JPH08136646A - 車載用マルチ・チャネルレーダー装置 - Google Patents

車載用マルチ・チャネルレーダー装置

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JPH08136646A
JPH08136646A JP6301428A JP30142894A JPH08136646A JP H08136646 A JPH08136646 A JP H08136646A JP 6301428 A JP6301428 A JP 6301428A JP 30142894 A JP30142894 A JP 30142894A JP H08136646 A JPH08136646 A JP H08136646A
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 低消費電力で、信頼性と検出精度が高い車載
用マルチ・チャネルレーダー装置を提供する。 〔構成〕 変調信号で振幅変調された搬送波をAM信号
として出力するAM信号発生回路(1a 〜1c) 、この出力
されたAM信号を送信してその反射波を受信するアンテ
ナ(2a 〜2c、3a〜3c) 、この受信された反射波を増幅す
る受信増幅回路(4a 〜4c) 及びこの増幅された反射波を
検波する検波回路(5a 〜5c) を備えると共に、AM信号
発生回路 (1a〜1c) と受信増幅回路(4a 〜4c) に対する
間欠的な直流電源電圧の供給を受けることによって互い
に異なるタイミングで動作せしめられる多数の送受信チ
ャネル(A,B,C・・・) と、各送受信チャネル(A,B,C・・
・)から出力される検波信号と変調信号との位相差に基
づき反射波を生じさせた物体までの距離を算定する算定
手段( プロセッサ9 など) を備えている。好適には、上
記算定手段は、上記直流電源電圧の供給期間の末期に、
すなわちウォーミングアップの終了後に検出された位相
差のみに基づき物体までの距離を算定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車載用マルチ・チャネ
ルAMレーダー装置などのレーダー装置に関するもので
あり、特に、消費電力の低減化、信頼性と検出精度の向
上を図った車載用マルチ・チャネルレーダー装置に関す
るものである。
【0002】
【従来技術】乗用車などの車両に搭載された車載用レー
ダー装置は、衝突防止用の警報装置や表示装置などと組
合せて利用されている。このような車載用レーダー装置
では、渋滞時のように車間距離の小さな状態での追突事
故や、車庫入れ時の接触事故なども警告対象としている
関係上、数十cm程度もの近距離検出能力が要求されて
おり、この点でパルスレーダーよりもAMレーダーやF
Mレーダーの形態が適している。また、レーダーモジュ
ールの小型化や既存のマイクロ波帯の通信回線との相互
干渉の回避などの点で搬送波(キャリア)としては高周
波のミリ波帯の電波、特に酸素による吸収が顕著な60
GHz 近傍の電波の使用が望ましい。このようなミリ波帯
のFMレーダー装置が、本出願人の先願に係わる特願平
3ー42979 号の明細書に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のような車載用レ
ーダー装置では、車両の前方や側方などある程度の広さ
の空間内の障害物を検出できるようにするために、多数
のビームの放射が必要になる。これに伴い、各ビームを
放射しその反射波を受信するための多数の送受信チャネ
ルの設置が必要になると共に、ミリ波帯で動作する発振
器や変調器などの超高周波の電子装置は電源効率が低い
ため、消費電力が増加する。車載用レーダーでは、動作
に必要な直流電力は全て車内で発電しなければならない
ため、消費電力の低減は重要な課題となる。特に、今後
の普及が予想される電気自動車では消費電力の低減は一
層重要である。従って、本発明の一つの目的は、消費電
力の低減を図った車載用マルチ・チャネルレーダー装置
を提供することにある。
【0004】また、車載用レーダー装置に故障が発生し
てその機能を喪失した場合に運転者がそのことに気付か
ないでいると、検出と警報機能に頼っている分だけ危険
な状態になる。従って、本発明の他の目的は装置の一部
に故障が発生しても一部の機能が残存しているような信
頼性の高い構成の車載用マルチ・チャネルレーダー装置
を提供することにある。
【0005】また、通常の車載用マルチ・チャネルレー
ダー装置は時分割多重の構成が一般的であり、この構成
のもとで消費電力の低減化を図るには、信号発生回路や
増幅回路などの直流電源電圧のオン/オフが行われる。
このような直流電源の頻繁なオン/オフに伴い、電気的
特性が不安定になり検出精度が低下するという問題もあ
る。従って、本発明の他の目的は、直流電源電圧のオン
/オフのもとで検出精度の向上を図った車載用マルチ・
チャネルレーダー装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の車載用マルチ・
チャネルレーダー装置は、変調信号で振幅変調された搬
送波をAM信号として発生し出力するAM信号発生回
路、この出力されたAM信号を送信してその反射波を受
信するアンテナ、この受信された反射波を増幅する受信
増幅回路及びこの増幅された反射波を検波する検波回路
を備えると共に、前記AM信号発生回路と前記受信増幅
回路に対する間欠的な直流電源電圧の供給を受けること
によって互いに異なるタイミングで動作せしめられる複
数の送受信チャネルと、各送受信チャネルから出力され
る検波信号と上記変調信号との位相差に基づき上記反射
波を生じさせた物体までの距離を算定する距離算定手段
とを備えている。そして、上記距離算定手段による距離
の算定は、直流電源電圧の供給期間の末期に検出された
位相差に基づき行われる。
【0007】
【作用】本発明の車載用レーダー装置によれば、装置内
で消費電力が最大のAM/FM信号発生回路が各送受信
チャネルごとに設置されると共に、各チャネルについて
異なるタイミングで電源電圧が供給されることによって
間欠的に動作せしめられる。このような構成を採用する
ことにより、大出力のAM/FM信号発生回路を一つだ
け設置し、その出力を順次導通するスイッチング素子を
通して各送受信チャネルに分配するという特願平3ー4
2979号の明細書に開示した構成や、中程度の出力の
AM/FM信号発生回路を一つだけ設置してその出力を
直流電圧のオン/オフによって間欠的に動作する増幅器
を通して各送受信チャネルに分配するという特願平4ー
93756号の明細書に開示した構成に比べて、消費電
力の低減化が図られる。
【0008】また、上記従来の車載用レーダー装置は単
一のFM/AM信号発生回路で発生させたFM信号やA
M信号を全ての送受信チャネルに分配する構成であるか
ら、そのような単一のFM/AM発生回路が故障する
と、全ての送受信チャネルが動作不能になった。これに
対して、本発明の車載用レーダー装置では、各送受信チ
ャネルがFM/AM信号発生回路を備えているため、F
M/AM信号発生回路が故障した送受信チャネルは動作
不能となるものの他の送受信チャネルは正常に動作を継
続できる。このように、故障の発生に伴って装置として
の検出能力は低下するが、従来の場合のように全く検出
不能にならないという点で、装置の信頼性が向上する。
【0009】さらに、本発明の車載用レーダー装置で
は、直流電源電圧の間欠的な供給期間の末期において検
出された位相差などに基づき距離が算定される。すなわ
ち、直流電源電圧の供給の開始後ウォーミングアップが
終了して周波数やレベルなどの電気的特性が安定した状
態で距離の検出が行われ、検出精度の向上が実現され
る。以下、実施例と共に本発明を更に詳細に説明する。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の車載用AMレー
ダー装置の構成を示すブロック図である。この実施例の
AMレーダー装置は、3個の送受信チャネルA、B、C
と、これら送受信チャネルに共通の位相差検出回路6、
変調信号発生回路7、電源供給回路8、プロセッサ9、
表示回路10、警報回路11を備えたマルチ・チャネル
AMレーダー装置を構成している。この実施例では、図
示の便宜上、三つの送受信チャネルを想定したが、実際
には、車両の全周をカバーするなどの目的で10以上も
の送受信チャネルが設置される。
【0011】送受信チャネルAは、AM信号発生回路1
a,送信アンテナ2a,受信アンテナ3a,受信増幅回
路4a及び検波回路5aから構成されている。同様に、
送受信チャネルBは、AM信号発生回路1b,送信アン
テナ2b,受信アンテナ3b,受信増幅回路4b及び検
波回路5bから構成され、送受信チャネルCは、AM信
号発生回路1c,送信アンテナ2c,受信アンテナ3
c,受信増幅回路4c及び検波回路5cから構成されて
いる。
【0012】図2の波形図に例示するように、電源供給
回路8から各送受信チャネルの送信側のAM信号発生回
路1a,1b,1cに、電源電圧 TXav, TXbv, TXcv が
時間的にずらして順次供給される。また、この送信側へ
の電源電圧の供給と同一のタイミングで電源供給回路8
から各送受信チャネルの受信増幅回路4a,4b,4c
に、電源電圧 TXav, TXbv, TXcv が時間的にずらして順
次供給される。更に、変調信号発生回路7から各送受信
チャネルの送信側のAM信号発生回路1a,1b,1c
に1波長の正弦波から成る変調信号 TXam, TXbm, TXcm
が時間的にずらされて順次供給される。
【0013】AM信号発生回路1a,1b,1cは適宜
なものでよいが、例えば、FETやHEMTを含むミリ
波帯の発振器と、この発振器の出力端子に接続されたシ
ョットキーバリア・ダイオードなどから構成される。そ
して、電源電圧 TXav, TXbv,TXcv のオン/オフによっ
て発振器の発振がオン/オフされショットキーバリア・
ダイオードによって構成される変調器に供給される正弦
波状の変調信号 TXam,TXbm, TXcm の振幅に応じてミリ
波帯の信号レベルが正弦波状に変化せしめられる。
【0014】送受信チャネルAについては、まず、図2
の波形図中斜線を付して示した電源電圧 TXav と TXbv
の供給期間にわたってAM信号発生回路1aと受信増幅
回路4aのウォーミングアップが行われる。このウォー
ミングアップが終了して安定な動作状態に移行すると、
AM信号発生回路1aに変調信号TXamが供給され、発生
されたAM変調信号が送信アンテナ2aから送信され
る。車外の物体で反射された反射波は、受信アンテナ3
aで受信され、受信増幅回路4aを経て検波回路5aに
供給され、発生した検波信号は位相差検出回路6に供給
される。
【0015】位相差検出回路6には、変調信号発生回路
7で発生された変調信号が供給されており、これと検波
回路5aから出力された検波信号との位相差が検出され
る。この検出された位相差は、AM信号発生回路1aで
発生されたAM変調信号が、送信アンテナ2aから反射
波を発生させた物体まで伝播したのち、この物体で反射
されて受信アンテナ3aまで戻って来るのに要した伝播
所要時間、すなわち、このAMレーダー装置と物体との
距離に関する情報を含んでいる。プロセッサ9は、位相
差検出回路6で検出された位相差に基づき物体までの距
離を算定する。
【0016】このようにして、送受信チャネルAの動作
とプロセッサ9による距離の検出が終了すると、電源電
圧の供給による送受信チャネルBの間欠的動作とプロセ
ッサ9による距離の検出が同様にして反復される。この
送受信チャネルBの動作とプロセッサによる距離の検出
が終了すると、電源電圧の供給による送受信チャネルC
の間欠的動作とプロセッサ9による距離の検出が同様に
して反復され、これが終了すると、再度送受信チャネル
Aの間欠動作とプロセッサ9による距離検出が開始され
る。
【0017】上述のように、各送受信チャネルでは、電
源電圧の投入後しばらくして電気的特性が安定するま
で、位相差の検出を行わないというウォーミングアップ
の期間が設けているため、検出精度が向上する。
【0018】図2は、本発明の他の実施例の車載用FM
レーダー装置の構成を示すブロック図である。この実施
例のFMレーダー装置は、3個の送受信チャネルA、
B、Cと、これら送受信チャネルに共通のビート周波数
検出回路16、変調信号発生回路17、電源供給回路1
8、プロセッサ19、表示回路20、警報回路21を備
えたマルチ・チャネルFMレーダー装置を構成してい
る。
【0019】送受信チャネルAは、FM信号発生回路1
1a,送信アンテナ12a,受信アンテナ13a,受信
増幅回路14a及び混合回路15aから構成されてい
る。同様に、送受信チャネルBは、FM信号発生回路1
1b,送信アンテナ12b,受信アンテナ13b,受信
増幅回路14b及び混合回路15bから構成され、送受
信チャネルCは、FM信号発生回路11c,送信アンテ
ナ12c,受信アンテナ13c,受信増幅回路14c及
び混合回路15cから構成されている。
【0020】図4の波形図に例示するように、電源供給
回路18から各送受信チャネルの送信側のFM信号発生
回路11a,11b,11cに、電源電圧 TXav, TXbv,
TXcv が時間的にずらして順次供給される。また、この
送信側への電源電圧の供給と同一のタイミングで電源供
給回路18から各送受信チャネルの受信増幅回路14
a,14b,14cに、電源電圧 TXav, TXbv, TXcv が
時間的にずらして順次供給される。更に、変調信号発生
回路17から各送受信チャネルの送信側のFM信号発生
回路11a,11b,11cに三角波の変調信号 TXam,
TXbm, TXcm が時間的にずらして順次供給される。
【0021】FM信号発生回路11a,11b,11c
は適宜なものでよいが、例えば、ガンダイオードやHE
MTを主体とする電圧制御発振器(VCO)で構成され
ており、電源電圧 TXav, TXbv, TXcv のオン/オフによ
って発振器の発振がオン/オフされると共に、バイアス
端子に供給される三角波の変調信号 TXam, TXbm, TXcm
の振幅に応じてミリ帯の信号の周波数が三角波状に変化
せしめられる。
【0022】送受信チャネルAについては、まず、図4
の波形図中斜線を付して示した電源電圧 TXav と TXbv
の供給期間にわたってFM信号発生回路11aと受信増
幅回路4aのウォーミングアップが行われる。このウォ
ーミングアップが終了して安定な動作状態に移行する
と、FM信号発生回路11aに変調信号TXamが供給さ
れ、FM信号が送信アンテナ12aから送信される。車
外の物体で反射された反射波は、受信アンテナ3aで受
信され、受信増幅回路4aを経て混合回路15aに供給
され、発生したビート信号がビート周波数検出回路16
に供給される。
【0023】ビート周波数検出回路6には、高速フーリ
エ変換(FFT)回路などで構成されており、ビート信
号の周波数スペクトルを作成しながら周波数を検出す
る。この検出された周波数は、FM信号発生回路11a
で発生されたFM信号が、送信アンテナ2aから反射波
を発生させた物体まで伝播したのち、この物体で反射さ
れて受信アンテナ13aまで戻って来るのに要した伝播
所要時間、すなわち、この車載用FMレーダー装置と物
体との距離に関する情報を含んでいる。プロセッサ19
は、周波数検出回路16で検出された周波数に基づき物
体までの距離を算定する。
【0024】このようにして、送受信チャネルAの動作
とプロセッサ19による距離の検出が終了すると、電源
電圧の供給による送受信チャネルBの間欠的動作とプロ
セッサ9による距離の検出が同様にして反復される。こ
の送受信チャネルBの動作とプロセッサによる距離の検
出が終了すると、電源電圧の供給による送受信チャネル
Cの間欠的動作とプロセッサ19による距離の検出が同
様にして反復され、これが終了すると、再度送受信チャ
ネルAの間欠動作とプロセッサ19による距離検出が開
始される。
【0025】上述のように、各送受信チャネルでは、電
源電圧の投入後しばらくして電気的特性が安定するま
で、位相差の検出を行わないというウォーミングアップ
の期間が設けているため、検出精度が向上する。
【0026】以上、各送受信チャネル内に送信アンテナ
と受信アンテナとを別個に設置する構成を例示した。し
かしながら、送受共用の1個のアンテナをサーキュレー
タを用いた送受分離回路と組合せて使用構成としてもよ
い。
【0027】また、ウォーミングアップ後の検出時点で
だけFM信号発生回路やFM信号発生回路に変調信号を
供給する構成を例示した。しかしながら、このような変
調信号を常時供給しておき、受信した反射波から発生さ
せた検波信号の位相差やビート信号の周波数の検出を電
源供給期間の末期のみで行う構成としてもよい。
【0028】さらにAMマルチ・チャネルレーダーの場
合、正弦波状の変調信号に代わりに矩形波状の変調信号
を使用する簡易な構成を採用することもできる。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の車
載用マルチ・チャネルレーダー装置は消費電力が最大の
AM信号発生回路やFM信号発生回路が各送受信チャネ
ルごとに設置されると共に、各チャネルについて異なる
タイミングで電源電圧が供給されることによって間欠的
に動作せしめられる構成であるから、特願平3ー429
79号や特願平4ー93756号の明細書に開示した構
成に比べて、消費電力の低減化と信頼性の向上が図られ
る。
【0030】さらに、本発明の車載用レーダー装置で
は、直流電源電圧の供給の開始後ウォーミングアップが
終了して電気的特性が安定した状態で距離の検出が行わ
れる構成であるから、検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の車載用AMレーダー装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】上記実施例の動作タイミングを説明するための
タイミング図である。
【図3】本発明の他の実施例の車載用FMレーダー装置
の構成を示すブロック図である。
【図4】上記実施例の動作タイミングを説明するための
タイミング図である。
【符号の説明】
A 〜C 送受信チャネル 1a〜1c AM信号発生回路 2a〜2c アンテナ 3a〜3c アンテナ 4b〜4c 受信増幅回路 5a〜5c 検波回路 6 位相差検出回路 7 変調信号発生回路 8 電源供給回路 9 プロセッサ 10 表示回路 11 警報回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】変調信号で振幅変調された搬送波をAM信
    号として発生し出力するAM信号発生回路、この出力さ
    れたAM信号を送信してその反射波を受信するアンテ
    ナ、この受信された反射波を増幅する受信増幅回路及び
    この増幅された反射波を検波する検波回路を備えると共
    に、前記AM信号発生回路と前記受信増幅回路に対する
    間欠的な直流電源電圧の供給を受けることによって互い
    に異なるタイミングで動作せしめられる複数の送受信チ
    ャネルと、 前記各送受信チャネルから出力される検波信号と前記変
    調信号との位相差に基づき前記反射波を生じさせた物体
    までの距離を算定する距離算定手段とを備えたことを特
    徴とする車載用マルチ・チャネルレーダー装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記距離算定手段は、前記直流電源電圧の供給期間の末
    期に検出された前記位相差のみに基づき距離の算定を行
    うことを特徴とする車載用マルチ・チャネルレーダー装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、 前記AM信号発生回路に対する前記変調信号の供給は、
    前記直流電源電圧の供給期間の末期にのみ行われること
    を特徴とする車載用マルチ・チャネルレーダー装置。
  4. 【請求項4】周波数変調されたFM信号を発生するFM
    信号発生回路、このFM信号発生回路で発生されたFM
    信号を送信してその反射波を受信するアンテナ、この受
    信された反射波を増幅する受信増幅回路及びこの増幅さ
    れた反射波と前記FM信号発生回路で発生されたFM信
    号とを混合してビート信号を発生して出力する混合回路
    を備えると共に、前記FM信号発生回路と前記受信増幅
    回路への間欠的な直流電源電圧の供給によって互いに異
    なるタイミングで動作せしめられる複数の送受信チャネ
    ルと、 前記各送受信チャネルから出力されるビート信号の周波
    数に基づき前記反射波を生じさせた物体までの距離を算
    定する距離算定手段とを備えたことを特徴とする車載用
    マルチ・チャネルレーダー装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、 前記距離算定手段は、前記間欠的な電源電圧の供給期間
    の末期に発生した前記ビート信号の周波数のみに基づき
    物体までの距離を算定することを特徴とする車載用マル
    チ・チャネルレーダー装置。
JP30142894A 1994-11-10 1994-11-10 車載用マルチ・チャネルレーダー装置 Expired - Fee Related JP3300558B2 (ja)

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