JP2962983B2 - Ｃｗドプラ計測レーダ装置 - Google Patents
Ｃｗドプラ計測レーダ装置Info
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- JP2962983B2 JP2962983B2 JP5309283A JP30928393A JP2962983B2 JP 2962983 B2 JP2962983 B2 JP 2962983B2 JP 5309283 A JP5309283 A JP 5309283A JP 30928393 A JP30928393 A JP 30928393A JP 2962983 B2 JP2962983 B2 JP 2962983B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーダ送信波として
連続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ以下ＣＷと呼
ぶ）を用い、移動目標のドプラ周波数を計測するレーダ
のドプラ周波数検出方式に関するものである。
連続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ以下ＣＷと呼
ぶ）を用い、移動目標のドプラ周波数を計測するレーダ
のドプラ周波数検出方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＣＷドプラ計測レーダの概略ブロ
ック図を図８に示す。図において、１はレーダ電波を空
間に放射する送信空中線、２は高安定局部発振回路１２
ａの発振する信号に同期したレーダ送信信号を生成、電
力増幅する送信機、３は目標からの反射波を受信する受
信空中線、４は受信空中線３で受信した信号を弁別、増
幅する受信機、１３は高安定局部発振回路１２ｂを位相
参照信号として受信信号の位相検波をおこなう位相検波
回路、６は位相検波された受信信号の各ドプラ周波数成
分を求める周波数弁別回路、７は弁別された各ドプラ周
波数成分から目標を検出し、その目標のドプラ周波数を
測定する目標検出回路である。
ック図を図８に示す。図において、１はレーダ電波を空
間に放射する送信空中線、２は高安定局部発振回路１２
ａの発振する信号に同期したレーダ送信信号を生成、電
力増幅する送信機、３は目標からの反射波を受信する受
信空中線、４は受信空中線３で受信した信号を弁別、増
幅する受信機、１３は高安定局部発振回路１２ｂを位相
参照信号として受信信号の位相検波をおこなう位相検波
回路、６は位相検波された受信信号の各ドプラ周波数成
分を求める周波数弁別回路、７は弁別された各ドプラ周
波数成分から目標を検出し、その目標のドプラ周波数を
測定する目標検出回路である。
【０００３】従来のＣＷドプラ計測レーダは上記のよう
に構成され、高安定局部発振回路１２ａは、目標のドプ
ラ周波数を測定するのに必要な安定度で発振し、その出
力に同期した送信種信号が送信機２で生成される。生成
された送信種信号は、必要な電力レベルまで送信機２で
電力増幅され送信空中線１を介してレーダ送信波として
空間へ放射される。放射されたレーダ送信波は、空間を
伝搬して目標を照射し、１部の電力が反射され反射波と
なり、再度空間を伝搬し受信空中線３を介し受信機４で
受信される。この時、反射信号は電波の視線方向に対す
る目標の移動に伴うドプラ効果を受け、移動速度に比例
するドプラ周波数変移を生じる。受信された反射信号
は、受信機４で弁別、増幅され、位相検波回路１３へ出
力される。位相検波回路１３では、送信時に用いたのと
同等の高安定局部発振回路１２ｂの発振出力を位相参照
信号として受信信号の位相検波を行う。位相検波出力
は、例えば多数の狭帯域フィルタを用いた周波数弁別回
路６において、各周波数成分に弁別される。目標検出回
路７では、弁別された各周波数成分から強度の大きい成
分を目標として検出し、該当する周波数をドプラ周波数
として測定する。
に構成され、高安定局部発振回路１２ａは、目標のドプ
ラ周波数を測定するのに必要な安定度で発振し、その出
力に同期した送信種信号が送信機２で生成される。生成
された送信種信号は、必要な電力レベルまで送信機２で
電力増幅され送信空中線１を介してレーダ送信波として
空間へ放射される。放射されたレーダ送信波は、空間を
伝搬して目標を照射し、１部の電力が反射され反射波と
なり、再度空間を伝搬し受信空中線３を介し受信機４で
受信される。この時、反射信号は電波の視線方向に対す
る目標の移動に伴うドプラ効果を受け、移動速度に比例
するドプラ周波数変移を生じる。受信された反射信号
は、受信機４で弁別、増幅され、位相検波回路１３へ出
力される。位相検波回路１３では、送信時に用いたのと
同等の高安定局部発振回路１２ｂの発振出力を位相参照
信号として受信信号の位相検波を行う。位相検波出力
は、例えば多数の狭帯域フィルタを用いた周波数弁別回
路６において、各周波数成分に弁別される。目標検出回
路７では、弁別された各周波数成分から強度の大きい成
分を目標として検出し、該当する周波数をドプラ周波数
として測定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＣＷドプラ計測
レーダ装置は、以上のように構成されているので、高安
定局部発振回路を送信側と受信側に合計２回路設ける必
要があり、両者は、非常に高い精度で、周波数を一致さ
せる必要がある。また受信においては、回路が複雑で高
価な位相検波回路が必要であるなどの問題点があった。
レーダ装置は、以上のように構成されているので、高安
定局部発振回路を送信側と受信側に合計２回路設ける必
要があり、両者は、非常に高い精度で、周波数を一致さ
せる必要がある。また受信においては、回路が複雑で高
価な位相検波回路が必要であるなどの問題点があった。
【０００５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、高安定発振回路が１個です
み、高価で複雑な位相検波回路の必要がないＣＷドプラ
計測レーダ装置を得る方式を提供することを目的とす
る。
るためになされたもので、高安定発振回路が１個です
み、高価で複雑な位相検波回路の必要がないＣＷドプラ
計測レーダ装置を得る方式を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるＣＷド
プラ計測レーダ装置は、レーダ送信信号を生成、増幅す
る送信機と、前記レーダ送信信号をレーダ電波として空
間へ放射する送信空中線と、目標からの反射波と前記送
信空中線からの直接波とを受信する受信空中線と、受信
信号を弁別、増幅する受信機と、受信信号を検波する包
絡線検波回路と、検波出力のドプラ周波数成分を求める
周波数弁別回路と、求めた周波数成分から目標を検出、
ドプラ測定を行う目標検出回路とを備え、前記包絡線検
波回路は、検波特性として自乗特性をもって検波するよ
うにしたものである。
プラ計測レーダ装置は、レーダ送信信号を生成、増幅す
る送信機と、前記レーダ送信信号をレーダ電波として空
間へ放射する送信空中線と、目標からの反射波と前記送
信空中線からの直接波とを受信する受信空中線と、受信
信号を弁別、増幅する受信機と、受信信号を検波する包
絡線検波回路と、検波出力のドプラ周波数成分を求める
周波数弁別回路と、求めた周波数成分から目標を検出、
ドプラ測定を行う目標検出回路とを備え、前記包絡線検
波回路は、検波特性として自乗特性をもって検波するよ
うにしたものである。
【０００７】
【作用】包絡線検波方式では、その非線形性から同時に
受信した直接波と反射波の間で相互作用を生じ、反射波
のドプラ成分が、非線形項として検出される。
受信した直接波と反射波の間で相互作用を生じ、反射波
のドプラ成分が、非線形項として検出される。
【０００８】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例を示すブロック図であ
り、１〜４，６，７，１２は従来装置と全く同一のもの
である。５は受信機の出力信号を自乗特性をもって検波
する包絡線検波回路である。
する。図１はこの発明の実施例を示すブロック図であ
り、１〜４，６，７，１２は従来装置と全く同一のもの
である。５は受信機の出力信号を自乗特性をもって検波
する包絡線検波回路である。
【０００９】上記のように構成されたＣＷドプラ計測レ
ーダ装置において、送信空中線１、送信機２及び高安定
局部発振回路１２は従来装置と全く同等に動作する。簡
単のため、送信空中線１から放射される電波の角周波数
をω0 とする。送信空中線１から放射された送信波は、
空間を伝搬し目標に反射され反射波となり受信空中線３
に受信される。ここで、従来装置の説明で述べた通り、
反射波は目標の移動に伴うドプラ周波数変移を受けてい
る。このドプラ周波数変移量をωd とする。一方、受信
空中線３は、反射波と同時に送信空中線１からの直接波
も受信している。従って、受信機４へ入力される受信信
号Ｓ（ｔ）は、直接波の振幅をＡ、反射波の振幅をＲと
して、（１）式のように表される。 Ｓ（ｔ）＝ＡCOS （ω0 ｔ）＋ＲCOS ｛（ω0 ＋ωd ）ｔ｝ （１） この信号Ｓ（ｔ）を自乗特性をもつ包絡線検波回路５で
検波をするとその出力には、Ｓ2 （ｔ）の成分が含ま
れ、 Ｓ2 （ｔ）＝［ＡCOS （ω0 ｔ）＋ＲCOS ｛（ω0 ＋ωd ）ｔ｝］2 ＝Ａ2 COS2（ω0 ｔ） ＋２ＡＲCOS （ω0 ｔ）COS ｛（ω0 ＋ωd ）ｔ｝ ＋Ｒ2 COS2｛（ω0 ＋ωd ）ｔ｝ ＝Ａ2 ｛１＋COS （２ω0 ｔ）｝／２ ＋ＡＲ［COS ｛（２ω0 ＋ωd ）ｔ｝＋COS （ωd ｔ）］ ＋Ｒ2 ［１＋COS ｛２（ω0 ＋ωd ）ｔ｝］／２ （２） で表される。通常、送受間の距離は短く、直接波は反射
波よりはるかに大きくＡ》Ｒが成立するので（２）式右
辺の第３項は無視できる。また、ω0 》ωd であり、検
波回路内の低域濾波器により、高周波成分を遮断する
と、（２）式の右辺の成分は、 Ａ2 ／２＋ＡＲCOS （ωd ｔ） （３） が残ることになる。（３）式第１項は、高周波成分を表
し、第２項は移動目標からの反射波成分を示す。（３）
式の成分を周波数弁別回路６で各周波数成分に分解する
と、図２に示すような周波数スペクトルを得る。直接波
成分は、必ず直流（ＤＣ）となるので、目標検出回路７
にて、適当なしきい値を用いて直流以外の成分から目標
を検出すれば良い。また、ドプラ周波数は、該当する成
分の周波数として測定できる。
ーダ装置において、送信空中線１、送信機２及び高安定
局部発振回路１２は従来装置と全く同等に動作する。簡
単のため、送信空中線１から放射される電波の角周波数
をω0 とする。送信空中線１から放射された送信波は、
空間を伝搬し目標に反射され反射波となり受信空中線３
に受信される。ここで、従来装置の説明で述べた通り、
反射波は目標の移動に伴うドプラ周波数変移を受けてい
る。このドプラ周波数変移量をωd とする。一方、受信
空中線３は、反射波と同時に送信空中線１からの直接波
も受信している。従って、受信機４へ入力される受信信
号Ｓ（ｔ）は、直接波の振幅をＡ、反射波の振幅をＲと
して、（１）式のように表される。 Ｓ（ｔ）＝ＡCOS （ω0 ｔ）＋ＲCOS ｛（ω0 ＋ωd ）ｔ｝ （１） この信号Ｓ（ｔ）を自乗特性をもつ包絡線検波回路５で
検波をするとその出力には、Ｓ2 （ｔ）の成分が含ま
れ、 Ｓ2 （ｔ）＝［ＡCOS （ω0 ｔ）＋ＲCOS ｛（ω0 ＋ωd ）ｔ｝］2 ＝Ａ2 COS2（ω0 ｔ） ＋２ＡＲCOS （ω0 ｔ）COS ｛（ω0 ＋ωd ）ｔ｝ ＋Ｒ2 COS2｛（ω0 ＋ωd ）ｔ｝ ＝Ａ2 ｛１＋COS （２ω0 ｔ）｝／２ ＋ＡＲ［COS ｛（２ω0 ＋ωd ）ｔ｝＋COS （ωd ｔ）］ ＋Ｒ2 ［１＋COS ｛２（ω0 ＋ωd ）ｔ｝］／２ （２） で表される。通常、送受間の距離は短く、直接波は反射
波よりはるかに大きくＡ》Ｒが成立するので（２）式右
辺の第３項は無視できる。また、ω0 》ωd であり、検
波回路内の低域濾波器により、高周波成分を遮断する
と、（２）式の右辺の成分は、 Ａ2 ／２＋ＡＲCOS （ωd ｔ） （３） が残ることになる。（３）式第１項は、高周波成分を表
し、第２項は移動目標からの反射波成分を示す。（３）
式の成分を周波数弁別回路６で各周波数成分に分解する
と、図２に示すような周波数スペクトルを得る。直接波
成分は、必ず直流（ＤＣ）となるので、目標検出回路７
にて、適当なしきい値を用いて直流以外の成分から目標
を検出すれば良い。また、ドプラ周波数は、該当する成
分の周波数として測定できる。
【００１０】実施例２．上記実施例１は、周波数弁別回
路６として、例えば多数の狭帯域フィルタを用いたアナ
ログ的な周波数弁別回路の場合を示したが、これは、図
３に示すようにＡ／Ｄ変換回路８及びＦＦＴ（Ｆａｓｔ
Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）やＤＦＴ（Ｄ
ｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒ
ｍ）のようなディジタル信号処理回路の組み合わせによ
るものであっても同等の効果が得られる。
路６として、例えば多数の狭帯域フィルタを用いたアナ
ログ的な周波数弁別回路の場合を示したが、これは、図
３に示すようにＡ／Ｄ変換回路８及びＦＦＴ（Ｆａｓｔ
Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）やＤＦＴ（Ｄ
ｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒ
ｍ）のようなディジタル信号処理回路の組み合わせによ
るものであっても同等の効果が得られる。
【００１１】実施例３．図４は、空中線１０を送受兼用
とし、例えばサーキュレータのような送受切り替え器１
１により、送信信号と受信信号を分離するようにしたも
のである。この場合、反射波成分と相互作用する直接波
成分は、送受切り替え器１１の送信信号の漏洩成分を用
いる。
とし、例えばサーキュレータのような送受切り替え器１
１により、送信信号と受信信号を分離するようにしたも
のである。この場合、反射波成分と相互作用する直接波
成分は、送受切り替え器１１の送信信号の漏洩成分を用
いる。
【００１２】実施例４．図５は、実施例２と実施例３を
組み合わせたものである。
組み合わせたものである。
【００１３】実施例５．図６は、実施例４において、直
接波成分を送受切り替え器１１の漏洩成分に期待せず、
送信機２から直接受信機へ入力、合成を行うものであ
る。
接波成分を送受切り替え器１１の漏洩成分に期待せず、
送信機２から直接受信機へ入力、合成を行うものであ
る。
【００１４】実施例６．図７は、実施例４と実施例５を
組み合わせたものである。
組み合わせたものである。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、この発明によればレーダ
送信信号を生成、増幅する送信機と、前記レーダ送信信
号をレーダ電波として空間へ放射する送信空中線と、目
標からの反射波と前記送信空中線からの直接波とを受信
する受信空中線と、受信信号を弁別、増幅する受信機
と、受信信号を検波する包絡線検波回路と、検波出力の
ドプラ周波数成分を求める周波数弁別回路と、求めた周
波数成分から目標を検出、ドプラ測定を行う目標検出回
路とを備え、前記包絡線検波回路は、検波特性として自
乗特性をもって検波するようにしたので、高安定局部発
信回路が１個になり、単独動作でよいことから、精度よ
く周波数を一致させる必要がなくなるという効果を奏す
る。また、複雑で高価な位相検波回路が、安価で単純な
包絡線検波回路ですむという効果を奏する。
送信信号を生成、増幅する送信機と、前記レーダ送信信
号をレーダ電波として空間へ放射する送信空中線と、目
標からの反射波と前記送信空中線からの直接波とを受信
する受信空中線と、受信信号を弁別、増幅する受信機
と、受信信号を検波する包絡線検波回路と、検波出力の
ドプラ周波数成分を求める周波数弁別回路と、求めた周
波数成分から目標を検出、ドプラ測定を行う目標検出回
路とを備え、前記包絡線検波回路は、検波特性として自
乗特性をもって検波するようにしたので、高安定局部発
信回路が１個になり、単独動作でよいことから、精度よ
く周波数を一致させる必要がなくなるという効果を奏す
る。また、複雑で高価な位相検波回路が、安価で単純な
包絡線検波回路ですむという効果を奏する。
【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施例による周波数弁別結果のスペ
クトル例である。
クトル例である。
【図３】この発明の実施例２を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施例３を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施例４を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施例５を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施例６を示すブロック図である。
【図８】従来のＣＷドプラ計測レーダ装置を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１ 送信空中線 ２ 送信機 ３ 受信空中線 ４ 受信機 ５ 包絡線検波回路 ６ 周波数弁別回路 ７ 目標検出回路 ８ Ａ／Ｄ変換回路 ９ ディジタル信号処理回路 １０ 送受兼用空中線 １１ 送受切り替え器 １２ 高安定局部発振回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−130288（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−180791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−100777（ＪＰ，Ａ) 「レーダ技術［その２］電子通信シリ ーズ」電子通信学会編、昭和43年４月30 日初版発行、Ｐ．108〜Ｐ．111、「12. １ ＣＷレーダ」 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95
Claims (6)
- 【請求項１】 レーダ送信信号を生成、増幅する送信機
と、前記レーダ送信信号をレーダ電波として空間へ放射
する送信空中線と、目標からの反射波と前記送信空中線
からの直接波とを受信する受信空中線と、受信信号を弁
別、増幅する受信機と、受信信号を検波する包絡線検波
回路と、検波出力のドプラ周波数成分を求める周波数弁
別回路と、求めた周波数成分から目標を検出、ドプラ測
定を行う目標検出回路とを備え、前記包絡線検波回路
は、検波特性として自乗特性をもって検波することを特
徴とするＣＷドプラ計測レーダ装置。 - 【請求項２】 周波数弁別回路としてＡ／Ｄ変換回路
と、ディジタル信号処理によりドプラ周波数成分を得る
ことを特徴とした請求項第１項記載のＣＷドプラ計測レ
ーダ装置。 - 【請求項３】 送信空中線及び受信空中線の代わりに１
本の送受兼用空中線及び送受切り替え器を備え、送受切
り替え器の漏洩効果により直接波成分を受信機へ入力す
ることを特徴とした請求項第１項記載のＣＷドプラ計測
レーダ装置。 - 【請求項４】 送信空中線及び受信空中線の代わりに１
本の送受兼用空中線及び送受切り替え器を備え、送受切
り替え器の漏洩効果により直接波成分を受信機へ入力す
ることを特徴とした請求項第２項記載のＣＷドプラ計測
レーダ装置。 - 【請求項５】 送信空中線及び受信空中線の代わりに１
本の送受兼用空中線及び送受切り替え器を備え、送信機
と受信機を接続して直接波成分を受信機へ入力すること
を特徴とした請求項第１項記載のＣＷドプラ計測レーダ
装置。 - 【請求項６】 送信空中線及び受信空中線の代わりに１
本の送受兼用空中線及び送受切り替え器を備え、送信機
と受信機を接続して直接波成分を受信機へ入力すること
を特徴とした請求項第２項記載のＣＷドプラ計測レーダ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5309283A JP2962983B2 (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Ｃｗドプラ計測レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5309283A JP2962983B2 (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Ｃｗドプラ計測レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159524A JPH07159524A (ja) | 1995-06-23 |
| JP2962983B2 true JP2962983B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17991136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5309283A Expired - Lifetime JP2962983B2 (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Ｃｗドプラ計測レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2962983B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9733352B2 (en) | 2014-02-28 | 2017-08-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Positioning system and method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004361245A (ja) | 2003-06-04 | 2004-12-24 | Fujitsu Ten Ltd | レーダ装置 |
-
1993
- 1993-12-09 JP JP5309283A patent/JP2962983B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「レーダ技術［その２］電子通信シリーズ」電子通信学会編、昭和４３年４月３０日初版発行、Ｐ．１０８〜Ｐ．１１１、「１２．１ ＣＷレーダ」 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9733352B2 (en) | 2014-02-28 | 2017-08-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Positioning system and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07159524A (ja) | 1995-06-23 |
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