JP3294922B2 - Fm−cwレーダ - Google Patents
Fm−cwレーダInfo
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Description
ency Modulation−Continuou
s Wave)レーダに関する。FM−CWレーダは後
に詳述するように、レーダと目標物体との間の距離に応
じて、また、これらの間の相対速度変化によるドップラ
シフトに応じて、送信信号と受信信号との間にずれを起
こすことに着目し、受信レーダ部は受信信号に対し、送
信レーダ部での高周波信号による周波数変換を行うよう
に構成されている。
によって、目標物体に対する相対速度および距離を計測
でき、また送信レーダ部を簡単に構成できることから、
特に小型化、低価格が要求される自動車用の衝突防止レ
ーダとして広く用いられつつある。いわば自動車の運行
における前方保護である。このようなFM−CWレーダ
はその機能からすると、上記前方保護に止まらず、側後
方保護にも応用できるはずである。一般に自動車を運転
する場合、いわゆる死角と呼ばれるゾーンがあり、運転
者にとってその死角ゾーンに存在する他の車両等は確認
し難い。この死角ゾーンにある物体(車両等)を確認す
るのが、上記の側後方保護である。
て好適なFM−CWレーダについて述べる。
成を示す図である。本図に示すFM−CWレーダ(以
下、単にレーダとも称す)も本発明に係るレーダも、そ
の構成は送信レーダ部10と、受信レーダ部20と信号
処理部30とに大別される。なお、図中のTG(tar
get)は目標物体である図6に示すように、まず、発
振器12を変調信号発生器11からの数100Hzの三角
波によりFM変調して、FM変調波を送信アンテナ13
から送信し、目標物体TGからの反射信号を受信アンテ
ナ21で受信して、ミキサのごとき周波数変換器22
で、FM変調波をローカルとして受信信号をFM検波す
る。
レーダと目標物体間の距離に応じて、また相対速度によ
るドップラシフトに応じて、送信信号との周波数のずれ
(ビート)を起こす。図7は従来のFM−CWレーダの
原理を説明するためのグラフ(その1)、図8は従来の
FM−CWレーダの原理を説明するためのグラフ(その
2)である。
する距離周波数fr)±(速度に依存する速度周波数f
d)で表されるから、この周波数のずれから距離および
相対速度を計測できるのである。ここで、fr=(4△
Ω/Tc)R,fd=(2f0 /c)vであり、また上
式中の△Ωは変調幅、Tは変調波の周期、cは光速、R
は目標物体TGまでの距離、foは送信中心周波数、v
は目標物体との相対速度である。
を用いる場合、距離は高々100m、相対速度は100
km/h程度であるから、十分な距離測定精度を確保する
ためには、最大周波数偏移量を100MHz 程度とし、ま
た十分な相対速度測定精度を確保するためには送信周波
数帯としてミリ波帯を使用しなければならない。図6に
おいて、周波数変換器22にてダウンコンバートされた
ベースバント(BB)信号は、既述のビート成分を含む
ものであり、信号処理部30に印加され処理される。例
えばビート周波数が1.5kHz なら目標物体TGまでが
2m、3.0kHz なら3m、4.5kHz なら4m…75
kHz なら100mと判別される。
両の側後方を監視する様子を示す平面図である。本図に
おいて、車両Cが、片側3車線(レーン,および
)からなるハイウェイを、レーン(低速)に沿って
走行しているものとする。ここで、車両Cの運転者がよ
り高速のレーンに進路変更しようとする。このとき、
車両Cの両側面に設けられた本発明に係るFM−CWレ
ーダLを使用して、側後方により追い上げてくる他の車
両の有無を確認する。なお、車両Cの右側に取り付けら
れたレーダLと同様のレーダはその左側にも取り付けら
れており、図中、L′にて示す。
L(レーダL′についても同様であり、以下、レーダL
を例にとる)がカバーする探知範囲は、図中のWで示す
扇形の範囲である。したがって、レーンを後方により
追い上げてくる車両C2も、レーンを後方より追い上
げてくる車両C1も共にレーダ探知する。
1つおいたレーンを走る車両C1については安全運行
上殆んど問題とならない。すなわち、問題は隣りのレー
ンを走る車両C2のみを探知することにある。したが
って、レーンを走る後方の車両C1についてはレーダ
探知範囲Wに含ませない方が好ましい。なぜなら、無意
味なアラームが頻繁に出されてしまうからであり、これ
が問題である。つまり、図9におけるレーダ探知範囲W
のうち、ドットを付した範囲(ほぼ三角形の範囲)につ
いては、むしろ、レーダ探知上無視すべきである。
要な目標物体を無視するために、レーダ探知可能範囲を
探知方向に応じて狭めることのできるFM−CWレーダ
を提供することを目的とするものである。
を示す図である。本図に示すとおり、基本的には図6と
同様、変調信号により周波数変調された高周波信号を送
信アンテナ13より送信する送信レーダ部10と、目標
物体TG1やTG2からの反射信号を受信アンテナ21
で受信し、その受信信号を上記の高周波信号により周波
数変換する周波数変換器22を有する受信レーダ部20
と、周波数変換器22からの出力をもとに、目標物体に
対する相対速度ならびに距離情報を算出する信号処理部
30と、からなるFM−CWレーダである。
た構成要素は、所定の走査角内において、送信アンテナ
13からの送信ビームおよび受信アンテナ21への反射
ビームの一方または双方を走査せしめるビーム走査手段
41と、ビーム走査手段による前記走査角を可変に設定
する走査角設定手段42と、周波数変換器22からの出
力に対し、走査角設定手段42により設定された各走査
角に応じた異なる帯域制限を加える帯域可変ろ波手段4
3である。
のドットを付した探知不要の範囲については、探知可能
距離を、図中のd1,d2…dnの如く、走査角αに応
じて、調整し、範囲Wから除外する。探知可能距離d
1,d2…dnは、既述のビート周波数(ベースバンド
信号)と一対一に対応するから、周波数変換器22の出
力段に、探知距離にd1,d2…dnに合せて、すなわ
ち走査角αに応じて異なる帯域制限を加えるためのフィ
ルタを設ける。これが帯域可変ろ波手段43である。
ある。この第1実施例において、ビーム走査手段41
は、送信アンテナ13および受信アンテナ21の少なく
とも一方を電子的にビーム走査せしめる。電子的なビー
ム走査としては、 (1)周波数を変化させるもの(周波数走査) (2)給電線の途中に移相器をそう入して位相を変化さ
せるもの(位相走査) (3)ビーム形成回路を給電部に組込スイッチで切り換
えて走査するもの(給電点切換走査) に分類される。この3種を電子走査アンテナと呼ぶが、
特に位相走査するものをフェーズドアレーアンテナ(p
hased array antenna)と呼んでお
り、これを用いるのが好ましい。
結合器を示し、23は低周波増幅器を示す。図3は本発
明に基づく第2実施例を示す図である。この第2実施例
において、ビーム走査手段41は、送信アンテナ13お
よび受信アンテナ21の少なくとも一方を機械的にビー
ム走査せしめる。
て、図示するようにローテータ15および24を用い、
微小ピッチでアンテナの角度を変えることができる。な
お、第1実施例(図2)および第2実施例(図3)にお
いて、送信アンテナ13および受信アンテナ21の少な
くとも一方をビーム走査せしめる、としているが、各図
では双方のアンテナを制御対象とする構成を示してい
る。もし、一方のアンテナのみをビーム走査(狭い指向
性)させるならば、他方のアンテナは指向性の広いもの
を用いる。
である。この第3実施例において、帯域可変ろ波手段4
3は、相互に異なる固定通過帯域を有する複数のフィル
タ51−1…51−nと、走査角設定手段42により設
定される各走査角に対応した一のフィルタを選択するセ
レクタ52とにより構成される。図中の参照番号53
は、セレクタ52の接点を択一的に選択するための選択
制御回路である。
波手段43としては、スイッチトキャパシタフィルタ、
アクティブフィルタ等、外部から電気的に特性を変化さ
せることのできる回路を用いて実現できる。あるいは、
図4に示すように個別のフィルタを集約してフィルタバ
ンクとし、このフィルタバンクから該当する1つを選択
するようにしても実現できる。
である。この第4実施例において、ビーム走査手段41
は、全走査角内をカバーする広い指向性の送信アンテナ
13と、反射ビームの受信方向が相互に異なる複数の受
信アンテナ21−1…21−nとにより構成する。さら
に、帯域可変ろ波手段43は、図4に示したのと同様、
相互に異なる固定通過帯域を有し、かつ、対応する各受
信アンテナに接続される複数のフィルタ51−1…51
−nから構成する。そして各受信アンテナ21の出力段
と各フィルタ51との間にそれぞれ周波数変換器22−
1…22−nを設ける。
信系統を順次選択すると共に、現在どの走査角にある受
信系統より相対速度および距離の情報を得ているかを、
信号処理部30に通知する。
M−CWレーダにおいて、その探知範囲を制限可能と
し、これにより、自動車の側後方保護(死角の排除)に
適用した場合、むしろ無視した方が好都合な後方物体
(他の車両)についてはこれを選択的に探知対象から外
すことができる。
ある。
のグラフ(その1)である。
のグラフ(その2)である。
を監視する様子を示す平面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 車両の側後方保護のために該車両の側後
方を監視する、 変調信号により周波数変調された高周波信号を送信アン
テナ(13)より送信する送信レーダ部(10)、およ
び目標物体からの反射信号を受信アンテナ(21)で受
信しその受信信号を前記高周波信号により周波数変換す
る周波数変換器(22)を有する受信レーダ部(20)
と、 前記周波数変換器からの出力をもとに、側後方の車両と
の相対速度およびその車両までの距離の情報を算出する
信号処理部(30)と、からなるFM−CWレーダであ
って、 所定の走査角内において、前記送信アンテナからの送信
ビームおよび前記受信アンテナへの反射ビームの一方ま
たは双方を走査せしめるビーム走査手段(41)と、 前記ビーム走査手段による前記走査角を可変に設定する
走査角設定手段(42)と、 前記周波数変換器からの出力に対し、前記走査角設定手
段により設定された各走査角に応じた異なる帯域制限を
加える帯域可変ろ波手段(43)と、を設けることを特
徴とするFM−CWレーダ。 - 【請求項2】 前記ビーム走査手段(41)は、前記送
信アンテナ(13)および前記受信アンテナ(21)の
少なくとも一方を電子的にビーム走査せしめる請求項1
に記載のFM−CWレーダ。 - 【請求項3】 前記ビーム走査手段(41)は、前記送
信アンテナ(13)および前記受信アンテナ(21)の
少なくとも一方を機械的にビーム走査せしめる請求項1
に記載のFM−CWレーダ。 - 【請求項4】 前記帯域可変ろ波手段(43)が、相互
に異なる固定通過帯域を有する複数のフィルタ(51−
1…51−n)と、前記走査角設定手段(42)により
設定される各走査角に対応した一のフィルタを選択する
セレクタ(52)とにより構成される請求項1に記載の
FM−CWレーダ。 - 【請求項5】 前記ビーム走査手段(41)は、前記走
査角内をカバーする広い指向性の前記送信アンテナ(1
3)と、前記反射ビームの受信方向が相互に異なる複数
の前記受信アンテナ(21−1…21−n)とにより構
成し、 前記帯域可変ろ波手段(43)は、相互に異なる固定通
過帯域を有し、かつ、対応する各前記受信アンテナに接
続される複数のフィルタ(51−1…51−n)から構
成し、 各前記受信アンテナの出力段と各前記フィルタとの間に
それぞれ前記周波数変換器(22−1…22−n)を設
ける請求項1に記載のFM−CWレーダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27040993A JP3294922B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | Fm−cwレーダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27040993A JP3294922B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | Fm−cwレーダ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07120549A JPH07120549A (ja) | 1995-05-12 |
JP3294922B2 true JP3294922B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=17485865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27040993A Expired - Lifetime JP3294922B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | Fm−cwレーダ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3294922B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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---|---|---|---|---|
KR100307550B1 (ko) * | 1999-09-13 | 2001-11-07 | 송재인 | 레이다시스템의수신이득조절장치 |
JP3750102B2 (ja) | 1999-11-24 | 2006-03-01 | 富士通テン株式会社 | 車載レーダ装置 |
JP5196327B2 (ja) | 2008-12-22 | 2013-05-15 | 山一電機株式会社 | 半導体装置用ソケット |
JP6565727B2 (ja) * | 2016-02-12 | 2019-08-28 | 株式会社デンソー | Fm−cwレーダ |
CN110531341B (zh) * | 2018-05-26 | 2023-04-11 | 苏州镭智传感科技有限公司 | 一种使用宽带调频激光的fmcw激光雷达及其扫描方法 |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP27040993A patent/JP3294922B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07120549A (ja) | 1995-05-12 |
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