JPH0943345A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミキサの出力の周波数依存性に基づきミキサ
の出力に重畳される低周波雑音を、簡易な構成にて低減
可能なＦＭＣＷ方式のレーダ装置を提供する。 【解決手段】 周波数変調された高周波信号Ｓに基づき
送信アンテナ１８から放射され、物標に反射して戻って
きたレーダ波を受信アンテナ２０にて受信することによ
り得られる受信信号Ｒを、高周波信号Ｓを電力分配して
生成されるローカル信号Ｌによりホモダイン検波するミ
キサ２２と、ミキサ２２を構成する検波用ダイオードへ
のバイアス電圧Ｖｂを、高周波信号Ｓの周波数に応じて
切り換えるバイアス電圧制御回路３６とを備える。高周
波を伝送する配線のインピーダンスが周波数依存性を有
することに基づくミキサ２２の出力，即ち検波信号ＩＦ
の振幅変動を、バイアス電圧Ｖｂを制御しミキサ２２の
感度を高周波信号Ｓの周波数に応じて変化させることに
より相殺する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体等の衝突防
止等に使用され、周波数変調されたレーダ波を送受信す
ることにより物標を検出するＦＭＣＷ方式のレーダ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置と
して、例えば図５に示すような構成のものが知られてい
る。即ち、レーダ波として送受信されるミリ波帯（３０
ＧＨｚ以上）の高周波信号を処理するフロントエンド部
１１０と、フロントエンド部１１０を制御してレーダ波
を送受信させ、フロントエンド部１１０から出力される
検波信号ＩＦを処理することにより、物標の検出を行う
信号処理部１１２とにより構成されている。

【０００３】このうち、フロントエンド部１１０は、レ
ーダ波として送出するための高周波信号Ｓを生成する高
周波発振器１４と、この高周波信号Ｓを電力分配し、送
信信号Ｔ及びローカル信号Ｌとして各部に供給する電力
分配器１６と、送信信号Ｔに応じて空間にレーダ波を放
射する送信アンテナ１８と、送信アンテナ１８から放射
され、物標に反射して戻ってくるレーダ波を受信する受
信アンテナ２０と、受信アンテナ２０からの受信信号Ｒ
に電力分配器１６からのローカル信号Ｌを混合し検波信
号ＩＦを出力するミキサ２２とを備えている。

【０００４】なお、高周波発振器１４は、印加する電圧
値に応じて発振周波数の制御が可能な電圧制御発振器か
らなり、信号処理部１１２からの変調信号ＴＸに応じて
周波数変調された高周波信号Ｓを生成するように構成さ
れている。このように構成されたフロントエンド部１１
０では、高周波発振器１４からの高周波信号Ｓが、電力
分配器１６により送信信号Ｔとローカル信号ＬＳとに分
配され、夫々送信アンテナ１８とミキサ２２とに供給さ
れる。

【０００５】そして、送信アンテナ１８から送信信号Ｔ
に応じてレーダ波が放射されると共に、送信アンテナ１
８から放射され、物標に反射して戻ってきたレーダ波が
受信アンテナ２０にて受信され、更に、受信アンテナ２
０からの受信信号Ｒは電力分配器１６からのローカル信
号Ｌによりミキサ２２にてホモダイン検波され、その検
波信号ＩＦが信号処理部１１２に入力される。

【０００６】一方、信号処理部１１２は、変調信号ＴＸ
を生成するためのＤ／Ａ変換器２４と、ミキサ２２から
の検波信号ＩＦを増幅する増幅器２６と、検波信号ＩＦ
に含まれる受信信号Ｒとローカル信号Ｌとの差信号成分
である中間周波以外の不要な信号成分を除去するフィル
タ２８と、フィルタ２８の出力をデジタルデータに変換
するＡ／Ｄ変換器３０と、Ｄ／Ａ変換器２４を介して変
調信号ＴＸを生成し、高周波発振器１４の発振周波数を
制御すると共に、Ａ／Ｄ変換器３０を介してデジタルデ
ータに変換され取り込まれた検波信号ＩＦに基づき、レ
ーダ波の放射方向に位置する物標の検出処理を実行する
マイクロコンピュータ３４とを備えている。

【０００７】そして、マイクロコンピュータ３４は、所
定周期１／ｆｍの三角波をＤ／Ａ変換器２４を介して生
成し、変調信号ＴＸとして高周波発振器１４に供給する
ようにされており、高周波発振器１４は、図６（ａ）に
示すように、変調信号ＴＸに応じて、発振周波数が△Ｆ
だけ繰り返し増加／減少するように周波数変調された高
周波信号Ｓを生成する。その結果、この高周波信号Ｓを
電力分配してなる送信信号Ｔに応じたレーダ波が送信ア
ンテナ１８を介して空間に放射される。なお、図６は、
送信信号Ｔ（ローカル信号Ｌも同じ）及び受信信号Ｒの
周波数と時間との関係を表す説明図である。

【０００８】この時、当該レーダ装置を取り付けた移動
体と、レーダ波の放射方向に位置する物標との移動速度
が同じ（相対速度Ｖ＝０）場合、受信アンテナ２０にて
受信されるレーダ波は、図６（ａ）に点線で示すよう
に、レーダ波が物標との間を往復することによる遅延の
影響のみを受けたものとなる。その結果、検波信号Ｉ
Ｆ、即ち、受信信号Ｒとローカル信号Ｌとの周波数差に
基づき生成されるビート信号の周波数（ビート周波数）
ｆｂは、ローカル信号Ｌの周波数増加時と減少時とで同
じｆｒとなる。

【０００９】一方、物標との移動速度が異なる（相対速
度Ｖ≠０）場合、受信アンテナ２０にて受信されるレー
ダ波は、更に、相対速度Ｖに応じたドップラ周波数ｆｄ
が重畳されたものとなり、図６（ｂ）に点線で示すよう
に、受信信号Ｒは、ローカル信号Ｌに対して遅延するだ
けでなく、その周波数が全体的にシフトする。その結
果、ビート周波数ｆｂは、ローカル信号Ｌの周波数の増
加時と減少時とで異なったものとなり、物標との距離に
基づく周波数成分ｆｒにドップラ周波数ｆｄだけ加算或
は減算されたビート周波数ｆb1，ｆb2が得られることに
なる。

【００１０】そして、信号処理部１１２では、フロント
エンド部１１０から、ビート周波数ｆb1，ｆb2を信号成
分とする検波信号ＩＦを、Ａ／Ｄ変換器３０を介してマ
イクロコンピュータ３４に取り込み、高速フーリエ変換
処理等を施すことにより周波数スペクトルを算出して、
ビート周波数ｆb1，ｆb2を検出し、物標との距離に基づ
く周波数成分ｆｒ（＝｜ｆb1＋ｆb2｜／２）及びドップ
ラ周波数成分ｆｄ（＝｜ｆb1−ｆb2｜／２）を求め、こ
れに基づき、物標との距離及び相対速度を検出する。

【００１１】なお、検波信号ＩＦから物標との相対速度
の検出を可能とするためには、変調信号ＴＸ（三角波）
の半周期（ローカル信号Ｌの周波数の増加区間或は減少
区間：１／２ｆｍ）内に、少なくとも検波信号ＩＦの１
周期分を検出できる必要があり、通常、ビート周波数ｆ
ｂは、数ｋ〜数十ｋＨｚ程度となるので、制御信号ＴＸ
の変調周波数ｆｍは、これより小さく数百Ｈｚ程度に設
定されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フロントエ
ンド部１１０では、ミリ波帯の信号が伝送される配線、
即ち、電力分配器１６と高周波発振器１４，送信アンテ
ナ１８，ミキサ２２との間、及びミキサ２２と受信アン
テナ２０との間の配線は、分布定数回路となるため、そ
のインピーダンスは周波数依存性を有し、これらの配線
での信号の減衰量は周波数に応じて変動する。その結
果、ミキサ２２に供給される受信信号Ｒやローカル信号
Ｌの振幅が周波数に応じて変動するため、これに応じて
ミキサ２２の出力（検波信号ＩＦの振幅）も変動し、即
ち、検波信号ＩＦの振幅が周波数依存性を有することに
なる。特に、受信信号Ｒに比べ信号レベルが大きく伝送
経路も長いローカル信号Ｌの影響が大きい。

【００１３】そして、ローカル信号Ｌが、周波数の増加
／減少を周期的に繰り返すことにより、検波信号ＩＦの
振幅が変動し、その結果、検波信号ＩＦの信号成分は、
検出すべきビート周波数ｆｂに、ローカル信号Ｌの周波
数変調に基づく三角波状の雑音成分（以下低周波雑音と
いう）が重畳されたものとなる。この低周波雑音は、図
８（ａ）に示すように、ローカル信号Ｌの変調周波数ｆ
ｍ（数百Ｈｚ）を中心に分布し、しかも、物標の検出に
必要なビート周波数ｆｂ（数Ｋ〜数十ＫＨｚ）と重なり
合うため、これらの周波数成分ｆｍ，ｆｂをフィルタ等
により分離することができず、延いては、物標の検出性
能を劣化させてしまうという問題があった。

【００１４】なお、ローカル信号の変調周期１／ｆｍを
長くして、雑音成分の周波数が低くなるようにすれば、
これらの信号を分離することは可能であるが、検出の応
答性が悪くなるという問題があった。これに対して、特
開平５−３４６４６３号公報には、図７に示すように、
フロントエンド部１１０に、雑音成分の周波数ｆｍより
十分大きな一定周波数Ｍ（例えば、１ＭＨｚ）を生成す
る発振器４０と、発振器４０からの信号を受信信号Ｒに
混合する前置ミキサ４２と、ミキサ２２にて前置ミキサ
４２の出力とローカル信号Ｌとを混合した出力から、余
分な周波数成分を除去するバンドパスフィルタ４４と、
バンドパスフィルタ４４の出力と発振器４０からの信号
を混合する後置ミキサ４８とを追加することにより、ビ
ート周波数ｆｂとビート周波数付近の雑音成分とを分離
可能にしたものが開示されている。

【００１５】即ち、ローカル信号Ｌ（送信信号Ｔ）の周
波数をｆ、受信信号Ｒの周波数を（ｆ＋ｆｂ）とする
と、前置ミキサ４２により、受信信号Ｒの周波数は（ｆ
＋ｆｂ）＋Ｍに変換され、これが更に、ミキサ２２にて
ローカル信号Ｌと混合されることにより周波数はｆｂ＋
Ｍに変換される。この周波数ｆｂ＋Ｍの信号成分は、図
８（ｂ）に示すように、周波数変調されたローカル信号
Ｌに基づきミキサ２２にて発生する周波数ｆｍ近傍の低
周波雑音とは重なり合わないので、バンドパスフィルタ
４４にて、この低周波雑音を容易に除去することがで
き、その後、後置ミキサ４８にて発振器４０からの信号
（周波数Ｍ）を混合することにより、低周波雑音の除去
された、所望のビート周波数ｆｂを得ることができる。

【００１６】しかし、この場合、発振器４０、ミキサ４
２，４８、バンドパスフィルタ４４と多数の構成を追加
しなければならないので、構成が複雑になり、しかも、
部留りの悪いミリ波帯にて動作するミキサ４２を追加し
なければならないため、製造が難しく、また装置が高価
なものとなってしまうという問題があった。

【００１７】本発明は、上記問題点を解決するために、
ミキサの出力の周波数依存性に基づきミキサの出力に重
畳される低周波雑音を、簡易な構成にて低減可能なＦＭ
ＣＷ方式のレーダ装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１に記載の発明は、周波数変調された
高周波信号を生成する高周波発振器と、該高周波発振器
からの高周波信号に基づきレーダ波を放射する送信アン
テナと、該送信アンテナから放射され、物標に反射して
戻ってくるレーダ波を受信する受信アンテナと、該受信
アンテナからの受信信号に上記高周波発振器からの高周
波信号をローカル信号として混合し検波するミキサと、
を備え、該ミキサからの検波信号に基づき、物標との距
離及び相対速度を求めるＦＭＣＷ方式のレーダ装置にお
いて、上記ミキサを、外部からの制御信号によりローカ
ル信号に対する検波信号の出力感度を調整可能に構成
し、更に、上記ローカル信号を伝送する配線等のインピ
ーダンスが周波数依存性を有することによる上記ミキサ
の出力変動が、上記制御信号により上記ミキサの出力感
度を変化させることによる上記ミキサの出力変動により
相殺され、上記ミキサ出力が周波数に対して略一定とな
るように、上記ローカル信号の周波数に応じて上記制御
信号を御する感度制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１９】上記のように構成されたレーダ装置におい
ては、高周波発振器が周波数変調された高周波信号を生
成し、送信アンテナがこの高周波発振器からの高周波信
号に基づきレーダ波を放射する。一方、受信アンテナ
は、送信アンテナから放射され、物標に反射して戻って
くるレーダ波を受信し、ミキサが受信アンテナからの受
信信号に高周波発振器からの高周波信号を混合検波する
ことにより、ミキサから検波信号が出力され、この検波
信号に基づき、物標との距離及び相対速度が求められ
る。

【００２０】なお、ミキサは、外部からの制御信号によ
りローカル信号に対する検波信号の出力感度を調整可能
に構成されており、感度制御手段が、ローカル信号の周
波数に応じて制御信号を制御することにより、ローカル
信号を伝送する配線等のインピーダンスが周波数依存性
を有することに基づくミキサの出力変動が、制御信号に
よりミキサの出力感度を変化させることに基づくミキサ
の出力変動により相殺され、ミキサ出力が周波数に対し
て略一定となるように制御する。

【００２１】従って、本発明のレーダ装置によれば、ロ
ーカル信号の周波数の変動に基づきミキサからの検波信
号に重畳される低周波雑音を低減させることができ、延
いては、当該レーダ装置による物標の検出領域を大幅に
拡大することができる。次に、請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載の発明において、上記ミキサは、電
圧・電流特性の非線形性を利用して、当該ミキサに入力
される上記受信信号と上記ローカル信号とを混合するダ
イオードと、該ダイオードに所定のバイアス電圧を印加
するバイアス電圧印加手段と、を備え、上記感度制御手
段は、上記制御信号として上記バイアス電圧を制御する
ことを特徴とする。

【００２２】即ち、ダイオードの電圧−電流特性から明
かなように、ダイオードは、バイアス電圧が大きいほ
ど、コンダクタンスの大きな領域にて、信号の混合動作
を行うことになるため、出力感度が向上するのである。
なお、ダイオードとバイアス電圧印加手段とを備えたミ
キサは、従来より知られているものであり、従って、本
発明によれば、このような従来のミキサをそのまま用い
ることができるため、簡易でしかも安価に装置を構成で
きる。

【００２３】次に、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載のレーダ装置において、上記感度制御手段は、互
いに異なる電圧を生成する複数の電圧生成手段と、該複
数の電圧生成手段にて生成される電圧のいずれかをバイ
アス電圧として上記ミキサに供給する電圧切換手段と、
該電圧切換手段を、上記高周波信号の周波数に応じて切
り換える切換制御手段と、により構成されていることを
特徴とする。

【００２４】この請求項３に記載のレーダ装置において
は、複数の電圧生成手段が、互いに異なる電圧を生成
し、切換制御手段が、高周波発振器にて生成される高周
波信号の周波数に応じて電圧切換手段を制御し、複数の
電圧生成手段にて生成される電圧のいずれかをバイアス
電圧としてミキサに供給する。

【００２５】即ち、切換制御手段は、ミキサ出力の変動
が所定範囲内に納まるように、ミキサに供給する電圧を
電圧切換手段により切り換えるのである。このように、
本発明のレーダ装置によれば、バイアス電圧を段階的に
切り替えるため、ミキサ制御手段を簡易な構成とするこ
とができる。

【００２６】なお、電圧生成手段を多くして、切換可能
なバイアス電圧の種類を多くする程、周波数変調された
ローカル信号に基づくミキサ出力の変動をより小さい範
囲に抑えることができ、延いては、このミキサ出力の変
動に基づく低周波雑音をより低減させることができる。

【００２７】また次に、請求項４に記載の発明は、請求
項３に記載のレーダ装置において、上記電圧生成手段
は、所定の電源電圧を分圧する分圧抵抗により構成され
ていることを特徴とする。従って、本発明のレーダ装置
によれば、電源を複数設けることなく、単一の電源から
複数のバイアス電圧を作成できるので、装置を小型化で
きる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は、本発明が適用されたＦＭＣＷ方式
のレーダ装置の全体構成を表すブロック図である。

【００２９】図１に示すよに、本実施例のレーダ装置
は、図５にて示した従来装置と同様に、フロントエンド
部１０と、信号処理部１２とにより構成されている。こ
のうちフロントエンド部１０は、従来装置のフロントエ
ンド部１１０において、ミキサ２２をバイアス電圧の制
御が可能なように構成し、また、信号処理部１２は、従
来装置の信号処理部１１２においてバイアス電圧制御回
路３６を追加した構成にされている。そして、それ以外
の部分については、図５にて示した従来装置と全く同様
に構成されているので、同一の構成については、同一番
号を付し、詳細な説明は省略する。

【００３０】従来装置と異なる構成として、まず、ミキ
サ２２は、図２に示すように、マイクロストリップ回路
にて構成された周知のバランスミキサであり、直列接続
された一対のダイオード５０，５２と、受信信号Ｒ及び
ローカル信号Ｌを９０°の位相差で分岐し、一方をダイ
オード５０のアノードに、他方をダイオード５２のカソ
ードに供給するハイブリッド５４とを備えている。そし
て、ハイブリッド５４から各ダイオード５０，５２まで
の経路中には、ハイブリッド５４の各出力から直流成分
を除去するコンデンサ５６，５８と、ダイオード５０，
５２での信号の反射を防止するダイオード入力整合回路
６０，６２と、ダイオード５０側の経路に形成されバイ
アス電圧制御回路３６からのバイアス電圧Ｖｂが印加さ
れる電極６４ａ及びダイオード５２側の経路に形成され
グランドレベルＧに接地される電極６４ｂからなり、ダ
イオード５０，５２に所定のバイアス電流を供給するバ
イアス回路６４とが設けられている。また、ダイオード
５０，５２の接続点には、ダイオードの感度を十分に引
き出すためのλ／４スタブ６６と、ダイオード５０，５
２により混合され発生する信号のうち、周波数の低い差
信号成分を抽出するローパスフィルタ６８と、ローパス
フィルタ６８の出力の直流成分をカットするコンデンサ
７０とが設けられている。また、バイアス電圧Ｖｂが供
給されるラインには、雑音除去用のコンデンサ７２が並
列に接続されている。

【００３１】以上のように構成されたミキサ２２におい
ては、入力された受信信号Ｒ及びローカル信号Ｌは、ハ
イブリッド５４にて９０°の位相差で分岐され、コンデ
ンサ５６，５８にて直流分が除去された後、ダイオード
５０，５２にて混合される。そして、ダイオード５０，
５２からの出力は、ローパスフィルタ６８にて不要な高
周波成分が除去され、コンデンサ７０にて直流成分が除
去されることにより、受信信号Ｒとローカル信号Ｌとの
周波数差（ビート周波数）を信号成分とした検波信号Ｉ
Ｆが得られる。

【００３２】なお、バイアス回路６４により、ダイオー
ド５０，５２には、バイアス電圧制御回路３６からのバ
イアス電圧Ｖｂに応じたバイアス電流が流れるようにさ
れており、バイアス電圧Ｖｂを制御することにより、ダ
イオード５０，５２の感度を調整可能なようにされてい
る。

【００３３】即ち、バイアス電圧Ｖｂを大きくする程、
ダイオード５０，５２に流れるバイアス電流は大きくな
り、ダイオード５０，５２のコンダクタンスが大きな領
域にて信号の混合が行われることになるため、混合され
た信号の出力は大きくなり、つまりミキサ２２の感度が
向上するのである。

【００３４】次に、信号処理回路１２に設けられたバイ
アス電圧制御回路３６は、図１に示すように、電源ＶDD
を分圧して第１のバイアス電圧Ｖb1を生成する分圧抵抗
Ｒ１，Ｒ２、同様に第２のバイアス電圧Ｖb2を生成する
分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４、同様に第３のバイアス電圧Ｖb3を
生成する分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６、及びマイクロコンピュー
タ３４からのバイアス制御信号Ｂｃに従い、分圧抵抗Ｒ
１〜Ｒ６にて生成された第１〜第３のバイアス電圧Ｖb
1，Ｖb2，Ｖb3のいずれか一つをミキサ２２に供給する
バイアス切換スイッチ３８により構成されている。

【００３５】ここで図４は、高周波信号Ｓ（即ちローカ
ル信号Ｌ）の周波数に対する検波信号ＩＦの振幅特性、
及びバイアス切換スイッチ３８の切換タイミングを表す
説明図である。なお、フロントエンド部１０の出力であ
る検波信号ＩＦの振幅特性は、フロントエンド部１０の
構成（高周波信号の伝送路の配線やアンテナの終端方法
等）により変動するものであり、フロントエンド部１０
の作成時等に、実測して求めるものである。

【００３６】ここでは、図４中点線にて示すように、高
周波発振器１４にて生成される高周波信号Ｓの周波数帯
ｆ０〜ｆ３（ｆ３−ｆ０＝△Ｆ）における検波信号ＩＦ
の特性は、周波数が高い程、振幅が小さくなるものとす
る。また、バイアス電圧Ｖｂが大きいほど（Ｖb3 Ｖb2
＞Ｖb1）ミキサ２２の感度が良くなるため、これに応じ
て検波信号ＩＦの振幅は大きくなる。

【００３７】そして、本実施例では、バイアス電圧制御
回路３６が生成する第１〜第３のバイアス電圧Ｖb1，Ｖ
b2，Ｖb3は、次のように設定されている。即ち、まず、
高周波信号Ｓの周波数帯ｆ０〜ｆ３において、適度な振
幅（ここではＡ０〜Ａ３）が得られるバイアス電圧Ｖｂ
を、第２のバイアス電圧Ｖb2として設定する。この時の
検波信号ＩＦの振幅変動は△Ａｃ（＝Ａ０−Ａ３）とな
る。

【００３８】この第２のバイアス電圧Ｖb2がミキサ２２
に印加されている時における、検波信号ＩＦの振幅変動
範囲内（Ａ０〜Ａ３）にて、振幅の上限値Ａ１（＜Ａ
０）及び下限値Ａ２（＞Ａ３）を設定し、しかも、上限
値Ａ１と下限値Ａ２との差△Ａｖ（＝Ａ１−Ａ２）が上
記振幅変動△Ａｃの略半分となるようにする。

【００３９】そして、第２のバイアス電圧Ｖb2の印加時
に検波信号ＩＦの振幅が上限値Ａ１となる周波数ｆ１に
て、振幅が下限値Ａ２となるバイアス電圧を実測して求
め、これを第１のバイアス電圧Ｖb1とし、また、第２の
バイアス電圧Ｖb2の印加時に振幅が下限値Ａ２となる周
波数ｆ２にて、振幅が上限値Ａ１となるバイアス電圧を
同様に実測して求め、これを第３のバイアス電圧Ｖb3と
して設定する。

【００４０】これにより、高周波信号Ｓの周波数がｆ０
〜ｆ１の時には第１のバイアス電圧Ｖb1、周波数がｆ１
〜ｆ２の時には第２のバイアス電圧Ｖb2、周波数がｆ２
〜ｆ３の時には第３のバイアス電圧Ｖb3となるように、
ミキサ２２へのバイアス電圧Ｖｂを順次切り換えれば、
検波信号ＩＦの振幅変動は△Ａｖ（≒△Ａｃ／２）に抑
えられることになる。

【００４１】次に、マイクロコンピュータ３４にて、実
行される変調信号生成／バイアス電圧設定処理につい
て、図３に示すフローチャートに沿って説明する。な
お、変調信号Ｔｘは、マイクロコンピュータ３４に設け
られた変調用カウンタのカウント値ＣをＤ／Ａ変換器２
４にてＤ／Ａ変換することにより生成され、カウント値
Ｃｉ（ｉ＝０〜３）の時には、高周波発振器１４からは
周波数ｆｉの高周波信号Ｓが生成されるものとする。

【００４２】また、装置が起動された直後に実行される
初期化処理において、変調用カウンタのカウント値Ｃ
は、周波数ｆ０に相当する所定値Ｃ０に設定され、変調
用カウンタの使用状態、即ちアップカウント／ダウンカ
ウントを表す増減フラグＦはアップカウントを表すよう
にクリアされ、更に、バイアス制御信号Ｂｃは、第１の
バイアス電圧Ｖb1がミキサ２２に供給されるように設定
されているものとする。

【００４３】また更に、本処理は、初期化処理の終了後
に、所定周期にて繰り返し起動されるものとする。そし
て、本処理が起動されると、まず、ステップ１１０に
て、増減フラグＦがクリア（Ｆ＝０）されているか否か
を判断し、クリアされていれば、変調用カウンタはアッ
プカウント中であるとしてステップ１２０に移行し、そ
のカウント値Ｃをインクリメントする。なお、このカウ
ント値Ｃは、Ｄ／Ａ変換器２４に供給され、Ｄ／Ａ変換
器２４からは、カウント値Ｃに応じた電圧値が変調信号
ＴＸとして高周波発振器１４に供給される。

【００４４】続くステップ１３０では、変調用カウンタ
のカウント値Ｃが、周波数ｆ１に相当する所定値Ｃ１で
あるか否かを判断する。そして、カウント値Ｃが所定値
Ｃ１であると判断された場合は、ステップ１４０に移行
し、バイアス制御信号Ｂｃによりバイアス切換スイッチ
３８を操作して、第２のバイアス電圧Ｖb2がミキサ２２
に供給されるように設定後、本処理を終了し、カウント
値Ｃが所定値Ｃ１ではないと判断された場合は、ステッ
プ１５０に移行する。

【００４５】ステップ１５０では、カウント値Ｃが、周
波数ｆ２に相当する所定値Ｃ２であるか否かを判断す
る。そして、カウント値Ｃが所定値Ｃ２であると判断さ
れた場合は、ステップ１６０に移行して、バイアス制御
信号Ｂｃによりバイアス切換スイッチ３８を操作して、
第３のバイアス電圧Ｖb3がミキサ２２に供給されるよう
に設定後、本処理を終了し、カウント値Ｃが所定値Ｃ２
でなはないと判断された場合は、ステップ１７０に移行
する。

【００４６】ステップ１７０では、カウント値Ｃが周波
数ｆ３に相当する所定値Ｃ３であるか否かを判断する。
そして、カウント値Ｃが所定値Ｃ３であると判断された
場合は、周波数は上限に達したものとして、増減フラグ
Ｆをセットすることにより、変調用カウンタがダウンカ
ウンタとして動作するように設定後、本処理を終了し、
カウント値Ｃが所定値Ｃ３でないと判断された場合は、
そのまま本処理を終了する。

【００４７】一方、先のステップ１１０にて、増減フラ
グＦがセット（Ｆ＝１）されていると判断された場合
は、変調用カウンタはダウンカウント中であるとしてス
テップ１９０に移行し、そのカウント値Ｃをデクリメン
トする。続くステップ２００では、変調用カウンタのカ
ウント値Ｃが所定値Ｃ２であるか否かを判断する。そし
て、カウント値Ｃが所定値Ｃ２であると判断された場合
は、ステップ２１０に移行して、バイアス制御信号Ｂｃ
によりバイアス切換スイッチ３８を操作して、第２のバ
イアス電圧Ｖb2がミキサ２２に供給されるように設定
後、本処理を終了し、カウント値Ｃが所定値Ｃ２ではな
いと判断された場合は、ステップ２２０に移行する。

【００４８】ステップ２２０では、変調用カウンタのカ
ウント値Ｃが所定値Ｃ１であるか否かを判断する。そし
て、カウント値Ｃが所定値Ｃ１であると判断された場合
は、ステップ２３０に移行し、バイアス制御信号Ｂｃに
よりバイアス切換スイッチ３８を操作して、第１のバイ
アス電圧Ｖb1がミキサ２２に供給されるように設定後、
本処理を終了し、カウント値Ｃが所定値Ｃ１でなはない
と判断された場合は、ステップ２４０に移行する。

【００４９】ステップ２４０では、変調用カウンタのカ
ウント値Ｃが所定値Ｃ０であるか否かを判断する。そし
て、カウント値Ｃが値Ｃ０であると判断された場合は、
周波数は下限に達したものとして、増減フラグＦをクリ
アすることにより、変調用カウンタがアップカウンタと
して動作するように設定後、本処理を終了し、カウント
値Ｃが所定値Ｃ０でないと判断された場合は、そのまま
本処理を終了する。

【００５０】即ち、本処理が繰り返し実行されることに
より、変調用カウンタのカウント値Ｃは、所定値Ｃ０か
ら所定値Ｃ３までの間を、繰り返し増加／減少し、この
カウント値に応じて三角波状の変調信号Ｔｘが生成され
る。そして、この変調信号Ｔｘに応じて、高周波発振器
１４からは、周波数がｆ０からｆ３までの間で、繰り返
し増加／減少する高周波信号Ｓが出力される。

【００５１】また、本処理において、変調用カウンタの
アップカウント時には、バイアス電圧Ｖｂは、最初、第
１のバイアス電圧Ｖb1に設定されており、カウント値Ｃ
が所定値Ｃ１に達すると、第２のバイアス電圧Ｖb2に切
り替わり、更に、カウント値Ｃが所定値Ｃ２に達する
と、第３のバイアス電圧Ｖb3に切り替わる。その後、カ
ウント値Ｃが所定値Ｃ３に達すると、増減フラグＦがセ
ットされ、変調用カウンタの動作はダウンカウントに切
り替わる。

【００５２】逆に、変調用カウンタのダウンカウント時
には、バイアス電圧Ｖｂは、最初、第３のバイアス電圧
Ｖb3に設定されており、カウント値Ｃが所定値Ｃ２に達
すると、第２のバイアス電圧Ｖb2に切り替わり、更に、
カウント値Ｃが所定値Ｃ１に達すると、第１のバイアス
電圧Ｖb1に切り替わる。その後、カウント値Ｃが所定値
Ｃ０に達すると、増減フラグＦがクリアされ、変調用カ
ウンタの動作はアップカウントに切り替わり、以後同様
の動作を繰り返す。

【００５３】その結果、フロントエンド部１０から出力
される検波信号ＩＦの振幅は、図４に示すように、変調
用カウンタのカウント値ＣがＣ０〜Ｃ１の間、即ち高周
波信号Ｓ（送信信号Ｔ，ローカル信号Ｌも同様）の周波
数がｆ０〜ｆ１の間は、第１のバイアス電圧Ｖb1の時の
特性に従って動作し、カウント値ＣがＣ１〜Ｃ２の間、
即ち高周波信号Ｓの周波数がｆ１〜ｆ２の間は第２のバ
イアス電圧Ｖb2の時の特性に従って動作し、カウント値
ＣがＣ２〜Ｃ３の間、即ち高周波信号Ｓの周波数がｆ２
〜ｆ３の間は、第３のバイアス電圧Ｖb3の時の特性に従
って動作するため、検波信号ＩＦの振幅変動△Ａｖは、
Ａ１からＡ２の間に抑えられ、バイアス電圧の切換を行
わない場合の振幅変動△Ａｃの略１／２に抑制される。

【００５４】このように、ローカル信号Ｌの周波数の変
化に基づく検波信号ＩＦの振幅変動が抑制されることに
より、この振幅変動に基づき、検波信号ＩＦに重畳され
る低周波雑音が抑制される。そして、信号処理部１２の
マイクロコンピュータ３４では、このように低周波雑音
が抑制された検波信号ＩＦに基づいて処理が行われ、高
速フーリエ変換処理を実行して検波信号ＩＦの周波数ス
ペクトルを求めた時に、確実にビート周波数ｆｂが検出
されることになる。

【００５５】以上説明したように、本実施例のレーダ装
置においては、ミキサ２２に供給されるバイアス電圧Ｖ
ｂが、ローカル信号Ｌの周波数に応じて切り換えられ、
ローカル信号Ｌの周波数帯（ｆ０〜ｆ３）において検波
信号ＩＦの振幅特性が、所定範囲（Ａ１〜Ａ２）内で変
動するようにされている。

【００５６】即ち、ローカル信号Ｌの周波数に応じて、
配線等のインピーダンスが変動することによる検波信号
ＩＦの振幅変動（延いては、この振幅変動に基づき、検
波信号ＩＦに重畳される、ローカル信号Ｌの変調周期
（１／ｆｍ）に応じた低周波雑音）を、バイアス電圧Ｖ
ｂを変化させてミキサ２２の感度を変化させることによ
り相殺するようにされている。

【００５７】従って、本実施例のレーダ装置によれば、
検波信号ＩＦに重畳される低周波雑音が低減されるの
で、検波信号ＩＦから物標の検出に必要なビート周波数
ｆｂを確実に検出でき、また、物標の検出領域を大幅に
拡大することができる。また、本実施例では、ミキサ２
２は、ダイオード５０，５２を備え、このダイオード５
０，５２に所定のバイアス電圧Ｖｂを印加して動作させ
る従来から知られたものをそのまま使用しており、ま
た、このミキサ２２にバイアス電圧を供給するバイアス
電圧制御回路３６は、所定の電源電圧ＶDDを分圧する分
圧抵抗Ｒ１〜Ｒ６と、分圧抵抗にて生成されたバイアス
電圧のいずれかを一つを出力するバイアス切換スイッチ
３８という簡易な回路にて構成されており、しかも、フ
ロントエンド部１２は、図７に示す従来装置とは異な
り、受信信号Ｒをミリ波帯のまま処理する高周波回路を
余分に追加することなく構成されている。従って、本実
施例によれば、容易に、しかも安価に装置を構成でき
る。

【００５８】なお、上記実施例では、変調信号生成／バ
イアス電圧設定処理をマイクロコンピュータ３４の処理
として実現しているが、ハードウェアにて構成してもよ
い。また、上記実施例では、バイアス電圧Ｖｂを３段階
に切り換えているが、２段階でも、４段階以上でもよ
い。なお検波信号ＩＦに重畳される低周波雑音は、切換
段数を増加させる程、より一層の低減が可能となる。

【００５９】更に、上記実施例では、検波信号ＩＦの振
幅特性は、周波数が高いほど一様に出力が低下する特性
のものを例として説明したが、この特性は、逆に、周波
数が高いほど出力が大きくなったり、直線的に変化する
のではなく、複雑な変化をするものでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例のＦＭＣＷ方式のレーダ装置の全体
構成を表すブロック図である。

【図２】 ミキサ２２の詳細な構成を表す回路図であ
る。

【図３】 マイクロコンピュータ３４にて実行される変
調信号生成／バイアス電圧設定処理を表すフローチャー
トである。

【図４】 検波信号ＩＦの振幅特性、及びバイアス切換
スイッチ３８の動作タイミングを表す説明図である。

【図５】 従来装置の全体構成を表すブロック図であ
る。

【図６】 ＦＭＣＷ方式のレーダ装置における物標検出
の原理を表す説明図である。

【図７】 他の従来装置におけるフロントエンド部１１
０の構成を表すブロック図である。

【図８】 従来装置におけるミキサ２２の出力を周波数
軸上にて表した説明図である。

【符号の説明】

１０…フロントエンド部 １２…信号処理部 １４
…高周波発振器 １６…電力分配器 １８…送信アンテナ ２０…受
信アンテナ ２２…ミキサ ２４…Ｄ／Ａ変換器 ２６…増幅
器 ２８…フィルタ ３０…Ａ／Ｄ変換器 ３４…マイ
クロコンピュータ ３６…バイアス電圧制御回路 ３８…バイアス切換ス
イッチ ５０，５２…ダイオード ５４…ハイブリッド ５６，５８，７０，７２…コンデンサ ６０，６２…
ダイオード入力整合回路 ６４…バイアス回路 ６６…λ／４スタブ ６８…
ローパスフィルタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数変調された高周波信号を生成する
   高周波発振器と、 該高周波発振器からの高周波信号に基づきレーダ波を放
   射する送信アンテナと、 該送信アンテナから放射され、物標に反射して戻ってく
   るレーダ波を受信する受信アンテナと、 該受信アンテナからの受信信号に上記高周波発振器から
   の高周波信号をローカル信号として混合し検波するミキ
   サと、 を備え、該ミキサからの検波信号に基づき、物標との距
   離及び相対速度を求めるＦＭＣＷ方式のレーダ装置にお
   いて、 上記ミキサを、外部からの制御信号によりローカル信号
   に対する検波信号の出力感度を調整可能に構成し、 更に、上記ローカル信号を伝送する配線等のインピーダ
   ンスが周波数依存性を有することによる上記ミキサの出
   力変動が、上記制御信号により上記ミキサの出力感度を
   変化させることによる上記ミキサの出力変動により相殺
   され、上記ミキサ出力が周波数に対して略一定となるよ
   うに、上記ローカル信号の周波数に応じて上記制御信号
   を制御する感度制御手段を設けたことを特徴とするレー
   ダ装置。
2. 【請求項２】 上記ミキサは、 電圧・電流特性の非線形性を利用して、当該ミキサに入
   力される上記受信信号と上記ローカル信号とを混合する
   ダイオードと、 該ダイオードに所定のバイアス電圧を印加するバイアス
   電圧印加手段と、 を備え、 上記感度制御手段は、上記制御信号として上記バイアス
   電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載のレー
   ダ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のレーダ装置において、 上記感度制御手段は、 互いに異なる電圧を生成する複数の電圧生成手段と、 該複数の電圧生成手段にて生成される電圧のいずれかを
   バイアス電圧として上記ミキサに供給する電圧切換手段
   と、 該電圧切換手段を、上記高周波信号の周波数に応じて切
   り換える切換制御手段と、 により構成されていることを特徴とするレーダ装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のレーダ装置において、 上記電圧生成手段は、所定の電源電圧を分圧する分圧抵
   抗により構成されていることを特徴とするレーダ装置。