JP4390359B2

JP4390359B2 - Ｆｍ−ｃｗレーダ装置

Info

Publication number: JP4390359B2
Application number: JP2000129768A
Authority: JP
Inventors: 英喜白鳥; 直樹元二
Original assignee: Denso Ten Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: US6429807B2; JP2001311772A; US20010035839A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＭ−ＣＷ（Continuous Wave）レーダ装置に関する。特に、構成要素である高周波（ＲＦ）回路の障害を検知し得るＦＭ−ＣＷ（Continuous Wave）レーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置の高周波部の概念構成を示すブロック図である。送信部１と受信部２を有し、送信部１において、搬送波信号１０を三角波である変調信号３により振幅変調し、これを逓倍器１１によりｎ周波数逓倍する。逓倍された信号は、電力増幅器１３により電力増幅されて、図示しない送信フィルタを通り、アンテナ４から送出される。
【０００３】
さらに、送信部１には、分波器１２を有し、送信部１から送出される信号の一部が分岐されて、受信部２に入力される。
【０００４】
一方、アンテナ５から、送信信号が対象物により反射された反射信号を受信し、図示しない受信フィルタを経由し、受信部２に受信入力される。
【０００５】
そして、受信信号は、増幅器２０で増幅され、混合器（ミキサー）２１に入力される。したがって、ミキサー２１では、先に説明した送信部１の分波器１２から分岐された送信信号と受信反射信号との位相差に対応したビート周波数信号が出力される。
【０００６】
このビート周波数信号の大きさ（振幅レベル）は、送信信号と受信反射信号との位相差に対応し、従って、送信部１と反射対象物との距離に比例し、これにより目的とする対象物との間の距離を測定することが出来る。
【０００７】
ビート周波数信号は、更に分周器２２によりＩＦ周波数帯に周波数逓減されて受信部２から出力される。このＩＦ周波数帯に周波数逓減されたビート周波数信号は図示しない回路により、距離に換算する信号を生成するために利用される。
【０００８】
一方、ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、車輌に搭載される衝突防止装置に一つの応用として適用されている。かかる場合、ＦＭ−ＣＷレーダ装置に故障が生じる場合は、人命にもかかわる恐れがある。したがって、常時ＦＭ−ＣＷレーダ装置の障害の有無を検知することが重要である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
かかるＦＭ−ＣＷレーダ装置における障害の有無の検知のための従来技術として例えば、特開平１１−５２０５２号公報に記載の技術がある。ここに記載される技術は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置を構成するいずれかのユニットに故障が発生すると、ミキサのＩＦ出力に振幅変調信号が現れないため、振幅変調信号のレベルを検出することにより装置の故障を検出するものである。
【００１０】
しかし、かかる従来の方法においては、振幅変調キャリアのレベルにばらつきが大きく、基準値範囲内で一定レベルに調整することが困難である。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、かかる従来の技術における問題を解決するＦＭ−ＣＷレーダ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記の従来技術と全く技術思想を異にするもので、ミキサー２１から出力するノイズレベルが、装置の高周波部の障害において変化すること、周波数に従ってノイズレベルが変化する領域が送信部１に生じること及び周波数に寄らずノイズレベルに変化が無い領域が受信部２に生じることの認識に基づき本発明の構成に至ったものである。
【００１３】
そして、かかる本発明に従うＦＭ−ＣＷレーダ装置の基本構成は、高周波部におけるノイズレベルを抽出する回路と、前記ノイズレベルを抽出する回路の出力を所定基準値と比較する比較回路を有し、この比較回路が、前記ノイズレベルを抽出する回路の出力が前記所定基準値より小さくなることを検出したアラーム信号を出力するように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、好ましい態様として、前記ノイズレベルを抽出する回路は、前記高周波部における送信側のノイズレベルを抽出する第１の回路と、前記高周波部における受信側のノイズレベルを抽出する第２の回路とを有し、前記比較器は、前記第１の回路の出力と所定の第１の基準値と比較する第１の比較回路と、前記第２の回路の出力と所定の第２の基準値と比較する第２の比較回路とを有することを特徴とする。
【００１５】
さらに好ましい態様として、前記ノイズレベルを抽出する回路は、前記高周波部における送信側のノイズレベルを抽出する第１の回路と、前記高周波部における受信側のノイズレベルを抽出する第２の回路とを有し、前記比較器は、前記第１の回路の出力と前記第２の回路の出力とを切り替えて入力し、対応する所定の第１の基準値又は、第２の基準値と比較することを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、好ましい態様として、前記いずれかの態様において、前記送信側のノイズレベルを抽出する第１の回路は、周波数に対応してノイズレベルが変化する第１の周波数帯域の信号を通過するローパスフィルタであり、前記受信側のノイズレベルを抽出する第２の回路は、所定の帯域においてノイズレベルが変化しない第２の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタであることを特徴とする。
【００１７】
さらに、好ましい態様として、前記第１の周波数帯域に対し、前記第２の周波数帯域は、高い周波数側にあることを特徴とする。
【００１８】
本発明の更なる特徴は、以下の図面を参照して説明される発明の実施の形態から明らかになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に図面に従い本発明の実施の形態を説明する。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照番号又は、参照記号を付して説明する。
【００２０】
図２は、上記した、ノイズレベルと周波数領域の関係を説明する図である。横軸に周波数、縦軸にノイズレベルを表示している。領域▲１▼ではノイズは周波数の増加に伴って減少し、領域▲２▼では周波数にかかわらず一定レベルにある。主に領域▲１▼のノイズは送信部１側から分配される送信信号により生じ、その信号レベルで増減する。領域▲２▼のノイズは、受信部２側の熱雑音により生じ、受信ゲインの大きさで増減する。
【００２１】
したがって、送信部１側の回路が障害であると領域▲１▼のノイズが低下する。一方、受信部側の回路が障害であると領域▲２▼のノイズが低下する。本発明はかかる事象の発見に基づくものである。なお、システムにより異なってくるが、領域▲１▼と領域▲２▼の境界周波数は、〜数ＭＨｚのオーダーである。
【００２２】
図３は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置において、かかる事象を用いた本発明の一実施例の高周波部の回路構成である。
【００２３】
図１に説明したＦＭ−ＣＷレーダ装置の高周波部において、送信部１と受信部２の構成はほぼ同様であるが、図３において受信部２にハイブリッド回路２３を有している点が異なる。
【００２４】
ハイブリッド回路２３は、分周器２２の出力であるＩＦ出力信号の一部を分岐し、ローパスフィルタ６とバンドパスフィルタ９に入力する。ローパスフィルタ６は、図２に示した周波数領域▲１▼の成分を通過させるフィルタ特性を有している。一方、バンドパスフィルタ９は、図２に示した周波数領域▲２▼の所定周波数帯域成分を通過させるフィルタ特性を有している。
【００２５】
ここで、ローパスフィルタ６の出力から検波器７で直流レベルが抽出される。同様に、バンドパスフィルタ９の出力は検波器１０に導かれ直流レベルが抽出される。
【００２６】
先に説明したように、領域▲１▼のノイズ成分は、送信部１側の電力レベルにより増減し、領域▲２▼のノイズ成分は、受信部２側のゲインにより増減するものである。したがって、送信部１側に障害がある場合は、ローパスフィルタ６の出力は小さくなる、あるいは遮断されることになる。図４はかかる様子を示す図である。送信部１の故障により領域▲１▼のノイズレベルが正常値ＮＭから故障時のレベルＡＢに減じている。
【００２７】
一方、受信部２に故障がある場合は、バンドパスフィルタ６の出力は小さくなる、あるいは遮断されることになる。図５はかかる様子を示す図である。受信部２の故障により領域▲２▼のノイズレベルが正常値ＮＭから故障時のレベルＡＢに減じている。
【００２８】
図３に戻り説明すると、検波器７は、ローパスフィルタ６の出力を直流成分に変換する。検波器１０は、バンドパスフィルタ９の出力を直流成分に変換する。
【００２９】
さらに、比較器８は、所定基準値と検波器７の出力を比較し、検波器７の出力が所定基準値を下回る時、アラーム信号を出力する。一方、比較器１１は、所定基準値と検波器１０の出力を比較し、検波器１０の出力が所定基準値を下回る時、アラーム信号を出力する。
【００３０】
このようにして、比較器８からのアラーム信号によりＦＭ−ＣＷレーダ装置の送信部１の故障であることを検知することが出来る。また、比較器１１からのアラーム信号によりＦＭ−ＣＷレーダ装置の受信部２の故障であることを検知することが出来る。
【００３１】
なお、上記図３の実施例は、送信部１のノイズレベルを所定の基準値と比較する第１の比較器８と、受信部２のノイズレベルを所定の基準値と比較する第２の比較器１１とを有しているが、比較器８と比較器１１を共通にすることも可能である。
【００３２】
すなわち、一つの比較器を有し、且つ所定の基準値の設定を可変とし、検波器７及び１０の直流レベル出力を切り替えて前記一つの比較器に入力することにより、送信部１と受信部２の故障を順次切り替えて検知することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
上記したように、本発明はＦＭ−ＣＷレーダ装置において、高周波回路が故障した場合、ノイズレベルが大きく変化する。このノイズレベルの変化の状態を正常時のノイズレベルと比較することにより回路の障害を検知することが可能である。したがって、本発明により、簡単な構成で送受信部における障害監視を行うＦＭ−ＣＷレーダ装置が提供される。
【００３４】
なお、上記説明された実施の形態は、本発明の理解のためのものであって、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、特許請求の範囲と均等の範囲にあるものも本発明の保護の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＭ−ＣＷレーダ装置の高周波部の概念構成を示す図である。
【図２】ノイズレベルと周波数領域の関係を説明する図である。
【図３】ＦＭ−ＣＷレーダ装置において、図２の事象を用いた本発明の一実施例の回路構成である。
【図４】送信部１の障害によりノイズレベルが低下することを説明する図である。
【図５】受信部２の障害によりノイズレベルが低下することを説明する図である。
【符号の説明】
１送信部
１０変調器
１１逓倍器
１２分波器
２受信部
２０増幅器
２１混合器
２２分周器
３変調信号
４電力増幅器
５前置増幅器

Claims

送信信号と受信信号とを混合した後のＩＦ信号に対する、周波数に対応してノイズレベルが変化する第１の周波数帯域の信号を通過するローパスフィルタと、
送信信号と受信信号とを混合した後のＩＦ信号に対する、所定の帯域においてノイズレベルが変化しない第２の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力と所定の第１の基準値と比較する第１の比較回路と、
前記バンドパスフィルタの出力と所定の第２の基準値と比較する第２の比較回路とを有し、
前記第１の比較回路が、前記ローパスフィルタの出力が前記所定の第１の基準値より小さくなることを検出したアラーム信号を出力する、また、
前記第２の比較回路が、前記バンドパスフィルタの出力が前記所定の第２の基準値より小さくなることを検出してアラーム信号を出力する
ように構成されたことを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。
送信信号と受信信号とを混合した後のＩＦ信号に対する、周波数に対応してノイズレベルが変化する第１の周波数帯域の信号を通過するローパスフィルタと、
送信信号と受信信号とを混合した後のＩＦ信号に対する、所定の帯域においてノイズレベルが変化しない第２の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力と前記バンドパスフィルタの出力を切り替えて入力し、対応する所定の第１の基準値又は、第２の基準値と比較する比較回路と、
前記比較回路が、前記ローパスフィルタの出力が前記所定の第１の基準値より小さくなることを検出したアラーム信号を出力する、また、
前記比較回路が前記バンドパスフィルタの出力が前記所定の第２の基準値より小さくなることを検出したアラーム信号を出力する
ように構成されたことを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。
前記第１の周波数帯域に対し、前記第２の周波数帯域は、高い周波数側にあることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置。