JP2006078388A

JP2006078388A - レーダ装置

Info

Publication number: JP2006078388A
Application number: JP2004263862A
Authority: JP
Inventors: Kanako Honda; 加奈子本田; Osamu Isaji; 修伊佐治
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-23
Also published as: US20060055589A1; US7495603B2

Abstract

【課題】位相モノパルス方式のレーダの高周波部品の数を削減する。
【解決手段】スイッチ２２により２つの受信アンテナを交互に選択して選択された受信信号を受信増幅器２６で増幅してミキサ２８で送信信号の一部と混合する。ミキサ２８から出力されるビート信号はスイッチ３０により２つの処理系へ振り分けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、位相モノパルス方式のレーダ装置における高周波部品の削減に関する。

ターゲットの方位を決定する手法として、２つのアンテナにおいて受信される反射波の位相差からターゲットの方位を算出する位相モノパルス方式が知られている。位相モノパルス方式などの複数の受信アンテナを用いるレーダ装置では、受信アンテナごとに受信増幅器、ミキサなどの高価な高周波部品を必要とするので、この高周波部品の部品数の削減が求められている。

一方で、位相モノパルス方式では２つのアンテナの受信波の位相比較を行うことから、これらを同時並列的に処理することが求められている。

したがって本発明の目的は、位相モノパルス方式のレーダ装置の高周波部品の数を削減することにある。

本発明によれば、２つのアンテナで受信された受信信号を交互に選択する第１のスイッチと、該第１のスイッチで選択された受信信号に送信信号の一部を混合してビート信号を生成するミキサと、該２つのアンテナの受信信号から生成されたビート信号を２つの処理系へそれぞれ振り分ける第２のスイッチとを具備するレーダ装置が提供される。

図１は本発明の一実施形態に係る車載用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の第１の例の構成を示すブロック図である。図１において、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０から出力される、三角波でＦＭ変調された送信信号は送信増幅器１４で増幅されて送信アンテナ１６から送出される。受信は３本のアンテナＡＴ０，ＡＴ１，ＡＴ２のうちスイッチ２２で選択されたものが用いられる。

各アンテナで受信された受信信号はその１つがスイッチ２２で選択されて受信増幅器２６で増幅され、ミキサ２８において送信波の一部と混合されて、ビート信号が生成される。ミキサ２８において生成されたビート信号は、スイッチ３０により図中上下の２つの処理系のいずれかに振り分けられ、Ａ／Ｄコンバータ３２においてディジタル信号に変換され、高速フーリエ変換されて（３４）ＣＰＵ３６へ入力される。ミキサ３１は、信号ＳＷＴ，ＳＷＲによる送受の切替、信号ＳＷ０〜ＳＷ２によるアンテナの切替、および信号ＣＨによる処理系の切替のためにビート信号に重畳される周波数を同じ周波数、すなわちこれらと同期した信号と混合することでキャンセルするために設けられている。

図２は図１の電圧制御発振器１０へ入力される三角波の波形を示し、図３の（Ａ）〜（Ｃ）欄はそれぞれ、図２のＡ〜Ｃで示す区間における制御信号ＳＷＴ，ＳＷＲ，ＳＷ０，ＳＷ１，ＳＷ２の波形を示し、図３の（Ｄ）欄はスイッチ３０の制御信号ＣＨの波形を（Ａ）〜（Ｃ）欄と同じタイムスケール、同じタイミングで示す。なお、図２の横軸のタイムスケールは図３と比べて著しく圧縮されている。

図２に示される三角波の最初の周期、すなわち区間Ａにおいては、図３（Ａ）からわかるように、送信→ＡＴ０による受信→送信→ＡＴ１による受信が繰り返される。そして図３（Ｄ）からわかるように、ＡＴ０の受信信号によるビート信号は図１のスイッチ３０により図中上側の系に振り分けられ、ＡＴ１の受信信号によるビート信号は図中下側の系に振り分けられ、並列的に処理される。すなわち、区間Ａにおいては、受信アンテナＡＴ０，ＡＴ１の受信信号から生成された、三角波の上り区間および下り区間におけるビート信号のデータが収集される。これらのフーリエ変換結果に現われるピークの周波数はターゲットとの距離および相対速度の演算に用いられ、ピークの位相はアンテナＡＴ０とＡＴ１による位相モノパルスの演算に用いられる。

図２に示される三角波の次の周期、すなわち区間Ｂにおいては、図３（Ｂ）からわかるように、送信→ＡＴ１による受信→送信→ＡＴ２による受信が繰り返される。そして図３（Ｄ）からわかるように、ＡＴ１の受信信号によるビート信号は図１のスイッチ３０により図中上側の系に振り分けられ、ＡＴ２の受信信号によるビート信号は図中下側の系に振り分けられ、並列的に処理される。すなわち、区間Ｂにおいては、受信アンテナＡＴ１，ＡＴ２の受信信号から生成された、三角波の上り区間および下り区間におけるビート信号のデータが収集される。これらのフーリエ変換結果に現われるピークの周波数はターゲットとの距離および相対速度の演算に用いられ、ピークの位相はアンテナＡＴ１とＡＴ２による位相モノパルスの演算に用いられる。

図２に示される三角波のさらに次の周期、すなわち区間Ｃにおいては、図３（Ｃ）からわかるように、送信→ＡＴ２による受信→送信→ＡＴ０による受信が繰り返される。そして図３（Ｄ）からわかるように、ＡＴ２の受信信号によるビート信号は図１のスイッチ３０により図中上側の系に振り分けられ、ＡＴ０の受信信号によるビート信号は図中下側の系に振り分けられ、並列的に処理される。すなわち、区間Ｃにおいては、受信アンテナＡＴ２，ＡＴ０の受信信号から生成された、三角波の上り区間および下り区間におけるビート信号のデータが収集される。これらのフーリエ変換結果に現われるピークの周波数はターゲットとの距離および相対速度の演算に用いられ、ピークの位相はアンテナＡＴ２とＡＴ０による位相モノパルスの演算に用いられる。
図４は本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置の第２の例を示す。受信アンテナＡＴ０〜ＡＴ２を送受共用として送信アンテナ１６を不要とするため、送受共用器としてのハイブリッド１８が使用されている点が図１の例と異なる。
図５は、図４の電圧制御発振器１０へ入力される図２に示すような三角波のＡ〜Ｃで示す区間における、図４の各制御信号の波形を図３と同様にして示す。ＳＷＴがアクティブである区間、すなわち送信が行なわれている区間において信号ＳＷ０がアクティブである点を除いて図３と同じである。すなわち第２の例では、図４のアンテナＡＴ０〜ＡＴ２のうちアンテナＡＴ０が送信用としても用いられ、その他の点は第１の例と同じである。

本発明の一実施形態に係る車載用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成の第１の例を示す図である。三角波による変調波を示す波形図である。図１の各制御信号の波形を示す波形図である。本発明の一実施形態に係る車載用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成の第２の例を示す。図４の各制御信号の波形を示す波形図である。

Claims

２つのアンテナで受信された受信信号を交互に選択する第１のスイッチと、
該第１のスイッチで選択された受信信号に送信信号の一部を混合してビート信号を生成するミキサと、
該２つのアンテナの受信信号から生成されたビート信号を２つの処理系へそれぞれ振り分ける第２のスイッチとを具備するレーダ装置。
前記第１および第２のスイッチの切り替えにより生じる信号を除去するために前記第２のスイッチの後段に設けられたミキサをさらに具備する請求項１記載のレーダ装置。
前記ミキサには前記第１および第２のスイッチの切り替えのタイミングに同期した信号が供給される請求項２記載のレーダ装置。
前記２つのアンテナの一方を送信用としても用いるための送受共用器をさらに具備する請求項１〜３のいずれか１項記載のレーダ装置。