JPH0968573A - Monopulse radar system - Google Patents

Monopulse radar system

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JPH0968573A
JPH0968573A JP7225240A JP22524095A JPH0968573A JP H0968573 A JPH0968573 A JP H0968573A JP 7225240 A JP7225240 A JP 7225240A JP 22524095 A JP22524095 A JP 22524095A JP H0968573 A JPH0968573 A JP H0968573A
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antenna
monopulse radar
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Masanobu Yukimatsu
正伸 行松
Kunihiko Sasaki
佐々木  邦彦
Yoriji Utsu
順志 宇津
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Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a monopulse radar system in which the mutual interference of radio waves caused with another communication device generating radio waves is suppressed so that a satisfactory target detecting performance can be regularly provided. SOLUTION: The transmitted signal from an oscillator 22 is supplied to two-terminal feed type antenna cells 2a-2c through 90 deg.-hybrid circuits 28a-28c to emit circularly polarized radio waves from the antenna cells 2a-2c. When a radio wave in a turning direction differed from in transmission (reflected wave from a target) is received by the antenna cells 2a-2c, the received signal is taken through the 90 deg.-hybrid circuits 28a-28c to detect an obstruction from the amplitude and phase of each received signal. Phase shifters 30a-30c the phase change quantity of which are changeable to 0 deg. or 180 deg. are provided in one route extending from the 90 deg.-hybrid circuits 28a-28c to the antenna cells 2a-2c, and the phase change quantity is switched, whereby the turning direction of the transmittable and receivable circularly polarized wave is changed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放射パターンの一
部が重なるように配設された複数のアンテナ素子を備
え、各アンテナ素子を用いて所定電波を送受信させ、各
アンテナ素子にて得られた受信信号に基づき、外部に存
在する物標の方位等を検出する、モノパルスレーダ装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is provided with a plurality of antenna elements arranged so that a part of their radiation patterns overlap each other, and a predetermined radio wave is transmitted and received using each antenna element. The present invention relates to a monopulse radar device that detects the orientation of a target existing outside based on the received signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、自動車の衝突を未然に防ぐた
めに運転者の視覚を補助する手段として、電波を伝送媒
体とした障害物検出レーダの実現が期待されている。ま
たこの種のレーダ装置において、前を走行する車両等,
障害物の水平方向の位置を判別することは、衝突の可能
性予測にきわめて重要な技術である。このため、こうし
た自動車用のレーダ装置としては、例えば特開昭61−
167890に開示されているようなモノパルスレーダ
装置が有効であると考えられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been expected that an obstacle detection radar using radio waves as a transmission medium will be realized as a means for assisting a driver's vision in order to prevent a vehicle collision. In addition, in this type of radar device,
Determining the horizontal position of an obstacle is a very important technique for predicting the possibility of a collision. Therefore, as such a radar device for an automobile, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-
The monopulse radar device as disclosed in 167890 is considered to be effective.

【0003】つまり、モノパルスレーダ装置は、一般
に、航空機追尾用レーダとして用いられているが、水平
或は垂直方向の位置を判別するのに優れたレーダ装置で
あることから、自動車の走行環境のような多くの障害物
が存在する状況において、きわめて有効に機能すると考
えられるのである。
That is, the monopulse radar device is generally used as an aircraft tracking radar, but since it is an excellent radar device for discriminating the position in the horizontal or vertical direction, it seems to be the driving environment of an automobile. It is considered to function extremely effectively in the presence of many obstacles.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうしたモノ
パルスレーダ装置を利用した衝突防止システムが普及
し、これを搭載した車両が増加すると、各システム間の
送受信電波の電波干渉は避けられないものとなり、障害
物等の物標検知能力が低下することが予想される。
However, when a collision prevention system using such a monopulse radar device becomes widespread and the number of vehicles equipped with such a collision prevention system increases, radio wave interference between transmitted and received radio waves between the systems becomes inevitable. It is expected that the ability to detect targets such as obstacles will decline.

【0005】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、電波を発生する他の通信装置との間で生じる電波
の相互干渉を抑圧して、常に良好な物標検知能力が得ら
れるモノパルスレーダ装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and suppresses mutual interference of radio waves generated with other communication devices that generate radio waves, so that a monopulse radar capable of always obtaining good target detection capability. The purpose is to provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1に記載の発明は、放射パターンの
一部が重なるように配設された複数のアンテナ素子と、
送信信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手段か
らの送信信号を各アンテナ素子に入力して各アンテナ素
子から電波を放射させると共に、各アンテナ素子にて受
信された受信信号を各々取り出す信号入出力手段と、該
信号入出力手段を介して得られた各アンテナ素子からの
受信信号に基づき外部の物標を検出する物標検出手段
と、を備えたモノパルスレーダ装置において、前記各ア
ンテナ素子を円偏波の電波を送受信可能な円偏波用アン
テナ素子にて構成し、更に、各アンテナ素子が送受信す
る円偏波の旋回方向を切り換える偏波切換手段を設けた
ことを特徴とする。
The invention according to claim 1 made in order to achieve the above object, comprises a plurality of antenna elements arranged so that a part of radiation patterns overlap each other,
A signal generating means for generating a transmission signal and a signal for inputting the transmission signal from the signal generating means to each antenna element to radiate a radio wave from each antenna element and for extracting each reception signal received by each antenna element A monopulse radar device comprising: input / output means; and target detection means for detecting an external target based on a received signal from each antenna element obtained via the signal input / output means. Is constituted by an antenna element for circular polarization capable of transmitting and receiving circularly polarized radio waves, and further, a polarization switching means for switching the turning direction of circular polarization transmitted and received by each antenna element is provided.

【0007】このように構成された請求項1に記載のモ
ノパルスレーダ装置においては、信号入出力手段が、信
号発生手段からの送信信号を、放射パターンの一部が重
なるように配設された複数のアンテナ素子の各々に入力
して、各アンテナ素子から電波を放射させると共に、各
アンテナ素子にて受信された受信信号を各々取り出し、
物標検出手段が、その取り出された受信信号に基づき外
部の物標を検出する。そして、特に、この装置では、各
アンテナ素子に、円偏波の電波を送受信可能な円偏波用
アンテナ素子が使用され、偏波切換手段が、各アンテナ
素子が送受信する円偏波の旋回方向を切り換える。
In the monopulse radar device according to the first aspect of the present invention configured as above, a plurality of signal input / output means are provided so that the transmission signals from the signal generation means are arranged so that a part of their radiation patterns overlap. To each of the antenna elements, to radiate a radio wave from each antenna element, and to take out each of the received signals received by each antenna element,
The target detection means detects an external target based on the extracted received signal. In particular, in this device, a circularly polarized wave antenna element capable of transmitting and receiving circularly polarized radio waves is used for each antenna element, and the polarization switching means is used for the direction of circularly polarized wave rotation of each antenna element. Switch.

【0008】つまり、モノパルスレーダ装置は、放射パ
ターンの一部が重なるように配設された複数のアンテナ
素子から電波を放射させ、その放射電波が外部の物標に
当たって反射してきた反射波を各アンテナ素子にて受信
することにより、各アンテナ素子にて得られた受信信号
の振幅又は位相の差から物標の方位を検出するものであ
るが、当該装置近傍に、同一規格の他のモノパルスレー
ダ装置が存在したり、当該装置が送受信する電波と略同
じ周波数帯の信号を送信或は受信する通信装置が存在す
ると、これら他の装置との間で電波干渉が発生して、そ
の干渉波により物標の検知能力が低下してしまう。
That is, the monopulse radar device radiates radio waves from a plurality of antenna elements arranged so that a part of the radiation patterns overlap each other, and the reflected waves reflected by the radiated radio waves hitting an external target are reflected by each antenna. The direction of the target is detected from the difference in the amplitude or phase of the received signal obtained by each antenna element by receiving by the element, but another monopulse radar device of the same standard near the device is detected. Exists or there is a communication device that transmits or receives signals in the same frequency band as the radio waves transmitted or received by the device, radio wave interference occurs with these other devices, and the interference wave causes physical interference. The ability to detect the target is reduced.

【0009】そこで請求項1に記載のモノパルスレーダ
装置では、各アンテナ素子に、円偏波の電波を送受信可
能な円偏波用アンテナ素子を使用し、偏波切換手段にて
各アンテナ素子が送受信する円偏波の旋回方向を切り換
えることにより、干渉波による検知能力の低下を、各ア
ンテナ素子が有する偏波識別によって防止するようにし
ているのである。
Therefore, in the monopulse radar device according to claim 1, a circularly polarized wave antenna element capable of transmitting and receiving circularly polarized radio waves is used for each antenna element, and each antenna element is transmitted and received by the polarization switching means. By changing the turning direction of the circular polarized wave, the deterioration of the detection capability due to the interference wave is prevented by the polarization discrimination of each antenna element.

【0010】この結果、請求項1に記載のモノパルスレ
ーダ装置によれば、例えば車両に搭載して障害物等を検
出するシステムに適用したとしても、他の装置からの送
信電波に影響されることなく障害物等の物標を正確に検
出できるようになり、物標検知能力を高めて車両の走行
安全性を向上することが可能になる。
As a result, according to the monopulse radar device of the first aspect, even if the monopulse radar device is applied to a system mounted on a vehicle to detect an obstacle or the like, it is affected by a radio wave transmitted from another device. Therefore, the target such as an obstacle can be accurately detected, and the target detection capability can be improved to improve the traveling safety of the vehicle.

【0011】なお、各アンテナ素子の円偏波の旋回方向
を切り換える偏波切換手段としては、例えば、各アンテ
ナ素子から電波を送信させて物標の検出を行う物標検出
動作を1回或は複数回行う度に、円偏波の旋回方向を交
互に切り換えるようにしてもよく、或は乱数に基づきラ
ンダムに切り換えるようにしてもよい。また、例えば、
通常は任意の旋回方向の円偏波を用いて物標検出動作を
行い、各アンテナ素子にて得られた受信信号が通常有り
得ない信号レベルとなったときに、円偏波の旋回方向を
切り換えるようにしてもよい。
As the polarization switching means for switching the direction of circularly polarized wave of each antenna element, for example, a target detection operation of transmitting a radio wave from each antenna element to detect a target is performed once or. The direction of circularly polarized wave may be alternately switched every time it is performed a plurality of times, or may be randomly switched based on a random number. Also, for example,
Normally, the target detection operation is performed using circularly polarized waves in an arbitrary direction of rotation, and the direction of circularly polarized waves is switched when the received signal obtained by each antenna element has a signal level that is normally impossible. You may do it.

【0012】次に、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載のモノパルスレーダ装置において、前記各アンテ
ナ素子は、2端子給電型の円偏波用アンテナ素子からな
り、前記信号入出力手段は、前記各アンテナ素子毎に設
けられ、前記送信信号を位相差90度の送信信号に分配
してアンテナ素子の2つの給電端子に出力すると共に、
アンテナ素子の各給電端子から入力される一対の受信信
号のうち、前記分配した送信信号とは逆方向に90度の
位相差を有する受信信号を合成して装置内に取り込む、
複数の90度ハイブリッド回路からなり、前記偏波切換
手段は、前記90度ハイブリッド回路とアンテナ素子の
給電端子とを接続する一対の信号経路の一方に設けら
れ、位相変化量を0度及び180度のいずれかに切り換
え可能な位相変化量可変型の移相器からなることを特徴
とする。
Next, a second aspect of the present invention is the first aspect.
In the monopulse radar device according to the item 1, each of the antenna elements is a two-terminal feeding type circularly polarized antenna element, and the signal input / output unit is provided for each of the antenna elements, and the transmission signal has a phase difference. The signal is divided into 90-degree transmission signals and output to the two feeding terminals of the antenna element,
Of a pair of reception signals input from each power supply terminal of the antenna element, reception signals having a phase difference of 90 degrees in the opposite direction to the distributed transmission signal are combined and taken into the device.
The polarization switching means is composed of a plurality of 90-degree hybrid circuits, is provided in one of a pair of signal paths connecting the 90-degree hybrid circuit and a power feeding terminal of the antenna element, and has a phase change amount of 0 degrees and 180 degrees. It is characterized by being composed of a phase shifter of variable phase change amount that can be switched to any of the above.

【0013】即ち、90度ハイブリッド回路は、入力端
子に入力された信号を位相差90度の信号に分配して一
対の入出力端子から出力し、入出力端子に信号出力時と
は逆方向の位相差(−90度)を有する信号が入力され
たときに、その信号を合成して出力端子から出力するも
のであるため、請求項2に記載のモノパルスレーダ装置
では、各アンテナ素子に、位相差90度の信号を受けて
所定旋回方向の円偏波を送信する2端子給電型の円偏波
用アンテナ素子を用い、各アンテナ素子の一対の給電端
子と、90度ハイブリッド回路の一対の入出力端子とを
各々接続して、90度ハイブリッド回路の入力端子に信
号発生手段からの送信信号を入力することにより、各ア
ンテナ素子の一対の給電端子に位相差90度の送信信号
を給電して、各アンテナ素子から所定旋回方向の円偏波
の電波を放射させるのである。
That is, the 90-degree hybrid circuit distributes the signal input to the input terminal into a signal having a phase difference of 90 degrees and outputs the signal from a pair of input / output terminals. When a signal having a phase difference (-90 degrees) is input, the signals are combined and output from the output terminal. Therefore, in the monopulse radar device according to claim 2, each antenna element has a position. A two-terminal feed type circularly polarized antenna element that receives a signal with a phase difference of 90 degrees and transmits circularly polarized waves in a predetermined turning direction is used. A pair of feeding terminals of each antenna element and a pair of 90 degree hybrid circuit input terminals are used. By connecting the output terminals to each other and inputting the transmission signal from the signal generating means to the input terminal of the 90-degree hybrid circuit, the transmission signal with a phase difference of 90 degrees is fed to the pair of feeding terminals of each antenna element. , Each Cause radiate circularly polarized radio wave in a predetermined turning direction from antenna element.

【0014】そして、このように各アンテナ素子から所
定旋回方向の円偏波の電波を放射させ、その放射電波が
外部の物標に当たって反射すると、反射波の旋回方向が
送信時とは逆方向になって、各アンテナ素子に入射し、
各アンテナ素子の一対の給電端子には、送信時とは逆方
向の位相差(−90度)を有する信号が誘起されるた
め、各アンテナ素子にて物標からの反射波が受信された
場合には、その受信信号が90度ハイブリッド回路にて
合成されて、その出力端子から物標検出手段に出力され
ることになり、各アンテナ素子の偏波識別により、物標
に当たって反射してきた電波のみを受信して物標検出を
行うことができる。
As described above, when each antenna element radiates a circularly polarized radio wave in a predetermined turning direction, and the radiated radio wave strikes an external target and is reflected, the turning direction of the reflected wave is opposite to that at the time of transmission. Then, it enters each antenna element,
When a reflected wave from the target is received by each antenna element, a signal having a phase difference (-90 degrees) opposite to that at the time of transmission is induced at the pair of power supply terminals of each antenna element. In this case, the received signals are combined by the 90-degree hybrid circuit and output from the output terminal to the target detection means. Only the radio waves reflected by the target by the polarization discrimination of each antenna element. Can be received to perform target detection.

【0015】また、90度ハイブリッド回路とアンテナ
素子の給電端子とを接続する一対の信号経路の一方に
は、位相変化量を0度又は180度のいずれかに切換可
能な移相器が設けられているため、この移相器の位相変
化量を切り換えることにより、アンテナ素子の給電端子
に入力する送信信号の位相差を90度及び−90度のい
ずれかに切り換え、アンテナ素子から放射させる電波の
旋回方向を右旋回及び左旋回のいずれかに切り換えるこ
とができる。
Further, a phase shifter capable of switching the amount of phase change to either 0 degree or 180 degrees is provided on one of the pair of signal paths connecting the 90 degree hybrid circuit and the feeding terminal of the antenna element. Therefore, by switching the phase change amount of this phase shifter, the phase difference of the transmission signal input to the feeding terminal of the antenna element is switched to either 90 degrees or −90 degrees, and the radio wave emitted from the antenna element is changed. The turning direction can be switched to either a right turn or a left turn.

【0016】従って、請求項2に記載のモノパルスレー
ダ装置によれば、請求項1に記載のモノパルスレーダ装
置を、比較的簡単な構成にて実現でき、また電波の旋回
方向の切り換えも簡単に行うことができる。つまり、請
求項1に記載のモノパルスレーダ装置は、例えば、各ア
ンテナ素子を導波管円偏波アンテナとこのアンテナへの
供給電力に定められた方向の磁界を与えて電波を旋回さ
せるポラライザとから構成し、信号入出力手段をサーキ
ュレータにより構成し、偏波切換手段をポラライザが発
生する磁界の方向を切り換えて円偏波の旋回方向を切り
換えるように構成しても実現できるが、この場合、フェ
ライト回路であるサーキュレータ等を使用するので装置
が大型化し、また装置構成も複雑になってしまう。
Therefore, according to the monopulse radar device of the second aspect, the monopulse radar device of the first aspect can be realized with a relatively simple structure, and the turning direction of the radio wave can be easily switched. be able to. That is, in the monopulse radar device according to claim 1, for example, each antenna element is composed of a waveguide circularly polarized antenna and a polarizer for giving a magnetic field in a predetermined direction to the power supplied to the antenna to rotate the radio wave. Alternatively, the signal input / output means may be constituted by a circulator, and the polarization switching means may be configured to switch the direction of the magnetic field generated by the polarizer to switch the circularly polarized wave turning direction. Since a circuit such as a circulator is used, the device becomes large and the device configuration becomes complicated.

【0017】これに対して、請求項2に記載のモノパル
スレーダ装置によれば、アンテナ素子,信号入出力手段
及び偏波切換手段からなる高周波回路部を、2端子給電
型円偏波用アンテナ素子,90度ハイブリッド回路及び
位相変化量可変型移相器から構成しているため、これら
各部をフェライト回路を用いることなく実現でき、装置
構成を簡素化して小型化を図ることができるようになる
のである。
On the other hand, according to the monopulse radar device of the second aspect, the high-frequency circuit section including the antenna element, the signal input / output means, and the polarization switching means is provided with a two-terminal feed type circular polarization antenna element. , A 90-degree hybrid circuit and a variable phase change type phase shifter, these parts can be realized without using a ferrite circuit, and the device configuration can be simplified and downsized. is there.

【0018】次に、請求項3に記載の発明は、請求項2
に記載のモノパルスレーダ装置において、前記アンテナ
素子,90度ハイブリッド回路,及び移相器からなる送
受信用の高周波回路部が、所定の基板上に導電パターン
にて形成した平面回路からなることを特徴とする。
Next, the invention described in claim 3 is the same as claim 2
In the monopulse radar device according to the item 1, the high-frequency circuit unit for transmission and reception, which includes the antenna element, the 90-degree hybrid circuit, and the phase shifter, is composed of a planar circuit formed by a conductive pattern on a predetermined substrate. To do.

【0019】このように、請求項3に記載のモノパルス
レーダ装置では、高周波回路部を、所定の基板上に導電
パターン(マイクロストリップライン)からなる平面回
路にて構成しているので、モノパルスレーダ装置をより
小型化することができ、装置の利用範囲を拡大できる。
As described above, in the monopulse radar device according to the third aspect of the invention, the high-frequency circuit part is constituted by the planar circuit composed of the conductive pattern (microstrip line) on the predetermined substrate. Can be further miniaturized, and the range of use of the device can be expanded.

【0020】なお、高周波回路部を平面回路にて構成す
るには、例えば、90度ハイブリッド回路を、ラットレ
ース電力合成回路,ウィルキンソン電力合成回路等のマ
イクロストリップラインにて構成可能なハイブリッド回
路にて構成するようにすればよい。
In order to configure the high-frequency circuit section with a planar circuit, for example, a 90-degree hybrid circuit can be formed with a hybrid circuit that can be configured with a microstrip line such as a rat race power combining circuit or a Wilkinson power combining circuit. It should be configured.

【0021】一方、請求項4に記載の発明は、請求項1
〜請求項3いずれか記載のモノパルスレーダ装置におい
て、前記信号発生手段は、所定周期で周波数が変化する
周波数変調信号を前記送信信号として発生する周波数可
変発振器からなり、更に、前記信号入出力手段を介して
入力される前記各アンテナ素子からの受信信号を前記送
信信号と混合して、各受信信号を中間周波信号に変換
し、前記物標検出手段に出力する周波数変換手段を設け
たことを特徴とする。
On the other hand, the invention according to claim 4 is the same as claim 1.
The monopulse radar device according to any one of claims 3 to 4, wherein the signal generating means includes a frequency variable oscillator that generates a frequency modulated signal whose frequency changes in a predetermined cycle as the transmission signal, and further comprises the signal input / output means. Frequency conversion means for mixing the received signal from each antenna element input via the above with the transmission signal, converting each received signal into an intermediate frequency signal, and outputting the intermediate frequency signal to the target detection means is provided. And

【0022】即ち、請求項4に記載のモノパルスレーダ
装置は、従来より一般に知られているモノパルスレーダ
装置に、アンテナ素子から周波数が連続的に上昇又は下
降する送信信号を放射させ、アンテナ素子にて受信され
た受信信号と現在送信している送信信号とをミキサ回路
等からなる周波数変換手段を用いて混合して、受信信号
を、受信信号の周波数と送信信号の周波数との偏差に対
応した周波数の中間周波信号に周波数変換することによ
り、その中間周波信号の周波数から、アンテナ素子から
放射した送信信号が物標に当たってアンテナ素子に戻っ
てくるまでの時間,延いてはアンテナ素子から物標まで
の距離を検出するFM−CWレーダの技術を適用したも
のである。
That is, a monopulse radar device according to a fourth aspect of the present invention causes a generally-known monopulse radar device to radiate a transmission signal whose frequency continuously rises or falls from an antenna element and causes the antenna element to emit the transmitted signal. The received signal and the currently transmitted transmission signal are mixed by using a frequency conversion means such as a mixer circuit, and the reception signal has a frequency corresponding to the deviation between the frequency of the reception signal and the frequency of the transmission signal. By performing frequency conversion to the intermediate frequency signal of, the time from the frequency of the intermediate frequency signal until the transmission signal radiated from the antenna element hits the target and returns to the antenna element, and further from the antenna element to the target The technology of the FM-CW radar for detecting the distance is applied.

【0023】従って、請求項4に記載のモノパルスレー
ダ装置によれば、周波数変換手段にて中間周波信号に変
換された各アンテナ素子からの受信信号を受ける物標検
出手段側では、これら各受信信号(中間周波信号)から
物標の方位及び物標までの距離を容易に且つ正確に求め
ることができるようになる。このため、車両に搭載し
て、障害物を検出するようにすれば、障害物の方位及び
障害物までの距離を正確に検出して、車両の障害物への
衝突の危険性を車両運転者に速やかに報知して、車両走
行時の安全性を向上することができる。
Therefore, according to the monopulse radar device of the fourth aspect, on the side of the target detecting means for receiving the received signals from the respective antenna elements converted into the intermediate frequency signal by the frequency converting means, these receiving signals are received. The azimuth of the target and the distance from the (intermediate frequency signal) to the target can be easily and accurately obtained. Therefore, if it is mounted on a vehicle to detect an obstacle, the direction of the obstacle and the distance to the obstacle are accurately detected, and the risk of collision of the vehicle with the obstacle is detected by the vehicle driver. Promptly to improve the safety when the vehicle is traveling.

【0024】また次に、請求項5に記載の発明は、請求
項4に記載のモノパルスレーダ装置において、前記周波
数変換手段は、前記各アンテナ素子からの受信信号を前
記送信信号を用いて各々周波数変換する複数の周波数変
換部と、該複数の周波数変換部にて周波数変換された中
間周波信号を順次選択して前記物標検出手段に出力する
出力スイッチ手段とを備えたことを特徴とする。
Next, in the invention described in claim 5, in the monopulse radar device according to claim 4, the frequency conversion means frequency-converts the reception signal from each antenna element using the transmission signal. It is characterized in that it is provided with a plurality of frequency converters for converting and an output switch means for sequentially selecting the intermediate frequency signals frequency-converted by the plurality of frequency converters and outputting them to the target detecting means.

【0025】即ち、この請求項5に記載のモノパルスレ
ーダ装置では、請求項4に記載のFM−CW方式のモノ
パルスレーダ装置を実現するに当たって、周波数変換部
にて周波数変換された中間周波信号を、出力スイッチ手
段により、時分割で物標検出手段に順次入力するのであ
る。
That is, in the monopulse radar device according to the fifth aspect, in realizing the FM-CW system monopulse radar device according to the fourth aspect, the intermediate frequency signal frequency-converted by the frequency converter is The output switch means sequentially inputs to the target detection means in a time division manner.

【0026】このため、請求項5に記載のモノパルスレ
ーダ装置によれば、物標検出手段において、各アンテナ
素子に対応した中間周波信号から物標の方位及び距離を
正確に求めるために、入力された中間周波信号を増幅し
たり波形整形するための信号処理回路を、各アンテナ素
子に対応して複数設ける必要がなく、装置構成を簡素化
することができる。
Therefore, according to the monopulse radar device according to the fifth aspect, the target detecting means inputs in order to accurately obtain the azimuth and distance of the target from the intermediate frequency signal corresponding to each antenna element. Further, it is not necessary to provide a plurality of signal processing circuits for amplifying and shaping the waveform of the intermediate frequency signal, corresponding to each antenna element, and the device configuration can be simplified.

【0027】また、請求項6に記載の発明は、請求項4
に記載のモノパルスレーダ装置において、前記周波数変
換手段は、前記各アンテナ素子からの受信信号を順次選
択して取り込む入力スイッチ手段と、該入力スイッチ手
段から順次入力される受信信号を前記送信信号を用いて
順次周波数変換し、前記物標検出手段に出力する周波数
変換部とを備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the same as claim 4
In the monopulse radar device according to the item 1, the frequency conversion means uses an input switch means for sequentially selecting and receiving the reception signals from the respective antenna elements, and a reception signal sequentially input from the input switch means using the transmission signal. And a frequency conversion unit that sequentially performs frequency conversion and outputs the frequency to the target detection unit.

【0028】即ち、この請求項6に記載のモノパルスレ
ーダ装置では、請求項4に記載のFM−CW方式のモノ
パルスレーダ装置を実現するに当たって、信号入出力手
段を介して入力される各アンテナ素子からの受信信号
を、入力スイッチ手段により、時分割にて取り込み、そ
の取り込んだ受信信号を周波数変換部にて中間周波信号
に変換するのである。
That is, in the monopulse radar device according to the sixth aspect, in realizing the FM-CW system monopulse radar device according to the fourth aspect, from each antenna element input through the signal input / output means. The received signal is captured by time division by the input switch means, and the captured received signal is converted into an intermediate frequency signal by the frequency conversion section.

【0029】このため、請求項6に記載のモノパルスレ
ーダ装置によれば、請求項5に記載の装置と同様、物標
検出手段に信号処理回路を複数設ける必要がなく、装置
構成を簡素化できると共に、周波数変換手段において受
信信号を中間周波数に変換する周波数変換部について
も、アンテナ素子に対応して複数設ける必要がないた
め、装置構成をより簡素化することができる。
Therefore, according to the monopulse radar device of the sixth aspect, like the device of the fifth aspect, it is not necessary to provide a plurality of signal processing circuits in the target detecting means, and the configuration of the device can be simplified. At the same time, it is not necessary to provide a plurality of frequency conversion units for converting the received signal into the intermediate frequency in the frequency conversion means, so that the device configuration can be further simplified.

【0030】また、周波数変換部において受信信号を中
間周波信号に変換するには、周波数可変発振器から出力
された送信信号を、各アンテナ素子に対応した信号入出
力手段だけでなく、周波数変換部にも分配する必要があ
るが、請求項6に記載の装置では、この周波数変換部を
アンテナ素子の個数に関係なく、1つにすることができ
るので、周波数変換部を各アンテナ素子に対応して複数
設けた場合に比べて、送信信号の分配に伴う送信信号の
電力低下を抑制でき、周波数可変発振器の出力電力を小
さくすることができる。
Further, in order to convert the received signal into the intermediate frequency signal in the frequency conversion unit, the transmission signal output from the frequency variable oscillator is supplied to the frequency conversion unit as well as the signal input / output unit corresponding to each antenna element. However, in the device according to the sixth aspect, since the frequency conversion unit can be one regardless of the number of antenna elements, the frequency conversion unit corresponds to each antenna element. Compared with the case where a plurality of transmission signals are provided, it is possible to suppress the power reduction of the transmission signal due to the distribution of the transmission signal and reduce the output power of the variable frequency oscillator.

【0031】また次に、請求項7に記載の発明は、請求
項4に記載のモノパルスレーダ装置において、前記アン
テナ素子を少なくとも3個以上備え、しかも、前記周波
数変換手段は、該アンテナ素子に対応して、各アンテナ
素子からの受信信号を前記送信信号を用いて各々周波数
変換する3個以上の周波数変換部を備えると共に、該各
周波数変換部から出力される中間周波信号の中から一対
の中間周波信号を選択して前記物標検出手段に出力する
信号選択手段を備え、該信号選択手段が選択する中間周
波信号の変更により、物標検出に使用するアンテナ素子
の間隔を調整可能に構成してなることを特徴とする。
Next, the invention described in claim 7 is the monopulse radar device according to claim 4, wherein at least three antenna elements are provided, and the frequency conversion means corresponds to the antenna element. The frequency converter converts the frequency of the reception signal from each antenna element using the transmission signal, and includes a pair of intermediate frequency signals from the intermediate frequency signals output from the frequency conversion units. A signal selecting means for selecting a frequency signal and outputting the selected frequency signal to the target detecting means is provided, and by changing the intermediate frequency signal selected by the signal selecting means, an interval between antenna elements used for detecting the target can be adjusted. It is characterized by

【0032】つまり、モノパルスレーダ装置は、基本的
には、2個のアンテナ素子を放射パターンの一部が重な
るように各アンテナ素子を所定間隔で配置し、各アンテ
ナ素子にて得られた受信信号の振幅又は位相の差から物
標の方位を検出するものであるため、2個のアンテナ素
子を備えていれば、本発明のモノパルスレーダ装置を実
現できる。しかし、単に2個のアンテナ素子のみで物標
の方位及び距離をしようとすると、例えば、アンテナ素
子の間隔が狭いと、物標までの距離が短い場合には、各
アンテナ素子の受信信号の振幅又は位相の差から物標の
位置を良好に検出できるものの、物標までの距離が長い
場合には、各アンテナ素子にて得られた受信信号の振幅
や位相の差が極めて小さくなって、物標の位置を良好に
検出できなくなるといったことがある。
In other words, the monopulse radar device basically arranges two antenna elements at predetermined intervals so that the radiation patterns partially overlap each other, and the received signal obtained by each antenna element is basically the same. Since the azimuth of the target is detected from the difference in the amplitude or the phase, the monopulse radar device of the present invention can be realized by providing two antenna elements. However, if the azimuth and the distance of the target are simply attempted with only two antenna elements, for example, when the distance between the antenna elements is narrow and the distance to the target is short, the amplitude of the received signal of each antenna element is small. Or, although the position of the target can be satisfactorily detected from the phase difference, if the distance to the target is long, the difference between the amplitude and phase of the received signal obtained by each antenna element becomes extremely small, In some cases, the target position may not be detected well.

【0033】そこで、請求項7に記載のモノパルスレー
ダ装置では、アンテナ素子を少なくとも3個以上設け
て、周波数変換部にて中間周波信号に変換した各アンテ
ナ素子からの受信信号の中から、信号選択手段を用いて
任意の2つを選択できるように構成することにより、物
標の検出に使用するアンテナ素子の間隔を調整(切換)
できるようにしているのである。
Therefore, in the monopulse radar device according to the seventh aspect, at least three or more antenna elements are provided, and a signal is selected from the received signals from each antenna element converted into the intermediate frequency signal by the frequency converter. By adjusting any two using the means, the interval between the antenna elements used for detecting the target is adjusted (switched).
I am able to do it.

【0034】この結果、請求項7に記載のモノパルスレ
ーダ装置によれば、例えば当該装置から物標までの距離
や、物標の検出状態等に応じて、信号選択手段が選択す
る中間周波信号を切り換えることにより、物標検出に用
いるアンテナ素子の間隔を、物標を最も良好に検出可能
な値に切り換えることができるようになり、物標(特に
その方位)の検出精度をより向上して、角度測定分解能
に優れたレーダ装置を実現することが可能になる。
As a result, according to the monopulse radar device of the seventh aspect, for example, the intermediate frequency signal selected by the signal selecting means is selected in accordance with the distance from the device to the target and the detection state of the target. By switching, it becomes possible to switch the interval between the antenna elements used for target detection to a value at which the target can be detected best, and the detection accuracy of the target (particularly its direction) is further improved, It is possible to realize a radar device having excellent angle measurement resolution.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下に本発明が適用された実施例
の車両用障害物検出装置について説明する。 (第1実施例)図1は第1実施例の車両用障害物検出装
置の構成を表わすブロック図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A vehicle obstacle detection device according to an embodiment of the present invention will be described below. (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a vehicle obstacle detection device according to the first embodiment.

【0036】図1に示す如く、本実施例の車両用障害物
検出装置は、複数(本実施例では3個)の2端子給電型
円偏波用アンテナ素子(以下単にアンテナセルという)
2a,2b,2cと誘電体レンズ4とからなるマルチビ
ーム誘電体レンズアンテナ(以下単にアンテナ装置とい
う)6、アンテナ装置6の各アンテナセル2a〜2cか
ら所定旋回方向の円偏波の電波を放射させると共に、各
アンテナセル2a〜2cからの受信信号に基づき誘電体
レンズ4の前方に存在する障害物の位置を検出し、車両
が障害物に衝突する虞がある場合には警報装置12を動
作させて、車両運転者にその旨を報知する電子制御装置
(以下単にECUという)10、及び、ECU10から
の出力信号に応じて各アンテナセル2a〜2cから円偏
波の電波を放射させると共に、各アンテナセル2a〜2
cにて得られた受信信号を処理してECU10に入力す
る送受信回路20、を備えている。
As shown in FIG. 1, the vehicle obstacle detection device of this embodiment includes a plurality (three in this embodiment) of two-terminal feed type circularly polarized antenna elements (hereinafter simply referred to as antenna cells).
A multi-beam dielectric lens antenna (hereinafter simply referred to as an antenna device) 6 including 2a, 2b, 2c and a dielectric lens 4 and circularly polarized radio waves in a predetermined turning direction are radiated from each antenna cell 2a to 2c of the antenna device 6. At the same time, the position of the obstacle existing in front of the dielectric lens 4 is detected based on the received signals from the antenna cells 2a to 2c, and the alarm device 12 is operated when the vehicle may collide with the obstacle. The electronic control unit (hereinafter simply referred to as “ECU”) 10 that notifies the vehicle driver of that fact, and the antenna cells 2a to 2c emit circularly polarized radio waves in accordance with output signals from the ECU 10, and Each antenna cell 2a-2
The transmission / reception circuit 20 processes the received signal obtained in c and inputs it to the ECU 10.

【0037】ここで、アンテナ装置6において、各アン
テナセル2a〜2cは水平方向に所定間隔で配設されて
おり、各アンテナセル2a〜2cの放射パターン(指向
性)は、誘電体レンズ4によって、図2(a)〜(c)
に示す如く、水平方向に各々異なり、しかも一部が重な
り合った放射パターンとなるようにされている。
Here, in the antenna device 6, the antenna cells 2a to 2c are horizontally arranged at a predetermined interval, and the radiation pattern (directivity) of each of the antenna cells 2a to 2c is determined by the dielectric lens 4. 2 (a) to (c)
As shown in FIG. 5, the radiation patterns are different in the horizontal direction, and partly overlap each other.

【0038】つまり、3個のアンテナセル2a〜2cの
内、中央のアンテナセル2bは、図2(b)に示す如
く、図に点線で示す誘電体レンズ4の中心軸に沿って略
左右対称となる放射パターンとなり、左右のアンテナセ
ル2a,2cは、図2(a),(c)に示す如く、図に
点線で示す誘電体レンズ4の中心軸に対して右又は左側
に偏った放射パターンとなるようにされている。
That is, of the three antenna cells 2a to 2c, the central antenna cell 2b is substantially left-right symmetric along the central axis of the dielectric lens 4 shown by the dotted line in the figure, as shown in FIG. 2 (b). As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (c), the left and right antenna cells 2a and 2c have radiation patterns that are biased to the right or left with respect to the central axis of the dielectric lens 4 shown by the dotted line in the figure. It is designed to be a pattern.

【0039】なお、アンテナ装置6全体の放射パターン
(指向性)は、これら各アンテナセル2a〜2cの放射
パターンを合成した図2(d)に示す放射パターンとな
る。次に、送受信回路20には、ECU10から出力さ
れる電圧制御された制御信号に応じて、所定周波数の送
信用高周波信号(送信信号)を発生する電圧制御型の周
波数可変発振器(以下単に発振器という)22と、発振
器22からの送信信号を、各アンテナセル2a〜2cに
供給するための給電用信号と各アンテナセル2a〜2c
にて得られた受信信号を周波数変換するための3つのロ
ーカル信号とに4分配する第1電力分配器24と、第1
電力分配器24にて給電用信号として分配された送信信
号を、各アンテナセル2a〜2cに各々供給するための
給電用信号として更に3分配する第2電力分配器26と
が備えられている。
The radiation pattern (directivity) of the entire antenna device 6 is the radiation pattern shown in FIG. 2 (d), which is a combination of the radiation patterns of these antenna cells 2a to 2c. Next, in the transmission / reception circuit 20, a voltage control type frequency variable oscillator (hereinafter simply referred to as an oscillator) that generates a transmission high frequency signal (transmission signal) of a predetermined frequency according to a voltage-controlled control signal output from the ECU 10. ) 22, and a power supply signal for supplying a transmission signal from the oscillator 22 to each antenna cell 2a to 2c and each antenna cell 2a to 2c.
A first power divider 24 that divides the received signal obtained in step 4 into three local signals for frequency conversion;
A second power distributor 26 is further provided, which further divides the transmission signal distributed by the power distributor 24 as a power supply signal into three as a power supply signal for supplying to each of the antenna cells 2a to 2c.

【0040】そして、第2電力分配器26にて分配され
た各アンテナセル2a〜2cに対する送信信号は、各ア
ンテナセル2a〜2cに対応して設けられた90度ハイ
ブリッド回路28a〜28cの入力端子Bに夫々入力さ
れる。90度ハイブリッド回路28a〜28cは、入力
端子Bに入力された送信信号を、90度の位相差で夫々
半分づつに振り分けて一対の入出力端子C,Dから出力
し、逆に、入出力端子C,Dに送信信号とは逆位相(位
相差−90度)の信号を受けると、この信号を合成して
出力端子Aから出力する周知のものであり、一対の入出
力端子C,Dの内、一方の入出力端子Cは、対応するア
ンテナセル2a〜2cの一方の給電端子Hに直接接続さ
れ、他方の入出力端子Dは、対応するアンテナセル2a
〜2cの他方の給電端子Vに、位相変化量Φを0度又は
180度に切換可能な位相変化量可変型移相器(以下単
に移相器という)30a〜30cを介して接続されてい
る。
The transmission signals to the antenna cells 2a to 2c distributed by the second power distributor 26 are input terminals of 90-degree hybrid circuits 28a to 28c provided corresponding to the antenna cells 2a to 2c. Input to B respectively. The 90-degree hybrid circuits 28a to 28c divide the transmission signal input to the input terminal B into halves with a phase difference of 90 degrees and output the output signals from the pair of input / output terminals C and D, and conversely. When a signal having a phase opposite to the transmission signal (a phase difference of −90 degrees) is received by C and D, this signal is synthesized and output from the output terminal A. Among them, one input / output terminal C is directly connected to one feeding terminal H of the corresponding antenna cells 2a to 2c, and the other input / output terminal D is the corresponding antenna cell 2a.
~ 2c to the other power supply terminal V via the phase change amount variable phase shifter (hereinafter simply referred to as a phase shifter) 30a to 30c capable of switching the phase change amount Φ to 0 degree or 180 degrees. .

【0041】従って、第2電力分配器26から90度ハ
イブリッド回路28a〜28cに入力された送信信号
は、90度の位相差を有する送信信号として、各アンテ
ナセル2a〜2cの一対の給電端子に夫々供給され、各
アンテナセル2a〜2cからは、夫々、所定旋回方向の
円偏波の電波が放射されることになる。
Therefore, the transmission signals input from the second power distributor 26 to the 90-degree hybrid circuits 28a to 28c are transmitted to the pair of power supply terminals of each antenna cell 2a to 2c as a transmission signal having a phase difference of 90 degrees. The antenna cells 2a to 2c are supplied respectively, and the circularly polarized radio waves in the predetermined turning direction are radiated from the respective antenna cells 2a to 2c.

【0042】また、各アンテナセル2a〜2cに放射電
波とは逆旋回の円偏波電波が受信されると、各アンテナ
セル2a〜2cの給電端子に、送信時とは逆方向に90
度の位相差(−90度)を有する受信電力が発生するた
め、90度ハイブリッド回路28a〜28cにおいて
は、各アンテナセル2a〜2cにて送信電波と逆旋回の
電波が受信されたとき(換言すれば送信電波が外部の物
標に当たって反射してくる反射電波が受信されたとき)
に、その受信信号が合成され、出力端子Aからその合成
した受信信号が出力されることになる。
When the antenna cells 2a to 2c receive circularly polarized radio waves that are in the opposite direction to the radiated radio waves, the antenna cells 2a to 2c are fed to the power supply terminals of the antenna cells 2a to 2c in the direction opposite to the direction of transmission.
Since reception power having a phase difference of -90 degrees is generated, in the 90-degree hybrid circuits 28a to 28c, when the antenna cells 2a to 2c receive a transmission radio wave and a reverse-turning radio wave (in other words, If so, when the transmitted radio wave hits an external target and is reflected, the reflected radio wave is received)
Then, the received signals are combined, and the combined received signal is output from the output terminal A.

【0043】また、90度ハイブリッド回路28a〜2
8cの一方の入出力端子Dとアンテナセル2a〜2cの
一方の給電端子Vとの間には、夫々、移相器30a〜3
0cが設けられているが、この移相器30a〜30c
は、位相変化量Φを0度又は180度に切り換え可能で
あるため、この移相器30a〜30cの位相変化量Φを
切り換えることにより、アンテナセル2a〜2cを介し
て送受信可能な円偏波の旋回方向を切り換えることがで
きる。なお、この移相器30a〜30cの位相変化量Φ
は、ECU10により切り換えられる。
In addition, the 90-degree hybrid circuits 28a-2
8c and one of the power supply terminals V of the antenna cells 2a to 2c between the input / output terminal D of 8c and the phase shifters 30a to 3 respectively.
0c is provided, the phase shifters 30a to 30c
Since the phase change amount Φ can be switched to 0 degrees or 180 degrees, the circular polarization that can be transmitted and received via the antenna cells 2a to 2c by switching the phase change amount Φ of the phase shifters 30a to 30c. The turning direction of can be switched. The phase change amount Φ of each of the phase shifters 30a to 30c
Are switched by the ECU 10.

【0044】次に、90度ハイブリッド回路28a〜2
8cの出力端子Aは、夫々、ミキサ回路32a〜32c
に接続されており、ミキサ回路32a〜32cには、第
1電力分配器24によりローカル信号として3つに分配
された送信信号が夫々入力されている。つまり、本実施
例では、ミキサ回路32a〜32cにて、90度ハイブ
リッド回路28a〜28cの出力端子Aから出力される
受信信号と、発振器22からの送信信号とを混合するこ
とにより、受信信号を、送信信号をローカル信号とし
て、これら各信号の周波数の差の周波数を有する中間周
波信号(IF信号)に変換するのである。
Next, 90-degree hybrid circuits 28a-2
The output terminal A of 8c has mixer circuits 32a to 32c, respectively.
The transmission signals distributed as three local signals by the first power distributor 24 are input to the mixer circuits 32a to 32c, respectively. That is, in this embodiment, the mixer circuits 32a to 32c mix the reception signals output from the output terminals A of the 90-degree hybrid circuits 28a to 28c with the transmission signals from the oscillator 22 to generate the reception signals. The transmission signal is converted into a local signal into an intermediate frequency signal (IF signal) having a frequency that is the difference between the frequencies of these signals.

【0045】そして、これら各ミキサ回路32a〜32
cからの出力信号(IF信号)は、IF回路34a〜3
4cに夫々入力され、各IF回路34a〜34cにおい
て、増幅・波形整形された後、ECU10に夫々入力さ
れる。次に、ECU10は、CPU,ROM,RAM等
を中心とする周知のマイクロコンピュータにより構成さ
れており、障害物の検出を行う測定モードにあるときに
は、所定の測定周期毎に、FM−CWレーダとしての送
信制御を行う。即ち、発振器22に出力する制御信号の
電圧を所定の測定周期毎に、所定の下限電圧から上限電
圧まで除々に変化させることにより、発振器22から出
力される送信信号の周波数を予め設定された下限周波数
から上限周波数まで除々に変化させる、送信制御を実行
するのである。
Then, each of these mixer circuits 32a-32
The output signal (IF signal) from c is the IF circuits 34a to 34a.
4c, each of which is amplified and waveform-shaped in each of the IF circuits 34a to 34c, and then input to each of the ECUs 10. Next, the ECU 10 is composed of a well-known microcomputer mainly including a CPU, a ROM, a RAM, etc., and in the measurement mode for detecting an obstacle, the ECU 10 operates as an FM-CW radar at every predetermined measurement cycle. Control the transmission of. That is, by gradually changing the voltage of the control signal output to the oscillator 22 from the predetermined lower limit voltage to the upper limit voltage in each predetermined measurement cycle, the frequency of the transmission signal output from the oscillator 22 is set to the preset lower limit. The transmission control is executed by gradually changing the frequency to the upper limit frequency.

【0046】この結果、各アンテナセル2a〜2cから
は、順次周波数が変化する送信信号(周波数変調信号)
が、移相器30a〜30cの位相変化量Φ(0度又は1
80度)に対応した旋回方向の円偏波の電波として、所
定の測定周期毎に繰返し放射されることになる。
As a result, from each of the antenna cells 2a to 2c, a transmission signal (frequency modulation signal) whose frequency changes sequentially
Is the phase change amount Φ of the phase shifters 30a to 30c (0 degree or 1
A circularly polarized radio wave corresponding to 80 degrees) is repeatedly radiated every predetermined measurement cycle.

【0047】また、ECU10は、この送信制御の実行
中、IF回路34a〜34cからの出力信号(IF信
号)を、図示しないA/D変換器を介して各々取り込
み、その取り込んだ各IF信号の振幅又は位相或はその
両方を比較することにより、アンテナ装置6の外部に存
在する障害物の位置(方位)を検出すると共に、I/F
信号を周波数分析することにより障害物までの距離及び
相対速度を検出する、障害物検出処理を実行する。
During execution of this transmission control, the ECU 10 takes in output signals (IF signals) from the IF circuits 34a to 34c via an A / D converter (not shown), and outputs the taken in IF signals. By comparing the amplitude, the phase, or both, the position (direction) of an obstacle existing outside the antenna device 6 can be detected, and the I / F
Obstacle detection processing is performed to detect the distance to the obstacle and the relative speed by frequency analysis of the signal.

【0048】そして、このように、送信制御の実行中
に、障害物検出処理にて、障害物の方位,障害物までの
距離,及び障害物との相対速度が検出されると、次に送
信制御を開始するまでの間に、その検出結果から、車両
が障害物に衝突する危険な状況にあるかどうかを判断
し、衝突の危険性が高いと判断すると、警報装置12を
動作させて、車両運転者にその旨を報知する、衝突警報
処理を実行する。
When the direction of the obstacle, the distance to the obstacle, and the relative speed to the obstacle are detected in the obstacle detection process during the transmission control as described above, the next transmission is performed. Until the control is started, from the detection result, it is determined whether or not the vehicle is in a dangerous situation in which it collides with an obstacle, and when it is determined that the risk of collision is high, the alarm device 12 is operated, Collision warning processing is executed to notify the vehicle driver of that fact.

【0049】つまり、各アンテナセル2a〜2cから放
射した電波が障害物に当たって反射すると、その電波の
旋回方向は送信時とは逆旋回となり、障害物からの反射
電波がアンテナセル2a〜2cにて受信された場合に
は、90度ハイブリッド回路28a〜28c,ミキサ回
路32a〜32c,及びIF回路34a〜34cを介し
て、IF信号として、ECU10に入力されるため、E
CU10においては、これら各部を介して各アンテナセ
ル2a〜2cから入力される受信信号(IF信号)に基
づき、障害物の有・無、並びに障害物の方位,障害物ま
での距離,障害物との相対速度等を検出して、車両が障
害物に衝突する危険な状況にある場合には、車両運転者
にその旨を報知し、車両走行時の安全性を向上するので
ある。
That is, when the radio waves radiated from the antenna cells 2a to 2c hit an obstacle and are reflected, the turning direction of the radio wave is opposite to that at the time of transmission, and the reflected radio waves from the obstacles are reflected by the antenna cells 2a to 2c. When received, the signal is input to the ECU 10 as an IF signal via the 90-degree hybrid circuits 28a to 28c, the mixer circuits 32a to 32c, and the IF circuits 34a to 34c.
In the CU 10, the presence / absence of an obstacle, the direction of the obstacle, the distance to the obstacle, and the obstacle are detected based on the received signals (IF signals) input from the antenna cells 2a to 2c via these units. When the vehicle is in a dangerous situation where it collides with an obstacle, the vehicle driver is notified of that fact and the safety when the vehicle is traveling is improved.

【0050】ところで、本実施例においては、各アンテ
ナセル2a〜2cに円偏波用アンテナ素子を用いている
ため、各アンテナセル2a〜2cによる偏波識別によ
り、自己が送信した電波が障害物に当たって反射してく
る反射波のみを比較的良好に受信して障害物の検出を行
うことができるようになるが、こうしたモノパルスレー
ダ装置を適用した車両用障害物検出装置が普及し、この
装置を搭載した車両が多くなると、各車両間にて障害物
検出用電波の電波干渉が発生し易くなり、この電波干渉
によって、障害物の検出精度が低下するおそれがある。
By the way, in the present embodiment, since the antenna element for circular polarization is used for each antenna cell 2a to 2c, the radio wave transmitted by itself is an obstacle due to the polarization identification by each antenna cell 2a to 2c. It will be possible to relatively well receive only the reflected wave reflected by hitting, and to detect an obstacle, but a vehicle obstacle detection device to which such a monopulse radar device is applied has spread, and this device is When the number of mounted vehicles increases, the interference of the obstacle detection radio waves easily occurs between the vehicles, and the radio wave interference may reduce the accuracy of obstacle detection.

【0051】そこで、本実施例では、ECU10におい
て、図3又は図4に示す如き偏波切換処理を実行するこ
とにより、他の装置との電波干渉によって障害物の検出
精度が低下するのを防止するようにされている。即ち、
図3に示す偏波切換処理では、S100(S:ステップ
を表わす)にて、当該装置が障害物の検出動作を行う測
定モードを終了しているか否か(測定終了?)を判断
し、測定モードを終了していれば、そのまま当該処理を
終了し、測定モードを終了していなければ、S110に
移行して、上記送信制御及び障害物検出処理を実行する
1測定ターンが終了するのを待つ。
Therefore, in the present embodiment, the ECU 10 executes the polarization switching process as shown in FIG. 3 or FIG. 4 to prevent the detection accuracy of the obstacle from being lowered due to the radio wave interference with other devices. It is supposed to do. That is,
In the polarization switching process shown in FIG. 3, in S100 (S: represents step), it is determined whether or not the measurement mode in which the apparatus performs the obstacle detection operation is completed (measurement completed?), And the measurement is performed. If the mode is finished, the process is finished as it is, and if the measurement mode is not finished, the process proceeds to S110 and waits for the completion of one measurement turn for executing the transmission control and the obstacle detection process. .

【0052】そして、この1測定ターンが終了すると、
S120に移行して、CPUに組込まれたランダム関数
の演算回路に乱数Ran#を発生させて、その値Ran#を
読み込み、続くS130にて、乱数Ran#が偶数か否か
を判断し、乱数Ran#が奇数であり偶数でなければ、S
140にて、移相器30a〜30cの位相変化量Φを0
度に設定して、S100に移行し、逆に乱数Ran#が偶
数であれば、S150にて、移相器30a〜30cの位
相変化量Φを180度に設定して、S100に移行す
る。
When this one measuring turn is completed,
In step S120, a random number Ran # is generated in a random function arithmetic circuit incorporated in the CPU, the value Ran # is read, and in step S130, it is determined whether the random number Ran # is an even number. If Ran # is odd and not even, then S
At 140, the phase change amount Φ of the phase shifters 30a to 30c is set to 0.
If the random number Ran # is an even number, the phase change amount Φ of the phase shifters 30a to 30c is set to 180 degrees, and the process proceeds to S100.

【0053】つまり、図3に示す偏波切換処理では、上
述の送信制御及び障害物検出処理の実行後、次にこの制
御を開始するまでの間に、乱数Ran#を発生させて、そ
の乱数Ran#が偶数か奇数かによって、移相器30a〜
30cの位相変化量Φを0度又は180度にランダムに
切り換えるのである。
That is, in the polarization switching process shown in FIG. 3, a random number Ran # is generated and the random number is generated after the above-mentioned transmission control and obstacle detection process are executed and before the next control is started. Depending on whether Ran # is even or odd, the phase shifter 30a-
The phase change amount Φ of 30c is randomly switched to 0 degree or 180 degrees.

【0054】この結果、例えば、S140にて、移相器
30a〜30cの位相変化量Φを0度に設定した場合
に、他の装置からの送信電波又はその反射電波波がアン
テナセル2a〜2cにて受信され、その受信信号が、9
0度ハイブリッド回路28a〜28c,ミキサ回路32
a〜32c,及びIF回路34a〜34cを通って、E
CU10に入力され、ECU10において各IF信号に
基づき障害物を検出できなくなった場合であっても、そ
の後、S150にて移相器30a〜30cの位相変化量
Φが180度に切り換えられると、当該装置にて送受信
可能な円偏波の旋回方向が右旋回から左旋回(或はその
逆)に変化するため、他の装置からの電波がアンテナセ
ル2a〜2cにて受信されても、その受信信号は、90
度ハイブリッド回路28a〜28cにてカットされ、E
CU10には各アンテナセル2a〜2cから放射した電
波の反射電波に対応した受信信号のIF信号のみが入力
されることになり、ECU10側では、このとき入力さ
れる各IF信号に基づき、障害物を正確に検出できるよ
うになる。
As a result, for example, when the phase change amount Φ of the phase shifters 30a to 30c is set to 0 degree in S140, the radio waves transmitted from other devices or their reflected radio waves are transmitted to the antenna cells 2a to 2c. The received signal is received at 9
0 degree hybrid circuits 28a to 28c, mixer circuit 32
a through 32c and IF circuits 34a through 34c, and E
Even when the obstacle is no longer detected by the ECU 10 based on each IF signal after being input to the CU 10, when the phase change amount Φ of the phase shifters 30a to 30c is switched to 180 degrees in S150, the relevant Since the turning direction of circularly polarized waves that can be transmitted and received by the device changes from clockwise to counterclockwise (or vice versa), even if radio waves from other devices are received by the antenna cells 2a to 2c, The received signal is 90
Is cut by the hybrid circuit 28a to 28c,
Only the IF signal of the received signal corresponding to the reflected radio waves of the radio waves radiated from the antenna cells 2a to 2c will be input to the CU 10, and the ECU 10 side will detect the obstacle based on each IF signal input at this time. Can be accurately detected.

【0055】一方、図4に示す偏波切換処理では、図3
に示した処理と同様、S100にて、当該装置が障害物
の測定を終了するかどうかを判断し、測定を終了する場
合には、そのまま当該処理を終了し、測定を継続する場
合には、S110にて1測定ターンが終了するのを待
つ。
On the other hand, in the polarization switching processing shown in FIG.
Similar to the processing shown in step S100, in S100, it is determined whether or not the apparatus ends the measurement of the obstacle, and when the measurement is ended, the processing is ended as it is, and when the measurement is continued, In S110, wait for the end of one measurement turn.

【0056】そして、この1測定ターンが終了すると、
S220に移行して、1測定ターンの間に取り込んだ各
IF信号の振幅に基づき、その間に受信した受信信号の
中に、予め設定された設定レベルよりも高い受信電力の
ピークがある受信信号が存在するかどうかを判断し、設
定レベルよりも高い受信電力のピークがある受信信号が
存在する場合には、その受信信号は何等かの電波干渉の
影響を受けていると判断して、S230に移行し、移相
器30a〜30cの位相変化量Φを、現時点の位相変化
量から反転して、S100に移行し、そうでなければ、
そのままS100に移行する。
When this one measurement turn is completed,
After shifting to S220, based on the amplitude of each IF signal captured during one measurement turn, among the received signals received during that period, there is a received signal having a peak of received power higher than a preset level. If there is a received signal having a peak of received power higher than the set level, it is determined that the received signal is affected by some radio wave interference, and the process proceeds to S230. The phase change amount Φ of the phase shifters 30a to 30c is inverted from the current phase change amount and the process proceeds to S100.
The process proceeds to S100 as it is.

【0057】つまり、図4に示す偏波切換処理では、上
述の送信制御及び障害物検出処理の実行後、この制御を
実行中に取り込んだIF信号に基づき、設定レベルより
も高い受信電力のピークがある受信信号が存在したかど
うかを判断することにより、今まで受信した受信信号は
他の装置からの電波の影響を受けているかどうかを判定
し、受信電力が異常に大きい場合には、何等かの電波干
渉の影響を受けているものとして、各移相器30a〜3
0cの位相変化量Φを今までの位相変化量(0度又は1
80度)から180度反転させた位相変化量(180度
又は0度)に切り換えるのである。この結果、図3に示
した偏波切換処理と同様、障害物を、他の装置からの送
信電波に影響されることなく、正確に検出できるように
なる。
That is, in the polarization switching process shown in FIG. 4, after the transmission control and the obstacle detection process described above are executed, the peak of the received power higher than the set level is obtained based on the IF signal taken in during the execution of this control. By determining whether there is a received signal, it is determined whether the received signal received up to now is affected by the radio waves from other devices. If the received power is abnormally high, what Each of the phase shifters 30a to 30a is considered to be affected by the radio wave interference.
The phase change amount Φ of 0c is the phase change amount (0 degree or 1
The phase change amount is inverted from 80 degrees to 180 degrees (180 degrees or 0 degrees). As a result, similarly to the polarization switching process shown in FIG. 3, the obstacle can be accurately detected without being affected by the radio waves transmitted from other devices.

【0058】以上説明したように、本実施例の車両用障
害物検出装置によれば、アンテナ装置6を構成するアン
テナセル2a〜2cに、2端子給電型の円偏波用アンテ
ナ素子を用いると共に、各アンテナセル2a〜2c毎に
送信信号の供給及び受信信号の取り出しを行う信号入出
力回路に、90度ハイブリッド回路28a〜28cを用
いることにより、各アンテナセル2a〜2cから所定旋
回方向の円偏波の電波を送信させ、各アンテナセル2a
〜2cにて、送信時とは異なる旋回方向の電波が受信さ
れた場合にのみ、その受信信号を取り込むように構成さ
れ、しかも、その送受信時の電波の旋回方向を、移相器
30a〜30cを用いて切り換えるようにされている。
As described above, according to the vehicle obstacle detection device of the present embodiment, the antenna cells 2a to 2c constituting the antenna device 6 use the two-terminal feed type circularly polarized antenna element. , 90 degree hybrid circuits 28a to 28c are used for the signal input / output circuits for supplying the transmission signals and extracting the reception signals for each of the antenna cells 2a to 2c. Each antenna cell 2a is made to transmit the polarized wave.
2 to 2c, the received signal is taken in only when a radio wave in a turning direction different from that at the time of transmission is received, and moreover, the turning direction of the radio wave at the time of transmitting / receiving the phase shifters 30a to 30c. It is designed to be switched using.

【0059】従って、本実施例によれば、当該装置と同
様の車両用障害物検出装置を搭載した車両や当該装置と
は異なる他の通信装置との間で、電波干渉が発生して
も、その干渉波による影響を受けることなく、障害物を
検出することが可能になり、障害物の検出精度を向上す
ることができる。そして、このように障害物の検出精度
を向上できるため、車両の障害物への衝突の危険性を極
めて正確に予測して、車両運転者に警報を与えることが
でき、車両の走行安全性を高めることができる。
Therefore, according to the present embodiment, even if radio wave interference occurs between a vehicle equipped with the same vehicle obstacle detection device as this device or another communication device different from the device, The obstacle can be detected without being affected by the interference wave, and the obstacle detection accuracy can be improved. Since the accuracy of obstacle detection can be improved in this way, the danger of collision of the vehicle with the obstacle can be predicted very accurately, and the vehicle driver can be alerted to the safety of the vehicle. Can be increased.

【0060】また、本実施例の車両用障害物検出装置
は、モノパルスレーダ装置に、FM−CWレーダの技術
を適用して、障害物の方位,障害物との距離,及び障害
物との相対速度を検出するようにされているため、車両
が障害物に衝突する危険性を正確且つ速やかに検出する
ことができ、これによっても車両の走行安全性を高める
ことができる。
The vehicle obstacle detection apparatus of this embodiment applies the FM-CW radar technology to the monopulse radar apparatus to detect the direction of the obstacle, the distance to the obstacle, and the relative distance to the obstacle. Since the speed is detected, the risk of the vehicle colliding with an obstacle can be detected accurately and promptly, which also improves the running safety of the vehicle.

【0061】また、90度ハイブリッド回路28a〜2
8cを、例えば、ラットレース電力合成回路,ウィルキ
ンソン電力合成回路等にて構成すれば、90度ハイブリ
ッド回路28a〜28cを、アンテナセル2a〜2c及
び移相器30a〜30cと共に、所定の基板状にマイク
ロストリップラインにて構成して、これら各部を、所謂
平面アンテナとして実現することができるため、装置の
小型・軽量化を図ることもできる。
Further, the 90-degree hybrid circuits 28a-2
If 8c is composed of, for example, a rat race power combiner circuit, a Wilkinson power combiner circuit, etc., the 90 degree hybrid circuits 28a to 28c are formed into a predetermined substrate shape together with the antenna cells 2a to 2c and the phase shifters 30a to 30c. Since each of these parts can be realized as a so-called planar antenna by configuring with a microstrip line, it is possible to reduce the size and weight of the device.

【0062】なお、本実施例では、90度ハイブリッド
回路28a〜28cの入出力端子D側に移相器30a〜
30cを設けるものとして説明したが、この移相器30
a〜30cは、90度ハイブリッド回路28a〜28c
の入出力端子C,Dのいずれに設けてもよい。
In this embodiment, the phase shifters 30a to 30d are connected to the input / output terminal D side of the 90 degree hybrid circuits 28a to 28c.
Although the description has been given assuming that 30 c is provided, this phase shifter 30
a to 30c are 90-degree hybrid circuits 28a to 28c.
The input / output terminals C and D may be provided.

【0063】また、本実施例では、アンテナ装置6に3
個のアンテナセル2a〜2cを設けた車両用障害物検出
装置について説明したが、モノパルスレーダ装置では、
最低2個のアンテナ素子を備えていれば、外部の物標を
検出することができるため、アンテナセルを2個備えた
アンテナ装置を使用してもよい。また、アンテナセルを
更に増やして、隣接するアンテナセルにて得られた受信
信号の振幅や位相等から各々障害物の方位や距離を各々
検出し、その検出結果から、障害物の位置を特定するよ
うにしてもよく、この場合には、障害物の位置をより高
精度に検出することが可能になる。 (第2実施例)ここで、上記実施例では、ミキサ回路3
2a〜32cにて周波数変換された各アンテナセル2a
〜2cの受信信号の中間周波信号(IF信号)を、夫
々、IF回路34a〜34cを用いて信号処理し、EC
U10に入力するように構成したが、例えば、図5に示
す第2実施例の車両用障害物検出装置のように、各ミキ
サ回路32a〜32cから出力される3種のIF信号の
中から一つのIF信号を選択して出力する出力スイッチ
回路36を設け、この出力スイッチ回路36が選択する
IF信号をECU10側にて高速に切り換えるように構
成してもよい。つまり、3種のIF信号を時分割にて高
速に取り込むようにしてもよい。
In this embodiment, the antenna device 6 has three
Although the vehicle obstacle detection device provided with the individual antenna cells 2a to 2c has been described, in the monopulse radar device,
An external target can be detected as long as it has at least two antenna elements, and thus an antenna device having two antenna cells may be used. Further, the number of antenna cells is further increased, and the azimuth and distance of each obstacle are detected from the amplitude and phase of the received signal obtained by the adjacent antenna cells, and the position of the obstacle is specified from the detection result. However, in this case, the position of the obstacle can be detected with higher accuracy. (Second Embodiment) Here, in the above embodiment, the mixer circuit 3
Each antenna cell 2a whose frequency is converted by 2a to 32c
To 2c, the intermediate frequency signals (IF signals) of the received signals are subjected to signal processing using the IF circuits 34a to 34c, respectively, and EC
Although it is configured to be input to U10, one of the three types of IF signals output from each of the mixer circuits 32a to 32c, for example, as in the vehicle obstacle detection device of the second embodiment shown in FIG. An output switch circuit 36 that selects and outputs one IF signal may be provided, and the IF signal selected by the output switch circuit 36 may be switched at high speed on the ECU 10 side. That is, the three types of IF signals may be acquired at high speed by time division.

【0064】そして、このようにすれば、IF信号を信
号処理するIF回路34及びECU10内にてIF信号
をA/D変換するA/D変換器を、アンテナセルの個数
に関係なく1個にすることができ、第1実施例の装置に
比べて、装置構成をより簡素化して、装置の小型・軽量
化を図ることができる。 (第3実施例)また、例えば、図6に示す第3実施例の
車両用障害物検出装置のように、各90度ハイブリッド
回路28a〜28cの出力端子Aと、ミキサ回路32と
の間に、各90度ハイブリッド回路28a〜28cから
の出力信号(つまり各アンテナセル2a〜2cによる受
信信号)の中から、受信信号を一つ選択して取り込む入
力スイッチ回路38を設け、この入力スイッチ回路38
が選択する受信信号をECU10側にて高速に切り換え
るように構成してもよい。つまり、90度ハイブリッド
回路28a〜28cを介して得られる各アンテナセル2
a〜2cからの受信信号を、時分割にて高速に取り込む
ようにしてもよい。そして、このようにすれば、IF回
路34及びA/D変換器のみならず、ミキサ回路32を
も、アンテナセルの個数に関係なく1個にすることがで
き、第2実施例の装置よりも更に装置構成を簡素化する
ことができ、装置の小型・軽量化を図ることができる。
また、この場合、第1電力分配器24では、発振器22
からの送信信号を、第2電力分配器26側とミキサ32
側とに2分配すればよく、第1電力分配器24を通過す
る各送信信号の減衰量を少なくすることができる。従っ
て、発振器22からの送信信号の出力電力を低減するこ
ともできる。
By doing so, the IF circuit 34 for processing the IF signal and the A / D converter for A / D converting the IF signal in the ECU 10 are integrated into one, regardless of the number of antenna cells. As compared with the device according to the first embodiment, the device configuration can be further simplified, and the device can be reduced in size and weight. (Third Embodiment) Further, for example, like the vehicle obstacle detection device of the third embodiment shown in FIG. 6, between the output terminal A of each 90-degree hybrid circuit 28a to 28c and the mixer circuit 32. , An input switch circuit 38 for selecting and receiving one reception signal from the output signals from the 90-degree hybrid circuits 28a to 28c (that is, the reception signals from the antenna cells 2a to 2c) is provided.
The reception signal selected by the ECU 10 may be switched at high speed on the ECU 10 side. That is, each antenna cell 2 obtained via the 90-degree hybrid circuits 28a to 28c
The received signals from a to 2c may be acquired at high speed in a time division manner. Then, in this way, not only the IF circuit 34 and the A / D converter but also the mixer circuit 32 can be made one regardless of the number of antenna cells, which is more than that of the device of the second embodiment. Further, the device configuration can be simplified, and the device can be reduced in size and weight.
Further, in this case, in the first power distributor 24, the oscillator 22
From the second power distributor 26 side and the mixer 32.
It is sufficient to divide the transmission signal into two parts, and the amount of attenuation of each transmission signal passing through the first power distributor 24 can be reduced. Therefore, the output power of the transmission signal from the oscillator 22 can be reduced.

【0065】なお、この場合、受信信号が選択されない
(換言すればミキサ回路32に接続されない)90度ハ
イブリッド回路において、出力端子Aに出力された受信
信号が入出力端子C,D側に反射することのないよう
に、入力スイッチ回路38には、各90度ハイブリッド
回路28a〜28cの出力端子Aを、所定の回路インピ
ーダンスにて終端する終端抵抗Ra〜Rcを設け、出力
端子Aをミキサ回路32に接続しない90度ハイブリッ
ド回路の出力端子Aは、対応する終端抵抗Ra〜Rcに
て終端できるようにする必要はある。 (第4実施例)また次に、上記各実施例では、90度ハ
イブリッド回路28a〜28cを介して得られた各アン
テナセル2a〜2cからの受信信号を中間周波信号(I
F信号)に周波数変換し、これを同時に或は時分割にて
ECU10に各々入力して、ECU10側で、これら3
種のIF信号を用いて、障害物の位置(方位,距離等)
を検出するように構成したが、例えば、図7に示す第4
実施例の車両用障害物検出装置のように、ミキサ回路3
2a〜32cにて中間周波信号に周波数変換された各ア
ンテナセル2a〜2cからの受信信号(IF信号)の中
から、任意の一対のIF信号を選択する受信信号選択回
路40を設け、この受信信号選択回路40にて選択され
た一対のIF信号を、夫々、一対のIF回路34-1,3
4-2を用いて信号処理し、ECU10に入力するように
構成し、更に、ECU10側にて、受信信号選択回路4
0が選択するIF信号を変更することにより、障害物検
出に使用するアンテナセルの間隔を切り換えるようにし
てもよい。
In this case, in the 90-degree hybrid circuit in which the reception signal is not selected (in other words, is not connected to the mixer circuit 32), the reception signal output to the output terminal A is reflected to the input / output terminals C and D side. Therefore, the input switch circuit 38 is provided with terminating resistors Ra to Rc for terminating the output terminals A of the 90-degree hybrid circuits 28a to 28c with a predetermined circuit impedance, and the output terminals A are connected to the mixer circuit 32. The output terminal A of the 90-degree hybrid circuit that is not connected to is required to be terminated by the corresponding termination resistors Ra to Rc. (Fourth Embodiment) Further, in each of the above embodiments, the received signals from the antenna cells 2a to 2c obtained via the 90-degree hybrid circuits 28a to 28c are converted into intermediate frequency signals (I
(F signal) frequency conversion, and this is input to the ECU 10 at the same time or in a time-sharing manner.
The position of the obstacle (direction, distance, etc.) using the seed IF signal
However, for example, the fourth
Like the vehicle obstacle detection device of the embodiment, the mixer circuit 3
A reception signal selection circuit 40 that selects an arbitrary pair of IF signals from the reception signals (IF signals) from the antenna cells 2a to 2c frequency-converted into intermediate frequency signals by 2a to 32c is provided. The pair of IF signals selected by the signal selection circuit 40 are respectively supplied to the pair of IF circuits 34-1 and 34-3.
4-2 is used to perform signal processing and input to the ECU 10, and further, on the ECU 10 side, the reception signal selection circuit 4
The interval of antenna cells used for obstacle detection may be switched by changing the IF signal selected by 0.

【0066】つまり、モノパルスレーダ装置は、基本的
には、一対のアンテナ素子にて得られた受信信号の振幅
又は位相の差から物標の方位を検出するものであるた
め、2個のアンテナ素子を備えていれば、本発明のモノ
パルスレーダ装置を実現できるが、単に2個のアンテナ
素子のみで物標の方位及び距離をしようとすると、例え
ば、図8(a)に示す如く、一対のアンテナ素子a,b
の間隔D1が狭いと、物標Xまでの距離Lが短い場合に
は、各アンテナ素子a,bと物標Xとを結ぶ直線にて形
成される角度θ1が比較的大きくなって、受信信号の振
幅又は位相の差から物標の位置を良好に検出できるもの
の、物標Xまでの距離Lが長い場合には、上記角度θ1
が小さくなり、各アンテナ素子a,bにて得られた受信
信号の振幅や位相の差(図に示す△L1に対応する)も
小さくなるため、物標Xの位置を良好に検出できなくな
る。しかし、例えば、図8(b)に示す如く、物標Xの
検出に使用する使用するアンテナ素子を、間隔D1の狭
いa,bから、間隔D2の広いa,cに切り換えれば、
物標Xまでの距離Lが長い場合でも、各アンテナ素子
a,cと物標Xとを結ぶ直線にて形成される角度θ2が
比較的大きくなって、各アンテナ素子a,cにて得られ
る受信信号の振幅や位相の差(図に示す△L2に対応す
る)を大きくすることができ、物標の位置を良好に検出
できるようになる。
That is, since the monopulse radar device basically detects the azimuth of the target from the difference in the amplitude or phase of the reception signals obtained by the pair of antenna elements, it has two antenna elements. However, if the azimuth and distance of the target are simply determined by using only two antenna elements, for example, a pair of antennas as shown in FIG. Elements a and b
If the distance D1 is small, and the distance L to the target X is short, the angle θ1 formed by the straight line connecting the antenna elements a and b and the target X becomes relatively large, and the received signal Although the position of the target can be satisfactorily detected from the difference in the amplitude or the phase of the target X, if the distance L to the target X is long, the angle θ1
Becomes smaller and the difference between the amplitudes and phases of the received signals obtained by the antenna elements a and b (corresponding to ΔL1 shown in the figure) also becomes smaller, so that the position of the target X cannot be detected well. However, for example, as shown in FIG. 8B, if the antenna elements used for detecting the target X are switched from a and b with a narrow interval D1 to a and c with a wide interval D2,
Even when the distance L to the target X is long, the angle θ2 formed by the straight line connecting the respective antenna elements a and c and the target X becomes relatively large and can be obtained by the respective antenna elements a and c. The amplitude and phase difference of the received signal (corresponding to ΔL2 shown in the figure) can be increased, and the position of the target can be detected well.

【0067】そこで、本実施例では、受信信号選択回路
40により、ミキサ回路32a〜32cにて周波数変換
した3種のIF信号の中から任意の一対のIF信号を選
択して、ECU10に入力できるようにし、ECU10
側にて、受信信号選択回路40が選択するIF信号,延
いては障害物検出に使用するアンテナセルの間隔を切り
換えることにより、ECU10において、障害物の位置
を常に良好に検出できるようにしているのである。
Therefore, in the present embodiment, the reception signal selection circuit 40 can select an arbitrary pair of IF signals from the three types of IF signals frequency-converted by the mixer circuits 32a to 32c and input them to the ECU 10. And ECU 10
On the side, by switching the IF signal selected by the reception signal selection circuit 40 and by extension the interval between the antenna cells used for obstacle detection, the ECU 10 can always detect the position of the obstacle well. Of.

【0068】なお、ECU10において、受信信号選択
回路40が選択するIF信号を実際に切り換える場合に
は、例えば、図9に示す如き受信信号切換処理を実行す
るようにすればよい。即ち、図9に示す受信信号切換処
理においては、前述の図3及び図4に示した偏波切換処
理と同様、S100にて、当該装置が障害物の測定を終
了するかどうかを判断し、測定を終了する場合には、そ
のまま当該処理を終了し、測定を継続する場合には、S
110にて1測定ターンが終了するのを待つ。そして、
この1測定ターンが終了すると、S320に移行して、
1測定ターンの間に取り込んだIF信号の周波数が非常
に大きく、予め設定された設定距離以上の点に物標(障
害物)が存在するか否かを判定し、障害物が設定距離以
上の点に存在する場合(つまり障害物までの距離が長い
場合)には、S330に移行して、受信信号を取り込む
アンテナの間隔を広くするために、受信信号選択回路4
0の一方のスイッチSW1をアンテナセル2aに対応し
たミキサ32a側に、他方のスイッチSW2をアンテナ
セル2cに対応したミキサ32c側に、夫々切り換え
て、S100に移行し、逆に、障害物が設定距離以上の
点に存在しない場合(つまり障害物までの距離が短い
か、障害物を検出できていない場合)には、受信信号を
取り込むアンテナの間隔を狭くするために、受信信号選
択回路40の一方のスイッチSW1をアンテナセル2a
に対応したミキサ32a側に、他方のスイッチSW2を
アンテナセル2bに対応したミキサ32b側に、夫々切
り換えて、S100に移行する。
In the ECU 10, when the IF signal selected by the reception signal selection circuit 40 is actually switched, for example, the reception signal switching process as shown in FIG. 9 may be executed. That is, in the reception signal switching process shown in FIG. 9, similarly to the polarization switching process shown in FIGS. 3 and 4, in S100, it is determined whether or not the device finishes measuring the obstacle, When the measurement is to be ended, the processing is ended as it is, and when the measurement is to be continued, S
At 110, wait for the end of one measurement turn. And
When this one measurement turn ends, the process moves to S320,
The frequency of the IF signal captured during one measurement turn is extremely high, and it is determined whether or not a target (obstacle) exists at a point that is equal to or greater than the preset distance. When it exists at a point (that is, when the distance to the obstacle is long), the process proceeds to S330, and the reception signal selection circuit 4 is used to widen the interval between the antennas that receive the reception signal.
One switch SW1 of 0 is switched to the side of the mixer 32a corresponding to the antenna cell 2a, and the other switch SW2 is switched to the side of the mixer 32c corresponding to the antenna cell 2c, and the process proceeds to S100. Conversely, an obstacle is set. If it does not exist at a point equal to or longer than the distance (that is, if the distance to the obstacle is short or the obstacle cannot be detected), in order to narrow the interval between the antennas that receive the received signal, One switch SW1 is connected to the antenna cell 2a
On the side of the mixer 32a corresponding to, and the other switch SW2 is switched to the side of the mixer 32b corresponding to the antenna cell 2b, and the process proceeds to S100.

【0069】この結果、本実施例によれば、当該装置か
ら障害物までの距離に影響されることなく、障害物の方
位を常に正確に検出できるようになり、角度測定分解能
に優れた障害物検出装置を実現できる。以上、本発明
を、第1〜第4実施例を挙げて具体的に説明したが、本
発明は、こうした実施例に限定されるものではなく、種
々の態様をとることができる。例えば、上記各実施例で
は、車両に搭載されて障害物の検出を行う車両用障害物
検出装置について説明したが、本発明は、こうした障害
物検出用のレーダ装置以外にも、例えば、車両を他の車
両や目標物に追従させて自動走行させる無人搬送車誘導
用のレーダ装置に適用することもできる。
As a result, according to this embodiment, the azimuth of the obstacle can always be detected accurately without being affected by the distance from the device to the obstacle, and the obstacle having an excellent angle measurement resolution can be obtained. A detection device can be realized. Although the present invention has been specifically described with reference to the first to fourth examples, the present invention is not limited to these examples and can take various aspects. For example, in each of the above-described embodiments, the vehicle obstacle detection device mounted on the vehicle to detect an obstacle has been described, but the present invention is not limited to such an obstacle detection radar device. It can also be applied to a radar device for guiding an automated guided vehicle that automatically travels following another vehicle or a target object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1実施例の車両用障害物検出装置の構成を
表わすブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle obstacle detection device according to a first embodiment.

【図2】 アンテナ装置の指向特性を説明する説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating directional characteristics of an antenna device.

【図3】 ECUにおいて実行される偏波切換処理の一
例を表わすフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of polarization switching processing executed in an ECU.

【図4】 同じくECUにおいて実行される偏波切換処
理の他の例を表わすフローチャートである。
FIG. 4 is a flow chart showing another example of polarization switching processing similarly executed in the ECU.

【図5】 第2実施例の車両用障害物検出装置の構成を
表わすブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a vehicle obstacle detection device according to a second embodiment.

【図6】 第3実施例の車両用障害物検出装置の構成を
表わすブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a vehicle obstacle detection device according to a third embodiment.

【図7】 第4実施例の車両用障害物検出装置の構成を
表わすブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a vehicle obstacle detection device according to a fourth embodiment.

【図8】 アンテナ素子の間隔と物標の検出精度との関
係を説明する説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the distance between antenna elements and the detection accuracy of a target.

【図9】 第4実施例のECUにおいて実行される受信
信号切換処理を表わすフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a received signal switching process executed in the ECU of the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2a〜2c…アンテナセル(2端子給電型円偏波用アン
テナ素子) 4…誘電体レンズ 6…アンテナ装置(マルチビーム
誘電体レンズアンテナ) 10…ECU(電子制御装
置) 12…警報装置 20…送受信回路 22…発振器 24…第1電力分配器 26…第2
電力分配器 28a〜28c…90度ハイブリッド回路 30a〜30c…移相器(位相変化量可変型移相器) 32,32a〜30c…ミキサ回路 34,34a〜
34c…IF回路 36…出力スイッチ回路 38…入力スイッチ回路 40…受信信号選択回路
2a to 2c ... Antenna cell (two-terminal feed type circularly polarized antenna element) 4 ... Dielectric lens 6 ... Antenna device (multi-beam dielectric lens antenna) 10 ... ECU (electronic control device) 12 ... Alarm device 20 ... Transceiver Circuit 22 ... Oscillator 24 ... First power distributor 26 ... Second
Electric power distributor 28a to 28c ... 90 degree hybrid circuit 30a to 30c ... Phase shifter (phase change amount variable type phase shifter) 32, 32a to 30c ... Mixer circuit 34, 34a.
34c ... IF circuit 36 ... Output switch circuit 38 ... Input switch circuit 40 ... Received signal selection circuit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射パターンの一部が重なるように配設
された複数のアンテナ素子と、 送信信号を発生する信号発生手段と、 該信号発生手段からの送信信号を各アンテナ素子に入力
して各アンテナ素子から電波を放射させると共に、各ア
ンテナ素子にて受信された受信信号を各々取り出す信号
入出力手段と、 該信号入出力手段を介して得られた各アンテナ素子から
の受信信号に基づき外部の物標を検出する物標検出手段
と、 を備えたモノパルスレーダ装置において、 前記各アンテナ素子を円偏波の電波を送受信可能な円偏
波用アンテナ素子にて構成し、 更に、各アンテナ素子が送受信する円偏波の旋回方向を
切り換える偏波切換手段を設けたことを特徴とするモノ
パルスレーダ装置。
1. A plurality of antenna elements arranged so that a part of radiation patterns are overlapped with each other, signal generating means for generating a transmission signal, and a transmission signal from the signal generating means is input to each antenna element. A signal input / output unit for emitting a radio wave from each antenna element and for extracting a received signal received by each antenna element, and an external device based on the received signal from each antenna element obtained through the signal input / output unit. In the monopulse radar device including: a target detecting unit that detects the target of the above, each antenna element is configured by a circular polarization antenna element capable of transmitting and receiving a circular polarization radio wave, and further, each antenna element A monopulse radar device characterized by comprising polarization switching means for switching the direction of rotation of circularly polarized waves transmitted and received by.
【請求項2】 前記各アンテナ素子は、2端子給電型の
円偏波用アンテナ素子からなり、 前記信号入出力手段は、前記各アンテナ素子毎に設けら
れ、前記送信信号を位相差90度の送信信号に分配して
アンテナ素子の2つの給電端子に出力すると共に、アン
テナ素子の各給電端子から入力される一対の受信信号の
うち、前記分配した送信信号とは逆方向に90度の位相
差を有する受信信号を合成して装置内に取り込む、複数
の90度ハイブリッド回路からなり、 前記偏波切換手段は、前記90度ハイブリッド回路とア
ンテナ素子の給電端子とを接続する一対の信号経路の一
方に設けられ、位相変化量を0度及び180度のいずれ
かに切り換え可能な位相変化量可変型の移相器からなる
ことを特徴とする請求項1に記載のモノパルスレーダ装
置。
2. Each antenna element comprises a two-terminal feed type circularly polarized antenna element, and the signal input / output means is provided for each antenna element, and the transmission signal has a phase difference of 90 degrees. A phase difference of 90 degrees in the opposite direction to the distributed transmission signal among the pair of reception signals input from the respective power supply terminals of the antenna element while being distributed to the transmission signal and output to the two power supply terminals of the antenna element. Comprising a plurality of 90-degree hybrid circuits for synthesizing a received signal having the signal and taking it into the device, wherein the polarization switching means is one of a pair of signal paths connecting the 90-degree hybrid circuit and a feeding terminal of an antenna element. The monopulse radar device according to claim 1, wherein the monopulse radar device comprises a phase shifter of a variable phase shift type, which is provided in the phase shifter and is capable of switching the phase shift amount to either 0 degree or 180 degrees.
【請求項3】 前記アンテナ素子,90度ハイブリッド
回路,及び移相器からなる送受信用の高周波回路部が、
所定の基板上に導電パターンにて形成した平面回路から
なることを特徴とする請求項2に記載のモノパルスレー
ダ装置。
3. A transmission / reception high-frequency circuit unit comprising the antenna element, a 90-degree hybrid circuit, and a phase shifter,
The monopulse radar device according to claim 2, wherein the monopulse radar device comprises a planar circuit formed of a conductive pattern on a predetermined substrate.
【請求項4】 前記信号発生手段は、所定周期で周波数
が変化する周波数変調信号を前記送信信号として発生す
る周波数可変発振器からなり、 更に、前記信号入出力手段を介して入力される前記各ア
ンテナ素子からの受信信号を前記送信信号と混合して、
各受信信号を中間周波信号に変換し、前記物標検出手段
に出力する周波数変換手段を設けたことを特徴とする請
求項1〜請求項3いずれか記載のモノパルスレーダ装
置。
4. The signal generating means comprises a frequency variable oscillator for generating, as the transmission signal, a frequency modulated signal whose frequency changes in a predetermined cycle, and further, each of the antennas input via the signal input / output means. Mixing the received signal from the element with the transmitted signal,
4. The monopulse radar device according to claim 1, further comprising frequency conversion means for converting each received signal into an intermediate frequency signal and outputting it to the target detection means.
【請求項5】 前記周波数変換手段は、前記各アンテナ
素子からの受信信号を前記送信信号を用いて各々周波数
変換する複数の周波数変換部と、該複数の周波数変換部
にて周波数変換された中間周波信号を順次選択して前記
物標検出手段に出力する出力スイッチ手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項4に記載のモノパルスレーダ装
置。
5. The frequency conversion means includes a plurality of frequency conversion units that respectively frequency-convert a reception signal from each of the antenna elements using the transmission signal, and an intermediate frequency-converted by the plurality of frequency conversion units. The monopulse radar device according to claim 4, further comprising output switch means for sequentially selecting frequency signals and outputting the selected frequency signals to the target detection means.
【請求項6】 前記周波数変換手段は、前記各アンテナ
素子からの受信信号を順次選択して取り込む入力スイッ
チ手段と、該入力スイッチ手段から順次入力される受信
信号を前記送信信号を用いて順次周波数変換し、前記物
標検出手段に出力する周波数変換部とを備えたことを特
徴とする請求項4に記載のモノパルスレーダ装置。
6. The frequency conversion means uses an input switch means for sequentially selecting and receiving the reception signals from the respective antenna elements, and a reception signal sequentially input from the input switch means using the transmission signals to sequentially frequency-convert the received signals. The monopulse radar device according to claim 4, further comprising a frequency conversion unit that converts the frequency and outputs the frequency to the target detection unit.
【請求項7】 前記アンテナ素子を少なくとも3個以上
備え、 しかも、前記周波数変換手段は、 該アンテナ素子に対応して、各アンテナ素子からの受信
信号を前記送信信号を用いて各々周波数変換する3個以
上の周波数変換部を備えると共に、 該各周波数変換部から出力される中間周波信号の中から
一対の中間周波信号を選択して前記物標検出手段に出力
する信号選択手段を備え、 該信号選択手段が選択する中間周波信号の変更により、
物標検出に使用するアンテナ素子の間隔を調整可能に構
成してなることを特徴とする請求項4に記載のモノパル
スレーダ装置。
7. At least three or more said antenna elements are provided, and said frequency conversion means frequency-converts the reception signal from each antenna element corresponding to said antenna element using said transmission signal. And a signal selecting means for selecting a pair of intermediate frequency signals from the intermediate frequency signals output from the respective frequency converting sections and outputting the selected intermediate frequency signals to the target detecting means. By changing the intermediate frequency signal selected by the selection means,
The monopulse radar device according to claim 4, wherein the distance between the antenna elements used for detecting the target is adjustable.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10268029A (en) * 1997-03-27 1998-10-09 Denso Corp Aperture antenna and radar equipment
US6157339A (en) * 1998-07-07 2000-12-05 Nec Corporation Radar for enabling accurate determination of false image of target
JP2005156337A (en) * 2003-11-26 2005-06-16 Hitachi Ltd On-vehicle radar device
JP2006343309A (en) * 2005-05-09 2006-12-21 Nippon Soken Inc Obstacle detector
JP2008177957A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Hitachi Cable Ltd Communication system
JP2019045176A (en) * 2017-08-30 2019-03-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 Radio wave sensor
US10725163B2 (en) 2015-02-25 2020-07-28 Furukawa Electric Co., Ltd. Radar apparatus and target object detection method of radar apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10268029A (en) * 1997-03-27 1998-10-09 Denso Corp Aperture antenna and radar equipment
US6157339A (en) * 1998-07-07 2000-12-05 Nec Corporation Radar for enabling accurate determination of false image of target
DE19932246C2 (en) * 1998-07-07 2002-06-06 Nec Corp Radar for the precise determination of false targets
JP2005156337A (en) * 2003-11-26 2005-06-16 Hitachi Ltd On-vehicle radar device
JP2006343309A (en) * 2005-05-09 2006-12-21 Nippon Soken Inc Obstacle detector
JP2008177957A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Hitachi Cable Ltd Communication system
US10725163B2 (en) 2015-02-25 2020-07-28 Furukawa Electric Co., Ltd. Radar apparatus and target object detection method of radar apparatus
JP2019045176A (en) * 2017-08-30 2019-03-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 Radio wave sensor

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