JPH07198826A - 自己診断機能付きレーダー装置、および、平面アンテナ - Google Patents

自己診断機能付きレーダー装置、および、平面アンテナ

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JPH07198826A
JPH07198826A JP5352160A JP35216093A JPH07198826A JP H07198826 A JPH07198826 A JP H07198826A JP 5352160 A JP5352160 A JP 5352160A JP 35216093 A JP35216093 A JP 35216093A JP H07198826 A JPH07198826 A JP H07198826A
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line
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receiving antenna
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雅義 生野
Fusao Inai
房雄 井内
Yoshihide Agari
良英 上里
Osamu Isaji
修 伊佐治
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 送信アンテナから送出波を前方空間に出力
し、前方の物標で形成された反射波を受信アンテナを通
じて受信して、物標の有無や距離を識別する自己診断機
能付きレーダー装置に関し、レーダー装置の物標検出機
能の総合的な良否を識別でき、従来のレーダー装置から
の転用が容易で、低コストに自己診断機能を実現できる
自己診断機能付きレーダー装置を提供することを目的と
する。 【構成】 送信アンテナ14の線路と受信アンテナ15
の線路とを、所定の周波数で断続的に連絡可能なスイッ
チ手段19A、19Bと、スイッチ手段19A、19B
が断続的に連絡されている期間に受信アンテナ15の線
路を伝播する高周波信号について、所定の周波数に関連
して発生する周波数成分を検出する検出手段17と、こ
の検出結果に基づいて機能の異常を識別する識別手段1
7と、を設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、送信アンテナから送出
波を前方空間に出力し、前方の物標で形成された反射波
を受信アンテナを通じて受信して、物標の有無や距離を
識別する自己診断機能付きレーダー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】送信アンテナから送出波を前方空間に出
力し、前方の物標で形成された反射波を受信アンテナを
通じて受信して、物標の有無や距離を識別するレーダー
装置が実用化されている。レーダー装置は、送出波をパ
ルス状に出力するパルス方式と送出波を連続的に出力す
る連続波方式に大別でき、用途の一例は、自動車に搭載
して前方の先行車輛までの車間距離を計測する用途であ
る。
【0003】一般的なレーダー装置では、ミリ波帯の電
波を利用しており、信号発生、送信経路、受信経路、信
号処理の格段の電子回路には、GHzレベルの高周波信号
による動作が要求される。従って、自己診断機能を追加
する際には、かなり特殊な回路設計が必要であり、自己
診断を目的に送受信回路から取り出せる信号も限られて
いる。
【0004】図5は、従来のFM−CWレーダー装置の
説明図である。図中、(a) は車間距離計測、(b) は回路
構成、(c) は送受信信号を示す。ここでは、規則的に周
波数変調した送出波を用いて車間距離計測を行う。
【0005】図5(a) において、自車輛51の前面に
は、送出アンテナ54と受信アンテナ55が配置され
る。自車輛51に搭載したレーダー装置から供給された
高周波信号が送出アンテナ54で送出波に変換される。
前方空間に放射された送出波は先行車輛52に到達して
反射波を形成する。反射波の一部は、自車輛51の方向
に進んで受信アンテナ55に受信される。受信した高周
波信号を処理して、先行車輛52の有無、先行車輛52
までの車間距離、自車輛51と先行車輛52の相対速度
を求める。
【0006】図5(b) において、周波数変調部53A
は、発振器53Bの発振周波数を所定の振幅と周期で規
則的に変化させて、GHz帯の高周波送出信号を形成す
る。高周波送出信号は、送出アンテナ54に導かれて、
送出波に変換される。
【0007】反射波は、受信アンテナ55に受信されて
高周波受信信号に変換される。高周波受信信号は、増幅
器56Cで増幅された後にミキサ56Bに入力され、方
向性結合器56Aを通じて送出側から取り出した高周波
送出信号を積算される。方向性結合器56Aは、発振器
53B側から伝播する高周波信号の一部分だけを取り出
す素子である。
【0008】信号処理部57では、高周波受信信号と高
周波送出信号を積算した結果のビート信号を用いて、信
号処理、周波数解析、周波数検出、演算操作等を実行
し、自車輛51と先行車輛52の車間距離を求める。相
対距離は、距離表示部58Aを通じて運転車に通知され
るとともに、車速制御部58Bを通じて、自車輛51の
速度制御にも利用される。
【0009】なお、送出アンテナ54や受信アンテナ5
5には、マイクロストリップラインアンテナやトリプレ
ートアンテナのような平面アンテナの他にも、導波管ア
レイアンテナや導波管パラボラアンテナ等を採用でき
る。ただし、数100mの前方でも検出エリアが同一車
線内に収まるように、強い指向性が付与される。
【0010】図5(c) において、図5(b) の発振器53
Bで発生した高周波送出信号は、中心周波数fC を中心
にして、一定の周波数幅に渡って、一定の周期で、上下
に直線的に周波数を変化させる。一方、アンテナ55B
を通じて受信された高周波の受信信号は、自車輛51か
ら先行車輛52までの距離を往復する時間と、相対速度
によるドップラー効果とに起因する時間遅れを持つ。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図5のレーダー装置で
は、周波数変調部53A、発振器53B、送出アンテナ
54、受信アンテナ55、増幅器56C、方向性結合器
56A、発振器53Bから送出アンテナ54までの経
路、受信アンテナ55から信号処理部57までの経路の
うちのいずれか1つにでも異常が発生すると、先行車輛
52を検知して、車間距離を計測する機能を果たせなく
なる。
【0012】例えば、温度上昇等に起因して発振器53
Bの出力が低下する場合、発振器53Bから送出アンテ
ナ54までの経路を構成する導波管の固定が緩む場合、
増幅器56Cの雑音レベルが上昇する場合等が考えられ
る。
【0013】このような場合、自車輛51のすぐ前方を
先行車輛52が走行していても、先行車輛52が存在し
ない表示が行われる。また、レーダー装置から出力され
る車間距離は全く意味の無い数値となる。そして、出力
された車間距離が意味の無い数値となると、走行中の安
全を確保するためのレーダー装置が、逆に運転者の判断
を誤らせたり、運転の邪魔をして走行中の危険を高める
おそれがある。
【0014】また、レーダー装置から出力される車間距
離に応じて自車輛51の速度を制御して車間距離を一定
に保つ自動運転機能(クルーズコントロール)を導入し
た場合、先行車輛52を検知できないことは、そのま
ま、先行車輛52に追突する可能性を高めることにな
り、速度制御の信頼性を確保できない。
【0015】ところで、一般的な装置に応用される自己
診断システムは、構成のそれぞれに異常検出センサを設
け、全部のセンサが正常を示す場合を全体機能の正常と
判断するシステムである。このような自己診断システム
を図5(b) のレーダー装置に応用する場合、周波数変調
部53A、発振器53B、送出アンテナ54、受信アン
テナ55、増幅器56C、方向性結合器56A、発振器
53Bから送出アンテナ54までの経路、受信アンテナ
55から信号処理部57までの経路にそれぞれ異常検出
センサを設け、全部のセンサの出力を一定時間ごとに判
断する演算素子等も別途に設ける必要がある。
【0016】このような自己診断システムでは、部品追
加が著しく、従来のレーダー装置における部品や回路の
設計と配置を全くやり直す必要がある。装置全体の大型
化やコスト高を招くことにもなる。
【0017】本発明は、レーダー装置の物標検出機能の
総合的な良否を識別でき、従来のレーダー装置からの転
用が容易で、低コストに自己診断機能を実現できる自己
診断機能付きレーダー装置を提供することを目的として
いる。
【0018】
【課題を解決するための手段】図1は、第1実施例のレ
ーダー装置の説明図である。図1の構成に付した記号を
参照して、請求項1の自己診断機能付きレーダー装置を
説明する。ただし、請求項1の自己診断機能付きレーダ
ー装置は、図1および第1実施例に記載の態様には限定
されない。
【0019】図1において、請求項1の自己診断機能付
きレーダー装置は、線路を伝播する高周波信号を空間に
放射して、前方に向かう送出波を形成する送信アンテナ
14と、前方の物標で前記送出波が形成した反射波を受
信して、別の線路を伝播する高周波信号に変換する受信
アンテナ15と、前記送信アンテナ14の線路を伝播す
る高周波信号の一部分を、前記受信アンテナ15の線路
を伝播する高周波信号に積算する積算手段12A、12
Bと、を有するレーダー装置において、前記送信アンテ
ナ14の線路と前記受信アンテナ15の線路とを、所定
の周波数で断続的に連絡可能なスイッチ手段19A、1
9Bと、前記スイッチ手段19A、19Bが断続的に連
絡されている期間に前記受信アンテナ15の線路を伝播
する高周波信号について、前記所定の周波数に関連して
発生する周波数成分を検出する検出手段17と、前記周
波数成分の検出結果に基づいて機能の異常を識別する識
別手段17と、を設けたものである。
【0020】請求項2の平面アンテナは、同一平面上に
送信用と受信用の2系統のアンテナパターンが配置され
た平面アンテナにおいて、前記送信用アンテナパターン
の少なくとも1個の放射部と、前記受信用アンテナパタ
ーンの少なくとも1個の受信部との間に、外部信号に応
じて両者を連絡可能なスイッチ素子を設けたものであ
る。
【0021】請求項3の自己診断機能付きレーダー装置
は、線路を伝播する高周波信号を空間に放射して、前方
に向かう送出波を形成する送信アンテナと、前方の物標
で前記送出波が形成した反射波を受信して、別の線路を
伝播する高周波信号に変換する受信アンテナと、前記受
信アンテナの線路を伝播する高周波信号に対して、所定
の周波数の振幅変調を行う変調手段と、を有するヘテロ
ダイン型のレーダー装置において、前記送信アンテナの
線路と前記受信アンテナの線路とを連絡可能なスイッチ
手段と、前記スイッチ手段が連絡されている期間に前記
受信アンテナの線路を伝播する高周波信号について、前
記所定の周波数に関連して発生する周波数成分を検出す
る検出手段と、前記周波数成分の検出結果に基づいて機
能の異常を識別する識別手段と、を設けたものである。
【0022】請求項4の自己診断機能付きレーダー装置
は、所定の振幅と周期で規則的に周波数変調された高周
波送出信号を形成する送出波発生手段と、前記高周波信
号を送信アンテナに導いて前方空間に送出波を出力する
送出手段と、前記送出波が前方の物標で形成した反射波
を受信して高周波受信信号を形成する受信手段と、前記
高周波送信信号の一部分を前記高周波受信信号に積算す
る積算手段と、を有するFM−CW方式のレーダー装置
において、前記送信アンテナの線路と前記受信アンテナ
の線路とを連絡可能なスイッチ手段と、前記スイッチ手
段が連絡されている期間に前記受信アンテナの線路を伝
播する高周波信号について、前記高周波送出信号の規則
的な変調に関連して発生する周波数成分を検出する検出
手段と、前記周波数成分の検出結果に基づいて機能の異
常を識別する識別手段と、を設けたものである。
【0023】
【作用】図1において、請求項1の自己診断機能付きレ
ーダー装置では、スイッチ手段19A、19Bを用い
て、前方の物標とは無関係な自己診断用の高周波信号を
受信アンテナ15の線路に発生させる。このとき、単に
スイッチ手段19Bを連絡しただけでは、積算手段12
A、12Bで同じ周波数の高周波信号が積算される結果
となり、検出手段17に入力する中間周波数信号(また
はビート信号)の振幅が0になって、全体機能を反映し
た自己診断用の信号は得られない。
【0024】そこで、スイッチ手段19A、19Bで
は、送信アンテナ側と受信アンテナ側とを所定の周波数
で断続的に連絡する。この断続の周波数に起因して発生
する周波数成分は、その振幅がレーダー装置の全体機能
の状態を反映しており、自己診断用の信号として利用で
きる。識別手段17では、例えば、この周波数成分の振
幅が正常値か否かを判断して、全体機能の正常/異常を
識別する。
【0025】スイッチ手段19A、19Bを動作させて
自己診断を行う時期は、レーダー装置の電源をONした
直後の一定時間だけでもよい。しかし、自動車に搭載す
る場合には、走行中のレーダー装置の信頼性を継続的に
確保するために、例えば、10秒ごとに0.1秒間を費
やして自己診断してもよい。このとき、パルス方式では
長いパルスを出力してそのパルスの継続期間中に、ま
た、FM−CW方式では一時的にFM変調を停止した状
態で、自己診断を行ってもよい。
【0026】スイッチ手段19Bが受信アンテナ15と
送信アンテナ14の間を直接に連絡する場合、受信アン
テナ15や送信アンテナ14まで含めた全体機能の正常
/異常を識別できる。しかし、受信アンテナ15や送信
アンテナ14やこれらに続く経路は、通常、固定された
故障しにくいものであるから、積算手段12A、12B
に近い側にスイッチ手段を配置してもよい。例えば、増
幅器16を含む集積回路内にスイッチ手段を組み込むこ
とができる。
【0027】請求項2の平面アンテナは、請求項1の自
己診断機能付きレーダー装置に採用できる。スイッチ素
子は、外部信号に応じて、送信用アンテナパターンと受
信用アンテナパターンの間の連絡/遮断を制御する。
【0028】請求項3の自己診断機能付きレーダー装置
は、送出波の高周波信号とは無関係なローカル発振器の
出力を用いて、受信した高周波信号から中間周波数信号
を形成するヘテロダイン方式である。従って、上述の積
算手段(12A、12B)に起因する問題は発生せず、
中間周波数信号は、そのままレーダー装置の全体機能を
反映している。従って、スイッチ手段を所定の周波数で
断続的に連絡する必要が無い(図4(c) 参照)。
【0029】また、純然たるヘテロダイン方式の信号処
理を行う場合に限らず、いわゆる擬似ヘテロダイン方式
の場合もスイッチ手段を所定の周波数で断続的に連絡す
る必要が無い。擬似ヘテロダイン方式とは、受信した高
周波信号から中間周波数信号を形成する過程において、
受信した高周波信号に所定の振幅変調操作を加えた後
に、送出する高周波信号の一部を積算する方式である
(図4(a) 参照)。
【0030】請求項4の自己診断機能付きレーダー装置
では、用途がFM−CW方式のレーダー装置に限定され
る。FM−CW方式のレーダー装置では、高周波送信信
号に含まれるFM変調周波数成分を利用して、スイッチ
手段を所定の周波数で断続的に連絡することなく、全体
機能を反映した自己診断用の信号を確保できる。
【0031】ただし、FM−CW方式のレーダー装置で
は、スイッチ手段を所定の周波数で断続的に連絡して自
己診断用の信号を確保する請求項1のシステムを構成す
ることも可能である。
【0032】FM−CW方式のレーダー装置では、FM
変調周波数に起因して、積算手段の出力にFM−AM変
換雑音が含まれる。スイッチ手段を連絡した際のFM−
AM変換雑音は、レーダー装置の全体機能を反映した振
幅を持つから、FM−AM変換雑音の振幅を検知して全
体機能の正常/異常を識別できる。
【0033】
【実施例】図1は第1実施例のレーダー装置の説明図、
図2は平面アンテナの説明図、図3はスイッチングの説
明図である。図1中、(a) は構成、(b) は信号処理プロ
グラムを示す。図2中、(a) は配置、(b) は構造を示
す。図3中、(a) はスイッチング無し、(b) はスイッチ
ング有り、(c) は判定回路を示す。
【0034】ここでは、パルス方式やFM−CW方式の
レーダー装置に利用できる自己診断機能が説明される。
パルス方式では長いパルスを出力した状態で、FM−C
W方式ではFM変調を一時的に停止した状態で、スイッ
チ素子を一定の周波数で断続的に連絡する。これによ
り、全体機能を反映した自己診断用の中間周波数信号
(またはビート信号)が受信アンテナ側の線路に形成さ
れる。
【0035】図1(a) において、送出波発生部11は、
GHz帯の高周波信号を発生する。パルス方式ではパルス
状の振幅変調、FM−CW方式では規則的な周波数変調
が追加される。その後、高周波信号は、方向性結合器1
2Aを含む出力側回路から導波管13Aを通じて送信ア
ンテナ14に供給され、空間に放射されて送出波を形成
する。
【0036】送出波が前方の物標で形成した反射波の一
部は、受信アンテナ14に入射して高周波信号に変換さ
れる。受信された高周波信号は、導波管13Bを通じて
増幅器16に入力される。増幅器16は、フロントエン
ドの低雑音増幅器であり、ミキサ12B等と一緒に、M
IC(Microwave Integrated Circuit)やMMIC(Mo
norisic MIC)に組み込まれている。
【0037】ミキサ12Bでは、増幅器16の出力に対
して、方向性結合器12Aで分岐した送出波発生部11
からの高周波信号が積算される。ミキサ12Bの出力
は、中間周波数信号(またはビート信号)として受信処
理部17に入力される。中間周波数信号に残るGHz帯の
高周波成分は、受信処理部17に至る線路のフィルタ効
果によって有効に除去される。
【0038】受信処理部17は、通常の計測モードで
は、入力された中間周波数信号(またはビート信号)を
信号処理し、必要な検出操作や演算操作を実行して前方
の先行車輛までの車間距離を求める。求めた車間距離
は、車間距離表示部18Aを通じて、運転者に数値表示
される。
【0039】一方、受信処理部17は、一定時間ごとに
t秒間だけ、自己診断モードに移行する。自己診断モー
ドでは、駆動部19Aを通じてスイッチ素子19Bを動
作させて、送信アンテナ14と受信アンテナ15の間
を、一定の周波数で断続的に連絡状態にする。
【0040】受信処理部17は、このときの中間周波数
信号(またはビート信号)から、全体機能を反映した周
波数成分を抽出して自己診断用の信号を形成する。自己
診断用の信号の振幅は、送出波発生部11、方向性結合
器12A、導波管13A、送信アンテナ14、受信アン
テナ15、導波管13B、増幅器16、ミキサ12B、
その他の途中の導波路のすべてが正常な場合の自己診断
用の信号の振幅に比較される。
【0041】このようにして、個々の構成の正常/異常
を一切判断することなく、レーダー装置全体のトータル
な機能の正常/異常が正確に識別される。識別結果(正
常/異常)は、診断結果表示部18Bを通じて、運転者
に表示される。異常と識別された場合には、車間距離表
示部18Aの表示を行わせない。
【0042】図1(b) において、第1実施例のレーダー
装置では、受信処理部17が自己診断モードに移行して
診断開始を指令しない限り、車間距離を計測する通常シ
ーケンス10Aが繰り返される。しかし、受信処理部1
7が自己診断モードに移行して診断開始を指令すると、
自己診断シーケンス10Bが選択される。
【0043】図2(a) において、車体21の正面のグリ
ル上に平面アンテナ22が取付けられる。平面アンテナ
22は、送信アンテナ14と受信アンテナ15を横に並
べて配置する。送信アンテナ14と受信アンテナの指向
性が重なり合う範囲が検出エリア23を構成する。検出
エリア23に位置する物標で形成された反射波の一部が
受信アンテナ15を通じて受信される。
【0044】図2(b) において、送信アンテナ14と受
信アンテナ15は、共通の誘電体基板24の表面に送信
用アンテナパターン14Pと受信用アンテナパターン1
5Pを形成して構成される。アンテナパターン14P、
15Pは、マイクロストリップライン構造を形成してお
り、誘電体基板24の裏面に形成した接地電極と協働し
て導波路を構成し、誘電体基板24に電波を閉じ込める
形式で高周波を伝播させる。
【0045】マイクロストリップラインの導波路におけ
る導波波長λg は、誘電体基板24の誘電率や厚さ等を
調整して変更できる。また、マイクロストリップライン
の導波路では、線路の寸法形状を調整して、高周波を伝
播する導波路、折り返させる反射部、空間に電波を放出
する放射部を形成する。
【0046】アンテナパターン14Pは、誘電体基板2
4上に、導波波長λg の整数倍の間隔で多数の放射部1
4Rを配列させる。そして、適当なパターンの線路14
Lで放射部14Rを相互に接続して、給電部の導波管1
3Aに連絡する。一方、アンテナパターン15Pは、同
様に配列した多数の放射部15Rを線路15Lで接続し
て導波管13Bに連絡する。線路14L、15Lは、導
波路を構成して誘電体基板24に電波を閉じ込め得るパ
ターンおよび寸法形状に設計される。一方、放射部14
R、15Rは、線路14L、15Lの導波路から空間に
電波を放射する寸法形状に設計される。
【0047】アンテナパターン14Pの多数の放射部1
4Rから放射された電波は、位相を揃えて垂直方向に進
み、指向性の高い送出波を形成する。一方、アンテナパ
ターン15Pの多数の放射部14Rを通じて取り込まれ
た反射波は、線路15Lの導波路で位相を揃えて高周波
信号を形成する。
【0048】誘電体基板24の中央下部にピンダイオー
ド19Bが配置される。ピンダイオード19Bは、高い
周波数でも効率的なスイッチング機能を確保でき、外部
信号が印加された際に、アンテナパターン14Pとアン
テナパターン15Bを短絡させる。
【0049】ところで、アンテナパターン14Pやアン
テナパターン15Pの上下を誘電体で挟み込むトリプレ
ート構造もまた、マイクロストリップラインアンテナと
類似のメカニズムで高周波を伝播し、空間に電波を放射
する。従って、図2(b) の構造は、そのまま、トリプレ
ートアンテナに応用できる。トリプレートアンテナで
は、表面側の接地電極におけるそれぞれの放射部に対応
する位置に、放射用の開口が設けられる。
【0050】図3(a) において、図1(a) のスイッチ素
子19Bが送信アンテナ14と受信アンテナ15とを継
続的に連絡している状態では、増幅器16の出力は、送
出波発生部11の発振周波数fr 以外の周波数成分を含
まない。
【0051】図3(b) において、図1(a) のスイッチ素
子19Bが送信アンテナ14と受信アンテナ15とを一
定の周波数で断続的に連絡している状態では、スイッチ
ング周波数fL の影響によって、増幅器16の出力に
は、送出波発生部11の発振周波数fr の周波数成分に
加えて、fr ±nfL (n:自然数)の周波数成分が含
まれる。この付随的な周波数成分は、ミキサ12Bの出
力中において、送出波発生部11、方向性結合器12
A、導波管13A、送信アンテナ14、受信アンテナ1
5、導波管13B、増幅器16、ミキサ12B、その他
の信号線路等の全部の機能を総合的に反映した振幅を有
する。
【0052】従って、ミキサ12Bの出力からこの付随
的な周波数成分を取り出して振幅を検知することによ
り、全体機能の正常/異常を簡単に識別できる。例え
ば、ミキサ12Bの出力を図示した特性のバンドパスフ
ィルターに通し、fr +fL の周波数成分を抽出して振
幅を調べればよい。
【0053】図3(c) において、付随的な周波数成分を
調べる別の手法は、ローパスフィルター27を用いてミ
キサ12Bの出力からfL の周波数成分を抽出し、適当
なゲインの増幅器28で増幅し、一定振幅以上のパルス
をカウントするカウンター29を用いてパルスカウント
を行う手法である。単位時間当たりのパルスカウントが
L に相当すれば、全体機能を正常と判断する。
【0054】図4は別の実施例のレーダー装置の説明図
である。図中、(a) は擬似ヘテロダイン型、(b) は方向
性結合器を使用した例、(c) はヘテロダイン型を示す。
第1実施例では、全体機能を反映した自己診断用の信号
成分をミキサ出力中に確保するために、スイッチ素子に
振幅変調(ON−OFF)を実行させたが、なんらかの
理由で自己診断用の信号成分を確保できる場合には、ス
イッチ素子に振幅変調を行わせる必要が無い。
【0055】図4(a) において、擬似ヘテロダイン方式
とは、方向性結合器42Aで分岐した送出波発生部41
Aの出力を、増幅器46Aで振幅変調した受信信号に積
算して中間周波数信号を形成する方式である。送出波に
使用するGHz帯の高周波はそのままでは信号処理を行え
ず、マイクロストリップライン等の導波路における損失
も大きく、回路の線路パターン設計も容易でない。従っ
て、ミキサ42Eや増幅器46Aを含むフロントエンド
において、GHz帯の高周波は、中間周波数信号に変換さ
れる。ミキサ42Eの出力に含まれるGHz帯の成分は、
受信処理部47Aに到達するまでの線路で除去される。
【0056】フロントエンドスイッチング部31Aは、
所定の周波数のパルスを出力し、増幅器46Aの出力を
振幅変調(ON−OFF)する。この場合、増幅器46
Aが第1実施例における振幅変調を分担することにな
り、スイッチ素子49Eをt秒間継続的にONしておけ
ば、ミキサ46Eの入力信号は、第1実施例の場合と同
様になる。
【0057】受信処理部47Aは、一定時間ごとにt秒
間だけ自己診断モードに移行し、駆動部49Aを通じて
スイッチ素子49Eをt秒間連絡状態にする。送出波発
生部41Aの出力は、送信アンテナ44Aからスイッチ
素子49Eを通じて受信アンテナ45Aに直接流れ込
む。そして、増幅器46Aで振幅変調された後に、ミキ
サ42Eで送出波発生部41Aの分岐出力を積算され
る。増幅器46Aにおける振幅変調は、図3(b) で説明
したように、ミキサ42Eの出力に中間周波数成分を形
成する。
【0058】図4(b) において、擬似ヘテロダイン方式
では、回路構成上、方向性結合器42B、ミキサ42
F、増幅器46B等をMMIC(Monorisic Microwave
IC)に構成する場合がある。この場合、同一のMMI
Cに、スイッチ素子49Fを組み込めれば、(1) 見掛け
上の回路構成が自己診断機能を持たない場合と同一にな
る、(2) 送信アンテナ44Bと受信アンテナ45Bが従
来のままでよい、等の利点がある。
【0059】そこで、同一のMMICに方向性結合器3
2Bとスイッチ素子49Fを組み込み、送信アンテナ4
4Bと受信アンテナ45Bを連絡させる代わりに、MM
IC内で送信側と受信側を連絡させる構成とした。MM
ICから送信アンテナ44Bまでの機能と、受信アンテ
ナ45BからMMICまでの機能については、自己診断
できないが、通常、レーダー装置の機能の異常は、送出
波発生部41BやMMICで発生する可能性が高いた
め、実用的に十分な信頼性の自己診断機能を確保でき
る。
【0060】受信処理部47Bは、一定時間ごとにt秒
間だけスイッチ素子49Eを連絡状態にする。送出波発
生部41Bの出力は、方向性結合器32Bからスイッチ
素子49Fを通じて増幅器46Bに流れ込む。フロント
エンドスイッチング部31Bの出力で振幅変調された増
幅器46Bの出力は、ミキサ42Fにおいて、方向性結
合器42Bで分岐させた送出波発生部41Aの出力信号
に積算される。増幅器46Bにおける振幅変調は、図3
(b) で説明したように、ミキサ42Fの出力に中間周波
数成分を形成する。
【0061】図4(c) において、ヘテロダイン方式で
は、送出波発生部41Cの発振出力とは無関係な独立し
たローカル発振器器33Cを用いて、受信した高周波信
号から中間周波数信号を形成する。この場合、スイッチ
素子49Gを閉じた状態におけるミキサ42Gの出力
は、そのままで全体機能を反映した自己診断用の信号と
して使用できる。従って、スイッチ素子49Gや増幅器
46Cで振幅変調を行うことなく、全体機能の正常/異
常を識別できる。
【0062】受信処理部47Cは、一定時間ごとにt秒
間だけスイッチ素子49Gを連絡状態にする。送出波発
生部41Cの出力は、送信アンテナ44Cからスイッチ
素子49Gを通じて増幅器46Cに流れ込む。ミキサ4
2Gでは、増幅器46Cの出力に対してローカル発振器
33Cの出力を積算して、ミキサ42Gの出力中に中間
周波数成分を形成する。GHz帯の高周波成分は、ミキサ
42Gから受信信号処理部47Cまでの線路で除去され
る。
【0063】
【発明の効果】請求項1の自己診断機能付きレーダー装
置によれば、レーダー装置の全体機能が不十分になった
場合を見逃さないで済む。レーダー装置の構成の一部に
でも異常が発生していれば、警報、レーダー装置の出力
の表示の中止、レーダー装置の出力を用いた自動制御の
解除等を通じて、安全を確保し、一定の信頼性を保証で
きる。
【0064】例えば、図5(b) の車間距離を計測するシ
ステムでは、発振器53B、送出アンテナ54、受信ア
ンテナ55、増幅器56C、方向性結合器56A、発振
器53Bから送出アンテナ54までの経路、受信アンテ
ナ55から信号処理部57までの経路のうちのいずれか
1つにでも異常が発生すると、直ちに、異常を運転者に
通知して、レーダ装置に頼らないように指示できる。
【0065】従って、運転者は、レーダー装置の指示を
疑う必要が無くなり、レーダー装置の指示が運転者の判
断を誤らせたり、運転の邪魔をすることも無く、レーダ
ー装置に起因して走行中の安全が失われる心配も無い。
また、レーダー装置から出力される車間距離に応じて車
間距離を一定に保つ自動運転機能(クルーズコントロー
ル)についても、レーダー装置に起因する不確定さが取
り除かれ、制御に一定の信頼性を常に保証できる。
【0066】また、従来のレーダー装置に対するわずか
な部品追加と、処理プログラムの修正程度で自己診断機
能を獲得できるから、従来のレーダー装置の構成をその
まま利用でき、装置のコスト高や大型化を招かないで済
む。また、回路設計の自由度等も失われないから、レー
ダー装置の小型化、軽量化、部品点数の削減等も容易で
ある。
【0067】請求項2の平面アンテナによれば、送信ア
ンテナ、受信アンテナ、スイッチ手段が一体に形成さ
れ、パターン設計等も共通にできるから、平面アンテナ
を低コストに提供できる。
【0068】請求項3の自己診断機能付きレーダー装置
によれば、受信した高周波信号からヘテロダイン方式や
擬似ヘテロダイン方式で中間周波数信号を形成するレー
ダー装置について、レーダー装置の全体機能が不十分に
なった場合を見逃さないで済む。
【0069】請求項4の自己診断機能付きレーダー装置
によれば、FM−CW方式のレーダー装置について、前
記送信アンテナの線路と前記受信アンテナの線路とを連
絡可能なスイッチ手段と、前記スイッチ手段が連絡され
ている期間に前記受信アンテナの線路を伝播する高周波
信号について、レーダー装置の全体機能が不十分になっ
た場合を見逃さないで済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のレーダー装置の説明図である。
【図2】平面アンテナの説明図である。
【図3】スイッチングの説明図である。
【図4】別態様のレーダー装置の説明図である。
【図5】FM−CWレーダー装置の説明図である。
【符号の説明】
11 送出波発生部 14 送信アンテナ 15 受信アンテナ 16 増幅器 17 受信処理部 12A 方向性結合器 12B ミキサ 13A 導波管 13B 導波管 18A 車間距離表示部 18B 診断結果表示部 19A 駆動部 19B スイッチ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01Q 13/08 21/06 (72)発明者 伊佐治 修 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28号 富士通テン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線路を伝播する高周波信号を空間に放射
    して、前方に向かう送出波を形成する送信アンテナ(1
    4)と、 前方の物標で前記送出波が形成した反射波を受信して、
    別の線路を伝播する高周波信号に変換する受信アンテナ
    (15)と、 前記送信アンテナ(14)の線路を伝播する高周波信号
    の一部分を、前記受信アンテナ(15)の線路を伝播す
    る高周波信号に積算する積算手段(12A、12B)
    と、を有するレーダー装置において、 前記送信アンテナ(14)の線路と前記受信アンテナ
    (15)の線路とを、所定の周波数で断続的に連絡可能
    なスイッチ手段(19A、19B)と、 前記スイッチ手段(19A、19B)が断続的に連絡さ
    れている期間に前記受信アンテナ(15)の線路を伝播
    する高周波信号について、前記所定の周波数に関連して
    発生する周波数成分を検出する検出手段(17)と、 前記周波数成分の検出結果に基づいて機能の異常を識別
    する識別手段(17)と、を設けたことを特徴とする自
    己診断機能付きレーダー装置。
  2. 【請求項2】 同一平面上に送信用と受信用の2系統の
    アンテナパターンが配置された平面アンテナにおいて、 前記送信用アンテナパターンの少なくとも1個の放射部
    と、前記受信用アンテナパターンの少なくとも1個の受
    信部との間に、外部信号に応じて両者を連絡可能なスイ
    ッチ素子を設けたことを特徴とする平面アンテナ。
  3. 【請求項3】 線路を伝播する高周波信号を空間に放射
    して、前方に向かう送出波を形成する送信アンテナと、 前方の物標で前記送出波が形成した反射波を受信して、
    別の線路を伝播する高周波信号に変換する受信アンテナ
    と、 前記受信アンテナの線路を伝播する高周波信号に対し
    て、所定の周波数の振幅変調を行う変調手段と、を有す
    るヘテロダイン型のレーダー装置において、 前記送信アンテナの線路と前記受信アンテナの線路とを
    連絡可能なスイッチ手段と、 前記スイッチ手段が連絡されている期間に前記受信アン
    テナの線路を伝播する高周波信号について、前記所定の
    周波数に関連して発生する周波数成分を検出する検出手
    段と、 前記周波数成分の検出結果に基づいて機能の異常を識別
    する識別手段と、を設けたことを特徴とする自己診断機
    能付きレーダー装置。
  4. 【請求項4】 所定の振幅と周期で規則的に周波数変調
    された高周波送出信号を形成する送出波発生手段と、 前記高周波信号を送信アンテナに導いて前方空間に送出
    波を出力する送出手段と、 前記送出波が前方の物標で形成した反射波を受信して高
    周波受信信号を形成する受信手段と、 前記高周波送信信号の一部分を前記高周波受信信号に積
    算する積算手段と、を有するFM−CW方式のレーダー
    装置において、 前記送信アンテナの線路と前記受信アンテナの線路とを
    連絡可能なスイッチ手段と、 前記スイッチ手段が連絡されている期間に前記受信アン
    テナの線路を伝播する高周波信号について、前記高周波
    送出信号の規則的な変調に関連して発生する周波数成分
    を検出する検出手段と、 前記周波数成分の検出結果に基づいて機能の異常を識別
    する識別手段と、を設けたことを特徴とする自己診断機
    能付きレーダー装置。
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