JP2665834B2 - Ｆｍレーダ - Google Patents
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- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
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- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
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- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/023—Interference mitigation, e.g. reducing or avoiding non-intentional interference with other HF-transmitters, base station transmitters for mobile communication or other radar systems, e.g. using electro-magnetic interference [EMI] reduction techniques
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- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の追突防止用警報
装置などに利用されるＦＭレーダに関するものである。
装置などに利用されるＦＭレーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】乗用車などの車両に搭載され追突や衝突
防止用警報装置などに利用される車載レーダは、数１０
ｃｍ程度の至近距離をも検出対象とする関係上高い分解
能が必要とされ、この点でパルスレーダよりもＦＭレー
ダが適している。また、先行車両や対向車両などの反射
波を生じさせる物体（以下「標的」と称する）までの最
遠測距範囲は数１００ｍで足りるため、放射電波が必要
以上に遠方まで伝播したり、既存のマイクロ波帯の通信
設備に干渉したりすることを回避する上で６０ＧＨｚ程
度の比較的伝播減衰量の大きなミリ波帯の電波が利用さ
れる。また、標的までの距離に加えて標的の方向をも測
定しようとする場合には、同一の指向性をもった主ロー
ブを所定角度だけずらして放射するように設置されるア
ンテナ対と、各アンテナに受けた反射波のレベル比を検
出する検出回路とが備えられる。
防止用警報装置などに利用される車載レーダは、数１０
ｃｍ程度の至近距離をも検出対象とする関係上高い分解
能が必要とされ、この点でパルスレーダよりもＦＭレー
ダが適している。また、先行車両や対向車両などの反射
波を生じさせる物体（以下「標的」と称する）までの最
遠測距範囲は数１００ｍで足りるため、放射電波が必要
以上に遠方まで伝播したり、既存のマイクロ波帯の通信
設備に干渉したりすることを回避する上で６０ＧＨｚ程
度の比較的伝播減衰量の大きなミリ波帯の電波が利用さ
れる。また、標的までの距離に加えて標的の方向をも測
定しようとする場合には、同一の指向性をもった主ロー
ブを所定角度だけずらして放射するように設置されるア
ンテナ対と、各アンテナに受けた反射波のレベル比を検
出する検出回路とが備えられる。
【０００３】上述した距離と方向の双方の測定が可能な
ＦＭレーダは、図５に示すように、ミリ波帯の発振回路
３０、スイッチ３１、タイミング発生回路３２、パワー
デバイダ３４，３８、サーキュレータ３５，３９、ミキ
サ３６，３９、アンテナ対３７，４１及び検出回路４２
とから構成されている。アンテナ対３７，４１は、図６
に示すように、同一の指向性をもった主ローブ（ビーム
ａ，ｂ）の中心を所定角度だけずらして放射するように
設置されている。アンテナ３７，４１のそれぞれに受信
された反射波とパワーデバイダ３４，３８のそれぞれで
分割された原信号とのビートがミキサ３６，４０のそれ
ぞれで発生され、検出回路４２に供給される。検出回路
４２は、各ビートのレベル比からアンテナに受信された
反射波のレベル比（図６中のＬａ／Ｌｂ）を検出し、こ
れに基き標的の方向を検出する。
ＦＭレーダは、図５に示すように、ミリ波帯の発振回路
３０、スイッチ３１、タイミング発生回路３２、パワー
デバイダ３４，３８、サーキュレータ３５，３９、ミキ
サ３６，３９、アンテナ対３７，４１及び検出回路４２
とから構成されている。アンテナ対３７，４１は、図６
に示すように、同一の指向性をもった主ローブ（ビーム
ａ，ｂ）の中心を所定角度だけずらして放射するように
設置されている。アンテナ３７，４１のそれぞれに受信
された反射波とパワーデバイダ３４，３８のそれぞれで
分割された原信号とのビートがミキサ３６，４０のそれ
ぞれで発生され、検出回路４２に供給される。検出回路
４２は、各ビートのレベル比からアンテナに受信された
反射波のレベル比（図６中のＬａ／Ｌｂ）を検出し、こ
れに基き標的の方向を検出する。
【０００４】ビームＢａ，Ｂｂは同一周波数の電波とし
てアンテナ対３７，４１から放射されると共に、各ビー
ムは相互の干渉を回避するためにスイッチ３１の切替え
により時間的にずらして放射される。すなわち、図７の
波形図に例示するように、スイッチ３１内の接点ＳＷ
ａ，ＳＷｂが同一の周期で交番的に接／断され、ビーム
Ｂａ，Ｂｂが交互に放射される。電波の伝播遅延時間に
起因するビートの周波数の高低から標的までの距離を測
定するために、ビームａ，ｂの周波数ｆａ，ｆｂは、図
７の下段に例示するように、時間に対して直線的な（鋸
歯状な）周波数変調（ＦＭ）を受ける。このＦＭ信号が
標的との間の電波の伝播遅延時間に比べて十分長い期間
にわたって発生されることから、この種のレーダはパル
スレーダとの区別を一層明確にする意味でＦＭーＣＷレ
ーダとも称される。
てアンテナ対３７，４１から放射されると共に、各ビー
ムは相互の干渉を回避するためにスイッチ３１の切替え
により時間的にずらして放射される。すなわち、図７の
波形図に例示するように、スイッチ３１内の接点ＳＷ
ａ，ＳＷｂが同一の周期で交番的に接／断され、ビーム
Ｂａ，Ｂｂが交互に放射される。電波の伝播遅延時間に
起因するビートの周波数の高低から標的までの距離を測
定するために、ビームａ，ｂの周波数ｆａ，ｆｂは、図
７の下段に例示するように、時間に対して直線的な（鋸
歯状な）周波数変調（ＦＭ）を受ける。このＦＭ信号が
標的との間の電波の伝播遅延時間に比べて十分長い期間
にわたって発生されることから、この種のレーダはパル
スレーダとの区別を一層明確にする意味でＦＭーＣＷレ
ーダとも称される。
【０００５】上記ＦＭ信号の周波数Ｆ１は、鋸歯状波の
周期に比べて十分短い期間に着目すれば、次式のように
時間に比例して変化する。 Ｆ１＝Ｆ０＋（δＦ／Ｔ）ｔ ・・・（１） ただし、Ｆ０とδＦは周波数のディメンジョンを持つ定
数、Ｔは時間のディメンジョンを持つ定数、ｔは時間の
ディメンジョンを持つ変数である。図５のアンテナ３７
（４１）から放射されたビームが時間τ後に対応のアン
テナに反射波として受信されるものとすれば、この受信
信号の周波数Ｆ２は次式のようになる。 Ｆ２＝Ｆ０＋（δＦ／Ｔ）（ｔ−τ） ・・・（２）
周期に比べて十分短い期間に着目すれば、次式のように
時間に比例して変化する。 Ｆ１＝Ｆ０＋（δＦ／Ｔ）ｔ ・・・（１） ただし、Ｆ０とδＦは周波数のディメンジョンを持つ定
数、Ｔは時間のディメンジョンを持つ定数、ｔは時間の
ディメンジョンを持つ変数である。図５のアンテナ３７
（４１）から放射されたビームが時間τ後に対応のアン
テナに反射波として受信されるものとすれば、この受信
信号の周波数Ｆ２は次式のようになる。 Ｆ２＝Ｆ０＋（δＦ／Ｔ）（ｔ−τ） ・・・（２）
【０００６】図５の時分割ＦＭレーダ内の信号の伝播遅
延時間の差異が上記反射波の伝播遅延時間τに比べて無
視できる程度の値であれば、ミキサ３６（４０）から出
力されるビートの周波数Ｆ３は、 Ｆ３＝Ｆ１−Ｆ２ ＝（τ／Ｔ）δＦ ・・・（３） となる。ただし、ＦＭレーダ搭載の車両と標的との相対
速度に起因するドップラーシフト量は伝播遅延時間に起
因する周波数シフト量に比べて十分小さいものとして無
視する。
延時間の差異が上記反射波の伝播遅延時間τに比べて無
視できる程度の値であれば、ミキサ３６（４０）から出
力されるビートの周波数Ｆ３は、 Ｆ３＝Ｆ１−Ｆ２ ＝（τ／Ｔ）δＦ ・・・（３） となる。ただし、ＦＭレーダ搭載の車両と標的との相対
速度に起因するドップラーシフト量は伝播遅延時間に起
因する周波数シフト量に比べて十分小さいものとして無
視する。
【０００７】従って、電波の伝播速度をｃとすれば、標
的までの距離Ｄは、 Ｄ＝ｃ・τ／２ ＝ｃ・Ｔ・Ｆ３／（２δＦ） ・・・（４） と算定される。
的までの距離Ｄは、 Ｄ＝ｃ・τ／２ ＝ｃ・Ｔ・Ｆ３／（２δＦ） ・・・（４） と算定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＦＭレ
ーダでは、標的までの距離Ｄが短くなるにつれて（３）
式から明らかなようにビート周波数Ｆ３が低下し、これ
に伴ってミキサにおける１／ｆ雑音の妨害が大きくな
り、ビート周波数やビートのレベルの検出が困難になる
という問題がある。一例として、標的までの距離Ｄを１
ｍ（メートル）とすれば伝播遅延時間τは約７ｎｓとな
り、Ｔを１００μｓ、δＦを４００ＭＨｚとすればビー
ト周波数Ｆ３は３０ＫＨｚ程度もの低い値となり、１／
ｆ雑音の妨害を強く受けることになる。この１／ｆ雑音
による妨害の問題は、追突防止などを目的として至近距
離をも検出しようとする車載用レーダの場合、特に重要
な問題となる。
ーダでは、標的までの距離Ｄが短くなるにつれて（３）
式から明らかなようにビート周波数Ｆ３が低下し、これ
に伴ってミキサにおける１／ｆ雑音の妨害が大きくな
り、ビート周波数やビートのレベルの検出が困難になる
という問題がある。一例として、標的までの距離Ｄを１
ｍ（メートル）とすれば伝播遅延時間τは約７ｎｓとな
り、Ｔを１００μｓ、δＦを４００ＭＨｚとすればビー
ト周波数Ｆ３は３０ＫＨｚ程度もの低い値となり、１／
ｆ雑音の妨害を強く受けることになる。この１／ｆ雑音
による妨害の問題は、追突防止などを目的として至近距
離をも検出しようとする車載用レーダの場合、特に重要
な問題となる。
【０００９】また、上述したＦＭレーダでは、標的への
距離や方向を検出できるが、標的との相対速度を検出し
ていないため、警報装置などと組合せて使用するには機
能上十分とはいえないという問題もある。
距離や方向を検出できるが、標的との相対速度を検出し
ていないため、警報装置などと組合せて使用するには機
能上十分とはいえないという問題もある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本第１の発明のＦＭレー
ダは、ほぼ同一の指向性をもった主ローブの中心を所定
角度だけずらして放射するように設置されたアンテナ対
と、周波数が時間的に変化する第１の部分と一定値に保
たれる第２の部分とから成る所定周期の高周波電力をこ
の所定周期の整数倍の周期で前記アンテナ対のそれぞれ
に交番的に供給する給電系と、この給電系から前記アン
テナ対のそれぞれに供給される高周波電力の周波数に対
して所定値だけシフトされた周波数の高周波電力とこの
アンテナ対のそれぞれが受けた反射波との間のビートの
対を発生させる検波系と、上記ビートの対間のレベルの
比を検出しこれに基き上記反射波を発生させた標的への
方向を検出する手段と、上記ビートの対の一方又は双方
について上記高周波電力の第１の部分に対応する部分の
周波数を検出しこれに基き標的までの距離を検出する手
段と、上記ビートの対の一方又は双方について上記高周
波電力の第２の部分に対応する部分の周波数を検出しこ
れに基き標的との相対速度を検出する手段とを備え、ビ
ート周波数のシフトによる１／ｆ雑音の軽減と、標的と
の相対速度の検出とを可能としている。
ダは、ほぼ同一の指向性をもった主ローブの中心を所定
角度だけずらして放射するように設置されたアンテナ対
と、周波数が時間的に変化する第１の部分と一定値に保
たれる第２の部分とから成る所定周期の高周波電力をこ
の所定周期の整数倍の周期で前記アンテナ対のそれぞれ
に交番的に供給する給電系と、この給電系から前記アン
テナ対のそれぞれに供給される高周波電力の周波数に対
して所定値だけシフトされた周波数の高周波電力とこの
アンテナ対のそれぞれが受けた反射波との間のビートの
対を発生させる検波系と、上記ビートの対間のレベルの
比を検出しこれに基き上記反射波を発生させた標的への
方向を検出する手段と、上記ビートの対の一方又は双方
について上記高周波電力の第１の部分に対応する部分の
周波数を検出しこれに基き標的までの距離を検出する手
段と、上記ビートの対の一方又は双方について上記高周
波電力の第２の部分に対応する部分の周波数を検出しこ
れに基き標的との相対速度を検出する手段とを備え、ビ
ート周波数のシフトによる１／ｆ雑音の軽減と、標的と
の相対速度の検出とを可能としている。
【００１１】本第２の発明に係わるＦＭレーダは、ほぼ
同一の指向性をもった主ローブを所定角度だけずらして
放射するように設置されたアンテナ対と、周波数が直線
的に増加する第１の部分と直線的に減少する第２の部分
とから成る所定周期の高周波電力をこの所定周期の整数
倍の周期で前記アンテナ対のそれぞれに交番的に供給す
る給電系と、この給電系から上記アンテナ対のそれぞれ
に供給される高周波電力の時間軸に対して所定値だけシ
フトされた時間軸の高周波電力とこのアンテナ対のそれ
ぞれが受けた反射波との間のビートの対を発生させる検
波系と、上記ビートの対間のレベル比を検出しこれに基
き上記反射波を発生させた標的への方向を検出する手段
と、上記ビートの対の一方又は双方について上記高周波
電力の第１の部分に対応する部分の周波数と前記高周波
電力の第２の部分に対応する部分の周波数とを検出しこ
れらの周波数の和と差に基き上記標的との相対速度と標
的までの距離を検出する手段とを備えている。
同一の指向性をもった主ローブを所定角度だけずらして
放射するように設置されたアンテナ対と、周波数が直線
的に増加する第１の部分と直線的に減少する第２の部分
とから成る所定周期の高周波電力をこの所定周期の整数
倍の周期で前記アンテナ対のそれぞれに交番的に供給す
る給電系と、この給電系から上記アンテナ対のそれぞれ
に供給される高周波電力の時間軸に対して所定値だけシ
フトされた時間軸の高周波電力とこのアンテナ対のそれ
ぞれが受けた反射波との間のビートの対を発生させる検
波系と、上記ビートの対間のレベル比を検出しこれに基
き上記反射波を発生させた標的への方向を検出する手段
と、上記ビートの対の一方又は双方について上記高周波
電力の第１の部分に対応する部分の周波数と前記高周波
電力の第２の部分に対応する部分の周波数とを検出しこ
れらの周波数の和と差に基き上記標的との相対速度と標
的までの距離を検出する手段とを備えている。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係わるＦＭレーダ
の構成を示すブロック図であり、１０は発振器、１１は
パワーデバイダ、１２，１３はアップコンバータ、１
４，１５は３逓倍器、１６はサーキュレータ、１７はミ
キサ、１８はアンテナ、１９は検出回路、２０はタイミ
ング制御回路、２１は掃引回路、２２，２３，２４はス
イッチ回路である。
の構成を示すブロック図であり、１０は発振器、１１は
パワーデバイダ、１２，１３はアップコンバータ、１
４，１５は３逓倍器、１６はサーキュレータ、１７はミ
キサ、１８はアンテナ、１９は検出回路、２０はタイミ
ング制御回路、２１は掃引回路、２２，２３，２４はス
イッチ回路である。
【００１３】発振器１０から出力されるマイクロ波帯の
高周波電力はパワーデバイダ１１で２分割され、アップ
コンバータ１２と１３とに供給される。アップコンバー
タ１２，１３は、それぞれが準ミリ波帯の局部発振器、
ミキサ及びＢＰＦ（図示省略）から成り、マイクロ波帯
の高周波電力を準ミリ波帯の高周波電力に変換してスイ
ッチ２２と２３のそれぞれに供給する。アップコンバー
タ１２と１３による周波数のシフト量は、それぞれの局
部発振器の発振周波数を異なる値に設定することによ
り、適宜な値、例えば２ＧＨｚ程度ずれるように設定さ
れている。
高周波電力はパワーデバイダ１１で２分割され、アップ
コンバータ１２と１３とに供給される。アップコンバー
タ１２，１３は、それぞれが準ミリ波帯の局部発振器、
ミキサ及びＢＰＦ（図示省略）から成り、マイクロ波帯
の高周波電力を準ミリ波帯の高周波電力に変換してスイ
ッチ２２と２３のそれぞれに供給する。アップコンバー
タ１２と１３による周波数のシフト量は、それぞれの局
部発振器の発振周波数を異なる値に設定することによ
り、適宜な値、例えば２ＧＨｚ程度ずれるように設定さ
れている。
【００１４】スイッチ回路２２内の４個の接点（図示せ
ず）は、図２の上段の４個の波形ＳＷａ〜ＳＷｄで例示
するように、タイミング制御回路２０からの制御信号に
同期して所定周期で交互に接／断され、アップコンバー
タ１２から出力される準ミリ波帯の高周波電力を４個の
３逓倍器１４ａ〜１４ｄのそれぞれに分配する。同様
に、スイッチ回路２３内の４個の接点も、スイッチ回路
２２の４個の接点のそれぞれと同期して交互に接／断さ
れ、アップコンバータ１３から出力される準ミリ波帯の
高周波電力を４個の３逓倍器１５ａ〜１５ｄに分配す
る。
ず）は、図２の上段の４個の波形ＳＷａ〜ＳＷｄで例示
するように、タイミング制御回路２０からの制御信号に
同期して所定周期で交互に接／断され、アップコンバー
タ１２から出力される準ミリ波帯の高周波電力を４個の
３逓倍器１４ａ〜１４ｄのそれぞれに分配する。同様
に、スイッチ回路２３内の４個の接点も、スイッチ回路
２２の４個の接点のそれぞれと同期して交互に接／断さ
れ、アップコンバータ１３から出力される準ミリ波帯の
高周波電力を４個の３逓倍器１５ａ〜１５ｄに分配す
る。
【００１５】３逓倍器１４ａ〜１４ｄから出力されるミ
リ波帯の高周波電力は、サーキュレータ１６ａ〜１６ｄ
を介してアンテナ１８ａ〜１８ｄに供給され、ミリ波帯
のビームとして放射される。４個のアンテナ１８ａ〜１
８ｄのうち１８ａと１８ｂは図６に例示したような対の
関係を有しており、それぞれから所定の角度差をもった
同一指向性のビームが放射される。同様に、アンテナ１
８ｃと１８ｄも対の関係を有しており、それぞれから所
定の角度差をもった同一指向性のビームが放射される。
この実施例では、アンテナ対（１８ａ，１８ｂ）は水平
面内における標的の方向の検出に用いられ、アンテナ対
（１８ｃ，１８ｄ）は垂直面内における標的の方向の検
出に用いられる。
リ波帯の高周波電力は、サーキュレータ１６ａ〜１６ｄ
を介してアンテナ１８ａ〜１８ｄに供給され、ミリ波帯
のビームとして放射される。４個のアンテナ１８ａ〜１
８ｄのうち１８ａと１８ｂは図６に例示したような対の
関係を有しており、それぞれから所定の角度差をもった
同一指向性のビームが放射される。同様に、アンテナ１
８ｃと１８ｄも対の関係を有しており、それぞれから所
定の角度差をもった同一指向性のビームが放射される。
この実施例では、アンテナ対（１８ａ，１８ｂ）は水平
面内における標的の方向の検出に用いられ、アンテナ対
（１８ｃ，１８ｄ）は垂直面内における標的の方向の検
出に用いられる。
【００１６】スイッチ２３から出力される準ミリ波帯の
高周波電力は、３逓倍器１５ａ〜１５ｄにおいてミリ波
帯の高周波電力に変換され、局部発振信号としてミキサ
１７ａ〜１７ｄの一方の入力端子に供給される。ミキサ
１７ａ〜１７ｄの他方の入力端子には、アンテナ１８ａ
〜１８ｄに受信された標的からの反射波がサーキュレー
タ１６ａ〜１６ｄを介して供給される。ミキサ１７ａ〜
１７ｄで発生したビートはタイミング制御回路２０の制
御によって切替えられるスイッチ回路２４を通して選択
的に検出回路１９に供給される。
高周波電力は、３逓倍器１５ａ〜１５ｄにおいてミリ波
帯の高周波電力に変換され、局部発振信号としてミキサ
１７ａ〜１７ｄの一方の入力端子に供給される。ミキサ
１７ａ〜１７ｄの他方の入力端子には、アンテナ１８ａ
〜１８ｄに受信された標的からの反射波がサーキュレー
タ１６ａ〜１６ｄを介して供給される。ミキサ１７ａ〜
１７ｄで発生したビートはタイミング制御回路２０の制
御によって切替えられるスイッチ回路２４を通して選択
的に検出回路１９に供給される。
【００１７】アンテナ１８ａ〜１８ｄから放射されるビ
ームの周波数は、図２の下段の４個の波形で例示するよ
うに、前半部分では時間と共に三角波状に変化せしめら
れると共に、後半部分では一定値に保たれる。このよう
な周波数の制御は、発振器１０にＶＣＯの機能を付加す
ると共に、これに制御電圧を供給する掃引回路２１をタ
イミング制御回路２０から供給されるタイミング信号に
同期して動作させることなどによって実現される。
ームの周波数は、図２の下段の４個の波形で例示するよ
うに、前半部分では時間と共に三角波状に変化せしめら
れると共に、後半部分では一定値に保たれる。このよう
な周波数の制御は、発振器１０にＶＣＯの機能を付加す
ると共に、これに制御電圧を供給する掃引回路２１をタ
イミング制御回路２０から供給されるタイミング信号に
同期して動作させることなどによって実現される。
【００１８】検出回路１９は、ミキサ１７ａと１７ｂか
ら出力されるビートのレベルの比を検出しこのレベルの
比に基きアンテナ対１８ａ，１８ｂによる標的の方向を
検出すると共に、ミキサ１７ｃと１７ｄから出力される
ビートのレベルの比を検出しこのレベルの比に基きアン
テナ対１８ａ，１８ｂによる標的の方向を検出する。こ
のビートのレベル比に基く標的の方向の検出の原理は、
図６によって前述したとおりである。
ら出力されるビートのレベルの比を検出しこのレベルの
比に基きアンテナ対１８ａ，１８ｂによる標的の方向を
検出すると共に、ミキサ１７ｃと１７ｄから出力される
ビートのレベルの比を検出しこのレベルの比に基きアン
テナ対１８ａ，１８ｂによる標的の方向を検出する。こ
のビートのレベル比に基く標的の方向の検出の原理は、
図６によって前述したとおりである。
【００１９】また、検出回路１９は、ミキサ１７ａ〜１
７ｄから出力されるビートの一つ又は複数について、高
周波電力の周波数が三角波状に変化せしめられる部分に
対応する前半部分の周波数を検出し、この周波数からビ
ームの伝播遅延時間に起因する標的までの距離Ｄを検出
する。この距離Ｄの検出の原理は、（４）式によって前
述したとおりである。さらに、検出回路１９は、ミキサ
１７ａ〜１７ｄから出力されるビートの一つ又は複数に
ついて、高周波電力の周波数が一定に保たれる部分に対
応する後半部分の周波数を検出し、この周波数からドッ
プラーシフト量に起因する標的との相対速度を検出す
る。
７ｄから出力されるビートの一つ又は複数について、高
周波電力の周波数が三角波状に変化せしめられる部分に
対応する前半部分の周波数を検出し、この周波数からビ
ームの伝播遅延時間に起因する標的までの距離Ｄを検出
する。この距離Ｄの検出の原理は、（４）式によって前
述したとおりである。さらに、検出回路１９は、ミキサ
１７ａ〜１７ｄから出力されるビートの一つ又は複数に
ついて、高周波電力の周波数が一定に保たれる部分に対
応する後半部分の周波数を検出し、この周波数からドッ
プラーシフト量に起因する標的との相対速度を検出す
る。
【００２０】上述のように、ミキサ１７ａ〜１７ｄから
出力されるビートの周波数や相互のレベルの関係から標
的までの距離、標的の方向及び標的との相対速度が全て
検出可能となる。この場合、アップコンバータ１２と１
３による周波数のシフト量がミキサ１７ａ〜１７ｄ内の
１／ｆ雑音を考慮した適宜な値、例えば２ＧＨｚ程度ず
らされているため、このずれ量に応じた大きさだけビー
トの周波数が高域側にシフトされ、ミキシング時の１／
ｆ雑音の妨害が有効に回避される。
出力されるビートの周波数や相互のレベルの関係から標
的までの距離、標的の方向及び標的との相対速度が全て
検出可能となる。この場合、アップコンバータ１２と１
３による周波数のシフト量がミキサ１７ａ〜１７ｄ内の
１／ｆ雑音を考慮した適宜な値、例えば２ＧＨｚ程度ず
らされているため、このずれ量に応じた大きさだけビー
トの周波数が高域側にシフトされ、ミキシング時の１／
ｆ雑音の妨害が有効に回避される。
【００２１】図３は、本第２の発明に係わるＦＭレーダ
の構成を示すブロック図である。本図において図１と同
一の参照符号を付した構成要素は図１に関して既に説明
した構成要素と同一のものであり、これらについては重
複する説明を省略する。すなわち、図３に示すＦＭレー
ダは、図１のＦＭレーダからアップコンバータ１２と１
３とを除去し、その代わりに、パワーデバイダ１１とス
イッチ回路２２との間に遅延回路１２’を挿入した構成
となっている。
の構成を示すブロック図である。本図において図１と同
一の参照符号を付した構成要素は図１に関して既に説明
した構成要素と同一のものであり、これらについては重
複する説明を省略する。すなわち、図３に示すＦＭレー
ダは、図１のＦＭレーダからアップコンバータ１２と１
３とを除去し、その代わりに、パワーデバイダ１１とス
イッチ回路２２との間に遅延回路１２’を挿入した構成
となっている。
【００２２】図３のスイッチ２２と２３とによる高周波
電力の分配方法は、図４の上段の４個の波形に例示する
ように図２の場合と同様である。一方、アンテナ１４ａ
〜１４ｄから放射されるビームの周波数は、図４の下段
の４個の波形で例示するように、全期間にわたって時間
と共に三角波状に変化せしめられる。図４の時分割ＦＭ
レーダにおいては、高周波電力の周波数が直線的に変化
せしめられる部分に対応するビートの周波数から伝播遅
延時間による標的までの距離と、ドップラーシフト量に
よる相対速度とが互いに分離して検出される。
電力の分配方法は、図４の上段の４個の波形に例示する
ように図２の場合と同様である。一方、アンテナ１４ａ
〜１４ｄから放射されるビームの周波数は、図４の下段
の４個の波形で例示するように、全期間にわたって時間
と共に三角波状に変化せしめられる。図４の時分割ＦＭ
レーダにおいては、高周波電力の周波数が直線的に変化
せしめられる部分に対応するビートの周波数から伝播遅
延時間による標的までの距離と、ドップラーシフト量に
よる相対速度とが互いに分離して検出される。
【００２３】すなわち、高周波電力の直線的に増加せし
められるアップスイープ時の周波数をｆＵ、直線的に減
少せしめられるダウンスイープ時の周波数をｆＤとおけ
ば、 ｆＵ＝ｆ０＋δｆ（ｔ／Ｔ） ・・・・（５） ｆＤ＝ｆ０−δｆ（ｔ／Ｔ） ・・・・（６） となる。
められるアップスイープ時の周波数をｆＵ、直線的に減
少せしめられるダウンスイープ時の周波数をｆＤとおけ
ば、 ｆＵ＝ｆ０＋δｆ（ｔ／Ｔ） ・・・・（５） ｆＤ＝ｆ０−δｆ（ｔ／Ｔ） ・・・・（６） となる。
【００２４】標的との間の伝播遅延時間をτ、ドップラ
ーシフト量をｆｐとおき、アップスイープ時に受信され
る反射波の周波数をｆｒＵ、ダウンスイープ時に受信さ
れる反射波の周波数をｆｒＤとおけば、 ｆｒＵ＝ｆ０＋δｆ〔（ｔ−τ’）／Ｔ〕＋ｆｐ ・・・・（７） ｆｒＤ＝ｆ０−δｆ〔（ｔ−τ’）／Ｔ〕＋ｆｐ ・・・・（８） τ’＝τ＋τｄ ・・・（９） となる。ただし、τはアンテナと標的間の往復の伝播遅
延時間、τｄは遅延回路１２’内の遅延時間である。
ーシフト量をｆｐとおき、アップスイープ時に受信され
る反射波の周波数をｆｒＵ、ダウンスイープ時に受信さ
れる反射波の周波数をｆｒＤとおけば、 ｆｒＵ＝ｆ０＋δｆ〔（ｔ−τ’）／Ｔ〕＋ｆｐ ・・・・（７） ｆｒＤ＝ｆ０−δｆ〔（ｔ−τ’）／Ｔ〕＋ｆｐ ・・・・（８） τ’＝τ＋τｄ ・・・（９） となる。ただし、τはアンテナと標的間の往復の伝播遅
延時間、τｄは遅延回路１２’内の遅延時間である。
【００２５】ミキサ１７ａ〜１７ｄからアップスイープ
時に出力されるビートの周波数をｆｂＵ、ダウンスイー
プ時に出力されるビートの周波数をｆｂＤとおけば、 ｆｂＵ＝ｆｒＵ−ｆＵ ＝ｆｐ−（τ’／Ｔ）δｆ ・・・・（１０） ｆｂＤ＝ｆｒＤ−ｆＤ ＝ｆｐ＋（τ’／Ｔ）δｆ ・・・・（１１） となる。（９）式と（１０）式とから、伝播遅延時間τ とドップラーシフト 量ｆｐは、 τ ＝〔（ｆｂＤ−ｆｂＵ）／２〕（Ｔ／δｆ）−τｄ ・・・（１２） ｆｐ＝（ｆｂＤ＋ｆｂＵ）／２ ・・・・（１３） となる。
時に出力されるビートの周波数をｆｂＵ、ダウンスイー
プ時に出力されるビートの周波数をｆｂＤとおけば、 ｆｂＵ＝ｆｒＵ−ｆＵ ＝ｆｐ−（τ’／Ｔ）δｆ ・・・・（１０） ｆｂＤ＝ｆｒＤ−ｆＤ ＝ｆｐ＋（τ’／Ｔ）δｆ ・・・・（１１） となる。（９）式と（１０）式とから、伝播遅延時間τ とドップラーシフト 量ｆｐは、 τ ＝〔（ｆｂＤ−ｆｂＵ）／２〕（Ｔ／δｆ）−τｄ ・・・（１２） ｆｐ＝（ｆｂＤ＋ｆｂＵ）／２ ・・・・（１３） となる。
【００２６】 光速をｃとすれば、標的までの距離Ｄは、（１１）式から、 Ｄ＝ｃ・τ／２ ＝ｃ〔（ｆｂＤ−ｆｂＵ）／２〕〔Ｔ／（２δｆ）〕−ｃ・τｄ／２ ・・・・（１４） また、標的との相対速度Ｖは、 Ｖ＝ｃ（ｆｐ／ｆ０） ＝ｃ（ｆｂＤ＋ｆｂＵ）／（２ｆ0 ） ・・・・（１５） と決定される。
【００２７】図３に示す構成のＦＭレーダの利点は、遅
延回路１２’を挿入するだけでビート周波数の高域への
シフトを容易に実現できる点にある。この結果、図１の
ＦＭレーダとは異なり、複雑・高価なアップコンバータ
が不要になり、装置全体の低コスト化が図られると共
に、２個のアップコンバータの不揃いな周波数変動に起
因する測定精度の低下も有効に回避される。
延回路１２’を挿入するだけでビート周波数の高域への
シフトを容易に実現できる点にある。この結果、図１の
ＦＭレーダとは異なり、複雑・高価なアップコンバータ
が不要になり、装置全体の低コスト化が図られると共
に、２個のアップコンバータの不揃いな周波数変動に起
因する測定精度の低下も有効に回避される。
【００２８】
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本第１の発
明のＦＭレーダは、放射電波の周波数と局発側信号の周
波数とを異ならせることにより、ビート周波数を所望値
だけ高域側にシフトする構成であるから、ミキサの１／
ｆ雑音の妨害を有効に回避できる。また、本第１の発明
のＦＭレーダは放射電波に周波数一定の部分を設けてこ
の部分のドップラーシフト量に基き標的との相対速度を
検出する構成であるから、衝突防止用装置などと組合せ
る場合機能が一層充実するという利点がある。
明のＦＭレーダは、放射電波の周波数と局発側信号の周
波数とを異ならせることにより、ビート周波数を所望値
だけ高域側にシフトする構成であるから、ミキサの１／
ｆ雑音の妨害を有効に回避できる。また、本第１の発明
のＦＭレーダは放射電波に周波数一定の部分を設けてこ
の部分のドップラーシフト量に基き標的との相対速度を
検出する構成であるから、衝突防止用装置などと組合せ
る場合機能が一層充実するという利点がある。
【００３０】本第２の発明のＦＭレーダは、ＦＭの放射
電波と局発側信号との時間軸をシフトすることによりビ
ート信号を所望値だけ高域側にシフトする構成であるか
ら、周波数をシフトする場合よりも簡易・安価な構成の
もとでミキサの１／ｆ雑音の妨害を有効に回避できる。
電波と局発側信号との時間軸をシフトすることによりビ
ート信号を所望値だけ高域側にシフトする構成であるか
ら、周波数をシフトする場合よりも簡易・安価な構成の
もとでミキサの１／ｆ雑音の妨害を有効に回避できる。
【図１】本第１の発明の一実施例に係わるＦＭレーダの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】図１のスイッチ２２，２３の接点の接／断のタ
イミングと、アンテナ１８からの放射ビームの周波数の
時間変化の様子を示す波形図である。
イミングと、アンテナ１８からの放射ビームの周波数の
時間変化の様子を示す波形図である。
【図３】本第１の発明の一実施例に係わるＦＭレーダの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図４】図３のスイッチ２２，２３の接点の接／断のタ
イミングと、アンテナ１８からの放射ビームの周波数の
時間変化の様子を示す波形図である。
イミングと、アンテナ１８からの放射ビームの周波数の
時間変化の様子を示す波形図である。
【図５】従来のＦＭレーダの構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】アンテナ対から同一指向性の主ローブの中心を
所定角度だけずらしてビームを放射し、各アンテナに受
信される反射波のレベルの比から標的の方向を検出する
レーダの原理を説明するための概念図である。
所定角度だけずらしてビームを放射し、各アンテナに受
信される反射波のレベルの比から標的の方向を検出する
レーダの原理を説明するための概念図である。
【図７】図５のスイッチ３１接点の接／断のタイミング
と、アンテナ３７，４１からの放射ビームの周波数の時
間変化の様子を示す波形図である。
と、アンテナ３７，４１からの放射ビームの周波数の時
間変化の様子を示す波形図である。
１０ 発振器 １２ アップコンバータ １２’ 遅延回路 １３ アップコンバータ １４ ３逓倍器 １５ ３逓倍器 １６ サーキュレータ １７ ミキサ １８ アンテナ １９ 検出回路 ２０ タイミング制御回路 ２２ スイッチ ２３ スイッチ ２４ スイッチ
Claims (5)
- 【請求項１】ほぼ同一の指向性をもった主ローブの中心
を所定角度だけずらして放射するように設置された複数
のビーム送受信手段と、 周波数が時間的に変化する第１の部分と一定値に保たれ
る第２の部分とから成る所定周期の高周波電力をこの所
定周期の整数倍の周期で前記複数のビーム送受信手段の
それぞれに交番的に供給する給電系と、 この給電系から前記複数のビーム送受信手段のそれぞれ
に供給される高周波電力の周波数に対して所定値だけシ
フトされた周波数の高周波電力と前記複数のビーム送受
信手段のそれぞれが受けた反射波との間のビートの対を
発生させる検波系と、 前記ビートの対間のレベル比を検出しこれに基き前記反
射波を発生させた反射体への方向を検出する手段と、 前記ビートの対の一方又は双方について前記高周波電力
の第１の部分に対応する部分の周波数を検出しこれに基
き前記反射体までの距離を検出する手段と、 前記ビートの対の一方又は双方について前記高周波電力
の第２の部分に対応する部分の周波数を検出しこれに基
き前記反射体との相対速度を検出する手段とを備えたこ
とを特徴とするＦＭレーダ。 - 【請求項２】ほぼ同一の指向性をもった主ローブの中心
を所定角度だけずらして放射するように設置された複数
のビーム送受信手段と 周波数が直線的に増加する第１の部分と直線的に減少す
る第２の部分とから成る所定周期の高周波電力をこの所
定周期の整数倍の周期で前記複数のビーム送受信手段の
それぞれに交番的に供給する給電系と、 この給電系から前記複数のビーム送受信手段のそれぞれ
に供給される高周波電力の時間軸に対して所定値だけシ
フトされた時間軸の高周波電力と前記複数のビーム送受
信手段のそれぞれが受けた反射波との間のビートの対を
発生させる検波系と、 前記ビートの対間のレベル比を検出しこれに基き前記反
射波を発生させた反射 体への方向を検出する手段と、 前記ビートの対の一方又は双方について前記高周波電力
の第１の部分に対応する部分の周波数と前記高周波電力
の第２の部分に対応する部分の周波数とを検出しこれら
の周波数の和と差に基き前記標的との相対速度と前記標
的までの距離を検出する手段とを備えたことを特徴とす
るＦＭレーダ。 - 【請求項３】周波数が時間的に変化するＦＭ信号を送信
信号として送信し、反射体からの反射波を受信してこの
受信信号と前記送信信号の一部であるローカル信号とを
混合回路で混合することによってビート信号を得、この
ビート信号に基づき反射体の検知を行うＦＭレーダにお
いて、 前記送信信号を発生する送信信号発生器と前記混合回路
とを含む送受信チャネルを複数備えたことと、 前記各送受信チャネルのそれぞれから送信される送信信
号の方向を隣接するものどうしの照射範囲が一部重なり
あうように互いに異ならせたことと、 前記各送受信チャネルのそれぞれで得られたビート信号
のレベルの比較から前記反射体の方向を検出する手段を
備えたことと を特徴とするＦＭレーダ。 - 【請求項４】周波数が時間的に変化するＦＭ信号を送信
信号として送信し、反射体からの反射波を受信してこの
受信信号と前記送信信号の一部であるローカル信号とを
混合回路で混合することによってビート信号を得、この
ビート信号に基づき反射体の検知を行うＦＭレーダにお
いて、 前記送信信号を発生する送信信号発生器と前記混合回路
とを含む送受信チャネルを複数備えたことと、 前記各送受信チャネルのそれぞれから送信される送信信
号の方向を互いに異ならせたことと、 前記各送受信チャネルのそれぞれで得られたビート信号
のレベルの比から前記反射体の方向を検出する手段を備
えたことと、 前記送信信号と前記ローカル信号の周波数を互いに異な
らせる手段を備えたこととを特徴とするＦＭレーダ。 - 【請求項５】 周波数が時間的に変化するＦＭ信号を送信
信号として送信し、反射体からの反射波を受信してこの
受信信号と前記送信信号の一部であるローカル信号とを
混合回路で混合することによってビート信号を得、この
ビート信号に基づき標的の検知を行うＦＭレーダにおい
て、 前記送信され反射体で反射されたＦＭ信号の反射波を受
信する主ローブの方向が互いに異なるアンテナを有する
複数の受信チャネルと、 前記複数の受信チャネルに対応して配置された複数のミ
キサと、 前記複数のミキサのそれぞれから出力されるビート信号
のレベルの比較から前記反射体の方向を検出する手段
と、 前記ビート信号の周波数から前記反射体の距離を検出す
る手段とを備えたことを特徴とするＦＭレーダ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042979A JP2665834B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Ｆｍレーダ |
| US07/835,226 US5181037A (en) | 1991-02-15 | 1992-02-13 | Fm radar system |
| EP92102505A EP0499270B1 (en) | 1991-02-15 | 1992-02-14 | FM radar system |
| EP96111933A EP0743537B1 (en) | 1991-02-15 | 1992-02-14 | FM radar system |
| DE9219002U DE9219002U1 (de) | 1991-02-15 | 1992-02-14 | Frequenzmoduliertes Radarsystem |
| DE69219495T DE69219495T2 (de) | 1991-02-15 | 1992-02-14 | FM-Radarsystem |
| DE69231600T DE69231600T2 (de) | 1991-02-15 | 1992-02-14 | FM-Radarsystem |
| US07/960,722 US5229774A (en) | 1991-02-15 | 1992-10-14 | FM radar system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042979A JP2665834B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Ｆｍレーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259874A JPH04259874A (ja) | 1992-09-16 |
| JP2665834B2 true JP2665834B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=12651160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3042979A Expired - Lifetime JP2665834B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Ｆｍレーダ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5181037A (ja) |
| EP (2) | EP0499270B1 (ja) |
| JP (1) | JP2665834B2 (ja) |
| DE (3) | DE69231600T2 (ja) |
Families Citing this family (49)
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|---|---|---|---|---|
| JPH01293497A (ja) * | 1988-05-21 | 1989-11-27 | Fuji Electric Co Ltd | 自動レンタル機 |
| US5268692A (en) * | 1991-03-14 | 1993-12-07 | Grosch Theodore O | Safe stopping distance detector, antenna and method |
| JP2981312B2 (ja) * | 1991-08-08 | 1999-11-22 | 富士通株式会社 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
| JP2779559B2 (ja) * | 1991-09-04 | 1998-07-23 | 本田技研工業株式会社 | レーダ装置 |
| JP2657020B2 (ja) * | 1992-03-17 | 1997-09-24 | 富士通株式会社 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
| GB9209974D0 (en) * | 1992-05-08 | 1992-06-24 | Philips Electronics Uk Ltd | Vehicular cruise control system and radar system therefor |
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| JP2989428B2 (ja) * | 1993-06-17 | 1999-12-13 | 本田技研工業株式会社 | 時分割型ｆｍレーダシステム |
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| JP2799375B2 (ja) * | 1993-09-30 | 1998-09-17 | 本田技研工業株式会社 | 衝突防止装置 |
| GB9401361D0 (en) * | 1994-01-25 | 1994-03-23 | Philips Electronics Uk Ltd | A radar system |
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| JP3308734B2 (ja) | 1994-10-13 | 2002-07-29 | 本田技研工業株式会社 | レーダーモジュール |
| JP2768439B2 (ja) * | 1994-11-08 | 1998-06-25 | 本田技研工業株式会社 | Ｆｍ−ｃｗ方式マルチビームレーダー装置 |
| JP3300558B2 (ja) * | 1994-11-10 | 2002-07-08 | 本田技研工業株式会社 | 車載用マルチ・チャネルレーダー装置 |
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| JPH08189965A (ja) * | 1995-01-09 | 1996-07-23 | Honda Motor Co Ltd | 車両用レーダ装置 |
| US9443358B2 (en) | 1995-06-07 | 2016-09-13 | Automotive Vehicular Sciences LLC | Vehicle software upgrade techniques |
| US6720920B2 (en) | 1997-10-22 | 2004-04-13 | Intelligent Technologies International Inc. | Method and arrangement for communicating between vehicles |
| US6370475B1 (en) | 1997-10-22 | 2002-04-09 | Intelligent Technologies International Inc. | Accident avoidance system |
| US6405132B1 (en) | 1997-10-22 | 2002-06-11 | Intelligent Technologies International, Inc. | Accident avoidance system |
| US5596325A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-21 | Nonlinear Technologies, Inc. | FM-CW radar transceiver |
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| JP3012805B2 (ja) * | 1996-05-09 | 2000-02-28 | 本田技研工業株式会社 | Ｆｍレーダ装置 |
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| DE19851307B4 (de) * | 1998-10-08 | 2007-12-27 | Zoller & Fröhlich GmbH | System und Verfahren zum Ermitteln mindestens einer physikalischen Größe |
| US10240935B2 (en) | 1998-10-22 | 2019-03-26 | American Vehicular Sciences Llc | Vehicle software upgrade techniques |
| ES2195864T3 (es) * | 1999-01-07 | 2003-12-16 | Siemens Ag | Procedimiento para la deteccion de objetos de destino y para la determinacion de su direccion para un aparato de radar en un automovil. |
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