JPH11295416A

JPH11295416A - Ｆｍ−ｃｗレーダ

Info

Publication number: JPH11295416A
Application number: JP9305498A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Tamaki; 努田牧
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 1999-10-29

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、ホモダイン方式で受信系を構成する場合、受信
系に使用する基本波ミクサからのＤＣ付近の漏れ込みに
より、近距離及び相対速度＝０付近の目標の検出が困難
であった。【解決手段】第１の周波数変調成分及び周波数一定の
連続波成分からなる高周波変調信号に、第１の周波数変
調成分より短い周期で変調を繰り返す第２の変調周波数
成分を付加して送信信号とし、受信ミクサから出力され
るビデオ信号におけるビ−ト周波数を第２の変調周波数
成分の繰り返し周期分だけオフセットさせ、受信ミクサ
出力におけるＤＣ付近の漏れ込みの影響を受けない受信
系を実現する。

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１２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との距離及び相対速度を求め、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によって近距離にある目標を確実に検出する必要
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１３は、図１２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、８ａ及び８
ｂは第１及び第２のアンテナ、９は基本波ミクサ、１０
はフィルタ、１１は増幅器、１２は信号処理部である。

【０００６】次に動作について説明する。図１３におい
て、発振器６は、周波数変調成分及び周波数一定の連続
波成分を有する高周波変調信号（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、Ｆ_RF
＋ΔＦは連続波成分である）を出力する。電力分配手段
７は、高周波変調信号の一部を局発信号とし、残りを送
信信号として第１のアンテナ８ａに出力する。第１のア
ンテナ８ａは、送信信号を目標（図中では省略）に向け
て出力する。第２のアンテナ８ｂは、目標からの反射信
号を受けて受信信号を出力する。基本波ミクサ９は、受
信信号と局発信号を受けて周波数変換し、上記目標との
距離及び相対速度に応じたビデオ信号を出力する。フィ
ルタ１０は、基本波ミクサ９から出力されるビデオ信号
の高調波成分を抑圧する。増幅器１１は、ビデオ信号の
電力増幅を行う。信号処理部１２は、電力増幅されたビ
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。

【０００７】次に動作について補足説明する。図１４は
従来のＦＭ−ＣＷレーダの動作原理図を示す。図１４
（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、Ｆ_RF＋ΔＦは連続波成分である）、曲線ｂは受信信
号である。従来の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１４
（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Ｆｂをもったビデオ信号となる。つい
で、信号処理部１２において、この周波数Ｆｂから目標
との距離及び相対速度を演算する。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１５は、従来のＦＭ−ＣＷレーダにおけ
る基本波ミクサ９の動作を示す。図１６は従来のＦＭ−
ＣＷレーダのビデオ信号のスペクトラムであり、図１６
（ａ）の曲線ｄは図１４（ａ）のＡ部、すなわち送信信
号の変調周波数成分におけるビデオ信号のスペクトラム
を示し、図１６（ｂ）の曲線ｅは図１４（ａ）のＢ部、
すなわち送信信号の連続波成分におけるビデオ信号のス
ペクトラムを示し、曲線ｆは図１５における基本波ミク
サ９のＤＣ漏れ込み成分を示す。図１５において、基本
波ミクサ９は局発信号と受信信号を周波数変換しビデオ
信号を出力するが、局発信号の一部が受信信号側に漏れ
込み、それが局発信号と周波数変換するため、直流（Ｄ
Ｃ）成分がビデオ信号に付加される。従って、基本波ミ
クサ９からのＤＣ漏れ込み成分により図１６（ｂ）の曲
線ｆのスペクトラムが発生する。一方、目標との距離が
短い場合、図１６（ａ）の曲線ｄにおけるＦｂはＤＣに
近くなり、また目標との相対速度が０に近い場合、図１
６（ｂ）の曲線ｅにおけるビート周波数成分もＤＣに近
づく。さらに、目標との距離によるビ−ト周波数成分と
相対速度によるビート周波数成分が概略同じである場
合、図１６（ａ）の曲線ｄにおけるＦｂはＤＣに近くな
る。従って、目標との距離が非常に近い、相対速度が０
に近い、距離及び相対速度によるビート周波数成分が概
略同じである場合、ビデオ信号が全て図１６（ｂ）の曲
線ｆに隠れてしまうことになる。このように、基本波ミ
クサ９はＤＣ付近に漏れ込み成分をもっており、目標と
の距離が近い場合、相対速度が０に近い場合、また距離
及び相対速度によるビート周波数成分が概略同じである
場合、目標の検出が困難になる性質により、車両の安全
対策に大きく影響するという問題があり、ＤＣ漏れ込み
成分の影響のない受信系の開発がＦＭ−ＣＷレーダにお
ける課題となっていた。

【０００９】

【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、受信系の基本波ミクサからのＤＣ成分の
漏れ込みにより、近距離の場合、相対速度＝０付近の場
合、また距離及び相対速度によるビート周波数成分が概
略同じである場合、障害物の検出性能が低化するため、
車両の安全制御が困難になるという課題があった。

【００１０】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、第１の周波数変調成分及び周波数一
定の連続波成分からなる高周波変調信号に、第１の周波
数変調成分より短い周期で変調を繰り返す第２の変調周
波数成分を付加して送信信号とし、受信ミクサから出力
されるビデオ信号におけるビート周波数を第２の変調周
波数成分の繰り返し周期分だけオフセットさせ、受信ミ
クサ出力におけるＤＣ付近の漏れ込みの影響を受けない
受信系を実現し、レーダの目標検出性能の向上を図るこ
とを目的とする。

【００１１】

【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、第１の周波数変調成分及びこの第１の周
波数変調成分より短い周期で変調する第２の周波数変調
成分を持つ高周波変調信号を出力する発振器と、電力分
配手段と、第１及び第２のアンテナと、基本波ミクサ
と、ビデオ信号を２つに電力分配する分配器と、分配器
の一方の出力における第２の周波数変調成分の周波数付
近のみを通過させる第１のフィルタと、分配器の他方の
出力におけるビデオ帯域の周波数成分のみを通過させる
第２のフィルタと、第１及び第２のフィルタから出力さ
れた２つのビデオ信号から上記目標との距離及び相対速
度を得る信号処理部とを備えた。

【００１２】また、第２の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、第１の周波数変調成分及びこの第１の周波数変調成
分より短い周期で変調する第２の周波数変調成分を持つ
高周波変調信号を出力する発振器と、電力分配手段と、
第１及び第２のアンテナと、基本波ミクサと、ビデオ信
号を２方向に切り換えて出力するスイッチと、スイッチ
の一方の出力における第２の周波数変調成分の周波数付
近のみを通過させる第１のフィルタと、スイッチの他方
の出力におけるビデオ帯域の周波数成分のみを通過させ
る第２のフィルタと、第１及び第２のフィルタから出力
された２つのビデオ信号から上記目標との距離及び相対
速度を得る信号処理部とを備えた。

【００１３】また、第３の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、第１の周波数変調成分及びこの第１の周波数変調成
分より短い周期で変調する第２の周波数変調成分を持つ
高周波変調信号を出力する発振器と、電力分配手段と、
第１及び第２のアンテナと、基本波ミクサと、ビデオ信
号におけるビデオ帯域の周波数成分と第２の周波数変調
成分の周波数付近の成分から目標との距離及び相対速度
を得る信号処理部とを備えた。

【００１４】また、第４の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、第１の周波数変調成分及び周波数一定の連続波成分
を有する高周波変調信号をさらにこの第１の周波数変調
成分より短い周期で変調する第２の周波数変調成分で変
調した高周波変調信号を出力する発振器と、電力分配手
段と、第１及び第２のアンテナと、基本波ミクサと、ビ
デオ信号における第２の周波数変調成分の周波数付近の
信号成分を解析し目標との距離及び相対速度を得る信号
処理部とを備えた。

【００１５】また、第５の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、第１の周波数変調成分及びこの第１の周波数変調成
分より短い周期で変調する第２の周波数変調成分を持つ
高周波変調信号を出力する発振器と、電力分配手段と、
第１及び第２のアンテナと、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
た偶高調波ミクサと、ビデオ信号を２つの電力分配する
分配器と、分配器の一方の出力における第２の周波数変
調成分の周波数付近のみを通過させる第１のフィルタ
と、分配器の他方の出力におけるビデオ帯域の周波数成
分のみを通過させる第２のフィルタと、第１及び第２の
フィルタから出力された２つのビデオ信号から上記目標
との距離及び相対速度を得る信号処理部とを備えた。

【００１６】また、第６の発明によるＦＭ−ＣＷレーダ
は、第１の周波数変調成分及びこの第１の周波数変調成
分より短い周期で変調する第２の周波数変調成分を持つ
高周波変調信号を出力する発振器と、電力分配手段と、
サーキュレータと、アンテナと、基本波ミクサと、ビデ
オ信号を２つに電力分配する分配器と、分配器の一方の
出力における第２の周波数変調成分の周波数付近のみを
通過させる第１のフィルタと、分配器の他方の出力にお
けるビデオ帯域の周波数成分のみを通過させる第２のフ
ィルタと、第１及び第２のフィルタから出力された２つ
のビデオ信号から上記目標との距離及び相対速度を得る
信号処理部とを備えた。

【００１７】

【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
ａ及び８ｂは第１及び第２のアンテナ、９は基本波ミク
サ、１０ａ及び１０ｂは第１及び第２のフィルタ、１１
ａ、１１ｂ及び１１ｃは第１、第２及び第３の増幅器、
１２は信号処理部、１３は分配器である。

【００１８】図２は、この発明の実施の形態１を示すＦ
Ｍ−ＣＷレーダの動作原理図であり、図において、曲線
ｇは送信信号及び基本波ミクサ９の局発信号、曲線ｈは
目標からの受信信号、曲線ｉは受信信号を基本波ミクサ
９で周波数変換した後のビデオ信号である。

【００１９】図３は、この発明の実施の形態１を示すＦ
Ｍ−ＣＷレーダにおけるビデオ信号のスペクトラムの一
例であり、曲線ｊは図２（ａ）のＡ部、すなわち第１の
変調周波数成分の領域におけるビデオ信号のスペクトラ
ムであり、曲線ｋは図２（ａ）のＢ部、すなわち第２の
変調周波数成分の領域におけるビデオ信号のスペクトラ
ムである。

【００２０】次に動作について説明する。図１におい
て、発振器６は、図２（ａ）の曲線ｇのような第１の周
波数変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周
期で変調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信
号（図２（ａ）の曲線ｇにおけるＦ_RFは高周波成分、±
ΔＦは第１の周波数変調成分、Ｆｍは第２の周波数変調
成分の繰り返し周波数である。）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局発信号（図２
（ａ）における曲線ｇに相当する。）とし、残りを送信
信号として出力する。第１のアンテナ８ａは、この送信
信号を目標（図中では省略している。）に照射する。第
２のアンテナ８ｂは、目標からの反射信号を受けて、受
信信号（図２（ａ）における曲線ｈに相当する。）を出
力する。基本波ミクサ９は、局発信号及び受信信号を受
けて周波数変換し、ビート周波数Ｆｂとビート周波数Ｆ
ｂに第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフ
セットさせた周波数をもつビデオ信号（図２（ｂ）にお
ける曲線ｉに相当する。）を出力する。第１の増幅器１
１ａは、ビデオ信号を電力増幅する。分配器１３は、第
１の増幅器１１ａの出力を２方向に電力分配する。第１
のフィルタ１０ａは、分配器１３の一方の出力における
ビート周波数Ｆｂに第２の周波数変調成分の繰り返し周
波数Ｆｍをオフセットさせた周波数付近のみを通過させ
る。第２の増幅器１１ｂは、第１のフィルタ１０ａの出
力を電力増幅する。第２のフィルタ１０ｂは、分配器１
３の他方の出力におけるビート周波数Ｆｂ付近のみを通
過させる。第３の増幅器１１ｃは、第２のフィルタ１０
ｂの出力を電力増幅する。信号処理部１２は、発振器６
で出力する高周波変調信号の周波数を制御するととも
に、第２の増幅器１１ｂ及び第３の増幅器１１ｃの出力
を受けて、２つのビデオ信号から目標との距離及び相対
速度等の情報を得る。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。

【００２１】次にビデオ信号のスペクトラムについて説
明する。図２（ａ）の曲線ｇのＡ部におけるビデオ信号
のスペクトラムは図３（ａ）の曲線ｊのようになり、周
波数Ｆｂの点に目標からのビート周波数が得られてい
る。また、図２（ｂ）の曲線ｇのＢ部におけるビデオ信
号のスペクトラムは図３（ｂ）の曲線ｋのようになり、
第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍの点にビー
ト周波数が得られている。このように、相対速度＝０付
近の場合でも、第２の周波数変調成分の繰り返し周波数
Ｆｍの付近にビート周波数を得ることが可能となり、Ｄ
Ｃ漏れ込み成分の影響を受けない受信系を実現できるた
め、目標との相対速度＝０付近における目標の検出性能
を向上できる。

【００２２】実施の形態２．図４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、８ａ及び８
ｂは第１及び第２のアンテナ、９は基本波ミクサ、１０
ａ及び１０ｂは第１及び第２のフィルタ、１１ａ、１１
ｂ及び１１ｃは第１、第２及び第３の増幅器、１２は信
号処理部、１４はスイッチである。

【００２３】次に動作について説明する。図４におい
て、発振器６は、図２（ａ）の曲線ｇのような第１の周
波数変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周
期で変調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信
号（図２（ａ）の曲線ｇにおけるＦ_RFは高周波成分、±
ΔＦは第１の周波数変調成分、Ｆｍは第２の周波数変調
成分の繰り返し周波数である。）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局発信号（図２
（ａ）における曲線ｇに相当する。）とし、残りを送信
信号として出力する。第１のアンテナ８ａは、この送信
信号を目標（図中では省略している。）に照射する。第
２のアンテナ８ｂは、目標からの反射信号を受けて、受
信信号（図２（ａ）における曲線ｈに相当する。）を出
力する。基本波ミクサ９は、局発信号及び受信信号を受
けて周波数変換し、ビート周波数Ｆｂとビート周波数Ｆ
ｂに第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフ
セットさせた周波数をもつビデオ信号（図２（ｂ）にお
ける曲線ｉに相当する。）を出力する。第１の増幅器１
１ａは、ビデオ信号を電力増幅する。スイッチ１４は、
信号処理部１２から制御信号を受けて、第１の増幅器１
１ａの出力を２方向に切り換えて出力する。第１のフィ
ルタ１０ａは、スイッチ１４の一方の出力におけるビー
ト周波数Ｆｂに第２の周波数変調成分の繰り返し周波数
Ｆｍをオフセットさせた周波数付近のみを通過させる。
第２の増幅器１１ｂは、第１のフィルタ１０ａの出力を
電力増幅する。第２のフィルタ１０ｂは、スイッチ１４
の他方の出力におけるビート周波数Ｆｂ付近のみを通過
させる。第３の増幅器１１ｃは、第２のフィルタ１０ｂ
の出力を電力増幅する。信号処理部１２は、発振器６で
出力する高周波変調信号の周波数制御とスイッチ１４の
制御とともに、第２の増幅器１１ｂ及び第３の増幅器１
１ｃの出力を受けて、２つのビデオ信号から目標との距
離及び相対速度等の情報を得る。このように、第１の周
波数変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周
期で変調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信
号を送信信号として出力することにより、相対速度＝０
付近の場合でも、第２の周波数変調成分の繰り返し周波
数Ｆｍの付近にビート周波数を得ることが可能となり、
ＤＣ漏れ込み成分の影響を受けない受信系を実現できる
ため、目標との相対速度＝０付近における目標の検出性
能を向上できる。

【００２４】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３を示すＦＭ−ＣＷレーダのブロック図であり、図
において、６は発振器、７は電力分配手段、８ａ及び８
ｂは第１及び第２のアンテナ、９は基本波ミクサ、１１
は増幅器、１２は信号処理部である。

【００２５】次に動作について説明する。図５におい
て、発振器６は、図２（ａ）の曲線ｇのような第１の周
波数変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周
期で変調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信
号（図２（ａ）の曲線ｇにおけるＦ_RFは高周波成分、±
ΔＦは第１の周波数変調成分、Ｆｍは第２の周波数変調
成分の繰り返し周波数である。）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局発信号（図２
（ａ）における曲線ｇに相当する。）とし、残りを送信
信号として出力する。第１のアンテナ８ａは、この送信
信号を目標（図中では省略している。）に照射する。第
２のアンテナ８ｂは、目標からの反射信号を受けて、受
信信号（図２（ａ）における曲線ｈに相当する。）を出
力する。基本波ミクサ９は、局発信号及び受信信号を受
けて周波数変換し、ビート周波数Ｆｂとビート周波数Ｆ
ｂに第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフ
セットさせた周波数をもつビデオ信号（図２（ｂ）にお
ける曲線ｉに相当する。）を出力する。増幅器１１は、
ビデオ信号を電力増幅する。信号処理部１２は、発振器
６で出力する高周波変調信号の周波数を制御するととも
に、ビデオ信号におけるビート周波数Ｆｂに第２の周波
数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフセットさせた周
波数付近と、ビート周波数Ｆｂ付近をそれぞれ周波数解
析し、これらの２つのビデオ信号から目標との距離及び
相対速度等の情報を得る。このように、第１の周波数変
調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で変
調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信号を送
信信号として出力することにより、相対速度＝０付近の
場合でも、第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍ
の付近にビート周波数を得ることが可能となり、ＤＣ漏
れ込み成分の影響を受けない受信系を実現できるため、
目標との相対速度＝０付近における目標の検出性能を向
上できる。また、ビデオ信号におけるビート周波数Ｆｂ
に第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフセ
ットさせた周波数と、ビート周波数Ｆｂを信号処理部１
２内で切り換えて解析するため、ハードウェアの規模を
小さくすることができ、装置の小型化が可能となる。

【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、８ａ及び８
ｂは第１及び第２のアンテナ、９は基本波ミクサ、１０
ａはフィルタ、１１は増幅器、１２は信号処理部であ
る。

【００２７】図７は、この発明の実施の形態４を示すＦ
Ｍ−ＣＷレーダの動作原理図であり、図において、曲線
ｌは送信信号及び基本波ミクサ９の局発信号、曲線ｍは
目標からの受信信号、曲線ｎは受信信号を基本波ミクサ
９で周波数変換した後のビデオ信号である。

【００２８】図８は、この発明の実施の形態４を示すＦ
Ｍ−ＣＷレーダにおけるビデオ信号のスペクトラムの一
例であり、曲線ｏは図７（ａ）のＡ部、すなわち第１の
変調周波数成分に第２の変調周波数成分を付加した領域
におけるビデオ信号のスペクトラムであり、曲線ｐは図
７（ａ）のＢ部、すなわち第２の変調周波数成分の領域
におけるビデオ信号のスペクトラムである。

【００２９】次に動作について説明する。図６におい
て、発振器６は、図７（ａ）の曲線ｌのような第１の周
波数変調成分及び周波数一定の連続波成分を有する高周
波変調信号をさらに第１の周波数変調成分より短い周期
で繰り返す第２の周波数変調成分で変調した高周波変調
信号（図７（ａ）の曲線ｌにおけるＦ_RFは高周波成分、
±ΔＦは第１の周波数変調成分、Ｆｍは第２の周波数変
調成分の繰り返し周波数である。）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局発信号（図７
（ａ）における曲線ｌに相当する。）とし、残りを送信
信号として出力する。第１のアンテナ８ａは、この送信
信号を目標（図中では省略している。）に照射する。第
２のアンテナ８ｂは、目標からの反射信号を受けて、受
信信号（図７（ａ）における曲線ｍに相当する。）を出
力する。基本波ミクサ９は、局発信号及び受信信号を受
けて周波数変換し、ビート周波数Ｆｂに第２の周波数変
調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフセットさせた周波数
をもつビデオ信号（図７（ｂ）における曲線ｎに相当す
る。）を出力する。増幅器１１は、ビデオ信号を電力増
幅する。フィルタ１０は、ビート周波数Ｆｂに第２の周
波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフセットさせた
周波数付近のみを通過させる。信号処理部１２は、発振
器６で出力する高周波変調信号の周波数を制御するとと
もに、増幅器１１の出力を受けて、ビデオ信号から目標
との距離及び相対速度等の情報を得る。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。

【００３０】次にビデオ信号のスペクトラムについて説
明する。図７（ａ）の曲線ｌのＡ部におけるビデオ信号
のスペクトラムは、図８（ａ）の曲線ｏのようになり、
第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍ＋ビート周
波数Ｆｂの点に信号が得られている。また、図７（ｂ）
の曲線ｌのＢ部におけるビデオ信号のスペクトラムは、
図８（ｂ）の曲線ｐのようになり、第２の周波数変調成
分の繰り返し周波数Ｆｍの点に信号が得られている。こ
のように、相対速度＝０付近の場合でも、また目標との
距離が非常に近い場合でも、第２の周波数変調成分の繰
り返し周波数Ｆｍの付近に信号を得ることが可能とな
り、ＤＣ漏れ込み成分の影響を受けない受信系を実現で
きるため、目標との相対速度＝０付近及び近距離におけ
る目標の検出性能を向上できる。

【００３１】実施の形態５．図９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、８ａ及び８
ｂは第１及び第２のアンテナ、１０ａ及び１０ｂは第１
及び第２のフィルタ、１１ａ、１１ｂ及び１１ｃは第
１、第２及び第３の増幅器、１２は信号処理部、１３は
分配器、１５は２逓倍器、１６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
蔵した偶高調波ミクサである。

【００３２】次に動作について説明する。図９におい
て、発振器６は、図２（ａ）の曲線ｇのような第１の周
波数変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周
期で変調する第２の周波数変調成分を持つ周波数変調信
号の１／２の周波数を有する高周波変調信号（図２
（ａ）の曲線ｇにおけるＦ_RFは高周波成分、±ΔＦは第
１の周波数変調成分、Ｆｍは第２の周波数変調成分の繰
り返し周波数である。）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局発信号とし、残りを
送信基準信号として出力する。２逓倍器１５は、この送
信基準信号の周波数を２倍し、送信信号として出力す
る。第１のアンテナ８ａは、この送信信号を目標（図中
では省略している。）に照射する。第２のアンテナ８ｂ
は、目標からの反射信号を受けて、受信信号（図２
（ａ）における曲線ｈに相当する。）を出力する。偶高
調波ミクサ１６は、局発信号の２倍周波数と受信信号の
周波数の和及び差の周波数である、ビート周波数Ｆｂと
ビート周波数Ｆｂに第２の周波数変調成分の繰り返し周
波数Ｆｍをオフセットさせた周波数をもつビデオ信号
（図２（ｂ）における曲線ｉに相当する。）を出力す
る。第１の増幅器１１ａは、ビデオ信号を電力増幅す
る。分配器１３は、第１の増幅器１１ａの出力を２方向
に電力分配する。第１のフィルタ１０ａは、分配器１３
の一方の出力におけるビート周波数Ｆｂに第２の周波数
変調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフセットさせた周波
数付近のみを通過させる。第２の増幅器１１ｂは、第１
のフィルタ１０ａの出力を電力増幅する。第２のフィル
タ１０ｂは、分配器１３の他方の出力におけるビート周
波数Ｆｂ付近のみを通過させる。第３の増幅器１１ｃ
は、第２のフィルタ１０ｂの出力を電力増幅する。信号
処理部１２は、発振器６で出力する高周波変調信号の周
波数を制御するとともに、第２の増幅器１１ｂ及び第３
の増幅器１１ｃの出力を受けて、２つのビデオ信号から
目標との距離及び相対速度等の情報を得る。このよう
に、第１の周波数変調成分及びこの第１の周波数変調成
分より短い周期で変調する第２の周波数変調成分を持つ
高周波変調信号を送信信号として出力することにより、
相対速度＝０付近の場合でも、第２の周波数変調成分の
繰り返し周波数Ｆｍの付近にビート周波数を得ることが
可能となり、ＤＣ漏れ込み成分の影響を受けない受信系
を実現できるため、目標との相対速度＝０付近における
目標の検出性能を向上できる。

【００３３】次に、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偶高調
波ミクサ１６の特性について補足する。図１０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ー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１０において、曲線ｑは基本波ミクサ、曲線ｒ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。

【００３４】実施の形態６．図１１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、７は電力分配手段、８はアン
テナ、９は基本波ミクサ、１０ａ及び１０ｂは第１及び
第２のフィルタ、１１ａ、１１ｂ及び１１ｃは第１、第
２及び第３の増幅器、１２は信号処理部、１３は分配
器、１７はサーキュレータである。

【００３５】次に動作について説明する。図９におい
て、発振器６は、図２（ａ）の曲線ｇのような第１の周
波数変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周
期で変調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信
号（図２（ａ）の曲線ｇにおけるＦ_RFは高周波成分、±
ΔＦは第１の周波数変調成分、Ｆｍは第２の周波数変調
成分の繰り返し周波数である。）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局発信号（図２
（ａ）における曲線ｇに相当する。）とし、残りを送信
信号として出力する。サーキュレータ１７はこの送信信
号をアンテナ８に導く。アンテナ８はこの送信信号を目
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、受信信号（図２（ａ）における曲線ｈ
に相当する。）を出力する。基本波ミクサ９は、サーキ
ュレータ１７を介して受信信号を受けて局発信号と周波
数変換し、ビート周波数Ｆｂとビート周波数Ｆｂに第２
の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフセットさ
せた周波数をもつビデオ信号（図２（ｂ）における曲線
ｉに相当する。）を出力する。第１の増幅器１１ａは、
ビデオ信号を電力増幅する。分配器１３は、第１の増幅
器１１ａの出力を２方向に電力分配する。第１のフィル
タ１０ａは、分配器１３の一方の出力におけるビート周
波数Ｆｂに第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍ
をオフセットさせた周波数付近のみを通過させる。第２
の増幅器１１ｂは、第１のフィルタ１０ａの出力を電力
増幅する。第２のフィルタ１０ｂは、分配器１３の他方
の出力におけるビート周波数Ｆｂ付近のみを通過させ
る。第３の増幅器１１ｃは、第２のフィルタ１０ｂの出
力を電力増幅する。信号処理部１２は、発振器６で出力
する高周波変調信号の周波数を制御するとともに、第２
の増幅器１１ｂ及び第３の増幅器１１ｃの出力を受け
て、２つのビデオ信号から目標との距離及び相対速度等
の情報を得る。このように、第１の周波数変調成分及び
この第１の周波数成分より短い周期で変調する第２の周
波数変調成分を持つ高周波変調信号を送信信号として出
力することにより、相対速度＝０付近の場合でも、第２
の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍの付近にビート
周波数を得ることが可能となり、ＤＣ漏れ込み成分の影
響を受けない受信系を実現できるため、目標との相対速
度＝０付近における目標の検出性能を向上できる。ま
た、アンテナを送信及び受信で共用することにより、装
置の小型化が可能となる。

【００３６】

【発明の効果】第１の発明によれば、第１の周波数変調
成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で変調
する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信号を出力
する発振器と、電力分配手段と、第１及び第２のアンテ
ナと、基本波ミクサと、ビデオ信号を２つに電力分配す
る分配器と、分配器の一方の出力における第２の周波数
変調成分の周波数付近のみを通過させる第１のフィルタ
と、分配器の他方の出力におけるビデオ帯域の周波数成
分のみを通過させる第２のフィルタと、第１及び第２の
フィルタから出力された２つのビデオ信号から上記目標
との距離及び相対速度を得る信号処理部とを備えたこと
により、相対速度＝０付近の場合でも、第２の周波数変
調成分の繰り返し周波数Ｆｍの付近にビート周波数を得
ることが可能となり、ＤＣ漏れ込み成分の影響を受けな
い受信系を実現できるため、目標との相対速度＝０付近
における目標の検出性能を向上できる。

【００３７】また、第２の発明によれば、第１の周波数
変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で
変調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信号を
出力する発振器と、電力分配手段と、第１及び第２のア
ンテナと、基本波ミクサと、ビデオ信号を２方向に切り
換えて出力するスイッチと、スイッチの一方の出力にお
ける第２の周波数変調成分の周波数付近のみを通過させ
る第１のフィルタと、スイッチの他方の出力におけるビ
デオ帯域の周波数成分のみを通過させる第２のフィルタ
と、第１及び第２のフィルタから出力された２つのビデ
オ信号から上記目標との距離及び相対速度を得る信号処
理部とを備えたことにより、相対速度＝０付近の場合で
も、第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍの付近
にビート周波数を得ることが可能となり、ＤＣ漏れ込み
成分の影響を受けない受信系を実現できるため、目標と
の相対速度＝０付近における目標の検出性能を向上でき
る。

【００３８】また、第３の発明によれば、第１の周波数
変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で
変調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信号を
出力する発振器と、電力分配手段と、第１及び第２のア
ンテナと、基本波ミクサと、ビデオ信号におけるビデオ
帯域の周波数成分と第２の周波数変調成分の周波数付近
の成分から目標との距離及び相対速度を得る信号処理部
とを備えたことにより、相対速度＝０付近の場合でも、
第２の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍの付近にビ
ート周波数を得ることが可能となり、ＤＣ漏れ込み成分
の影響を受けない受信系を実現できるため、目標との相
対速度＝０付近における目標の検出性能を向上できる。
また、ビデオ信号におけるビート周波数Ｆｂに第２の周
波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍをオフセットさせた
周波数と、ビート周波数Ｆｂを信号処理部内で切り換え
て解析するため、ハードウェアの規模を小さくすること
ができ、装置の小型化が可能となる。

【００３９】また、第４の発明によれば、第１の周波数
変調成分及び周波数一定の連続波成分を有する高周波変
調信号をさらにこの第１の周波数変調成分より短い周期
で変調する第２の周波数変調成分で変調した高周波変調
信号を出力する発振器と、電力分配手段と、第１及び第
２のアンテナと、基本波ミクサと、ビデオ信号における
第２の周波数変調成分の周波数付近の信号成分を解析し
目標との距離及び相対速度を得る信号処理部とを備えた
ことにより、相対速度＝０付近の場合でも、また目標と
の距離が非常に近い場合でも、第２の周波数変調成分の
繰り返し周波数Ｆｍの付近に信号を得ることが可能とな
り、ＤＣ漏れ込み成分の影響を受けない受信系を実現で
きるため、目標との相対速度＝０付近及び近距離におけ
る目標の検出性能を向上できる。

【００４０】また、第５の発明によれば、第１の周波数
変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で
変調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信号を
出力する発振器と、電力分配手段と、第１及び第２のア
ンテナと、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偶高調波ミクサ
と、ビデオ信号を２つに電力分配する分配器と、分配器
の一方の出力における第２の周波数変調成分の周波数付
近のみを通過させる第１のフィルタと、分配器の他方の
出力におけるビデオ帯域の周波数成分のみを通過させる
第２のフィルタと、第１及び第２のフィルタから出力さ
れた２つのビデオ信号から上記目標との距離及び相対速
度を得る信号処理部とを備えたことにより、相対速度＝
０付近の場合でも、第２の周波数変調成分の繰り返し周
波数Ｆｍの付近にビート周波数を得ることが可能とな
り、ＤＣ漏れ込み成分の影響を受けない受信系を実現で
きるため、目標との相対速度＝０付近における目標の検
出性能を向上できる。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、目標の探知距離性能
を向上させることができる。

【００４１】また、第６の発明によれば、第１の周波数
変調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で
変調する第２の周波数変調成分を持つ高周波変調信号を
出力する発振器と、電力分配手段と、サーキュレータ
と、アンテナと、基本波ミクサと、ビデオ信号を２つに
電力分配する分配器と、分配器の一方の出力における第
２の周波数変調成分の周波数付近のみを通過させる第１
のフィルタと、分配器の他方の出力におけるビデオ帯域
の周波数成分のみを通過させる第２のフィルタと、第１
及び第２のフィルタから出力された２つのビデオ信号か
ら上記目標との距離及び相対速度を得る信号処理部とを
備えたことにより、相対速度＝０付近の場合でも、第２
の周波数変調成分の繰り返し周波数Ｆｍの付近にビート
周波数を得ることが可能となり、ＤＣ漏れ込み成分の影
響を受けない受信系を実現できるため、目標との相対速
度＝０付近における目標の検出性能を向上できる。ま
た、アンテナを送信及び受信で共用することにより、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の動作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１におけるビデオ信号のスペクトラムを示す図であ
る。

【図４】この発明によるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形
態２を示す図である。

【図５】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４の動作原理を示す図である。

【図８】この発明によるＦＭ−ＣＷレーダの実施の形
態４におけるビデオ信号のスペクトラムを示す図であ
る。

【図９】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１０】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１１】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１２】ＦＭ−ＣＷレーダの運用状況の一例を示す
図である。

【図１３】従来のＦＭ−ＣＷレーダを示す図である。

【図１４】従来のＦＭ−ＣＷレーダの動作原理を示す
図である。

【図１５】基本波ミクサの動作を示す図である。

【図１６】従来のＦＭ−ＣＷレーダにおけるビデオ信
号のスペクトラムを示す図である。

【符号の説明】

１道路、２車両、３ＦＭ−ＣＷレーダ、４障害
物、５人間、６発振器、７電力分配手段、８ア
ンテナ、８ａ第１のアンテナ、８ｂ第２のアンテ
ナ、９基本波ミクサ、１０フィルタ、１１増幅
器、１２信号処理部、１３分配器、１４スイッ
チ、１５２逓倍器、１６偶高調波ミクサ、１７サ
ーキュレータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波変調信号を目標に向けて送信し、
送信信号の一部を受信系の局発信号として上記目標から
の受信信号を周波数変換して、上記目標の距離及び速度
情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、第１の周波数変
調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で周
波数変調する第２の周波数変調成分の２つの周波数変調
成分を有する高周波変調信号を出力する発振器と、この
発振器の出力の一部を局発信号とし残りを送信信号とす
る電力分配手段と、この送信信号を上記目標に照射する
第１のアンテナと、上記目標からの受信信号を出力する
第２のアンテナと、この受信信号と上記局発信号を受け
て周波数変換し上記目標との距離及び相対速度に応じた
ビデオ信号を出力する基本波ミクサと、このビデオ信号
を２つに電力分配する分配器と、この分配器の一方の出
力における上記第２の周波数変調成分の周波数付近のみ
を通過させる第１のフィルタと、上記分配器の他方の出
力におけるビデオ帯域の周波数成分のみを通過させる第
２のフィルタと、上記発振器から出力する高周波変調信
号の周波数制御を行なうと共に上記第１及び第２のフィ
ルタから出力された２つのビデオ信号から上記目標との
距離及び相対速度を得る信号処理部とを具備することを
特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ。
【請求項２】高周波変調信号を目標に向けて送信し、
送信信号の一部を受信系の局発信号として上記目標から
の受信信号を周波数変換して、上記目標の距離及び速度
情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、第１の周波数変
調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で周
波数変調する第２の周波数変調成分の２つの周波数変調
成分を有する高周波変調信号を出力する発振器と、この
発振器の出力の一部を局発信号とし残りを送信信号とす
る電力分配手段と、この送信信号を上記目標に照射する
第１のアンテナと、上記目標からの受信信号を出力する
第２のアンテナと、この受信信号と上記局発信号を受け
て周波数変換し上記目標との距離及び相対速度に応じた
ビデオ信号を出力する基本波ミクサと、このビデオ信号
を２方向に切り換えて出力するスイッチと、このスイッ
チの一方の出力における上記第２の周波数変調成分の周
波数付近のみを通過させる第１のフィルタと、上記スイ
ッチの他方の出力におけるビデオ帯域の周波数成分のみ
を通過させる第２のフィルタと、上記発振器から出力す
る高周波変調信号の周波数制御及び上記スイッチの制御
を行なうと共に上記第１及び第２のフィルタから出力さ
れるビデオ信号から上記目標との距離及び相対速度を得
る信号処理部とを具備することを特徴とするＦＭ−ＣＷ
レーダ。
【請求項３】高周波変調信号を目標に向けて送信し、
送信信号の一部を受信系の局発信号として上記目標から
の受信信号を周波数変換して、上記目標の距離及び速度
情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、第１の周波数変
調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で周
波数変調する第２の周波数変調成分の２つの周波数変調
成分を有する高周波変調信号を出力する発振器と、この
発振器の出力の一部を局発信号とし残りを送信信号とす
る電力分配手段と、この送信信号を上記目標に照射する
第１のアンテナと、上記目標からの受信信号を出力する
第２のアンテナと、この受信信号と上記局発信号を受け
て周波数変換し上記目標との距離及び相対速度に応じた
ビデオ信号を出力する基本波ミクサと、上記発振器から
出力する高周波変調信号の周波数制御を行なうと共に上
記ビデオ信号におけるビデオ帯域の周波数成分と上記第
２の周波数変調成分の周波数付近の成分とをそれぞれ解
析し上記目標との距離及び相対速度を得る信号処理部と
を具備することを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ。
【請求項４】高周波変調信号を目標に向けて送信し、
送信信号の一部を受信系の局発信号として上記目標から
の受信信号を周波数変換して、上記目標の距離及び速度
情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、第１の周波数変
調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で周
波数変調する第２の周波数変調成分の２つの周波数変調
成分を有する高周波変調信号を出力する発振器と、この
発振器の出力の一部を局発信号とし残りを送信信号とす
る電力分配手段と、この送信信号を上記目標に照射する
第１のアンテナと、上記目標からの受信信号を出力する
第２のアンテナと、この受信信号と上記局発信号を受け
て周波数変換し上記目標との距離及び相対速度に応じた
ビデオ信号を出力する基本波ミクサと、上記発振器から
出力する高周波変調信号の周波数制御を行なうと共に上
記ビデオ信号における上記第２の周波数変調成分の周波
数付近の信号成分を解析し上記目標との距離及び相対速
度を得る信号処理部とを具備することを特徴とするＦＭ
−ＣＷレーダ。
【請求項５】高周波変調信号を目標に向けて送信し、
送信信号の一部を受信系の局発信号として上記目標から
の受信信号を周波数変換して、上記目標の距離及び速度
情報を得るＦＭ−ＣＷレーダにおいて、第１の周波数変
調成分及びこの第１の周波数変調成分より短い周期で周
波数変調する第２の周波数変調成分の２つの周波数変調
成分を有する高周波変調信号を出力する発振器と、この
発振器の出力の一部を局発信号とし残りを送信信号とす
る電力分配手段と、この送信信号を上記目標に照射する
第１のアンテナと、上記目標からの受信信号を出力する
第２のアンテナと、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２倍周波数と上記受信信号の周波数の和及び差
の周波数である上記目標との距離及び相対速度に応じた
ビデオ信号を出力する偶高調波ミクサと、このビデオ信
号を２つに電力分配する分配器と、この分配器の一方の
出力における上記第２の周波数変調成分の周波数付近の
みを通過させる第１のフィルタと、上記分配器の他方の
出力におけるビデオ帯域の周波数成分のみを通過させる
第２のフィルタと、上記発振器から出力する高周波変調
信号の周波数制御を行なうと共に上記第１及び第２のフ
ィルタから出力された２つのビデオ信号から上記目標と
の距離及び相対速度を得る信号処理部とを具備すること
を特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ。
【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
周波数変換して、目標の距離及び速度情報を得るＦＭ−
ＣＷレーダにおいて、目標への信号の送信及び受信を１
つのアンテナで共用することを特徴とする請求項１〜５
のいずれかに記載のＦＭ−ＣＷレーダ。