JPH01304377A - 方向識別機能をもつレーダ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は象限検出信号を用いて基底電圧加算による電圧
特性の連続化を行い、全方位の目標存在方向の角度情報
を得ることのできる方向識別機能をもつレーダ装置に関
する。

〔従来技術、および発明が解決しようとする課題〕従来
、アクティブな目標検出装置として、単一の擬似ランダ
ムコート信号を用いて同一の送信および受信アンテナで
全方位の目標からの反射信号を相関処理し、目標の接近
に限り検出を行う目標検出レーダ装置が知られている。

これは目標までの距離が所定値以下になったことを検出
するものであるが、その場合目標の方向は検出できなか
った。

また、目標方向の検出装置として、それぞれ２個の送信
用および受信用アンテナを設け、送信アンテナで２個以
上の擬似ランダム・コード信号の投射象限と、受信用ア
ンテナを高速に切換えた受信象限とで検出象限パターン
を合成し、相関処理を行い検出象限内の目標の微弱な反
射信号を検出し、目標の接近および目標方向情報を得る
方向識別レーダ装置がある。

これは目標が象限中央方向では明確に検出できるが隣接
した象限内の境界近傍では目標方向の象限判定が不明確
となる課題を有していた。

従来型の方向識別レーダ装置が第８図に示される。第８
図においてＲＦ発振器１５から出力される無線周波（Ｒ
Ｆ）出力は分配器１６を介して一対の変調器１７　、１
８に送られ、その夫々に擬憤ランダム・コード発生器２
４　、２５から発生した擬似ランダム・コードで変調さ
れた後に送信アンテナ１１゜１２を介して外部に放射さ
れる。この外部に放射された電波は目標物体により反射
され一対の受信アンテナ１３．１．４より、マイクロ波
スイッチング回路１９に達する。この受信入力はクロ・
ツク発生器２０のクロックとともにマイゲロ波スイッチ
ング回路１９によりスイッチングを行い、そのスイッチ
ング出力はＲＦ発振器１５の出力とともに復調器２■に
送られ、ホモダイン検波され電力分配器２２において出
力が４分配される。この分配された信号はそれぞれ相関
器２６〜２９により擬似ランダム・ヨー１発生器２４　
、２５から発生された擬似ランダム・コートと同一のコ
ードで相関をとる。相関器２６〜２９からの出力は低減
フィルタ３１〜３４を介して判定器３０に送信される。

判定器３０は２個の比較器３０１．３０２と２個のスイ
ッチ３０３．３０．１とで構成され前記の相関器２６　
、２７の出力は夫々フィルタ３１　、３２を介して比較
器３０１に入力して比較されてスイッチ３０３に出力し
、また相関器２８　、２９の出力は夫々フィルタ３３　
、３４を介して比較器３０２に入力して比較されてスイ
ッチ３０４に出力する。前記クロック発生器２０からの
出力はスイッチ３０３．３０４に入力され」二記比較器
３０１゜３０２出力とともに入力されてスイッチ３０３
からは出力Ｘ、、Ｘ２を、スイッチ３０４からは出力Ｘ
３＋ｘ４が得られる。このスイッチ３０４　はクロック
発生器２０でつ（られるタイミング・パルス信号によっ
て比較器３０２の出力を出力端Ｘ１、Ｘ４に、また、左
右それぞれの受信アンテナ１３　、１４の受信切換えと
同期して切換えられ目標検出信号は左側の受信アンテナ
１３に接続されている時は出力端Ｘ３に、受信アンテナ
１４に接続されている時は出力端Ｘ４に現われる。同様
に比較器３０１の出力は左右受信アンテナ１３　、１４
に同期し、夫々出力端ＸＩ、Ｘ２に現われる。上記の左
右受信アンテナ１．３．１４は」二下受信アンテナ１１
　、１２との合成パターンにより第２図に示すように４
方向のビーム１〜４が構成される。したがって、左右受
信アンテナ１３　、１４の接続をマイクロ波スイッチン
グ回路で、また比較器３０Ｌ　３０２出力をスイッチ３
０３．３０４により同期させ切換えるとヒーム１の出力
端ばＸ、＋に、ビーム２はＸ４、ビーム３はＸ１、ビー
ム４はＸ２に目標検出信号が現われることになる。

上記従来装置においては目標物体の接近と目標物体の存
在方向を検出しようとする場合、目標が象限中央方向で
は明確に検出できるが象限の境界近傍ではＩ］標力方向
象限判定が不明６育となるという問題点を有していた。

更にまた、複数種の擬似ランダムコードで変調したＲ　
Ｆ電波を送受信するとともに、送信擬イ以ランダムコー
ド信号と受信ｌ疑領ランダムコード信号との相関を検出
した後に、相関出力レヘルの比較を行い、相関出力を送
受信機部でスイッチングし、この送受信機部の出力によ
る合成パターン出力信号を用いて直流電圧信号を形成し
、その演算出力を用いて２値信号により目標の存在する
象限と範囲を判定する判定部を有する象限識別用レーダ
装置が開発された。

しかしながら」二記従来の形式の象限識別用レーダ装置
においては、いずれも目標物体存在の検知が象限又は成
る特定の検知範囲にのみ存在することを検知するという
判定機能を有するものであった。

本発明の目的は、象限識別機能をもつレーダ装置により
目標物体を検出するにあたり、目標が成る距離以内に接
近したことを検知するのみならず、目標の存在方向の角
度をも検知し得るようにして、存在方向の検知情報を送
出する機能を向」二せしめることにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明によれば、それぞれ２個の送信用および受信用ア
ンテナを有するアンテナ部、複数種の擬似ランダムコー
ドて変調したＲＦ電波を送受信するとともに、送信擬似
ランダムコーＩ・信号と受信擬似ランダムコーＩ・信号
との相関を検出した後に相関出力レヘルの比較を行う送
受信機部、該送受信機部の相関出力をスイッチングする
スイッチ部、該スイッチ部の出力による合成パターン出
力信号を用いて直流電圧信号を形成して演算出力信号を
算出する象限角度演算部、該象限角度演算部の出力によ
り個々の象限内の角度電圧に基底電圧を加算して全方向
の目標存在方向の角度を出力する角度加算処理部、を具
備する方向識別機能をもっレーダ装置、が提供される。

〔実施例〕

本発明の一実施例としての方向識別機能をもつレーダ装
置を第１図に示す。

送受信アンテナ部１０は一対の送信アンテナＴ（上）］
］、Ｔ（下）１２と、一対の受信アンテナＲ（左）１３
、Ｒ（右）１４とより構成される。

送受信機部２０のＲＦ発振器１５の発振出力は分配器１
６を介して一対の変調器１．７．１８に送られ、擬似ラ
ンダムコート発生器２３　、２４からの信号により変調
されて被変調波は夫々送信アンテナＴ（上）１１、Ｔ（
下）１２から放射される。

一対の送信アンテナから投射される電波パターンは第２
図に、また受信アンテナのアンテナパターンは第３図に
示す如き形状である。

一対の受信アンテナＲ（左）１３、Ｒ（右）１４からの
受信入力はりＩコック発生器１６のクロックと共にスイ
ッチング回路１９に送られ、スイッチングされて復調器
２１に送られる。復調器２１の出力は電力分配器２２に
送られ、４分割されて各相関器２５　、２６　、２７　
、２８に送られる。

それぞれの擬似ランダムコード発生器２３　、２４から
の信号と各相関器入力とは相関され、その相関出力信号
は各低域フィルタを介して比較器２９１゜２９２により
相互に比較され、送受信機部２ｏの出力信号となる。

送受信機部２０からの各出力信号ば象限角度演算部３０
のスイッチング回路３１に送られる。２個のスイッチ３
１１．３１２はクロック発生器１６のクロックによりス
イッチングされる。ごの場合、第１のスイッチ３１１　
ばクロックにより　（Ｘ＋　、Ｘ２）の間で、又第２の
スイッチ３１２はクロックにより（Ｘ３　、　　Ｘ４）
の間で夫々スイッチング制御される。

出力端Ｘ１〜Ｘ４は左右受信アンテナ１３　、１４の接
続を切換えて４方向のビーム１〜４の目標検出信号であ
って、送受信機部２ｏの出力信号である。

スイッチ部３１からの出力信号は各ビームの信号を増幅
およびホールド処理部３２において増幅処理した後に、
直流電圧信号Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３゜Ｂ４として４個の演算
器ＮｒＬ１〜Ｎｏ　４　（３３１〜３３４）に送信され
、各演算器陽１〜１ｌｌｏ、　４には４個の入力が人力
される。

第１図に示す本発明の装置において、送受信アンテナ部
において合成された受信レヘルのパターンは、第４図に
示す如き逆正接関数の形状で描出される。本発明装置で
は演算部３０の各演算器隔１〜Ｎｏ、　４はユニバーザ
ル三角関数発生器であって（例えばアナログデバイス社
製／１Ｄ６３９型）、次の式により演算出力信号Ｖ、を
算出する。

第４図に示すように目標が例えば■象限の中央からθ角
度方向に存在すれば、目標からの反射電波ｔｉｔスイッ
チングされたビーム１〜ビーム４により検出され、直流
電圧信号１３１〜Ｂ４としてその夫々の受信レヘルで出
力される。

各演算器Ｍ１〜Ｎｏ、　４の演算出力信号は、第５図に
示す如く動作する。即ち 演算器隔ｉ　（３３１）は直流電圧入力Ｂ３．Ｂ４゜Ｂ
　ｉ、　、　＋３２に対し、第１象限の目標物体の角度
θ（θ−９０°〜１８０°）に対応して出力電圧ＶＳＩ
を発生し、その出力電圧は加算器４１に送られる。

加算器は第１象限では一■３の電圧を基底電圧として目
標物体の角度θを、縦座標Ｖ３ｔ、横座標θ（角度）よ
り決定する。同様にして演算器Ｎｏ、　２（３３２）は
出力電圧ＶＳＩ＋を出力し、加算器４２において基底電
圧−■、を用いてスイッチ４５２よりθ一１８０°〜２
７０°内の目標物体角度を検出する。

又演算器ＩＴｈ、　３　（３３３）は出力電圧ｖｓｍを
出力し加算器４３において基底電圧−■、を用いてスイ
ッチ４５３よりθ−２７０°〜０°内の目標物体角度を
検出する。更に又演算器Ｎｏ、　４　（３３４）は出力
電圧Ｖ、１ｖ■３ を出力し、加算器４４において基底電圧−−を用いてス
イッチ４５４よりθ−０°〜９０°内の目標物体角度を
検出することになる。

更に各演算器にはインヒヒソト信号（Ｈ又はＬ）を出力
する機能を有し、第５図の実施例においては、演算器Ｎ
ｏ、　ｌ〜Ｎｏ、　３は、インヒビ’７１−１−　（Ｋ
Ｍをスイッチ４５１〜４５３に送り、演３ＥＮ０．４は
ヒンヒビソ１〜Ｉ−１信号をスイッチ４５４に送る。

即ち加算器（４１〜４４）では各象限１〜■の角度電圧
（換言ずれば■象限内で０、■象限内で９０゜相当電圧
、■象限内で１８０°相当電圧、■象限内でば２７０°
相当電圧）が加算され、したがって全周囲の角θ−〇°
〜３６０゜ 例えば■象限内に目標が存在するとすればＯ〜９０°内
の目標の方向の角度θを出力し、■象限内の目標は９０
°〜１８０°内の目標方向の角度θを出力する。

したがってインヒビソト信号（Ｈ又はＬ）の機能は、必
要な角度演算以外の（例えばθ−〇°〜９０°以外の）
場合は完全に演算出力をなくすためにスイッチを追加し
、インヒビソト信号により出力電圧を０にするだめのも
のである。

」二記の説明より■象限内の目標物体の角度を演算する
に際し、０°〜２７０°はインヒビソｈ　ｌ−信号が作
用し、又９０゛　〜ＩＥ（０°もインヒビソトＩ、信号
が作用し、０°〜９０°の間のみインヒビッＩ・１（信
号が作用することによりスイッチを動作させる。

〔発明の効果〕

本発明の装置によれば、２個以上の擬似ランダムコード
信号の投射ビーム・パターンと、高速に切換えた受信ビ
ームパターンとにより、ビームパターンの合成を行い、
相関器による相関処理の後に、各ビーム内の目標物体か
らの微弱な反射信号を検知し、各々の合成パターンにつ
いて角度信号を演算して目標物体の方向を算出し、目標
物体のある距離以内への接近および目標方向の角度情報
を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１１２１は本発明の一実施例としての方向識別機能を
有するレーダ装置の構成図、 第２図および第３図は第１図の送受信アンテナにより合
成される送信パターンと受信パターンを夫々示す図、 第４図は各象限の送受信合成ビームパターンと目標物体
の方向を示す図、 第５図は第１図の角度演算および加算処理を■。 ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ象限で行って目標物体の存在する角
度を算出するブロック図、 第６図は第５図の演算器出力対角度の■象限の特性図、 第７図は各象限におりる目標物体の角度演算電圧対１」
標物体角度（０°〜３６０°）の特性図、および 第８図は従来方式におりる目標物体の接近を検知する目
標物体検知装置を示す図、 である。 １０・・・送受信アンテナ部、 １１、．１２・・・送信アンテナ、 １３　、１４・・・受信アンテナ、 １５・・・ＲＦ発振器、　　　１６・・・分配器、１．
７　、１．８・・変調器、 １９・・・スイッチング回路、 ２０・・・送受信機部、　　２０１　・・・クロック発
生器、２１・・・復調器、　　　　２２・・・電力分配
器、２３　、２４・・・擬似ランダムコート発生器、２
５　、２６　、２７　、２８・・・相関器、２５１〜２
８１　・・・低域フィルタ、２９Ｌ　２９２・・・比較
器、　　３０・・・象限角度演算部、３１・・・スイッ
チ部、　　３１１．３１２・・・スイッチ、３２・・・
増幅およびボールＩζ部、 ３３・・・演算器部、　　　３３１〜３３４・・・演算
器、４０・・・角度加算処理部。 ｂ ｉ＼ （Ｎ リロ　　　　　ｕ＋１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれ２個の送信用および受信用アンテナを有す
   るアンテナ部、 複数種の擬似ランダムコードで変調したＲＦ電波を送受
   信するとともに、送信擬似ランダムコード信号と受信擬
   似ランダムコード信号との相関を検出した後に相関出力
   レベルの比較を行う送受信機部、 該送受信機部の相関出力をスイッチングするスイッチ部
   、 該スイッチ部の出力による合成パターン出力信号を用い
   て直流電圧信号を形成して演算出力信号を算出する象限
   角度演算部、 該象限角度演算部の出力により、個々の象限内の角度電
   圧に基底電圧を加算して全方向の目標存在方向の角度を
   出力する角度加算処理部、 を具備する方向識別機能をもつレーダ装置。 ２、逆正接関数を用いて目標の存在する象限範囲及び目
   標の方向角の演算を行うことを特徴とする請求項１記載
   の方向識別機能をもつレーダ装置。 ３、逆正接関数を用いて目標の象限範囲の演算を行うた
   めに演算器各入力をＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４とし、各象
   限の演算器出力Ｖ＿Ｓ＿ I 、Ｖ＿Ｓ＿II、Ｖ＿Ｓ＿II
   I、Ｖ＿Ｓ＿IVを次式 Ｖ＿Ｓ＿ I ＝ｔａｎ＾−＾１［（Ｂ２−Ｂ４）／（Ｂ
   １−Ｂ３）］Ｖ＿Ｓ＿II＝ｔａｎ＾−＾１［（Ｂ３−Ｂ
   １）／（Ｂ２−Ｂ４）］Ｖ＿Ｓ＿III＝ｔａｎ＾−＾１
   ［（Ｂ４−Ｂ２）／（Ｂ３−Ｂ１）］Ｖ＿Ｓ＿IV＝ｔａ
   ｎ＾−＾１［（Ｂ１−Ｂ３）／（Ｂ４−Ｂ２）］により
   算出することを特徴とする請求項１記載の方向識別機能
   をもつレーダ装置。 ４、合成パターン出力信号を用いて象限検出の演算出力
   信号を算出し、更に個々の象限内の角度電圧に基底電圧
   を加算して電圧特性を連続化し、角度情報の直読可能を
   特徴とする、請求項１記載の方向識別機能をもつレーダ
   装置。