JP5112870B2 - 周波数掃引の直線性が改善された周波数変調持続波(fmcw)レーダ - Google Patents
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Claims (26)
- 周波数掃引信号を生成するための周波数掃引発生器と、
周波数掃引信号の一部を受け取り、かつ、周波数掃引信号の周波数と周波数掃引信号から得られる時間変位周波数掃引信号の周波数との差に等しい周波数の基準差周波数信号を生成するための弁別器であって、時間変位周波数掃引信号を生成するための光遅延手段を備える弁別器と、
レーダによって送信される信号を周波数掃引信号から生成するトランシーバであって、レーダによって送信される信号の周波数と、1つまたは複数の遠隔ターゲットからレーダに戻る信号の周波数との差に等しい周波数のターゲット差周波数信号を生成するためのトランシーバと、
開ループの態様で直線化されているディジタル化ターゲット差周波数信号を生成するように基準差周波数信号の周波数から得られるレートでターゲット差周波数信号をサンプリングするためのアナログ−ディジタル変換器(ADC)と
を備えた周波数変調持続波(FMCW)レーダ。 - 光遅延手段が少なくとも1つの光ファイバ遅延線路を備えた、請求項1に記載のレーダ。
- 光遅延手段が少なくとも1つのレーザダイオードを備えた、請求項1から2のいずれかに記載のレーダ。
- 光遅延手段が少なくとも1つの光検出器を備えた、請求項1から3のいずれかに記載のレーダ。
- 光遅延手段が、周波数掃引信号に対する複数の異なる時間変位のうちの任意の1つを有する時間変位周波数掃引信号を生成するようになされた、請求項1から4のいずれかに記載のレーダ。
- 光遅延手段がマルチタップ光ファイバ遅延線路を備えた、請求項5に記載のレーダ。
- 光遅延手段によって付与される遅延が、最大必要レーダ射程におけるターゲットに送信される信号の飛行時間の倍数に等しくなるように選択される、請求項1から6のいずれかに記載のレーダ。
- 弁別器によって生成される基準差周波数信号を、基準差周波数信号の周波数に関連する間隔で分離された一連のタイミングパルスに変換するためのアナライザが提供され、これらのタイミングパルスを使用してADCがクロックされる、請求項1から7のいずれかに記載のレーダ。
- アナライザがゼロ交差検出器を備えた、請求項8に記載のレーダ。
- 周波数掃引発生器が、鋸波周波数掃引信号および三角波周波数掃引信号のうちの任意の1つを出力するようになされた、請求項1から9のいずれかに記載のレーダ。
- 周波数掃引発生器が電圧制御発振器を備え、電圧制御発振器が10%よりもよい直線性を有する周波数掃引信号を生成する、請求項1から10のいずれかに記載のレーダ。
- 周波数掃引発生器によって生成される周波数掃引信号が第1の周波数帯内の周波数範囲を有し、レーダによって送信される信号が第2の周波数帯内の周波数範囲を有し、第1の周波数帯に含まれている周波数が第2の周波数帯に含まれている周波数より低い、請求項1から11のいずれかに記載のレーダ。
- トランシーバが、周波数掃引信号の周波数をレーダによって送信される信号の周波数まで高くするための周波数アップコンバータを備えた、請求項12に記載のレーダ。
- 周波数アップコンバータが安定局部発振器(STALO)を備えた、請求項13に記載のレーダ。
- 9GHzないし150GHzの周波数帯内の信号を送信するようになされた、請求項1から14のいずれかに記載のレーダ。
- 40GHzを超える周波数を有する信号を送信するようになされた、請求項1から14のいずれか一項に記載のレーダ。
- 光遅延手段が、100メートルを超える自由空間光路長によって付与される遅延と等価の遅延を生成する光導波路を備えた、請求項1から16のいずれかに記載のレーダ。
- 光遅延手段が、500メートルを超える自由空間光路長によって付与される遅延と等価の遅延を生成する光導波路を備えた、請求項17に記載のレーダ。
- 光遅延手段が、1キロメートルを超える自由空間光路長によって付与される遅延と等価の遅延を生成する光導波路を備えた、請求項18に記載のレーダ。
- 請求項1から19のいずれかに記載のレーダを備えた、地表の物体を検出するための装置であって、物体が異物デブリス(FOD)であり、地表が空港の滑走路である装置。
- 請求項1から19のいずれか一項に記載のレーダを備えた、周辺警戒装置。
- 周波数掃引信号を生成するための周波数掃引発生器と、周波数掃引信号の一部を受け取り、かつ、周波数掃引信号の周波数と周波数掃引信号から得られる時間変位周波数掃引信号の周波数との差に等しい周波数を有する基準差周波数信号を生成するための弁別器と、アナログ−ディジタル変換器(ADC)をクロックするための、基準差周波数信号から得られるサンプリングクロック出力とを備えた周波数変調持続波(FMCW)レーダのための周波数直線化モジュールであって、ADCが、開ループの態様でFMCWレーダのトランシーバから得られたターゲット差周波数信号をサンプルするために使用され、弁別器が、時間変位周波数掃引信号を生成するための光遅延手段を備えたことを特徴とする、モジュール。
- (i)周波数掃引信号を生成するステップと、
(ii)周波数掃引信号の周波数と周波数掃引信号から得られる時間変位周波数掃引信号の周波数との差に等しい周波数の基準差周波数信号を生成するステップと、
(iii)レーダによって送信される信号を周波数掃引信号から生成するステップと、
(iv)レーダによって送信される信号の周波数と、1つまたは複数の遠隔ターゲットからレーダに戻る信号の周波数との差に等しい周波数のターゲット差周波数信号を生成するステップと、
(v)アナログ−ディジタル変換器(ADC)を使用してターゲット差周波数信号をサンプリングするステップであって、ADCサンプリングレートが、開ループの態様で直線化されているディジタル化ターゲット差周波数信号を生成するように基準差周波数信号の周波数から得られるステップと
を含む周波数変調持続波(FMCW)レーダを動作させる方法であって、
基準差周波数信号を生成するステップ(ii)で使用される時間変位周波数掃引信号が、光遅延手段を使用して生成されることを特徴とする、方法。 - 地表の物体を検出するためにレーダを使用するステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 地表の物体を検出するためにレーダを使用するステップが、空港の滑走路上の異物デブリス(FOD)を検出するためにレーダを使用するステップである、請求項24に記載の方法。
- 画定領域の周辺を監視するためにレーダを使用するステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
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