JP2006242686A - High-frequency transmitter/receiver, radar apparatus with same, vehicle mounted with same, and small vessel mounted with radar apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ミリ波レーダモジュールやミリ波無線通信機等に使用される高周波送受信器に関するものであり、送信用高周波信号の一部が受信側に漏洩しそれに対応するノイズとしての中間周波信号が受信系に出力されるのを遮断できる開閉器を有する高周波送受信器およびそれを具備するレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶に関するものである。 The present invention relates to a high-frequency transmitter / receiver used in a millimeter-wave radar module, a millimeter-wave wireless communication device, etc., and a part of a high-frequency signal for transmission leaks to the receiving side, and an intermediate frequency signal as noise corresponding thereto is The present invention relates to a high-frequency transmitter / receiver having a switch capable of blocking output to a receiving system, a radar apparatus including the same, a radar apparatus-equipped vehicle equipped with the same, and a radar apparatus-equipped small ship.
従来から、ミリ波レーダモジュールやミリ波無線通信機等への応用が期待される高周波送受信器の方式として、例えば、特許文献1に開示されているようなパルス変調方式が提案されている。
Conventionally, for example, a pulse modulation method disclosed in
しかしながら、パルス変調方式では、パルス変調された送信用のミリ波信号の一部が高周波送受信器の内部の反射等により受信系に不要な信号として出力され、これが受信性能に悪影響を及ぼすという問題点があった。 However, in the pulse modulation method, a part of the pulse-modulated millimeter-wave signal for transmission is output as an unnecessary signal to the reception system due to internal reflection of the high-frequency transmitter / receiver, which adversely affects reception performance. was there.
本発明者は既にこの問題点に対する解決策を提案している(特許文献2を参照。)。その構成の例を、図7および図8にそれぞれ平面図で示す。なお、これらの構成の例において用いられる非放射性誘電体線路の基本的な構成は図6に部分破断斜視図で示すようなものであり、高周波信号の波長の2分の1以下の間隔aで配置された平行平板導体41,42間に誘電体線路43が挟まれた構成である。
The present inventor has already proposed a solution to this problem (see Patent Document 2). Examples of the configuration are shown in plan views in FIGS. Note that the basic configuration of the non-radiative dielectric line used in the examples of these configurations is as shown in a partially broken perspective view in FIG. 6, with an interval a that is less than or equal to half the wavelength of the high-frequency signal. The
図7に示す例の高周波送受信器は、送信アンテナと受信アンテナとが一体化されたものの例であり、高周波信号であるミリ波信号の波長の2分の1以下の間隔で配置された平行平板導体51間(一方は図示していない)に、第1の誘電体線路53に付設され、高周波ダイオードから出力された高周波信号を周波数変調するとともにミリ波信号として第1の誘電体線路53を伝搬させるミリ波信号発振部52と、第1の誘電体線路53の途中に介在し、ミリ波信号をパルス化して送信用のミリ波信号として第1の誘電体線路53から出力させるパルス変調器(図示せず)と、第1の誘電体線路53に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第1の誘電体線路53に一端が接合されて、送信用のミリ波信号の一部をミキサー59側へ伝搬させる第2の誘電体線路58と、平行平板導体51に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部54aと第2の接続部54bと第3の接続部54cとを有し、一つの接続部から入力されたミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力するサーキュレータ54であって、第1の誘電体線路53のミリ波信号の出力端に第1の接続部54aが接続されるサーキュレータ54と、サーキュレータ54の第2の接続部54bに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ56を有する第3の誘電体線路55と、サーキュレータ54の第3の接続部54cに接続され、送受信アンテナ56で受信されて第3の誘電体線路55を伝搬し第2の接続部54bを通って第3の接続部54cから出力された受信波をミキサー59へ伝搬させる第4の誘電体線路57と、第2の誘電体線路58の中途と第4の誘電体線路57の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させて成り、送信用のミリ波信号の一部と受信波とを混合して中間周波信号を発生するミキサー59と、を設けた高周波送受信器である。そして、この例において、ミキサー59の出力端に、パルス変調された送信用のミリ波信号がパルス変調器から出力されたときに出力端を開状態とするスイッチング制御部(図示せず)を設けることにより、パルス変調器のパルス化動作を開始するためのパルス化信号がパルス変調器に入力されるのとほとんど同時に、不要信号がミキサー59よりも後段の受信系に出力されるのを防ぐことができる。
The high-frequency transmitter / receiver of the example shown in FIG. 7 is an example in which a transmission antenna and a reception antenna are integrated, and parallel plates arranged at intervals of 1/2 or less of the wavelength of a millimeter wave signal that is a high-frequency signal. Between the conductors 51 (one is not shown), it is attached to the first
図8に示す例の高周波送受信器は、送信アンテナと受信アンテナとを独立させたものの例であり、高周波信号であるミリ波信号の波長の2分の1以下の間隔で配置された平行平板導体61間(一方は図示していない)に、第1の誘電体線路63に付設され、高周波ダイオードから出力された高周波信号を周波数変調するとともにミリ波信号として第1の誘電体線路63を伝搬させるミリ波信号発振部62と、第1の誘電体線路63の途中に介在し、ミリ波信号をパルス化して送信用のミリ波信号として第1の誘電体線路63から出力させるパルス変調器(図示せず)と、第1の誘電体線路63に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第1の誘電体線路63に一端が接合されて、送信用のミリ波信号の一部をミキサー71側へ伝搬させる第2の誘電体線路68と、平行平板導体61に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部64aと第2の接続部64bと第3の接続部64cとを有し、一つの接続部から入力されたミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力するサーキュレータ64であって、第1の誘電体線路63のミリ波信号の出力端に第1の接続部64aが接続されるサーキュレータ64と、サーキュレータ64の第2の接続部64bに接続され、送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナ66を有する第3の誘電体線路65と、先端部に受信アンテナ70、他端部にミキサー71が設けられた、受信アンテナ70で受信された受信波を伝搬させる第4の誘電体線路69と、サーキュレータ64の第3の接続部64cに接続され、送信アンテナ66で受信混入したミリ波信号を減衰させる無反射終端部67aが先端に設けられた第5の誘電体線路67と、第2の誘電体線路68の中途と第4の誘電体線路69の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させて成り、、受信アンテナ70で受信された受信波を伝搬させるミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー71と、を設けた高周波送受信器である。そして、この例において、ミキサー71の出力端に、パルス変調された送信用のミリ波信号がパルス変調器から出力されたときに出力端を開状態とするスイッチング制御部(図示せず)を設けることにより、パルス変調器のパルス化動作を開始するためのパルス化信号がパルス変調器に入力されるのとほとんど同時に、送信アンテナ66から受信アンテナ70へ直接混入した不要信号がミキサー71よりも後段の受信系に出力されるのを防ぐことができる。
The high-frequency transmitter / receiver in the example shown in FIG. 8 is an example in which a transmitting antenna and a receiving antenna are independent from each other, and parallel plate conductors arranged at intervals of 1/2 or less of the wavelength of a millimeter-wave signal that is a high-frequency signal. Between 61 (one is not shown), it is attached to the first
次に、図9は図7に示す高周波送受信器をミリ波レーダとして用いたときの各部の構成をブロック回路図で示したものである。 FIG. 9 is a block circuit diagram showing the configuration of each part when the high-frequency transmitter / receiver shown in FIG. 7 is used as a millimeter wave radar.
図9において、111は、ガンダイオードおよびバラクターダイオードを具備したVCO(Voltage Controlled Oscillator:電圧制御発振器)であり、その変調信号入力用のIN−2端子に信号が入力されて動作する。このVCO111の出力信号を、IN−1端子に入力されたパルス化信号をパルス変調器112に入力することにより、パルス変調器112によってパルス変調させる。このパルス変調器112は、図7においては、第1の誘電体線路53の途中に介在するものであり、図10にその構成を斜視図で示すようなスイッチ(RFスイッチ)である。
In FIG. 9,
図10に示すパルス変調器の構成は、配線基板88の一主面にチョーク型バイアス供給線路90を形成して、その中途に形成された接続用の電極81,81間に、半田実装されたビームリードタイプのPINダイオードやショットキーバリアダイオード80を設けたスイッチである。このようなスイッチが、PINダイオードやショットキーバリアダイオード80が第1の誘電体線路53の途中の端面間に、そのバイアス印加電圧方向が横方向になるように設置されて、パルス変調器112として使用される。
In the configuration of the pulse modulator shown in FIG. 10, a choke-type
113は、送信時にはミリ波信号をアンテナ114側へ伝送させ、受信時には受信波をミキサー115側へ伝送させるサーキュレータ、114はミリ波信号の送受信用のアンテナであり、アンテナ114は、サーキュレータ113とは金属導波管または金属導波管に誘電体を充填した誘電体導波管等を介して接続された、例えばホーンアンテナ等である。また、115は、VCO111から出力されたミリ波信号とアンテナ114で受信した受信信号とを混合することにより、目標物までの距離等を検出するための中間周波信号を出力するミキサーである。
113 is a circulator that transmits a millimeter wave signal to the
116は、ミキサー115から出力された中間周波信号を遮断したり通過させたりする開閉器としてのスイッチである。また、119はスイッチ116の開閉(オン−オフ)のタイミングを制御する制御部である。これらスイッチ116および制御部119からスイッチング制御部が構成される。
制御部119は、パルス変調器112と連動するようにIN−1端子のパルス化信号が入力されて、パルス変調器112でパルス変調された送信用のミリ波信号が、NRDガイドと誘電体導波管との接続部で反射されたりサーキュレータ113から漏れてミキサー115を介して不要信号となって出力されたりして増幅器118に入力される前に、スイッチ116により遮断するようにその開閉のタイミングを制御する。
The
なお、117はスイッチ116と増幅器118とを交流結合するためのコンデンサである。
以上の構成により、パルス変調された送信用のミリ波信号がミキサー115に混入して後段の受信系に漏れないように遮断できるため、ミリ波レーダシステムの探知精度を高めることが可能となる。
しかしながら、特許文献2において提案した構成においても、本発明者らがさらに高周波送受信器の性能を高めるべく鋭意検討を重ねた結果、次に述べるようなさらに改善が望まれる問題点を見いだした。
However, even in the configuration proposed in
一般に、高周波ダイオードを用いたパルス変調器112は、ゼロバイアス容量等の高周波ダイオードに固有の特性を有しているため、駆動用に理想的なパルス信号を入力したとしても、変調電流にリンギングノイズ等の歪みが大なり小なり生じることがある。また、駆動用のパルス信号自身にも大なり小なり同様の歪みが存在することがある。これらのため、パルス変調器112から出力されるミリ波信号の出力強度が信号の1周期内において定常状態に安定するまでに、ある一定時間が必要である。その結果、IN−1端子の信号を開(オフ)状態にして、ミリ波信号の出力を開(オフ)状態にした後、ミリ波信号の出力強度の変動が残っていて、これが不要な信号(ノイズ)としてミキサー115に出力されてしまい、本来検出すべき信号と混信して、レーダ探知性能を悪化させる場合があるという問題点があった。
In general, the
本発明は以上のような改善が望まれる問題点を解決すべく案出されたものであり、その目的は、送信用高周波信号の一部が受信側に漏洩し、その送信用高周波信号のスイッチング等に起因するノイズとしての中間周波信号が受信系に出力されるのを遮断できる開閉器を有した高周波送受信器において、送信用高周波信号をスイッチングする過渡的な状態においてもそのようなノイズとしての中間周波信号を確実に遮断することができる高周波送受信器を提供することにある。 The present invention has been devised to solve the above-described problems that are desired to be improved. The purpose of the present invention is to cause a part of the high-frequency signal for transmission to leak to the receiving side, and to switch the high-frequency signal for transmission. In a high-frequency transmitter / receiver having a switch capable of blocking the output of an intermediate frequency signal as noise caused by, for example, noise to the receiving system, even in a transient state where the high-frequency signal for transmission is switched, An object of the present invention is to provide a high frequency transmitter / receiver capable of reliably blocking an intermediate frequency signal.
また、本発明の他の目的は、上記本発明の高周波送受信器を用いた高性能なレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a high-performance radar device using the high-frequency transceiver of the present invention, a radar device-equipped vehicle equipped with the radar device, and a radar device-equipped small vessel.
本発明の第1の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を切り替えて一方の出力端に送信用高周波信号として出力するかまたは他方の出力端にローカル信号として出力する切替えスイッチと、入力端,出力端および入出力端を有し前記一方の出力端に前記入力端が接続された、前記入力端または前記出力端に前記入出力端を切り替えて接続する第2の切替えスイッチと、この第2の切替えスイッチの前記入出力端に接続された送受信アンテナと、前記切替えスイッチの前記他方の出力端と前記第2の切替えスイッチの前記出力端との間に接続された、前記他方の出力端に出力されたローカル信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、このミキサーの出力端に接続された増幅器と、この増幅器の電源路に接続された、開状態で前記増幅器の電源を遮断し、前記送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって前記増幅器の電源を投入する開閉器とを具備することを特徴とするものである。 A first high-frequency transmitter / receiver according to the present invention includes a high-frequency oscillator that generates a high-frequency signal, and switches the high-frequency signal connected to the high-frequency oscillator and outputs the high-frequency signal to one output terminal as a transmission high-frequency signal or the other. A changeover switch that outputs a local signal at the output end, and has an input end, an output end, and an input / output end, and the input end is connected to the one output end, and the input / output end is connected to the input end or the output end. A second changeover switch for switching, a transmission / reception antenna connected to the input / output end of the second changeover switch, the other output end of the changeover switch, and the output of the second changeover switch An intermediate frequency signal is output by mixing the local signal output to the other output end connected to the other end and the high frequency signal received by the transmitting / receiving antenna. A mixer connected to the output terminal of the mixer, and the power supply of the amplifier that is connected to the power path of the amplifier in an open state, and the high frequency signal for transmission is stable in a non-output state And a switch for turning on the power of the amplifier in a closed state.
本発明の第2の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を切り替えて一方の出力端に送信用高周波信号として出力するかまたは他方の出力端にローカル信号として出力する切替えスイッチと、前記一方の出力端に接続された送信アンテナと、前記切替えスイッチの前記他方の出力端側に接続された受信アンテナと、前記切替えスイッチの前記他方の出力端と前記受信アンテナとの間に接続された、前記他方の出力端に出力されたローカル信号と前記受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、このミキサーの出力端に接続された増幅器と、この増幅器の電源路に接続された、開状態で前記増幅器の電源を遮断し、前記送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって前記増幅器の電源を投入する開閉器とを具備することを特徴とするものである。 A second high-frequency transmitter / receiver of the present invention includes a high-frequency oscillator that generates a high-frequency signal, and switches the high-frequency signal connected to the high-frequency oscillator and outputs the high-frequency signal to one output terminal as a transmission high-frequency signal or the other. A changeover switch that outputs a local signal at the output end, a transmission antenna connected to the one output end, a reception antenna connected to the other output end side of the changeover switch, and the other of the changeover switch A mixer connected between an output end and the receiving antenna, which mixes a local signal output to the other output end and a high frequency signal received by the receiving antenna, and outputs an intermediate frequency signal, and this mixer An amplifier connected to the output terminal of the amplifier, and the power supply of the amplifier is cut off in an open state connected to the power path of the amplifier, and the transmitting high frequency No. is characterized in that it comprises a switch which is closed to power of the amplifier when the stable in a non-output state.
また、本発明の第1または第2の高周波送受信器は、上記各構成において、前記切替えスイッチは、入力された高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端および前記他方の出力端のそれぞれに接続された第1および第2のPINダイオードとを具備しており、この第1および第2のPINダイオードの少なくともいずれか一方に順方向バイアス電圧を印加するバイアス回路が接続されていることを特徴とするものである。 In the first or second high-frequency transmitter / receiver according to the present invention, in each of the above-described configurations, the changeover switch branches the input high-frequency signal and outputs the branched high-frequency signal to one output end and the other output end. And first and second PIN diodes connected to the one output terminal and the other output terminal, respectively, and in order to at least one of the first and second PIN diodes. A bias circuit for applying a directional bias voltage is connected.
また、本発明のレーダ装置は、上記本発明の第1および第2のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することを特徴とするものである。 Further, the radar apparatus of the present invention processes either the first or second high frequency transmitter / receiver of the present invention and the distance information to the detection target by processing the intermediate frequency signal output from the high frequency transmitter / receiver. And a distance information detector for detecting.
また、本発明のレーダ装置搭載車両は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするものである。 A vehicle equipped with a radar device according to the present invention includes the radar device according to the present invention, and is characterized in that the radar device is used for detection of a detection target.
また、本発明のレーダ装置搭載船舶は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするものである。 Further, a ship equipped with a radar device according to the present invention includes the radar device according to the present invention, and the radar device is used for detection of a detection object.
本発明の第1の高周波送受信器によれば、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を切り替えて一方の出力端に送信用高周波信号として出力するかまたは他方の出力端にローカル信号として出力する切替えスイッチと、入力端,出力端および入出力端を有し前記一方の出力端に前記入力端が接続された、前記入力端または前記出力端に前記入出力端を切り替えて接続する第2の切替えスイッチと、この第2の切替えスイッチの前記入出力端に接続された送受信アンテナと、前記切替えスイッチの前記他方の出力端と前記第2の切替えスイッチの前記出力端との間に接続された、前記他方の出力端に出力されたローカル信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、このミキサーの出力端に接続された増幅器と、この増幅器の電源路に接続された、開状態で前記増幅器の電源を遮断し、前記送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって前記増幅器の電源を投入する開閉器とを具備することから、送信用高周波信号を間欠的に送信する際に、この送信用高周波信号の強度が不安定な時に、増幅器の電源路に接続された開閉器が増幅器の電源を遮断するように開(オフ)状態となって増幅器から中間周波信号が出力されないように動作するため、切替えスイッチに入力される開閉信号にパルス波形歪み等のノイズが含まれていて、このノイズが送信用高周波信号に混入し、さらにこのようなノイズを含んだ送信用高周波信号の一部がミキサー側に漏洩したとしても、増幅器および開閉器が、このようなノイズを含んだ送信用高周波信号の一部に対応する中間周波信号を適切に遮断するように働くので、S/N(信号対ノイズ)比を高くすることができ、受信性能を高くすることができる高周波送受信器となる。 According to the first high-frequency transmitter / receiver of the present invention, the high-frequency oscillator that generates a high-frequency signal and the high-frequency signal connected to the high-frequency oscillator are switched and output to one output terminal as a high-frequency signal for transmission or A change-over switch that outputs a local signal at the other output end, and an input end, an output end, and an input / output end, and the input end is connected to the one output end. A second changeover switch for switching and connecting the output ends, a transmission / reception antenna connected to the input / output end of the second changeover switch, the other output end of the changeover switch and the second changeover switch An intermediate frequency signal obtained by mixing a local signal output to the other output end connected to the output end and a high frequency signal received by the transmitting / receiving antenna. The output mixer, the amplifier connected to the output terminal of the mixer, and the power supply of the amplifier connected to the power supply path of the amplifier are shut off in the open state, and the high frequency signal for transmission is stable in the non-output state And a switch for turning on the power of the amplifier when it is in a closed state. Therefore, when transmitting the high-frequency signal for transmission intermittently, when the intensity of the high-frequency signal for transmission is unstable, the amplifier Since the switch connected to the power supply path is in an open (off) state so as to cut off the power supply of the amplifier, and the intermediate frequency signal is not output from the amplifier, the switching signal input to the changeover switch is pulsed. Even if noise such as waveform distortion is included, this noise is mixed in the transmission high-frequency signal, and even if a part of the transmission high-frequency signal containing such noise leaks to the mixer side, Since the width switch and the switch work to appropriately cut off the intermediate frequency signal corresponding to a part of the transmission high-frequency signal including such noise, the S / N (signal to noise) ratio is increased. Thus, a high frequency transmitter / receiver capable of improving the reception performance is obtained.
また、本発明の第2の高周波送受信器によれば、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を切り替えて一方の出力端に送信用高周波信号として出力するかまたは他方の出力端にローカル信号として出力する切替えスイッチと、前記一方の出力端に接続された送信アンテナと、前記切替えスイッチの前記他方の出力端側に接続された受信アンテナと、前記切替えスイッチの前記他方の出力端と前記受信アンテナとの間に接続された、前記他方の出力端に出力されたローカル信号と前記受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、このミキサーの出力端に接続された増幅器と、この増幅器の電源路に接続された、開状態で前記増幅器の電源を遮断し、前記送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって前記増幅器の電源を投入する開閉器とを具備することから、送受別体のアンテナを用いた高周波送受信器においても、送信用高周波信号を間欠的に送信する際に、この送信用高周波信号の強度が不安定な時に、増幅器の電源路に接続された開閉器が増幅器の電源を遮断するように開(オフ)状態となって増幅器から中間周波信号が出力されないように動作するため、切替えスイッチに入力される開閉信号にパルス波形歪み等のノイズが含まれていて、このノイズが送信用高周波信号に混入し、さらにこのようなノイズを含んだ送信用高周波信号の一部がミキサー側に漏洩したとしても、増幅器および開閉器が、このようなノイズを含んだ送信用高周波信号の一部に対応する中間周波信号を適切に遮断するように働くので、S/N(信号対ノイズ)比を高くすることができ、受信性能を高くすることができる高周波送受信器となる。 According to the second high frequency transmitter / receiver of the present invention, the high frequency oscillator for generating a high frequency signal and the high frequency signal connected to the high frequency oscillator are switched and output to one output terminal as a transmission high frequency signal. Or a changeover switch that outputs a local signal to the other output end, a transmission antenna connected to the one output end, a reception antenna connected to the other output end of the changeover switch, and the changeover switch A mixer that is connected between the other output terminal and the reception antenna, and that outputs an intermediate frequency signal by mixing a local signal output to the other output terminal and a high-frequency signal received by the reception antenna And an amplifier connected to the output terminal of the mixer, and an amplifier connected to the power path of the amplifier, shutting off the power of the amplifier in the open state, A high-frequency transmitter / receiver that uses a separate antenna for transmission, since it includes a switch that is turned on when the trusted high-frequency signal is stable in a non-output state and is turned on. When transmitting the signal intermittently, when the strength of the high-frequency signal for transmission is unstable, the switch connected to the power supply path of the amplifier is in an open (off) state so as to cut off the power supply of the amplifier. Since the operation is performed so that the intermediate frequency signal is not output from the amplifier, noise such as pulse waveform distortion is included in the open / close signal input to the changeover switch, and this noise is mixed in the high frequency signal for transmission. Even if a part of the high-frequency signal for transmission containing noise leaks to the mixer side, the amplifier and the switch are in the middle corresponding to a part of the high-frequency signal for transmission containing such noise. Since serve to properly cut off the wave signal, it is possible to increase the S / N (signal to noise) ratio, a high frequency transceiver can increase the reception performance.
また、本発明の第1または第2の高周波送受信器によれば、前記切替えスイッチは、入力された高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端および前記他方の出力端のそれぞれに接続された第1および第2のPINダイオードとを具備しており、この第1および第2のPINダイオードの少なくとも一方に順方向バイアス電圧を印加するバイアス回路が接続されているときには、第1および第2のPINダイオードの少なくとも一方が低インピーダンスとなるため、第1および第2のPINダイオードをスイッチングしても高周波信号の入力側から見たインピーダンスを常に低くかつ安定にすることができるので、高周波発振器の負荷変動を抑制し、高周波信号の発振周波数を安定にすることができるとともに、このような構成であるために送信用高周波信号が送信されると同時にローカル信号がミキサーに入力されてノイズとしての中間周波信号を発生させてしまうことがあってもノイズとしての中間周波信号は開閉器により遮断されるので、全体として送信周波数を安定にすることができてかつ受信のS/N(信号対ノイズ)比を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。 Further, according to the first or second high-frequency transmitter / receiver of the present invention, the changeover switch branches the input high-frequency signal and outputs it to one output end and the other output end; And a first and second PIN diodes connected to one output terminal and the other output terminal, respectively, and a forward bias voltage is applied to at least one of the first and second PIN diodes. When the bias circuit is connected, at least one of the first and second PIN diodes has a low impedance. Therefore, even when the first and second PIN diodes are switched, the impedance viewed from the input side of the high-frequency signal Can be made low and stable at all times, so the load fluctuation of the high frequency oscillator can be suppressed and the oscillation frequency of the high frequency signal can be stabilized. In addition, because of this configuration, even if a high frequency signal for transmission is transmitted and a local signal is input to the mixer and an intermediate frequency signal as noise is generated, the intermediate frequency as noise can be generated. Since the signal is cut off by the switch, the transmission frequency can be stabilized as a whole, and a high-performance high-frequency transmitter / receiver that can increase the S / N (signal-to-noise) ratio of reception can be obtained.
また、本発明のレーダ装置によれば、上記本発明の第1および第2のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することから、高周波送受信器の受信性能が高いため、早く確実に探知対象物を探知することができるとともに至近距離や遠方の探知対象物をも探知することができるレーダ装置となる。 Further, according to the radar apparatus of the present invention, either the first or second high-frequency transmitter / receiver of the present invention and the distance to the detection object by processing the intermediate frequency signal output from the high-frequency transmitter / receiver. Since it has a distance information detector that detects information, the reception performance of the high-frequency transmitter / receiver is high, so that it is possible to detect a detection object quickly and reliably, and also to detect a detection object at a short distance or far away It becomes a radar device that can.
また、本発明のレーダ装置搭載車両によれば、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることから、レーダ装置が早く確実に探知対象物である他の車両を探知するため、急激な挙動を車両に起こさせることなく、車両の適切な制御や運転者への適切な警告をすることができるレーダ装置搭載車両となる。 Further, according to the vehicle equipped with the radar device of the present invention, since the radar device of the present invention is provided and this radar device is used for detection of the detection target object, the other radar device is the detection target object quickly and reliably. Therefore, the vehicle equipped with the radar device can perform appropriate control of the vehicle and appropriate warning to the driver without causing the vehicle to make a sudden behavior.
また、本発明のレーダ装置搭載船舶によれば、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることから、レーダ装置が早く確実に探知対象物である他の小型船舶を探知するため、急激な挙動を小型船舶に起こさせることなく、小型船舶の適切な制御や操縦者への適切な警告をすることができるレーダ装置搭載小型船舶となる。 Further, according to the ship equipped with the radar device of the present invention, since the radar device of the present invention is provided, and this radar device is used for detection of the detection target, the radar device is another small size that is the detection target quickly and reliably. In order to detect a ship, it is a small ship equipped with a radar device that can perform appropriate control of a small ship and an appropriate warning to a pilot without causing a rapid behavior in the small ship.
本発明の第1および第2の高周波送受信器、それらを具備するレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶について、高周波信号としてミリ波信号を使用するものを例にとって以下に詳細に説明する。 The first and second high-frequency transmitter / receivers of the present invention, the radar apparatus including them, the radar apparatus-equipped vehicle and the small ship equipped with the radar apparatus, using the millimeter-wave signal as an example of the high-frequency signal will be described below. Will be described in detail.
図1は本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の一例を模式的に示すブロック回路図である。また、図2は本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の一例を模式的に示すブロック回路図である。また、図3は本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の他の例を模式的に示すブロック回路図である。また、図4は図3に示す高周波送受信器の例におけるミリ波帯の高周波信号を伝送するミリ波伝送部の例を模式的に示す平面図である。また、図5は図4に示すミリ波伝送部におけるRFスイッチの例を模式的に示す平面図である。 FIG. 1 is a block circuit diagram schematically showing an example of an embodiment of a first high-frequency transceiver according to the present invention. FIG. 2 is a block circuit diagram schematically showing an example of an embodiment of the second high-frequency transceiver according to the present invention. FIG. 3 is a block circuit diagram schematically showing another example of the embodiment of the second high-frequency transceiver of the present invention. FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of a millimeter wave transmission unit that transmits a millimeter wave band high frequency signal in the example of the high frequency transceiver shown in FIG. FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of an RF switch in the millimeter wave transmission unit shown in FIG.
図1〜図5において、1は高周波発振器、2は分岐器、2a,2b,2cは入力端,一方の出力端,他方の出力端、3,3’,3”はそれぞれスイッチ,第1のスイッチ,第2のスイッチとしてのRFスイッチ,第1のRFスイッチ,第2のRFスイッチ、5は送受信アンテナ、6はミキサー、7は増幅器、7a,7bは増幅器7の電源を入り切りする開閉器としてのスイッチ、8,8’8”は切替えスイッチ,切替えスイッチ,第2のスイッチとしての切替えRFスイッチ,切替えRFスイッチ,第2の切替えRFスイッチ、8a,8’aは入力端,8b,8’bは一方の出力端,8c,8’cは他方の出力端、8”aは入出力端,8”bは入力端,8”cは出力端、9は送信アンテナ、10は受信アンテナ、11は下側の平板導体(上側の平板導体は図示せず)である。
1 to 5, 1 is a high-frequency oscillator, 2 is a branching device, 2a, 2b, and 2c are input terminals, one output terminal, the other output terminal, 3, 3 ', and 3 "are switches, respectively. Switch, RF switch as second switch, first RF switch, second RF switch, 5 is a transmission / reception antenna, 6 is a mixer, 7 is an amplifier, 7a and 7b are switches for turning on / off the power of the
また、30はスイッチ3’,3”に用いる基板、31は基板30上に形成されたチョーク型バイアス供給線路、32は接続端子、33はPINダイオード、31aは幅の広い線路、31bは幅の狭い線路、36は接続端子、37はミリ波検波用素子としてのダイオードである。
Further, 30 is a substrate used for the
まず、本発明の第1および第2の高周波送受信器について図面を参照しつつ詳細に説明する。 First, the first and second high-frequency transceivers of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示す本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生する高周波発振器1と、この高周波発振器1に接続された、高周波信号を切り替えて一方の出力端2bに送信用高周波信号RFtとして出力するかまたは他方の出力端2cにローカル信号LOとして出力する切替えRFスイッチ8’と、一方の出力端8’bに入力端8”bが接続された、入出力端8”aを入力端8”bまたは出力端8”cに切り替えて接続する第2の切替えRFスイッチ8”と、この第2の切替えRFスイッチ8”の入出力端8”aに接続された送受信アンテナ5と、切替えRFスイッチ8’の他方の出力端8’cと第2の切替えRFスイッチの出力端8”cとの間に接続された、他方の出力端8’cに出力されたローカル信号LOと送受信アンテナ5で受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー6と、このミキサー6の出力端に接続された増幅器7と、この増幅器7の電源路に接続された、開状態で増幅器7の電源を遮断し、送信用高周波信号RFtが非出力状態で安定したときに閉状態となって増幅器7の電源を投入するスイッチ7a,7bとを備えている構成である。
An example of an embodiment of the first high-frequency transceiver of the present invention shown in FIG. 1 is a high-
また、図2に示す本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生する高周波発振器1と、この高周波発振器1に接続された、高周波信号を切り替えて一方の出力端8bに送信用高周波信号として出力するかまたは他方の出力端8cにローカル信号LOとして出力する切替えRFスイッチ8と、一方の出力端8bに接続された、この一方の出力端8bに接続された送信アンテナ9と、切替えRFスイッチ8の他方の出力端8c側に接続された受信アンテナ10と、切替えRFスイッチ8の他方の出力端8cと受信アンテナ10との間に接続された、他方の出力端8cに出力されたローカル信号LOと受信アンテナ10で受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー6と、このミキサー6の出力端に接続された増幅器7と、この増幅器7の電源路に接続された、開状態で増幅器7の電源を遮断し、送信用高周波信号RFtが非出力状態で安定したときに閉状態となって増幅器7の電源を投入するスイッチ7a,7bとを備えている構成である。
Further, the second embodiment of the second high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in FIG. 2 has a high-
上記構成において、切替えRFスイッチ8,8’および第2の切替えRFスイッチ8”としては、例えば砒化ガリウム(GaAs)製電界効果トランジスタ(MESFET)や砒化ガリウム(GaAs)製PINダイオード等の半導体素子から成るいわゆるSPDT(Single Port Double Throw)を用いればよい。このような切替えRFスイッチ8,8’の入力端8a,8’aを高周波発振器1に接続し、切替えRFスイッチ8,8’をスイッチングさせることにより高周波発振器1で発生した高周波信号を、一方の出力端8b,8’bに送信用高周波信号RFtとして出力するかまたは他方の出力端8c,8’cにローカル信号LOとして出力するようにすればよい。
In the above configuration, the switching
このような切替えRFスイッチ8,8’は、送信用高周波信号RFtからローカル信号LOに出力が切り替わった瞬間に送信用高周波信号RFtを完全に遮断し、一方の出力端8b,8’b側にノイズを発生させないことが理想であるが、実際には切替えRFスイッチ8,8’に入力されるスイッチング制御信号が持つ歪みや切替えRFスイッチ8,8’自身が持つスイッチング特性のために、送信用高周波信号RFtからローカル信号LOに出力が切り替わった後に一方の出力端8b,8’bにスイッチングの際にノイズが出力され、これが十分に減衰するまでに一定時間を要する。そして、このようなノイズがミキサー6に漏洩するとミキサー6からノイズとしての不要な中間周波信号が出力されることとなる。そこで、スイッチ7a,7bを用い、そのようなスイッチング際に出力されるノイズが十分に減衰するまで増幅器7の電源を遮断して増幅器7から不要な中間周波信号が出力されないようにする。
Such a switching
すなわち、上記構成において、スイッチ7a,7bは、送信用高周波信号RFtを間欠的に送信する前後で、その送信用高周波信号RFtの出力状態が不安定な時には開状態となって増幅器7の電源を遮断することにより中間周波信号を遮断し、その出力状態が安定してから閉状態となって増幅器7の電源を投入することにより中間周波信号を通過させるように動作する。このようにスイッチ7a,7bを動作させるためには、具体的には、スイッチ7a,7bの開閉を制御するスイッチング制御部(図示せず)に遅延線路もしくは遅延回路要素を設け、RFスイッチ3の開閉信号から一定時間だけ遅延させたタイミングで、そのスイッチング制御部においてスイッチ7a,7bの開閉を制御する信号を発生させるようにすればよい。また、スイッチ7a,7bとしては、具体的には、CMOS,TTL等の半導体論理素子、アナログIC、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ(FET)、メカニカルスイッチまたはMEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ)スイッチ等を用いればよい。なお、このように増幅器7の電源を遮断するのは、ミキサー6の出力端にスイッチを接続してこのスイッチにより中間周波信号を直接遮断するのと比べてスイッチのスイッチングノイズが中間周波信号に混入しにくくなる点でよい。
That is, in the above configuration, the switches 7a and 7b are opened before and after the transmission high-frequency signal RFt is intermittently transmitted, and when the output state of the transmission high-frequency signal RFt is unstable, the switches 7a and 7b are opened. By shutting off, the intermediate frequency signal is cut off, and after the output state is stabilized, the closed state is entered, and the
本発明の第1または第2の高周波送受信器によれば、上記構成とすることから、高周波信号を送信用高周波信号RFtとローカル信号LOとに切替えRFスイッチ8’(切替えRFスイッチ8)により切り替えて送信用高周波信号RFtを間欠的に送信する際に、この送信用高周波信号RFtの強度が不安定な時に増幅器7の電源路に接続されたスイッチ7a,7bが増幅器7の電源を遮断するように開(オフ)状態となって増幅器7から中間周波信号が出力されないように動作するため、切替えRFスイッチ8,8’に入力される開閉信号にパルス波形歪み等のノイズが含まれていて、このノイズが送信用高周波信号RFtに混入し、さらにこのようなノイズを含んだ送信用高周波信号RFtの一部がミキサー6側に漏洩したとしても、増幅器7およびスイッチ7a,7bが、このようなノイズを含んだ送信用高周波信号RFtの一部に対応する中間周波信号を適切に遮断するように働くので、S/N(信号対ノイズ)比を高くすることができ、受信性能を高くすることができるものとなる。
According to the first or second high-frequency transmitter / receiver of the present invention, since the above configuration is adopted, the high-frequency signal is switched between the transmission high-frequency signal RFt and the local signal LO by the
また、RFスイッチ3は、主要な構成要素としてIII−V族化合物半導体を含む材料から成る半導体素子を用いるときには、III−V族化合物半導体を含む材料から成る半導体素子は、キャリアの移動度が大きくてライフタイムが短いため、RFスイッチ3において、この半導体素子にスイッチング電流を流す際、RFスイッチ3のスイッチング電流を過渡状態から速やかに定常状態に収束させることができるので、このスイッチング電流に対応するパルス化された送信用高周波信号RFtも速やかに定常状態に収束させることができ、パルス化された送信用高周波信号RFtを出力した後、早いタイミングでスイッチ7a,7bを閉(オン)状態にしても、送信用高周波信号RFtにパルスの立ち上がり直後に発生する不要な信号が混入した中間周波信号がミキサー6の後段に出力されることがなくなり、中間周波信号が遮断されることにより送受信することができなくなる時間を短縮することができる。III−V族化合物半導体を含む材料としては、砒化ガリウム(GaAs)の他、インジウム・燐(InP)およびインジウム・アンチモン(InSb)の他、砒化ガリウム(GaAs)にインジウム(In)もしくはアルミニウム(Al)を含んだ砒化インジウム・ガリウム(InGaAs)、砒化ガリウム・アルミニウム(GaAlAs)、砒化インジウム・ガリウム・アルミニウム(InGaAlAs)もしくは砒化インジウム・アルミニウム・ガリウム(InAlGaAs)、またはこれら、砒化インジウム(InAs)、砒化アルミニウム(AlAs)および砒化インジウム・アルミニウム(InAlAs)の混晶もしくは多層超格子(MQW)を用いればよい。また、これらのいずれかの材料から成る半導体素子としては、ダイオード、バイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタ(FET)を用いればよい。
Further, when the
次に、図3にブロック回路図で示す本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の他の例は、図2に示す高周波送受信器に対して、切替えRFスイッチ8は、入力された高周波信号を分岐して一方の出力端2bと他方の出力端2cとに出力する分岐器2と、一方の出力端2bおよび他方の出力端2cのそれぞれに接続された第1および第2のPINダイオード3’,3”とを備えており、それら第1および第2のPINダイオード3’,3”の少なくとも一方に順方向バイアス電圧を印加するバイアス回路が接続されている構成である。
Next, in another example of the embodiment of the second high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in the block circuit diagram of FIG. 3, the switching
また、このような高周波送受信器の高周波伝送部には、例えば図4に平面図で示すように、各構成要素間を接続する高周波用伝送線路としては非放射性誘電体線路を用い、その中途にRFスイッチ3’,3”として図5に示すようなPINダイオードを実装した基板を挿入すると、非放射性誘電体線路およびRFスイッチ3’,3”は高周波での透過損失が小さいため、例えば周波数が76GHz程度のミリ波信号に対して高い送受信性能が得られる点で有利となる。なお、非放射性誘電体線路は図6に示すような構成と同様である。
In addition, in the high-frequency transmission part of such a high-frequency transmitter / receiver, as shown in a plan view in FIG. 4, for example, a non-radiative dielectric line is used as a high-frequency transmission line for connecting each component, When a substrate mounted with a PIN diode as shown in FIG. 5 is inserted as the
図3にブロック回路図で示す本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の他の例によれば、上記図1および図2に示す高周波送受信器と同様の作用効果を有する他に、第1および第2のPINダイオード3’,3”の少なくとも一方が低インピーダンスとなるため、第1および第2のPINダイオード3’,3”をスイッチングしても高周波信号の入力側(高周波発振器1側)から見たインピーダンスを常に低くかつ安定にすることができるのでアイソレータ等を用いなくても高周波発振器1の負荷変動を抑制し、高周波信号の発振周波数を安定にすることができる利点がある。
According to another example of the embodiment of the second high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in the block circuit diagram of FIG. 3, in addition to having the same operational effects as the high-frequency transmitter / receiver shown in FIG. 1 and FIG. Since at least one of the first and
また、このような構成では、送信用高周波信号RFtが送信されると同時にローカル信号LOがミキサー6に入力される時間帯が存在するためにその時間帯において送信用高周波信号RFtの一部がミキサー6に漏洩することに起因するノイズとしての中間周波信号が発生してしまうことがあるが、そのようなノイズとしての中間周波信号は増幅器7およびスイッチ7a,7bにより遮断されるので、全体として送信周波数を安定にすることができてかつ受信のS/N(信号対ノイズ)比を高くすることができる。
Further, in such a configuration, since there is a time zone in which the local signal LO is input to the
次に、上記本発明の第1および第2の高周波送受信器において、各構成要素は、上記以外に詳細には、次のように構成すればよい。 Next, in the first and second high-frequency transmitter / receivers of the present invention, each component may be configured in detail as follows in addition to the above.
非放射性誘電体線路の構成要素である誘電体線路の材質には、四フッ化エチレン,ポリスチレン等の樹脂、または低比誘電率のコーディエライト(2MgO・2Al2O3・5SiO2)セラミックス,アルミナ(Al2O3)セラミックス,ガラスセラミックス等のセラミックスが好ましく、これらはミリ波帯域において低損失である。また、誘電体線路の断面形状は基本的には矩形状であるが、矩形の角部をまるめた形状であってもよく、ミリ波信号の伝送に使用される種々の断面形状のものを使用することができる。 Examples of the material of the dielectric line that is a component of the non-radiative dielectric line include resins such as ethylene tetrafluoride and polystyrene, or cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 ) ceramics having a low dielectric constant, Ceramics such as alumina (Al 2 O 3 ) ceramics and glass ceramics are preferable, and these have low loss in the millimeter wave band. In addition, although the cross-sectional shape of the dielectric line is basically rectangular, it may be rounded at the corners of the rectangle, and various cross-sectional shapes used for millimeter wave signal transmission are used. can do.
また、平板導体の材質には、高い電気伝導度および良好な加工性等の点で、Cu,Al,Fe,Ag,Au,Pt,SUS(ステンレススチール),真鍮(Cu−Zn合金)等の導体板が好適である。あるいは、セラミックス,樹脂等から成る絶縁板の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。 The material of the flat conductor is Cu, Al, Fe, Ag, Au, Pt, SUS (stainless steel), brass (Cu-Zn alloy), etc. in terms of high electrical conductivity and good workability. A conductor plate is preferred. Or what formed these conductor layers on the surface of the insulating board which consists of ceramics, resin, etc. may be used.
また、基板30は、四フッ化エチレン,ポリスチレン,ガラスセラミックス,ガラスエポキシ樹脂,エポキシ樹脂等から成る板状の基体の一主面に、アルミニウム(Al),金(Au),銅(Cu)等から成るストリップ導体等によるチョーク型バイアス供給線路31を形成したものが使用される。
The
また、各回路要素間を接続し高周波信号を伝送する高周波用伝送線路としては、非放射性誘電体線路の他にも、導波管,誘電体導波管,誘電体導波管線路,ストリップ線路,マイクロストリップ線路,コプレーナ線路,スロット線路,同軸線路等の高周波用伝送線路を、使用する周波数帯域や用途に応じて選択して用いても構わない。また、使用する周波数帯域は、ミリ波帯以外に、マイクロ波帯またはそれ以下の周波数帯であっても有効である。 In addition to non-radiative dielectric lines, waveguides, dielectric waveguides, dielectric waveguide lines, strip lines can be used as high-frequency transmission lines for connecting high-frequency signals by connecting circuit elements. A high-frequency transmission line such as a microstrip line, a coplanar line, a slot line, or a coaxial line may be selected and used according to the frequency band to be used and the application. In addition to the millimeter wave band, the frequency band to be used is effective even in the microwave band or lower frequency band.
次に、本発明の高周波送受信器を用いたレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶について説明する。 Next, a radar apparatus using the high-frequency transmitter / receiver of the present invention, a radar apparatus-equipped vehicle equipped with the radar apparatus, and a radar apparatus-equipped small ship will be described.
本発明のレーダ装置の実施の形態の一例は、上記本発明の第1〜第4のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを備えている構成である。 An example of an embodiment of a radar apparatus according to the present invention includes a high-frequency transmitter / receiver according to any one of the first to fourth aspects of the present invention described above, and an intermediate frequency signal output from the high-frequency transmitter / receiver. And a distance information detector for detecting the distance information.
上記構成において、距離情報検出器は、検出した中間周波信号の信号処理をして、このレーダ装置から探知対象物までの距離および方向を含む距離情報を出力するためのものである。例えば、距離情報検出器は、中間周波信号を、位置情報として演算する微分回路,積分回路,二乗回路等を備えた演算回路と、この演算回路の出力を判別する判別回路と、これら演算回路および判別回路と高周波送受信器とを一連のシーケンスに従って動作させるコンピュータとを具備するようなものである。演算回路や判別回路には、演算増幅器(オペアンプ)やコンパレータ等を組み合わせた回路を用いればよい。また、必要に応じて、スイッチ,増幅器またはフィルタ等を用いればよい。また、それらの演算や判別の過程において、アナログ信号を一端ディジタル信号に変換し、ディジタル信号でそれらの演算や判別を処理し、必要に応じてディジタル信号をアナログ信号に変換する、A−D変換器およびD−A変換器を用いてもよい。その際、A−D変換されたディジタル信号を演算する演算回路には、例えば、高速フーリエ変換(FFT)等をするディジタルシグナルプロセッサ(DSP)を用いればよい。 In the above configuration, the distance information detector performs signal processing on the detected intermediate frequency signal and outputs distance information including the distance and direction from the radar device to the detection target. For example, the distance information detector includes an arithmetic circuit including a differentiation circuit, an integration circuit, a square circuit, and the like that calculate an intermediate frequency signal as position information, a determination circuit that determines an output of the arithmetic circuit, these arithmetic circuits, And a computer that operates the discriminating circuit and the high-frequency transceiver according to a series of sequences. A circuit in which an operational amplifier (op amp), a comparator, or the like is combined may be used for the arithmetic circuit and the discrimination circuit. Further, a switch, an amplifier, a filter, or the like may be used as necessary. Also, in the process of these calculations and discrimination, analog signals are converted into digital signals at once, these calculations and discrimination are processed with digital signals, and digital signals are converted into analog signals as needed. And a DA converter may be used. At this time, for example, a digital signal processor (DSP) that performs fast Fourier transform (FFT) or the like may be used as the arithmetic circuit that calculates the digital signal after A / D conversion.
このような本発明のレーダ装置の実施の形態の一例によれば、構成要素である高周波送受信器に本発明の第1または第2の高周波送受信器を用いており、その受信性能が高いため、早く確実に探知対象物を探知することができるとともに至近距離や遠方の探知対象物をも探知することができる。なお、本発明の高周波送受信器は、レーダ装置の他にも、例えば、このような高周波送受信器を、例えば無線LANで使用される無線装置の物理層(フィジカルレイヤー)である、いわゆるフィジカル・メディア・ディペンダント(PMD)装置として用い、このPMD装置と、さらにその上位層の装置であるフィジカル・メディア・アタッチメント(PMA)装置,メディア・アクセス・コントローラ(MAC)装置,その他の装置とからなる構成として無線装置に用いてもよい。 According to such an example of the embodiment of the radar apparatus of the present invention, the first or second high-frequency transmitter / receiver of the present invention is used for the high-frequency transmitter / receiver that is a component, and the reception performance thereof is high. A detection object can be detected quickly and reliably, and a detection object at a close distance or a distant place can also be detected. In addition to the radar device, the high-frequency transmitter / receiver of the present invention is, for example, a so-called physical medium that is a physical layer (physical layer) of a wireless device used in, for example, a wireless LAN. -Configuration as a de-pendant (PMD) device, consisting of this PMD device and its higher-layer physical media attachment (PMA) device, media access controller (MAC) device, and other devices As a wireless device.
また、本発明のレーダ装置搭載車両は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いる構成である。 A vehicle equipped with a radar device according to the present invention includes the radar device according to the present invention, and the radar device is used to detect a detection target.
本発明のレーダ装置搭載車両は、このような構成としたことから、従来のレーダ装置搭載車両と同様に、レーダ装置で検出された距離情報に基づいて車両の挙動を制御したり、運転者に例えば路上の障害物や他の車両等を探知したことを音,光もしくは振動で警告したりすることができるが、本発明のレーダ装置搭載車両においては、探知対象物である路上の障害物や他の車両等をレーダ装置が早く確実に探知するため、急激な挙動を車両に起こさせることなく、車両の適切な制御や運転者への適切な警告をすることができる。 Since the radar device-equipped vehicle of the present invention has such a configuration, the behavior of the vehicle can be controlled based on the distance information detected by the radar device, For example, the detection of obstacles on the road or other vehicles can be warned by sound, light or vibration. However, in the vehicle equipped with the radar device of the present invention, Since the radar apparatus detects other vehicles and the like quickly and reliably, it is possible to perform appropriate control of the vehicle and appropriate warning to the driver without causing the vehicle to make a sudden behavior.
なお、本発明のレーダ装置搭載車両は、具体的には、汽車,電車,自動車等旅客や貨物を輸送するための車はもちろんのこと、自転車,原動機付き自転車,遊園地の乗り物,ゴルフ場のカート等にも用いることができる。 The radar device-equipped vehicle of the present invention is not limited to a vehicle for transporting passengers and cargo such as trains, trains, and automobiles, but also bicycles, motorbikes, amusement park vehicles, golf courses, etc. It can also be used for carts and the like.
また、本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いる構成である。 A small ship equipped with a radar apparatus according to the present invention includes the radar apparatus according to the present invention, and the radar apparatus is used to detect a detection target.
本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、このような構成としたことから、従来のレーダ装置搭載車両と同様に、小型船舶において、レーダ装置で検出された距離情報に基づいて小型船舶の挙動を制御したり、操縦者に例えば暗礁等の障害物,他の船舶もしくは他の小型船舶等を探知したことを音,光もしくは振動で警告したりするように動作するが、本発明のレーダ装置搭載小型船舶においては、探知対象物である暗礁等の障害物,他の船舶もしくは他の小型船舶等をレーダ装置が早く確実に探知するため、急激な挙動を小型船舶に起こさせることなく、小型船舶の適切な制御や操縦者への適切な警告をすることができる。 Since the small ship equipped with the radar apparatus of the present invention has such a configuration, the behavior of the small ship is controlled based on the distance information detected by the radar apparatus in the small ship as in the conventional vehicle equipped with the radar apparatus. Or the operator is warned by sound, light or vibration that an obstacle such as a reef, another ship or other small ship has been detected. In a ship, the radar device detects obstacles such as reefs, other ships, or other small ships, which are objects to be detected, quickly and reliably. Proper control and appropriate warning to the operator can be provided.
なお、本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、具体的には、小型船舶の免許もしくは免許なしで操縦することができる船舶であって、総トン数20トン未満の船舶である手漕ぎボート,ディンギー,水上オートバイ,船外機搭載の小型バスボート,船外機搭載のインフレータブルボート(ゴムボート),漁船,遊漁船,作業船,屋形船,トーイングボート,スポーツボート,フィッシングボート,ヨット,外洋ヨット,クルーザーまたは総トン数20トン以上のプレジャーボートに用いることができる。 The small-sized ship equipped with the radar device of the present invention is specifically a ship that can be operated without a license for a small ship or a license, and is a boat with a total tonnage of less than 20 tons. Motorcycles, small bass boats with outboard motors, inflatable boats with inboard motors (rubber boats), fishing boats, recreational fishing boats, work boats, houseboats, towing boats, sports boats, fishing boats, yachts, open-sea yachts, cruisers or gross tonnage 20 It can be used for pleasure boats of tons or more.
かくして、本発明によれば、送信用高周波信号の一部が受信側に漏洩し、その送信用高周波信号のスイッチング等に起因するノイズとしての中間周波信号が受信系に出力されるのを遮断できる開閉器を有した高周波送受信器において、送信用高周波信号をスイッチングする過渡的な状態においてもそのようなノイズとしての中間周波信号を確実に遮断することができる受信性能の高い高周波送受信器、およびそれを用いた、探知対象物を早く確実に探知することができる高性能なレーダ装置、ならびにその高性能なレーダ装置を搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶を提供することができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to block a part of the transmission high-frequency signal from leaking to the reception side and outputting an intermediate frequency signal as noise caused by switching of the transmission high-frequency signal to the reception system. A high-frequency transmitter / receiver having a switch, and a high-frequency transmitter / receiver with high reception performance capable of reliably blocking such an intermediate frequency signal as noise even in a transient state of switching a high-frequency signal for transmission, and the same It is possible to provide a high-performance radar device that can detect a detection object quickly and reliably, a radar device-equipped vehicle equipped with the high-performance radar device, and a radar device-equipped small vessel.
なお、本発明は上記実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、開閉器または増幅器はシールドが施された筐体内に設けてもよい。そのようなシールドが施された筐体としては、例えば、非放射性誘電体線路を構成する平板導体を2つの筐体のそれぞれの内面で構成して、それらを組み合わせた筐体の内側を金属壁で囲まれた中空としているようなものを用いればよい。このようにすれば、増幅する前の中間周波信号に外部からのノイズが混入しにくくなるため、より受信感度を良好にすることができる高周波送受信器となる。 In addition, this invention is not limited to the example of the said embodiment, It does not interfere in various ways within the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the switch or amplifier may be provided in a shielded housing. As a case with such a shield, for example, a flat conductor constituting a non-radiative dielectric line is formed on the inner surface of each of the two cases, and the inside of the case that combines them is a metal wall. What is used is a hollow space surrounded by. By doing so, it becomes difficult for external noise to be mixed into the intermediate frequency signal before amplification, so that a high-frequency transmitter / receiver capable of improving the reception sensitivity can be obtained.
1:高周波発振器(ミリ波信号発振部)
2:分岐器
3,3’,3”:RFスイッチ
5:送受信アンテナ
6:ミキサー
7:スイッチ(開閉器)
8,8’:切替えRFスイッチ(切替えスイッチ:単極2方向切り替え型)
8”:第2の切替えRFスイッチ(第2の切替えスイッチ:単極2方向切り替え型)
9:送信アンテナ
10:受信アンテナ
11:下側の平板導体(上側の平板導体は図示せず)
1: High frequency oscillator (millimeter wave signal oscillator)
2: Branching
8, 8 ': Changeover RF switch (Changeover switch: Single-pole 2-way changeover type)
8 ": 2nd changeover RF switch (2nd changeover switch:
9: Transmitting antenna
10: Receive antenna
11: Lower flat conductor (upper flat conductor not shown)
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