JP3041253B2 - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
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- JP3041253B2 JP3041253B2 JP9142553A JP14255397A JP3041253B2 JP 3041253 B2 JP3041253 B2 JP 3041253B2 JP 9142553 A JP9142553 A JP 9142553A JP 14255397 A JP14255397 A JP 14255397A JP 3041253 B2 JP3041253 B2 JP 3041253B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、受信信号の振幅
や位相を補正する機能を備えたレーダ装置に関する。
や位相を補正する機能を備えたレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数のアンテナ素子によって受信された
受信信号をディジタル信号に変更した後、重み付け加算
することによりビーム形成するＤＢＦ（Digital Beam F
orming）方式を用いたレーダ装置が開発されている。
受信信号をディジタル信号に変更した後、重み付け加算
することによりビーム形成するＤＢＦ（Digital Beam F
orming）方式を用いたレーダ装置が開発されている。
【０００３】従来のＤＢＦレーダ装置について図５を参
照して説明する。図５に示すＤＢＦレーダ装置は、信号
発生部１、局発信号分配器２、送信信号生成器３、送信
信号分配器４、送受信モジュール６１〜６ｎ、信号処理
部７１〜７ｎ、ウェイト演算器８、複素加算器９および
表示器１０を備えている。
照して説明する。図５に示すＤＢＦレーダ装置は、信号
発生部１、局発信号分配器２、送信信号生成器３、送信
信号分配器４、送受信モジュール６１〜６ｎ、信号処理
部７１〜７ｎ、ウェイト演算器８、複素加算器９および
表示器１０を備えている。
【０００４】信号発生部１は、基準信号を発生する信号
発生器１１と、局発信号を発生する局部信号発生器１２
とからなる。この信号発生部１にて発生された基準信号
は送信信号生成器３に入力され、局発信号についても局
発信号分配器２を介して送信信号生成器３に入力され
る。
発生器１１と、局発信号を発生する局部信号発生器１２
とからなる。この信号発生部１にて発生された基準信号
は送信信号生成器３に入力され、局発信号についても局
発信号分配器２を介して送信信号生成器３に入力され
る。
【０００５】送信信号生成器３は、上記基準信号と局発
信号とをミキシングして送信ＲＦ信号を生成する。そし
てこの送信ＲＦ信号は、送信信号分配器４により信号分
配され、各送受信モジュール６１〜６ｎに入力される。
信号とをミキシングして送信ＲＦ信号を生成する。そし
てこの送信ＲＦ信号は、送信信号分配器４により信号分
配され、各送受信モジュール６１〜６ｎに入力される。
【０００６】送受信モジュール６１は、図２に示すよう
に、アンテナ素子６１１、送受切換器６１２、低雑音増
幅器６１３、高出力増幅器６１４とからなる。なお、送
受信モジュール６２〜６ｎについては、送受信モジュー
ル６１と同様の構成からなることより、ここでは送受信
モジュール６１についてのみ述べることにする。
に、アンテナ素子６１１、送受切換器６１２、低雑音増
幅器６１３、高出力増幅器６１４とからなる。なお、送
受信モジュール６２〜６ｎについては、送受信モジュー
ル６１と同様の構成からなることより、ここでは送受信
モジュール６１についてのみ述べることにする。
【０００７】送受信モジュール６１に分配出力された送
信ＲＦ信号は、高出力増幅器６１４にて増幅された後、
サーキュレータなどの送受切換器６１２を介してアンテ
ナ素子６１１に入力され、空間に放射される。
信ＲＦ信号は、高出力増幅器６１４にて増幅された後、
サーキュレータなどの送受切換器６１２を介してアンテ
ナ素子６１１に入力され、空間に放射される。
【０００８】また、アンテナ素子６１１は、目標からの
反射エコーを空間より受信し、この受信信号を送受切換
器６１２を介して低雑音増幅器６１３に入力する。低雑
音増幅器６１３は、上記受信信号を増幅した後、受信Ｒ
Ｆ信号として信号処理部７１に入力する。
反射エコーを空間より受信し、この受信信号を送受切換
器６１２を介して低雑音増幅器６１３に入力する。低雑
音増幅器６１３は、上記受信信号を増幅した後、受信Ｒ
Ｆ信号として信号処理部７１に入力する。
【０００９】なお、前述したように送受信モジュール６
２〜６ｎについても、送受信モジュール６１と同様にし
て、送信ＲＦ信号を空間に放射するとともに、目標から
の反射エコーを空間より受信し受信ＲＦ信号を対応する
信号処理部７２〜７ｎに入力する。
２〜６ｎについても、送受信モジュール６１と同様にし
て、送信ＲＦ信号を空間に放射するとともに、目標から
の反射エコーを空間より受信し受信ＲＦ信号を対応する
信号処理部７２〜７ｎに入力する。
【００１０】信号処理部７１は、受信回路７１１、位相
検波回路７１７、複素乗算回路７１４、ウェイトバッフ
ァ回路７１６とからなる。なお、信号処理部７２〜７ｎ
については、信号処理部７１と同様の構成からなること
より、ここでは信号処理部７１についてのみ述べること
にする。
検波回路７１７、複素乗算回路７１４、ウェイトバッフ
ァ回路７１６とからなる。なお、信号処理部７２〜７ｎ
については、信号処理部７１と同様の構成からなること
より、ここでは信号処理部７１についてのみ述べること
にする。
【００１１】受信回路７１１は、上記送受信モジュール
６１から受信ＲＦ信号が入力されるとともに、前述の局
部信号発生器１２で生成された局発信号が局発信号分配
器３より分配供給される。そして、受信回路７１１は、
上記局発信号を用いて上記受信ＲＦ信号を中間周波数帯
に周波数変換し、この変換結果を受信ＩＦ信号として位
相検波回路７１７に入力する。
６１から受信ＲＦ信号が入力されるとともに、前述の局
部信号発生器１２で生成された局発信号が局発信号分配
器３より分配供給される。そして、受信回路７１１は、
上記局発信号を用いて上記受信ＲＦ信号を中間周波数帯
に周波数変換し、この変換結果を受信ＩＦ信号として位
相検波回路７１７に入力する。
【００１２】位相検波回路７１７は、上記受信ＩＦ信号
に対して位相検波を行ない、Ｉ／Ｑ直交信号を生成す
る。そしてこのＩ／Ｑ直交信号は複素乗算回路７１４に
入力される。
に対して位相検波を行ない、Ｉ／Ｑ直交信号を生成す
る。そしてこのＩ／Ｑ直交信号は複素乗算回路７１４に
入力される。
【００１３】複素乗算回路７１４は、上記Ｉ／Ｑ直交信
号のほかに、ウェイト演算器８にて求められた複素ウェ
イトＷ０がウェイトバッファ回路７１６にてバッファリ
ングされたのち入力され、この複素ウェイトＷ０をＩ／
Ｑ直交信号に乗算し、この乗算結果を複素加算器９に入
力する。
号のほかに、ウェイト演算器８にて求められた複素ウェ
イトＷ０がウェイトバッファ回路７１６にてバッファリ
ングされたのち入力され、この複素ウェイトＷ０をＩ／
Ｑ直交信号に乗算し、この乗算結果を複素加算器９に入
力する。
【００１４】なお、前述したように信号処理部７２〜７
ｎについても、信号処理部７１と同様にして、受信ＲＦ
信号を位相検波した後、複素ウェイトＷ０を乗算して、
乗算結果を複素加算器９に入力する。ここで、複素ウェ
イトＷ０は、「Ｗ０」を総称しているが、各信号処理部
７１〜７ｎにおいて独立な複素値である。
ｎについても、信号処理部７１と同様にして、受信ＲＦ
信号を位相検波した後、複素ウェイトＷ０を乗算して、
乗算結果を複素加算器９に入力する。ここで、複素ウェ
イトＷ０は、「Ｗ０」を総称しているが、各信号処理部
７１〜７ｎにおいて独立な複素値である。
【００１５】ウェイト演算器８は、図示しない制御部や
オペレータによりビーム形成方向の指示を受け、この指
示される方向にビームを形成するための複素ウェイトＷ
０を求め、信号処理部７１〜７ｎに入力する。
オペレータによりビーム形成方向の指示を受け、この指
示される方向にビームを形成するための複素ウェイトＷ
０を求め、信号処理部７１〜７ｎに入力する。
【００１６】複素加算器９は、各信号処理部７１〜７ｎ
の乗算結果が入力され、これらの乗算結果を複素加算し
て、表示器１０に入力する。表示器１０は、複素加算器
９の加算結果を表示処理し、観測結果を表示する。
の乗算結果が入力され、これらの乗算結果を複素加算し
て、表示器１０に入力する。表示器１０は、複素加算器
９の加算結果を表示処理し、観測結果を表示する。
【００１７】ところで、従来のレーダ装置では、上述し
たように送受信モジュール６１〜６ｎおよび信号処理部
７１〜７ｎからなる複数の受信系は、低雑音増幅器６１
３や受信回路７１１をはじめとする熱を発する構成を備
えている。
たように送受信モジュール６１〜６ｎおよび信号処理部
７１〜７ｎからなる複数の受信系は、低雑音増幅器６１
３や受信回路７１１をはじめとする熱を発する構成を備
えている。
【００１８】このため、このような構成の熱発生などに
より各受信系に温度変動が生じて受信信号の振幅や位相
に変動が生じるだけでなく、受信系間の温度差によって
受信系間で受信信号に振幅誤差や位相誤差が生じるとい
う問題がある。
より各受信系に温度変動が生じて受信信号の振幅や位相
に変動が生じるだけでなく、受信系間の温度差によって
受信系間で受信信号に振幅誤差や位相誤差が生じるとい
う問題がある。
【００１９】また、このようなレーダ装置の内部の温度
変化だけでなく、外部から加わる圧力や振動により、ア
ンテナ素子６１１をはじめとする複数のアンテナ素子間
の相対的な位置関係が変化し、受信信号の振幅や位相に
変動が生じるという問題がある。
変化だけでなく、外部から加わる圧力や振動により、ア
ンテナ素子６１１をはじめとする複数のアンテナ素子間
の相対的な位置関係が変化し、受信信号の振幅や位相に
変動が生じるという問題がある。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ装置で
は、各受信系における温度変動や受信系間の温度差、お
よび外部から加わる圧力や振動等の外乱によって、受信
信号の振幅や位相に変動が生じるとともに、受信系間で
受信信号に相対的な振幅誤差や位相誤差が生じるという
問題があった。
は、各受信系における温度変動や受信系間の温度差、お
よび外部から加わる圧力や振動等の外乱によって、受信
信号の振幅や位相に変動が生じるとともに、受信系間で
受信信号に相対的な振幅誤差や位相誤差が生じるという
問題があった。
【００２１】この発明は上記の問題を解決すべくなされ
たもので、受信信号に生じた振幅や位相の変動の補正を
迅速かつ安定して行なうことが可能で、複数の受信系の
受信信号間に生じる相対的な振幅誤差や位相誤差につい
ても補正することが可能なレーダ装置を提供することを
目的とする。
たもので、受信信号に生じた振幅や位相の変動の補正を
迅速かつ安定して行なうことが可能で、複数の受信系の
受信信号間に生じる相対的な振幅誤差や位相誤差につい
ても補正することが可能なレーダ装置を提供することを
目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係わるレーダ装置は、目標からの反射
エコーを複数の受信系により受信し、この複数の受信結
果に基づいて目標を検出するレーダ装置において、上記
複数の受信系が各々、空間に放射された信号を受信して
受信信号として出力するアンテナ部と、このアンテナ部
からの受信信号を、局部発振信号を用いて周波数変換し
た後、位相検波する位相検波手段と、所定の基準検波デ
ータを記憶する基準データ記憶手段と、局部発振信号を
用いて生成したモニタ信号をアンテナ部が受信した場合
に、受信信号の位相検波結果と、基準データ記憶手段に
記憶される基準検波データとに基づいて、受信信号に含
まれる位相変動成分と振幅変動成分のうち、少なくとも
一方の変動成分を検出する変動成分検出手段と、位相検
波手段の位相検波結果に対して、変動成分検出手段にて
検出した変動成分の補正を行なう変動成分補正手段とを
具備して構成するようにした。
めに、この発明に係わるレーダ装置は、目標からの反射
エコーを複数の受信系により受信し、この複数の受信結
果に基づいて目標を検出するレーダ装置において、上記
複数の受信系が各々、空間に放射された信号を受信して
受信信号として出力するアンテナ部と、このアンテナ部
からの受信信号を、局部発振信号を用いて周波数変換し
た後、位相検波する位相検波手段と、所定の基準検波デ
ータを記憶する基準データ記憶手段と、局部発振信号を
用いて生成したモニタ信号をアンテナ部が受信した場合
に、受信信号の位相検波結果と、基準データ記憶手段に
記憶される基準検波データとに基づいて、受信信号に含
まれる位相変動成分と振幅変動成分のうち、少なくとも
一方の変動成分を検出する変動成分検出手段と、位相検
波手段の位相検波結果に対して、変動成分検出手段にて
検出した変動成分の補正を行なう変動成分補正手段とを
具備して構成するようにした。
【００２３】上記構成のレーダ装置では、各受信系にお
いて、受信ＲＦ信号のダウンコンバートに用いる局部発
振信号を用いて生成したモニタ信号を受信し、この受信
したモニタ信号の位相検波結果と基準データ記憶手段に
記憶される基準検波データとに基づいて、受信信号に含
まれる位相変動成分と振幅変動成分のうち、少なくとも
一方の変動成分を検出する。そして、受信信号の位相検
波結果に対して、上記変動成分の補正を行なうようにし
たものである。
いて、受信ＲＦ信号のダウンコンバートに用いる局部発
振信号を用いて生成したモニタ信号を受信し、この受信
したモニタ信号の位相検波結果と基準データ記憶手段に
記憶される基準検波データとに基づいて、受信信号に含
まれる位相変動成分と振幅変動成分のうち、少なくとも
一方の変動成分を検出する。そして、受信信号の位相検
波結果に対して、上記変動成分の補正を行なうようにし
たものである。
【００２４】したがって、上記構成のレーダ装置によれ
ば、受信系で用いる局部発振信号とコヒーレントなモニ
タ信号を用いて、受信信号の変動成分を補正するため、
温度変動などの外乱に影響されずに上記補正が可能で、
なおかつ各受信系において受信信号の変動成分を補正す
るようにしているため、迅速かつ安定した上記補正を行
なうことができる。
ば、受信系で用いる局部発振信号とコヒーレントなモニ
タ信号を用いて、受信信号の変動成分を補正するため、
温度変動などの外乱に影響されずに上記補正が可能で、
なおかつ各受信系において受信信号の変動成分を補正す
るようにしているため、迅速かつ安定した上記補正を行
なうことができる。
【００２５】また、各受信系毎に予め設定される基準検
波データに基づいて、受信信号の変動成分を補正するよ
うにしているため、複数の受信系の受信信号間に生じる
相対的な振幅誤差や位相誤差を補正することができる。
波データに基づいて、受信信号の変動成分を補正するよ
うにしているため、複数の受信系の受信信号間に生じる
相対的な振幅誤差や位相誤差を補正することができる。
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施形態について説明する。この発明の一実施形態
に係わるＤＢＦレーダ装置は、図１に示すように信号発
生部１、局発信号分配器２、送信信号生成器３１、送信
信号分配器４、モニタアンテナ５、送受信モジュール６
１〜６ｎ、信号処理部７１Ａ〜７ｎＡ、ウェイト演算器
８、複素加算器９および表示器１０を備えている。な
お、図１において、図５に示した従来のレーダ装置と同
じ構成を示す部分については同一符号を付して示し、こ
こでは異なる部分を中心に述べることにする。
の一実施形態について説明する。この発明の一実施形態
に係わるＤＢＦレーダ装置は、図１に示すように信号発
生部１、局発信号分配器２、送信信号生成器３１、送信
信号分配器４、モニタアンテナ５、送受信モジュール６
１〜６ｎ、信号処理部７１Ａ〜７ｎＡ、ウェイト演算器
８、複素加算器９および表示器１０を備えている。な
お、図１において、図５に示した従来のレーダ装置と同
じ構成を示す部分については同一符号を付して示し、こ
こでは異なる部分を中心に述べることにする。
【００３２】送信信号生成器３１には、信号発生部１の
信号発生器１１にて発生された基準信号が入力されると
ともに、局部信号発生器１２にて発生された局発信号が
局発信号分配器２を介して入力される。
信号発生器１１にて発生された基準信号が入力されると
ともに、局部信号発生器１２にて発生された局発信号が
局発信号分配器２を介して入力される。
【００３３】そして、送信信号生成器３１は、上記基準
信号と局発信号とをミキシングして送信ＲＦ信号を生成
し、送信信号分配器４を通じて各送受信モジュール６１
〜６ｎに分配供給する。
信号と局発信号とをミキシングして送信ＲＦ信号を生成
し、送信信号分配器４を通じて各送受信モジュール６１
〜６ｎに分配供給する。
【００３４】また、送信信号生成器３１は、図示しない
制御部からのモニタ指示に応じて、上記基準信号と局発
信号とをミキシングしてモニタＲＦ信号を生成し、モニ
タアンテナ５に入力する。
制御部からのモニタ指示に応じて、上記基準信号と局発
信号とをミキシングしてモニタＲＦ信号を生成し、モニ
タアンテナ５に入力する。
【００３５】モニタアンテナ５は、アンテナ素子６１１
をはじめとする送受信モジュール６１〜６ｎのアンテナ
素子近傍に設けられ、上記モニタＲＦ信号を空間に放射
して、上記アンテナ素子に空間給電を行なうものであ
る。
をはじめとする送受信モジュール６１〜６ｎのアンテナ
素子近傍に設けられ、上記モニタＲＦ信号を空間に放射
して、上記アンテナ素子に空間給電を行なうものであ
る。
【００３６】送受信モジュール６１〜６ｎは、それぞれ
分配供給された送信ＲＦ信号を空間に放射する。また送
受信モジュール６１〜６ｎは、目標からの反射エコーお
よびモニタアンテナ５からのモニタＲＦ信号を空間より
受信し、受信ＲＦ信号としてそれぞれ対応する信号処理
部７１Ａ〜７ｎＡに入力する。
分配供給された送信ＲＦ信号を空間に放射する。また送
受信モジュール６１〜６ｎは、目標からの反射エコーお
よびモニタアンテナ５からのモニタＲＦ信号を空間より
受信し、受信ＲＦ信号としてそれぞれ対応する信号処理
部７１Ａ〜７ｎＡに入力する。
【００３７】信号処理部７１Ａは、受信回路７１１、位
相検波回路７１２、信号切換回路７１３、複素乗算回路
７１４、補正データ生成部７１５、ウェイトバッファ回
路７１６とからなる。なお、信号処理部７２Ａ〜７ｎＡ
については、信号処理部７１Ａと同様の構成からなるこ
とより、ここでは信号処理部７１Ａについてのみ述べる
ことにする。
相検波回路７１２、信号切換回路７１３、複素乗算回路
７１４、補正データ生成部７１５、ウェイトバッファ回
路７１６とからなる。なお、信号処理部７２Ａ〜７ｎＡ
については、信号処理部７１Ａと同様の構成からなるこ
とより、ここでは信号処理部７１Ａについてのみ述べる
ことにする。
【００３８】受信回路７１１は、前述の局発信号分配器
２より分配供給される局発信号を用いて、上記送受信モ
ジュール６１からの受信ＲＦ信号を中間周波数帯に周波
数変換し、受信ＩＦ信号として位相検波回路７１２に入
力する。
２より分配供給される局発信号を用いて、上記送受信モ
ジュール６１からの受信ＲＦ信号を中間周波数帯に周波
数変換し、受信ＩＦ信号として位相検波回路７１２に入
力する。
【００３９】位相検波回路７１２は、上記受信ＩＦ信号
を位相検波してＩ／Ｑ直交信号を生成するもので、例え
ば図３に示すようにＡ／Ｄ変換器７１２１とディジタル
Ｉ／Ｑ検波回路７１２２とから構成されるダイレクトＩ
Ｆサンプリング方式の位相検波回路である。
を位相検波してＩ／Ｑ直交信号を生成するもので、例え
ば図３に示すようにＡ／Ｄ変換器７１２１とディジタル
Ｉ／Ｑ検波回路７１２２とから構成されるダイレクトＩ
Ｆサンプリング方式の位相検波回路である。
【００４０】そして、この位相検波回路７１２では、上
記受信ＩＦ信号がＡ／Ｄ変換器７１２１により受信ＩＦ
信号の中心周波数の４倍の周期でサンプリングされてデ
ィジタル信号に変換されたのち、ディジタルＩ／Ｑ検波
回路７１２２によってＩ／Ｑ直交検波される。そしてリ
サンプリングすることにより、直交した信号（Ｉ信号と
Ｑ信号）が形成され、上記Ｉ／Ｑ直交信号として出力さ
れる。
記受信ＩＦ信号がＡ／Ｄ変換器７１２１により受信ＩＦ
信号の中心周波数の４倍の周期でサンプリングされてデ
ィジタル信号に変換されたのち、ディジタルＩ／Ｑ検波
回路７１２２によってＩ／Ｑ直交検波される。そしてリ
サンプリングすることにより、直交した信号（Ｉ信号と
Ｑ信号）が形成され、上記Ｉ／Ｑ直交信号として出力さ
れる。
【００４１】このようにして得られたＩ／Ｑ直交信号
は、信号切換回路７１３を介して選択的に複素乗算回路
７１４、または補正データ生成部７１５に入力される。
信号切換回路７１３は、前述の図示しない制御部によっ
て切り換え制御され、上記Ｉ／Ｑ直交信号のうち目標を
観測している際に得たＩ／Ｑ直交信号については、受信
信号Ｓ´（ｔ）として複素乗算回路７１４に入力する。
一方、モニタＲＦ信号を受信して得たＩ／Ｑ直交信号に
ついては、モニタ信号Ｍ１として補正データ生成部７１
５に入力する。
は、信号切換回路７１３を介して選択的に複素乗算回路
７１４、または補正データ生成部７１５に入力される。
信号切換回路７１３は、前述の図示しない制御部によっ
て切り換え制御され、上記Ｉ／Ｑ直交信号のうち目標を
観測している際に得たＩ／Ｑ直交信号については、受信
信号Ｓ´（ｔ）として複素乗算回路７１４に入力する。
一方、モニタＲＦ信号を受信して得たＩ／Ｑ直交信号に
ついては、モニタ信号Ｍ１として補正データ生成部７１
５に入力する。
【００４２】補正データ生成部７１５は、基準データ記
憶回路７１５１と、比較回路７１５２と、補正データ生
成回路７１５３とからなる。基準データ記憶回路７１５
１は、例えば温度が所定の値にあって外部から圧力の変
動や振動の影響がない安定した条件において、信号処理
部７１Ａを運用してモニタＲＦ信号を受信した場合に、
位相検波回路７１２より得られるＩ／Ｑ直交信号を基準
モニタ信号Ｍ０として記憶するものである。
憶回路７１５１と、比較回路７１５２と、補正データ生
成回路７１５３とからなる。基準データ記憶回路７１５
１は、例えば温度が所定の値にあって外部から圧力の変
動や振動の影響がない安定した条件において、信号処理
部７１Ａを運用してモニタＲＦ信号を受信した場合に、
位相検波回路７１２より得られるＩ／Ｑ直交信号を基準
モニタ信号Ｍ０として記憶するものである。
【００４３】比較回路７１５２は、信号切換回路７１３
からのモニタ信号Ｍ１と、基準データ記憶回路７１５１
に記憶される基準モニタ信号Ｍ０とを比較し、この比較
結果よりＩ／Ｑ直交信号の位相および振幅を補正するた
めの補正ウェイトＷ１を求め、補正データ生成回路７１
５３に入力する。
からのモニタ信号Ｍ１と、基準データ記憶回路７１５１
に記憶される基準モニタ信号Ｍ０とを比較し、この比較
結果よりＩ／Ｑ直交信号の位相および振幅を補正するた
めの補正ウェイトＷ１を求め、補正データ生成回路７１
５３に入力する。
【００４４】補正データ生成回路７１５３は、ウェイト
演算器８にて求められたビーム形成用の複素ウェイトＷ
０と、上記比較回路７１５２にて求められた補正ウェイ
トＷ１とを複素演算し、この演算結果をビーム形成／補
正ウェイトＷ２として複素乗算回路７１４に入力する。
演算器８にて求められたビーム形成用の複素ウェイトＷ
０と、上記比較回路７１５２にて求められた補正ウェイ
トＷ１とを複素演算し、この演算結果をビーム形成／補
正ウェイトＷ２として複素乗算回路７１４に入力する。
【００４５】複素乗算回路７１４は、上記ビーム形成／
補正ウェイトＷ２をＩ／Ｑ直交信号（Ｓ´（ｔ））に乗
算し、この乗算結果を複素加算器９に入力する。なお、
信号処理部７２Ａ〜７ｎＡについても、信号処理部７１
Ａと同様にして、それぞれ予め記憶する基準モニタ信号
Ｍ０に基づいて補正ウェイトＷ１を求める。そして、こ
の補正ウェイトＷ１とビーム形成用の複素ウェイトＷ０
とに基づくビーム形成／補正ウェイトＷ２をＩ／Ｑ直交
信号に乗算し、この乗算結果を複素加算器９に入力す
る。
補正ウェイトＷ２をＩ／Ｑ直交信号（Ｓ´（ｔ））に乗
算し、この乗算結果を複素加算器９に入力する。なお、
信号処理部７２Ａ〜７ｎＡについても、信号処理部７１
Ａと同様にして、それぞれ予め記憶する基準モニタ信号
Ｍ０に基づいて補正ウェイトＷ１を求める。そして、こ
の補正ウェイトＷ１とビーム形成用の複素ウェイトＷ０
とに基づくビーム形成／補正ウェイトＷ２をＩ／Ｑ直交
信号に乗算し、この乗算結果を複素加算器９に入力す
る。
【００４６】複素加算器９は、各信号処理部７１Ａ〜７
Ａｎの乗算結果が入力され、これらの乗算結果を複素加
算して、表示器１０に入力する。表示器１０は、複素加
算器９の加算結果を表示処理し、観測結果を表示する。
Ａｎの乗算結果が入力され、これらの乗算結果を複素加
算して、表示器１０に入力する。表示器１０は、複素加
算器９の加算結果を表示処理し、観測結果を表示する。
【００４７】次に、上記構成のレーダ装置の受信信号の
位相および振幅の補正動作について説明する。なお、以
下の説明では、信号処理部７１Ａの補正動作を中心に説
明するが、信号処理部７２Ａ〜７Ａｎにおいても同様の
補正動作が行なわれているものとする。
位相および振幅の補正動作について説明する。なお、以
下の説明では、信号処理部７１Ａの補正動作を中心に説
明するが、信号処理部７２Ａ〜７Ａｎにおいても同様の
補正動作が行なわれているものとする。
【００４８】まず、目標の観測に先立って、モニタアン
テナ５より送受信モジュール６１〜６ｎに向けモニタＲ
Ｆ信号が送信（空間給電）される。各送受信モジュール
６１〜６ｎは、それぞれ上記モニタＲＦ信号を受信し
て、対応する信号処理部７１Ａ〜７Ａｎに受信したモニ
タＲＦ信号を入力する。
テナ５より送受信モジュール６１〜６ｎに向けモニタＲ
Ｆ信号が送信（空間給電）される。各送受信モジュール
６１〜６ｎは、それぞれ上記モニタＲＦ信号を受信し
て、対応する信号処理部７１Ａ〜７Ａｎに受信したモニ
タＲＦ信号を入力する。
【００４９】送受信モジュール６１にて受信されたモニ
タＲＦ信号は、受信回路７１１にて周波数変換された
後、位相検波回路７１２にて位相検波され、信号切換回
路７１３を介して比較回路７１５２に入力される。
タＲＦ信号は、受信回路７１１にて周波数変換された
後、位相検波回路７１２にて位相検波され、信号切換回
路７１３を介して比較回路７１５２に入力される。
【００５０】一方、基準データ記憶回路７１５１から
は、比較回路７１５２に基準モニタ信号Ｍ０が入力され
る。ここで、Ａ０，Ａ１を振幅、φ０，φ１を位相と
し、基準モニタ信号Ｍ０、およびモニタ信号Ｍ１を下式
で定義する。
は、比較回路７１５２に基準モニタ信号Ｍ０が入力され
る。ここで、Ａ０，Ａ１を振幅、φ０，φ１を位相と
し、基準モニタ信号Ｍ０、およびモニタ信号Ｍ１を下式
で定義する。
【００５１】
【数１】
【００５２】Ｍ０が入力されると、比較回路７１５２
は、基準モニタ信号Ｍ０およびモニタ信号Ｍ１に基づい
て、下式で表される補正ウェイトＷ１を求め、補正デー
タ生成回路７１５３に入力する。なお、Ｋは振幅変動量
でＡ１／Ａ０であり、Δφは位相変動量でφ１−φ０で
ある。
は、基準モニタ信号Ｍ０およびモニタ信号Ｍ１に基づい
て、下式で表される補正ウェイトＷ１を求め、補正デー
タ生成回路７１５３に入力する。なお、Ｋは振幅変動量
でＡ１／Ａ０であり、Δφは位相変動量でφ１−φ０で
ある。
【００５３】
【数２】
【００５４】補正データ生成回路７１５３は、ビーム形
成用の複素ウェイトＷ０と、補正ウェイトＷ１とから、
下式で表されるビーム形成／補正ウェイトＷ２を求め、
複素乗算回路７１４に入力する。
成用の複素ウェイトＷ０と、補正ウェイトＷ１とから、
下式で表されるビーム形成／補正ウェイトＷ２を求め、
複素乗算回路７１４に入力する。
【００５５】
【数３】
【００５６】次に、目標を観測のために空間より受信し
た信号が、上記モニタＲＦ信号と同じ経路を経て、信号
切換回路７１３を介しＳ´（ｔ）として複素乗算回路７
１４に入力される。
た信号が、上記モニタＲＦ信号と同じ経路を経て、信号
切換回路７１３を介しＳ´（ｔ）として複素乗算回路７
１４に入力される。
【００５７】ここで、基準データ記憶回路７１５１に記
憶されるデータと同じ観測状態（信号処理部７１Ａが所
定温度で、アンテナ素子６１１が外部から圧力の変動や
振動の影響を受けていない安定した状態）で受信された
理想的な受信信号をＳ（ｔ）とし、これに対してＳ´
（ｔ）は上記観測状態から外れ振幅変動量Ｋや位相変動
量Δφが生じた状態にあるものとすると、Ｓ（ｔ）およ
びＳ´（ｔ）は下式で表される。
憶されるデータと同じ観測状態（信号処理部７１Ａが所
定温度で、アンテナ素子６１１が外部から圧力の変動や
振動の影響を受けていない安定した状態）で受信された
理想的な受信信号をＳ（ｔ）とし、これに対してＳ´
（ｔ）は上記観測状態から外れ振幅変動量Ｋや位相変動
量Δφが生じた状態にあるものとすると、Ｓ（ｔ）およ
びＳ´（ｔ）は下式で表される。
【００５８】
【数４】
【００５９】複素乗算回路７１４では、受信信号Ｓ´
（ｔ）に上記ビーム形成／補正ウェイトＷ２が乗算さ
れ、補正された受信信号Ｓh （ｔ）が得られる。
（ｔ）に上記ビーム形成／補正ウェイトＷ２が乗算さ
れ、補正された受信信号Ｓh （ｔ）が得られる。
【００６０】
【数５】
【００６１】このように補正された受信信号Ｓh （ｔ）
は、理想的な受信信号をＳ（ｔ）と等しくなる。なお、
ここでは、簡単のため、ビーム形成用のウェイトＷ０を
「１」とした。
は、理想的な受信信号をＳ（ｔ）と等しくなる。なお、
ここでは、簡単のため、ビーム形成用のウェイトＷ０を
「１」とした。
【００６２】以上のように、上記構成のレーダ装置で
は、送受信モジュール６１〜６ｎにそれぞれ対応させた
各信号処理部７１Ａ〜７ｎＡで、予め記憶しておいた基
準モニタ信号Ｍ０と観測前に受信したモニタ信号Ｍ１と
を比較して補正ウェイトＷ１を求める。そして、この補
正ウェイトをビーム形成用のウェイトＷ０とともに受信
信号に乗算して補正を行なうようにしている。
は、送受信モジュール６１〜６ｎにそれぞれ対応させた
各信号処理部７１Ａ〜７ｎＡで、予め記憶しておいた基
準モニタ信号Ｍ０と観測前に受信したモニタ信号Ｍ１と
を比較して補正ウェイトＷ１を求める。そして、この補
正ウェイトをビーム形成用のウェイトＷ０とともに受信
信号に乗算して補正を行なうようにしている。
【００６３】したがって、上記構成のレーダ装置によれ
ば、送受信モジュール６１〜６ｎや信号処理部７１Ａ〜
７ｎＡ毎に異なる温度変化が生じたり、あるいは外部か
ら加わる圧力や振動によって、各々異なる振幅や位相の
変動が受信信号に生じても、これらの変動を受信経路毎
に補正することができる。
ば、送受信モジュール６１〜６ｎや信号処理部７１Ａ〜
７ｎＡ毎に異なる温度変化が生じたり、あるいは外部か
ら加わる圧力や振動によって、各々異なる振幅や位相の
変動が受信信号に生じても、これらの変動を受信経路毎
に補正することができる。
【００６４】また、予め設定した基準モニタ信号を基準
にして、上記補正を行なうようにしているため、送受信
モジュール６１〜６ｎあるいは信号処理部７１Ａ〜７ｎ
Ａ間に生じる相対的な誤差についても補正を行なうこと
ができる。さらに、各信号処理部７１Ａ〜７ｎＡにて上
記補正をそれぞれ行なうようにしているため、上記補正
処理は迅速になされる。
にして、上記補正を行なうようにしているため、送受信
モジュール６１〜６ｎあるいは信号処理部７１Ａ〜７ｎ
Ａ間に生じる相対的な誤差についても補正を行なうこと
ができる。さらに、各信号処理部７１Ａ〜７ｎＡにて上
記補正をそれぞれ行なうようにしているため、上記補正
処理は迅速になされる。
【００６５】尚、この発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施の形態では、制御部
の指示によって、受信信号の補正を行なう構成とした。
これに代わり例えば温度、振動または圧力等を検出する
環境センサを各信号処理部７１Ａ〜７ｎＡに設け、この
センサの検出結果に応じて、受信信号に生じる変動成分
などを自動補正するようにしてもよい。
るものではない。例えば、上記実施の形態では、制御部
の指示によって、受信信号の補正を行なう構成とした。
これに代わり例えば温度、振動または圧力等を検出する
環境センサを各信号処理部７１Ａ〜７ｎＡに設け、この
センサの検出結果に応じて、受信信号に生じる変動成分
などを自動補正するようにしてもよい。
【００６６】図４は、図１のレーダ装置の信号処理部７
１Ａ〜７ｎＡに代わって設ける信号処理部７１Ｂ〜７ｎ
Ｂの構成を示すものである。信号処理部７１Ｂは、受信
回路７１１、位相検波回路７１２、複素乗算回路７１
４、ウェイトバッファ回路７１６、補正データ生成部７
１８とからなる。なお、信号処理部７２Ｂ〜７ｎＢにつ
いては、信号処理部７１Ｂと同様の構成からなることよ
り、ここでは信号処理部７１Ｂについてのみ述べること
にする。
１Ａ〜７ｎＡに代わって設ける信号処理部７１Ｂ〜７ｎ
Ｂの構成を示すものである。信号処理部７１Ｂは、受信
回路７１１、位相検波回路７１２、複素乗算回路７１
４、ウェイトバッファ回路７１６、補正データ生成部７
１８とからなる。なお、信号処理部７２Ｂ〜７ｎＢにつ
いては、信号処理部７１Ｂと同様の構成からなることよ
り、ここでは信号処理部７１Ｂについてのみ述べること
にする。
【００６７】送受信モジュール６１からの受信ＲＦ信号
は、受信回路７１１にて中間周波数帯に周波数変換され
たのち、位相検波回路７１２にて位相検波されて、この
検波結果（Ｉ／Ｑ直交信号）が複素乗算回路７１４に入
力される。
は、受信回路７１１にて中間周波数帯に周波数変換され
たのち、位相検波回路７１２にて位相検波されて、この
検波結果（Ｉ／Ｑ直交信号）が複素乗算回路７１４に入
力される。
【００６８】補正データ生成部７１８は、環境センサ７
１８１と、補正データ記憶回路７１８２と、補正データ
生成回路７１８３とからなる。環境センサ７１８１は、
送受信モジュール６１および信号処理部７１Ｂの温度
や、加わる圧力（気圧など）および振動などを検出する
センサで、検出結果を補正データ記憶回路７１８２に入
力する。
１８１と、補正データ記憶回路７１８２と、補正データ
生成回路７１８３とからなる。環境センサ７１８１は、
送受信モジュール６１および信号処理部７１Ｂの温度
や、加わる圧力（気圧など）および振動などを検出する
センサで、検出結果を補正データ記憶回路７１８２に入
力する。
【００６９】補正データ記憶回路７１８２は、温度や圧
力、振動などの大きさに応じて変化する受信信号の振幅
や位相を補正するウェイトデータＷ３を記憶する回路
で、環境センサ７１８１にて検出された温度や圧力、振
動などの大きさに応じた補正ウェイトＷ３を読み出し、
補正データ生成回路７１８３に入力する。
力、振動などの大きさに応じて変化する受信信号の振幅
や位相を補正するウェイトデータＷ３を記憶する回路
で、環境センサ７１８１にて検出された温度や圧力、振
動などの大きさに応じた補正ウェイトＷ３を読み出し、
補正データ生成回路７１８３に入力する。
【００７０】補正データ生成回路７１８３は、ウェイト
演算器８にて求められたビーム形成用の複素ウェイトＷ
０と、上記補正データ記憶回路７１８２から入力される
補正ウェイトＷ３とを複素演算し、この演算結果をビー
ム形成／補正ウェイトＷ２として複素乗算回路７１４に
入力する。複素乗算回路７１４は、Ｉ／Ｑ直交信号にビ
ーム形成／補正ウェイトＷ２を乗算して、受信信号Ｓh
（ｔ）を得る。
演算器８にて求められたビーム形成用の複素ウェイトＷ
０と、上記補正データ記憶回路７１８２から入力される
補正ウェイトＷ３とを複素演算し、この演算結果をビー
ム形成／補正ウェイトＷ２として複素乗算回路７１４に
入力する。複素乗算回路７１４は、Ｉ／Ｑ直交信号にビ
ーム形成／補正ウェイトＷ２を乗算して、受信信号Ｓh
（ｔ）を得る。
【００７１】このような構成のＤＢＦレーダ装置であっ
ても、受信経路毎に異なる振幅や位相の変動が受信信号
に生じても、迅速に上記変動を補正を行なうことが可能
で、受信経路間に生じる相対的な誤差に付いても補正す
ることができる。
ても、受信経路毎に異なる振幅や位相の変動が受信信号
に生じても、迅速に上記変動を補正を行なうことが可能
で、受信経路間に生じる相対的な誤差に付いても補正す
ることができる。
【００７２】また、上記実施の形態では、送受信モジュ
ール６１〜６ｎがそれぞれ１つのアンテナ素子によって
反射エコーを受信する構成を例に説明したが、これに限
定されるものではなく、例えば複数のアンテナ素子とそ
れに対応する移相器とを備えて受信ＲＦ信号を得る構成
であってもよい。
ール６１〜６ｎがそれぞれ１つのアンテナ素子によって
反射エコーを受信する構成を例に説明したが、これに限
定されるものではなく、例えば複数のアンテナ素子とそ
れに対応する移相器とを備えて受信ＲＦ信号を得る構成
であってもよい。
【００７３】さらに、上記実施の形態では、モニタＲＦ
信号を空間給電により各送受信モジュール６１〜６ｎに
入力するようにしたが、これに限定されるものではな
く、有線を通じて各アンテナの後段にライン入力するよ
うにしてもよい。その他、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であること
はいうまでもない。
信号を空間給電により各送受信モジュール６１〜６ｎに
入力するようにしたが、これに限定されるものではな
く、有線を通じて各アンテナの後段にライン入力するよ
うにしてもよい。その他、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であること
はいうまでもない。
【００７４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明では、各受
信系において、受信ＲＦ信号のダウンコンバートに用い
る局部発振信号を用いて生成したモニタ信号を受信し、
この受信したモニタ信号の位相検波結果と基準データ記
憶手段に記憶される基準検波データとに基づいて、受信
信号に含まれる位相変動成分と振幅変動成分のうち、少
なくとも一方の変動成分を検出し、受信信号の位相検波
結果に対して上記変動成分の補正を行なうようにしてい
る。
信系において、受信ＲＦ信号のダウンコンバートに用い
る局部発振信号を用いて生成したモニタ信号を受信し、
この受信したモニタ信号の位相検波結果と基準データ記
憶手段に記憶される基準検波データとに基づいて、受信
信号に含まれる位相変動成分と振幅変動成分のうち、少
なくとも一方の変動成分を検出し、受信信号の位相検波
結果に対して上記変動成分の補正を行なうようにしてい
る。
【００７５】このため、この発明によれば、各受信系の
受信信号の変動成分を迅速かつ安定して補正することが
可能で、なおかつ複数の受信系の受信信号間に生じる相
対的な振幅誤差や位相誤差を補正することが可能なレー
ダ装置を提供できる。
受信信号の変動成分を迅速かつ安定して補正することが
可能で、なおかつ複数の受信系の受信信号間に生じる相
対的な振幅誤差や位相誤差を補正することが可能なレー
ダ装置を提供できる。
【００７６】
【図１】この発明に係わるＤＢＦレーダ装置の第１の実
施の形態の構成を示す回路ブロック図。
施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１および図５に示したＤＢＦレーダ装置の送
受信モジュールの構成を示す回路ブロック図。
受信モジュールの構成を示す回路ブロック図。
【図３】図１に示したＤＢＦレーダ装置の位相検波回路
の構成を示す回路ブロック図。
の構成を示す回路ブロック図。
【図４】図１に示したＤＢＦレーダ装置の信号処理部の
他の構成例を示す回路ブロック図。
他の構成例を示す回路ブロック図。
【図５】従来のＤＢＦレーダ装置の構成を示す回路ブロ
ック図。
ック図。
１…信号発生部 １１…信号発生器 １２…局部信号発生器 ２…局発信号分配器 ３１…送信信号生成器 ４…送信信号分配器 ５…モニタアンテナ ６１〜６ｎ…送受信モジュール ６１１…アンテナ素子 ６１２…送受切換器 ６１３…低雑音増幅器 ６１４…高出力増幅器 ７１Ａ〜７ｎＡ，７１Ｂ〜７ｎＢ…信号処理部 ７１１…受信回路 ７１２…位相検波回路 ７１２１…Ａ／Ｄ変換器 ７１２２…ディジタルＩ／Ｑ検波回路 ７１３…信号切換回路 ７１４…複素乗算回路 ７１５，７１８…補正データ生成部 ７１５１…基準データ記憶回路 ７１５２…比較回路 ７１５３，７１８３…補正データ生成回路 ７１６…ウェイトバッファ回路 ７１８１…環境センサ ７１８２…補正データ記憶回路 ８…ウェイト演算器 ９…複素加算器 １０…表示器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95
Claims (3)
- 【請求項１】 目標からの反射エコーを複数の受信系に
より受信し、この複数の受信結果に基づいて目標を検出
するレーダ装置において、 前記複数の受信系が各々、 空間に放射された信号を受信して受信信号として出力す
るアンテナ部と、 このアンテナ部からの受信信号を、局部発振信号を用い
て周波数変換した後、位相検波する位相検波手段と、 所定の基準検波データを記憶する基準データ記憶手段
と、 前記局部発振信号を用いて生成したモニタ信号を前記ア
ンテナ部が受信した場合に、前記受信信号の位相検波結
果と、前記基準データ記憶手段に記憶される基準検波デ
ータとに基づいて、前記受信信号に含まれる位相変動成
分と振幅変動成分のうち、少なくとも一方の変動成分を
検出する変動成分検出手段と、 前記位相検波手段の位相検波結果に対して、前記変動成
分検出手段にて検出した変動成分の補正を行なう変動成
分補正手段とを具備することを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項２】 前記局部発振信号を用いて前記モニタ信
号を生成し、このモニタ信号を前記アンテナ部に入力す
るモニタ信号生成手段を備えることを特徴とする請求項
１に記載のレーダ装置。 - 【請求項３】 前記モニタ信号生成手段は、前記局部発
振信号を用いて前記モニタ信号を生成し、このモニタ信
号を前記アンテナ部に空間給電することを特徴とする請
求項２に記載のレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9142553A JP3041253B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9142553A JP3041253B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332811A JPH10332811A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3041253B2 true JP3041253B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=15318028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9142553A Expired - Fee Related JP3041253B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041253B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| DE102004044581B4 (de) * | 2004-09-13 | 2014-12-18 | Pmdtechnologies Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Laufzeitsensitiven Messung eines Signals |
| JP4653621B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2011-03-16 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置、レーダ信号処理器およびレーダ装置動作方法 |
| JP4846481B2 (ja) * | 2006-08-02 | 2011-12-28 | 株式会社豊田中央研究所 | レーダ装置 |
| JP4484892B2 (ja) | 2007-03-14 | 2010-06-16 | 三菱電機株式会社 | 車載用レーダ装置 |
| JP2010071653A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Japan Radio Co Ltd | 距離測定装置 |
| JP7383937B2 (ja) * | 2019-09-02 | 2023-11-21 | 日本電気株式会社 | レーダ装置、及びレーダ試験方法 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP9142553A patent/JP3041253B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10332811A (ja) | 1998-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |