アンテナからの受信波の振幅値を利用することによって、対象物の方位を高精度に検出することができる。

（実施の形態７）
他のモノパルスレーダー装置の実施の形態を説明する。本実施の形態は、送信アンテナからの送信波が対象物で反射された後、２つの受信アンテナで受信した２つの受信波から対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置である。

本実施の形態のモノパルスレーダー装置と実施の形態１〜６で説明したモノパルスレーダー装置との差は、図１の概略構成の中の受信回路２３である。本実施の形態の受信回路の概略構成を図９で説明する。図９は、本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図であって、図１における受信回路２３の構成と２つの受信アンテナを備えるものである。図９において、２１は受信波を受信する第一の受信アンテナ、２２は受信波を受信する第二の受信アンテナ、３１は２つの受信アンテナからの受信波のうち一方の受信波の位相を遅延させる位相シフト回路、３２ａ、３２ｂは２つの受信波の和を求める加算回路、３３ａ、３３ｂは２つの受信波の差を求める減算回路、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅは２つの受信波の和、２つの受信波の差又は受信波を復調して復調信号を出力する復調回路、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅは復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅは比較回路の比較値の大きさを制御して、比較回路からの出力の有無によって復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路、３７は振幅値検出回路からの復調信号の大きさの比、即ち２つの受信波の和の振幅値、２つの受信波の差の振幅値の比、受信波の振幅値の中から適切な比を選定して、対象物の方位を検出する演算処理回路である。復調回路３４ａ、比較回路３５ａ及び比較値制御回路３６ａで、第一の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ及び比較値制御回路３６ｂで、第二の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ及び比較値制御回路３６ｃで、第三の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｄ、比較回路３５ｄ及び比較値制御回路３６ｄで、第四の振幅値検出回路を構成する。復調回路３４ｅ、比較回路３５ｅ及び比較値制御回路３６ｅで、第五の振幅値検出回路を構成する。
図９において第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２は、送信アンテナの放射した変調パルス波が対象物で反射された受信波を受信する。第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２の機能、作用及び要求条件は実施の形態１と同様である。

図９において、位相シフト回路３１から加算回路３２ａ、復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、比較値制御回路３６ａまでの機能及び作用は、実施の形態２の図４における位相シフト回路３１から加算回路３２ｂ、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用と同様である。加算回路３２ｂから復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用は、実施の形態１の図３における加算回路３２ａから復調回路３４ａ、比較回路３５ａ、比較値制御回路３６ａまでの機能及び作用と同様である。位相シフト回路３１から減算回路３３ａ、復調回路３４ｃ、比較回路３５ｃ、比較値制御回路３６ｃまでの機能及び作用は、実施の形態３の図５における位相シフト回路３１から減算回路３３ａ、復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用と同様である。減算回路３３ｂから復調回路３４ｄ、比較回路３５ｄ、比較値制御回路３６ｄまでの機能及び作用は、実施の形態１の図３における減算回路３３ａから復調回路３４ｂ、比較回路３５ｂ、比較値制御回路３６ｂまでの機能及び作用と同様である。復調回路３４ｅから比較回路３５ｅ、比較値制御回路３６ｅまでの機能及び作用は、実施の形態１の図３における復調回路３４ｃから比較回路３５ｃ、比較値制御回路３６ｃまでの機能及び作用と同様である。

これらの受信系で得られる２つの受信波の和の振幅値Σ、２つの受信波の和の振幅値Σ’、２つの受信波の差の振幅値Δ、２つの受信波の差の振幅値Δ’、受信波の振幅値Ｒｅｆの中から最適な比を選定し、これらの比から位相差φを決定することができる。位相差φが決定できると対象物の方位を検出することができる。

従って、本実施の形態のモノパルスレーダー装置では、前述した構成の振幅値検出回路を用いると、受信アンテナからの受信波の振幅値を利用することによって、対象物の方位を高精度に検出することができる。

本発明のモノパルスレーダー装置は車載用のみならず、固定して使用するものであっても、近距離用のモノパルスレーダー装置の分野でも利用することができる。

本実施の形態のモノパルスレーダー装置の概略構成を説明するブロック図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の動作を説明するタイミングチャート図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信系の概略構成を説明するブロック図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波形を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信アンテナにおける位相差を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値の比を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値の比を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値の比を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値の比を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値の比を説明する図である。 本実施の形態のモノパルスレーダー装置の受信波の振幅値の比を説明する図である。

符号の説明

１１ 発振器
１２ 分配回路
１３ パルス発生回路
１４ パルス変調器
１５ 送信アンテナ

２１ 第一の受信アンテナ
２２ 第二の受信アンテナ
２３ 受信回路
３２ａ、３２ｂ 加算回路
３３ａ、３３ｂ 減算回路
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ 復調回路
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ 比較回路
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ 比較値制御回路

３７ 演算処理回路

Claims (12)

1. 対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、
   前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、
   前記受信アンテナからの２つの受信波の和を求める第一の加算回路と、
   前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との和を求める第二の加算回路と、
   前記第一の加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、
   前記第二の加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、
   前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置。
2. 対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、
   前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、
   前記受信アンテナからの２つの受信波の和を求める加算回路と、
   前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との差を求める減算回路と、
   前記加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、
   前記減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、
   前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置。
3. 対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、
   前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、
   前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との和を求める加算回路と、
   前記受信アンテナからの２つの受信波の差を求める減算回路と、
   前記加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、
   前記減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、
   前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置。
4. 対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、
   前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、
   前記受信アンテナからの２つの受信波の差を求める第一の減算回路と、
   前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との差を求める第二の減算回路と、
   前記第一の減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、
   前記第二の減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、
   前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置。
5. 対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、
   前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波を所定量の位相だけ遅延させる位相シフト回路と、
   前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との和を求める加算回路と、
   前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との差を求める減算回路と、
   前記加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、
   前記減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、
   前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置。
6. 請求項１から５に記載のモノパルスレーダー装置において、
   前記第一の振幅値検出回路又は第二の振幅値検出回路は、２つの受信波の和又は２つの受信波の差を復調して復調信号を出力する復調回路と、
   前記復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路と、
   前記比較回路の比較値の大きさを制御して、前記比較回路からの出力の有無によって前記復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、
   を含み、２つの受信波の和の振幅値又は２つの受信波の差の振幅値を求めることを特徴とするモノパルスレーダー装置。
7. 対象物からの反射波を２つの受信アンテナで受信して、２つの受信波により対象物の方位を検出するモノパルスレーダー装置において、
   前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との和を求める加算回路と、
   前記受信アンテナからの２つの受信波のうち一方の受信波と前記受信アンテナからの２つの受信波のうち他方の受信波との差を求める減算回路と、
   前記加算回路からの２つの受信波の和の振幅値を求める第一の振幅値検出回路と、
   前記減算回路からの２つの受信波の差の振幅値を求める第二の振幅値検出回路と、
   前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出する演算処理回路と、を備えるモノパルスレーダー装置であって、
   前記第一の振幅値検出回路又は第二の振幅値検出回路は、２つの受信波の和又は２つの受信波の差を復調して復調信号を出力する復調回路と、
   前記復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路と、
   前記比較回路の比較値の大きさを制御して、前記比較回路からの出力の有無によって前記復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、
   を含み、２つの受信波の和の振幅値又は２つの受信波の差の振幅値を求めることを特徴とするモノパルスレーダー装置。
8. 前記受信アンテナからの２つの受信波、又は前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波のうちいずれかの振幅値を求める第三の振幅値検出回路をさらに備え、前記演算回路は、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比、前記第二の振幅値検出回路からの振幅値と前記第三の振幅値検出回路からの振幅値との比又は前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第三の振幅値検出回路からの振幅値との比から対象物の方位を検出することを特徴とする請求項１から７に記載のいずれかのモノパルスレーダー装置。
9. 前記演算回路は、前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第二の振幅値検出回路からの振幅値との比、前記第二の振幅値検出回路からの振幅値と前記第三の振幅値検出回路からの振幅値との比及び前記第一の振幅値検出回路からの振幅値と前記第三の振幅値検出回路からの振幅値との比のうち、所定範囲内にある比から対象物の方位を検出することを特徴とする請求項８に記載のモノパルスレーダー装置。
10. 前記第三の振幅値検出回路は、前記受信アンテナからの２つの受信波、又は前記位相シフト回路で遅延させた一方の受信波のうちいずれかを復調して復調信号を出力する復調回路と、
    前記復調回路からの復調信号と比較値との大小を比較する比較回路と、
    前記比較回路の比較値の大きさを制御して、前記比較回路からの出力の有無によって前記復調回路からの復調信号の大きさを求める比較値制御回路と、
    を含み、受信波の振幅値を求めることを特徴とする請求項８又は９に記載のモノパルスレーダー装置。
11. 前記２つの受信アンテナの間隔が、前記受信波の波長の２分の１以下であることを特徴とする請求項１から１０に記載のいずれかのモノパルスレーダー装置。
12. 前記位相シフト回路の受信波を遅延させる所定量が、π／２であることを特徴とする請求項１から１１に記載のいずれかのモノパルスレーダー装置。

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