JP2008304406A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 受信アンテナ毎にミキサが接続された従来のレーダ装置よりも部品コストを削
減でき、複数の受信アンテナがスイッチを介して１つのミキサに接続された従来のレーダ
装置よりも角度検知性能を向上させることができるレーダ装置を提供すること。
【解決手段】 第１、第２の受信アンテナとの接続状態を切換える第１のＳＷ５２Ａと、
第２、第３の受信アンテナとの接続状態を切換える第２のＳＷ５２Ｂと、第１のＳＷ５２
Ａを介して得られた受信信号と、送信信号の一部とをミキシングし、ビート信号を出力す
る第１のミキサ３２Ａと、第２のＳＷ５２Ｂを介して得られた受信信号と、送信信号の一
部とをミキシングし、ビート信号を出力する第２のミキサ３２Ｂとを含んで構成され、第
１のＳＷ５２Ａと第２のＳＷ５２Ｂとが、第１〜第３の受信アンテナのうちの２つの受信
アンテナに接続された状態となるように切換制御される。
【選択図】 図３

Description

本発明はレーダ装置に関し、より詳細には、物標との距離や方位角、又は相対速度など
を検出することができるレーダ装置に関する。

従来より、車両の衝突防止や追従走行などの制御を行うために、車両の前方に位置する
物標（先行車両や障害物）を検出する車載用のレーダ装置が知られている。
図１は、従来のレーダ装置の概略構成を示したブロック図であり、レーダ装置は、送信
部１、受信アンテナ部２、受信部３、及び信号処理部４を含んで構成されている。

送信部１は、発振器１１、電力分配器１２、アンプ１３、及び送信アンテナ１４を含ん
で構成されており、受信アンテナ部２は、受信アンテナ２１Ａ〜２１Ｃを含んで構成され
ている。また、受信部３は、各受信アンテナ２１Ａ〜２１Ｃ毎にそれぞれアンプ３１Ａ〜
３１Ｃ、ミキサ３２Ａ〜３２Ｃ、フィルタ３３Ａ〜３３Ｃ、及びＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）
３４Ａ〜３４Ｃが設けられた構成となっており、Ａ／Ｄ変換器３４Ａ〜３４Ｃは、高速フ
ーリエ変換部（ＦＦＴ）４１Ａ〜４１Ｃを備えた信号処理部４に接続されている。各ミキ
サ３２Ａ〜３２Ｃには、それぞれ対応する受信アンテナ２１Ａ〜２１Ｃからの受信信号と
、電力分配器１２からの送信信号の一部とが入力されるように構成されている。この種の
レーダ装置については、例えば、下記の特許文献１に記載されている。

従来よりこの種のレーダ装置では、送信信号としてマイクロ波やミリ波のような高周波
電磁波が一般的に用いられているが、このような高周波で動作するためのミキサ３２Ａ〜
３２Ｃなどのアナログデバイスは非常に高価である。上記した従来のレーダ装置では、受
信アンテナ２１Ａ〜２１Ｃ毎に、ミキサ３２Ａ〜３２Ｃ、フィルタ３３Ａ〜３３Ｃ、及び
Ａ／Ｄ変換器３４Ａ〜３４Ｃなどの高価なアナログデバイスが設けられているので、部品
コストが高く付いてしまうとともに、部品数が多くなり小型化を図ることが難しいといっ
た課題があった。

そこで、装置を安価かつ小型な構成とするために、複数のアンテナを送信部や受信部で
共用する構成が提案されている。図２は、従来の別のレーダ装置の概略構成を示したブロ
ック図である。但し、図１に示したレーダ装置と同一機能を有する構成部品には同一符号
を付すこととする。

レーダ装置は、送信部１Ａ、受信アンテナ部２Ａ、受信部３Ａ、信号処理部４Ａ、及び
アンテナ切換部５を含んで構成されている。受信アンテナ部２Ａは、送受共用アンテナ２
２Ａ、及び受信アンテナ２２Ｂ、２２Ｃを含んで構成され、アンテナ切換部５は、送受共
用アンテナ２２Ａによる送信信号（電磁波）の出力タイミングと、その反射波の受信タイ
ミングとを切り替える送受切換スイッチ５Ａと、送受共用アンテナ２２Ａ、及び受信アン
テナ２２Ｂ、２２Ｃのうちのいずれか１つを受信するアンテナとして選択切換を行う受信
切換スイッチ５Ｂとを含んで構成されている。

送信部１Ａの発振器１１は、電力分配器１２、アンプ１３を介して、送受切換スイッチ
５Ａの送信側端子ａ１に接続され、送受切換スイッチ５Ａの切換端子ａ２は、送受共用ア
ンテナ２２Ａに接続され、送受切換スイッチ５Ａの受信側端子ａ３は、受信切換スイッチ
５Ｂの端子ｂ１に接続されている。

また、受信切換スイッチ５Ｂの端子ｂ２には受信アンテナ２２Ｂが、端子ｂ３には受信
アンテナ２２Ｃがそれぞれ接続されており、受信切換スイッチ５Ｂの切換端子ｂ４は、受
信部３Ａのアンプ３１Ａを介してミキサ３２Ａに接続されている。ミキサ３２Ａは、フィ
ルタ３３Ａ、及びＡ／Ｄ変換器３４Ａを介して信号処理部４ＡのＦＦＴ４１Ａに接続され
ている。このような複数のアンテナで１つのミキサを共用しているタイプのレーダ装置に
ついては、例えば、下記の特許文献２、３、４に記載されている。

図２に示したレーダ装置では、受信するアンテナを所定間隔で順次１つづつ切り換えて
いく受信切換スイッチ５Ｂを設けることにより、複数のアンテナ２２Ａ〜２２Ｃに対して
ミキサ３２Ａを１つ設けるだけでよく、図１に示したレーダ装置よりも安価に構成するこ
とが可能となっている。しかしながら、受信するアンテナを所定間隔で順次１つづつ切り
換えていくため、位相比較を行うための各アンテナでの位相データを同一タイミングで得
ることができず、位相差を求める処理が時間的に遅れてしまう。そのため、物標（ターゲ
ット）との方位角の検知精度を高めることが難しく、検知精度を高めるために、所定区間
内においてスイッチを高速に切り換えるなどの処理が必要であった。

また、図２に示したレーダ装置では、送受切換スイッチ５Ａを設けて、１つのアンテナ
を送受信で共用することにより、図１に比較したレーダ装置と比較してアンテナ数を少な
くすることが可能となっているが、送受切換スイッチ５Ａを最前段部に設けているため、
送受切換スイッチ５Ａを通過する受信信号が減衰しやすく、受信感度が劣化しやすい（例
えば、雑音指数ＮＦが３ｄＢ不利となっている）という課題があった。
特開平６−８８８６９号公報 特開平１１−１６０４２３号公報 特開２００２−２２８２３号公報 特開２００２−４０１３０号公報

課題を解決するための手段及びその効果

本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、受信アンテナ毎にミキサなどのアナロ
グデバイスが接続された従来のレーダ装置と比較して、部品等にかかるコストを削減する
ことができ、複数の受信アンテナがスイッチを介して１つのミキサに接続された従来のレ
ーダ装置と比較して、物標との方位角を検知する精度を向上させることができるレーダ装
置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明に係るレーダ装置（１）は、送信信号を送信アンテナ
から放射する送信部と、少なくとも第１〜第３の受信アンテナを含む受信アンテナ部と、
前記第１、第２の受信アンテナとの接続状態を切り換える第１の切換手段、及び前記第２
、第３の受信アンテナとの接続状態を切り換える第２の切換手段を含むアンテナ切換部と
、前記第１の切換手段を介して得られた受信信号と、前記送信信号の一部とをミキシング
し、ビート信号を出力する第１のミキシング手段、及び前記第２の切換手段を介して得ら
れた受信信号と、前記送信信号の一部とをミキシングし、ビート信号を出力する第２のミ
キシング手段とを含む受信部と、該受信部から得られた信号に所定の処理を施し、物標ま
での距離、方位、及び／又は前記物標との相対速度を求める信号処理部とを備えているこ
とを特徴としている。

上記レーダ装置（１）によれば、前記第１の切換手段と前記第２の切換手段とを設ける
ことにより、前記第１〜第３の受信アンテナに対して、前記第１のミキシング手段と前記
第２のミキシング手段とを設ければよいので、各受信アンテナに対してミキサが設けられ
ていた従来のレーダ装置（図１参照）と比べてミキシング手段の数を減らすことができ、
アナログデバイスを構成する部品コストや設計コストを削減することができる。

また、前記第１の切換手段と前記第２の切換手段とを設けることにより、前記第２の受
信アンテナでの受信信号は、前記第１の切換手段を介して前記第１のミキシング手段と、
、前記第２の切換手段を介して前記第１のミキシング手段とに切換出力することが可能と
なる。
したがって、前記第１〜第３の受信アンテナの各組み合わせ（すなわち、第１と第２の
受信アンテナ、第１と第３の受信アンテナ、第２と第３の受信アンテナ）で信号（反射波
）を同一タイミング区間で受信することができ、受信信号の位相比較を上記受信アンテナ
の組み合わせで実施することができる。すなわち、リアルタイムでの位相差のモニタが可
能となり、複数の受信アンテナを所定間隔で順次切換えていく従来のレーダ装置（図２参
照）と比べて、レーダの角度（方位）の検知精度を高めることができる。

以下、本発明に係るレーダ装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図３は、実施
の形態（１）に係るレーダ装置の要部を概略的に示したブロック図である。但し、ここで
は図１に示した従来のレーダ装置と同一機能を有する構成部品については、同一符号を付
すこととする。

本実施の形態では、連続波（ＣＷ）に周波数変調（ＦＭ）を掛けた送信信号を用いるＦ
Ｍ−ＣＷ方式のレーダ装置に適用した場合について説明する。なお、ＦＭ−ＣＷレーダ装
置の探知原理については、周知技術（上記した特許文献２など参照）であるので、ここで
はその説明を省略する。

レーダ装置は、送信部１、受信アンテナ部２、アンテナ切換部５０、受信部３０、及び
信号処理部４０を含んで構成されている。送信部１は、発振器１１、電力分配器１２、ア
ンプ１３、及び送信アンテナ１４を含んで構成されている。発振器１１は、変調用の直流
電源（図示せず）から出力される制御電圧によって、ＦＭ変調された被変調波（三角波形
状の周波数変調された連続の送信波）を出力するものである。

発振器１１から出力された送信信号は、電力分配器１２により２つに分けられ、一方は
、増幅用のアンプ１３を介して、送信アンテナ１４から電磁波として外部に放射され、も
う一方は、受信検波用の信号として受信部３０（の各ミキサ３２Ａ、３２Ｂ）に出力され
る。送信アンテナ１４から放射された電磁波は、物標（ターゲット）により反射し、距離
等に応じた遅延時間をもって受信アンテナ部２に到達するようになっている。

受信アンテナ部２は、第１〜第３の受信アンテナ（素子アンテナ）２１Ａ〜２１Ｃを含
んで構成され、アンテナ切換部５０に接続されている。アンテナ切換部５０は、各受信ア
ンテナ２１Ａ〜２１Ｃに対応して設けられたアンプ５１Ａ〜５１Ｃと、受信アンテナ２１
Ａと受信アンテナ２１Ｂとの接続状態を切り換える第１の切換スイッチ５２Ａ、及び受信
アンテナ２１Ｂと受信アンテナ２１Ｃとの接続状態を切り換える第２の切換スイッチ５２
Ｂとを含んで構成されている。

第１の切換スイッチ５２Ａは、２つの入力端子ａ１、ａ２と１つの出力端子ａ３とを有
しており、入力端子ａ１は、アンプ５１Ａを介して受信アンテナ２１Ａに接続され、もう
一方の入力端子ａ２はアンプ５１Ｂを介して受信アンテナ２１Ｂに接続されており、出力
端子ａ３は、受信部３０のアンプ３１Ａに接続されている。

第２の切換スイッチ５２Ｂも２つの入力端子ｂ１、ｂ２と１つの出力端子ｂ３とを有し
、入力端子ｂ１はアンプ５１Ｂを介して受信アンテナ２１Ｂに接続され、もう一方の入力
端子ｂ２はアンプ５１Ｃを介して受信アンテナ２１Ｃに接続されており、出力端子ｂ３は
、受信部３０のアンプ３１Ｂに接続されている。

受信部３０は、３つの受信アンテナ２１Ａ〜２１Ｃに対して２系統の受信回路を含んで
構成されており、第１の切換スイッチ５２Ａの出力端子ａ３と接続されたアンプ３１Ａ、
第１のミキサ３２Ａ、フィルタ３３Ａ、及びＡ／Ｄ変換器３４Ａと、第２の切換スイッチ
５２Ｂの出力端子ｂ３と接続されたアンプ３１Ｂ、第２のミキサ３２Ｂ、フィルタ３３Ｂ
、及びＡ／Ｄ変換器３４Ｂを含んで構成されており、Ａ／Ｄ変換器３４Ａ、３４Ｂは、信
号処理部４０のＦＦＴ４１Ａ、４１Ｂに接続されている。

このように受信アンテナ２１Ｂが、アンプ５１Ｂを介して第１の切換スイッチ５２Ａと
第２の切換スイッチ５２Ｂとに分岐接続されており、第１の切換スイッチ５２Ａと第２の
切換スイッチ５２Ｂとの切換制御により、受信アンテナ２１Ｂで受信した信号が、第１の
ミキサ３２Ａ側、又は第２のミキサ３２Ｂ側に切換出力可能となっている。すなわち、第
１のミキサ３２Ａと第２のミキサ３２Ｂとで、受信アンテナ２１Ｂを共用している構成と
なっている。

そして、第１のミキサ３２Ａでは、第１の切換スイッチ５２Ａの出力端子ａ３から出力
され、アンプ３１Ａを介して増幅された受信信号と、送信部１から出力された送信信号の
一部とがミキシングされ、該ミキシングにより受信信号はダウンコンバートされ、送信信
号と受信信号との差信号であるビート信号が生成される。第１のミキサ３２Ａから出力さ
れたビート信号は、フィルタ３３Ａを介してＡ／Ｄ変換器３４Ａに入力され、Ａ／Ｄ変換
器３４Ａでは、フィルタ３３Ａを通過してきたビート信号を所定のサンプリング周波数で
サンプリングし、ディジタルビート信号に変換し、信号処理部４０に出力する。

また、第２のミキサ３２Ｂでは、第２の切換スイッチ５２Ｂの出力端子ｂ３から出力さ
れ、アンプ３１Ｂを介して増幅された受信信号と、送信部１から出力された送信信号の一
部とがミキシングされ、該ミキシングにより受信信号はダウンコンバートされ、送信信号
と受信信号との差信号であるビート信号が生成される。第２のミキサ３２Ｂから出力され
たビート信号は、フィルタ３３Ｂを介してＡ／Ｄ変換器３４Ｂに入力され、Ａ／Ｄ変換器
３４Ｂでは、フィルタ３３Ｂを通過してきたビート信号を所定のサンプリング周波数でサ
ンプリングし、ディジタルビート信号に変換し、信号処理部４０に出力する。

信号処理部４０では、Ａ／Ｄ変換器３４Ａ、３４Ｂからそれぞれ取得したディジタルビ
ート信号をＦＦＴ４１Ａ、４１Ｂにおいて高速フーリエ変換（周波数変換）する演算処理
等を行い、ビート信号のパワースペクトラム（周波数成分の分布）を分析し、物標までの
距離や方位、更に相対速度などを演算する信号処理を行い、また、第１の切換スイッチ５
２Ａ、第２の切換スイッチ５２Ｂを所定の間隔で切り換える制御なども行うようになって
いる。

次に、実施の形態（１）に係るレーダ装置の動作について説明する。図４は、実施の形
態（１）に係るレーダ装置における第１の切換スイッチ５２Ａと、第２の切換スイッチ５
２Ｂとの切換動作を示したタイミングチャートである。なお、図中ＳＷ５２Ａ、ＳＷ５２
Ｂは、それぞれ第１の切換スイッチ、第２の切換スイッチを示し、また、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３は、第１〜第３の受信アンテナ２１Ａ〜２１Ｃの各受信ポートを示している。

レーダ装置では、送信信号であるＦＭ−ＣＷ波の三角波における上り及び下りによる１
区間毎に、第１の切換スイッチＳＷ５２Ａ、及び／又は第２の切換スイッチＳＷ５２Ｂの
切換が行われるようになっている。

図４における区間Ｔ１では、ＳＷ５２Ａ＿Ｐ１と、ＳＷ５２Ｂ＿Ｐ２とがＯＮ、すなわ
ち、第１の切換スイッチ５２Ａが受信アンテナ２１Ａと接続され、第２の切換スイッチ５
２Ｂが受信アンテナ２１Ｂと接続された状態に切り換えられており、第１のミキサ３２Ａ
には、受信アンテナ２１Ａで受信した受信信号が入力され、第２のミキサ３２Ｂには、受
信アンテナ２１Ｂで受信した受信信号が入力され、同一区間において、２つの受信アンテ
ナ２１Ａ、２１Ｂで受信した信号を取り込み、これら２つの受信信号の位相比較が同一の
タイミング区間で行えるようになっている。

次の区間Ｔ２では、ＳＷ５２Ａ＿Ｐ１と、ＳＷ５２Ｂ＿Ｐ３とがＯＮ、すなわち、第１
の切換スイッチ５２Ａが受信アンテナ２１Ａと接続され、第２の切換スイッチ５２Ｂが受
信アンテナ２１Ｃと接続された状態に切り換えられており、第１のミキサ３２Ａには、受
信アンテナ２１Ａで受信した受信信号が入力され、第２のミキサ３２Ｂには、受信アンテ
ナ２１Ｃで受信した受信信号が入力され、同一区間において、２つの受信アンテナ２１Ａ
、２１Ｃで受信した信号を取り込み、これら２つの受信信号の位相比較が同一のタイミン
グ区間で行えるようになっている。

次の区間Ｔ３では、ＳＷ５２Ａ＿Ｐ２と、ＳＷ５２Ｂ＿Ｐ３とがＯＮ、すなわち、第１
の切換スイッチ５２Ａが受信アンテナ２１Ｂと接続され、第２の切換スイッチ５２Ｂが受
信アンテナ２１Ｃと接続された状態に切り換えられており、第１のミキサ３２Ａには、受
信アンテナ２１Ｂで受信した受信信号が入力され、第２のミキサ３２Ｂには、受信アンテ
ナ２１Ｃで受信した受信信号が入力され、同一区間において、２つの受信アンテナ２１Ｂ
、２１Ｃで受信した信号を取り込み、これら２つの受信信号の位相比較が同一のタイミン
グ区間で行えるようになっている。

以下同様に、区間Ｔ１〜Ｔ３を１つの繰り返し周期として、送信信号である三角波の上
り及び下りによる１区間毎に、第１の切換スイッチ５２Ａ、及び／又は第２の切換スイッ
チ５２Ｂの切換が行われる。すなわち、３つの三角波（区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）で１つの
繰り返し周期を形成して、第１の切換スイッチ５２Ａ、及び／又は第２の切換スイッチ５
２Ｂの切換が行われるようになっている。

次に、実施の形態（１）に係るレーダ装置で行われる信号処理動作について説明する。
図５は、実施の形態（１）に係るレーダ装置における信号処理部４０で行われる処理動作
を示したフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、三角波の繰り返し周期の第１区間（図４の区間Ｔ１）におい
て、第１の受信アンテナ２１Ａと第２の受信アンテナ２１Ｂとで受信され、各ＡＤＣ３４
Ａ、３４ＢでＡ／Ｄ変換されたディジタルビート信号（以下、ＡＤＣ−Ｐ１、ＡＤＣ−Ｐ
２と記す）を取り込み、該信号の三角波の上り区間と下り区間とでそれぞれＦＦＴ演算を
行い、各信号の三角波の上り区間と下り区間それぞれのパワースペクトラムを抽出する処
理を行い、その後ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、三角波の繰り返し周期の第２区間（図４の区間Ｔ２）において、第
１の受信アンテナ２１Ａと第３の受信アンテナ２１Ｃとで受信され、各ＡＤＣ３４Ａ、３
４ＢでＡ／Ｄ変換されたディジタルビート信号（以下、ＡＤＣ−Ｐ１、ＡＤＣ−Ｐ３と記
す）を取り込み、該信号の三角波の上り区間と下り区間とでそれぞれＦＦＴ演算を行い、
各信号の三角波の上り区間と下り区間それぞれのパワースペクトラムを抽出する処理を行
い、その後ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、三角波の繰り返し周期の第３区間（図４の区間Ｔ３）において、第
２の受信アンテナ２１Ｂと第３の受信アンテナ２１Ｃとで受信され、各ＡＤＣ３４Ａ、３
４ＢでＡ／Ｄ変換されたディジタルビート信号（以下、ＡＤＣ−Ｐ２、ＡＤＣ−Ｐ３と記
す）を取り込み、該信号の三角波の上り区間と下り区間とでそれぞれＦＦＴ演算を行い、
各信号の三角波の上り区間と下り区間それぞれのパワースペクトラムを抽出する処理を行
い、その後ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、上記ステップＳ１において抽出された三角波の繰り返し周期の第１
区間（図４の区間Ｔ１）における、ＡＤＣ−Ｐ１、ＡＤＣ−Ｐ２それぞれの三角波の上り
区間と下り区間とにおけるパワースペクトラムを、三角波の上り区間と下り区間とでそれ
ぞれ平均化し、三角波の上り区間と下り区間のピーク周波数を求める処理を行い、その後
ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、ＡＤＣ−Ｐ１、ＡＤＣ−Ｐ２それぞれの三角波の上り区間と下り区
間のピーク周波数から、ＡＤＣ−Ｐ１、ＡＤＣ−Ｐ２の位相差を求める処理を行い、その
後ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、上記ステップＳ２において抽出された三角波の繰り返し周期の第２
区間（図４の区間Ｔ２）における、ＡＤＣ−Ｐ１、ＡＤＣ−Ｐ３それぞれの三角波の上り
区間と下り区間とにおけるパワースペクトラムを、三角波の上り区間と下り区間とでそれ
ぞれ平均化し、三角波の上り区間と下り区間のピーク周波数を求める処理を行い、その後
ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、ＡＤＣ−Ｐ１、ＡＤＣ−Ｐ３それぞれの三角波の上り区間と下り区
間のピーク周波数から、ＡＤＣ−Ｐ１、ＡＤＣ−Ｐ３の位相差を求める処理を行い、その
後ステップＳ８に進む。

次のステップＳ８では、上記ステップＳ３において抽出された三角波の繰り返し周期の
第３区間（図４の区間Ｔ３）における、ＡＤＣ−Ｐ２、ＡＤＣ−Ｐ３それぞれの三角波の
上り区間と下り区間とにおけるパワースペクトラムを、三角波の上り区間と下り区間とで
それぞれ平均化し、三角波の上り区間と下り区間のピーク周波数を求める処理を行い、そ
の後ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、ＡＤＣ−Ｐ２、ＡＤＣ−Ｐ３それぞれの三角波の上り区間と下り区
間のピーク周波数から、ＡＤＣ−Ｐ２、ＡＤＣ−Ｐ３の位相差を求める処理を行い、その
後処理１０に進む。

ステップＳ１０では、第１〜３区間における三角波の上り区間と下り区間のピーク周波
数を組み合わせて物標（ターゲット）との距離と相対速度とを求める処理を行う。すなわ
ち、ＦＭ変調における三角波の上り区間と下り区間とでは、ドップラー成分が逆に出るた
め、それぞれの同一ターゲットによるピーク周波数を足し合わすことで、距離成分と相対
速度成分とに分離することができるようになっている。

次のステップＳ１１では、第１〜３区間における三角波の上り区間と下り区間のピーク
周波数の位相差を組み合わせて物標（ターゲット）との方位（角度）を求め、その後処理
を終える。すなわち、各受信アンテナで受信する信号は、到来方向によって、それらのア
ンテナ間隔に関係する位相差を有しており、各受信アンテナの受信信号の位相差を比較す
ることで到来角度を計算することができるようになっている。

上記実施の形態（１）に係るレーダ装置によれば、第１の切換スイッチ５２Ａと第２の
切換スイッチ５２Ｂとを設けることにより、第１〜第３の受信アンテナ２１Ａ〜２１Ｃに
対して、第１のミキサ３２Ａと第２のミキサ３２Ｂとを設ければよいので、各受信アンテ
ナに対してそれぞれミキサ等のアナログデバイスが設けられていた従来のレーダ装置（図
１参照）と比べてミキサなどの部品数を減らすことができ、アナログデバイスを構成する
部品コストや設計コストを削減することができる。

また、第１の切換スイッチ５２Ａと第２の切換スイッチ５２Ｂとが、第１〜第３の受信
アンテナ２１Ａ〜２１Ｃのうちの２つの受信アンテナに接続された状態となるように切換
制御されるので、第２の受信アンテナ２１Ｂでの受信信号は、第１の切換スイッチＳＷ５
２Ａを介して第１のミキサ３２Ａに、また、第２の切換スイッチＳＷ５２Ｂを介して第２
のミキサ３２Ｂに切換出力することが可能となる。

したがって、第１〜第３の受信アンテナ２１Ａ〜２１Ｃの各組み合わせ（すなわち、第
１と第２の受信アンテナ、第１と第３の受信アンテナ、第２と第３の受信アンテナ）で信
号（反射波）を受信することができ、受信信号の位相比較を上記受信アンテナの組み合わ
せで実施することができる。すなわち、リアルタイムでの位相差のモニタが可能となり、
複数の受信アンテナを所定時間毎に順次切り換えていく従来のレーダ装置（図２参照）と
比べて、レーダの方位角の検知精度を高めることができる。

また、実施の形態（１）に係るレーダ装置では、図２に示した従来のレーダ装置に設け
られていたアンテナ機能を切り換えるための送受切換用スイッチ５Ａが使用されていない
ので、送受切換用スイッチ５Ａに要する部品コストを削減することができ、また、受信側
の最前段部での受信信号の減衰を防ぐことができ、図２に示した従来のレーダ装置と比較
して、送受切換用スイッチ５Ａの損失削除、及び送受切換による信号レベルの損失削除が
可能となり、３ｄＢ以上のＮＦ（雑音指数）改善効果を得ることができる。

図６は実施の形態（２）に係るレーダ装置の要部を概略的に示したブロック図である。
但し、図３に示したレーダ装置と、同一機能を有する構成部品には同一符号を付し、その
説明を省略する。

実施の形態（２）に係るレーダ装置と、実施の形態（１）に係るレーダ装置とでは、受
信部における第１のミキサ３２Ａと、第２のミキサ３２Ｂとの出力側の構成が相違してい
る。すなわち、実施の形態（２）に係るレーダ装置では、第１のミキサ３２Ａの出力側に
、１入力２切換出力（ＳＰＤＴ）の第３の切換スイッチ３５Ａが接続されており、第３の
切換スイッチ３５Ａの一方の出力端子ｃ１には、フィルタ３３Ａを介してＡ／Ｄ変換器３
４Ａが接続され、もう一方の出力端子ｃ２にも同様に、フィルタ３３Ｂを介してＡ／Ｄ変
換器３４Ｂが接続されている。

また、第２のミキサ３２Ｂの出力側にも、１入力２切換出力（ＳＰＤＴ）の第４の切換
スイッチ３５Ｂが接続されており、第４の切換スイッチ３５Ｂの一方の出力端子ｄ１には
フィルタ３３Ｃを介してＡ／Ｄ変換器３４Ｃが接続され、もう一方の出力端子ｄ２にも同
様に、フィルタ３３Ｄを介してＡ／Ｄ変換器３４Ｄが接続されている。これら第３、第４
の切換スイッチ３５Ａ、３５Ｂの切換動作は、信号処理部４０Ａにより制御されている。

実施の形態（２）に係るレーダ装置では、第１のミキサ３２Ａから出力される第１、第
２の受信アンテナ２１Ａ、２１Ｂの受信信号を第３の切換スイッチ３５Ａを介して時分割
で処理すると共に、第２のミキサ３２から出力される第２、第３の受信アンテナ２１Ｂ、
２１Ｃの受信信号を第４の切換スイッチ３５Ｂを介して時分割で処理を行い、第２の受信
アンテナ２１Ｂからの信号を２チャンネル（２系統）で利用することが可能な構成となっ
ている。

次に、実施の形態（２）に係るレーダ装置の動作について説明する。図７は、実施の形
態（２）に係るレーダ装置における第１、第２の切換スイッチ５２Ａ、５２Ｂと、第３、
第４の切換スイッチ３５Ａ、３５Ｂとの切換動作を示したタイミングチャートである。

なお、図中ＳＷ５２Ａ、５２Ｂは、第１、第２の切換スイッチを示し、ＳＷ３５Ａ、Ｓ
Ｗ３５Ｂは、第３、第４の切換スイッチを示し、また、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、第１〜第３
の受信アンテナ２１Ａ〜２１Ｃの各受信ポートを示しており、図７では、送信される三角
波の上り区間のうちの一部区間を拡大表示している。

レーダ装置では、送信信号であるＦＭ−ＣＷ波の三角波における上り及び下りの区間内
に、第１の切換スイッチ５２Ａと第２の切換スイッチ５２Ｂとが所定の周期で切換が行わ
れ、該切換に同期させて、第３の切換スイッチ３５Ａと第４の切換スイッチ３５Ｂとの切
換も行われるようになっている。

図７における区間Ｔ１１では、ＳＷ５２Ａ＿Ｐ１と、ＳＷ５２Ｂ＿Ｐ２とがＯＮ、すな
わち、第１の切換スイッチ５２Ａが受信アンテナ２１Ａと接続され、第２の切換スイッチ
５２Ｂが受信アンテナ２１Ｂと接続された状態に切り換えられており、第１のミキサ３２
Ａには、受信アンテナ２１Ａで受信した受信信号が入力され、第２のミキサ３２Ｂには、
受信アンテナ２１Ｂで受信した受信信号が入力されるようになっている。

また、区間Ｔ１１において、第３の切換スイッチ３５Ａは端子ｃ１側に接続され、第１
のミキサ３２Ａの出力（受信アンテナ２１Ａで受信した信号のビート信号）が、第３の切
換スイッチ３５Ａを介してフィルタ３３Ａに入力される一方、第４の切換スイッチ３５Ｂ
は端子ｄ１側に接続され、第２のミキサ３２Ｂの出力（受信アンテナ２１Ｂで受信した信
号のビート信号）が、第４の切換スイッチ３５Ｂを介してフィルタ３３Ｃに入力される。

次の区間Ｔ１２では、ＳＷ５２Ａ＿Ｐ２と、ＳＷ５２Ｂ＿Ｐ３とがＯＮ、すなわち、第
１の切換スイッチ５２Ａが受信アンテナ２１Ｂと接続され、第２の切換スイッチ５２Ｂが
受信アンテナ２１Ｃと接続された状態に切り換えられており、第１のミキサ３２Ａには、
受信アンテナ２１Ｂで受信した受信信号が入力され、第２のミキサ３２Ｂには、受信アン
テナ２１Ｃで受信した受信信号が入力されるようになっている。

また、区間Ｔ１２において、第３の切換スイッチ３５Ａは端子ｃ２側に接続され、第１
のミキサ３２Ａの出力（受信アンテナ２１Ｂで受信した信号のビート信号）が、第３の切
換スイッチ３５Ａを介してフィルタ３３Ｂに入力される一方、第４の切換スイッチ３５Ｂ
は端子ｄ２側に接続され、第２のミキサ３２Ｂの出力（受信アンテナ２１Ｃで受信した信
号のビート信号）が、第４の切換スイッチ３５Ｂを介してフィルタ３３Ｄに入力される。

以下同様に、区間Ｔ１１、Ｔ１２を１つの繰り返し周期として、三角波の出力時に、第
１、第２の切換スイッチ５２Ａ、５２Ｂと、第３、第４の切換スイッチ３５Ａ、３５Ｂと
の切換が行われ、第１のミキサ３２Ａから出力される第１、第２の受信アンテナ２１Ａ、
２１Ｂの受信信号を第３の切換スイッチ３５Ａを介して時分割で処理すると共に、第２の
ミキサ３２から出力される第２、第３の受信アンテナ２１Ｂ、２１Ｃの受信信号を第４の
切換スイッチ３５Ｂを介して時分割で処理を行い、第２の受信アンテナ２１Ｂからの信号
を２チャンネル（２系統）で利用する構成となっている。

上記した実施の形態（２）に係るレーダ装置によれば、受信部３０Ａが、第１のミキサ
３２Ａから出力される、第１の受信アンテナ２１Ａで受信した信号に基づくビート信号と
、第２の受信アンテナ２１Ｂで受信した信号に基づくビート信号とを出力する処理経路を
切り換える第３の切換スイッチ３５Ａと、第２のミキサ３２Ｂから出力される、第２の受
信アンテナ２１Ｂで受信した信号に基づくビート信号と、第３の受信アンテナ２１Ｃで受
信した信号に基づくビート信号を出力する処理経路を切り換える第４の切換スイッチ３５
Ｂとをさらに含んで構成されているので、第１のミキサ３２Ａの後段には、第１の受信ア
ンテナ２１Ａで受信した信号に基づくビート信号と、第２の受信アンテナ２１Ｂで受信し
た信号に基づくビート信号とが時分割で供給され、第１の受信アンテナ２１Ａと第２の受
信アンテナ２１Ｂとで受信した信号の位相比較を時分割で行うことができる。

また、第２のミキサ３２Ｂの後段には、第２の受信アンテナ２１Ｂで受信した信号に基
づくビート信号と、第３の受信アンテナ２１Ｃで受信した信号に基づくビート信号とが時
分割で供給され、第２の受信アンテナ２１Ｂと第３の受信アンテナ２１Ｃとで受信した信
号の位相比較を時分割で行うことができ、第２の受信アンテナ２１Ｂで受信した信号を、
２チャンネル（２系統）で採取することができる。

到来方向の計算には、少なくとも２つの受信アンテナから受信した信号の位相差データ
が必要となる。比較したい２信号が同時に得られなければ位相差が求まらず、到来方向の
演算に遅れが生じてしまう。本実施の形態（２）に係るレーダ装置では、２チャンネルで
同時に信号処理できることにより、リアルタイムでの到来方向の演算が可能となる。

なお、上記実施の形態（１）、（２）では、ＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置に適用した場
合について説明したが、本発明は、ＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置への適用に限られたもの
ではなく、送信信号と受信信号とを用いて、物標との距離や方向などを検出する方式もの
であれば、他の方式のレーダ装置においても適用することができる。

従来のレーダ装置の要部を概略的に示したブロック図である。 従来の別のレーダ装置の要部を概略的に示したブロック図である。 本発明の実施の形態（１）に係るレーダ装置の要部を概略的に示したブロック図である。 実施の形態（１）に係るレーダ装置における第１、第２の切換スイッチの切換動作を説明するためのタイミングチャートである。 実施の形態（１）に係るレーダ装置における信号処理部の行う処理動作を示したフローチャートである。 実施の形態（２）に係るレーダ装置の要部を概略的に示したブロック図である。 実施の形態（２）に係るレーダ装置における第１〜第４の切換スイッチの切換動作を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１ 送信部
２ 受信アンテナ部
２１Ａ〜２１Ｃ 第１〜第３の受信アンテナ
３０、３０Ａ 受信部
５０ アンテナ切換部
５２Ａ 第１の切換スイッチ
５２Ｂ 第２の切換スイッチ
３０、３０Ａ 受信部
３２Ａ 第１のミキサ、
３２Ｂ 第２のミキサ
４０、４０Ａ 信号処理部

Claims (4)

1. 送信信号を送信アンテナから放射する送信部と、
   少なくとも第１〜第３の受信アンテナを含む受信アンテナ部と、
   前記第１、第２の受信アンテナとの接続状態を切り換える第１の切換手段、及び前記第
   ２、第３の受信アンテナとの接続状態を切り換える第２の切換手段を含むアンテナ切換部
   と、
   前記第１の切換手段を介して得られた受信信号と、前記送信信号の一部とをミキシング
   し、ビート信号を出力する第１のミキシング手段、及び前記第２の切換手段を介して得ら
   れた受信信号と、前記送信信号の一部とをミキシングし、ビート信号を出力する第２のミ
   キシング手段とを含む受信部と、
   該受信部から得られた信号に所定の処理を施し、物標までの距離、方位、及び／又は前
   記物標との相対速度を求める信号処理部とを備えていることを特徴とするレーダ装置。
2. 前記第１の切換手段と前記第２の切換手段とが、前記第１〜第３の受信アンテナのうち
   の２つの受信アンテナと順次切り換えながら接続されるように切換制御されるものであり
   、
   前記信号処理部が、
   前記第１の切換手段に前記第１の受信アンテナが接続され、前記第２の切換手段に前記
   第２の受信アンテナが接続される第１の区間、前記第１の切換手段に前記第１の受信アン
   テナが接続され、前記第２の切換手段に前記第３の受信アンテナが接続される第２の区間
   、及び前記第１の切換手段に前記第２の受信アンテナが接続され、前記第２の切換手段に
   前記第３の受信アンテナが接続される第３の区間の各区間毎に、受信して処理された信号
   の位相差を求め、
   これら第１〜第３の各区間毎に求めた位相差のデータに基づいて、物標の方位角を求め
   る方位角演算手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
3. 前記第１の切換手段と前記第２の切換手段とが、前記第１〜第３の受信アンテナのうち
   の２つの受信アンテナと順次切り換えながら接続されるように切換制御されるものであり
   、
   前記信号処理部が、
   前記第１の切換手段に前記第１の受信アンテナが接続され、前記第２の切換手段に前記
   第２の受信アンテナが接続される第１の区間、前記第１の切換手段に前記第１の受信アン
   テナが接続され、前記第２の切換手段に前記第３の受信アンテナが接続される第２の区間
   、及び前記第１の切換手段に前記第２の受信アンテナが接続され、前記第２の切換手段に
   前記第３の受信アンテナが接続されている第３の区間の各区間毎に、受信して処理された
   信号のピーク周波数を求め、
   これら第１〜第３の各区間毎に求めたピーク周波数のデータに基づいて、物標との距離
   、及び／又は相対速度を求める距離・速度演算手段を備えていることを特徴とする請求項
   １記載のレーダ装置。
4. 前記受信部が、
   前記第１のミキシング手段から出力される、前記第１の受信アンテナで受信した信号に
   基づくビート信号と、前記第２の受信アンテナで受信した信号に基づくビート信号とを出
   力する処理経路を切り換える第３の切換手段と、
   前記第２のミキシング手段から出力される、前記第２の受信アンテナで受信した信号に
   基づくビート信号と、前記第３の受信アンテナで受信した信号に基づくビート信号とを出
   力する処理経路を切り換える第４の切換手段とをさらに含んで構成され、
   前記信号処理部が、
   前記第３の切換手段を介して時分割で取得した前記第１の受信アンテナで受信した信号
   に基づくビート信号と、前記第２の受信アンテナで受信した信号に基づくビート信号との
   位相比較を行うと共に、
   前記第４の切換手段を介して時分割で取得した前記第２の受信アンテナで受信した信号
   に基づくビート信号と、前記第３の受信アンテナで受信した信号に基づくビート信号との
   位相比較を行い、物標の方位角を求める方位角演算手段を備えていることを特徴とする請
   求項１記載のレーダ装置。

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