JPH039430B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、目標物との相対速度や移動方向等を
測定するレーダシステムに関するものである。

技術の背景 目標物とアンテナビームとの間に相対的な動き
があるときは、目標物から反射して受信される受
信波の周波数はドツプラ周波数分だけシフトする
ことになる。又ビームの拡がりのためドツプラ周
波数にも拡がりが生じることになり、異なる周波
数の信号が干渉してミキサ出力信号の振幅が変動
することになる。

第１図はレーダシステムの説明図である。

例えば第１図に示すように、対地速度測定用レ
ーダシステムにおいては、発振器３からFOの信
号を送出し、サーキユレータ２を介してアンテナ
１から目標物である大地に俯角γで電波を放射す
る。尚、Δθはアンテナ１における送受信ビーム
幅である。

対地速度をｖ、送信波の波長をλとすると、ド
ツプラ周波数は、 （2v／λ）cos（γ＋Δθ／２）〜（2v／λ）cos
（γ−Δθ／２） …(1) の間に分布する。

ここで、第１図のシステムにおける振幅及び周
波数が連続的に変化するドツプラ信号ｆ（ｔ）に
ついて、振幅分布を一定として解析すると、 まず、ドツプラ周波数fd（θ）は、送受信ビー
ムΔθがΔθ≪１のとき、 fd（θ）＝（2v／λ）cosθ≒ （2v／λ）・（cosγ−sinγ・θ） …(2) （但し、γ−Δθ／２≦θ≦γ＋Δθ／２） と変換できる。

従つて、ドツプラ信号ｆ（ｔ）、即ちミキサの出
力はsin｛2π・（2v／λ）・cosθ・ｔ｝の積として表
わすことができるため、ドツプラ信号ｆ（ｔ）は、 となる。

(3)式によれば、ドツプラ信号ｆ（ｔ）は周波数
｛（2v／λ）・sinγ・Δθ｝で変動することを示して
おり、従つて送受信ビーム幅Δθが変化すればド
ツプラ信号の振幅変動の同期が変化することがわ
かる。

第２図はミキサの出力信号における振幅変動周
期の変化を表わす説明図である。

第２図は第１図のシステムにおいて送受信ビー
ム幅Δθを変化させた場合のドツプラ信号（ミキ
サ４の出力）の振幅変動周期の変化を表わす実測
データに基づいた説明図であり、第２図ａは送受
信ビーム幅Δθを6゜（＝0.10）、第２図ｂはΔθを2゜
（＝0.03）とした場合である。

尚、送受信ビーム幅を狭くすると利得が上昇
し、振幅の最大値も大きくなるが、上述の式を用
いた解析ではこの点は省略している。

第３図は送受信アンテナと受信専用アンテナと
の信号振幅による切換えの説明図である。第３図
に示すように、ドツプラ信号振幅が送受信アンテ
ナではａ、受信専用アンテナではｂであるとする
と、振幅が零となる直前で矢印で示すようにアン
テナの切換えを行うことにより、所定のレベルの
信号を処理できることになる。

従来技術と問題点 従来スペースダイバシテイ方式により送受信ア
ンテナと受信専用アンテナとを設けた場合は、第
４図に示す構成が採用されていた。同図におい
て、５は送受信アンテナ、６は受信専用アンテ
ナ、７は反射板、８はスロツトアンテナ等からな
る励振部、９，１３は方向性結合器、１０は発振
器、サーキユレータ、ミキサ等からなる送受信
部、１１は反射板、１２はスロツトアンテナ等か
らなる励振部、１４は受信専用のミキサである。
この回路は第５図に示すものとなり、第４図と同
一符号は同一部分を示す。又１０１は発振器、１
０２はサーキユレータ、１０３はミキサである。

前述の如きレーダシステムを自動車等に搭載す
る場合は、構成が簡単で小型であると共に廉価で
あることが要望されるものである。しかし方向性
結合器９，１３やそれらの間を結合する導波管を
必要とし、充分な小型化が達成されていないもの
である。

発明の目的 本発明は、上述の通り、ビーム幅（送受信ビー
ム幅）が異なればドツプラ信号の振幅変動周期も
異なることに着目し、送受信アンテナと受信専用
アンテナとのビーム幅を異ならせることによつ
て、簡単な構成でスペースダイバシテイ受信を実
現することのできるレーダシステムを提供するこ
とを目的とするものである。

発明の実施例 本発明の理解を簡単にするために、まず本発明
の原理について説明すると、上述の通り、ビーム
幅を変えればドツプラ信号の振幅変動周期が変化
するため、スペースダイバシテイ方式と同様に第
１図においてアンテナ１の外に受信専用のアンテ
ナを設け、このアンテナの送受信ビーム幅をアン
テナ１のそれと異ならせることにより、振幅変動
同期の異なるドツプラ信号を得ることができる。
前述の如く、第３図に示すように、ドツプラ信号
振幅変動が送受信アンテナではａ、受信専用アン
テナではｂであるとすれば、振幅が零となる直前
で矢印で示すようにアンテナ切換えを行うように
すれば、所定のレベルの信号を処理できるように
なるわけである。

以下実施例について詳細に説明する。

第６図は本発明の一実施例の斜視図であり、２
はパラボラ方式についてのものである。同図にお
いて２０は反射板、２１はスロツトアンテナ等か
らなる送受信アンテナの励振部、２２は受信専用
アンテナの励振部、２３は発振器、サーキユレー
タ、ミキサ等からなる送受信部、２４は受信専用
のミキサである。反射板２０は第７図に示すよう
に断面がパラボラの反射板を結合した構成を有
し、励振部２１からの送信波の一部が鎖線で示す
ように受信専用の励振部２２に入射するように構
成されている。

第８図は回路図を示し、第６図と同一符号は同
一部分を示す。又２３１は発振器、２３２はサー
キユレータ、２３３はミキサである。発振器から
の送信信号はサーキユレータ２３２からアンテナ
の励振部２１に加えられ、反射板により前方にビ
ームが放射され、目標物からの反射波は反射板に
より収束されて励振部２１，２２に入射され、そ
れと同時に励振部２１からの送信波の一部が空間
結合により励振部２２に入射されることになり、
受信専用側ではミキサ２４により送信波の信号と
受信波の信号との混合によりビート信号が得ら
れ、図示しないプリアンプに加えられる。又励振
部２１からサーキユレータ２３２を介してミキサ
２３３に受信波の信号と、サーキユレータ２３２
の逆結合による送信波の信号とが加えられて混合
され、ビート信号が図示しないプリアンプに加え
られる。

第９図は本発明の他の実施例の断面図であり、
１はバラポラ方式についてのものである。第６図
の実施例との相違は、反射板が断面パラボラの１
個の反射板３０となつており、励振部３１，３２
は隣接配置されているが、所謂オフセツト給電形
式となつている。従つて受信専用アンテナの励振
部３２には、送受信アンテナの励振部３１からの
送信波の一部が反射板３０で反射されて入射され
ることになる。

本発明は、前述の各実施例において、送受信ア
ンテナと受信専用アンテナとのビーム幅を異なら
せたものである。即ちビーム幅が相違することに
より、前述のドツプラ信号の振幅変動周期が異な
ることになり、何れかのアンテナを切換選択する
ことによりドツプラ信号の振幅が零になることが
なくなる。このようなビーム幅は励振部のスロツ
トアレイのスロツト数を相違させることにより容
易に変更することができる。

第１０図は本発明の実施例のブロツク図であ
り、４１は送受信アンテナ、４２は受信専用アン
テナ、４３は発振器、４４はサーキユレータ、４
５，５０はミキサ、４６，５１はプリアンプ、４
７はビート信号のレベルを検出するためのレベル
積分回路、４８は積分出力が所定のレベルである
とき送受信アンテナ４１により受信した信号を出
力し、所定のレベル以下のときは受信専用アンテ
ナ４２で受信した信号を出力するようにゲート回
路５４，５５を制御する信号を発生する比較回
路、４９，５２はビート信号をパルス化する波形
整形回路、５３はインバータ、５６はゲート回路
５４，５５の何れかの出力信号を次段の信号処理
回路（図示せず）に出力するオア回路である。

ミキサ４５，５０からは送信信号と受信信号と
の混合によるビート信号が出力され、それぞれプ
リアンプ４６，５１により振幅される。それらの
増幅出力信号の振幅は、前述のドツプラ信号振幅
として説明したように、異なる同期で変動するも
のであるから、送受信アンテナ４１側のビート信
号の振幅をレベル積分回路４７と比較回路４８と
により検出し、所定のレベル以下になると、受信
専用アンテナ４２側のビート信号パルスゲート回
路５５を介して出力するように制御する。

発明の効果 以上説明したように、本発明は、送受信アンテ
ナと受信専用アンテナとのビーム幅を異ならせる
ので、送受信アンテナの受信波に基づくドツプラ
信号と受信専用アンテナの受信波に基づくドツプ
ラ信号の振幅変動周期を異ならせることができ、
簡単な構成によつてスペースダイバシテイ方式の
受信を実現することができる。

なお本発明は前述の実施例にのみ限定されるも
のではなく、種々付加変更することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーダシステムの説明図、第２図はミ
キサの出力信号における振幅変動周期の変化を表
わす説明図、第３図は送受信アンテナと受信専用
アンテナとの信号振幅による切換えの説明図、第
４図は従来のスペースダイバシテイ方式による構
成の斜視図、第５図は第４図の回路図、第６図は
本発明の一実施例の斜視図、第７図は第６図の説
明用断面図、第８図は第６図の回路図、第９図は
本発明の他の実施例の断面図、第１０図は本発明
の実施例のブロツク図である。 ５，４１は送受信アンテナ、６，４２は受信専
用アンテナ、２０，３０は反射板、２１，３１は
送受信アンテナの励振部、２２，３２は受信専用
アンテナの励振部、２３は発振器等を含む送受信
部、２４はミキサ、２３１，４３は発振器、４
５，５０，２３３はミキサ、４４，２３２はサー
キユレータである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送受信アンテナと受信専用アンテナとを備
   え、該送受信アンテナから送出した送信波と各ア
   ンテナで受信した目標物からの反射波とによる第
   １及び第２のビート信号により該目標物との相対
   速度や移動方向を測定するレーダシステムであつ
   て、 前記送受信アンテナと前記受信専用アンテナの
   ビーム幅を異ならせることによつて、前記第１及
   び第２のビーム信号の振幅変動周期をそれぞれ異
   ならせるようにしたことを特徴とするレーダシス
   テム。