JP7188448B2 - アンテナ装置、移動体、及びターゲット判別方法 - Google Patents
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Description
電波の送信及び受信の少なくとも一方を行い、複数の送受信系統を定義する複数のアンテナ素子と、
信号処理部と、
前記複数の送受信系統で送受信された高周波信号を処理する送受信部と
を備えており、
前記複数のアンテナ素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリアが相互に重複しており、サイドローブの形状が前記複数のアンテナ素子の間で異なっており、
前記複数のアンテナ素子によって複数の送受信系統が定義され、
前記信号処理部は、
前記複数の送受信系統ごとに前記送受信部で処理された信号のフーリエ変換を行ってパワースペクトルを求め、
前記複数の送受信系統ごとに求められたパワースペクトルのピークを検知し、
検知されたピークの位置に対応する距離ごとに、ピークが検知されたパワースペクトルの数に基づいて、当該距離の位置に現れたピークが、前記複数のアンテナ素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリア内のターゲットからの反射に基づくものか否かを判定するアンテナ装置が提供される。
レーダ装置を備えた移動体であって、
前記レーダ装置は、送信用及び受信用の複数のアンテナ素子のうち、送信用の前記アンテナ素子と受信用の前記アンテナ素子とを組み合わせて構成される複数の送受信系統を備え、
前記複数のアンテナ素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリアが相互に重複しており、サイドローブの形状が前記複数のアンテナ素子の間で異なっており、
さらに、
前記複数の送受信系統によって送受信された高周波信号を処理する送受信部と、
前記複数の送受信系統ごとに前記送受信部で処理された信号のフーリエ変換を行ってパワースペクトルを求め、前記複数の送受信系統ごとに求められたパワースペクトルのピークを検知し、検知されたピークの位置に対応する距離ごとに、ピークが検知されたパワースペクトルの数に基づいて、当該距離の位置に現れたピークが、前記複数のアンテナ素子のメインローブのカバレッジエリア内のターゲットからの反射に基づくものか否かを判定し、メインローブのカバレッジエリア内のターゲットからの反射に基づくピークに基づいて、メインローブのカバレッジエリア内のターゲットまでの距離を算出する信号処理部と
を有する移動体が提供される。
放射パターンのメインローブのカバレッジエリアが相互に重複しており、サイドローブの形状が異なっている送信用及び受信用の複数のアンテナ素子のうち、送信用の前記アンテナ素子と受信用の前記アンテナ素子とを組み合わせて構成される複数の送受信系統によって送受信された高周波信号を処理して、前記送受信系統ごとに中間周波信号を発生し、
前記送受信系統ごとに発生された前記中間周波信号をフーリエ変換し、フーリエ変換されたパワースペクトルのピークを検知し、
検知されたピークの位置に対応する距離ごとに、ピークが検知されたパワースペクトルの数に基づいて、当該距離の位置に現れたピークを、検出すべきターゲットに起因するピークとして判別するターゲット判別方法が提供される。
図1Aから図6Bまでの図面を参照して、第1実施例によるアンテナ装置、及びこのアンテナ装置を搭載した移動体について説明する。
信号処理部21は、送受信部22から送受信系統ごとに取得した中間周波信号IF(t,n)をフーリエ変換してパワースペクトルP(r,n)を算出する(ステップS1)。ここで、中間周波信号IF(t,n)の変数tは、中間周波信号IFが時間の関数であることを表している。パワースペクトルP(r,n)の変数rは、パワースペクトルPが距離の関数であることを表している。変数nは、送受信系統を特定する系統番号である。なお、フーリエ変換して得られるパワースペクトルPは一般的には周波数の関数であるが、第1実施例においては、中間周波信号IFが距離に依存するビート周波数成分を含んでいるため、パワースペクトルPを距離rの関数として表記する。
ここで、Nは送受信系統の個数である。図2に示したように2個の送信用アンテナ素子Tx及び4個の受信用アンテナ素子Rxでアンテナ装置25が構成されている場合には、N=8になる。
第1実施例では、複数のアンテナ素子20(図1)のメインローブ26のカバレッジエリアが相互に重複している。このため、複数の送信用アンテナ素子Tx(図2)から重複するカバレッジエリア内に高強度の電波が放射される。さらに、メインローブ26のカバレッジエリアから到来する電波が、複数の受信用アンテナ素子Rx(図2)で高感度に受信される。このため、すべての送受信系統の中間周波信号IFに、メインローブ26のカバレッジエリア内に位置するターゲットに起因するピークが現れる。
第1実施例では、図2に示したようにアンテナ装置に2個の送信用アンテナ素子Tx及び4個の受信用アンテナ素子Rxを設けているが、送信用アンテナ素子Tx及び受信用アンテナ素子Rxの個数をそれ以外の個数としてもよい。また、送信用アンテナ素子Tx及び受信用アンテナ素子Rxの一方を1個とし、他方を複数個設けてもよい。複数の送受信系統が定義されればよい。
次に、図7Aから図10Bまでの図面を参照して、第2実施例及びその変形例によるアンテナ装置について説明する。第2実施例では、第1実施例によるアンテナ装置の複数のアンテナ素子20(図1A)の具体的な構成例について説明する。
21 信号処理部
22 送受信部
25 アンテナ装置
26 メインローブ
27 サイドローブ
28 メインローブのカバレッジエリア
29 メインローブのカバレッジエリア外のエリア
30 移動体
31 ターゲット
32 クラッタの発生源
35 ターゲット
40 放射素子
41 給電点
42 給電線
43 位相中心
50 レドーム
221 信号発生部
222 ミキサ
223 A/Dコンバータ
501 レドームのメイン部分
502 レドームのサイド部分
Rx 受信用アンテナ素子
Tx 送信用アンテナ素子
Claims (11)
- 電波の送信及び受信の少なくとも一方を行い、複数の送受信系統を定義する複数のアンテナ素子と、
信号処理部と、
前記複数の送受信系統で送受信された高周波信号を処理する送受信部と
を備えており、
前記複数のアンテナ素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリアが相互に重複しており、サイドローブの形状が前記複数のアンテナ素子の間で異なっており、
前記複数のアンテナ素子によって複数の送受信系統が定義され、
前記信号処理部は、
前記複数の送受信系統ごとに前記送受信部で処理された信号のフーリエ変換を行ってパワースペクトルを求め、
前記複数の送受信系統ごとに求められたパワースペクトルのピークを検知し、
検知されたピークの位置に対応する距離ごとに、ピークが検知されたパワースペクトルの数に基づいて、当該距離の位置に現れたピークが、前記複数のアンテナ素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリア内のターゲットからの反射に基づくものか否かを判定するアンテナ装置。 - 前記複数のアンテナ素子の各々は、第1方向に配列した複数の放射素子を含む請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記複数のアンテナ素子の各々に含まれる前記複数の放射素子の配置が、前記複数のアンテナ素子の間で異なっている請求項2に記載のアンテナ装置。
- 前記複数の放射素子は、基板に設けられて同一の周波数で共振する複数の導体パッチで構成され、前記複数のアンテナ素子の各々に含まれる前記複数の導体パッチの寸法がばらついており、前記複数のアンテナ素子の間で、前記複数の導体パッチの寸法のばらつきの態様が異なっている請求項2または3に記載のアンテナ装置。
- 前記複数のアンテナ素子の各々に含まれる前記複数の放射素子の個数が、前記複数のアンテナ素子の間で異なっている請求項2乃至4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
- 前記複数のアンテナ素子の各々は、少なくとも1つの放射素子と、レドームとを有し、
前記レドームのうち、前記複数のアンテナ素子の放射パターンのサイドローブに対応するエリアに配置されたサイド部分の材料及び物理構造の少なくとも一方が、前記複数のアンテナ素子の間で異なっている請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記レドームのうち、前記放射素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリアに配置されているメイン部分の誘電率が、前記複数のアンテナ素子の間で同一であり、前記サイド部分の誘電率が、前記複数のアンテナ素子の間で異なっている請求項6に記載のアンテナ装置。
- 電波の送信及び受信の少なくとも一方を行う複数のアンテナ素子と、
信号処理部と
を備えており、
前記複数のアンテナ素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリアが相互に重複しており、サイドローブの形状が前記複数のアンテナ素子の間で異なっており、
前記複数のアンテナ素子によって複数の送受信系統が定義され、
前記信号処理部は、前記複数の送受信系統ごとに送受信信号の信号処理を行い、信号処理の結果に基づいて、前記複数のアンテナ素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリア内から到来する電波か否かを判定し、
前記複数のアンテナ素子の各々は、少なくとも1つの放射素子と、レドームとを有し、
前記レドームのうち、前記複数のアンテナ素子の放射パターンのサイドローブに対応するエリアに配置されたサイド部分の材料及び物理構造の少なくとも一方が、前記複数のアンテナ素子の間で異なっており、
前記レドームのうち、前記放射素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリアに配置されているメイン部分の表面粗さが、前記複数のアンテナ素子の間で同一であり、前記サイド部分の表面粗さが、前記複数のアンテナ素子の間で異なっているアンテナ装置。 - 前記信号処理部は、抽出したピークに基づいて、メインローブのカバレッジエリア内のターゲットまでの距離を算出する請求項1乃至7のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
- レーダ装置を備えた移動体であって、
前記レーダ装置は、送信用及び受信用の複数のアンテナ素子のうち、送信用の前記アンテナ素子と受信用の前記アンテナ素子とを組み合わせて構成される複数の送受信系統を備え、
前記複数のアンテナ素子の放射パターンのメインローブのカバレッジエリアが相互に重複しており、サイドローブの形状が前記複数のアンテナ素子の間で異なっており、
さらに、
前記複数の送受信系統によって送受信された高周波信号を処理する送受信部と、
前記複数の送受信系統ごとに前記送受信部で処理された信号のフーリエ変換を行ってパワースペクトルを求め、前記複数の送受信系統ごとに求められたパワースペクトルのピークを検知し、検知されたピークの位置に対応する距離ごとに、ピークが検知されたパワースペクトルの数に基づいて、当該距離の位置に現れたピークが、前記複数のアンテナ素子のメインローブのカバレッジエリア内のターゲットからの反射に基づくものか否かを判定し、メインローブのカバレッジエリア内のターゲットからの反射に基づくピークに基づいて、メインローブのカバレッジエリア内のターゲットまでの距離を算出する信号処理部と
を有する移動体。 - 放射パターンのメインローブのカバレッジエリアが相互に重複しており、サイドローブの形状が異なっている送信用及び受信用の複数のアンテナ素子のうち、送信用の前記アンテナ素子と受信用の前記アンテナ素子とを組み合わせて構成される複数の送受信系統によって送受信された高周波信号を処理して、前記送受信系統ごとに中間周波信号を発生し、
前記送受信系統ごとに発生された前記中間周波信号をフーリエ変換し、フーリエ変換されたパワースペクトルのピークを検知し、
検知されたピークの位置に対応する距離ごとに、ピークが検知されたパワースペクトルの数に基づいて、当該距離の位置に現れたピークを、検出すべきターゲットに起因するピークとして判別するターゲット判別方法。
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