(57)【要約】【課題】障害物が近距離に無い場合でも故障を検出できると共に、送信部のみならず受信部の故障も検出できる故障検知機能付レーダ装置を提供することを目的とする。【解決手段】送信部１において周波数の異なる信号をミキシングし、発生した高域成分と低域成分の内、低域成分において共振動作をする共振器４を送信部１と受信部２の間に設置することにより、低域成分のみ受信部２に伝送させる。この信号を受信部２において再びミキシングすることにより復調し、復調された信号を信号処理部３で検出することにより、送信部１と受信部２が正常に動作しているかどうかを容易に、確実に検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振器から出力された第１の周波数の信号を第２の周波数の信号で変調し、該変調された信号の高域成分を電磁波として送信する送信部と、前記送信された電磁波の障害物からの反射波を受信して前記第２の周波数の信号で復調する受信部と、前記復調された信号から障害物を検出する信号処理部と、前記送信部で変調された信号の低域成分を前記受信部に伝送する共振器とを備え、
前記受信部は前記共振器を通して伝送された低域成分の信号を前記第２の周波数の信号で復調し、前記信号処理部は該低域成分を復調して得られた信号を検出することで故障の有無を検出することを特徴とする故障検知機能付レーダ装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、信号が検出された時は正常動作であると判断し、信号が検出されない時は故障であると判断し、
前記信号処理部の判断結果を報知する報知部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の故障検知機能付レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自身が送出した電磁波の反射波を受信し処理して、周囲の物体に関する情報を取得するレーダ装置に関し、より特定的には、自己の動作不良を検知する機能を備えた故障検知機能付レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置は、自身が送出した電磁波の反射波を受信し処理して、周囲の物体に関する情報を取得する。ここで、取得される情報としては、レーダ装置から物体までの距離、レーダ装置からみた物体の相対速度、及びレーダ装置からみた物体の方位が典型的である。
【０００３】
また、以上のようなレーダ装置の中には、自身が正常に動作しているか否かを判断する自己診断機能を備えるもの（以下、従来のレーダ装置と称する）がある。従来のレーダ装置の第１例は、予め近距離に障害物があるという前提条件の下で、その障害物からの反射波の大きさの変化に基づいて、自身の故障を検知する（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、第２例は、自身の構成する逓倍器に生じるドレイン電圧を検出し、検出された電圧をモニタリングすることによって、自身の故障を検知する（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−２９７１１０号公報
【特許文献２】特開平５−３４１０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術においては、近くに障害物があるという前提条件が必要となるので、レーダ装置は、実際の動作中に自己診断を行えないことが多いという課題がある。特に、レーダ装置が車両に搭載される場合、車両は一般的に周囲の物体を避けながら移動するので、車両が走行中にレーダ装置が自己診断を実行することはさらに難しい。
【０００６】
また、特許文献２に記載されている技術においては、単に逓倍器のドレイン電圧をモニタリングしているだけであるから、送信系についての故障に関しては検出できるが、受信系について故障があった場合は検出できないという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、レーダ装置の実際の動作中に自己診断が行えると共に、レーダ装置において送信系のみならず受信系も含めた故障の有無を判断できる故障検知機能付レーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の故障検知機能付レーダ装置は、発振器から出力された第１の周波数の信号を第２の周波数の信号で変調し、該変調された信号の高域成分を電磁波として送信する送信部と、送信された電磁波の障害物からの反射波を受信して第２の周波数の信号で復調する受信部と、復調された信号から障害物を検出する信号処理部と、送信部で変調された信号の低域成分を受信部に伝送する共振器とを備え、受信部は共振器を通して伝送された低域成分の信号を第２の周波数の信号で復調し、信号処理部は該低域成分を復調して得られた信号を検出することで故障の有無を検出する。
【０００９】
また、信号処理部は、信号が検出された時は正常動作であると判断し、信号が検出されない時は故障であると判断し、信号処理部の判断結果を報知する報知部を更に備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の故障検知機能付レーダ装置によれば、上記構成を有することにより、レーダ装置の実際の動作中に自己診断が行えると共に、送信部と受信部が正常に動作しているかどうかを容易に、確実に検出することができる。また、本来必要であった高域成分と低域成分を分離するフィルタも不要となり、小型・低コスト化にも貢献できる送信不良検知機能付レーダを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態の故障検知機能付レーダ装置は、単独もしくは車両等に搭載されて、周囲を監視し、その監視情報を提供する障害物検知装置に利用される。以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
本発明の実施の形態における故障検知機能付レーダ装置の全体構成を図１に示す。図１において、故障検知機能付レーダ装置は、周囲に存在する障害物に電磁波を放射する送信部１と、送信部１から放射された電磁波が障害物に当たって反射した反射波を検出する受信部２と、受信部２が検出した反射波から障害物の有無、距離、方向などを検出する信号処理部３と、送信部１から受信部２に所定の共振周波数の信号を伝送する共振器４と、信号処理部３における検出結果をユーザに報知する報知部５から構成される。
【００１３】
送信部１は、周波数ｆ１（第１の周波数）の信号を出力するベース信号発振器６と、周波数ｆ２（第２の周波数）の高周波信号を出力する発振器７と、ベース信号発振器６の出力する信号を発振器７が出力する信号で変調するミキサ８と、ミキサ８により変調された信号を増幅する増幅器９と、増幅器９により増幅された信号の一部に基づいて電磁波を外部に放出する送信アンテナ１０により構成されている。
【００１４】
受信部２は、電磁波を受信する受信アンテナ１１と、受信アンテナ１１で受信された信号を増幅する増幅器１２と、増幅器１２で増幅された信号を発振器７の出力する周波数ｆ２の信号で復調するミキサ１３と、ミキサ１３の出力する信号からｆ１以下の周波数の信号を選択するフィルタ１４により構成されている。
【００１５】
信号処理部３は、受信部２の出力により、障害物を検出する。また、送信部１から送信する信号と、受信部２で受信したそれに対応する信号との時間差を求めることにより障害物までの距離を計算する。さらに、共振器４を通して送信部１から受信部２に伝送される信号を検出することで、送信部１および／または受信部２の故障の有無を判断する。
【００１６】
共振器４は、様々な種類のものを用いることができるが、例えば、図２に示す様な、基本的なインダクタＬとキャパシタＣによるＬＣ共振器を用いることができる。直列に接続された抵抗器ＲとインダクタＬとキャパシタＣの合成インピーダンスは、角周波数をωとすると、√｛Ｒ2＋（ωＬ−１/ωＣ）2｝で表現することができる。ここで、共振させたい周波数において、ωＬ−１/ωＣ＝０が成立するように定数ＬとＣを設定すると合成インピーダンスは最小となり、送信部１から受信部２に共振周波数の信号のみ伝送させることができる。
【００１７】
報知部５は、信号処理部３において検出された障害物、その距離・方向などをユーザに報知するもので、ディスプレイにより構成される。また、信号処理部３において、レーダ装置の送信部１および／または受信部２の故障を検出した場合には、故障により正常動作していない旨をユーザに報知する。報知部５は、ディスプレイに替えて、スピーカにより音声で、もしくはディスプレイによる表示と共に音声でユーザに報知してもよい。
【００１８】
次に、本実施の形態における故障検知機能付レーダ装置の動作について説明する。送信部１において、ベース信号発振器６が出力する周波数ｆ１の信号と発振器７より出力される周波数ｆ２の高周波信号をミキサ８でミキシングすることにより、高域成分（ｆ１＋ｆ２）と低域成分（ｆ１−ｆ２）が得られる。そして、増幅器９で増幅される。
【００１９】
従来は、ここで得られた高域成分（ｆ１＋ｆ２）の信号のみを電磁波として出力するために、ハイパスフィルタを設けて低域成分（ｆ１−ｆ２）の信号をカットしていた。本実施の形態における故障検知機能付レーダ装置においては、従来、カットしていた低域周波数（ｆ１−ｆ２）の信号を共振周波数を（ｆ１−ｆ２）に設定された共振器４を通して受信部２に伝送することにより、送信部１および／または受信部２の故障検出に利用する。共振器４を入れることにより、従来必要であった高域成分と低域成分を分離するフィルタが不要になる。
【００２０】
増幅器９で増幅された高域成分（ｆ１＋ｆ２）の信号は、共振器４を通過できず、送信用アンテナ１０を介して空間に電磁波として出力される。一方、低域成分（ｆ１−ｆ２）の信号は、共振器４を通して受信部２に伝送される。
【００２１】
送信アンテナ１０により出力された電磁波が周囲に存在する障害物に当たると、障害物からの反射波は受信用アンテナ１１で受信され、受信部２の増幅器１２により増幅される。そして、発振器７の周波数ｆ２の信号によって、ミキサ１３を介してダウンコンバートされ、ｆ１成分とｆ１＋２×ｆ２成分を得る。フィルタ１４はｆ１以下の周波数の信号を選択する様に設定されており、ｆ１＋２×ｆ２成分はカットされ、障害物を検出するためのｆ１成分の信号が信号処理部３へ入力される。
【００２２】
一方、共振器４を通して送信部１から受信部２に伝送された低域成分（ｆ１−ｆ２）の信号は、同様にして増幅器１２に伝送され、ミキサ１３にて発振器７の信号とミキシングされ、ｆ１成分とｆ１−２×ｆ２成分を得る。そして、フィルタ１４を通って信号処理部３へ入力される。ここで、共振器４を通して信号処理部３に入力される周波数ｆ１の信号成分については、送信部１から送信する信号と時間差が無いため、反射波による障害物を検出するためのｆ１成分の信号とは区別することができる。
【００２３】
次に、故障を自己診断する際の信号処理部３の処理の流れを図３に示すフローチャートを用いて説明する。信号処理部３により、ベース信号発振器６がＯＮされる。このとき信号処理部３ではタイマーの設定を初期値０にする（ステップＳ００１）。次に、送信された時間ｔの期間、信号処理部３は検出信号を取り込む（ステップＳ００２）。そして、取り込んだ信号から、周波数解析によりｆ１−２×ｆ２の検出信号の有無を判断する（ステップＳ００３）。ｆ１−２×ｆ２の信号を検出した場合（ＹＥＳ）、信号処理部３を介して報知部５に“正常”と表示させ（ステップＳ００４）、信号を検出しなければ（ＮＯ）、報知部５に異常と表示させ、ベース信号発振器６をＯＦＦにする（ステップＳ００５）。ここで、検出信号をｆ１−２×ｆ２と決めたのは、物体から反射された信号ｆ１＋ｆ２は、ミキサ１１にてｆ２とミキシングされ、その結果ベース信号ｆ１が発生する。ｆ１はレーダ動作における所望の信号であるため、動作検査用としてｆ１−２×ｆ２を判定に用いた。
【００２４】
かかる構成によれば、送信部１および受信部２が正常に動作しているかを容易に判断でき、自動車衝突防止レーダ装置においても、安全上確かにレーダが動作しているかどうか判断できる。
【００２５】
以上のように、低域成分（ｆ１−ｆ２）にて共振する共振器４を備え、その共振器４を送信部１と受信部２に接続した構成にすることにより、ミキシングされ生成した信号の内、低域成分のみ受信部２へ転送させ、受信部の増幅器１２とミキサ１３を介し、フィルタ１４にてｆ１以下の周波数を選択した後、信号処理部３で検出することで、送信部１および／または受信部２の故障を容易に検出することができる。
【００２６】
なお、ベース信号ｆ１は、連続波（ＣＷ）だけでなくパルス波であってもかまわない。
また、共振器４の接続位置は、送信部１のミキサ８の出力部と、受信部２の増幅器１２の出力部の間を接続する構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明にかかる故障検知機能付レーダ装置によれば、送信部と受信部が正常に動作しているかどうかを容易に、確実に検出することができるという効果を有し、単独もしくは車両等に搭載されて、周囲を監視し、その監視情報を提供する障害物検知装置等として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる故障検知機能付レーダ装置の全体のブロック図
【図２】本発明の実施の形態にかかる共振器４の一例を示す図
【図３】本発明の実施の形態にかかる故障検知機能付レーダ装置の動作の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
【００２９】
１    送信部
２    受信部
３    信号処理部
４    共振器
５    報知部
６    ベース信号発振器
７    発振器
８、１３    ミキサ
９、１２    増幅器
１０    送信アンテナ
１１    受信アンテナ
１４    フィルタ
【図１】
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【図２】
2007163293.tif 000004
【図３】
2007163293.tif 000005