JP2006214961A - 2周波cwレーダ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】同一方向を向いた送信アンテナ34及び受信アンテナ35と、周波数f1,f2の異なる連続波をアンテナ34から空中へ出射する送信部31〜33と、アンテナ35で受信した反射波からドップラー低周波信号fd1,fd2 を検出する受信部36〜37と、その低周波信号から位相差Δφを検出して反射物までの距離Rを算出する信号処理部61と、アンテナ34,35を搭載して軸回転する回転支持機構63とを備え、その搭載がアンテナ34の出射中心線67と回転支持機構63の回転軸42とをねじれの位置の直線にする状態でなされる。
【選択図】 図1
Description
このような2周波CWレーダは、鉄道の踏切における障害物の検知や、駅のホーム下への転落者の検知などに、有用である。
一方、物体(反射物)までの距離に対応して変化する反射波の位相差に基づいて距離計測を行う2周波CW方式は(例えば特許文献1〜3参照)、測距精度は高いものの、センサ(アンテナ)と反射物との相対速度がゼロになっていると、その物体を検知できなくなる(特許文献3の課題欄を参照)、という弱点がある。
この場合(特許文献3の課題欄を参照)、反射物とアンテナ34,35との間に相対速度が存在することにより生じるドップラシフト周波数fd1,fd2 のドップラー低周波信号を検出して算出距離Rを得ていることから、反射物とアンテナとの間に相対速度が存在しなければ、即ち物体が静止しているときには、反射波を高周波信号で検波した結果が直流成分のみとなり、ドップラー低周波信号が得られないため、位相差Δφが存在せず、反射物までの距離Rを求めることができない。
もっとも、静止物体を検知できないという弱点が克服されていないまま、上述したような直截的態様で、従来の2周波CW方式と従来の回転走査方式とを組み合わせたのでは、直ちにFMCW方式を置き換えて検知精度を向上させる、ということにはならない。
しかしながら、周波数掃引方式では一掃引の時間中に反射物がほとんど移動しないことが前提となるため、送信波の方向が変化する回転走査方式と組み合わせると、周波数掃引中に反射物が次々に相対移動してしまうため、周波数掃引方式と回転走査方式とは相性が悪い。
そこで、回転走査機能を付加するに際して2周波CWレーダと回転支持機構との結合態様に工夫を凝らすことにより、静止物体も測距可能な回転走査型2周波CWレーダを簡素な構成で実現することが技術的な課題となる。
したがって、この発明によれば、静止物体も測距可能な回転走査型2周波CWレーダを簡素な構成で実現することができる。
したがって、この発明によれば、走査範囲全域の静止物体も測距可能な回転走査型2周波CWレーダを簡素な構成で実現することができる。
したがって、この発明によれば、静止物体も特定速度の移動物体も測距可能な回転走査型2周波CWレーダを簡素な構成で実現することができる。
したがって、この発明によれば、静止物体も特定速度の移動物体も精度良く測距しうる回転走査型2周波CWレーダを簡素な構成で実現することができる。
なお、それらの図示に際し既述した2周波CWレーダ50と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、重複する再度の説明は割愛し、以下、それとの相違点を中心に説明する。
回転軸42基準の極座標であれば、
組データ(√(R2+L2),θ−tan−1(R/L))とされ、
回転軸42基準の二次元直交座標であれば、
組データ(R・sinθ+L・cosθ,−R・cosθ+L・sinθ)とされる。
反射物の位置は、例えば正転時に出射範囲72の走査とたまたま同一速度で反射物73が移動していたときでも(図2(b)参照)、逆転時にはアンテナ34,35の移動速度を倍加した相対速度が生じるので、算出距離R1,R2のうち相対速度の大きい方を算出距離Rに採択することとも相俟って、より正確に検出される。
上記実施形態では、2周波CW方式の具体化に際して、同一方向を向いた別体のアンテナ34,35を設けたが、これらのアンテナは一体でも良く、また、周波数f1,f2の異なる連続波が交互に発生・出射されるようになっていたが、これらの連続波は同時に発生・出射されるようにしても良く、混合器36で受信信号と混合させる高周波を別途生成して信号分配器33を省いても良い(例えば特許文献3の段落0009,0011,0019,0021参照)。
また、信号処理部61は、単体のマイクロプロセッサやデジタルシグナルプロセッサ等で構成しても良く、複数のプロセッサで構成しても良く、複数の場合、FFTや,距離算出,位置算出などの演算を各プロセッサに分散させるようにしても良い。
31…変調器、32…高周波発信器、33…信号分配器、34…送信アンテナ、
35…受信アンテナ、36…混合器、37…フィルタ、38…信号処理部、
41…回転支持機構、42…回転軸、
50…2周波CWレーダ、51…信号処理部、52…回転制御部、
60…2周波CWレーダ、
61…信号処理部、62…回転制御部、63…回転支持機構、
64…レドーム、65…支軸、66…軌跡、67…出射中心線、
71…検知範囲、72…出射範囲、73…反射物
Claims (3)
- 同一方向を向いた送信アンテナ及び受信アンテナと、周波数の異なる連続波を前記送信アンテナから空中へ出射する送信部と、前記受信アンテナで受信した反射波からドップラー低周波信号を検出する受信部と、前記ドップラー低周波信号から位相差を検出して反射物までの距離を算出する信号処理部とを備えた2周波CWレーダにおいて、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを搭載して軸回転する回転支持機構が設けられ、その搭載が前記送信アンテナの出射中心線と前記回転支持機構の回転軸とをねじれの位置の直線にする状態でなされていることを特徴とする2周波CWレーダ。
- 前記回転支持機構の回転角と前記信号処理部の算出距離とから前記反射物の位置を算出するものであることを特徴とする請求項1記載の2周波CWレーダ。
- 双方向回転して首振り運動を行うとともに、回転方向を異にする算出距離を一つの算出値に纏めるものであることを特徴とする請求項2記載の2周波CWレーダ。
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