JP2012202927A - 車載用レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第1の受信アンテナ素子と、第1の受信アンテナ素子と同一平面状に第1の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第2の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離,相対速度,方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、受信部を構成するミキサの後段に、第1又は第2の受信アンテナ素子と同数の回路切替部を備え、回路切替部により第1の受信アンテナ素子への接続と、第2の受信アンテナ素子への接続とを切り替える。
【選択図】図3
Description
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態1の車載用レーダ装置は、発振器102、分配器103、送信アンテナ104、受信アンテナ108、ミキサ109、回路切替部110、受信アンプ111、信号処理部112等から構成される。そして、以下で述べる各構成要素の動作タイミング等は信号処理部112によって制御される。
図6は、本発明の実施の形態2に係る車載用レーダ装置の送信部101、信号処理部112の構成を示すブロック図である。実施の形態2に係る車載用レーダ装置のアンテナ部105の構成は図2と、受信部107の構成は図4と同様であるので図面を省略する。図6に示した車載用レーダ装置の送信部101は、図1で示した構成に、分配器103と送信アンテナ104との間に、送信スイッチ素子601を新たに備えたものである。送信スイッチ素子601は、信号処理部112からの制御信号S4により、分配器103から分配された送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る。すなわち、実施の形態2に係る車載用レーダ装置は、実施の形態1に係る車載用レーダ装置をパルスレーダとして動作させるものである。
図9は本発明の実施の形態3に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。送信部101の構成は図1と、アンテナ部105の構成は図2と同様であるので図面を省略する。図9に示した、実施の形態3に係る車載用レーダ装置は、図4に示した回路切替部1(309)に、接続切替手段1、2(901,902)を、回路切替部2(310)に接続切替手段3、4(903,904)をそれぞれ新たに備えたものである。
図13は、本発明の実施の形態4に係る送信スイッチ素子601、検出方向切替手段1、2(401、402)、接続切替手段1〜4(901〜904)のタイミングチャートを示す図である。送信スイッチ素子601の動作は実施の形態2と同様であるので説明を省略する。また、実施の形態4に係る車載用レーダ装置の構成は、実施の形態3と同様(送信部101は図6と同様、アンテナ部105は図2と同様、受信部と信号処理部112は図9と同様)であるので図面を省略する。
信号処理部112からの制御信号S2は、S4の立ち下がりに同期させる。制御信号S2がHの期間は、検出方向切替手段1、2(401,402)の接続状態はA−C導通、制御信号S2がLの期間は、検出方向切替手段1、2(401,402)の接続状態はB−C導通となる。
このように接続切替手段1〜4(901〜904)を制御することにより、接続切替手段1〜4(901〜904)は、実施の形態3で挙げた漏れ信号を抑制する機能に加えて、非検出期間では信号処理部112に入力される送信信号に同期した不要信号を遮断する機能を兼ね備えることができる。
図14は、本発明の実施の形態5に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図14に示した回路切替部1、2(309,310)は、実施の形態3に係る図9の構成から検出方向切替手段1、2(401,402)を省略した構成となる。また、送信部101の構成は図1と、アンテナ部105の構成は図2と同様であるので図面を省略する。図15は、実施の形態5に係る接続切替手段1(901)の構成を示す図である。ここでは、図示したように、接続切替手段1(901)をSPST(単極単投)のスイッチ素子とする。また、図示していないが、接続切替手段2〜4(902〜904)も同様の構成とする。ポートAには、第1の受信アンテナ素子1(301)が接続されたミキサ1(305)が接続される。ポートCには、受信アンプ1(311)が接続される。
図17は、本発明の実施の形態6に係る送信スイッチ素子601、接続切替手段1〜4(901〜904)のタイミングチャートを示す図である。この実施の形態6における動作は、実施の形態4(図13)の動作において、検出方向切替手段1、2(401,402)の動作を省略したものと同様である。ただし、この実施の形態6では、接続切替手段としてSPSTのスイッチ素子を用いるので、実施の形態4での接続切替手段の接続状態であったB−C導通が、A−C遮断に変更となる。また、実施の形態6に係る車載用レーダ装置の構成は、実施の形態5と同様(送信部101は図6と同様、アンテナ部は図2と同様、受信部107は図14、図15と同様、信号処理部112は図14と同様)であるので図面を省略する。
図18は、本発明の実施の形態7に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図18に示した回路切替部1、2(309,310)は、実施の形態3に係る図9の構成から、接続切替手段1、3(901,903)を省略した構成となる。また、送信部101の構成は図1と、アンテナ部105の構成は図2と同様であるので図面を省略する。なお、接続切替手段2、4(902,904)は、図11に示したようなSPDT(単極双投)のスイッチ素子であるものとして説明を進める。
図20は、本発明の実施の形態8に係る送信スイッチ素子601、検出方向切替手段1、2(401,402)、接続切替手段2、4(902,904)のタイミングチャートを示す図である。実施の形態8における動作は、実施の形態4(図13)の動作において、接続切替手段1、3(901,903)の動作を省略したものと同様である。また、実施の形態8に係る車載用レーダ装置の構成は、実施の形態7と同様(送信部101は図6と同様、アンテナ部は図2と同様、受信部と信号処理部112は図18と同様)であるので図面を省略する。
図21は、本発明の実施の形態9に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。実施の形態1に係る図4に示した構成の検出方向切替手段1、2(401,402)を、受信アンテナ素子とミキサの間に配置した構成となる。このような構成とすることにより、検出方向切替手段1、2(401,402)より後段の回路を(一部共用にすることにより)一部削減することができる。特に、高周波部品であるミキサを削減することによるコスト低減効果は大きい。また、実施の形態1でも述べたが、ミキサより後段の回路には一般的に、LNA(低ノイズアンプ)やVGA(可変ゲインアンプ)、そしてLPF(ローパスフィルタ)等、多くの回路部品が使用されるため、回路削減によるコスト低減効果が大きいことは言うまでもない。なお、送信部101の構成は図1と、アンテナ部105の構成は図2と同様であるので図面を省略する。
図22は、本発明の実施の形態10に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。実施の形態9に係る図21に示した構成に、ミキサ1、2(305,306)と受信アンプ1、2(311,312)の間に、接続切替手段1、2(901,902)を備えたものである。接続切替手段1、2(901,902)は、図15に示したようなSPST(単極単投)のスイッチ素子とする。また、送信部101の構成は、図6の構成と、アンテナ部の構成は図2と同様であるので図面を省略する。
103 分配器 104 送信アンテナ
105 アンテナ部 107 受信部
108 受信アンテナ 109 ミキサ
110 回路切替部 111 受信アンプ
112 信号処理部
201 第1の受信アンテナ素子 202 第2の受信アンテナ素子
301 第1の受信アンテナ素子1 302 第2の受信アンテナ素子1
305 ミキサ1 306 ミキサ2
307 ミキサ3 308 ミキサ4
309 回路切替部1 310 回路切替部2
311 受信アンプ1 312 受信アンプ2
401 検出方向切換手段1 402 検出方向切換手段2
403 終端回路1 404 終端回路2
405 終端回路3 406 終端回路4
901 接続切換手段1 902 接続切換手段2
903 接続切替手段3 904 接続切替手段4
1101 接地回路
Claims (11)
- 対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、
前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第1の受信アンテナ素子と、前記第1の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第1の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第2の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、
前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離,相対速度,方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、
前記受信部を構成する前記ミキサの後段に、前記第1又は第2の受信アンテナ素子と同数の回路切替部を備え、前記回路切替部により前記第1の受信アンテナ素子への接続と、前記第2の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたことを特徴とする車載用レーダ装置。 - 前記回路切替部は、前記第1の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記第2の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続とを、前記信号処理部からの制御信号により切り替える検出方向切替手段であって、
前記検出方向切替手段は、前記信号ラインの終端回路と前記ミキサの後段の回路との間に配置されることを特徴とする請求項1記載の車載用レーダ装置。 - 前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記検出方向切替手段は前記信号ラインと前記前記ミキサの後段の回路との接続を遮断することを特徴とする請求項2記載の車載用レーダ装置。 - 前記回路切替部は、
前記第1の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記ミキサの後段の電位をグラウンド電位に固定する接地回路への接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える第1接続切替手段と、
前記第2の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記ミキサの後段の電位をグラウンド電位に固定する接地回路への接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える第2接続切替手段と
前記第1の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサと前記第1接続切替手段を経由した信号ラインへの接続と、前記第2の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサと前記第2接続切替手段を経由した信号ラインへの接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える検出方向切替手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の車載用レーダ装置。 - 前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記接続切替手段は前記第1の受信アンテナ素子又は前記第2の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインと前記検出方向切替手段との接続を遮断することを特徴とする請求項4記載の車載用レーダ装置。 - 前記回路切替部は、
前記第1の受信アンテナ素子に接続された前記ミキサを経由した信号ラインと、前記第2の受信アンテナ素子に接続された前記ミキサを経由した信号ラインとにそれぞれ接続切替手段を備え、
前記接続切替手段は前記信号ラインの終端回路と、前記ミキサの後段の回路との間に配置されることを特徴とする請求項1記載の車載用レーダ装置。 - 前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記接続切替手段は前記第1の受信アンテナ素子又は前記第2の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインと前記ミキサの後段の回路との接続を遮断することを特徴とする請求項6に記載の車載用レーダ装置。 - 前記回路切替部は、
前記第2の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記ミキサの後段の電位をグラウンド電位に固定する接地回路への接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える接続切替手段と、
前記第1の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記第2の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサと前記接続切替手段を経由した信号ラインへの接続とを信号処理部からの制御信号により切り替える検出方向切替手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の車載用レーダ装置。 - 前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記接続切替手段は、第2の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインと前記検出方向切替手段とを遮断し、
前記検出方向切替手段は、前記接続切替手段の前記接地回路と前記ミキサの後段の回路とを導通させることを特徴とする請求項8記載の車載用レーダ装置。 - 対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、
前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第1の受信アンテナ素子と、前記第1の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第1の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第2の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、
前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離,相対速度,方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、
前記受信部を構成する前記ミキサの前段に、前記第1又は第2の受信アンテナ素子と同数の検出方向切替手段を備え、前記検出方向切替手段により前記第1の受信アンテナ素子への接続と、前記第2の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたことを特徴とする車載用レーダ装置。 - 前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
前記受信部は、前記ミキサの後段に接続切替手段を備え、前記接続切替手段は、少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記ミキサを経由した信号ラインと前記ミキサの後段の回路とを遮断することを特徴とする請求項10記載の車載用レーダ装置。
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