JPH0666924A - パルスレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、車載用機器として効果的に使用で
きる小型化が可能とされるパルスレーダ装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】１つの送受信兼用のアンテナ11に高周波送受信
回路12が接続されるもので、アンテナ11が接続される接
続分岐点ａに第１、第２の伝送線路21、22を接続し、高
周波発振器24からの出力が第３の伝送線路23を介して第
１の伝送線路21に結合する。第１、第２の伝送線路21、
22の一端は、それぞれ第１、第２の高周波スイッチ25、
27を介して接地し、第３の伝送線路23と発振器24の接続
点は第４の伝送線路28、第３の高周波スイッチ29を介し
て接地する。第２の伝送線路22の出力の入力されるミキ
サー26に第４の伝送線路28からローカル信号を供給し、
ミキサー26から受信信号を出力する。ここで、送信区間
で第２、第３の高周波スイッチ27、29が閉塞され、受信
区間で第１の高周波スイッチ25が閉塞される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車等の車
両に搭載され、車間距離の測定さらに衝突防止装置等を
構成するようになるパルスレーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば走行する車両において、前方を走
行する車両との間隔、すなわち車間距離を計測する手段
としてパルスレーダ装置が用いられる。図６はこの様な
パルスレーダ装置の構成例を示すもので、特に車載用に
構成する場合には送受信アンテナが共有されるようにし
ている。

【０００３】すなわち、高周波発振器51で発生された高
周波信号は、アイソレータ52およびサーキュレータ53を
介してアンテナ54に供給されるようにするもので、アイ
ソレータ52とサーキュレータ54との間に高周波スイッチ
55を設ける。この高周波スイッチ55は、送受信に対応し
た制御信号により受信時において閉塞されるもので、発
振器51からの発振高周波信号を接地点に導くようにして
いる。

【０００４】またアンテナ54からの受信信号は、サーキ
ュレータ53を介してミキサー56に供給されるようにして
いるもので、このミキサー56には高周波発振器51からの
信号をローカル信号として入力して受信信号を混合検波
し、このミキサー56からの出力信号が、増幅器57を介し
て受信信号として出力されるようにしている。

【０００５】この様に構成されるパルスレーダ装置にお
いて、サーキュレータ53はアンテナ54を送受信兼用とす
るために設けられるものであり、またアイソレータ52は
高周波スイッチ55の閉塞時において高周波発振器51方向
への反射波を吸収し、この高周波発振器51の動作を安定
化するために設けられている。

【０００６】しかし、この様なパルスレーダ装置を構成
するためのサーキュレータ53およびアイソレータ52は体
格が大きいものであり、必然的に送受信部を小型化して
構成することが困難である。しかも、このサーキュレー
タ53およびアイソレータ52は磁性材料によって構成され
るものであるため、この高周波送受信回路部の全体を集
積化して構成することができない。

【０００７】サーキュレータおよびアイソレータを用い
ないでパルスレーダ装置の送受信部を構成するために、
方向性結合器を用いることが考えられる。しかし、この
様に方向性結合器によって送受信信号を分離するように
した装置においては、送信用および受信用に別個のアン
テナを設置することが必要となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、サーキュレータ等の大型化
する部材を使用することなく、車両に効果的に搭載でき
るように集積回路化することも可能とされ、車載用の車
間距離測定装置あるいは衝突防止装置等効果的に構成で
きるようにしたパルスレーダ装置を提供しようとするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るパルスレ
ーダ装置は、１つのアンテナに共通に接続してそれぞれ
（２ｎ−１）λg ／４（λg ：伝送線路上の使用波長、
ｎ：正の整数）の長さに設定された第１および第２の伝
送線路を設け、前記第１の伝送線路と前記高周波発振器
との間に、高周波発振器からの発振信号が供給される
（２ｎ−１）λg／４の長さに設定された第３の伝送線
路を設ける。そして、前記第１の伝送線路と第３の伝送
線路との間を受信時にのみ閉塞される第１の高周波スイ
ッチを介して接地し、前記第２の伝送線路の前記アンテ
ナと反対側端部を、送信時にのみ閉塞される第２の高周
波スイッチを介して接地すると共に、（２ｎ−１）λg
／４の長さに設定された第４の伝送線路を前記第３の伝
送線路と前記発振器との間に接続し、この第４の伝送線
路と接地点との間が送信時にのみ閉塞される第３の高周
波スイッチで接続され、受信時に前記第４の伝送線路を
介して前記高周波発振器の出力電力が消費されるように
する。

【００１０】

【作用】この様に構成されるパルスレーダ装置におい
て、送信時においては第１の高周波スイッチが開かれ、
高周波発振器から発振信号が第１の伝送線路からアンテ
ナに供給されて、この高周波信号の送信動作が行われ
る。この送信時には第２の高周波スイッチが閉塞されて
いるものであるため、第２の伝送線路の出力側が接地さ
れ、アンテナ部からの信号が受信信号とされることがな
い。また受信時においては、第１の高周波スイッチが閉
塞されて高周波発振器からの信号がアンテナ部さらに第
２の伝送線路に供給されることがなく、アンテナからの
受信信号のみが第２の伝送線路を介して得られる。この
場合、高周波発振器からの発振信号は、第４の伝送線路
を介して消費され、第１の高周波スイッチ閉塞時におい
ても高周波発振器方向への反射波はほとんどなく、この
高周波発振器は安定した発振動作ができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は例えば車両に搭載される車間距離測定
装置等を構成するようになるパルスレーダ装置を示して
いるもので、ミリ波帯のパルス信号を送信し、また受信
する１つのアンテナ11を備える。このアンテナ11にはミ
リ波帯高周波送受信回路12に接続されるもので、この送
受信回路12には制御信号発生回路13からの、送受信切り
換え等に対応した制御信号が供給されている。

【００１２】演算回路14においては、制御信号発生回路
13からの制御信号に同期して、ミリ波帯のパルス信号が
送信されてから受信されるまでの時間を計測し、この計
測時間に基づいて物標までの距離を算出するようにして
いる。

【００１３】図２は高周波送受信回路12をより詳細にし
て示した構成図で、アンテナ11は接続分岐点ａにおいて
第１および第２の伝送線路21および22に接続される。こ
の第１および第２の伝送線路21および22は、共に１／４
λg の長さに設定される。ここで、λg は伝送線路上の
使用波長である。

【００１４】第１の伝送線路21は、１／４λg の長さの
第３の伝送線路23を介して、ミリ波帯の高周波信号を発
振する高周波発振器24が接続される。第３の伝送線路23
と第１の伝送線路21との接続点は、第１の高周波スイッ
チ25を介して接地する。

【００１５】第２の伝送線路22はミキサー26に接続され
るもので、このミキサー26と第２の伝送線路22との接続
点は、第２の高周波スイッチ27を介して接地する。ま
た、第３の伝送線路23と高周波発振器24の接続点は、１
／４λg の長さの第４の伝送線路28が接続され、この第
４の伝送線路28は第３の高周波スイッチ29を介して接地
すると共に、減衰器30を介してミキサー26に接続され
る。そして、このミキサー26からの検波出力信号を増幅
器31で帯域増幅し、出力端子32から受信信号として出力
されて演算回路14に供給されるようになる。

【００１６】第１ないし第３の高周波スイッチ25、27、
および29には、それぞれ制御入力端子33〜35からの制御
信号が入力されるもので、この制御信号は制御信号発生
回路13から、送信および受信モードに対応して発生され
る。

【００１７】この様に構成される高周波送受信回路12に
おいて、高周波発振器24からは図３にＳ1 で示すような
ミリ波帯の高周波信号が発振される。制御信号発生回路
13からは、図３にＳ2 およびＳ3 で示すような制御信号
が発生されるもので、制御信号Ｓ2 は第２および第３の
高周波スイッチ27および29に対する制御入力端子34およ
び35に供給し、また制御信号Ｓ3 は第１の高周波スイッ
チ25の制御入力端子33に供給する。

【００１８】ここで、図３においてＴx は送信区間であ
りＴr は受信区間であって、送信区間Ｔx において制御
信号Ｓ2 はハイレベルとされ、送信区間Ｔr において他
の制御信号Ｓ3 がハイレベルに設定されるもので、これ
ら制御信号のハイレベルの区間で高周波スイッチが閉塞
され、ローレベルの区間は開放される。

【００１９】まず送信状態（区間Ｔｘ) においては、制
御信号Ｓ3 によって第１の高周波スイッチ25が開かれ、
制御信号Ｓ2 によって第２および第３の高周波スイッチ
27および29が閉塞される。したがって、第４の伝送線路
28の先端は、第３の高周波スイッチ29を介して接地され
る。

【００２０】ここで、図４で示すように長さＬ、特性イ
ンピーダンスＺinの伝送線路の先端が接地されると、そ
の入力インピーダンスＺinは次のようになる。 Ｚin＝ｊＸo tan（２π／λg ）Ｌ この場合入力インピーダンスＺinは無限大となって、そ
の結果高周波発振器24の出力から第４の伝送線路28を見
込んだインピーダンスは極めた高い。このため高周波発
振器24からの高周波発振出力Ｓ1 は、第３の伝送線路23
および第１の伝送線路21を通って接続分岐点ａに達す
る。

【００２１】この状態では制御信号Ｓ3 によって第１の
高周波スイッチ25が開かれ高インピーダンスとなってい
るため、高周波発振器24からの発振信号Ｓ1 はほとんど
反射が無い状態で接続分岐点ａに達する。

【００２２】これに対して接続分岐点ａに接続される受
信系の第２の伝送線路22は、その長さが１／４λg であ
り、その先端部に接続された第２の高周波スイッチ27は
送信時の制御信号Ｓ2 によって閉塞されているものであ
るため、接続分岐点ａから第２の伝送線路22を見込んだ
インピーダンスは極めて高く、ほぼ開放とみなせる。し
たがって、この高周波発振器24からの発振信号Ｓ1 は、
送信区間Ｔx において図３のＳ4 で示すようにアンテナ
11を介して検知領域に送信される。

【００２３】次に、図３にＴr 区間で示す受信時におい
ては、第２および第３の高周波スイッチ27および29が開
かれ、第１の高周波スイッチ25が閉塞される。したがっ
て、第３の伝送線路23は第１の高周波スイッチ25を介し
て接地され、このため高周波発振器24から第３の伝送線
路23を見込んだインピターンスが高くなってほぼ開放と
みなせるようになる。一方、第３の高周波スイッチ29は
開放されているから、高周波発振器24からの高周波発振
信号Ｓ1 は、第４の伝送線路28および減衰器30を介し
て、ミキサー26にローカル信号として供給される。

【００２４】このパルスレーダ装置の検知領域内に存在
する物標からは、例えば図３のＳ5で示す反射信号が得
られ、この反射信号Ｓ5 はアンテナ11において受信さ
れ、接続分岐点ａに達する。このとき、第１の伝送線路
21は第１の高周波スイッチ25を介して接地されており、
また第３の高周波スイッチ29が開放の状態にあるから、
接続分岐点ａに達した反射信号Ｓ5 は、第２の伝送線路
22を介してミキサー26に入力される。

【００２５】このミキサー26に入力された反射信号Ｓ5
は、減衰器30介して供給されるローカル信号と混合検波
され、その後増幅器31で帯域増幅されて、出力端子32か
ら図３のＳ6 で示す出力信号が出力されて演算回路14に
供給される。

【００２６】演算回路14においては、この高周波送受信
回路12部からの出力信号Ｓ6 を適宜波形整形して反射パ
ルス信号Ｓ7 を生成する。そして、送信開始時点から反
射パルス信号Ｓ7 が検知されるまでの時間ｔd を計測
し、この計測時間ｔd に基づいて物標までの距離を演算
する。

【００２７】この様に構成されるパルスレーダ装置によ
れば、送信時において第２の高周波スイッチ27と第２の
伝送線路22において、受信部は等価的に切り離された状
態とすることができる。これに対して、受信時には第１
の高周波スイッチ25および第１の伝送線路21によって同
様に送信部が等価的に切り離されるようになる。このた
め、図６で示した従来装置のようにサーキュレータを用
いることなく、１つのアンテナ11を送信用および受信用
に兼用できる。

【００２８】また受信時において、閉塞状態に設定され
る第１の高周波スイッチ25と第３の伝送線路28、および
開放状態とされる第３の高周波スイッチ29によって、高
周波発振器24からの高周波発振出力は減衰器30を介して
ミキサー26にローカル信号として入力される。このた
め、この受信時において第１の高周波スイッチ25が閉塞
されても高周波発信器24に戻る反射波はほとんどなく、
高周波発振器の安定化のために反射波電力を吸収消費す
るアイソレータ（図６で示した）を設置する必要がな
い。

【００２９】図５は第２の実施例の高周波送受信回路12
を示すもので、高周波発振器24の出力側に方向性結合器
41を設け、この方向性結合器41によって高周波発振器24
からの高周波発振出力の一部をミキサー26にローカル信
号として入力する。42は方向性結合器41の結合線路と接
続される第１の終端器、43は第４の伝送線路28および第
３の高周波スイッチ29と接続される終端器である。その
他、図２と同一構成部分は同一符号を付した。

【００３０】図２で示した実施例では、受信時において
高周波発振出力を第４の伝送線路28および減衰器30を介
してミキサー30にローカル信号として供給し、第１の高
周波スイッチ25が閉塞されても高周波発振器24に戻る反
射波を吸収消費するようにした。

【００３１】これに対して図５の第２の実施例において
は受信時にミキサー30に入力されるローカル信号が、方
向性結合器41および終端器42によって行うものであり、
このローカル信号を除いた残りの高周波発振出力を、第
４の伝送線路28を介して終端器43で吸収消費されるよう
にした。したがって、前実施例と同様にアイソレータを
省略することができる。

【００３２】また、第１およぴ第２の実施例において使
用される第１ないし第４の伝送線路の長さを１／４λg
としたが、これは３／４λg 、５／４λg 等のように、
すなわち（２ｎ−１）λg ／４（但し、ｎ＝１、２、
…）の長さを有するように構成すればよいものである。

【００３３】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係るパルスレー
ダ装置によれば、特に送受信回路部においてサーキュレ
ータあるいはアイソレータのような大型化する磁性体材
料による部品を使用することがなく、したがって充分に
小型化してまた集積化可能に構成できるようになり、車
載用の機器として効果的に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るパルスレーダ装置を
説明する構成図。

【図２】上記パルスレーダ装置を構成する高周波送受信
回路を説明する構成図。

【図３】上記パルスレーダ装置の作用を説明するための
信号波形図。

【図４】伝送線路の入力インピーターンスを説明する
図。

【図５】この発明の第２の実施例を説明する構成図。

【図６】従来のパルスレーダ装置を説明する構成図。

【符号の説明】

11…アンテナ、12…高周波送受信回路、13…制御信号発
生回路、 14…演算回路、21〜23、28…第１ないし第４
の伝送線路、24…高周波発振器、25、27、29…第１ない
し第３の高周波スイッチ、26…ミキサー、30…減衰器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送受信を兼用する１つのアンテナと、 このアンテナに共通に接続され、それぞれ（２ｎ−１）
   λg ／４（λg ：伝送線路上の使用波長、ｎ：正の整
   数）の長さに設定された第１および第２の伝送線路と、 高周波発振器と、 前記第１の伝送線路と前記高周波発振器との間に直列的
   に設定され、前記発振器からの高周波発振信号が供給さ
   れる（２ｎ−１）λg ／４の長さに設定された第３の伝
   送線路と、 前記第１の伝送線路と第３の伝送線路との間を接地し、
   受信時にのみ閉塞される第１の高周波スイッチと、 前記第２の伝送線路の前記アンテナと反対側端部を接地
   し、送信時にのみ閉塞される第２の高周波スイッチと、 前記第３の伝送線路と前記発振器との間に接続された
   （２ｎ−１）λg ／４の長さに設定された第４の伝送線
   路と、 この第４の伝送線路と接地点との間に設定され送信時に
   のみ閉塞される第３の高周波スイッチと、 受信時に前記第４の伝送線路を介して前記高周波発振器
   の出力電力を消費させる手段とを具備し、 前記第２の高周波スイッチの開かれた受信時に、前記ア
   ンテナから第２の伝送線路を介して受信信号が出力され
   るようにしたことを特徴とするパルスレーダ装置。