JPH01116475A - Fm−cwレーダ装置 - Google Patents

Fm−cwレーダ装置

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JPH01116475A
JPH01116475A JP63244700A JP24470088A JPH01116475A JP H01116475 A JPH01116475 A JP H01116475A JP 63244700 A JP63244700 A JP 63244700A JP 24470088 A JP24470088 A JP 24470088A JP H01116475 A JPH01116475 A JP H01116475A
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transmitter
mixer
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/343Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は第1周波数間隔(fo、f、+Δf)に亘って
特定の周波数スイープ速度(Δf/Δt)で送信信号を
発生する送信機と、ミキシング信号を用い送信された信
号から得られたエコー信号を復調すると共にDFT装置
を具えるミキサーとを具え、このDFT装置はデジタル
化及びサンプル化された信号を受信するに好適な端子を
設けると共にヘテロダイン周波数に関連し、かつ、供給
された信号に関連する目標距離データを発生するように
したFM−CWレーダー装置に関するものである。
この種レーダ装置は米国特許願US−A4,568.9
38号明細書から既知である。この米国特許願に記載さ
れたレーダ装置は特に目標物体近くまでの距離を測定す
る高度計である。しかし、このレーダ装置は、その測距
限度近(の物体までの距離を測定するには好適でない。
その理由は、物体が更に遠くになるにつれて、物体の被
変調エコー信号の信号期間が関連するパルス繰返し時間
内で減少するからである。
本発明は、送信された信号に相当する周波数スイープ期
間を増大して広い周波数範囲で作動するミキシング信号
を得るも、周波数スイープ期間の増大による送信信号の
発生への影響を防止することができると言う事実を基と
してなしたものである。
本発明の目的はレーダ測距限度近くに位置する物体から
も充分な長さのエコー信号を処理し得るように適切に構
成配置した上述した種類のFM−CWレーダ装置を提供
せんとするにある。
本発明は第1周波数間隔(f1、f1+Δf)に亘って
特定の周波数スイープ速度(Δf/Δt)で送信信号を
発生する送信機と、ミキシング信号を用い送信された信
号から得られたエコー信号を復調すると共にDFT装置
を具えるミキサーとを具え、このDFT装置はデジタル
化及びサンプル化された信号を受信するに好適な端子を
設けると共にヘテロダイン周波数に関連し、かつ、供給
された信号に関連する目標距離データを発生するように
したFM−CWレーダ装置において、前記送信機は前記
第1周波数間隔よりも長い第2周波数間隔(f l+ 
f 、+k・Δf)に亘って前記周波数スイープ速(Δ
f/Δt)でミキシング信号を発生ず(k>1)に好適
なように構成したことを特徴とする。
図面につき本発明を説明する。
第1図はFM−CWレーダ装置の送信周波数fzの時間
に対する変化を示す。このFM−CWレーダ装置の送信
機は定周波数スイープ比(d f/d t)で周波数f
r=’l”の周波数間隔(f、、f0+Δf)を繰り返
しカバーする。図面から明らかなように、レーダの近く
に位置する目標(目標距離R1−(1/2)・CTl)
に対し可聴時間Tの大部分中エコー信号“a”を受信す
る。現送信信号のレプリカとみなし得るエコー信号“a
”がミキシング信号により復調されると、ビート信号と
も称される周波数(B(11のへテロダイン信号を得る
ことができる。このビート信号は目標距離に充分な情報
を供給するに充分な長さとする。これは、レーダ測距の
時間限度近くで目標距離Rt= (1/2)・cTiで
目標物体によって発生したエコー信号“b”ではない。
エコー信号“b”は、次に存在するミキシング信号で混
合された可聴時間(0、T)内で短期間(T2.T)中
のみ周波数f B111のビート信号を得ることを示す
。同一の周波数スイープ比で高い周波数t、(f、>f
o+八rへのミキシング信号の発生を継続する場合には
長い距離で物体から長いエコー信号を受信することがで
き、従って、充分な長さのビート信号を得ることができ
る。送信信号の発生に対し、送信機は測距範囲(f1、
f1+Δf)でのみ作動し得るため、実際上、送信され
た信号からかかるミキシング信号を取出すことができな
い。送信信号の発生でなく、エコー信号の復調に必要な
ミキシング信号の発生に対し、送信信号に属する周波数
スイープ比を保持しながら、周波数スイープ長さを増大
させることにより更に遠い目標からのエコー信号からも
可聴時間内で充分な長さのビート信号を得ることができ
る。ミキシング信号を発生させる時間の全期間は、好適
には、2Tとするが、この期間は所望に応じ長くしたり
、短くしたりすることができる。
しかし、図面に示すようにミキシング信号の発生には2
Tの時間が必要になる。実際に、送信信号の発生には時
間Tの期間が掛かるが、エコー信号の受信、従って、D
FT装置によるこれらエコー信号の処理には時間2Tの
期間が掛かり、これらは時間間隔(0,2T)に行われ
る。
本発明の好適な例では、追加の手段、即ち、分散遅延手
段の導入を行って%Elで示される時間間隔(0、T)
内で送信信号の発生後で、復調後R,で示される時間間
隔(0,2T)内に受信したエコー信号は、第2図に示
すように、全部の発生信号がP、で示される成る時間間
隔(T+r、)T+r)内に、従って、時間Tの期間内
に集中されるように周波数依存の遅延を受けるようにな
る。この結果はDFT処理期間Tが送信時間Tに加えら
れ、この際時間間隔R1に対する時間間隔P1の位置が
適用される分散遅延手段の型に完全に依存することを示
す。実際上、これによってパルス−ドツプラレーダにお
いて既知の利点を有する“パルス圧縮”型のCWレーダ
を得ることができる。“パルス圧縮“型のCWレーダに
よれば信号対雑音比が改善されるようになる。更に、こ
のパルス圧縮は、時間間隔に−T(k>2及びkl∈N
)中、ミキシング信号を発生させることにより増大させ
ることができるが、分散遅延手段によって再び時間間隔
T内に受信した信号を集中させることができる。
一般に、本発明によれば、ミキシング信号をk・T(k
>l及びk∈N)秒中、発生するため、時間間隔R3は
時間間隔E、よりも長くなる。更に、分散遅延手段を導
入することによって、時間間隔P。
内に受信した信号を集中させて、パルス圧縮型のレーダ
を得ることができ、この際、時間間隔P、は時間間隔R
1よりも短(なる。しかし、上述した特定の例によれば
時間間隔P、の長さは時間間隔El。
の長さよりも短くなるが、これは本発明を限定するもの
ではない。
第3図は本発明FM−CWレーダ装置の一例を示す。こ
のレーダ装置は、定周波数スイープ比df/dtで、周
波数範囲(Lo、fa+2Δf)内に信号を発生するに
好適な送信用発振器1を具え、期間Tの次の周波数スイ
ープ期間中、周波数範囲がfoからf、+Δ1までとな
るようにする。これら信号は閉成スイツチ2を経て出力
増幅器3に供給して送信信号を得るようにする。これら
送信信号は送信アンテナ4を経て送信する。又、送信用
発振器1によって発生した信号は減結合器(又は送受切
換器)5を経てミキサー6に供給する。更に、受信アン
テナ7を経て得たエコー信号もLNTA型増幅器8で増
幅した後ミキサー6に供給する。送信信号を周波数範囲
(fo、fo+Δf)内に時間周期T中にのみ送信する
が、ミキシング信号は周波数範囲(to、to+2Δf
)内に時間周期2T中発生するような所望の作動を達成
するには、送信用発振器1を次の時間周期Tで次の一周
波数間隔(f、+Δf。
f0+2Δf)に亘って同一の周波数スイープ比df/
dtで周波数スイープを保持するに好適なように構成し
、スイッチ2を時間周期T後に開放し得るようにする。
送信信号でエコー信号を復調して得たビート信号はm、
l増幅器9で増幅され、所定の帯域幅でフィルタ処理さ
れるようになる。次いで1、■、f、増幅器9の出力信
号を分散遅延線10に供給し1この遅延線で最低のビー
ト周波数を有する周波数信号を、最高のビート周波数を
有する周波数信号に対し時間周期Tだけ遅延する。これ
がため、同一間隔T内にシフトされ、集中された分散遅
延線10の出力信号はアナログ−デジタル変換器11で
サンプルされ、デジタル化され、次いで、DF’T信号
処理装置12に供給する。目標エコー信号の各周波数値
に対し目標距離を割当てると共にビート信号の周波数値
に対しても同様とするため、DFT信号処理装置の各周
波数チャネルは測定した目標の属する特定の距離間隔を
表わす。更に、第3図に点線の部分で示すように、遅延
線10とアナログ−デジタル変換器11とはその順序を
交換することができる。
送信用発振器1を全周期2T中ミキサーのミキシング信
号の発生に用いるため、第1図に示す例では値fr=T
−’のパルス繰返し周波数を保持するのが困難となる。
しかし、これは第4図に示すFM−CWレーダ装置に例
では可能である。このFM−CWレーダ装置は、第3図
に示すレーダ装置とは逆に、第1送信用発振器1のほか
に同一形式の第2送信用発振器13を設けると共にスイ
ッチ2の代わりにバイポーラスイッチング装置14を設
けて送信用発振器1及び13を出力増幅器3に交互に接
続し得るようにするが、この場合には時間制御装置15
を用いる必要がある。この時間制御装置15によって送
信用発振器l及び13を交互に、かつ、繰返し周波数f
=T−’で決まる周期で関連する周波数範囲の最低値f
Oに連続的にリセットするが、スイッチ14は時間制御
装置15によって切換えて周波数範囲(f、、f0+Δ
f)内で変化する周波数を有する送信信号が出力増幅器
3に繰返しくf=T−〇供給されるようにする。
送受切換器5及び16により夫々送信用発振器1及び1
3の出力ラインから少量の信号エネルギーを減結合し、
次いで、この信号を送受切換器17によって集中するこ
とによって受信したエコー信号を復調する所望のミキシ
ング信号を有するミキサー6を得ることができる
【図面の簡単な説明】
第1図はFM−CWレーダ装置に生じる信号を示す特性
図、 第2図はFM−CWレーダ装置に生じる送信信号を種々
の関連する処理時間の時間シーケンスと共に示す特性図
、 第3図はFM−CWレーダ装置の第1例の構成を示すブ
ロック回路図、 第4図はFM−CWレーダ装置の第2例の構成を示すブ
ロック回路図である。 1.13 ・・・ 送信用発振器 2 ・・・ スイッチ 3 ・・・ 出力増幅器 4 ・・・ 送信アンテナ 5.16.17 ・・・ 送受切換器(減結合器)6 
・・・ ミキサー 7 ・・・ 受信アンテナ 8.9 ・・・ 増幅器 10 ・・・ 分散遅延線 11 ・・・ アナログ−デジタル変換器12 ・・・
 DFT信号処理装置 14 ・・・ バイポーラスイッチング装置15 ・・
・ 時間制御装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1周波数間隔(f_0、f_0+Δf)に亘って
    特定の周波数スイープ速度(Δf/Δt)で送信信号を
    発生する送信機と、ミキシング信号を用い送信された信
    号から得られたエコー信号を復調すると共にDFT装置
    を具えるミキサーとを具え、このDFT装置はデジタル
    化及びサンプル化された信号を受信するに好適な端子を
    設けると共にヘテロダイン周波数に関連し、かつ、供給
    された信号に関連する目標距離データを発生するように
    したFM−CWレーダ装置において、前記送信機は前記
    第1周波数間隔よりも長い第2周波数間隔(f_1、f
    _1+k・Δf)に亘って前記周波数スイープ速度(Δ
    f/Δt)でミキシング信号を発生する(k>1及びk
    ∈N)に好適なように構成したことを特徴とするFM−
    CWレーダ装置。 2、前記ミキサー及びDFT装置間に設けた受信器は信
    号周波数に応じて復調されたエコー信号を遅延する分散
    遅延手段を具えることを特徴とする請求項1に記載のF
    M−CWレーダ装置。 3、前記第2周波数間隔(f_1、f_1+k・Δf)
    を前記第1周波数間隔(k=2)の2倍以上としたこと
    を特徴とする請求項1又は2に記載のFM−CWレーダ
    装置。 4、両周波数間隔に生ずる最低周波数値を同一としたこ
    とを特徴とする請求項1〜3の何れかの項に記載のFM
    −CWレーダ装置。 5、信号をサンプリングし、かつ、デジタル化する手段
    を前記ミキサー及び遅延手段間に設けるようにしたこと
    を特徴とする請求項1〜4の何れかの項に記載のFM−
    CWレーダ装置。 6、信号をサンプリングし、かつ、デジタル化する手段
    を前記遅延手段及びDFT装置間に設けるようにしたこ
    とを特徴とする請求項1〜4の何れかの項に記載のFM
    −CWレーダ装置。 7、前記送信機には前記第2周波数間隔に亘って周波数
    スイープを行うに好適な第1及び第2送信用発振器を設
    けると共にその切換えによって2つの発振器をアンテナ
    手段に接続するスイッチング手段を設け、この送信機は
    、前記送信用発振器の一方をアンテナ手段に交互に相互
    接続すると共にアンテナ手段に相互接続された送信用発
    振器を初期位置に瞬時にリセットするように構成し、更
    に、送信機には前記両送信用発振器にも接続されミキシ
    ング信号を得る合成装置を設けるようにしたことを特徴
    とする請求項1〜6の何れかの項に記載のFM−CWレ
    ーダ装置。
JP63244700A 1987-10-01 1988-09-30 Fm−cwレーダ装置 Expired - Lifetime JP2644849B2 (ja)

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NL8702342 1987-10-01

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