(57)【要約】【課題】  位相モノパルス方式のレーダの高周波部品の数を削減するとともに測定精度を向上する。【解決手段】  三角波の第１周期においては、スイッチ２２で受信アンテナとしてアンテナＡＴ０とＡＴ１を交互に選択してスイッチ３０でＡＴ０からの信号を第１の処理系へ、ＡＴ１からの信号を第２の処理系へ振り分ける。三角波の第２周期においては、ＡＴ１とＡＴ２を交互に選択してＡＴ１からの信号を第１の処理系へ、ＡＴ２からの信号を第２の処理系へ振り分ける。三角波の第３周期においては、ＡＴ２とＡＴ０を交互に選択してＡＴ２からの信号を第１の処理系へ、ＡＴ０からの信号を第２の処理系へ振り分ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の期間のそれぞれにおいて複数のアンテナのうちの２つのアンテナで受信された受信信号を交互に選択する第１のスイッチと、
該第１のスイッチで選択された受信信号に送信信号の一部を混合してビート信号を生成するミキサと、
該２つのアンテナの受信信号から生成されたビート信号を２つの処理系へそれぞれ振り分ける第２のスイッチとを具備し、
各アンテナの受信信号から生成されたビート信号は、該複数の期間にわたって双方の処理系へ等しく振り分けられるレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相モノパルス方式のレーダ装置における高周波部品の削減および測定精度の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターゲットの方位を決定する手法として、２つのアンテナにおいて受信される反射波の位相差からターゲットの方位を算出する位相モノパルス方式が知られている。位相モノパルス方式などの複数の受信アンテナを用いるレーダ装置では、受信アンテナごとに受信増幅器、ミキサなどの高価な高周波部品を必要とするので、この高周波部品の部品数の削減が求められている。
【０００３】
一方で、位相モノパルス方式では２つのアンテナの受信波の位相比較を行うことから、これらを同時並列的に処理することが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって本発明の目的は、位相モノパルス方式のレーダ装置の高周波部品の数を削減し、かつ測定精度を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、複数の期間のそれぞれにおいて複数のアンテナのうちの２つのアンテナで受信された受信信号を交互に選択する第１のスイッチと、該第１のスイッチで選択された受信信号に送信信号の一部を混合してビート信号を生成するミキサと、該２つのアンテナの受信信号から生成されたビート信号を２つの処理系へそれぞれ振り分ける第２のスイッチとを具備し、各アンテナの受信信号から生成されたビート信号は、該複数の期間にわたって双方の処理系へ等しく振り分けられるレーダ装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は本発明の一実施形態に係る車載用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成を示すブロック図である。図１において、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０から出力される、三角波でＦＭ変調された送信信号は送信増幅器１４で増幅されサーキュレータ１６を経て、アンテナＡＴ０，ＡＴ１，ＡＴ２のうちスイッチ２２で選択されたものから送出される。受信も同様に、３本のアンテナＡＴ０，ＡＴ１，ＡＴ２のうちスイッチ２２で選択されたものが用いられる。
【０００７】
選択されたアンテナで受信された受信信号はサーキュレータ１６を経て受信増幅器２６で増幅され、ミキサ２８において送信波の一部と混合されて、ビート信号が生成される。ミキサ２８において生成されたビート信号は、スイッチ３０により図中上下の２つの系のいずれかに振り分けられ、Ａ／Ｄコンバータ３２においてディジタル信号に変換され、高速フーリエ変換されて（３４）ＣＰＵ３６へ入力される。ミキサ３１は、信号ＳＷＲで送受をスイッチングしているためにビート信号に重畳される周波数を同じ周波数と混合することでキャンセルするために設けられている。
【０００８】
図２は図１の電圧制御発振器１０へ入力される三角波の波形を示し、図３の（Ａ）〜（Ｃ）欄はそれぞれ、図２のＡ〜Ｃで示す区間における制御信号ＳＷＴ，ＳＷＲ，ＳＷ０，ＳＷ１，ＳＷ２の波形を示し、図３の（Ｄ）欄はスイッチ３０の制御信号ＣＨの波形を（Ａ）〜（Ｃ）欄と同じタイムスケール、同じタイミングで示す。なお、図２の横軸のタイムスケールは図３と比べて著しく圧縮されている。
【０００９】
図２に示される三角波の最初の周期、すなわち区間Ａにおいては、図３（Ａ）からわかるように、ＡＴ０による送信→ＡＴ０による受信→送信→ＡＴ１による受信が繰り返される。そして図３（Ｄ）からわかるように、ＡＴ０の受信信号によるビート信号は図１のスイッチ３０により図中上側の系に振り分けられ、ＡＴ１の受信信号によるビート信号は図中下側の系に振り分けられ、並列的に処理される。すなわち、区間Ａにおいては、受信アンテナＡＴ０，ＡＴ１の受信信号から生成された、三角波の上り区間および下り区間におけるビート信号のデータが収集される。これらのフーリエ変換結果に現われるピークの周波数はターゲットとの距離および相対速度の演算に用いられ、ピークの位相はアンテナＡＴ０とＡＴ１による位相モノパルスの演算に用いられる。
【００１０】
図２に示される三角波の次の周期、すなわち区間Ｂにおいては、図３（Ｂ）からわかるように、ＡＴ０による送信→ＡＴ１による受信→ＡＴ０による送信→ＡＴ２による受信が繰り返される。そして図３（Ｄ）からわかるように、ＡＴ１の受信信号によるビート信号は図１のスイッチ３０により図中上側の系に振り分けられ、ＡＴ２の受信信号によるビート信号は図中下側の系に振り分けられ、並列的に処理される。すなわち、区間Ｂにおいては、受信アンテナＡＴ１，ＡＴ２の受信信号から生成された、三角波の上り区間および下り区間におけるビート信号のデータが収集される。これらのフーリエ変換結果に現われるピークの周波数はターゲットとの距離および相対速度の演算に用いられ、ピークの位相はアンテナＡＴ１とＡＴ２による位相モノパルスの演算に用いられる。
【００１１】
図２に示される三角波のさらに次の周期、すなわち区間Ｃにおいては、図３（Ｃ）からわかるように、ＡＴ０による送信→ＡＴ２による受信→ＡＴ０による送信→ＡＴ０による受信が繰り返される。そして図３（Ｄ）からわかるように、ＡＴ２の受信信号によるビート信号は図１のスイッチ３０により図中上側の系に振り分けられ、ＡＴ０の受信信号によるビート信号は図中下側の系に振り分けられ、並列的に処理される。すなわち、区間Ｃにおいては、受信アンテナＡＴ２，ＡＴ０の受信信号から生成された、三角波の上り区間および下り区間におけるビート信号のデータが収集される。これらのフーリエ変換結果に現われるピークの周波数はターゲットとの距離および相対速度の演算に用いられ、ピークの位相はアンテナＡＴ２とＡＴ０による位相モノパルスの演算に用いられる。
【００１２】
上記のようにアンテナＡＴ０によるビート信号は区間Ａにおいては上側の処理系において処理され、区間Ｃにおいては下側の処理系において処理される。アンテナＡＴ１によるビート信号は区間Ａにおいては下側の処理系において、区間Ｂにおいては上側の処理系において処理される。アンテナＡＴ２によるビート信号は区間Ｂにおいては下側の処理系において、区間Ｃにおいては上側の処理系において処理される。すなわち、各アンテナによるビート信号が両方の処理系へ等しく振り分けられるように切り換えシーケンスが設計されているので、以下に説明するように各処理系に使われている部品のバラツキ等による誤差を吸収することができる。
【００１３】
区間Ａ，Ｂ，Ｃの三角波の上昇区間における結果から計算されるターゲットの方位θup,A，θup,B，θup,Cは、
【数１】
2006084202.tif 000003
で計算される。ただし、ｄijはアンテナＡＴiとＡＴjの間隔、φiはアンテナＡＴiについてのフーリエ変換結果に出現する反射波のピークにおける複素数値の偏角である。
【００１４】
同様にして区間Ａ，Ｂ，Ｃの三角波の下降区間についてもθdown,A，θdown,B，θdown,Cが計算され、これらの平均値をターゲットの方位θとする。
【００１５】
ここで２つの処理系における回路誤差をｅ１，ｅ２とすると、式（１）は
【数２】
2006084202.tif 000004
となり、アンテナと処理系のすべての組み合わせが網羅されているので、回路誤差による位相検出精度への影響を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成の一例を示す図である。
【図２】三角波による変調波を示す波形図である。
【図３】図１の各制御信号の波形を示す波形図である。
【図１】
2006084202.tif 000005
【図２】
2006084202.tif 000006
【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月8日(2005.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の期間のそれぞれにおいて複数のアンテナのうちの２つのアンテナで受信された受信信号を交互に選択する第１のスイッチと、
該第１のスイッチで選択された受信信号に送信信号の一部を混合してビート信号を生成するミキサと、
該２つのアンテナの受信信号から生成されたビート信号を２つの処理系へそれぞれ振り分ける第２のスイッチとを具備し、
各アンテナの受信信号から生成されたビート信号は、前記複数の期間にわたって双方の処理系へ等しく振り分けられるレーダ装置において、
前記複数の期間の各期間毎に、２つの処理系に振り分けられたビート信号に基づいてターゲットの方位を演算する演算手段を備え、
該演算手段は、複数の期間の各期間毎に演算されたターゲットの方位の平均値を当該複数の期間におけるターゲットの真の方位とする事を特徴とするレーダ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明によれば、複数の期間のそれぞれにおいて複数のアンテナのうちの２つのアンテナで受信された受信信号を交互に選択する第１のスイッチと、該第１のスイッチで選択された受信信号に送信信号の一部を混合してビート信号を生成するミキサと、該２つのアンテナの受信信号から生成されたビート信号を２つの処理系へそれぞれ振り分ける第２のスイッチとを具備し、各アンテナの受信信号から生成されたビート信号は、前記複数の期間にわたって双方の処理系へ等しく振り分けられるレーダ装置において、前記複数の期間の各期間毎に、２つの処理系に振り分けられたビート信号に基づいてターゲットの方位を演算する演算手段を備え、該演算手段は、複数の期間の各期間毎に演算されたターゲットの方位の平均値を当該複数の期間におけるターゲットの真の方位とする事を特徴とするレーダ装置が提供される。