JP4633072B2 - Radar scanning mechanism design support system - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナの揺動軸から所定距離離れた回転軸周りに回転する回転体と、一端が前記回転体の軸心から径方向に離隔した偏心ピンに軸支された第一リンクと、一端が前記第一リンクの他端とピン連結され、他端が前記揺動軸周りに前記アンテナを揺動可能に固定された第二リンクとからなる四節リンク機構を備え、前記回転体の1/2回転周期で前記アンテナの振り角が最大となるように走査するレーダ走査機構の設計支援装置に関する。   The present invention includes a rotating body that rotates around a rotation axis that is a predetermined distance away from the oscillation axis of the antenna, a first link that is pivotally supported by an eccentric pin that is radially spaced from the axis of the rotating body, One end is pin-connected to the other end of the first link, and the other end includes a four-link mechanism including a second link fixed to the antenna so as to be swingable around the swing shaft. The present invention relates to a design support device for a radar scanning mechanism that performs scanning so that the swing angle of the antenna becomes maximum at a half rotation period.

従来のレーダ走査機構として、図1(a)に示すように、入力軸に取り付けられた第一の非円形歯車100と、前記第一の非円形歯車に噛合する第二の非円形歯車200と、前記第二の非円形歯車200に設けられた偏心ピン410に一端が連結されると共に他端はアンテナ送受信部300に連結された連結リンク400とで構成された四節リンク機構を備えており、前記第一の非円形歯車100による不等速回転運動が前記連結リンク400を介して前記アンテナ送受信部300に伝達されることによって前記アンテナ送受信部300に図中破線で示すような揺動運動を実行させる車載用レーダ装置のスキャン機構が提案されている(特許文献1)。   As a conventional radar scanning mechanism, as shown in FIG. 1A, a first non-circular gear 100 attached to an input shaft, and a second non-circular gear 200 meshing with the first non-circular gear, The first non-circular gear 200 is provided with a four-bar link mechanism having one end connected to an eccentric pin 410 and the other end connected to an antenna transmission / reception unit 300. Rotating motion as indicated by a broken line in the figure is transmitted to the antenna transmission / reception unit 300 by transmitting the non-uniform rotation motion by the first non-circular gear 100 to the antenna transmission / reception unit 300 through the connection link 400. A scanning mechanism for an on-vehicle radar device that executes the above has been proposed (Patent Document 1).

近年、レーダで検知可能な範囲を拡げるために前記レーダを備えたレーダ装置のレーダ走査機構の広角化や小型化の要請が強くなっている。例えば、前記レーダ走査機構は、広角化に対応するために、そのアンテナ送受信部の振り角を大きくする必要があり、小型化に対応するため連結リンクの長さや各歯車の軸心間の長さ等を短くする必要がある。そして、このような要請を満足させるために、前記レーダ走査機構の設計機会が増加している。   In recent years, in order to expand the range that can be detected by a radar, there has been a strong demand for a wider angle and a smaller size of a radar scanning mechanism of a radar apparatus including the radar. For example, the radar scanning mechanism needs to increase the swing angle of the antenna transmission / reception unit in order to cope with a wide angle, and the length of the link link and the length between the shaft centers of each gear to cope with the downsizing. Etc. need to be shortened. In order to satisfy such demands, the design opportunities for the radar scanning mechanism are increasing.

このようなレーダ走査機構を設計する場合は、設計上その位置が決まっている軸、例えば、図1(a)及び図1(b)に示すように、前記アンテナ送受信部の回転揺動軸S1、前記第一の非円形歯車の入力軸S2、及び前記連結リンクの他端に相当する軸S3から、設計上その位置が決まっていない残りの軸S4の位置を決定、換言すると、軸S1と軸S2間の長さdと軸S1と軸S3間の長さaから、軸S2と軸S4間の長さcと軸S3と軸S4間の長さbを決定して、決定した長さa〜dによって、設計するレーダ走査機構に必要な振り角と適切な揺動周期が満足されているか否かを算出する設計支援装置が用いられていた。
特開平11−38132号公報
When designing such a radar scanning mechanism, as shown in FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b), for example, as shown in FIGS. From the input shaft S2 of the first non-circular gear and the shaft S3 corresponding to the other end of the connecting link, the position of the remaining shaft S4 whose position is not determined by design is determined, in other words, the shaft S1. From the length d between the axes S2 and the length a between the axes S1 and S3, the length c between the axes S2 and S4 and the length b between the axes S3 and S4 are determined and determined. A design support apparatus is used to calculate whether or not a swing angle necessary for the radar scanning mechanism to be designed and an appropriate swing cycle are satisfied by a to d.
JP-A-11-38132

しかし、上述のような設計支援装置を用いてレーダ走査機構を設計するためには、前記レーダ走査機構が必要な振り角および適切な揺動周期を満足するまで、長さcと長さbを様々な長さに入力する試行錯誤が必要であり、時間がかかるという問題があった。   However, in order to design a radar scanning mechanism using the design support apparatus as described above, the length c and the length b are set until the radar scanning mechanism satisfies a necessary swing angle and an appropriate swing period. There was a problem that it took time and trial to input various lengths, and it took time.

本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、四節リンク機構の寸法算出において試行錯誤を低減することができ効率よく設計することができるレーダ走査機構の設計支援装置を提供する点にある。   In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a design support device for a radar scanning mechanism that can reduce the trial and error and can efficiently design the size of the four-bar linkage mechanism. is there.

上述の目的を達成するため、本発明によるレーダ走査機構の設計支援装置の特徴構成は、アンテナの揺動軸から所定距離離れた回転軸周りに回転する回転体と、一端が前記回転体の軸心から径方向に離隔した偏心ピンに軸支された第一リンクと、一端が前記第一リンクの他端とピン連結され、他端が前記揺動軸周りに前記アンテナを揺動可能に固定された第二リンクとからなる四節リンク機構を備え、前記回転体の1/2回転周期で前記アンテナの振り角が最大となるように走査するレーダ走査機構の設計支援装置であって、前記揺動軸から前記回転軸に到る第三リンクの長さd、前記回転軸から前記偏心ピンに到る第四リンクの長さa、前記第一リンクの長さb、前記第二リンクの長さcのうちの二つのリンクの長さ、及び、最大振り角Uを変数として入力する入力手段と、前記入力手段により入力された変数に基づいて、他の二つの長さ、及び、振り角が零のときの前記第二リンクと前記第三リンクの成す角度Rを、以下の数1から数4に示す条件式に基づいて算出する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づいて、前記アンテナにより物標を検知する直線近似領域を評価するためのアンテナ角度の軌跡を算出する軌跡算出手段を備えている点にある。 In order to achieve the above-described object, the radar scanning mechanism design support apparatus according to the present invention is characterized in that a rotating body that rotates around a rotation axis that is a predetermined distance away from an oscillation axis of an antenna, and an axis of the rotating body that has one end. A first link pivotally supported by an eccentric pin radially separated from the center, one end is pin-coupled to the other end of the first link, and the other end is fixed so that the antenna can swing around the swinging shaft. Comprising a four-link mechanism comprising a second link and a design support device for a radar scanning mechanism that scans so as to maximize the swing angle of the antenna in a half rotation period of the rotating body, The length d of the third link from the swing shaft to the rotating shaft, the length a of the fourth link from the rotating shaft to the eccentric pin, the length b of the first link, the length of the second link The length of two links of length c and the maximum swing angle U Based on the input means for inputting as a variable, and the variable input by the input means, the other two lengths and the angle R formed by the second link and the third link when the swing angle is zero are determined. The calculation means for calculating based on the conditional expressions shown in the following equations 1 to 4, and the antenna angle for evaluating the linear approximation region for detecting the target by the antenna based on the calculation result by the calculation means This is in that a trajectory calculating means for calculating the trajectory is provided.

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上述の構成によれば、演算手段は、数1を満足するように各長さa〜dのうちの二個の長さが入力され、さらに最大振り角Uが入力されることで、数2から数4の三式によって各長さa〜dのうちの残りの二個の長さと角度Rを算出する、つまりレーダ走査機構の四節リンク機構の寸法を算出する。   According to the above-described configuration, the arithmetic means receives two lengths among the lengths a to d so as to satisfy the formula 1, and further receives the maximum swing angle U, so that the formula 2 The remaining two lengths of each of the lengths a to d and the angle R are calculated by the following three formulas, i.e., the dimensions of the four-bar linkage mechanism of the radar scanning mechanism.

以上説明した通り、本発明によれば、四節リンク機構の寸法算出において試行錯誤を低減することができ効率よく設計することができるレーダ走査機構の設計支援装置を提供することができるようになった。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a design support device for a radar scanning mechanism that can reduce the trial and error in the calculation of the size of the four-bar linkage mechanism and can be designed efficiently. It was.

以下、レーダ装置に搭載される本発明によるレーダ走査機構の設計支援装置の実施形態について説明する。   Embodiments of a design support apparatus for a radar scanning mechanism according to the present invention mounted on a radar apparatus will be described below.

前記レーダ走査機構1は、図2(a)に示すように、アンテナ2の揺動軸21から所定距離dだけ離れた回転軸31周りに回転する回転体3と、一端が前記回転体3の軸心31から径方向に離隔した偏心ピン32に軸支された第一リンク4と、一端が前記第一リンク4の他端とピン41にて連結され、他端が前記揺動軸21周りに前記アンテナ2を揺動可能に固定された第二リンク5とからなる四節リンク機構を備え、前記回転体3の1/2回転周期で前記アンテナ2の振り角が最大となるように走査するように構成されている。   As shown in FIG. 2A, the radar scanning mechanism 1 includes a rotating body 3 that rotates around a rotating shaft 31 that is separated from the swing shaft 21 of the antenna 2 by a predetermined distance d, and one end of the rotating body 3. A first link 4 pivotally supported by an eccentric pin 32 that is radially separated from the shaft 31, one end is connected to the other end of the first link 4 by a pin 41, and the other end is around the swing shaft 21. And a second link 5 fixed to the antenna 2 so that the antenna 2 can swing, and a scanning operation is performed so that the swing angle of the antenna 2 is maximized in a half rotation period of the rotating body 3. Is configured to do.

ここで、前記第二リンク5は、図2(b)の正面図に示すように、アンテナ固定板51と一体に構成されており、且つ、図2(a)に示すように、前記アンテナ固定板51がその頂点位置に設けられた支持部材52を介して前記アンテナ2を固定することによって、前記アンテナ2を揺動可能にしている。   Here, as shown in the front view of FIG. 2B, the second link 5 is formed integrally with the antenna fixing plate 51, and as shown in FIG. The antenna 2 is made swingable by fixing the antenna 2 via a support member 52 provided at the apex position of the plate 51.

また、前記アンテナ2は、前記揺動軸21と、前記アンテナ2において前記揺動軸21と揺動軸心方向の対称位置に設けられた第二揺動軸(図示せず)の二箇所で、レーダ走査機構本体6と連結されており、図2(c)に例示するように、前記揺動軸21と前記第二揺動軸を結んだ線を軸として最大振り角Uで揺動する。なお、前記アンテナ2が前記回転体3の一周を一周期Tとして揺動する場合の前記アンテナの振り角の軌跡を示すグラフを図5(a)に示す。   The antenna 2 is provided at two locations of the swing shaft 21 and a second swing shaft (not shown) provided in the antenna 2 at a position symmetrical to the swing shaft 21 with respect to the swing shaft center direction. 2 is coupled to the radar scanning mechanism body 6 and oscillates at a maximum swing angle U about a line connecting the oscillating shaft 21 and the second oscillating shaft as illustrated in FIG. 2C. . FIG. 5A is a graph showing the locus of the swing angle of the antenna when the antenna 2 swings around one rotation T of the rotating body 3.

なお、前記回転体3と前記回転体3を駆動させるための駆動モータ61とが、前記レーダ走査機構本体6と一体に形成された遮蔽板62を介して前記軸心31で連結されており、また、前記駆動モータ61を作動させるための電源回路や制御回路を構成する回路素子が実装されているプリント基板(図示せず)を備えて構成されている。   The rotating body 3 and a drive motor 61 for driving the rotating body 3 are connected by the shaft center 31 via a shielding plate 62 formed integrally with the radar scanning mechanism main body 6. The power supply circuit for operating the drive motor 61 and a printed circuit board (not shown) on which circuit elements constituting a control circuit are mounted are provided.

以上説明したレーダ走査機構1の設計支援装置は、汎用のオペレーティングシステムの管理下で動作するコンピュータ(ハードウェア)に、前記設計支援装置の各種制御が実行されるアプリケーションプログラム(ソフトウェア)がインストールされることで実現されており、前記コンピュータは、前記レーダ走査機構1の設計者であるオペレータとの間の操作インタフェースとしての液晶モニタ等の表示部、キーボード、マウス等を備えて構成されている。   In the design support apparatus of the radar scanning mechanism 1 described above, an application program (software) that executes various controls of the design support apparatus is installed in a computer (hardware) that operates under the management of a general-purpose operating system. The computer is configured to include a display unit such as a liquid crystal monitor as an operation interface with an operator who is a designer of the radar scanning mechanism 1, a keyboard, a mouse, and the like.

前記設計支援装置のハードウェア及びソフトウェアの協同により実行されるレーダ走査機構1の設計支援プロセスについて機能ブロックで説明する。前記設計支援プロセスは、前記揺動軸21から前記回転軸31に到る第三リンクの長さd、前記回転軸31から前記偏心ピン32に到る第四リンクの長さa、前記第一リンク4の長さb、前記第二リンク5の長さcのうちの二つのリンクの長さ、及び、最大振り角Uを変数として入力する入力手段と、前記入力手段により入力された変数に基づいて、他の二つの長さ、及び、振り角が零のときの前記第二リンク5と前記第三リンクの成す角度Rを、以下の数1から数4に示す条件式に基づいて算出する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づいてアンテナ角度の軌跡を算出する軌跡算出手段で構成されている。なお、前記入力手段は、オペレータに前記変数の入力を促す変数入力画面を表示させて、前記オペレータによってマウスやキーボードにて入力された変数情報を前記演算手段へ送る。また、前記演算手段や前記軌跡算出手段による演算は、例えば、市販の表計算ソフト等で実現される。   A design support process of the radar scanning mechanism 1 executed by cooperation of hardware and software of the design support apparatus will be described in function blocks. The design support process includes the length d of the third link from the swing shaft 21 to the rotating shaft 31, the length a of the fourth link from the rotating shaft 31 to the eccentric pin 32, the first link Input means for inputting the length b of the link 4, the length of the two links out of the length c of the second link 5, and the maximum swing angle U as variables, and the variables input by the input means Based on the other two lengths and the angle R formed by the second link 5 and the third link when the swing angle is zero based on the conditional expressions shown in the following equations 1 to 4. And a trajectory calculating means for calculating a trajectory of the antenna angle based on a calculation result by the calculating means. The input unit displays a variable input screen that prompts an operator to input the variable, and sends variable information input by the operator using a mouse or a keyboard to the calculation unit. The calculation by the calculation means and the locus calculation means is realized by, for example, commercially available spreadsheet software.

Figure 0004633072
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以下、設計支援装置の設計支援プロセスを図3に示すフローチャートに基づいて説明する。   Hereinafter, the design support process of the design support apparatus will be described based on the flowchart shown in FIG.

前記設計支援装置の電源をオンにすると、オペレーティングシステムが起動して、その後、オペレータの操作により又は自動的に前記設計支援プロセスを実行するアプリケーションプログラムが起動する。そして、入力手段が図4(a)に示すような変数入力画面を前記設計支援装置の表示部に表示させて、前記オペレータに変数の入力を促す(S1)。   When the power supply of the design support apparatus is turned on, an operating system is started, and thereafter, an application program for executing the design support process is started by an operator's operation or automatically. Then, the input means displays a variable input screen as shown in FIG. 4A on the display unit of the design support apparatus, and prompts the operator to input variables (S1).

前記オペレータは、図4(b)に示すように、前記変数入力画面においてキーボードやマウス等で所定の変数の入力を行なう(S2)。前記変数としては、上述の長さa〜d、最大振り角U、及び角度Rの六種類がある。この六種類の変数のうち長さaと長さdは使用する回転体3の直径等によって予め設定される長さ、つまり設計上予め設定される長さであり、前記オペレータは該決定されている長さaと長さdを入力する。このとき、長さbと長さcは空欄のままである。同様に、最大振り角Uも、設計するレーダ走査機構1によって実現させたいアンテナ2の振り角に基づいて決定される値であり、前記オペレータは該決定されている最大振り角Uを入力する。   As shown in FIG. 4B, the operator inputs a predetermined variable on the variable input screen using a keyboard, mouse, or the like (S2). There are six types of variables, the above-mentioned lengths a to d, the maximum swing angle U, and the angle R. Of these six types of variables, the length a and the length d are preset lengths depending on the diameter of the rotating body 3 to be used, that is, preset lengths in design, and the operator determines the lengths. Enter the length a and the length d. At this time, the length b and the length c remain blank. Similarly, the maximum swing angle U is also a value determined based on the swing angle of the antenna 2 desired to be realized by the radar scanning mechanism 1 to be designed, and the operator inputs the determined maximum swing angle U.

前記最大振り角Uは、例えば、レーダ走査機構1の広角化実現のために前記アンテナ2の最大振り角Uをできるだけ大きく設定する、つまり、前記アンテナ2の振り角の軌跡を図5(b)に示すようなグラフで示した場合に前記アンテナ2が物標を検知する領域である直線近似領域Sをできるだけ大きく設定する等の観点から決定される。なお、前記直線近似領域は、サインカーブを描く前記アンテナ2の振り角の軌跡において、略直線であると判断される領域のことである。   For the maximum swing angle U, for example, the maximum swing angle U of the antenna 2 is set as large as possible in order to realize a wide angle of the radar scanning mechanism 1, that is, the locus of the swing angle of the antenna 2 is shown in FIG. Is determined from the standpoint of setting the linear approximation region S, which is a region where the antenna 2 detects a target, as large as possible. The straight line approximation region is a region that is determined to be a substantially straight line in the locus of the swing angle of the antenna 2 that draws a sine curve.

前記入力手段において入力された変数は演算手段へ送られ、前記演算手段では前記変数が数1〜数4に適用されて、図4(c)に示すように、ステップS2において入力されなかった変数(長さb、長さc、及び角度R)が算出される(S3)。   The variable input in the input unit is sent to the calculation unit, and the variable is applied to Equations 1 to 4 in the calculation unit, and as shown in FIG. 4C, the variable not input in Step S2. (Length b, length c, and angle R) are calculated (S3).

詳述すると、数2〜数4に適用する際に、前記入力手段において入力された変数(長さa、長さd、及び最大振り角U)は明らかとなっており、前記入力手段において入力されなかった変数(長さb、長さc、及び角度R)が不明である。つまり、不明な変数が三個で式が三個の方程式であるために、不明な変数(長さb、長さc、及び角度R)の算出が可能である。   Specifically, when applied to Equations 2 to 4, the variables (length a, length d, and maximum swing angle U) input in the input unit are clear and input in the input unit. The variables that were not done (length b, length c, and angle R) are unknown. That is, since there are three unknown variables and three equations, unknown variables (length b, length c, and angle R) can be calculated.

次に、算出された変数を含めた各長さa〜dが数1の条件を満足しているか否か判断される(S4)。満足している場合はステップS5へ進み、満足していない場合はステップS2へ戻って前回と異なる変数(長さa、長さd、及び最大振り角U)の入力をすることで再設計を行なう。   Next, it is determined whether or not each length a to d including the calculated variable satisfies the condition of Equation 1 (S4). If satisfied, the process proceeds to step S5. If not satisfied, the process returns to step S2, and redesign is performed by inputting variables (length a, length d, and maximum swing angle U) different from the previous one. Do.

以下、数1〜数4について詳述する。図2(a)に示すような長さa〜dの四辺で表わされる四節リンク機構を構成する四角形は、図6(a)に示すような形状である。なお、図6(a)は、アンテナ2の振り角が零のときの状態を示しており、第二リンク5と第三リンクの成す角度が角度Rである。   Hereinafter, Formulas 1 to 4 will be described in detail. A quadrangle constituting the four-bar linkage mechanism represented by the four sides of lengths a to d as shown in FIG. 2A has a shape as shown in FIG. 6A shows a state where the swing angle of the antenna 2 is zero, and the angle formed by the second link 5 and the third link is an angle R. FIG.

ここで、前記レーダ走査機構1は、前記回転体3の1/2回転周期で前記アンテナ2の振り角が最大振り角Uとなるように走査する構成であることから、図6(b)に示すように、前記偏心ピン32が一点鎖線で示すような円形の軌跡を描くとき、前記ピン41は二点鎖線で示すような円弧の軌跡を描き、前記偏心ピン32が位置32Aで前記ピン41が位置41Aにある場合と、前記偏心ピン32が位置32Bで前記ピン41が位置41Bにある場合において、前記振り角は最大振り角Uとなり、前記偏心ピン32が位置32Cで前記ピン41が位置41Cにある場合と、前記偏心ピン32が位置32Dで前記ピン41が位置41Dにある場合において、前記振り角は零となる。   Here, since the radar scanning mechanism 1 is configured to scan so that the swing angle of the antenna 2 becomes the maximum swing angle U in a half rotation period of the rotating body 3, FIG. As shown, when the eccentric pin 32 draws a circular trajectory as shown by a one-dot chain line, the pin 41 draws an arc trajectory as shown by a two-dot chain line, and the eccentric pin 32 is at the position 32A and the pin 41 When the eccentric pin 32 is at the position 32B and the pin 41 is at the position 41B, the swing angle is the maximum swing angle U, and the eccentric pin 32 is at the position 32C and the pin 41 is at the position. The swing angle is zero when the pin is at 41C and when the eccentric pin 32 is at the position 32D and the pin 41 is at the position 41D.

このとき、前記四節リンク機構を構成する四角形は、図7(a)に示す状態が成立する必要性から数1の第一式(a+b≦c+d)を満足する必要があり、図7(b)に示す状態が成立する必要性から数2の第二式(a+c≦b+d)を満足する必要があり、図7(c)に示す状態が成立する必要性から数2の第三式(a+d≦b+c)を満足する必要がある。   At this time, the quadrangle constituting the four-bar linkage mechanism needs to satisfy the first formula (a + b ≦ c + d) of Formula 1 because the state shown in FIG. ) Needs to satisfy the second formula (a + c ≦ b + d) of the formula 2, and the third formula (a + d) of the formula 2 needs to satisfy the status shown in FIG. ≦ b + c) must be satisfied.

なお、数2の第二式について詳述すると、図7(b)より、a≦b1+d1とc≦b2+d2が成立するので、第二式の条件が成立する。   In detail, the second equation of Equation 2 is described. From FIG. 7B, since a ≦ b1 + d1 and c ≦ b2 + d2 are satisfied, the condition of the second equation is satisfied.

また、図6(b)の三角形ABEと三角形ABFに余弦定理を適用することにより、数5と数6が成立し、数5と数6から角度θを消去することにより数2が導出される。   Further, by applying the cosine theorem to the triangle ABE and the triangle ABF in FIG. 6B, Equations 5 and 6 are established, and Equation 2 is derived by eliminating the angle θ from Equations 5 and 6. .

Figure 0004633072
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Figure 0004633072
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また、図6(b)の三角形BEFに余弦定理を適用することにより、数7が成立し、数7を変形することにより数3が導出される。   Further, by applying the cosine theorem to the triangle BEF in FIG. 6B, Equation 7 is established, and Equation 3 is derived by transforming Equation 7.

Figure 0004633072
Figure 0004633072

また、図6(b)の三角形ABEに余弦定理を適用することにより、数8が成立し、数8を変形することにより数4が導出される。   Further, by applying the cosine theorem to the triangle ABE in FIG. 6B, Formula 8 is established, and Formula 4 is derived by transforming Formula 8.

Figure 0004633072
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前記入力手段において入力された変数と前記演算手段において算出された変数は軌跡算出手段へ送られ、前記軌跡算出手段では送られてきた変数の長さa〜d及び角度Rにて最大振り角Uのレーダ走査機構1の擬似設計が行なわれ、擬似設計されたレーダ走査機構1によって前記アンテナ2の角度の軌跡が演算導出される(S5)。   The variable input by the input means and the variable calculated by the calculation means are sent to the trajectory calculation means, and the maximum swing angle U is determined by the length a to d and the angle R of the variables sent by the trajectory calculation means. The radar scanning mechanism 1 is simulated and the angle trajectory of the antenna 2 is calculated and derived by the simulated radar scanning mechanism 1 (S5).

前記オペレータは、前記アンテナ2の角度の軌跡の解析を行ない、擬似設計されたレーダ走査機構1で、目的が達成される場合、例えば目的とする直線近似領域が得られる場合は設計を終了し、目的が達成されない場合、例えば目的とする直線近似領域が得られない場合は目的とする直線近似領域が得られるまでステップS2からステップS6までの手順を繰り返す。   The operator analyzes the trajectory of the angle of the antenna 2 and ends the design when the objective is achieved by the pseudo-designed radar scanning mechanism 1, for example, when the target linear approximation region is obtained, If the objective is not achieved, for example, if the target linear approximation region cannot be obtained, the procedure from step S2 to step S6 is repeated until the target linear approximation region is obtained.

以上説明した構成によれば、前記入力手段にて入力した変数に対して、前記演算手段にて不明な変数が算出されるので、様々な変数の入力を繰り返す試行錯誤の回数を低減することができる。   According to the configuration described above, since the unknown variable is calculated by the calculation unit with respect to the variable input by the input unit, it is possible to reduce the number of trial and error in which the input of various variables is repeated. it can.

また、以上説明した四節リンク機構を用いたレーダ走査機構1は、各リンクの長さa〜d、最大振り角U、及び角度Rの最適な値を決定するために夫々の値の試行錯誤が必要であることから、本発明に係る設計支援装置の好適な適用例である。   In addition, the radar scanning mechanism 1 using the four-bar link mechanism described above uses trial and error of each value in order to determine the optimum values of the lengths a to d, the maximum swing angle U, and the angle R of each link. This is a preferred application example of the design support apparatus according to the present invention.

以上説明した本発明によるレーダ走査機構1の設計支援装置は、アンテナ2の揺動軸21から所定距離離れた回転軸31周りに回転する回転体3と、一端が前記回転体3の軸心31から径方向に離隔した偏心ピン32に軸支された第一リンク4と、一端が前記第一リンク4の他端とピン41にて連結され、他端が前記揺動軸21周りに前記アンテナ2を揺動可能に固定された第二リンク5とからなる四節リンク機構を備え、前記回転体3の1/2回転周期で前記アンテナ2の振り角が最大となるように走査するレーダ走査機構1の設計支援プログラムであって、コンピュータを、前記揺動軸21から前記回転軸31に到る第三リンクの長さd、前記回転軸31から前記偏心ピン32に到る第四リンクの長さa、前記第一リンク4の長さb、前記第二リンク5の長さcのうちの二つのリンクの長さ、及び、最大振り角Uを変数として入力する入力手段と、前記入力手段により入力された変数に基づいて、他の二つの長さ、及び、振り角が零のときの前記第二リンク5と前記第三リンクの成す角度Rを、上述の数1から数4に示す条件式に基づいて算出する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づいてアンテナ角度の軌跡を算出する軌跡算出手段として動作させるレーダ走査機構1の設計支援プログラムが、前記コンピュータにインストールされることにより容易に実現される。   The design support apparatus for the radar scanning mechanism 1 according to the present invention described above includes a rotating body 3 that rotates around a rotating shaft 31 that is a predetermined distance away from the swing shaft 21 of the antenna 2, and an axial center 31 of the rotating body 3 at one end. A first link 4 pivotally supported by an eccentric pin 32 radially separated from the other end, one end of which is connected to the other end of the first link 4 by a pin 41, and the other end around the swinging shaft 21. A radar scan that includes a four-bar linkage mechanism that includes a second link 5 that is fixed so as to be capable of swinging, and that scans so that the swing angle of the antenna 2 is maximized in a half rotation period of the rotating body 3. A design support program for the mechanism 1, wherein the computer is connected to the third link length d from the swing shaft 21 to the rotation shaft 31, and the fourth link from the rotation shaft 31 to the eccentric pin 32. Length a, first link 4 length b, front Based on the input means for inputting the length of the two links out of the length c of the second link 5 and the maximum swing angle U as a variable, and the other two lengths based on the variable input by the input means. And an arithmetic means for calculating an angle R formed by the second link 5 and the third link when the swing angle is zero based on the conditional expressions shown in the above equations 1 to 4, and the arithmetic means A design support program for the radar scanning mechanism 1 that is operated as a trajectory calculating means for calculating the trajectory of the antenna angle based on the calculation result is easily implemented by being installed in the computer.

以下、別実施形態について説明する。上述の実施形態では、入力手段において設計上予め設定される長さとして長さaと長さdを入力して、演算手段において長さbと長さcを算出する構成について説明したが、入力する二つの長さは他の組合せであってもよい。例えば、前記入力手段において長さaと長さcを入力して、前記演算手段において長さbと長さdを算出する構成であってもよい。   Hereinafter, another embodiment will be described. In the above-described embodiment, the configuration has been described in which the length a and the length d are input as the length preset in the design in the input unit, and the length b and the length c are calculated in the calculation unit. The two lengths may be other combinations. For example, the length a and the length c may be input in the input unit, and the length b and the length d may be calculated in the calculation unit.

尚、上述の実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等は適宜変更設計できることは言うまでもない。   In addition, the above-mentioned embodiment is only an example of this invention, and it cannot be overemphasized that the concrete structure of each block etc. can be changed and designed suitably in the range with the effect of this invention.

従来の車載用レーダ装置のスキャン機構を示す説明図Explanatory drawing showing a scanning mechanism of a conventional in-vehicle radar device (a)は、レーダ走査機構の外観を示し、(b)は、レーダ走査機構の第二リンクを示し、(c)は、レーダ走査機構のアンテナを示す説明図(A) shows the appearance of the radar scanning mechanism, (b) shows the second link of the radar scanning mechanism, and (c) is an explanatory diagram showing the antenna of the radar scanning mechanism. 本発明に係る設計支援装置の設計支援プロセスについて説明するためのフローチャートFlowchart for explaining a design support process of the design support apparatus according to the present invention. (a)は、変数入力前の変数入力画面を示し、(b)は、変数入力後の変数入力画面を示し、(c)は、未入力変数算出後の変数入力画面を示す説明図(A) shows the variable input screen before variable input, (b) shows the variable input screen after variable input, (c) is an explanatory diagram showing the variable input screen after calculation of uninput variables (a)は、アンテナの振り角の軌跡を示し、(b)は、アンテナの振り角の軌跡における直線近似領域を示すグラフ(A) shows the trajectory of the swing angle of the antenna, and (b) is a graph showing the linear approximation region in the trajectory of the antenna swing angle. (a)は、四節リンク機構を構成する四角形を示し、(b)は、四節リンク機構を構成する各ピンの軌跡を示す説明図(A) shows the square which comprises a four-bar linkage mechanism, (b) is explanatory drawing which shows the locus | trajectory of each pin which comprises a four-bar linkage mechanism (a)は、数1の第一式を説明するための四節リンク機構の状態を示し、(b)は、数1の第二式を説明するための四節リンク機構の状態を示し、(c)は、数1の第三式を説明するための四節リンク機構の状態を示す説明図(A) shows the state of the four-bar linkage mechanism for explaining the first equation of Equation 1, (b) shows the state of the four-bar linkage mechanism for explaining the second equation of Equation 1, (C) is explanatory drawing which shows the state of the four-bar linkage mechanism for demonstrating the 3rd type | formula of Formula 1.

1:レーダ走査機構
2:アンテナ
21:揺動軸
3:回転体
31:回転軸
32:偏心ピン
4:第一リンク
5:第二リンク
1: Radar scanning mechanism 2: Antenna 21: Oscillating shaft 3: Rotating body 31: Rotating shaft 32: Eccentric pin 4: First link 5: Second link

Claims (3)

アンテナの揺動軸から所定距離離れた回転軸周りに回転する回転体と、一端が前記回転体の軸心から径方向に離隔した偏心ピンに軸支された第一リンクと、一端が前記第一リンクの他端とピン連結され、他端が前記揺動軸周りに前記アンテナを揺動可能に固定された第二リンクとからなる四節リンク機構を備え、前記回転体の1/2回転周期で前記アンテナの振り角が最大となるように走査するレーダ走査機構の設計支援装置であって、
前記揺動軸から前記回転軸に到る第三リンクの長さd、前記回転軸から前記偏心ピンに到る第四リンクの長さa、前記第一リンクの長さb、前記第二リンクの長さcのうちの二つのリンクの長さ、及び、最大振り角Uを変数として入力する入力手段と、前記入力手段により入力された変数に基づいて、他の二つの長さ、及び、振り角が零のときの前記第二リンクと前記第三リンクの成す角度Rを、以下の数1から数4に示す条件式に基づいて算出する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づいて、前記アンテナにより物標を検知する直線近似領域を評価するためのアンテナ角度の軌跡を算出する軌跡算出手段を備えているレーダ走査機構の設計支援装置。
Figure 0004633072

Figure 0004633072

Figure 0004633072

Figure 0004633072
A rotating body that rotates about a rotation axis that is a predetermined distance away from the oscillation axis of the antenna; a first link that is pivotally supported by an eccentric pin that is radially spaced from the axis of the rotating body; A four-link mechanism comprising a second link that is pin-coupled to the other end of one link and whose other end is fixed so that the antenna can be swung around the swinging shaft, and has a half rotation of the rotating body. A design support device for a radar scanning mechanism that scans so that the swing angle of the antenna is maximized in a cycle,
The length d of the third link from the swing shaft to the rotation shaft, the length a of the fourth link from the rotation shaft to the eccentric pin, the length b of the first link, the second link Input means for inputting the length of the two links of the length c and the maximum swing angle U as a variable, the other two lengths based on the variable input by the input means, and Calculation means for calculating an angle R formed by the second link and the third link when the swing angle is zero based on conditional expressions shown in the following equations 1 to 4, and based on a calculation result by the calculation means A radar scanning mechanism design support apparatus comprising a locus calculating means for calculating a locus of an antenna angle for evaluating a linear approximation region in which a target is detected by the antenna.
Figure 0004633072

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アンテナの揺動軸から所定距離離れた回転軸周りに回転する回転体と、一端が前記回転体の軸心から径方向に離隔した偏心ピンに軸支された第一リンクと、一端が前記第一リンクの他端とピン連結され、他端が前記揺動軸周りに前記アンテナを揺動可能に固定された第二リンクとからなる四節リンク機構を備え、前記回転体の1/2回転周期で前記アンテナの振り角が最大となるように走査するレーダ走査機構の設計支援プログラムであって、
コンピュータを、前記揺動軸から前記回転軸に到る第三リンクの長さd、前記回転軸から前記偏心ピンに到る第四リンクの長さa、前記第一リンクの長さb、前記第二リンクの長さcのうちの二つのリンクの長さ、及び、最大振り角Uを変数として入力する入力手段と、前記入力手段により入力された変数に基づいて、他の二つの長さ、及び、振り角が零のときの前記第二リンクと前記第三リンクの成す角度Rを、以下の数1から数4に示す条件式に基づいて算出する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づいて、前記アンテナにより物標を検知する直線近似領域を評価するためのアンテナ角度の軌跡を算出する軌跡算出手段として動作させるレーダ走査機構の設計支援プログラム。
Figure 0004633072

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A rotating body that rotates about a rotation axis that is a predetermined distance away from the oscillation axis of the antenna; a first link that is pivotally supported by an eccentric pin that is radially spaced from the axis of the rotating body; A four-link mechanism comprising a second link that is pin-coupled to the other end of one link and whose other end is fixed so that the antenna can be swung around the swinging shaft, and has a half rotation of the rotating body. A design support program for a radar scanning mechanism that performs scanning so that the swing angle of the antenna is maximized in a cycle,
The computer is provided with a length d of the third link from the swing shaft to the rotation shaft, a length a of the fourth link from the rotation shaft to the eccentric pin, a length b of the first link, Based on the input means for inputting the length of the two links out of the length c of the second link and the maximum swing angle U as a variable, and the other two lengths based on the variable input by the input means. And an arithmetic means for calculating an angle R formed by the second link and the third link when the swing angle is zero based on the conditional expressions shown in the following expressions 1 to 4, and an operation by the arithmetic means: A radar scanning mechanism design support program that operates as a trajectory calculating means for calculating a trajectory of an antenna angle for evaluating a linear approximation region in which a target is detected by the antenna based on a result.
Figure 0004633072

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請求項1記載のレーダ走査機構の設計支援装置により、前記アンテナにより物標を検知する直線近似領域が目的とする直線近似領域となるアンテナ角度の軌跡に対応して算出された四節リンク機構を用いたレーダ走査機構の設計方法。 A four-bar linkage mechanism calculated by a design support device for a radar scanning mechanism according to claim 1 corresponding to an antenna angle trajectory in which a linear approximation region in which a target is detected by the antenna is a target linear approximation region. The radar scanning mechanism design method used.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109828246B (en) * 2018-07-27 2023-11-21 零八一电子集团有限公司 Method for debugging security radar calibration and user ground installation calibration
CN111537970B (en) * 2020-06-08 2024-07-05 中国人民解放军32181部队 Installation and control method of main and auxiliary machine separation movable radar communication extension detection device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07248050A (en) * 1994-03-11 1995-09-26 Nippondenso Co Ltd Oscillating device
JP2000165130A (en) * 1998-11-30 2000-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor for on-vehicle radar antenna scanner, and radar scanner device using the motor
JP2001221311A (en) * 2000-02-07 2001-08-17 Jeco Co Ltd Crank device and antenna driving device using it

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07248050A (en) * 1994-03-11 1995-09-26 Nippondenso Co Ltd Oscillating device
JP2000165130A (en) * 1998-11-30 2000-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor for on-vehicle radar antenna scanner, and radar scanner device using the motor
JP2001221311A (en) * 2000-02-07 2001-08-17 Jeco Co Ltd Crank device and antenna driving device using it

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