JPH11125672A - Ｆｍ−ｃｗレーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車等の移動体に搭載するＦＭ−ＣＷレー
ダでは、２つ以上の目標が左右同一角度、同一速度、同
一距離をもっている場合、目標の方位角の検出が正確に
得られないため、車両の安全制御が困難になるという課
題があった。 【解決手段】 発振器と、電力分配手段と、送信アンテ
ナと、第１及び第２の受信アンテナと、第１及び第２の
移相器と、モノパルスコンパレータと、第１及び第２の
基本波ミクサと、目標の距離、相対速度及び方位角を得
る信号処理部とを備えたことにより、２つの目標が左右
同一角度、同一速度、同一距離をもっている場合でも、
両者の方位角を正確に導出することができ、測角性能の
向上が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の移動
体に搭載し、この搭載された移動体の周囲に存在する人
間、車両及び障害物等の物体を、電波を用いて探知する
ＦＭ−ＣＷレーダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９はＦＭ−ＣＷレーダを車両の前方に
搭載した場合の使用状況の一例である。図において、１
は道路、２ａ及び２ｂは道路１をイの方向に通行する車
両、３は車両２ａの後続車２ｂに搭載された前方を監視
するＦＭ−ＣＷレーダ、４は道路１の路側に設置された
電柱または路側に駐車された路上駐車車両等の障害物、
５は道路１を通行または横断している人間である。

【０００３】次に、利用状況について説明する。道路１
をイの方向に通行している車両２ｂに搭載されたＦＭ−
ＣＷレーダ３は、周波数変調された送信電波を前方に照
射し、前方を走行している車両２ａ、障害物４及び人間
５等からの反射波を受け、その強弱、ドプラーによる周
波数のシフト及び電波の伝搬時間を検出し、その結果か
ら車両２ａとの距離、相対速度及び方位角を求め、前方
車両や割り込み車両、人間及び障害物等との衝突防止の
ための警報あるいはブレーキ制御等の安全対策に用いら
れている。この的確な安全対策のためには、ＦＭ−ＣＷ
レーダ３において、目標の方位角を正確に検出する必要
がある。

【０００４】このようなシステムの利用状況について
は、例えば、信学技報ＭＷ９４−４８（１９９４−０
９）「日本におけるミリ波応用システムの開発」及び日
本経済新聞社「ＩＴＳのすべて」（Ｐ６２〜６７）に記
載されている。

【０００５】図１０は、図９における車両２ｂに搭載さ
れた従来のＦＭ−ＣＷレーダ３の構成ブロック図を示す
もので、６は発振器、７は電力分配手段、８は送信アン
テナ、９ａ及び９ｂは第１及び第２の受信アンテナ、１
０はモノパルスコンパレータ、１１ａ及び１１ｂは第１
及び第２の基本波ミクサ、１２ａ及び１２ｂは第１及び
第２のフィルタ、１３ａ及び１３ｂは第１及び第２の増
幅器、１４ａ及び１４ｂは第１及び第２のＡ／Ｄ変換
器、１５は信号処理部である。

【０００６】次に動作について説明する。図１０におい
て、発振器６は、高周波変調信号を出力する。電力分配
手段７は、高周波変調信号の一部を２つの局発信号と
し、残りを送信信号として送信アンテナ８に出力する。
送信アンテナ８は送信信号を目標（図中では省略）に照
射する。第１の受信アンテナ９ａ及び第２の受信アンテ
ナ９ｂは、方向の異なるアンテナビームにより、目標か
らの反射信号を受けて、第１及び第２の受信信号を出力
する。モノパルスコンパレータ１０は、第１及び第２の
受信信号を受けて、両者の電力の和及び差の信号を出力
する。第１の基本波ミクサ１１ａは、局発信号の一方と
モノパルスコンパレータ１０から出力される和の信号を
受けて周波数変換し、第１のビデオ信号として出力す
る。第２の基本波ミクサ１１ｂは、局発信号の他方とモ
ノパルスコンパレータ１０から出力される差の信号を受
けて周波数変換し、第２のビデオ信号として出力する。
第１のフィルタ１２ａ及び第２のフィルタ１２ｂは、第
１及び第２のビデオ信号の不要波をフィルタリングす
る。第１の増幅器１３ａ及び第２の増幅器１３ｂは、第
１のフィルタ１２ａ及び第２のフィルタ１２ｂから出力
される第１及び第２のビデオ信号を増幅する。第１のＡ
／Ｄ変換器１４ａ及び第２のＡ／Ｄ変換器１４ｂは、第
１の増幅器１３ａ及び第２の増幅器１３ｂから出力され
る第１及び第２のビデオ信号をディジタル変換する。信
号処理部１５は、ディジタル化された第１及び第２のビ
デオ信号から、目標の距離、相対速度及び方位角を導出
する。

【０００７】図１１は従来のＦＭ−ＣＷレーダの距離及
び相対速度の導出原理を示す。図１１（ａ）の曲線ａは
送信信号及び局発信号（周波数Ｆ_RF±ΔＦの内、Ｆ_RFは
高周波成分，±ΔＦは変調周波数成分である）、曲線ｂ
は第１及び第２の受信信号である。ＦＭ−ＣＷレーダの
場合、周波数変調された送信信号が目標に照射され、そ
の受信信号は目標までの距離の２倍だけ遅延時間が生
じ、受信信号が局発信号により周波数変換（ホモダイン
検波）され、図１１（ｂ）の曲線ｃのような目標の距離
・速度に対応したビート周波数成分Ｆ_b をもったビデオ
信号となる。ついで、信号処理部１５において、この周
波数Ｆ_b から目標との距離及び相対速度を導出する。な
お、ここでは説明を簡略化するため、自分の速度と目標
速度が同じ場合、すなわち相対速度＝０の場合について
示している。

【０００８】図１２及び図１３は方位角の導出原理を示
す。図１２のように、第１の受信アンテナ９ａ及び第２
の受信アンテナ９ｂは、それぞれθａ及びθｂの方位角
をもったアンテナビームから、θＴの方位角をもった目
標１６を探知するものとする。このときの第１の受信ア
ンテナ９ａ及び第２の受信アンテナ９ｂから出力される
受信信号の電力は図１３（ａ）における曲線ａ及び曲線
ｂのようになる。この２つの受信信号の電力の和及び差
をモノパルスコンパレータ１０によって求めると、電力
の和は図１３（ｂ）における曲線ｃ、差は曲線ｄのよう
になり、目標の方位角θＴは曲線ｃ及び曲線ｄを比較す
ることによって求められる。

【０００９】つぎに、従来のＦＭ−ＣＷレーダ３が２つ
の目標を探知した場合について説明する。２つの目標の
距離及び速度が等しくない状態、すなわち、目標がＦＭ
−ＣＷレーダからみて左右対称でない場合は前述のよう
な説明の導出原理にて、方位角を検出することが可能と
なる。しかし、図１４のように、ＦＭ−ＣＷレーダ３か
らみて、前方を走行する車両２ｂ及び２ｃが道路１をイ
の方向に同一距離、左右同一角度（θｂ＝θｃ）をもっ
て、なおかつ同一速度である場合、両者の車両を検出で
きない。その理由を図１５に示す。図１４のように、同
一距離、同一角度、同一速度の２つの目標を探知した場
合、それぞれの受信アンテナの受信電力は図１５（ａ）
の曲線ａ及び曲線ｂのようになる。したがって、この２
つの受信信号の電力の和及び差をモノパルスコンパレー
タ１０によって求めると、電力の和は図１５（ｂ）にお
ける曲線ｃ、差は曲線ｄのようになり、あたかも、目標
が角度０゜の方向に１ケだけあるように検出される。こ
のように、従来のＦＭ−ＣＷレーダでは、２つ以上の目
標が同一角度、同一速度、同一距離をもっている場合、
正確な目標の探知が不可能になり、車両の安全制御に大
きな影響を与えるという問題があり、このような目標の
検出がＦＭ−ＣＷレーダの開発の課題となっていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなＦＭ−Ｃ
Ｗレーダでは、２つ以上の目標が左右同一角度、同一速
度、同一距離をもっている場合、目標の方位角の検出が
正確に得られないため、車両の安全制御が困難になると
いう課題があった。

【００１１】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、受信系に移相器を追加し、移相器に
よる位相変化量だけ方位角をずらして検出し、２つ以上
の目標がＦＭ−ＣＷレーダの信号処理部から見て左右同
一角度にならないようにし、目標の方位角を正確に検出
できるようにし、レーダの測角性能の向上を図ることを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるＦＭ−
ＣＷレーダは、発振器と、電力分配手段と、送信アンテ
ナと、第１及び第２の受信アンテナと、第１及び第２の
移相器と、モノパルスコンパレータと、第１及び第２の
基本波ミクサと、目標の距離、相対速度及び方位角を得
る信号処理部とを備えた。

【００１３】また、第２の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、発振器と、電力分配手段と、送信アンテナと、第１
及び第２の受信アンテナと、第１及び第２の移相器と、
第１及び第２の基本波ミクサと、第１及び第２の基本波
ミクサの出力から両者の信号の電力の和及び差を検出し
目標の距離、相対速度及び方位角を得る信号処理部とを
備えた。

【００１４】また、第３の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、発振器と、電力分配手段と、Ｎ逓倍器と、送信アン
テナと、第１及び第２の受信アンテナと、第１及び第２
の移相器と、モノパルスコンパレータと、逆極性の２つ
のダイオードを並列接続したアンチパラレルダイオード
ペアを内蔵した第１及び第２の偶高調波ミクサと、目標
の距離、相対速度及び方位角を得る信号処理部とを備え
た。

【００１５】また、第４の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、発振器と、電力分配手段と、Ｎ逓倍器と、送信アン
テナと、第１及び第２の受信アンテナと、第１及び第２
の移相器と、逆極性の２つのダイオードを並列接続した
アンチパラレルダイオードペアを内蔵した第１及び第２
の偶高調波ミクサと、第１及び第２の偶高調波ミクサの
出力から両者の信号の電力の和及び差を検出し目標の距
離、相対速度及び方位角を得る信号処理部とを備えた。

【００１６】また、第５の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、発振器と、電力分配手段と、サーキュレータと、送
受共用アンテナと、受信アンテナと、第１及び第２の移
相器と、モノパルスコンパレータと、第１及び第２の基
本波ミクサと、目標の距離、相対速度及び方位角を得る
信号処理部とを備えた。

【００１７】また、第６の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、発振器と、第１及び第２の電力分配手段と、第１及
び第２のサーキュレータと、第１及び第２の送受共用ア
ンテナと、第１及び第２の移相器と、モノパルスコンパ
レータと、第１及び第２の基本波ミクサと、目標の距
離、相対速度及び方位角を得る信号処理部とを備えた。

【００１８】

【発明の実施の形態】 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１を示す
ＦＭ−ＣＷレーダのブロック図であり、図において、６
は発振器、７は電力分配手段、８は送信アンテナ、９ａ
及び９ｂは第１及び第２の受信アンテナ、１０はモノパ
ルスコンパレータ、１１ａ及び１１ｂは第１及び第２の
基本波ミクサ、１２ａ及び１２ｂは第１及び第２のフィ
ルタ、１３ａ及び１３ｂは第１及び第２の増幅器、１４
ａ及び１４ｂは第１及び第２のＡ／Ｄ変換器、１５は信
号処理部、１７ａ及び１７ｂは第１及び第２の移相器で
ある。

【００１９】次に動作について説明する。図１におい
て、発振器６は、高周波変調信号（周波数はＦ_RF±ΔＦ
であり、Ｆ_RFは高周波成分、±ΔＦは変調周波数成分で
ある。）を出力する。電力分配手段７はこの高周波変調
信号の一部を２つの局発信号（図１１（ａ）における曲
線ａに相当する。）とし、残りを送信信号として出力す
る。送信アンテナ８ａは、送信信号を目標（図中では省
略している。）に照射する。第１の受信アンテナ９ａ及
び第２の受信アンテナ９ｂは、方向の異なるアンテナビ
ーム（角度はそれぞれθａ及びθｂ）を有しており、目
標からの反射信号を受けて第１及び第２の受信信号（図
１１（ａ）における曲線ｂに相当する。）を出力する。
第１の移相器７ａ及び第２の移相器７ｂは、第１及び第
２の受信信号を受けて、信号処理部から指示される位相
変化情報に合わせてその位相量を変化させる。モノパル
スコンパレータ１０は、第１の移相器７ａ及び第２の移
相器７ｂの出力を受けて両者の電力の和及び差の信号を
出力する。第１の基本波ミクサ１１ａは局発信号の一方
及びモノパルスコンパレータ１０の和の信号を受けて周
波数変換し、ビート周波数成分Ｆ_b もつ第１のビデオ信
号（図１１（ｂ）における曲線に相当する。）を出力す
る。第２の基本波ミクサ１１ｂは局発信号の他方及びモ
ノパルスコンパレータ１０の差の信号を受けて周波数変
換し、ビート周波数成分Ｆ_b もつ第２のビデオ信号を出
力する。第１のフィルタ１２ａ及び第２のフィルタ１２
ｂは第１及び第２のビデオ信号の不用波成分をフィルタ
リングする。第１の増幅器１３ａ及び第２の増幅器１３
ｂは、フィルタリングされた第１及び第２のビデオ信号
を電力増幅する。第１のＡ／Ｄ変換器１４ａ及び第２の
Ａ／Ｄ変換器１４ｂは、電力増幅された第１及び第２の
ビデオ信号をディジタル変換する。信号処理部１５は、
ディジタル化されたビデオ信号をフーリエ変換して周波
数軸上で解析し、目標との距離及び相対速度等の情報を
得ると共に、第１の移相器１７ａ及び第２の移相器１７
ｂに出力する位相変化情報を元に第１及び第２のビデオ
信号の信号レベルの関係より目標の方位角を検出する。
なお、位相変化情報は、目標が単一である場合、また、
複数でも同一速度、同一距離、左右同一角度でない場合
は０゜とし、それ以外についてはφ゜とする。

【００２０】次に目標の方位角の検出方式について説明
する。単一の目標を検出する場合は、第１の移相器１７
ａ及び第２の移相器１７ｂでの位相変化量を０°として
検出する、すなわち、信号処理部１５からの位相変化情
報を０°とするため、導出の原理は従来のものと同様で
ある。図２に、２つの目標が左右同一角度、同一速度、
同一距離をもっている場合の導出原理を示す。第１の移
相器１７ａ及び第２の移相器１７ｂで、第１の受信アン
テナ９ａ及び第２の受信アンテナ９ｂで得た第１及び第
２の受信信号を受けてそれぞれの位相量を変化した場
合、それぞれの出力信号は電力レベルは図２（ａ）にお
ける曲線ａ及び曲線ｂのようになる。つまり、第１の移
相器１７ａ及び第２の移相器１７ｂで位相量を変化させ
た（変化量をφとする）ため、図１５に比較して、曲線
ａ及び曲線ｂの振幅に差異が生じる。この２つの信号の
電力の和及び差をモノパルスコンパレータ１０によって
求めると、電力の和は図２（ｂ）における曲線ｃ、差は
曲線ｄのようになり、２つの目標の方位角θＴ１及びθ
Ｔ２はθＴ１＋φ及びθＴ２−φの点に導出される。こ
のように、移相器を受信系に設けることにより、２つの
目標が左右同一角度、同一速度、同一距離をもっている
場合でも、両者の方位角を正確に導出することが可能と
なり、測角性能が向上できる。

【００２１】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２を示すＦＭ−ＣＷレーダのブロック図であり、図
において、６は発振器、７は電力分配手段、８は送信ア
ンテナ、９ａ及び９ｂは第１及び第２の受信アンテナ、
１１ａ及び１１ｂは第１及び第２の基本波ミクサ、１２
ａ及び１２ｂは第１及び第２のフィルタ、１３ａ及び１
３ｂは第１及び第２の増幅器、１４ａ及び１４ｂは第１
及び第２のＡ／Ｄ変換器、１５は信号処理部、１７ａ及
び１７ｂは第１及び第２の移相器である。

【００２２】次に動作について説明する。図３におい
て、発振器６は、高周波変調信号（周波数はＦ_RF±ΔＦ
であり、Ｆ_RFは高周波成分、±ΔＦは変調周波数成分で
ある。）を出力する。電力分配手段７はこの高周波変調
信号の一部を２つの局発信号とし、残りを送信信号とし
て出力する。送信アンテナ８ａは、送信信号を目標（図
中では省略している。）に照射する。第１の受信アンテ
ナ９ａ及び第２の受信アンテナ９ｂは、方向の異なるア
ンテナビームを有しており、目標からの反射信号を受け
て第１及び第２の受信信号を出力する。第１の移相器７
ａ及び第２の移相器７ｂは、第１及び第２の受信信号を
受けて、信号処理部から指示される位相変化情報に合わ
せてその位相量を変化させる。第１の基本波ミクサ１１
ａは局発信号の一方及び第１の移相器７ａの出力を受け
て周波数変換し、ビート周波数成分Ｆ_b もつ第１のビデ
オ信号を出力する。第２の基本波ミクサ１１ｂは局発信
号の他方及び第２の移相器７ｂの出力を受けて周波数変
換し、ビート周波数成分Ｆ_bもつ第２のビデオ信号を出
力する。第１のフィルタ１２ａ及び第２のフィルタ１２
ｂは第１及び第２のビデオ信号の不要波成分をフィルタ
リングする。第１の増幅器１３ａ及び第２の増幅器１３
ｂは、フィルタリングされた第１及び第２のビデオ信号
を電力増幅する。第１のＡ／Ｄ変換器１４ａ及び第２の
Ａ／Ｄ変換器１４ｂは、電力増幅された第１及び第２の
ビデオ信号をディジタル変換する。信号処理部１５は、
ディジタル化されたビデオ信号をフーリエ変換して周波
数軸上で解析し、目標との距離及び相対速度等の情報を
得ると共に、第１及び第２のビデオ信号の電力の和及び
差を検出し、第１の移相器１７ａ及び第２の移相器１７
ｂに出力する位相変化情報とこの２つの電力レベルの関
係より目標の方位角を検出する。このように、移相器を
受信系に設けることにより、２つの目標が左右同一角
度、同一速度、同一距離をもっている場合でも、両者の
方位角を正確に導出することが可能となり、測角性能が
向上できる。さらに、モノパルスコンパレータを不用と
するため、装置の小型化を図ることが可能となる。

【００２３】実施の形態３．図４は、この発明の実施の
形態３を示すＦＭ−ＣＷレーダのブロックであり、図に
おいて、６は発振器、７は電力分配手段、８は送信アン
テナ、９ａ及び９ｂは第１及び第２の受信アンテナ、１
０はモノパルスコンパレータ、１２ａ及び１２ｂは第１
及び第２のフィルタ、１３ａ及び１３ｂは第１及び第２
の増幅器、１４ａ及び１４ｂは第１及び第２のＡ／Ｄ変
換器、１５は信号処理部、１７ａ及び１７ｂは第１及び
第２の移相器、１８はＮ逓倍器、１９ａ及び１９ｂは逆
極性の２つのダイオードを並列接続したアンチパラレル
ダイオードペアを内蔵した第１及び第２の偶高調波ミク
サである。

【００２４】次に動作について説明する。図４におい
て、発振器６は、高周波変調信号（周波数は（Ｆ_RF±Δ
Ｆ）／Ｎであり、Ｆ_RFは高周波成分、±ΔＦは変調周波
数成分、Ｎは２以上の偶数である。）を出力する。電力
分配手段７は、この高周波変調信号の一部を２つの局発
信号とし、残りを送信基準信号として出力する。Ｎ逓倍
器１８は、この送信基準信号の周波数をＮ逓倍し、送信
信号を出力する。送信アンテナ８ａは、送信信号を目標
（図中では省略している。）に照射する。第１の受信ア
ンテナ９ａ及び第２の受信アンテナ９ｂは、方向の異な
るアンテナビームを有しており、目標からの反射信号を
受けて第１及び第２の受信信号を出力する。第１の移相
器７ａ及び第２の移相器７ｂは、第１及び第２の受信信
号を受けて、信号処理部から指示される位相変化情報に
合わせてその位相量を変化させる。モノパルスコンパレ
ータ１０は、第１の移相器７ａ及び第２の移相器７ｂか
ら出力された受信信号を受けて、両者の電力の和及び差
の信号を出力する。第１の偶高調波ミクサ１９ａは、逆
極性の２つのダイオードを並列接続したアンチパラレル
ダイオードペアを内蔵し、局発信号の一方とモノパルス
コンパレータ１０の和の信号を受けて、局発信号のＮ倍
周波数と和の信号の周波数の和及び差の周波数をもつ第
１のビデオ信号を出力する。第２の偶高調波ミクサ１９
ｂは、アンチパラレルダイオ−ドペアを内蔵し、局発信
号の他方とモノパルスコンパレータ１０の差の信号を受
けて、局発信号のＮ倍周波数と差の信号の周波数の和及
び差の周波数をもつ第２のビデオ信号を出力する。第１
のフィルタ１２ａ及び第２のフィルタ１２ｂは第１及び
第２のビデオ信号の不要波成分をフィルタリングする。
第１の増幅器１３ａ及び第２の増幅器１３ｂは、フィル
タリングされた第１及び第２のビデオ信号を電力増幅す
る。第１のＡ／Ｄ変換器１４ａ及び第２のＡ／Ｄ変換器
１４ｂは、電力増幅された第１及び第２のビデオ信号を
ディジタル変換する。信号処理部１５は、ディジタル化
されたビデオ信号をフーリエ変換して周波数軸上で解析
し、目標との距離及び相対速度等の情報を得ると共に、
第１の移相器１７ａ及び第２の移相器１７ｂに出力する
位相変化情報を元に第１及び第２のビデオ信号の信号レ
ベルの関係より目標の方位角を検出する。このように、
移相器を受信系に設けることにより、２つの目標が左右
同一角度、同一速度、同一距離をもっている場合でも、
両者の方位角を正確に導出することが可能となり、測角
性能が向上できる。

【００２５】次に、第１の偶高調波ミクサ１９ａ及び第
２の偶高調波ミクサ１９ｂの特性について補足する。図
５は、基本波ミクサ及び逆極性の２つのダイオードを並
列接続したアンチパラレルダイオ−ドペアを内蔵した偶
高調波ミクサから出力するビデオ信号に含まれる雑音電
圧を示す。図において、曲線ａは基本波ミクサ、曲線ｂ
は偶高調波ミクサから出力されるビデオ信号に含まれる
雑音電圧である。このように、偶高調波ミクサの雑音電
圧が、基本波ミクサの雑音電圧よりも非常に小さくなる
ことがわかる。したがって、偶高調波ミクサの使用によ
り、受信系の雑音指数を改善でき、目標の探知距離性能
を向上させることができる。

【００２６】実施の形態４．図６は、この発明の実施の
形態４を示すＦＭ−ＣＷレーダのブロック図であり、図
において、６は発振器、７は電力分配手段、８は送信ア
ンテナ、９ａ及び９ｂは第１及び第２の受信アンテナ、
１２ａ及び１２ｂは第１及び第２のフィルタ、１３ａ及
び１３ｂは第１及び第２の増幅器、１４ａ及び１４ｂは
第１及び第２のＡ／Ｄ変換器、１５は信号処理部、１７
ａ及び１７ｂは第１及び第２の移相器、１８はＮ逓倍
器、１９ａ及１９ｂは逆極性の２つのダイオードを並列
接続したアンチパラレルダイオ−ドペアを内蔵した第１
及び第２の偶高調波ミクサである。

【００２７】次に動作について説明する。図７におい
て、発振器６は、高周波変調信号（周波数は（Ｆ_RF±Δ
Ｆ）／Ｎであり、Ｆ_RFは高周波成分、±ΔＦは変調周波
数成分、Ｎは２以上の偶数である。）を出力する。電力
分配手段７は、この高周波変調信号の一部を２つの局発
信号とし、残りを送信基準信号として出力する。Ｎ逓倍
器１８は、この送信基準信号の周波数をＮ逓倍し、送信
信号を出力する。送信アンテナ８ａは、送信信号を目標
（図中では省略している。）に照射する。第１の受信ア
ンテナ９ａ及び第２の受信アンテナ９ｂは、方向の異な
るアンテナビームを有しており、目標からの反射信号を
受けて第１及び第２の受信信号を出力する。第１の移相
器７ａ及び第２の移相器７ｂは、第１及び第２の受信信
号を受けて、信号処理部から指示される位相変化情報に
合わせてその位相量を変化させる。第１の偶高調波ミク
サ１９ａは、逆極性の２つのダイオードを並列接続した
アンチパラレルダイオードペアを内蔵し、局発信号の一
方と第１の移相器１７ａの出力を受けて、局発信号のＮ
倍周波数と第１の移相器１７ａの出力の周波数の和及び
差の周波数をもつ第１のビデオ信号を出力する。第２の
偶高調波ミクサ１９ｂは、アンチパラレルダイオードペ
アを内蔵し、局発信号の一方と第２の移相器１７ｂの出
力を受けて、局発信号のＮ倍周波数と第２の移相器１７
ｂの出力の周波数の和及び差の周波数をもつ第２のビデ
オ信号を出力する。第１のフィルタ１２ａ及び第２のフ
ィルタ１２ｂは第１及び第２のビデオ信号の不要波成分
をフィルタリングする。第１の増幅器１３ａ及び第２の
増幅器１３ｂは、フィルタリングされた第１及び第２の
ビデオ信号を電力増幅する。第１のＡ／Ｄ変換器１４ａ
及び第２のＡ／Ｄ変換器１４ｂは、電力増幅された第１
及び第２のビデオ信号をディジタル変換する。信号処理
部１５は、ディジタル化されたビデオ信号をフーリエ変
換して周波数軸上で解析し、目標との距離及び相対速度
等の情報を得ると共に、第１及び第２のビデオ信号の電
力の和及び差を検出し、第１の移相器１７ａ及び第２の
移相器１７ｂに出力する位相変化情報とこの２つの電力
レベルの関係より目標の方位角を検出する。このよう
に、移相器を受信系に設けることにより、２つの目標が
左右同一角度、同一速度、同一距離をもっている場合で
も、両者の方位角を正確に導出することが可能となり、
測角性能が向上できる。また、モノパルスコンパレータ
を不要とするため、装置の小型化を図ることができる。
さらに、アンチパラレルダイオ−ドペアを内蔵した偶高
調波ミクサを使用することにより、受信系の雑音指数を
改善でき、目標の探知距離性能を向上させることができ
る。

【００２８】実施の形態５．図８は、この発明の実施の
形態５を示すＦＭ−ＣＷレーダのブロック図であり、図
において、６は発振器、７は電力分配手段、９は受信ア
ンテナ、１０はモノパルスコンパレータ、１１ａ及び１
１ｂは第１及び第２の基本波ミクサ、１２ａ及び１２ｂ
は第１及び第２のフィルタ、１３ａ及び１３ｂは第１及
び第２の増幅器、１４ａ及び１４ｂは第１及び第２のＡ
／Ｄ変換器、１５は信号処理部、１７ａ及び１７ｂは第
１及び第２の移相器、２０はサーキュレータ、２１は送
受共用アンテナである。

【００２９】次に動作について説明する。発振器６は、
高周波変調信号（周波数はＦ_RF±ΔＦであり、Ｆ_RFは高
周波成分、±ΔＦは変調周波数成分である。）を出力す
る。電力分配手段７はこの高周波変調信号の一部を２つ
の局発信号とし、残りを送信信号として出力する。サー
キュレータ２０は、この送信信号を送受共用アンテナ２
１に導くと共に、送受共用アンテナ２１からの第１の受
信信号を、受信系に導く。送受共用アンテナ２１は、送
信信号を目標（図中では省略している。）に照射し、目
標からの反射信号を受けて第１の受信信号を出力する。
受信アンテナ９は、送受共用アンテナ２１と方向の異な
るアンテナビームを有しており、目標からの反射信号を
受けて、第２の受信信号を出力する。第１の移相器７ａ
及び第２の移相器７ｂは、第１及び第２の受信信号を受
けて、信号処理部から指示される位相変化情報に合わせ
てその位相量を変化させる。モノパルスコンパレータ１
０は、第１の移相器７ａ及び第２の移相器７ｂの出力を
受けて両者の電力の和及び差の信号を出力する。第１の
基本波ミクサ１１ａは局発信号の一方及びモノパルスコ
ンパレータ１０の和の信号を受けて周波数変換し、ビー
ト周波数成分をもつ第１のビデオ信号を出力する。第２
の基本波ミクサ１１ｂは局発信号の他方及びモノパルス
コンパレータ１０の差の信号を受けて周波数変換し、ビ
ート周波数成分をもつ第２のビデオ信号を出力する。第
１のフィルタ１２ａ及び第２のフィルタ１２ｂは第１及
び第２のビデオ信号の不要波成分をフィルタリングす
る。第１の増幅器１３ａ及び第２の増幅器１３ｂは、フ
ィルタリングされた第１及び第２のビデオ信号を電力増
幅する。第１のＡ／Ｄ変換器１４ａ及び第２のＡ／Ｄ変
換器１４ｂは、電力増幅された第１及び第２のビデオ信
号をディジタル変換する。信号処理部１５は、ディジタ
ル化されたビデオ信号をフーリエ変換して周波数軸上で
解析し、目標との距離及び相対速度等の情報を得ると共
に、第１の移相器１７ａ及び第２の移相器１７ｂに出力
する位相変化情報を元に第１及び第２のビデオ信号の信
号レベルの関係より目標の方位角を検出する。このよう
に、移相器を受信系に設けることにより、２つの目標が
左右同一角度、同一速度、同一距離をもっている場合で
も、両者の方位角を正確に導出することが可能となり、
測角性能が向上できる。さらに、２ケのアンテナで構成
できるため、装置の小型化を図ることが可能となる。

【００３０】実施の形態６．図８は、この発明の実施の
形態６を示すＦＭ−ＣＷレーダのブロック図であり、図
において、６は発振器、７ａ及び７ｂは第１及び第２の
電力分配手段、１０はモノパルスコンパレータ、１１ａ
及び１１ｂは第１及び第２の基本波ミクサ、１２ａ及び
１２ｂは第１及び第２のフィルタ、１３ａ及び１３ｂは
第１及び第２の増幅器、１４ａ及び１４ｂは第１及び第
２のＡ／Ｄ変換器、１５は信号処理部、１７ａ及び１７
ｂは第１及び第２の移相器、２０ａ及び２０ｂは第１及
び第２のサーキュレータ、２１ａ及び２１ｂは第１及び
第２の送受共用アンテナである。

【００３１】次に動作について説明する。図８におい
て、発振器６は、高周波変調信号（周波数はＦ_RF±ΔＦ
であり、Ｆ_RFは高周波成分、±ΔＦは変調周波数成分で
ある。）を出力する。第１の電力分配手段７ａはこの高
周波変調信号の一部を２つの局発信号とし、残りを送信
信号として出力する。第２の電力分配手段７ｂはこの送
信信号を２方向に分配する。第１のサーキュレータ２０
ａ及び第２のサーキュレータ２０ｂは、それぞれ送信信
号を第１の送受共用アンテナ２１ａ及び第２の送受共用
アンテナ２１ｂに導くと共に、第１の送受共用アンテナ
２１ａ及び第２の送受共用アンテナ２１ｂからの第１及
び第２の受信信号を、受信系に導く。第１の送受共用ア
ンテナ２１ａ及び第２の送受共用アンテナ２１ｂは、そ
れぞれ方向の異なるアンテナビームを有しており、送信
信号を目標（図中では省略している。）に照射し、目標
からの反射信号を受けて第１及び第２の受信信号を出力
する。第１の移相器７ａ及び第２の移相器７ｂは、第１
及び第２の受信信号を受けて、信号処理部から指示され
る位相変化情報に合わせてその位相量を変化させる。モ
ノパルスコンパレータ１０は、第１の移相器７ａ及び第
２の移相器７ｂの出力を受けて両者の電力の和及び差の
信号を出力する。第１の基本波ミクサ１１ａは局発信号
の一方及びモノパルスコンパレータ１０の和の信号を受
けて周波数変換し、ビート周波数成分をもつ第１のビデ
オ信号を出力する。第２の基本波ミクサ１１ｂは局発信
号の他方及びモノパルスコンパレータ１０の差の信号を
受けて周波数変換し、ビーム周波数成分をもつ第２のビ
デオ信号を出力する。第１のフィルタ１２ａ及び第２の
フィルタ１２ｂは第１及び第２のビデオ信号の不要波成
分をフィルタリングする。第１の増幅器１３ａ及び第２
の増幅器１３ｂは、フィルタリングされた第１及び第２
のビデオ信号を電力増幅する。第１のＡ／Ｄ変換器１４
ａ及び第２のＡ／Ｄ変換器１４ｂは、電力増幅された第
１及び第２のビデオ信号をディジタル変換する。信号処
理部１５は、ディジタル化されたビデオ信号をフーリエ
変換して周波数軸上で解析し、目標との距離及び相対速
度等の情報を得ると共に、第１の移相器１７ａ及び第２
の移相器１７ｂに出力する位相変化情報を元に第１及び
第２のビデオ信号の信号レベルの関係より目標の方位角
を検出する。このように、移相器を受信系に設けること
により、２つの目標が左右同一角度、同一速度、同一距
離をもっている場合でも、両者の方位角を正確に導出す
ることが可能となり、測角性能が向上できる。さらに、
２ケのアンテナで構成できるため、装置の小型化を図る
ことが可能となる。

【００３２】

【発明の効果】第１の発明によれば、発振器と、電力分
配手段と、送信アンテナと、第１及び第２の受信アンテ
ナと、第１及び第２の移相器と、モノパルスコンパレー
タと、第１及び第２の基本波ミクサと、目標の距離、相
対速度及び方位角を得る信号処理部とを備えたことによ
り、２つの目標が左右同一角度、同一速度、同一距離を
もっている場合でも、両者の方位角を正確に導出するこ
とができ、測角性能の向上が可能となる。

【００３３】また、第２の発明によれば、発振器と、電
力分配手段と、送信アンテナと、第１及び第２の受信ア
ンテナと、第１及び第２の移相器と、第１及び第２の基
本波ミクサと、第１及び第２の基本波ミクサの出力から
両者の信号の電力の和及び差を検出し目標の距離、相対
速度及び方位角を得る信号処理部とを備えたことによ
り、２つの目標が左右同一角度、同一速度、同一距離を
もっている場合でも、両者の方位角を正確に導出するこ
とができ、測角性能の向上が可能となる。また、構成を
簡略化することにより、装置の小型化を図ることが可能
となる。

【００３４】また、第３の発明によれば、発振器と、電
力分配手段と、Ｎ逓倍器と、送信アンテナと、第１及び
第２の受信アンテナと、第１及び第２の移相器と、モノ
パルスコンパレータと、逆極性の２つのダイオードを並
列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵した第
１及び第２の偶高調波ミクサと、目標の距離、相対速度
及び方位角を得る信号処理部とを備えたことにより、２
つの目標が左右同一角度、同一速度、同一距離をもって
いる場合でも、両者の方位角を正確に導出することがで
き、測角性能の向上が可能となる。また、偶高調波ミク
サの使用により、受信系の雑音指数を改善できるため、
目標の探知距離性能の向上を図ることが可能となる。

【００３５】また、第４の発明によれば、発振器と、電
力分配手段と、Ｎ逓倍器と、送信アンテナと、第１及び
第２の受信アンテナと、第１及び第２の移相器と、逆極
性の２つのダイオードを並列接続したアンチパラレルダ
イオードペアを内蔵した第１及び第２の偶高調波ミクサ
と、第１及び第２の偶高調波ミクサの出力から両者の信
号の電力の和及び差を検出し目標の距離、相対速度及び
方位角を得る信号処理部とを備えたことにより、２つの
目標が左右同一角度、同一速度、同一距離をもっている
場合でも、両者の方位角を正確に導出することができ、
測角性能の向上が可能となる。また、構成を簡略化する
ことにより、装置の小型化を図ることが可能となる。さ
らに、偶高調波ミクサの使用により、受信系の雑音指数
を改善できるため、目標の探知距離性能の向上を図るこ
とが可能となる。

【００３６】また、第５の発明によれば、発振器と、電
力分配手段と、サーキュレータと、送受共用アンテナ
と、受信アンテナと、第１及び第２の移相器と、モノパ
ルスコンパレータと、第１及び第２の基本波ミクサと、
目標の距離、相対速度及び方位角を得る信号処理部とを
備えたことにより、２つの目標が左右同一角度、同一速
度、同一距離をもっている場合でも、両者の方位角を正
確に導出することができ、測角性能の向上が可能とな
る。また、アンテナ２ケで送受信系を構成できるため、
装量の小型化が可能となる。

【００３７】また、第６の発明によれば、発振器と、第
１及び第２の電力分配手段と、第１及び第２のサーキュ
レータと、第１及び第２の送受共用アンテナと、第１及
び第２の移相器と、モノパルスコンパレータと、第１及
び第２の基本波ミクサと、目標の距離、相対速度及び方
位角を得る信号処理部とを備えたことにより、２つの目
標が左右同一角度、同一速度、同一距離をもっている場
合でも、両者の方位角を正確に導出することができ、測
角性能の向上が可能となる。また、アンテナ２ケで送受
信系を構成できるため、装置の小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明によるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形
態１を示す図である。

【図２】 この発明によるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形
態１の方位角導出原理を示す図である。

【図３】 この発明によるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形
態２を示す図である。

【図４】 この発明によるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形
態３を示す図である。

【図５】 基本波ミクサと偶高調波ミクサの出力ノイズ
レベルの一例を示す図である。

【図６】 この発明によるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形
態４を示す図である。

【図７】 この発明によるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形
態５を示す図である。

【図８】 この発明によるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形
態６を示す図である。

【図９】 ＦＭ−ＣＷレーダの運用状況の一例を示す図
である。

【図１０】 従来のＦＭ−ＣＷレーダを示す図である。

【図１１】 従来のＦＭ−ＣＷレーダの距離及び相対速
度の導出原理を示す図である。

【図１２】 従来のＦＭ−ＣＷレーダのアンテナビーム
と目標の位置関係を示す図である。

【図１３】 従来のＦＭ−ＣＷレーダの方位角の導出原
理を示す図である。

【図１４】 従来のＦＭ−ＣＷレーダが左右同一角度、
同一距離、同一速度の目標を検出する場合の位置関係を
示す図である。

【図１５】 従来のＦＭ−ＣＷレーダが左右同一角度、
同一距離、同一速度の目標を検出する場合の信号レベル
を示す図である。

【符号の説明】

１ 道路、２ａ 車両、２ｂ 車両、２ｃ 車両、３
ＦＭ−ＣＷレーダ、４障害物、５ 人間、６ 発振器、
７ 電力分配手段、７ａ 第１の電力分配手段、７ｂ
第２の電力分配手段、８ 送信アンテナ、９ 受信アン
テナ、９ａ第１のアンテナ、９ｂ 第２のアンテナ、１
０ モノパルスコンパレータ、１１ａ 第１の基本波ミ
クサ、１１ｂ 第２の基本波ミクサ、１２ａ 第１のフ
ィルタ、１２ｂ 第２のフィルタ、１３ａ 第１の増幅
器、１３ｂ 第２の増幅器、１４ａ 第１のＡ／Ｄ変換
器、１４ｂ 第２のＡ／Ｄ変換器、１５ 信号処理部、
１６ 目標、１７ａ 第１の移相器、１７ｂ 第２の移
相器、１８ Ｎ逓倍器、１９ａ 第１の偶高調波ミク
サ、１９ｂ 第２の偶高調波ミクサ、２０ サーキュレ
ータ、２０ａ 第１のサーキュレータ、２０ｂ 第２の
サーキュレータ、２１ 送受共用アンテナ、２１ａ 第
１の送受共用アンテナ、２１ｂ 第２の送受共用アンテ
ナ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
   部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
   周波数変換することにより、目標の距離、速度及び方位
   角情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、高周波変調信
   号を出力する発振器と、前記高周波変調信号の一部を２
   つの局発信号とし残りを送信信号とする電力分配手段
   と、前記送信信号を目標に照射する送信アンテナと、方
   向の異なるアンテナビームをもち目標からの反射信号を
   受けて第１及び第２の受信信号を出力する第１及び第２
   の受信アンテナと、前記第１及び第２の受信信号を受け
   て、信号処理部から指示される受信信号の位相変化情報
   に対応してそれぞれの位相を変える第１及び第２の移相
   器と、この第１及び第２の移相器の出力を受けて両者の
   電力の和及び差の信号を出力するモノパルスコンパレー
   タと、前記和の信号と上記局発信号の一方を受けて周波
   数変換し第１のビデオ信号を出力する第１の基本波ミク
   サと、上記差の信号と上記局発信号の他方を受けて周波
   数変換し第２のビデオ信号を出力する第２の基本波ミク
   サと、前記第１及び第２のビデオ信号を解析し、目標の
   距離、相対速度及び方位角を得るとともに、上記第１及
   び第２の移相器における位相変化情報を出力する信号処
   理部とを具備したことを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ。
2. 【請求項２】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
   部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
   周波数変換し、目標の距離、速度及び方位角情報を得る
   ＦＭ−ＣＷレーダにおいて、高周波変調信号を出力する
   発振器と、前記高周波変調信号の一部を２つの局発信号
   とし残りを送信信号とする電力分配手段と、前記送信信
   号を目標に照射する送信アンテナと、方向の異なるアン
   テナビームをもち目標からの反射信号を受けて第１及び
   第２の受信信号を出力する第１及び第２の受信アンテナ
   と、前記第１及び第２の受信信号を受けて、信号処理部
   から指示される受信信号の位相変化情報に対応してそれ
   ぞれの位相を変える第１及び第２の移相器と、この第１
   の移相器の出力と上記局発信号の一方を受けて周波数変
   換し第１のビデオ信号を出力する第１の基本波ミクサ
   と、上記第２の移相器の出力と上記局発信号の他方を受
   けて周波数変換し第２のビデオ信号を出力する第２の基
   本波ミクサと、上記第１及び第２のビデオ信号を受けて
   両者の電力の和及び差を検出し、目標の距離、相対速度
   及び方位角を得るとともに、上記第１及び第２の移相器
   における位相変化情報を出力する信号処理部とを具備し
   たことを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ。
3. 【請求項３】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
   部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
   周波数変換することにより、目標の距離、速度及び方位
   角情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、高周波変調信
   号を出力する発振器と、前記高周波変調信号の一部を２
   つの局発信号とし残りを送信基準信号とする電力分配手
   段と、前記送信基準信号の周波数をＮ倍（Ｎは２以上の
   偶数である）し送信信号を出力するＮ逓倍器と、前記送
   信信号を目標に照射する送信アンテナと、方向の異なる
   アンテナビームをもち目標からの反射信号を受けて第１
   及び第２の受信信号を出力する第１及び第２の受信アン
   テナと、この第１及び第２の受信信号を受けて、信号処
   理部から指示される受信信号の位相変化情報に対応して
   それぞれの位相を変える第１及び第２の移相器と、この
   第１及び第２の移相器の出力を受けて両者の電力の和及
   び差の信号を出力するモノパルスコンパレータと、逆極
   性の２つのダイオードを並列接続したアンチパラレルダ
   イオードペアを内蔵し上記局発信号の一方と上記和の信
   号を受けて、上記局発信号のＮ倍周波数と上記和の信号
   の周波数の和及び差の周波数をもつ第１のビデオ信号を
   出力する第１の偶高調波ミクサと、上記アンチパラレル
   ダイオードペアを内蔵し上記局発信号の他方と上記差の
   信号を受けて、上記局発信号のＮ倍周波数と上記差の信
   号の周波数の和及び差の周波数をもつ第２のビデオ信号
   を出力する第２の偶高調波ミクサと、前記第１及び第２
   のビデオ信号を解析し、目標の距離、相対速度及び方位
   角を得るとともに、上記第１及び第２の移相器における
   位相変化情報を出力する信号処理部とを具備したことを
   特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ。
4. 【請求項４】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
   部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
   周波数変換することにより、目標の距離、速度及び方位
   角情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、高周波変調信
   号を出力する発振器と、前記高周波変調信号の一部を２
   つの局発信号とし残りを送信基準信号とする電力分配手
   段と、前記送信基準信号の周波数をＮ倍（Ｎは２以上の
   偶数。）し送信信号を出力するＮ逓倍器と、前記送信信
   号を目標に照射する送信アンテナと、方向の異なるアン
   テナビームをもち目標からの反射信号を受けて第１及び
   第２の受信信号を出力する第１及び第２の受信アンテナ
   と、前記第１及び第２の受信信号を受けて、信号処理部
   から指示される受信信号の位相変化情報に対応してそれ
   ぞれの位相を変える第１及び第２の移相器と、逆極性の
   ２つのダイオードを並列接続したアンチパラレルダイオ
   ードペアを内蔵し上記局発信号の一方と上記第１の移相
   器の出力信号を受けて、上記局発信号のＮ倍周波数と上
   記第１の移相器の出力信号の周波数の和及び差の周波数
   をもつ第１のビデオ信号を出力する第１の偶高調波ミク
   サと、上記アンチパラレルダイオードペアを内蔵し上記
   局発信号の他方と上記第２の移相器の出力信号を受け
   て、上記局発信号のＮ倍周波数と上記第２の移相器の出
   力信号の周波数の和及び差の周波数をもつ第２のビデオ
   信号を出力する第２の偶高調波ミクサと、上記第１及び
   第２のビデオ信号を受けて両者の電力の和及び差を検出
   し、目標の距離、相対速度及び方位角を得るとともに、
   上記第１及び第２の移相器における位相変化情報を出力
   する信号処理部とを具備したことを特徴とするＦＭ−Ｃ
   Ｗレーダ。
5. 【請求項５】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
   部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
   周波数変換することにより、目標の距離、速度及び方位
   角情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、送信信号を送
   受共用アンテナに導くサーキュレータと、送信信号を目
   標に照射し、目標からの反射信号を受けて第１の受信信
   号を得る送受共用アンテナとを具備し、１ケのアンテナ
   で信号を送受信し、もう１ケのアンテナで受信のみを行
   うことにより、アンテナ２ケで構成することを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれかに記載のＦＭ−ＣＷレーダ。
6. 【請求項６】 高周波変調信号を送信し、送信信号の一
   部を受信系の局発信号として目標物体からの受信信号を
   周波数変換することにより、目標の距離、速度及び方位
   角情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、送信信号を２
   方向に電力分配する第２の電力分配手段と、この第２の
   電力分配手段の一方の出力を第１の送受共用アンテナに
   導く第１のサーキュレータと、送信信号を目標に照射
   し、目標からの反射信号を受けて第１の受信信号を得る
   第１の送受共用アンテナと、上記第２の電力分配手段の
   他方の出力を第２の送受共用アンテナに導く第２のサー
   キュレータと、送信信号を目標に照射し、目標からの反
   射信号を受けて第２の受信信号を得る第２の送受共用ア
   ンテナとを具備し、２ケのアンテナで信号を送受信する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＦＭ
   −ＣＷレーダ。