JPH01500372A - 円偏波形を使用するレーダトランシーバ - 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】 本発明はレーダに関し、より詳細には円偏波形を使用するレーダトランシーバに 関する。

大抵の物体は電波を反射する。レーダシステムは、雨、霧、または雲を介して航 空機、船、車両、構築物、自動車等の物体を“見る”べく反射された電波を検出 する。伝統的なレーダシステムは無線送信機、無線受信機、２つのアンテナ、デ ィスプレイとから成る。送信機と受信機の両方を有するレーダシステムはラジオ トランシーバと呼ばれる。無線送信機は電圧制御発振器によって連続波またはパ ルス波を発生する。

電波は２つのアンテナの１つによって順番に放射される。物体から反射された送 信波の部分は他のアンテナによって受信され受信機において更に信号処理すべく ミキサによってマイクロ波周波数からより低い中間周波数に変換される。このレ ーダトランシーバは２つのアンテナを使用するので大きく重い。さらに、もし反 射信号が送信信号と同じ偏波を有する場合は受信感度が大幅に低下する。この感 度減少は送信パワーを増大させることによって補償しなければならない。

従来の他のレーダシステムは受信および送信用の単一アンテナの使用を可能にす るサーキュレータを使用する。電圧制御発振器はサーキュレータを介してアンテ ナに先導される連続波信号を発生する。単一アンテナはマイクロ波信号を放射し 、反射エコーを受信する。反射信号はサーキュレータを介してミキサに先導され 、さらに信号処理すべく信号の周波数が減少される。しかしながら、サーキュレ ータに使用されるフェライトなどの磁性材はモノリシックな集積回路と両立性が ない。また、サーキュレータは衝撃や振動を受けやすい。

さらに、単一アンテナレーダシステムはサーキュレータを除去することも可能で ある。電圧制御発振器によって発生された信号は３ｄＢの分岐線結合器に供給さ れる。線状アンテナが結合器の第２分岐に結合され、結合器の第３分岐が成端化 される。それゆえ、発生された信号の半分が結合器を介してアンテナへと供給さ れ信号の他の半分が第３分岐でダンプされる。線状アンテナは第２分岐から信号 を放射し、反射信号を受信する。反射信号は結合器の第２分岐に入って２つに分 割され、半分がミキサへと先導され、他の半分が信号発生器に先導され使用され ない。この構成は１つのアンテナを使用する利点を持つがパワーの約４分の３が 動作中に浪費される。

発明の摘要 したがって、本発明の目的は、簡単で安価なレーダシステムを提供することにあ る。

本発明の他の目的は、コンパクトかつ軽量で単一の基板上に製造可能で全くモノ リシックであるレーダシステムを提供することにある。

さらに、本発明の目的は、効率の良いトランシーバを提供することにある。

前述の目的に従って、本発明によるレーダトランシーバは信号を発生する伝送発 振器、発生した信号を約等しい振幅で９０°位相の異なる２つの信号に分割する 方向性結合器と、これら２つの信号を円偏波形として放射する単一アンテナとを 含む。反射された送信円偏波形のどの部分も同じアンテナによって受信される。

方向性結合器は円偏波の２つの成分を単一の信号に結合し、ミキサによって中間 周波数にダウンコンバートする。

本発明の他のおよびさらなる目的、利点および特徴は、添附の図面を考慮して発 明の好ましい実施例の次の詳細な説明から容易に明らかになる。

図面の簡単な説明 添附の図面において、第１図は、本発明によるレーダトランシーバの路線図であ る。

第２図は、本発明によるアンテナの平面図である。

好ましい実施例の説明 特に第１図において、本発明によるレーダトランシーバ１０は信号を発生する送 信機発振器１１を含む。電力源として例えばビームリードまたは組立て式バラク タダイオードを使用する電圧制御ガン（Ｇｕｎｎ）オシレータが使用される。

信号は方向性結合器またはハイブリッド結合器等の電力分割器１２に供給され、 一部がミキサを駆動するのに十分な電力となり残りの部分が送信される信号とな る。二者択一的に、局部発振器がミキサのための局部発振信号を提供すべく使用 される。

送信される信号はその後、３ｄＢ分岐線結合器、Ｌａｎｇｅ結合器または集中素 子などの３ｄＢ結合器である方向性結合器１５へと供給され、信号は約同じ振幅 で約９０″位相の異なる２つの信号に分割される。方向性結合器１５は概して第 １図の番号１．２．３および４によって示されたように４つのポートを有する。

伝送される信号は方向性結合器１５のポート１に入力され方向性結合器によって 約同じ振幅で約９０’位相の異なる２つの信号に分割される。これらの２つの信 号はそれぞれポート２および３に現われる。

２つの分割信号は順番にアンテナ１７の垂直および水平入力部■およびＨに供給 される。アンテナ１７は２つの信号を円偏波または近回偏波として伝送する円編 形のアンテナである。

ホーンアンテナがアンテナ１７として使用されるが、完全にモノリシックな好ま しい円編形アンテナ１７が第２図に示される。２つの線傷形されたマイクロスト リップアンテナアレイ２１および２２が誘電性基板２５上にプリントされる。２ つのマイクロストリップアレイ２１および２２が基板２５上に互いに直交して配 設され、１つのアレイが水平の線部波を放射し、他方が水平の偏波と約９０°位 相の異なる垂直の線部波を放射する。遠くの範囲、すなわちアンテナ１７から約 １０波長離れた場所で、これらの水平および垂直の線傷形ビームは単一の円編形 または近日偏形の波形を形成する。円偏波形を発生するために、各リニヤアレイ ２１および２２の各入力５および６から方向性結合器１５の各出力３および４ま での電気的距離は等しくなければならない。

各リニヤアレイ２１および２２は複数のストリップライン伝導体２３（５つのス トリップライン伝導体２３が各アンテナアレイ２１および２２に示される）から なる。各ストリップライン伝導体２３は複数の交互する低インピーダンスバッチ ２７および高インピーダンスの狭い伝送部２４から成る。

各バッチ２７と狭い部分２４の長さはアンテナ１７の動作周波数に対して約２分 の１波長である。各バッチ２７および部分２４を約２分の１波長にすることによ りアンテナアレイ２１および２２の平面に直交するビームを形成することができ る。ストリップライン伝導体２３の数およびバッチ２７の数および構成は所望の 照射パターンとビーム幅を得るために変化される。

アンテナ１７はトランシーバ１０へと反射されるどんな信号をも受信する。遠距 離物体によって反射されると同時に円偏波形の方向は逆転する。２つのアンテナ アレイ２１および２２は円偏波形の水平および垂直成分を受信し、信号が方向性 結合器１５のボート２および３に現われる。方向性結合器１５は水平および垂直 成分をポート４に現われる単一信号に再結合する。位相相殺のため反射信号の僅 かが発振器１１の方に反射される。この信号はさらに信号処理すべ（反射信号を 中間周波数にダウンコンバートするミキサ１８に供給される。この中間周波数信 号は出力端子３０に現われる。ミキサ１８は３ｄＢの分岐線結合器かまたはＬａ ｎｇｅ結合器などの結合器１９と、結合器１９の一対の端子間に同じ極性で直列 に結合された２つのミキサダイオード２６を具備する。出力端子３０はダイオー ド２０間の点に結合される。

送信機全体およびアンテナは例えばＤｕｒｏｉｄ基板等の単一基板２５上に取付 は可能である。結果的に、送信機とアンテナは簡単で効率の良いレーダシステム を提供する。このシステムはコンパクトで耐衝撃性であり、飛翔体や車両の耐衝 突への応用に対する使用に対して信頼性のあるレーダシステムを提供する。この レーダ受信機は、ミキサが円編形の逆方向を持つ反射光のみを“見る°ので、同 じ方向の円偏波形を持つ同様のレーダ信号によって“めくら”にされない。

本発明は、特定された実施例に関して示され説明されたが、本発明が関連する技 術の熟練者に取って明らかな多（の変化および変更は本発明の範囲内に含まれる 。

国際調査報告 ｍ−ｍａ−−１１＠ＰＣＴ／ＩＪｓ　８７１０ユ４１５Ｂ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．信号を発生する手段と、 第１、第２、第３および第４の分岐線端子を有し、前記第１分岐線端子が前記信 号発生手段に電気的に結合された方向性結合器と、 前記第２と第３分岐線端子間に電気的に結合され、円偏波を放射すると共に該円 偏波を受信するアンテナと、前記信号発生手段と前記第４分岐線端子との間で電 気的に結合されたミキサとを具備するレーダトランシーバ。
2. ２．前記アンテナが誘電性基板と、互いに直交するように前記誘電性基板上に配 設された一対の線偏形されたマイクロストリップアンテナアレイとを具備する請 求の範囲第１項に記載のレーダトランシーバ。
3. ３．前記一対のアンテナアレイが、前記基板に配設された複数の実質的に平行な 第１ストリップライン伝導体と前記基板に配設された複数の実質的に平行な第２ ストリップライン伝導体とを具備し、前記複数の実質的に平行な第１ストリップ ライン伝導体が前記複数の実質的に平行な第２ストリップライン伝導体と直交す るとともに前記複数の実質的に平行な第２ストリップライン伝導体と同じ平面上 にあり、各ストリップライン伝導体が交互する広幅および狭幅の横断方向寸法を 含む請求の範囲第２項に記載のトランシーバ。
4. ４．信号を発生する手段と、 前記信号を、第１信号と該第１信号と約同じ振幅でかつ９０°位相の異なる第２ 信号に分割する手段と、前記第１および第２信号を円偏波として放射するととも に反射された反射円偏波を受信し、前記反射円偏波を前記反射波の直交成分を表 わす第３および第４の信号に分割するアンテナ手段と、 さらに信号処理すべく前記第３および第４の信号を結合して第５の信号にする手 段とを具備するレーダトランシーバ。