JP2006098301A

JP2006098301A - Radar installation

Info

Publication number: JP2006098301A
Application number: JP2004286848A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Sakamoto; 芳弘阪本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP4550536B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self diagnosable radar installation which transmits an electromagnetic wave by itself during operation. <P>SOLUTION: The radar installation comprises: a transmission antenna 8 for transmitting a high frequency signal to the outside; a radome 9 installed in the neighborhood of the transmission antenna 8 and for passing the high frequency signal transmitted from the transmission antenna 8; a signal generating circuit 11 for generating an affirmation signal showing it while passing the high frequency signal in the radome 9; and a signal processing system 1 for determining whether the high frequency signal from the transmission antenna 8 is transmitted or not on the basis of the affirmation signal generated in the signal generating circuit 11. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レーダ装置に関し、より特定的には、自身が送出した電磁波の反射波を受信し処理して、周囲の物体に関する情報を取得するレーダ装置に関する。 The present invention relates to a radar apparatus, and more specifically, to a radar apparatus that receives and processes a reflected wave of an electromagnetic wave transmitted by itself to acquire information about surrounding objects.

レーダ装置は、自身が送出した電磁波の反射波を受信し処理して、周囲の物体に関する情報を取得する。ここで、取得される情報としては、レーダ装置から物体までの距離、レーダ装置からみた物体の相対速度、及びレーダ装置からみた物体の方位が典型的である。 The radar apparatus receives and processes the reflected wave of the electromagnetic wave transmitted by itself, and acquires information on surrounding objects. Here, typical information acquired is the distance from the radar apparatus to the object, the relative velocity of the object viewed from the radar apparatus, and the orientation of the object viewed from the radar apparatus.

また、以上のようなレーダ装置の中には、自身が正常に動作しているか否かを判断する自己診断機能を備えるもの（以下、従来のレーダ装置と称する）がある。従来のレーダ装置の第１例は、自身の構成する逓倍器に生じるドレイン電圧を検出し、検出された電圧をモニタリングすることによって、自身の故障を検知する（例えば特許文献１参照）。 Some of the radar devices as described above have a self-diagnosis function for determining whether or not they are operating normally (hereinafter referred to as a conventional radar device). A first example of a conventional radar apparatus detects its own fault by detecting a drain voltage generated in a multiplier constituting itself and monitoring the detected voltage (see, for example, Patent Document 1).

また、第２例は、予め近距離に障害物があるという前提条件の下で、その障害物からの反射波の大きさの変化に基づいて、自身の故障を検知する（例えば特許文献２参照）。
特開平５−３４１０３２号公報特開平５−２９７１１０号公報 The second example detects its own failure based on a change in the magnitude of a reflected wave from the obstacle under the precondition that there is an obstacle at a short distance in advance (see, for example, Patent Document 2). ).
JP-A-5-341032 JP-A-5-297110

ところで、上記のようなレーダ装置では、送出された電磁波の反射波が正しく受信されていることを判断することが重要となる。さもなければ、レーダ装置は正しい情報を取得することができない。 By the way, in the radar apparatus as described above, it is important to determine that the reflected wave of the transmitted electromagnetic wave is correctly received. Otherwise, the radar device cannot acquire correct information.

しかしながら、上述の第１例では、単に逓倍器のドレイン電圧をモニタリングしているだけであるから、たとえレーダ装置が電磁波を送出していなくとも、例えば他のレーダ装置から送出された電磁波そのもの又はその反射波が受信された場合、レーダ装置が故障していないと判断される可能性がある。従って、第１例では、レーダ装置が電磁波を送出しているか否かを正しく判断できない場合があるという問題点がある。 However, in the first example described above, since the drain voltage of the multiplier is simply monitored, even if the radar apparatus does not transmit the electromagnetic wave, for example, the electromagnetic wave itself transmitted from another radar apparatus or its When the reflected wave is received, it may be determined that the radar apparatus is not malfunctioning. Therefore, in the first example, there is a problem that it may not be possible to correctly determine whether or not the radar device is transmitting electromagnetic waves.

また、電磁波が正しく送出されているか否かについては、レーダ装置が実際に動作している間にも検出される必要がある。しかしながら、上述の第２例では、近くに障害物があるという前提条件が必要となるので、レーダ装置は、実際の動作中に自己診断を行えないことが多いという問題点がある。特に、レーダ装置が車両に搭載される場合、車両は一般的に周囲の物体を避けながら移動するので、上述の第２例では、車両が走行中にレーダ装置が自己診断を実行することはさらに難しい。 Further, whether or not the electromagnetic wave is correctly transmitted needs to be detected while the radar apparatus is actually operating. However, in the second example described above, since a precondition that there is an obstacle nearby is necessary, there is a problem that the radar apparatus often cannot perform self-diagnosis during actual operation. In particular, when the radar apparatus is mounted on a vehicle, the vehicle generally moves while avoiding surrounding objects. Therefore, in the second example described above, the radar apparatus further performs self-diagnosis while the vehicle is traveling. difficult.

それ故に、本発明の目的は、自身が動作中に電磁波を送出していることを自己診断可能なレーダ装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a radar apparatus capable of self-diagnosis that it is sending electromagnetic waves while it is operating.

上記目的を達成するために、本発明の一局面は、自身が送出した高周波信号の反射波を受信し処理することで、周囲の物体の情報を取得するレーダ装置であって、高周波信号を外部に送出する送信用アンテナと、送信用アンテナの近傍に設置され、送信用アンテナから送出された高周波信号が通過するレドームと、レドームを高周波信号が通過している間、その旨を示す肯定信号を生成する信号生成回路と、信号生成回路で生成された肯定信号に基づいて、送信用アンテナから高周波信号が送出されているか否かを判断する信号処理系とを備える。 In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is a radar apparatus that acquires information on a surrounding object by receiving and processing a reflected wave of a high-frequency signal transmitted by itself, A transmitting antenna to be sent to the transmission antenna, a radome that is installed in the vicinity of the transmitting antenna and through which the high-frequency signal sent from the transmitting antenna passes, and an affirmative signal indicating that while the high-frequency signal passes through the radome. A signal generation circuit to be generated and a signal processing system for determining whether or not a high-frequency signal is transmitted from the transmitting antenna based on the positive signal generated by the signal generation circuit.

レーダ装置は好ましくは、信号処理系の判断結果を表示する表示器をさらに備える。 The radar apparatus preferably further includes a display for displaying the determination result of the signal processing system.

レーダ装置は好ましくは、レドームの内部又は表面に形成されており、送信用アンテナが送出した高周波信号が通過するコイルをさらに備える。ここで、信号生成回路は、コイルの両端に発生する誘起起電力に応じて肯定信号を生成する。 The radar device is preferably formed inside or on the surface of the radome and further includes a coil through which a high-frequency signal transmitted from the transmitting antenna passes. Here, the signal generation circuit generates an affirmative signal according to the induced electromotive force generated at both ends of the coil.

以上のように、本局面によれば、レーダ装置は、レドームを高周波信号が通過している間、検出回路から肯定信号が出力される。信号処理系は、検出回路からの肯定信号が到着すれば、レーダ装置が正常に動作していると判断する。このように、本局面によれば、たとえ自身が動作中であっても、正しく電磁波が送出されていることを自己診断可能なレーダ装置を提供することが可能となる。 As described above, according to this aspect, the radar apparatus outputs a positive signal from the detection circuit while the high-frequency signal passes through the radome. When a positive signal from the detection circuit arrives, the signal processing system determines that the radar apparatus is operating normally. As described above, according to this aspect, it is possible to provide a radar device capable of self-diagnosis that electromagnetic waves are being transmitted correctly even when the device itself is operating.

（実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係るレーダ装置の全体構成を示す模式図である。図１において、レーダ装置は、信号処理系１と、パルス発生器２と、発振器３と、送信側ミキサ４と、高域通過回路（以下、ＨＰＦ（ＨｉｇｈＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）と称する）５と、送信側アンプ６と、送信用アンテナ８と、レドーム９と、コイル１０と、信号生成回路１１と、受信用アンテナ１２と、受信側アンプ１３と、合波器１４と、受信側ミキサ１５と、低域通過回路（以下、ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）と称する）１６と、表示器１７とを備える。 (Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a radar apparatus includes a signal processing system 1, a pulse generator 2, an oscillator 3, a transmission side mixer 4, a high-pass circuit (hereinafter referred to as HPF (High Pass Filter)) 5, a transmission, and the like. Side amplifier 6, transmission antenna 8, radome 9, coil 10, signal generation circuit 11, reception antenna 12, reception side amplifier 13, multiplexer 14, reception side mixer 15, low A band-pass circuit (hereinafter referred to as LPF (Low Pass Filter)) 16 and a display 17 are provided.

信号処理系１は、本レーダ装置の構成各部を制御する。本信号処理系１の典型的な処理としては、パルス発生器２へパルスの出力を命令する。また、信号処理系１は、後述するＬＰＦ１６の出力信号から、レーダ装置の周囲の物体に関する情報を取得する。取得される情報としては、レーダ装置から物体までの距離、レーダ装置からみた物体の相対速度、及びレーダ装置からみた物体の方位が典型的である。また、信号処理系１は、ＬＰＦ１６の出力信号から、送信用アンテナ８から電磁波が送出されているか否かを判断する。なお、本実施形態では、送信用アンテナ８から電磁波が送出されていることを、本レーダ装置が正常であると称し、そうでないことを異常と称する。 The signal processing system 1 controls each part of the configuration of the radar apparatus. As a typical process of the signal processing system 1, the pulse generator 2 is instructed to output a pulse. Further, the signal processing system 1 acquires information related to objects around the radar apparatus from an output signal of the LPF 16 described later. The information acquired is typically the distance from the radar device to the object, the relative velocity of the object viewed from the radar device, and the orientation of the object viewed from the radar device. Further, the signal processing system 1 determines from the output signal of the LPF 16 whether or not an electromagnetic wave is transmitted from the transmitting antenna 8. In the present embodiment, the fact that the electromagnetic wave is transmitted from the transmitting antenna 8 is referred to as normal of the radar apparatus, and the case where it is not normal is referred to as abnormal.

パルス発生器２は、信号処理系１からの命令に従って、ベースバンド帯（周波数ｆ１帯）でパルス幅がＴｗのパルス信号を生成して、送信側ミキサ４に出力する。 The pulse generator 2 generates a pulse signal having a pulse width Tw in the baseband band (frequency f1 band) according to a command from the signal processing system 1 and outputs the pulse signal to the transmission side mixer 4.

発振器３は、予め定められた周波数ｆ２の搬送波を生成し、送信側ミキサ４に出力する。ここで、ｆ２は、ｆ１よりも大きい。 The oscillator 3 generates a carrier wave having a predetermined frequency f 2 and outputs the carrier wave to the transmission-side mixer 4. Here, f2 is larger than f1.

送信側ミキサ４は、入力された搬送波とパルス信号とを周波数混合して変調信号を生成し、生成した変調信号をＨＰＦ５に出力する。ここで、変調信号は、｜ｆ２＋ｆ１｜周辺の周波数帯と、｜ｆ２−ｆ１｜周辺の周波数帯とを占有する。 The transmission-side mixer 4 frequency-mixes the input carrier wave and pulse signal to generate a modulation signal, and outputs the generated modulation signal to the HPF 5. Here, the modulation signal occupies a frequency band around | f2 + f1 | and a frequency band around | f2-f1 |.

ＨＰＦ５は、入力変調信号のうち、｜ｆ２＋ｆ１｜周辺の高周波成分だけ通過させ、高周波信号を送信側アンプ６に出力する。 The HPF 5 passes only high-frequency components around | f2 + f1 | in the input modulation signal, and outputs the high-frequency signal to the transmission-side amplifier 6.

以上のような高周波信号、つまり電磁波は、送信側アンプ６により増幅された後、送信用アンテナ８から送出される。 The high-frequency signal as described above, that is, the electromagnetic wave is amplified by the transmission side amplifier 6 and then transmitted from the transmission antenna 8.

レドーム９は、少なくとも送信用アンテナ８を外部環境から保護するために覆う誘電体のハウジングである。なお、レドーム９は、受信用アンテナ１２を覆っていても良い。 The radome 9 is a dielectric housing that covers at least the transmitting antenna 8 to protect it from the external environment. The radome 9 may cover the receiving antenna 12.

コイル１０は、レドーム９の内部又は表面に形成される。具体的には、図２に示すように、送信用アンテナ８から送出される電磁波（ビーム）がコイル１０を横切るように、コイル１０は配置される。ただし、受信用アンテナ１２により受信される反射波がコイル１０を横切らないように、コイル１０はレドーム９に配置されることが好ましい。 The coil 10 is formed inside or on the surface of the radome 9. Specifically, as shown in FIG. 2, the coil 10 is arranged so that the electromagnetic wave (beam) transmitted from the transmitting antenna 8 crosses the coil 10. However, the coil 10 is preferably disposed on the radome 9 so that the reflected wave received by the receiving antenna 12 does not cross the coil 10.

信号生成回路１１は、電磁波がコイル１０を横切った時にコイル１０の両端に発生する起電力に応答して、起電力が発生していることを示す肯定信号を生成し、合波器１４に出力する。ここで、起電力は、送信用アンテナ８が電磁波を送出していないときには発生しないので、肯定信号は、送信用アンテナ８が電磁波を送出していることを示す。 The signal generation circuit 11 generates an affirmative signal indicating that the electromotive force is generated in response to the electromotive force generated at both ends of the coil 10 when the electromagnetic wave crosses the coil 10, and outputs the positive signal to the multiplexer 14. To do. Here, since the electromotive force is not generated when the transmitting antenna 8 is not transmitting electromagnetic waves, the positive signal indicates that the transmitting antenna 8 is transmitting electromagnetic waves.

ここで、図３を参照して、信号生成回路１１の具体的な構成の一例について説明する。図３において、コイル１０は、内部抵抗ｒを有する直径Ｄのループコイルであると仮定する。信号生成回路１１は例示的に、コイル１０の２端子からみて互いに並列に接続された負荷抵抗ＲＬと容量Ｃとを含む。ここで、ＲＬ＞＞ｒである。 Here, an example of a specific configuration of the signal generation circuit 11 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, it is assumed that the coil 10 is a loop coil having a diameter D and having an internal resistance r. The signal generation circuit 11 exemplarily includes a load resistor RL and a capacitor C connected in parallel with each other when viewed from the two terminals of the coil 10. Here, RL >> r.

例えば、レーダ装置の送信電力をＰ＝０．１Ｗ、送信用アンテナ８のゲインをＧｘ＝１０ｄＢｉ、高周波信号の周波数をｆ＝２４ＧＨz（波長λ＝ｃ／ｆ＝０．０１２５ｍ：ｃは光速）、送信用アンテナ８の地表からの高さをｈ＝１ｍ、さらに送信用アンテナ８からコイル１０までの距離をｄ＝０．０１ｍと仮定する。この仮定下では、電界Ｅは、近似式Ｅ≒｛８８×ｈ²×√（Ｇ・Ｐ）｝/（λ×ｄ²)より、Ｅ＝７０４０Ｖ／ｍ＝９８．５ｄＢｍとなる。次に、この時の磁界Ｈは、近似式Ｈ≒Ｅ−５１．５ｄＢより、Ｈ≒９８．５−５１．５＝４７ｄＢｍ＝約０．０５Ａ／ｍとなる。さらに、この時の磁束密度Ｂは、Ｂ＝μ₀×μ_r×Ｈ（真空の透磁率μ₀＝４π×10^-7、空気中の比透磁率μ_r＝１）より、Ｂ＝４π×10^-7×1×０．０５＝０．６２８×10^-7Ｗｂ／m²となる。 For example, the transmission power of the radar apparatus is P = 0.1 W, the gain of the transmitting antenna 8 is Gx = 10 dBi, the frequency of the high-frequency signal is f = 24 GHz (wavelength λ = c / f = 0.0125 m: c is the speed of light), Assume that the height of the transmitting antenna 8 from the ground surface is h = 1 m, and the distance from the transmitting antenna 8 to the coil 10 is d = 0.01 m. Under this assumption, the electric field E is E = 7040 V / m = 98.5 dBm from the approximate expression E≈ {88 × h ² × √ (G · P)} / (λ × d ² ). Next, the magnetic field H at this time becomes H≈98.5-51.5 = 47 dBm = about 0.05 A / m from the approximate expression H≈E−51.5 dB. Further, the magnetic flux density B at this time is B = μ ₀ × μ _r × H (vacuum permeability μ ₀ = 4π × 10 ⁻⁷ , relative permeability μ _r = 1 in air), B = 4π × 10 ⁻⁷ × 1 × 0.05 = 0.628 × 10 ⁻⁷ Wb / m ²

次に、この時の磁束Φは、Φ＝Ａ×Ｂ（Ａは磁束が横切る面積であり、実質的にループコイルの断面積である。）である。また、角速度ωで磁束が変化する時、Φ＝Ｂ×Ａｃｏｓωｔ₀となる。従って、磁束によりループコイルの両端に発生する起電力Ｖは、Ｖ＝−ｄΦ／ｄｔ＝ω×Ｂ×Ａｓｉｎωｔより、起電力Ｖの実効値はω×Ｂ×Ａとなる。ここで、信号生成回路１１から出力が期待される電圧Ｖを０．１Ｖとすると、０．１=ω×Ｂ×Ａ（ただし、ω＝２πｆ）より、必要となるループコイルの面積Ａ＝約１０ｍｍ²と算出される。また、ループコイルのインダクタンスＬは、ループの外径に比べ、コイル線自身の径ｄが十分小さい時、近似式Ｌ≒ｎ²×μ₀×（Ｄ／２）×ｌｎ（Ｄ／ｄ）で表現される。ここでＤ＝１０ｍｍ、ｄ＝１μｍ、コイルの巻き数ｎ＝1とすると、Ｌ＝０．０５７μＨと算出できる。 Next, the magnetic flux Φ at this time is Φ = A × B (A is an area crossed by the magnetic flux and is substantially a cross-sectional area of the loop coil). When the magnetic flux changes at the angular velocity ω, Φ = B × A cos ωt ₀ is satisfied. Therefore, the effective value of the electromotive force V is ω × B × A from V = −dΦ / dt = ω × B × Asin ωt. Here, assuming that the voltage V expected to be output from the signal generation circuit 11 is 0.1 V, the required area A of the loop coil is about 0.1 = ω × B × A (where ω = 2πf). Calculated as 10 mm ² . Further, the inductance L of the loop coil is expressed by the approximate expression L≈n ² × μ ₀ × (D / 2) × ln (D / d) when the diameter d of the coil wire itself is sufficiently smaller than the outer diameter of the loop. Expressed. Here, if D = 10 mm, d = 1 μm, and the number of coil turns n = 1, L = 0.057 μH can be calculated.

また、磁束から電圧への変換効率を向上させたい場合、図３に示すように、検知回路１１に容量Ｃを負荷抵抗ＲＬに対して並列に接続して、容量ＣとコイルのインダクタンスＬとの間で共振を発生させてもよい。共振周波数を周波数ｆ（＝２４ＧＨｚ）と実質的に同じ値にしたとき、共振周波数ｆ＝１／｛２π×√（Ｌ×Ｃ）｝より、Ｃは、７．７×１０^-16Ｆと算出できる。このように、周波数ｆを２４ＧＨｚのように高周波数にすればするほど、Ｃの容量値は小さくなるので、容量Ｃは信号生成回路１１に必須の要素ではない。 Further, when it is desired to improve the conversion efficiency from magnetic flux to voltage, as shown in FIG. 3, a capacitance C is connected to the detection circuit 11 in parallel with the load resistance RL, and the capacitance C and the inductance L of the coil are connected. A resonance may be generated between them. When the resonance frequency is substantially the same value as the frequency f (= 24 GHz), C is calculated as 7.7 × 10 ⁻¹⁶ F from the resonance frequency f = 1 / {2π × √ (L × C)}. it can. As described above, the higher the frequency f is like 24 GHz, the smaller the capacitance value of C. Therefore, the capacitance C is not an essential element for the signal generation circuit 11.

また、レーダ装置の検知エリアに物体が存在する場合、送信用アンテナ８から送出された高周波信号は、その物体に当たって反射する。このようにして生成される反射波は、受信用アンテナ１２により受信された後、受信側アンプ１３により増幅された後、合波器１４に与えられる。 When an object is present in the detection area of the radar device, the high frequency signal transmitted from the transmitting antenna 8 hits the object and is reflected. The reflected wave generated in this way is received by the receiving antenna 12, amplified by the receiving side amplifier 13, and then given to the multiplexer 14.

合波器１４は、信号生成回路１１から出力された肯定信号と、受信側アンプ１３から出力された反射波とを合波して、合波信号を受信側ミキサ１５に出力する。ここで、高周波信号は、パルス幅Ｔｗに相当する時間帯にしか送出されず、また、反射波は、高周波信号の送出後、送信用アンテナ８から物体の位置までの距離の実質的に２倍に相当する時間経過しないと受信側アンテナ８により受信されない。また、上述のように、反射波はコイル１０を横切らないので、反射波を受信している間、信号生成回路１１は肯定信号を送出しない。上述のように、肯定信号の出力時間帯と反射波の到来時間帯の差から、合波信号において、肯定信号の成分と、反射波の成分とは時間軸上で重複しない。また、反射波がコイル１０を横切ったとしても、反射波自身のエネルギーは、高周波信号のそれと比較して微小であることから、コイル１０は、識別可能な振幅レベルを有する肯定信号を、反射波に応答して出力することはほぼない。それゆえ、コイル１０が反射波を横切ることが可能に形成されていたとしても、合波信号において、肯定信号の成分と、反射波の成分とは時間軸上で重複しない。 The multiplexer 14 combines the positive signal output from the signal generation circuit 11 and the reflected wave output from the reception-side amplifier 13, and outputs the combined signal to the reception-side mixer 15. Here, the high frequency signal is transmitted only in a time zone corresponding to the pulse width Tw, and the reflected wave is substantially twice the distance from the transmitting antenna 8 to the position of the object after the high frequency signal is transmitted. If the time corresponding to does not elapse, it is not received by the receiving antenna 8. Further, as described above, since the reflected wave does not cross the coil 10, the signal generation circuit 11 does not send an affirmative signal while receiving the reflected wave. As described above, from the difference between the output time zone of the positive signal and the arrival time zone of the reflected wave, in the combined signal, the positive signal component and the reflected wave component do not overlap on the time axis. Even if the reflected wave crosses the coil 10, the energy of the reflected wave itself is small compared to that of the high-frequency signal, and therefore the coil 10 sends an affirmative signal having an identifiable amplitude level to the reflected wave. Almost no output in response to. Therefore, even if the coil 10 is formed to be able to cross the reflected wave, the component of the positive signal and the component of the reflected wave do not overlap on the time axis in the combined signal.

受信側ミキサ１５は、入力された合波信号と、発振器３からの搬送波とを周波数混合して中間信号を生成し、生成した中間信号をＬＰＦ１６に出力する。ここで、中間信号は、｜ｆ１｜周辺の周波数帯と、｜ｆ１＋２×ｆ２｜周辺の周波数帯とを占有する。 The receiving mixer 15 generates an intermediate signal by frequency-mixing the input combined signal and the carrier wave from the oscillator 3, and outputs the generated intermediate signal to the LPF 16. Here, the intermediate signal occupies a frequency band around | f1 | and a frequency band around | f1 + 2 × f2 |.

ＬＰＦ１６は、入力中間信号のうち、｜ｆ１｜周辺の低周波成分だけを通過させ、その結果生成されるベースバンド信号を信号処理系１に出力する。信号処理系１は、ベースバンド信号における反射波の成分から、周知のようにして、周囲の物体に関する情報を取得する。また、信号処理系１は、ベースバンド信号に肯定信号の成分が存在する場合に、レーダ装置が正常に動作していると判断する。 The LPF 16 passes only low frequency components around | f1 | of the input intermediate signal, and outputs a baseband signal generated as a result to the signal processing system 1. The signal processing system 1 acquires information on surrounding objects from the reflected wave component in the baseband signal in a known manner. Further, the signal processing system 1 determines that the radar apparatus is operating normally when a positive signal component exists in the baseband signal.

表示器１７は主として、信号処理系１で取得された物体に関する情報を表示する。また、表示器１７は特徴的には、本レーダ装置が正常か異常かを、信号処理系１の判断に従って表示する。 The display unit 17 mainly displays information about the object acquired by the signal processing system 1. Also, the display unit 17 characteristically displays whether the radar apparatus is normal or abnormal according to the judgment of the signal processing system 1.

次に、図４のフローチャートを参照して、図１に示すレーダ装置の動作を説明する。図４において、信号処理系１は、パルス発生器２に対してパルスを送出するよう命令する。さらに、信号処理系１は、時間カウントを行うタイマを初期値に設定した後、タイマを能動化する（ステップＳＴ１）。 Next, the operation of the radar apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 4, the signal processing system 1 instructs the pulse generator 2 to send a pulse. Further, the signal processing system 1 sets a timer for counting time to an initial value, and then activates the timer (step ST1).

信号処理系１からの命令に応答して、パルス発生器２は、前述のように、パルス幅Ｔｗのパルス信号を生成する。また、発振器３は搬送波を生成する。送信側ミキサ４は、入力された搬送波とパルス信号とから変調信号を生成する。このような変調信号のうち高周波成分はＨＰＦ５により選択され、高周波信号として、送信側アンプ６により増幅された後、送信用アンテナ８から送出される。さらに、高周波信号は、コイル１０を横切ってレーダ装置の外部に送出される。 In response to a command from the signal processing system 1, the pulse generator 2 generates a pulse signal having a pulse width Tw as described above. The oscillator 3 generates a carrier wave. The transmission-side mixer 4 generates a modulation signal from the input carrier wave and pulse signal. Of such a modulated signal, a high frequency component is selected by the HPF 5, amplified as a high frequency signal by the transmission side amplifier 6, and then transmitted from the transmitting antenna 8. Further, the high-frequency signal is transmitted outside the radar apparatus across the coil 10.

このように高周波信号がコイル１０を通過して送出された場合、信号生成回路１１は、肯定信号を生成する。合波器１４は、入力肯定信号と、受信側アンプ１３側からの信号とから合波信号を生成する。このような合波信号から、受信側ミキサ１５は中間信号を生成する。さらに、このような中間信号から、ＬＰＦ１６はベースバンド信号を生成し信号処理系１に出力する。 When the high-frequency signal is sent through the coil 10 in this way, the signal generation circuit 11 generates an affirmative signal. The multiplexer 14 generates a multiplexed signal from the input acknowledge signal and the signal from the receiving amplifier 13 side. From such a combined signal, the receiving mixer 15 generates an intermediate signal. Further, the LPF 16 generates a baseband signal from such an intermediate signal and outputs it to the signal processing system 1.

信号処理系１は、タイマを能動化した後、時間Δαだけ、肯定信号の成分が到着することを待機する。ここで、Δαは、パルス発生器２に命令を発生してから、肯定信号が信号処理系１に到着しているとみなせる時間余裕である。このようなΔαは、パルス発生器２、送信用アンテナ８、コイル１０、信号生成回路１１、ＬＰＦ１６及び信号処理系１で構成される伝搬経路の長さに基づいて定められる。 After activating the timer, the signal processing system 1 waits for the arrival of the positive signal component for the time Δα. Here, Δα is a time margin that can be considered that an affirmative signal has arrived at the signal processing system 1 after generating an instruction to the pulse generator 2. Such Δα is determined based on the length of the propagation path constituted by the pulse generator 2, the transmission antenna 8, the coil 10, the signal generation circuit 11, the LPF 16, and the signal processing system 1.

信号処理系１は、タイマの能動化後時間Δαが経過するまでに、予め定められた値以上の電圧を検出した場合（ステップＳＴ２でＹｅｓ）、肯定信号が到着したとみなして、レーダ装置が現在正常に動作していると判断する（ステップＳＴ３）。この場合、表示器１７は、レーダ装置が現在正常に動作していることを表示する。また、信号処理系１は、このような判断の後、ベースバンド信号に含まれる反射波の成分を使って、レーダ装置の周囲の物体に関する情報を取得する。 When the signal processing system 1 detects a voltage equal to or higher than a predetermined value by the time Δα after the activation of the timer (Yes in step ST2), the signal processing system 1 regards that the positive signal has arrived and the radar apparatus It is determined that it is currently operating normally (step ST3). In this case, the display unit 17 displays that the radar apparatus is currently operating normally. Further, after such determination, the signal processing system 1 uses the reflected wave component included in the baseband signal to acquire information about objects around the radar apparatus.

逆に、ステップＳＴ２でＮｏと判断した場合、レーダ装置が現在正常に動作していないと判断する（ステップＳＴ４）。この場合、表示器１７は、レーダ装置が現在正常に動作していないことを表示する。また、信号処理系１は、このような判断の後、好ましくは、動作を終了する。 Conversely, if it is determined No in step ST2, it is determined that the radar apparatus is not currently operating normally (step ST4). In this case, the display unit 17 displays that the radar apparatus is not currently operating normally. Moreover, the signal processing system 1 preferably ends the operation after such a determination.

以上説明したように、レーダ装置において、誘電体で構成されるレドーム９に、送出すべき電磁波が横切るようにコイル１０が形成される。さらに、レーダ装置は、コイル１０の両端に発生する起電力を検出可能な信号生成回路１１を備える。信号処理系１は、パルス発生器２がパルスを発生し始めた後、時間Δαが経過するまでに、信号生成回路１１からの肯定信号が到着すれば、レーダ装置が正常に動作していると判断する。このように、レドーム９に設置されたコイル１０を横切る電磁波を信号生成回路１１で検出することにより、たとえ自身が動作中であっても、正しく電磁波が送出されていることを自己診断可能なレーダ装置を提供することが可能となる。 As described above, in the radar apparatus, the coil 10 is formed on the radome 9 made of a dielectric so that the electromagnetic wave to be transmitted crosses. Further, the radar apparatus includes a signal generation circuit 11 that can detect an electromotive force generated at both ends of the coil 10. In the signal processing system 1, if the affirmative signal from the signal generation circuit 11 arrives before the time Δα elapses after the pulse generator 2 starts to generate pulses, the radar apparatus is operating normally. to decide. In this way, by detecting the electromagnetic wave crossing the coil 10 installed in the radome 9 with the signal generation circuit 11, a radar capable of self-diagnosis that the electromagnetic wave is correctly transmitted even if it is operating. An apparatus can be provided.

また、レドーム９にコイル１０が設置されることにより、付加的な技術的効果として、外観を損ねることなく、レーダ装置は自己診断を行うことが可能となる。 Further, the installation of the coil 10 on the radome 9 enables the radar apparatus to perform a self-diagnosis without deteriorating the appearance as an additional technical effect.

なお、以上の説明では、レーダ装置は、レドーム９を備えるとして説明した。しかし、これに限らず、レーダ装置は、パルス発生器２と、発振器３と、送信側ミキサ４と、ＨＰＦ５と、送信側アンプ６と、送信用アンテナ８と、コイル１０と、信号生成回路１１と、受信用アンテナ１２と、受信側アンプ１３と、合波器１４と、受信側ミキサ１５と、ＬＰＦ１６と、表示器１７とを備えるだけでも構わない。この場合、パルス発生器２と、発振器３と、送信側ミキサ４と、ＨＰＦ５と、送信側アンプ６と、送信用アンテナ８と、信号生成回路１１と、受信用アンテナ１２と、受信側アンプ１３と、合波器１４と、受信側ミキサ１５と、ＬＰＦ１６と、表示器１７とは、例えば車両のバンパのように誘電体材料の背後に設置される。また、コイル１０は誘電体材料内又は表面に形成される。 In the above description, the radar apparatus is described as including the radome 9. However, the present invention is not limited to this, and the radar apparatus includes a pulse generator 2, an oscillator 3, a transmission side mixer 4, an HPF 5, a transmission side amplifier 6, a transmission antenna 8, a coil 10, and a signal generation circuit 11. The receiving antenna 12, the receiving side amplifier 13, the multiplexer 14, the receiving side mixer 15, the LPF 16, and the display unit 17 may be provided. In this case, the pulse generator 2, the oscillator 3, the transmission side mixer 4, the HPF 5, the transmission side amplifier 6, the transmission antenna 8, the signal generation circuit 11, the reception antenna 12, and the reception side amplifier 13. The multiplexer 14, the reception-side mixer 15, the LPF 16, and the display 17 are installed behind the dielectric material, for example, like a bumper of a vehicle. The coil 10 is formed in or on the dielectric material.

また、以上の説明では、レーダ装置は、コイル１０に現れる誘起起電力により、電磁波が正しく送出されているか否かを判断していた。しかし、これに限らず、レドーム９のような誘電体の内部又は表面において、電磁波が通過する箇所に磁気センサ、電界センサ又は電磁波センサを設置するようにしても構わない。 Further, in the above description, the radar apparatus determines whether or not the electromagnetic wave is correctly transmitted based on the induced electromotive force appearing in the coil 10. However, the present invention is not limited to this, and a magnetic sensor, an electric field sensor, or an electromagnetic wave sensor may be installed at a location where an electromagnetic wave passes inside or on the surface of a dielectric such as the radome 9.

また、以上の説明では、信号生成回路１１から出力される肯定信号が高周波数であるため、受信側ミキサ１５及びＬＰＦ１６で肯定信号の周波数はダウンコンバートされていた。しかし、これに限らず、肯定信号が低周波数であれば、信号生成回路１１からの肯定信号は信号処理系１に直接与えられても構わない。また、信号生成回路１１からの肯定信号を信号処理系１に直接与えることが可能な構成の場合、レーダ装置は、パルス発生器２の代わりに連続波発生器を備えるようにしても構わない。ただし、送信側ミキサ４で、連続波発生器から出力された連続波をアップコンバートする場合には、信号生成回路１１から出力された肯定信号はダウンコンバートされる必要がある。 In the above description, since the affirmative signal output from the signal generation circuit 11 has a high frequency, the frequency of the affirmative signal is down-converted by the reception-side mixer 15 and the LPF 16. However, the present invention is not limited to this, and if the affirmative signal has a low frequency, the affirmative signal from the signal generation circuit 11 may be directly given to the signal processing system 1. In the case of a configuration in which the positive signal from the signal generation circuit 11 can be directly given to the signal processing system 1, the radar apparatus may include a continuous wave generator instead of the pulse generator 2. However, when the continuous wave output from the continuous wave generator is up-converted by the transmission side mixer 4, the positive signal output from the signal generation circuit 11 needs to be down-converted.

また、以上の説明では、信号処理系１は、Δαの時間内に肯定信号の成分が到達するか否かを判断していた。しかし、反射波の電圧とは逆の極性の起電力をコイル１０が誘起するのであれば、反射波の成分と肯定信号の成分とを信号処理系１は正しく識別することが可能となる。従って、このような状況下では、信号処理系１は常時肯定信号の成分をモニタしても構わない。 In the above description, the signal processing system 1 determines whether or not a positive signal component arrives within the time Δα. However, if the coil 10 induces an electromotive force having the opposite polarity to the voltage of the reflected wave, the signal processing system 1 can correctly identify the reflected wave component and the positive signal component. Therefore, under such circumstances, the signal processing system 1 may always monitor the component of the positive signal.

本発明に係るレーダ装置は、自身が動作中に電磁波を送出していることを自己診断可能な車載用途等に有用である。 The radar apparatus according to the present invention is useful for in-vehicle use and the like capable of self-diagnosis that the electromagnetic wave is being transmitted during operation.

本発明の一実施形態に係るレーダ装置の全体構成を示す模式図1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１に示すコイル１０の配置例を示す模式図Schematic diagram showing an example of arrangement of the coil 10 shown in FIG. 図１に示す信号生成回路１１の構成例を示す模式図1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the signal generation circuit 11 illustrated in FIG. 図１に示す信号処理系１の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the signal processing system 1 shown in FIG.

Explanation of symbols

１信号処理系
２パルス発生器
３発振器
４送信側ミキサ
５高域通過回路
６送信側アンプ
８送信用アンテナ
９レドーム
１０コイル
１１信号生成回路
１２受信用アンテナ
１３受信用アンプ
１４合波器
１５受信用ミキサ
１６低域通過回路
１７表示器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal processing system 2 Pulse generator 3 Oscillator 4 Transmission side mixer 5 High-pass circuit 6 Transmission side amplifier 8 Transmission antenna 9 Radome 10 Coil 11 Signal generation circuit 12 Reception antenna 13 Reception amplifier 14 Multiplexer 15 Reception Mixer 16 Low-pass circuit 17 Display

Claims

A radar device that acquires information on surrounding objects by receiving and processing a reflected wave of a high-frequency signal transmitted by itself,
A transmitting antenna for transmitting the high-frequency signal to the outside;
A radome installed in the vicinity of the transmitting antenna and through which a high-frequency signal transmitted from the transmitting antenna passes;
While a high-frequency signal passes through the radome, a signal generation circuit that generates an affirmative signal indicating that effect;
A radar apparatus comprising: a signal processing system that determines whether or not the high-frequency signal is transmitted from the transmitting antenna based on an affirmative signal generated by the signal generation circuit.

The radar apparatus according to claim 1, further comprising a display that displays a determination result of the signal processing system.

It is formed inside or on the surface of the radome, further comprising a coil through which a high-frequency signal transmitted from the transmitting antenna passes,
The radar apparatus according to claim 1, wherein the signal generation circuit generates an affirmative signal according to an induced electromotive force generated at both ends of the coil.