JPH10160838A - 多ビーム車両レーダシステム - Google Patents
多ビーム車両レーダシステムInfo
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Abstract
最小限に減らされた多ビーム車両レーダシステムを提供
する。 【解決手段】 多ビーム車両レーダシステムは、全体で
少なくとも二つのアンテナローブ(111〜113)を
発生する少なくとも一つのアンテナ(10)を備えてい
る。これらのアンテナローブの少なくとも一つのもの
(111,113)はレーダ信号の送信及び受信のため
に役立つ。少なくとも一つの別のアンテナローブ(11
2)はレーダ信号の受信のためにだけ役立つ。レーダ信
号の受信のためにだけ役立つアンテナローブ(112)
においては例えば二重ラットレース装置(13,14)
の形態をした送受信切換器が不用となる。
Description
ダシステムに関する。この場合、多ビームとは、レーダ
システムに一つ又は複数のアンテナが装備されていて、
これが全体で少なくとも二つのアンテナローブを発生す
るという意味である。
P 0 498 524 A2によって周知である。こ
の文献において、送信路用及び受信路用の二つの分離し
たアンテナを使用している車両レーダシステムが開示さ
れている。送信アンテナは、ホーンアンテナ及びこれの
前に配置されたアンテナレンズから構成され、比較的広
いアンテナローブを有している。受信アンテナは、全部
で三つの受信素子及び同様に一つのアンテナレンズから
なっている。受信アンテナは三つの互いに移動して存在
するアンテナローブを発生し、これにより受信レーダ信
号の角度割当てを行うことができる。この既述のレーダ
システムにおける欠点は、送信用及び受信用の二つの分
離したアンテナを使用しているために比較的大きい場所
を必要とすることである。その外に、このような場合に
はアンテナ素子に対する比較的長いフィーダ線が必要で
あり、これがその減衰のために特に受信の場合には望ま
しくない電力損失を生じることになる。このようなレー
ダシステムの更なる問題は、その構造条件による非対称
性の補正にある。
たレーダシステムの類似の原理は、例えばスコルニク著
「レーダハンドブック(“Radar Handboo
k”,von M.Skolnik)」第2版、20.
7fページにより周知である。ここではいわゆる積重ね
ビームレーダが記述されており、これは複数の垂直「積
重ね」受信ローブを有している。可能なレーダ目標はそ
れに対してただ一つだけの送信ローブによって照射され
るが、これはすべての受信ローブを覆うために十分に広
く構成されている。このような解決策の問題点又は欠点
に関しては、前述の事柄が同様に通用する。
ては、多ビーム車両レーダシステムが記述されており、
これは送信路及び受信路に対して同じアンテナを使用し
ている。このアンテナは、全体で三つの送受信素子及び
この前に配置された一つの共通のアンテナレンズから構
成されている。このアンテナはそれに応じて同様に三つ
のアンテナローブを発生する、送信及び受信用の一つの
共通のアンテナを使用したこのようなレーダシステムに
おける欠点は、送信信号及び受信信号の分離にある。こ
の課題に対して、ここに記述されたレーダシステムにお
いては、以下で二重ラットレースとして示される回路装
置が使用される。そのような二重ラットレースは、主と
してマイクロストリップ技術において製作された回路装
置であって、これは送受信切換器及び受信ミクサを接続
する。精確な機能方法は、例えばUK出願GB 2 2
90 000Aに記述されている。そのような二重ラッ
トレースを用いて送信信号及び受信信号を同時に一つの
アンテナにより送信し且つ受信することができる。それ
に関して、そのような二重ラットレースは特にFMCW
方式によるレーダシステムに適している。しかしなが
ら、そのような二重ラットレースはシステム条件によっ
ては減衰を生じることになり、これは特にレーダシステ
ムにおいて必然的に弱い受信信号として表面化する。
単に且つ安価に実現可能であって、電力損失が構成素子
のゆえに、特に二重ラットレース又はサーキュレータの
ような送受信切換器のゆえに、最小限に減らされている
多ビーム車両レーダシステムを提供することである。更
に、分離式送信及び受信アンテナを使用した場合に生じ
る欠点をも回避しようとするものである。
レーダシステムは、全体で少なくとも二つのアンテナロ
ーブを発生し、そのうちの少なくとも一つがレーダ信号
の送信及び受信のために利用可能であり且つこのアンテ
ナローブの少なくとも一つの別のものがレーダ信号の受
信のために利用可能である。
は、一つのアンテナに属しており且つ一つの平面上にあ
る。
ーム軸上には、レーダ信号の受信のためにだけ利用可能
であるアンテナローブがある(図1)。このアンテナロ
ーブと並んでどちらの側にもそれぞれ少なくとも一つの
別のアンテナローブがあって、これらはレーダ信号の送
信及び受信のために利用可能である。
ーム軸上には、レーダ信号の送信及び受信のために利用
可能であるアンテナローブがある(図2)。この場合そ
れぞれの側にそれぞれ少なくとも一つの別のアンテナロ
ーブがあって、これらはレーダ信号の受信のためだけに
利用可能である。
面に基づいて説明される。
1の好適な実施例を示している。このシステムは、レー
ダ信号の送信にも又受信にも利用可能であるアンテナ1
0を備えている。アンテナ10は三つの給電部101,
102及び103並びに一つの集束手段104を含んで
おり、この集束手段としては、好ましくはアンテナレン
ズが使用される。しかしながら、ここでは又別の集束手
段、例えば金属反射器が組込み可能である。アンテナレ
ンズ104と関連して三つの給電部101ないし103
はそれぞれ一つのアンテナローブを発生する。図1にお
いて、給電部101にはアンテナローブ111が、給電
部102にはアンテナローブ112が、且つ給電部10
3にはアンテナローブ113が属している。ただし、こ
こではレーダシステムの機能に役立たない、場合により
発生する副ローブは無視されている。アンテナローブ1
11及び113は、アンテナローブ112とそれぞれ部
分的に重なるように調整されている。
テナとして実施されているが、ホーンアンテナ又は他の
励振器であってもよい。アンテナ10のほかに、レーダ
システムは信号発生部11及び評価・制御装置12を含
んでいる。この実施例の更なる説明は、FMCW方式に
より作動するレーダシステムに関連している。しかしな
がら、この発明はパルスレーダシステムに対しても同様
に使用可能である。
ットレース(Doppel−Rat−Race)13又
は14の入力に接続されている。両方の二重ラットレー
ス13,14の第2入力は信号分岐線17により信号発
生部11に接続されている。両方の二重ラットレース1
3及び14は、それぞれ一つのリング回路131,14
1並びにそれぞれ一つのミクサ132及び142を含ん
でいる。二重ラットレース13及び14の機能は既に上
で引用されたUK出願GB 2 290 000 Aに
記述されている。しかしながら、以下にもう一度要約し
て説明する。ミクサ132及び142の出力信号に対応
している二重ラットレース13及び14の出力信号は評
価・制御装置12に接続されている。
続されており、このミクサの出力は評価・制御装置12
に接続されている。ミクサ15の第2入力は接続線16
を介して同様に信号発生部11の信号を受け取る。しか
しながら、信号分岐線17とは異なって、接続線16を
介して比較的小さい信号部分だけが例えば容量的に減結
合される。信号発生部11は評価・制御装置12により
接続を介して制御される。
線)18が描かれているが、これは全レーダシステムの
主ビーム軸を象徴している。
明のために、二重ラットレース13,14の動作方法を
簡潔に記述する。リング回路131,141は、接続部
に供給される信号を二つのそれぞれ隣接した接続部に均
等に分配する。これは、例えば信号発生部11からの送
信信号がリング回路131によって給電部101とミク
サ132の入力とに等分に分配されることを意味する。
同様に、給電部101を介して受信レーダ信号としてリ
ング回路131に到達する信号は一部分はミクサ132
の第2入力に更に送られる。第2の部分は信号発生部1
1からの信号が供給される接続部に到達する。この部分
はそこに供給される送信信号と重ねられて、更なる信号
利用のためには自由に使用できない。ミクサ132は専
門家には周知のミクサであって、このミクサは供給され
た二つの信号から和及び差の周波数を発生する。そし
て、ここではFMCWレーダ方式に対応して、図示され
ていないフィルタを通じて送信レーダ信号と受信レーダ
信号との間の差周波数が利用される。この差周波数は二
重ラットレースの出力信号として評価・制御装置12に
到達し、そこで更に処理される。
に動作する。すなわち、信号発生部11は評価・制御装
置12の制御の下で送信信号を発生する。この信号はリ
ング回路131及び141を通して給電部101及び1
03に到達する。そこからこの信号は電磁波として放射
される。この電磁波の伝搬は、アンテナ全体の指向特性
に対応して主にアンテナローブ111及び113の内部
で行われるが、これらは以下で送受信に関するものとし
てATRで表示される。この電磁波により照射されるレ
ーダ目標はこの波の一部分を反射し、次に、反射された
一部分はアンテナローブ111ないし113及び給電部
101ないし103の一つ又は複数のものを介して受信
される。反射レーダ信号がアンテナローブ112、従っ
て給電部102を介して受信されると、この信号は直接
ミクサ15に到達し、そこで結合線16を介してミクサ
に到達する送信信号の部分と混合される。給電部101
及び103を介して受信される反射レーダ信号はリング
回路131及び141を介してミクサ132及び142
に到達する。そこでこれらの信号は信号発生部11のそ
れぞれその瞬間の送信信号と混合される。このようにし
て、三つすべてのミクサ132,142及び15は受信
レーダ信号とそれぞれその瞬間の送信信号との間の差周
波数を形成する。この差周波数はFMCWレーダ方式に
対応して評価・制御装置12において利用される。
送信信号が給電部101及び103を介してだけ、従っ
てアンテナローブ111及び113(ATR)を介して
だけ送信されることにある。しかしながら、このアンテ
ナローブ111及び113がアンテナローブ112(A
R、受信だけ)と部分的に重なっているために、このア
ンテナローブ112の検出領域にあるレーダ目標は同時
に照射される。このためその反射もまたアンテナローブ
112を介して給電部102によって受信されることが
可能である。
使用のために最も重要なアンテナローブである中央のロ
ーブにおける信号減衰に基づく電力損失が、二重ラット
レースの形式をした送受信切換器を使用しないことによ
って減小されることである。
いる。このレーダシステムの構成は大部分において第1
実施例のそれに対応している。アンテナ20は、三つの
給電部201ないし203並びに集束素子としての誘電
体レンズ(アンテナレンズ)204を含んでいる。この
誘電体レンズ204と関連して、それぞれの給電部20
1ないし203はアンテナローブ211ないし213を
発生する。この場合、外側のアンテナローブ211及び
213は、幅が狭く且つ非常に幅広のアンテナローブ2
12によって広範囲に重ねられている。アンテナローブ
212は、レーダシステムの主ビーム軸28を中心にし
て配置されていて、送信にも受信にも利用される唯一の
アンテナローブATRである。これに対応してその給電
部202は、リング回路251及びミクサ252からな
る二重ラットレース25と接続されている。この二重ラ
ットレース25の出力はやはり評価・制御装置22に供
給されている。二重ラットレース25の第2入力は信号
発生部21に接続されている。給電部201及び203
はミクサ23及び24のそれぞれ一方の入力に直接接続
されている。それらミクサの出力信号は評価・制御装置
22に供給されている。ミクサ23及び24はその第2
入力においてそれぞれ、接続線26を介して例えば容量
的に減結合される、信号発生部21からの送信信号の一
部分を受け取る。
基づいて理解できるように、この実施例によるレーダシ
ステムにおいてはアンテナローブ212を介してだけ送
信され且つ受信される。しかしながら、存在し得るレー
ダ目標からの反射は、アンテナローブ211及び213
を介して給電部201及び203によっても受け入れら
れる。このように、この実施例に対応するレーダシステ
ムはただ一つの二重ラットレース25で済む。更なる利
点は、そのように照射されたレーダ目標においては多重
放射の電磁波による干渉が生じないことである。
211〜213の異なったパターンは対応して形成され
た集束手段によって実現できる。例えば、アンテナレン
ズ104,204を使用した場合にはこれは好ましくは
種々のレンズ領域に細分されており、これのそれぞれの
形態が個々の給電部101〜103及び201〜203
の位置と関連して個々のアンテナローブの種々のパター
ンを生じることになる。
レーダシステムに比べて一つ又は複数の送受信切換器、
特に二重ラットレース装置が削減され得ることである。
これによって、この回路装置による信号減衰のゆえに生
じる電力損失が減小される。
性曲線の対称性が改善される。同時に、ただ一つの共通
アンテナを備えたレーダシステムがその構造容積に関し
て所有している利点は維持される。
る、この発明によるレーダシステムの構成図である。
される、この発明によるレーダシステムの構成図であ
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 少なくとも一つの給電部(101〜10
3,201〜203)、及び一つの集束手段(104,
204)からなる少なくとも一つのアンテナ(10,2
0)を備えていて、この少なくとも一つのアンテナ及び
それとは別のアンテナが全体で少なくとも二つのアンテ
ナローブ(111〜113,211〜213)を発生す
る多ビーム車両レーダシステムにおいて、これらのアン
テナローブの少なくとも一つのアンテナローブ(11
1,113,212)がレーダ信号の送信及び受信のた
めに利用可能であり、且つこれらのアンテナローブの少
なくとも一つの別のアンテナローブ(112,211,
213)がレーダ信号の受信のためにだけ利用可能であ
ることを特徴とする多ビーム車両レーダシステム。 - 【請求項2】 前記のアンテナローブが、前記のアンテ
ナの一つに属しており且つ一つの平面上にあることを特
徴とする請求項1に記載の多ビーム車両レーダシステ
ム。 - 【請求項3】 前記の給電部がパッチアンテナ素子とし
て実現されており、前記の集束手段が誘電体レンズであ
ることを特徴とする請求項1又は2に記載の多ビーム車
両レーダシステム。 - 【請求項4】 前記のアンテナの主ビーム軸(18)上
にアンテナローブAR(112)が存在していて、これ
がレーダ信号の受信にだけ利用可能であることを特徴と
する請求項1ないし3の一つに記載の多ビーム車両レー
ダシステム。 - 【請求項5】 前記のアンテナに少なくとも二つの別の
アンテナローブATR(111,113)が属してお
り、これらがそれぞれ前記のアンテナローブAR(11
2)と並んで一方の側に存在しており且つレーダ信号の
送信及び受信のために利用可能であることを特徴とする
請求項4に記載の多ビーム車両レーダシステム。 - 【請求項6】 前記のアンテナローブATRが、前記の
アンテナローブARとそれぞれ少なくとも部分的に重な
るように発生されていることを特徴とする請求項5に記
載の多ビーム車両レーダシステム。 - 【請求項7】 前記のアンテナローブATRが前記のア
ンテナの主ビーム軸に関して互いに対称的に存在してい
ることを特徴とする請求項5又は6に記載の多ビーム車
両レーダシステム。 - 【請求項8】 前記のアンテナの主ビーム軸(28)の
上に前記のアンテナローブATR(212)が存在して
いて、これが、レーダ信号の送信及び受信に利用可能で
あることを特徴とする請求項1ないし3の一つに記載の
多ビーム車両レーダシステム。 - 【請求項9】 前記のアンテナに少なくとも二つの別の
アンテナローブAR(211,213)が属しており、
これらが、前記のアンテナローブATR(212)と並
んで両側で互いに対称的に存在していてレーダ信号の受
信にだけ利用可能であることを特徴とする請求項8に記
載の多ビーム車両レーダシステム。 - 【請求項10】 前記のアンテナローブATRが、前記
のアンテナローブARと少なくとも部分的に重なるよう
に発生されていることを特徴とする請求項9に記載の多
ビーム車両レーダシステム。 - 【請求項11】 前記のアンテナローブATRを生じさ
せる前記の給電部が二重ラットレースに接続されている
ことを特徴とする請求項1ないし10の一つに記載の多
ビーム車両レーダシステム。 - 【請求項12】 前記のアンテナローブARを生じさせ
る前記の給電部が受信ミクサに直接接続されていること
を特徴とする請求項1ないし11の一つに記載の多ビー
ム車両レーダシステム。
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