JP3656629B2

JP3656629B2 - レーダモジュールの温度試験方法およびその温度試験装置

Info

Publication number: JP3656629B2
Application number: JP2002350391A
Authority: JP
Inventors: 和紀倉茂; 輝雄古屋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2022-12-02
Also published as: JP2004184185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電波を用いて前方あるいは周囲に存在する障害物等を探知するレーダモジュールなどの温度試験方法に関するものであり、特に、電圧制御発振器の発振周波数のリニアリティを保つために必要な補正データを得るためのレーダモジュールなどの温度試験方法およびその温度試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでに様々な分野において、温度試験方法及び温度試験装置が考えられているが、従来の温度試験方法は、恒温槽の温度を所定温度に設定し、その中に配置されているデバイスが設定温度となるまで待機した後に試験が開始されるシステムで、温度安定に多大な待ち時間を要していた（例えば、特許文献１参照。）。

【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６４３８０号公報（第６頁）

【０００４】
次に、温度試験方法について説明する。まず、恒温槽を計測したい温度に設定し、その温度が安定するまで待つ。この時、恒温槽の温度が目標温度に到達しても、その中に配置されているデバイスの温度が安定するまでは時間を要する。そして、恒温槽内のデバイスが設定温度に安定した後に、温度試験が開始される。以上の作業を各温度に対して行う必要が生じていた。

【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の温度試験方法では、決められた温度においてのみデータを計測していたため、恒温槽の中のデバイスが所定の温度に落ち着くまでの待ち時間ができ、データの取得に多大な時間を要するといった問題点があった。

【０００６】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、製造者の行う温度試験の作業時間を短縮することを目的とする。

【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明によるレーダモジュールの温度試験方法は、レーダモジュールを恒温槽などで温度試験を行う温度試験方法において、恒温槽の温度を所定速度あるいは所定パターンで変化させ、この変化する温度を制御する際に、被試験体の温度センサ出力と電圧制御発振器の発振周波数との関連性データを取得し、この関連性データを周波数ｆ−温度Ｔ特性データマップとしてプロットするステップと、周波数ｆ−温度Ｔ特性データマップを用いて、所定の近似式により、所定温度における周波数ｆ−印加電圧Ｖ特性を作成するステップと、周波数ｆ−印加電圧Ｖ特性を用いて、所定の方程式により、所定温度における印加電圧Ｖ−掃引時間ｔ特性を作成するステップと、印加電圧Ｖ−掃引時間ｔ特性より、所定温度における変調データを算出するステップとを備えたものである。

【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図1は、この発明を適用するレーダモジュールの概略構成を示すブロック図である。図１において、１ａは送信アンテナ、１ｂは受信アンテナ、２は方向性結合器、３は電圧制御発振器、４はミキサ、５はビデオ増幅器、６は温度センサ、７はＤ／Ａ変換器、８ａ、８ｂはＡ／Ｄ変換器、９はマイコン、１０はメモリ、１１は信号処理部、１２は送受信部、１３は変調信号設定部である。
【０００９】
次に、動作について簡単に説明する。
図１において、送受信部１２では、電圧制御発振器３で変調信号設定部１３からの鋸波電圧を受け、周波数変調された高周波信号を出力し、方向性結合器２でこの高周波信号の一部を送信信号として送信アンテナ１ａに送出し、残りを局発信号としてミキサ４に出力し、ミキサ４で受信アンテナ１ｂが出力する受信信号と局発信号を周波数変換し、ビデオ増幅器５でミキサ４の出力を増幅し、ビデオ信号として出力する。
送信アンテナ１ａは、送受信部から受けた送信信号を前方の目標に照射し、受信アンテナ１ｂは、前方の目標からの反射信号を受けて、受信信号を出力する。変調信号設定部１３では、ビデオ増幅器５から出力されたビデオ信号を、Ａ／Ｄ変換器８ｂを経由して信号処理部１１に入力し、距離、速度等の計測データを出力する。また、温度試験の際は、電圧制御発振器３のリニアリティを改善するために、温度センサ６の出力をＡ／Ｄ変換器８ａを経由してマイコン９で受け、設定した変調データを設定し、メモリ１０に記憶する。
【００１０】
図２は、この発明の実施の形態１を示すフローチャートである。図２において、Ｓ１は恒温槽の制御を開始するステップ、Ｓ２は基準となるテスト用デフォルト電圧波形を送信するステップ、Ｓ３は温度Ｔと発振周波数ｆを計測するステップ、Ｓ４は周波数ｆ−温度Ｔ特性データマップを作成するステップ、Ｓ５は周波数ｆ−印加電圧Ｖ特性を作成するステップ、Ｓ６は印加電圧Ｖ−掃引時間ｔ特性を作成するステップ、Ｓ７は変調データを作成するステップ、Ｓ８は変調データをメモリに入力するステップである。
【００１１】
次に、温度試験方法について説明する。まず、Ｓ１において、恒温槽の温度制御をスタートさせる。従来の方法とは異なり、図３のように、恒温槽の温度は、一定の速度で上昇させる。次に、Ｓ２において、この恒温槽の変温制御中に、連続的にテスト用デフォルト電圧波形をマイコン９からＤ／Ａ変換器７を経由して電圧制御発振器３に送信し続ける。そして、Ｓ３において、任意の時間、任意の温度で温度センサ６の出力と電圧制御発振器３の発振周波数を計測する。
【００１２】
そして、Ｓ４において、Ｓ３で得られた結果をそのままプロットし、図４に示すような各電圧における周波数−温度特性データマップを作成する。このとき、各電圧における発振周波数ｆと温度Ｔの関係は、次のような二次式によって近似することができる。
【００１３】
【数１】

【００１４】
さらに、Ｓ５において、上記周波数ｆ−温度Ｔ特性データマップの結果から数１を用いて、図５に示すような各所定温度における周波数ｆ−印加電圧Ｖ特性である、Ｖ−ｆカーブを作成する。ここで言う所定温度とは、変調データを作成する時の基本となる数点の温度であり、例えば、レーダモジュールの動作温度−３０℃〜＋８０℃とした場合、５℃又は１０℃ステップ毎の温度を表す。このとき、各所定温度における発振周波数ｆと印加電圧Ｖの関係は、次のような二次式によって近似することができる。
【００１５】
【数２】

【００１６】
また、各所定温度間の温度における発振周波数ｆと印加電圧Ｖの関係は、マイコン９によって、一次近似されることになる。
【００１７】
Ｓ６において、発振周波数ｆが時間に対して直線となるように、すなわち数３のような一次式となるように、印加電圧Ｖと掃引時間ｔとの関係を決定する。例えば、周波数を、１ｍｓ（１０００μｓ）間で７６．４５ＧＨｚから７６．５５ＧＨｚまでの１００ＭＨｚを直線的に上昇させたいというようなことである（図６）。数２と数３からｆを消去することで、電圧Ｖと時間ｔの関係式が得られる（数４）。このＶについての二次方程式を解くことで数５が得られ、これから図７に示すような印加電圧Ｖ−掃引時間ｔ特性であるｔ−Ｖカーブを各所定温度において作成する。
【００１８】
【数３】

【００１９】
【数４】

【００２０】
【数５】

【００２１】
Ｓ７において、印加電圧Ｖ−掃引時間ｔ特性である数５を元に、電圧制御発振器３のリニアリティを改善するための出力電圧パターンである変調データを作成する。これは、それぞれの所定温度で、決められた時間間隔ごとにどれだけの電圧を印加するかを示すデータである。
【００２２】
最後に、Ｓ８において、この変調データをメモリ１０に記録して温度試験終了とする。
【００２３】
この実施の形態によれば、恒温槽の変温制御中に温度センサ出力と発振周波数のデータを取得するステップと、温度センサ出力をパラメータとした周波数ｆ−温度Ｔデータマップを作成するステップを設けることにより、製造者の行う温度試験の作業を省力化することができる。
【００２４】
この実施の形態によれば、恒温槽の温度を所定の速度で変化させたまま連続的にデータを測定することにより、レーダモジュールの温度安定の待ち時間を省くことができ、製造者の行う温度試験時間の大幅な短縮が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、恒温槽の温度を所定の速度で変化させたまま連続的にデータを測定することにより、レーダモジュールの温度安定の待ち時間を省くことができ、製造者の行う温度試験時間の大幅な短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用するレーダモジュールの概略構成を示すブロック図である。
【図２】この発明による温度試験方法の実施の形態１を示す図である。
【図３】この発明による実施の形態１における恒温槽の温度変化を示す図である。
【図４】この発明による実施の形態１における周波数−温度特性データマップを示す図である。
【図５】この発明による実施の形態１におけるＶ−ｆカーブを示す図である。
【図６】この発明による実施の形態１における理想とする時間に対する周波数変化の一例である。
【図７】この発明による実施の形態１におけるｔ−Ｖカーブを示す図である。
【符号の説明】
１ａ送信アンテナ、１ｂ受信アンテナ、２方向性結合器、
３電圧制御発振器、４ミキサ、５ビデオ増幅器、６温度センサ、
７Ｄ／Ａ変換器、８ａＡ／Ｄ変換器、８ｂＡ／Ｄ変換器、９マイコン、
１０メモリ、１１信号処理部、１２送受信部、１３変調信号設定部、
Ｓ１恒温槽の制御を開始するステップ、
Ｓ２基準となるテスト用デフォルト電圧を送信するステップ、
Ｓ３温度Ｔと周波数ｆを計測するステップ、
Ｓ４周波数−温度特性データマップを作成するステップ、
Ｓ５周波数−印加電圧特性を作成するステップ、
Ｓ６印加電圧−掃引時間特性を作成するステップ、
Ｓ７変調データを作成するステップ、
Ｓ８変調データをメモリに入力するステップ。

Claims

レーダモジュールを恒温槽などで温度試験を行う温度試験方法において、
上記恒温槽の温度を所定速度あるいは所定パターンで変化させ、この変化する温度を制御する際に、被試験体の温度センサ出力と電圧制御発振器の発振周波数との関連性データを取得し、この関連性データを周波数ｆ−温度Ｔ特性データマップとしてプロットするステップと、
上記周波数ｆ−温度Ｔ特性データマップを用いて、所定の近似式により、所定温度における周波数ｆ−印加電圧Ｖ特性を作成するステップと、
上記周波数ｆ−印加電圧Ｖ特性を用いて、所定の方程式により、所定温度における印加電圧Ｖ−掃引時間ｔ特性を作成するステップと、
上記印加電圧Ｖ−掃引時間ｔ特性より、所定温度における変調データを算出するステップと、
を備えたことを特徴とするレーダモジュールの温度試験方法。
上記近似式は、

であり、この近似式により、上記周波数ｆ−印加電圧Ｖ特性、

を作成すると共に、
上記方程式は、

である、請求項１に記載のレーダモジュールの温度試験方法。
レーダモジュールを恒温槽などで温度試験を行う温度試験装置において、
上記レーダモジュールに内蔵されている電圧制御発振器に温度センサを備え、上記恒温槽の温度を所定速度あるいは所定パターンで変化させ、この変化する温度を制御する際に、上記温度センサの出力と上記電圧制御発振器の発振周波数との関連性データを取得し、この関連性データを周波数−温度特性データマップとしてプロットする手段と、
上記周波数ｆ−温度Ｔ特性データマップを用いて、近似式

により、所定温度における周波数ｆ−印加電圧Ｖ特性、

を作成する手段と、
上記周波数ｆ−印加電圧Ｖ特性を用いて、以下の二次方程式

により、所定温度における印加電圧Ｖ−掃引時間ｔ特性を作成する手段と、
上記印加電圧Ｖ−掃引時間ｔ特性より、所定温度における変調データを算出する手段と、
を備えたことを特徴とするレーダモジュールの温度試験装置。