JP2963562B2 - レ−ダ装置と電波送信方法及び受信信号処理回路 - Google Patents
レ−ダ装置と電波送信方法及び受信信号処理回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレ−ダ装置に係り、特
に、電磁波反射体が金属であるかそれ以外の材質のもの
であるかを識別するのに好適なレ−ダ装置とその電波送
信方法及び受信信号処理回路に関する。
に、電磁波反射体が金属であるかそれ以外の材質のもの
であるかを識別するのに好適なレ−ダ装置とその電波送
信方法及び受信信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のレ−ダ装置は、例えば特開平１−
２８２４８７号公報記載のように、水平偏波用発振器と
垂直偏波用発振器の２種類の発振器を持つ送信部と、反
射電力の検出と信号処理を行う受信部を備えている。こ
の従来のレーダ装置を、図５により説明する。図５に示
す気象用レ−ダ装置は、前記２種類の発振器１１，１２
から出力された異なる２つの偏波面の電磁波電力を、偏
波信号切替器１３で順次切り替え、送信回路１５と送受
切換器１６を介してアンテナ１７から空間に放射する。
空中の種々の物体で反射さたた電力はアンテナ１７で受
信された後、送受切換器１６から受信回路１８，Ａ／Ｄ
変換回路１９を通って分配回路２０に入力される。雨あ
るいは氷（雪）によって反射した反射電力のうち、送信
偏波面と同じ偏波面を持つ電力は、この分配回路２０に
て選択的に水平偏波用あるいは垂直偏波用の信号処理回
路２２，２３に入力され、夫々の反射電力が測定され
る。雨あるいは氷（雪）の反射率は偏波によって異なる
ので、偏波ごとに測定した反射電力の差を減算回路２４
でとることによって、雨あるいは氷のみの反射電力を得
ることが可能となる。
２８２４８７号公報記載のように、水平偏波用発振器と
垂直偏波用発振器の２種類の発振器を持つ送信部と、反
射電力の検出と信号処理を行う受信部を備えている。こ
の従来のレーダ装置を、図５により説明する。図５に示
す気象用レ−ダ装置は、前記２種類の発振器１１，１２
から出力された異なる２つの偏波面の電磁波電力を、偏
波信号切替器１３で順次切り替え、送信回路１５と送受
切換器１６を介してアンテナ１７から空間に放射する。
空中の種々の物体で反射さたた電力はアンテナ１７で受
信された後、送受切換器１６から受信回路１８，Ａ／Ｄ
変換回路１９を通って分配回路２０に入力される。雨あ
るいは氷（雪）によって反射した反射電力のうち、送信
偏波面と同じ偏波面を持つ電力は、この分配回路２０に
て選択的に水平偏波用あるいは垂直偏波用の信号処理回
路２２，２３に入力され、夫々の反射電力が測定され
る。雨あるいは氷（雪）の反射率は偏波によって異なる
ので、偏波ごとに測定した反射電力の差を減算回路２４
でとることによって、雨あるいは氷のみの反射電力を得
ることが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、送
信する電磁波の偏波を垂直偏波あるいは水平偏波成分と
し、送信偏波と同じ偏波面を持つ反射波電力のみを検出
している。そして、２つの偏波を別々に送信し、かつ送
信偏波面と同じ偏波面を持つ受信電力を測定することが
必要であるため、偏波ごとの発振器１１，１２が必要と
なり、また発振電力の切替器あるいは切替のタイミング
制御などの部品や制御装置が必要となる。このため、レ
−ダ装置が複雑になり、コストが嵩むという問題があ
る。また、偏波ごとに測定した結果から、反射物体の材
質が金属であるか否かの判断をするため、検出時間が２
倍になるという問題もある。更に、反射率が小さい反射
体の場合には、反射波電力レベルを電力検出器の最低受
信電力以上にする必要があるので、送信電力を大きくし
なければならないという問題もある。
信する電磁波の偏波を垂直偏波あるいは水平偏波成分と
し、送信偏波と同じ偏波面を持つ反射波電力のみを検出
している。そして、２つの偏波を別々に送信し、かつ送
信偏波面と同じ偏波面を持つ受信電力を測定することが
必要であるため、偏波ごとの発振器１１，１２が必要と
なり、また発振電力の切替器あるいは切替のタイミング
制御などの部品や制御装置が必要となる。このため、レ
−ダ装置が複雑になり、コストが嵩むという問題があ
る。また、偏波ごとに測定した結果から、反射物体の材
質が金属であるか否かの判断をするため、検出時間が２
倍になるという問題もある。更に、反射率が小さい反射
体の場合には、反射波電力レベルを電力検出器の最低受
信電力以上にする必要があるので、送信電力を大きくし
なければならないという問題もある。
【０００４】本発明の目的は、簡単な装置構成と信号処
理によって反射体の材質を弁別することができるレ−ダ
装置とその電波送信方法及び受信信号処理回路を提供す
ることにある。
理によって反射体の材質を弁別することができるレ−ダ
装置とその電波送信方法及び受信信号処理回路を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、送信した電
磁波電力が反射体で反射されたとき、その反射電磁波の
水平偏波成分と垂直偏波成分には、偏波ごとの反射率の
情報が含まれており、この反射率は反射体の材質に依存
するので、いることを利用し、一回の測定で偏波ごとの
反射率を同時に測定し、反射体の材質を求めることで、
達成される。
磁波電力が反射体で反射されたとき、その反射電磁波の
水平偏波成分と垂直偏波成分には、偏波ごとの反射率の
情報が含まれており、この反射率は反射体の材質に依存
するので、いることを利用し、一回の測定で偏波ごとの
反射率を同時に測定し、反射体の材質を求めることで、
達成される。
【０００６】
【作用】垂直偏波と水平偏波の２つの成分を持つ電磁波
を放射したとき、反射体で反射された電磁波電力の水平
偏波成分は、送信電力の水平偏波成分に反射率を乗じた
電力と送信電力の垂直偏波成分に反射率を乗じた電力の
和になる。夫々の反射率は、水平偏波電力が反射によっ
て水平偏波電力へ変換された電力比と、垂直偏波電力が
反射によって水平偏波電力へ変換された電力比で表され
る。また同様に、反射体で反射された電磁波電力の垂直
偏波成分は、送信電力の水平偏波成分に反射率を乗じた
電力と送信電力の垂直偏波成分に反射率を乗じた電力の
和になり、夫々の反射率は、前述したような偏波面を考
慮した電力比で表される。
を放射したとき、反射体で反射された電磁波電力の水平
偏波成分は、送信電力の水平偏波成分に反射率を乗じた
電力と送信電力の垂直偏波成分に反射率を乗じた電力の
和になる。夫々の反射率は、水平偏波電力が反射によっ
て水平偏波電力へ変換された電力比と、垂直偏波電力が
反射によって水平偏波電力へ変換された電力比で表され
る。また同様に、反射体で反射された電磁波電力の垂直
偏波成分は、送信電力の水平偏波成分に反射率を乗じた
電力と送信電力の垂直偏波成分に反射率を乗じた電力の
和になり、夫々の反射率は、前述したような偏波面を考
慮した電力比で表される。
【０００７】従って、送受信の偏波面ごとの電磁波電力
の関係は、行列を用いると次ぎの数１によって書き表す
ことができる。
の関係は、行列を用いると次ぎの数１によって書き表す
ことができる。
【０００８】
【数１】
【０００９】また、数１で示した反射率行列の各要素の
値を個別に測定した結果、表１に示す値を持つことが判
った。
値を個別に測定した結果、表１に示す値を持つことが判
った。
【００１０】
【表１】
【００１１】この表１では、金属を反射体とすると反射
電力のほとんどが送信電力の偏波面と同じ偏波を持つ成
分であることを示しているが、地面を反射体とした反射
電力には、送信偏波と同じ偏波面を持つ成分と、送信偏
波と異なる偏波面を持つ成分とが混在することを示して
いる。また、送信偏波と反射偏波とが同じ場合、あるい
は、送信偏波と反射偏波とが異なる場合とも、送信偏波
が垂直偏波であっても水平偏波であっても、反射率には
差が無い特徴があることを示している。
電力のほとんどが送信電力の偏波面と同じ偏波を持つ成
分であることを示しているが、地面を反射体とした反射
電力には、送信偏波と同じ偏波面を持つ成分と、送信偏
波と異なる偏波面を持つ成分とが混在することを示して
いる。また、送信偏波と反射偏波とが同じ場合、あるい
は、送信偏波と反射偏波とが異なる場合とも、送信偏波
が垂直偏波であっても水平偏波であっても、反射率には
差が無い特徴があることを示している。
【００１２】すなわち、偏波毎の反射率を求めることに
より、電磁波が反射した反射体の材質が金属であるかそ
れとも地面等の金属以外の物体であるかの弁別が可能と
なる。
より、電磁波が反射した反射体の材質が金属であるかそ
れとも地面等の金属以外の物体であるかの弁別が可能と
なる。
【００１３】更に、反射による入射と反射の偏波面が異
なる場合の反射率が、同じ偏波で反射する場合の反射率
に比べて８倍以上大きいことを利用すると、水平偏波と
垂直偏波の送信電力の比率が異なった電磁波電力を送信
することによって、反射率行列の各要素を簡単な信号処
理手段によって求めることができる。
なる場合の反射率が、同じ偏波で反射する場合の反射率
に比べて８倍以上大きいことを利用すると、水平偏波と
垂直偏波の送信電力の比率が異なった電磁波電力を送信
することによって、反射率行列の各要素を簡単な信号処
理手段によって求めることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例に係るレーダ装置の
構成図である。このレ−ダ装置は、電磁波電力を得る送
信部１と、反射した電力を受信し反射体が金属であるか
否かの弁別をする受信部２と、アンテナ６と、このアン
テナ６を送信部１あるいは受信部２に接続する送受信切
換器５とから構成される。送信部１に設けられた本実施
例に係る発振器３で発振された電磁波は、垂直偏波成分
と水平偏波成分とを併せ持つ楕円偏波であり、夫々の偏
波毎の電磁波電力は楕円率・電力モニタ部４でモニタさ
れる。発振器３から出力される電磁波電力は、送受信切
替器５を経由し、アンテナ６より空気中に放射される。
明する。図１は、本発明の一実施例に係るレーダ装置の
構成図である。このレ−ダ装置は、電磁波電力を得る送
信部１と、反射した電力を受信し反射体が金属であるか
否かの弁別をする受信部２と、アンテナ６と、このアン
テナ６を送信部１あるいは受信部２に接続する送受信切
換器５とから構成される。送信部１に設けられた本実施
例に係る発振器３で発振された電磁波は、垂直偏波成分
と水平偏波成分とを併せ持つ楕円偏波であり、夫々の偏
波毎の電磁波電力は楕円率・電力モニタ部４でモニタさ
れる。発振器３から出力される電磁波電力は、送受信切
替器５を経由し、アンテナ６より空気中に放射される。
【００１５】放射された電磁波は、対象物等の反射体に
よって反射される。アンテナ６に戻ってきた反射電磁波
の電力は、送受信切替器５によって受信部２に導かれ
る。受信部２では、この反射電力が偏波毎に電力分配器
７によって分割され、水平偏波成分の電力は水平偏波検
出器８により検出され、垂直偏波成分の電力は垂直偏波
検出器９により検出される。検出された偏波成分ごとの
電力と、送信部１のモニタ部４でモニタされた結果が信
号処理部１０に送られ、反射体が金属であるか否かが識
別される構成となっている。
よって反射される。アンテナ６に戻ってきた反射電磁波
の電力は、送受信切替器５によって受信部２に導かれ
る。受信部２では、この反射電力が偏波毎に電力分配器
７によって分割され、水平偏波成分の電力は水平偏波検
出器８により検出され、垂直偏波成分の電力は垂直偏波
検出器９により検出される。検出された偏波成分ごとの
電力と、送信部１のモニタ部４でモニタされた結果が信
号処理部１０に送られ、反射体が金属であるか否かが識
別される構成となっている。
【００１６】発振器３で発振した電磁波の、垂直偏波成
分に対する水平偏波成分の比を大きくすると、前記した
数１に示す行列式は、次ぎの数２に示す関係式に書き直
すことができる。
分に対する水平偏波成分の比を大きくすると、前記した
数１に示す行列式は、次ぎの数２に示す関係式に書き直
すことができる。
【００１７】
【数２】
【００１８】この数２によれば、水平偏波成分の反射波
電力は、送信電力の水平偏波成分によるものが大部分を
占める。一方、垂直偏波成分の反射電力は、送信電力の
水平偏波成分と垂直偏波成分が混在することを示してい
る。送信偏波と受信偏波が異なる場合の反射電力を、送
信偏波と受信偏波が同じ場合の反射電力に重畳して測定
することで、検出電力レベルを単独の場合より大きくす
ることができる。
電力は、送信電力の水平偏波成分によるものが大部分を
占める。一方、垂直偏波成分の反射電力は、送信電力の
水平偏波成分と垂直偏波成分が混在することを示してい
る。送信偏波と受信偏波が異なる場合の反射電力を、送
信偏波と受信偏波が同じ場合の反射電力に重畳して測定
することで、検出電力レベルを単独の場合より大きくす
ることができる。
【００１９】以下、垂直偏波電力を水平偏波電力に比べ
て小さくした実施例について、その装置構成と信号処理
方法について説明する。反射体に水平偏波で入射し水平
偏波で反射される場合の反射率は、数２の第一式より、
水平偏波の受信電力を水平偏波の送信電力で除算するだ
けの簡単な演算によって求めることができる。また、反
射体に垂直偏波で入射し垂直偏波で反射される場合の反
射率（数２の第二式右辺第二項の反射率）は、反射体に
水平偏波で入射し水平偏波で反射される場合の反射率
（数２の第一式右辺の反射率）にほぼ等しいことが表１
より分かるので、反射体に垂直偏波で入射し水平偏波で
反射される場合の反射率（数２の第二式右辺第一項の反
射率）は、数２の第二式に示す演算（減算と除算）を実
行することによって求めることができる。
て小さくした実施例について、その装置構成と信号処理
方法について説明する。反射体に水平偏波で入射し水平
偏波で反射される場合の反射率は、数２の第一式より、
水平偏波の受信電力を水平偏波の送信電力で除算するだ
けの簡単な演算によって求めることができる。また、反
射体に垂直偏波で入射し垂直偏波で反射される場合の反
射率（数２の第二式右辺第二項の反射率）は、反射体に
水平偏波で入射し水平偏波で反射される場合の反射率
（数２の第一式右辺の反射率）にほぼ等しいことが表１
より分かるので、反射体に垂直偏波で入射し水平偏波で
反射される場合の反射率（数２の第二式右辺第一項の反
射率）は、数２の第二式に示す演算（減算と除算）を実
行することによって求めることができる。
【００２０】図２は、送信電力の水平偏波電力を垂直偏
波電力より大きくした場合の偏波ごとの反射率を演算す
る信号処理回路の構成図である。受信電力信号１５は、
電力分配器７によって偏波成分毎に分割され、水平偏波
の電力は水平偏波検出器８により検出され、垂直偏波の
電力は垂直偏波検出器９により検出される。送信電力信
号１６のうち、水平偏波電力成分と垂直偏波電力成分が
送信電力演算部１４で算出され、各偏波成分毎の算出値
は夫々演算部１１−ａ，１１−ｂに送られる。演算部１
１−ａでは、送信電力の水平偏波成分と受信電力の水平
偏波成分から数２の第一式の演算を実行し、反射体に水
平偏波で入射し水平偏波で反射された場合の反射率を求
める。演算部１１−ｂでは、送信電力の垂直成分と受信
電力の垂直成分と演算部１１−ａで求めた反射率とか
ら、数２の第二式の演算を実行し、反射体に垂直偏波で
入射し水平偏波で反射される場合の反射率を求める。２
つの演算部１１−ａ，１１−ｂで求めた偏波毎の反射率
は判断部１２に送信され、判断部１２において、反射体
が金属であるか否かが判断される。判断部１２では、入
射・反射が同じ偏波面を持つ場合の反射率と入射・反射
が異なる偏波面を持つ場合の反射率との比率を求め、比
率がほぼ無限大であれば、反射体は金属であると判断す
る。表示部１３は、金属反射体が存在する方位と距離を
求め、金属体の存在位置を表示する。
波電力より大きくした場合の偏波ごとの反射率を演算す
る信号処理回路の構成図である。受信電力信号１５は、
電力分配器７によって偏波成分毎に分割され、水平偏波
の電力は水平偏波検出器８により検出され、垂直偏波の
電力は垂直偏波検出器９により検出される。送信電力信
号１６のうち、水平偏波電力成分と垂直偏波電力成分が
送信電力演算部１４で算出され、各偏波成分毎の算出値
は夫々演算部１１−ａ，１１−ｂに送られる。演算部１
１−ａでは、送信電力の水平偏波成分と受信電力の水平
偏波成分から数２の第一式の演算を実行し、反射体に水
平偏波で入射し水平偏波で反射された場合の反射率を求
める。演算部１１−ｂでは、送信電力の垂直成分と受信
電力の垂直成分と演算部１１−ａで求めた反射率とか
ら、数２の第二式の演算を実行し、反射体に垂直偏波で
入射し水平偏波で反射される場合の反射率を求める。２
つの演算部１１−ａ，１１−ｂで求めた偏波毎の反射率
は判断部１２に送信され、判断部１２において、反射体
が金属であるか否かが判断される。判断部１２では、入
射・反射が同じ偏波面を持つ場合の反射率と入射・反射
が異なる偏波面を持つ場合の反射率との比率を求め、比
率がほぼ無限大であれば、反射体は金属であると判断す
る。表示部１３は、金属反射体が存在する方位と距離を
求め、金属体の存在位置を表示する。
【００２１】本実施例における放射電磁波の水平偏波成
分と垂直偏波電力成分の比率は、数１の行列式における
受信電力の水平偏波成分が数２の第一式で近似できる値
であればよい。送信電力の垂直偏波成分の水平偏波成分
に対する比率を大きくしていくと、反射体に水平偏波で
入射し水平偏波で反射する場合の反射率を演算する際に
誤差が生じる。そこで、本実施例により求めた反射率の
正確さの度合いを示す目安として、数１の行列式を解い
た反射率（Γ0）と本実施例によって求めた反射率（Γ
1）の差を数１の行列式を解いた反射率で除した値（Γ0
−Γ1）／Γ0を正確度として表し、本実施例で設定でき
る送信電力の水平偏波成分と垂直偏波成分の電力比に対
する正確度の関係を図３にて説明する。
分と垂直偏波電力成分の比率は、数１の行列式における
受信電力の水平偏波成分が数２の第一式で近似できる値
であればよい。送信電力の垂直偏波成分の水平偏波成分
に対する比率を大きくしていくと、反射体に水平偏波で
入射し水平偏波で反射する場合の反射率を演算する際に
誤差が生じる。そこで、本実施例により求めた反射率の
正確さの度合いを示す目安として、数１の行列式を解い
た反射率（Γ0）と本実施例によって求めた反射率（Γ
1）の差を数１の行列式を解いた反射率で除した値（Γ0
−Γ1）／Γ0を正確度として表し、本実施例で設定でき
る送信電力の水平偏波成分と垂直偏波成分の電力比に対
する正確度の関係を図３にて説明する。
【００２２】図３では、入射と反射が異なる偏波面を持
つ場合の反射率に対する入射と反射が同じ偏波面を持つ
場合の反射率の比をパラメ−タ（Ｋ）としている。この
反射率の比（Ｋ）は、表１より、およそ８以上の値であ
る。図３より、入射と反射が異なる偏波面を持つ場合の
反射率に対する入射と反射が同じ偏波面を持つ場合の反
射率の比（Ｋ）が“５”であれば、垂直偏波電力に対す
る水平偏波電力の比が５程度であっても、正確度は９９
％以上になる。さらにＫの値が大きければ、垂直偏波電
力に対する水平偏波電力の比が小さくても正確度は大き
くなる傾向がある。すなわち、垂直偏波電力に対して水
平偏波電力の比を５以上に設定すれば、偏波面ごとの反
射率は小さな測定誤差で求まる。そこで、送信電力の偏
波面の電力比を５以上に設定すればよいことになる。
つ場合の反射率に対する入射と反射が同じ偏波面を持つ
場合の反射率の比をパラメ−タ（Ｋ）としている。この
反射率の比（Ｋ）は、表１より、およそ８以上の値であ
る。図３より、入射と反射が異なる偏波面を持つ場合の
反射率に対する入射と反射が同じ偏波面を持つ場合の反
射率の比（Ｋ）が“５”であれば、垂直偏波電力に対す
る水平偏波電力の比が５程度であっても、正確度は９９
％以上になる。さらにＫの値が大きければ、垂直偏波電
力に対する水平偏波電力の比が小さくても正確度は大き
くなる傾向がある。すなわち、垂直偏波電力に対して水
平偏波電力の比を５以上に設定すれば、偏波面ごとの反
射率は小さな測定誤差で求まる。そこで、送信電力の偏
波面の電力比を５以上に設定すればよいことになる。
【００２３】図４は、水平偏波面と垂直偏波面の両成分
を持つ電磁波を生成する回路の構成図である。発振器３
は、水平偏波成分のみの直線偏波を発振する発振器であ
り、この発振器３の出力を発振電力分配器１７で２分割
する。分割した一方は、水平偏波−垂直偏波変換器１８
によって垂直偏波に変換し、他方は、増幅度可変増幅器
１９により電力を増幅する。そして、変換器１８の出力
と増幅器１９の出力を電力合成器２０により合成する。
この結果、電力合成器２０の出力は、発振電力の１／２
の垂直偏波成分と発振電力の１／２に増幅度を乗じた水
平偏波成分をもち、電力合成器２０の出力は、２つの偏
波成分を持つ直線偏波である電磁波電力となる。従っ
て、増幅器１９の増幅度を調整することで、所望の楕円
偏波の得ることが可能となる。図１に示した発振器３
は、楕円偏波を発振するものとして説明したが、図１の
発振器３を本実施例の回路構成とすることで、増幅器の
増幅度を変えるだけで、送信電力の偏波面ごとの電力比
を容易に変更できるという効果がある。
を持つ電磁波を生成する回路の構成図である。発振器３
は、水平偏波成分のみの直線偏波を発振する発振器であ
り、この発振器３の出力を発振電力分配器１７で２分割
する。分割した一方は、水平偏波−垂直偏波変換器１８
によって垂直偏波に変換し、他方は、増幅度可変増幅器
１９により電力を増幅する。そして、変換器１８の出力
と増幅器１９の出力を電力合成器２０により合成する。
この結果、電力合成器２０の出力は、発振電力の１／２
の垂直偏波成分と発振電力の１／２に増幅度を乗じた水
平偏波成分をもち、電力合成器２０の出力は、２つの偏
波成分を持つ直線偏波である電磁波電力となる。従っ
て、増幅器１９の増幅度を調整することで、所望の楕円
偏波の得ることが可能となる。図１に示した発振器３
は、楕円偏波を発振するものとして説明したが、図１の
発振器３を本実施例の回路構成とすることで、増幅器の
増幅度を変えるだけで、送信電力の偏波面ごとの電力比
を容易に変更できるという効果がある。
【００２４】本実施例によれば、垂直偏波と水平偏波と
の電力比が５以上である楕円偏波の電磁波電力を送信
し、偏波面ごとの反射率を除算と減算だけの簡単な演算
で同時に求めるだけで、反射体の材質を識別することが
可能となる。さらに、送信偏波と受信偏波とが異なる場
合の反射電力を、送信偏波と受信偏波とが同じ場合の反
射電力に重畳して測定するので、検出電力レベルが単独
の場合より大きくなり、検出器の最低受信電力より大き
な受信レベルで測定できる効果がある。
の電力比が５以上である楕円偏波の電磁波電力を送信
し、偏波面ごとの反射率を除算と減算だけの簡単な演算
で同時に求めるだけで、反射体の材質を識別することが
可能となる。さらに、送信偏波と受信偏波とが異なる場
合の反射電力を、送信偏波と受信偏波とが同じ場合の反
射電力に重畳して測定するので、検出電力レベルが単独
の場合より大きくなり、検出器の最低受信電力より大き
な受信レベルで測定できる効果がある。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、電力比が違う２つの偏
波面を持つ電磁波を送信し、偏波面ごとの反射電力を測
定し、偏波面ごとの反射率を簡単な演算で求めるだけ
で、求めた反射率の偏波依存性から反射体の材質を識別
することが可能となる。このために、同時に２つの偏波
を持つ電磁波を送信する発振装置を用意し、簡単な信号
処理回路で反射率の偏波依存性を求める構成のため、コ
ストの低減が図れる。更に、単独での反射電力の測定に
比べて大きな電力レベルで測定し、検出器の最低受信レ
ベル以上で測定した結果から入・反射で異なる偏波面を
持つ場合の反射率を求めるので、送信電力を小さくでき
る効果がある。
波面を持つ電磁波を送信し、偏波面ごとの反射電力を測
定し、偏波面ごとの反射率を簡単な演算で求めるだけ
で、求めた反射率の偏波依存性から反射体の材質を識別
することが可能となる。このために、同時に２つの偏波
を持つ電磁波を送信する発振装置を用意し、簡単な信号
処理回路で反射率の偏波依存性を求める構成のため、コ
ストの低減が図れる。更に、単独での反射電力の測定に
比べて大きな電力レベルで測定し、検出器の最低受信レ
ベル以上で測定した結果から入・反射で異なる偏波面を
持つ場合の反射率を求めるので、送信電力を小さくでき
る効果がある。
【図１】本発明の一実施例に係るレ−ダ装置の構成図で
ある。
ある。
【図２】図１に示す信号処理部の構成図である。
【図３】本実施例で求めた反射率の正確さを説明するグ
ラフである。
ラフである。
【図４】楕円偏波を得る回路構成図である。
【図５】従来のレーダ装置の構成図である。
１…送信部、２…受信部、３…発振器、４…モニタ、５
…送受信切替器、６…アンテナ、７…電力分配器、８…
水平偏波電力検出部、９…垂直偏波電力検出部、１０…
信号処理部、１１…演算部、１２…判断部、１３…表示
部、１４…送信電力演算部、１５…受信電力信号、１６
…送信電力信号、１７…発振電力分配器、１８…水平−
垂直偏波変換器、１９…増幅度可変増幅器、２０…電力
合成器。
…送受信切替器、６…アンテナ、７…電力分配器、８…
水平偏波電力検出部、９…垂直偏波電力検出部、１０…
信号処理部、１１…演算部、１２…判断部、１３…表示
部、１４…送信電力演算部、１５…受信電力信号、１６
…送信電力信号、１７…発振電力分配器、１８…水平−
垂直偏波変換器、１９…増幅度可変増幅器、２０…電力
合成器。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95
Claims (9)
- 【請求項１】 楕円偏波を発振する発振手段と、発振し
た楕円偏波を空中に送信し反射体で反射された反射電波
を受信するアンテナと、反射電波の電力のうち水平偏波
成分と垂直偏波成分とを分離して検出する検出器と、送
信した電波の水平偏波成分及び垂直偏波成分と前記検出
器により検出した受信電力の水平偏波成分及び垂直偏波
成分とから前記反射体の反射率を算出する手段と、該反
射率より前記反射体の材質を識別する信号処理手段とを
備えることを特徴とするレ−ダ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーダ装置において、垂
直偏波成分に対して水平偏波成分の大きさを５倍以上と
した電磁波をアンテナから空中に放射することを特徴と
する電波送信方法。 - 【請求項３】 請求項１において、楕円偏波を発振する
発振手段は、直線偏波を発生する発振器と、該直線偏波
を２つに分離する手段と、分離した一方の偏波面を９０
度回転させる偏波変換器と、分離した他方の増幅度を調
節する増幅器と、前記偏波変換器と前記増幅器の夫々の
出力を合成しアンテナから放射する合成器とからなるこ
とを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項４】 前記第１項のレ−ダ装置において、 送信電力の水平偏波成分をＰtH 送信電力の垂直偏波成分をＰtV 受信電力の水平偏波成分をＰrH 受信電力の垂直偏波成分をＰrV とし、ＰtH＞ＰtVの場合に、 ＰrH＝ΓHH×ＰtH ＰrV＝ΓHV×ＰtH＋ΓVV×ＰtV の反射率ΓHH，ΓHVをΓVVがΓHHにほぼ等しいとして算
出し、ΓHH，ΓHVの比の値から反射体の材質を識別する
ことを特徴とする受信信号処理回路。 - 【請求項５】 水平偏波電力がＰtHで垂直偏波電力がＰ
tVの楕円偏波を反射体に放射し、水平偏波電力がＰrHで
垂直偏波電力がＰrVの反射電磁波を受信したとき、 ＰrH＝ΓHH×ＰtH ＰrV＝ΓHV×ＰtH＋ΓVV×ＰtV の反射率ΓHH，ΓHVをΓVVがΓHHにほぼ等しいとして算
出し、ΓHH，ΓHVの比の値から反射体の材質を識別する
ことを特徴とする電磁波反射体材質識別方法。 - 【請求項６】 水平偏波電力がＰtHで垂直偏波電力がＰ
tVの楕円偏波を反射体に放射する手段と、反射電力を受
信しその水平偏波電力ＰrHと垂直偏波電力ＰrVを検出す
る手段と、次ぎの演算式 ＰrH＝ΓHH×ＰtH ＰrV＝ΓHV×ＰtH＋ΓVV×ＰtV の反射率ΓHH，ΓHVをΓVVがΓHHに等しいとして算出す
る演算手段と、反射率ΓHH，ΓHVの比の値から反射体の
材質を識別する識別手段とを備えることを特徴とするレ
ーダ装置。 - 【請求項７】 請求項６において、ΓHH／ΓHVが非常に
大きな値を示したとき反射体が金属であると識別するこ
とを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項８】 請求項６において、ΓHH／ΓHVの値が
“１”に近い値を示したとき反射体は金属以外の材質で
できたものと識別することを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項９】 送信電力の水平偏波成分をＰtH 送信電力の垂直偏波成分をＰtV 受信電力の水平偏波成分をＰrH 受信電力の垂直偏波成分をＰrV としたときに演算式 ＰrH＝ΓHH×ＰtH＋ΓVH×ＰtV の第２項の成分が非常に小さくなり ＰrH＝ΓHH×ＰtH と近似することができる比率まで、ＰtH／ＰtVを大きく
した楕円偏波をレーダ波としたことを特徴とするレーダ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3231654A JP2963562B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | レ−ダ装置と電波送信方法及び受信信号処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3231654A JP2963562B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | レ−ダ装置と電波送信方法及び受信信号処理回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0572323A JPH0572323A (ja) | 1993-03-26 |
| JP2963562B2 true JP2963562B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16926883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3231654A Expired - Lifetime JP2963562B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | レ−ダ装置と電波送信方法及び受信信号処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963562B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10871457B2 (en) * | 2018-08-29 | 2020-12-22 | Honeywell International Inc. | Determining material category based on the polarization of received signals |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP3231654A patent/JP2963562B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0572323A (ja) | 1993-03-26 |
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