JP2010197283A - レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1の変調信号と第2の変調信号を発生する変調信号発生手段と、第1の変調信号を送信電磁波として空間に放射する送信手段と、送信電磁波を受信する受信手段と、受信手段で受信した信号と第2の変調信号の位相変換信号の組み合わせ、または受信手段で受信した信号の位相変換信号と第2の変調信号の組み合わせを入力としてビート信号を出力する検波手段と、ビート信号を元に物体の運動情報を求めるとともに位相制御信号を送信する信号処理手段と、信号処理手段から送信された位相制御信号により、受信手段で受信した信号と第2の変調信号との位相差を制御し、目標以外の所定の物体に対応するビート信号を打ち消すような位相変換信号を検波手段に出力する位相制御手段と、を備える。
【選択図】 図1
Description
A*cos(ωt+θ)×B*cos((ω+Δω)t+ψ)
=(AB/2)*{cos((2ω+Δω)t+(θ+ψ)) + cos(Δωt-(θ-ψ))} ・・・式(1)
送信アンテナ104から放射される電磁波は、目標物体106で反射し受信アンテナ107で受信されるが、実際にはそれ以外にも、レドーム105等の極近距離反射物からも反射し同様に受信アンテナ107で受信される。ところが、レドーム105等からの反射波の電力は目標物体106からの反射波の電力よりも大きいため、受信ミクサ107や増幅器110が飽和してしまうという問題がある。また、増幅器110で飽和しないように増幅器110の利得を下げると、遠方の目標物体を検出できなくなるなどの問題点がある。また、目標物体106が近距離にある場合、受信ミクサ109の出力であるビート信号において、目標物体106によるビート信号の周波数が、レドーム105等の極近距離反射物によるビート信号の周波数と近くなることがある。しかしこのとき、レドーム105等からのビート信号の周波数スペクトル強度のほうが大きいため、目標物体106からのビート信号の周波数スペクトルが隠れてしまい、近距離の目標物体の検出が難しくなるという問題がある。
第1の変調信号と第2の変調信号を発生する変調信号発生手段と、
この変調信号発生手段から出力された前記第1の変調信号を送信電磁波として空間に放射する送信手段と、
この送信手段から放射され、目標物体および目標以外の所定の物体で反射された前記送信電磁波を受信する受信手段と、
この受信手段で受信した信号と前記第2の変調信号の位相変換信号の組み合わせ、または前記受信手段で受信した信号の位相変換信号と前記第2の変調信号の組み合わせを入力としてビート信号を出力する検波手段と、
この検波手段から出力された前記ビート信号を元に前記物体の運動を示す運動情報を求めるとともに位相制御信号を送信する信号処理手段と、
この信号処理手段から送信された前記位相制御信号により、前記受信手段で受信した信号と前記第2の変調信号との位相差を制御し、前記目標以外の所定の物体に対応するビート信号を打ち消すような前記位相変換信号を前記検波手段に出力する位相制御手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
図1はこの発明の実施の形態1によるレーダ装置を示す構成図である。1は信号発生器であり、目標物体に対して放射する信号を発生する。2は変調手段である変調器であり、信号発生器1の出力信号に変調を施す。3は分配手段である電力分配器であり、変調器2の出力を後述する送信アンテナ4と移相器13に分配する。信号発生器1と変調器2と電力分配器3とで変調信号発生手段を構成している。4は送信手段である送信アンテナであり、電力分配器3により送信用に分配された信号を送信電磁波として空間に放射する。5は目標以外の所定の物体であるレドーム、6は目標物体である。7は受信手段である受信アンテナであり、目標物体6およびレドーム5で反射された電磁波を受信信号として受信する。13は位相制御手段である移相器であり、後述する信号処理器12からの位相制御信号に基づいて、電力分配器3により受信用に分配された信号の位相を制御する。8は検波手段である受信ミクサであり、受信アンテナ7で受信した信号と移相器13の出力信号とを混合してビート信号を含む混合信号を出力する。9はフィルタであり、受信ミクサ8から出力された混合信号のうち、不要な周波数成分を除去しビート信号を出力する。10は増幅器であり、フィルタ9を通過したビート信号を増幅する。11はA/D(アナログ/デジタル)変換器であり、増幅器10からの出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。12は信号処理手段である信号処理器であり、A/D変換器11からの出力信号に基づいて目標物体6までの距離や相対速度などを演算する。
A*cos(ωt+θ)×{B*cos(ωt+φ) + C*cos((ω+Δω)t+ψ)}
=(AB/2)*cos(2ωt+(θ+φ)) + (AB/2)*cos(θ-φ)
+ (AC/2)*cos((2ω+Δω)t+(θ+ψ)) + (AC/2)*cos(Δωt-(θ-ψ)) ・・・式(2)
図2はこの発明の実施の形態2によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
17は2周波信号発生器であり、目標物体に対して放射する周波数foの信号とその1/Nの周波数である周波数fo/N(Nは2以上の整数)の信号を異なる端子から出力する。18は変調器であり、2周波信号発生器17から出力される周波数foの信号に変調を施す。19は変調器であり、2周波信号発生器17から出力される周波数fo/Nの信号に変調を施す。2周波信号発生器17と変調器18、19とで変調信号発生手段を構成している。このとき、変調器18からは第1の変調信号が出力し、変調器19からは第2の変調信号が出力する。20は位相制御手段である移相器であり、信号処理手段である信号処理器12からの位相制御信号に基づいて、変調器19の出力信号の位相を制御し、後述するN次の高調波形受信ミクサ21へ位相変換信号としてのLO波として出力する。21は検波手段であるN次の高調波形受信ミクサであり、受信アンテナ7で受信した信号と移相器20の出力である周波数fo/Nの信号とを混合してビート信号を出力する。
図3はこの発明の実施の形態3によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
14は移相器であり、信号処理器12からの位相制御信号に基づいて、電力分配器3により受信用に分配された信号の位相を制御する。15は振幅制御手段である増幅器であり、信号処理器12からの振幅制御信号に基づいて、移相器14の出力を増幅する。図3では、移相器14と増幅器15とで位相制御手段を構成している。16は合成器であり、受信アンテナ7で受信した信号と、増幅器15の出力とを合成する。図3においては、合成器16と受信ミクサ8とを合わせて検波手段を構成している。
図4はこの発明の実施の形態4によるレーダ装置を示す構成図であり、図1と図3の構成を組み合わせた構成となっている。
2 変調器
3 電力分配器
4 送信アンテナ
5 レドーム
6 目標物体
7 受信アンテナ
8 受信ミクサ
12 信号処理器
13 移相器
14 移相器
15 増幅器
16 合成器
17 2周波信号発生器
18 変調器
19 変調器
20 移相器
21 N次の高調波形受信ミクサ
Claims (6)
- 第1の変調信号と第2の変調信号を発生する変調信号発生手段と、
この変調信号発生手段から出力された前記第1の変調信号を送信電磁波として空間に放射する送信手段と、
この送信手段から放射され、目標物体および目標以外の所定の物体で反射された前記送信電磁波を受信する受信手段と、
この受信手段で受信した信号と前記第2の変調信号の位相変換信号の組み合わせ、または前記受信手段で受信した信号の位相変換信号と前記第2の変調信号の組み合わせを入力としてビート信号を出力する検波手段と、
この検波手段から出力された前記ビート信号を元に前記物体の運動を示す運動情報を求めるとともに位相制御信号を送信する信号処理手段と、
この信号処理手段から送信された前記位相制御信号により、前記受信手段で受信した信号と前記第2の変調信号との位相差を制御し、前記目標以外の所定の物体に対応するビート信号を打ち消すような前記位相変換信号を前記検波手段に出力する位相制御手段と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。 - 変調信号発生手段は、
信号発生器と、
この信号発生器から出力された信号を変調する変調器と、
この変調器により変調された信号を分配し、変調された第1及び第2の変調信号として出力する電力分配器と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 第1の変調信号の周波数は、第2の変調信号の周波数のN倍(Nは2以上の整数)であることを特徴とする請求項1または2に記載のレーダ装置。
- 位相制御手段は、
信号処理手段から送信された位相制御信号により、
目標以外の所定の物体で反射し受信手段で受信した信号と第2の変調信号との位相差が90°になるよう制御し、
前記目標以外の所定の物体に対応するビート信号を打ち消すような位相変換信号を検波手段に出力することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のレーダ装置。 - 位相制御手段は、
信号処理手段から送信された位相制御信号により、
目標以外の所定の物体で反射し受信手段で受信した信号と第2の変調信号との位相差が180°になるよう制御し、
前記目標以外の所定の物体に対応するビート信号を打ち消すような位相変換信号を検波手段に出力することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のレーダ装置。 - 位相制御手段は、移相器及び振幅制御手段を有し、
移相器による位相制御に加え、振幅制御手段による振幅制御を行うことにより、目標以外の所定の物体に対応するビート信号を打ち消すような位相変換信号を検波手段に出力する
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のレーダ装置。
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