(57)【要約】【課題】電磁波を目標物に照射し、目標物によって反射された電磁波を受信して目標物の方向を測定する方向測定装置において、構成を簡素にすること。【解決手段】発振器１０はパルス波である信号を生成し、送信アンテナ１１は漏れ波アンテナである。この漏れ波アンテナは周波数によりビーム方向が変化する。パルス波は周波数的に広がりを持っているため、信号の放射方向も周波数により異なることとなる。その結果、目標物によって反射されて受信アンテナ１２により受信された信号は、目標物の方位によって異なる周波数スペクトルを有する。受信した信号をＢＰＦ１４Ａ〜Ｃにそれぞれ透過させて信号強度を測定することで、目標物が３方向のいずれの方位にあるかを検知することができる。【選択図】図１
2012202830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標物に電磁波を照射し、前記目標物によって反射された電磁波を受信することにより前記目標物の方位を測定する方位測定装置において、
所定の帯域幅内の信号を生成する信号生成手段と、
前記信号を放射する送信アンテナと、
前記目標物により反射された前記信号を受信する受信アンテナと、
受信した前記信号の周波数から方位を測定する信号処理部と、
を有し、
前記送信アンテナと前記受信アンテナの少なくとも一方のアンテナは、信号の周波数によりビーム方向が変化するアンテナである、
ことを特徴とする方位測定装置。
【請求項２】
前記信号生成手段の生成する前記信号は、所定の帯域幅を所定の周波数帯域に有したパルス波である、ことを特徴とする請求項１に記載の方位測定装置。
【請求項３】
前記送信アンテナと前記受信アンテナの少なくとも一方のアンテナは、直列給電アレーアンテナ、または進行波アンテナであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方位測定装置。
【請求項４】
前記直列給電アレーアンテナまたは前記進行波アンテナは、ＣＲＬＨ伝送線路を有しており、前記信号の周波数帯域において、右手系と左手系で動作する、ことを特徴とする請求項３に記載の方位測定装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、互いに通過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを有し、
受信した前記信号を複数の前記バンドパスフィルタに通し、その透過した信号の強度をそれぞれ測定することにより方位を測定する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方位測定装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、受信した前記信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを算出することにより方位を測定する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方位測定装置。
【請求項７】
受信した前記信号とローカル信号とを混合してビート信号を生成するミキサをさらに有し、
前記信号処理部は、前記ビート信号の周波数から方位を測定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方位測定装置。
【請求項８】
前記ローカル信号は、前記信号生成手段が生成した信号の周波数帯域外の周波数である、ことを特徴とする請求項７に記載の方位測定装置。
【請求項９】
前記信号生成手段は、連続波を生成する発振器と、連続波をオンオフすることでパルス波である信号を生成するスイッチと、を有し、前記連続波の一部を前記ローカル信号とすることを特徴とする請求項７に記載の方位測定装置。
【請求項１０】
前記信号処理部は、受信した前記信号をローカル信号の周波数を変えて直交検波して検波された信号の強度を測定し、ローカル信号の周波数の違いによる、検波された信号の強度の違いから方位を測定する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方位測定装置。
【請求項１１】
送信した前記信号が前記目標物によって反射されて受信されるまでの時間により、前記目標物までの距離を測定する距離測定手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の方位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を目標物に照射し、目標物によって反射された電磁波を受信して目標物の方向を測定する方向測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標物に電磁波を照射し、その目標物により反射された電磁波を受信して、目標物の方位を測定する方法として、機械的スキャン方式と電子スキャン方式がある。
【０００３】
機械的スキャン方式は、アンテナそのものを機械的に動かして指向性を変える方式であり、電子スキャン方式は電気的に指向性を変える方式である。
【０００４】
電子スキャン方式（たとえば特許文献１）は、複数の受信アンテナを用い、各受信アンテナで受信する受信波の位相差を利用して、ＤＢＦ（デジタルビームフォーミング）などのビーム走査方法や、最小ノルム法などのヌル操作法等の処理を行うことで目標物の方位を測定している。これらの処理方法は、必要とされる検知性能や信号処理の計算負荷などを考慮して選択される。駆動の早さや信頼性の高さから、車載レーダなどの用途には電子スキャン方式が適している。
【０００５】
また、周波数によりビーム方向が変化するアンテナとして、特許文献２の漏れ波アンテナがある。この漏れ波アンテナは、ＣＲＬＨ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｒｉｇｈｔ／ｌｅｆｔ−ｈａｎｄｅｄ）伝送線路を有し、右手系／左手系で動作するため、周波数変化に対して非常に大きくビーム方向を変化させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１６２６８９
【特許文献２】特開２００７−８１８２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の電子スキャン方式では、複数の受信アンテナを必要とし、ＲＦ回路が複雑となる欠点がある。また、複数の受信アンテナを用いるために装置の構成も複雑となってしまう。
【０００８】
そこで本発明は、機械的スキャン方式や電子スキャン方式とは異なる方式による、構成が簡素な方位測定装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、目標物に電磁波を照射し、目標物によって反射された電磁波を受信することにより目標物の方位を測定する方位測定装置において、所定の帯域幅の信号を生成する信号生成手段と、信号を放射する送信アンテナと、目標物により反射された信号を受信する受信アンテナと、受信した信号の周波数から方位を測定する信号処理部と、を有し、送信アンテナと受信アンテナの少なくとも一方のアンテナは、信号の周波数によりビーム方向が変化するアンテナである、ことを特徴とする方位測定装置である。
【００１０】
周波数によりビーム方向が変化するアンテナとして、直列給電アレーアンテナや進行波アンテナを用いることができる。特に右手系／左手系で動作可能なＣＲＬＨ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｒｉｇｈｔ／ｌｅｆｔ−ｈａｎｄｅｄ）伝送線路を有した直列給電アレーアンテナや進行波アンテナであることが望ましい。周波数の変化に対するビーム方向の変化量を大きくすることができ、方位の測定範囲を広くすることができる。
【００１１】
サーキュレータを用いて送信アンテナと受信アンテナを１つのアンテナで兼用するようにしてもよい。また、受信アンテナを複数設けて、従来技術である電子スキャン方式と、本発明の方式とを両方組み合わせて用い、２次元的な方位を測定するようにしてもよい。
【００１２】
信号生成手段の生成する信号は、所定の帯域幅内であれば任意の波形でよく、時間の経過と共に線形的に、あるいは階段状に周波数が変化する信号であってもよい。所定の帯域幅内の信号は、たとえばパルス波である。パルス波の周期、およびパルス幅は、パルス波の周波数スペクトルが所定の周波数帯域に所定の帯域幅となるように設計すればよい。所定の周波数帯域は、たとえば法律等に基づいて設計される帯域であり、本発明をミリ波レーダ装置に適用する場合には、たとえば２４ＧＨｚ帯や７６ＧＨｚ帯である。帯域幅は、周波数によりビーム方向が変化するアンテナの、周波数変化に対するビーム方向の変化率などに応じて設計し、これにより目標物の検知範囲を設計することができる。
【００１３】
信号処理部では、受信した信号をローカル信号と混合してビート信号を生成して周波数を下げた後、ビート信号の周波数を解析する手段を取ることが望ましい。周波数解析をより容易とすることができる。ローカル信号は、直交検波器を用いない場合では、信号生成手段において生成する信号の周波数帯域外の単一周波数の信号を用いることが望ましい。ローカル信号の周波数が受信した信号の周波数帯域と重なっていると、ビート信号に折り返しを生じて方位の検出に誤差が生じる可能性があるためである。
【００１４】
信号処理部において受信した信号の周波数を解析する手段として、たとえば以下の手段を用いることができる。１つは、受信した信号を互いに通過帯域の異なる複数のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）に通し、それらのＢＰＦを透過した信号の強度を測定することで受信した信号の周波数を解析する手段である。他の１つは、フーリエ変換して周波数スペクトルを算出する手段である。他の１つは、段階的に周波数が変化するローカル信号と受信した信号とを混合してＬＰＦ（ローパスフィルタ）に通し、ＬＰＦを透過した信号の強度を測定することで受信した信号の周波数を解析する手段である。
【００１５】
連続波をスイッチやアンプなどによりオンオフすることでパルス波を生成する手段を信号生成手段としてもよく、連続波の一部をローカル信号として用いるようにしてもよい。この場合、受信した信号はローカル信号（連続波）によって直交検波することが望ましい。目標物の方位によっては受信した信号の周波数と連続波の周波数とがほぼ一致してしまう可能性があるためである。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、信号生成手段の生成する信号は、所定の帯域幅を所定の周波数帯域に有したパルス波である、ことを特徴とする方位測定装置である。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、送信アンテナと受信アンテナの少なくとも一方のアンテナは、直列給電アレーアンテナまたは進行波アンテナであることを特徴とする方位測定装置である。
【００１８】
第４の発明は、第３の発明において、直列給電アレーアンテナまたは進行波アンテナは、ＣＲＬＨ伝送線路を有しており、信号の周波数帯域において、右手系と左手系で動作する、ことを特徴とする方位測定装置である。
【００１９】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明において、信号処理部は、互いに通過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを有し、受信した信号を複数のバンドパスフィルタに通し、その透過した信号の強度をそれぞれ測定することにより方位を測定する、ことを特徴とする方位測定装置である。
【００２０】
第６の発明は、第１の発明から第４の発明において、信号処理部は、受信した信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを算出することにより方位を測定する、ことを特徴とする方位測定装置である。
【００２１】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明において、受信した信号とローカル信号とを混合してビート信号を生成するミキサをさらに有し、信号処理部は、ビート信号の周波数から方位を測定する、ことを特徴とする方位測定装置である。
【００２２】
第８の発明は、第７の発明において、ローカル信号は、前記信号生成手段が生成した信号の周波数帯域外の周波数である、ことを特徴とする方位測定装置である。
【００２３】
第９の発明は、第７の発明において、信号生成手段は、連続波を生成する発振器と、連続波をオンオフすることでパルス波である信号を生成するスイッチと、を有し、連続波の一部をローカル信号とすることを特徴とする方位測定装置である。
【００２４】
第１０の発明は、第１の発明から第４の発明において、信号処理部は、受信した信号をローカル信号の周波数を変えて直交検波して検波された信号の強度を測定し、ローカル信号の周波数の違いによる、検波された信号の強度の違いから方位を測定する、ことを特徴とする方位測定装置である。
【００２５】
第１１の発明は、第１の発明から第１０の発明において、送信した信号が目標物によって反射されて受信されるまでの時間により、目標物までの距離を測定する距離測定手段をさらに有することを特徴とする方位測定装置である。
【発明の効果】
【００２６】
第１の発明は、従来の電子スキャン方式のように複数の受信アンテナを必要とする方位測定方式ではなく、受信した信号の周波数スペクトルから目標物の方位を測定する方式であり、１つの受信アンテナで目標物の方位を測定することができる。そのため、装置の構成を簡素化することができる。
【００２７】
また、第２の発明のように、信号にはパルス波を用いることができ、簡易に方位の測定ができる。
【００２８】
また、第３の発明のように、周波数によりビーム方向が変化するアンテナとして、直列給電アレーアンテナまたは進行波アンテナを用いることができる。
【００２９】
また、第４の発明によれば、より広範囲に目標物の方位を検知することができる。また、ＣＲＬＨ伝送線路の単位セル数を増やしてアンテナを大きくし、アンテナ感度の向上を図ることができる。その結果、より遠方の目標物の方位を検知することができる。
【００３０】
また、第５、６、１０の発明のように、受信した信号の周波数を測定する方式として、ＢＰＦを用いる方式や、フーリエ変換を用いる方式、ローカル信号の周波数を変えて直交検波する方式を信号処理部に採用することができる。
【００３１】
また、第７の発明のように、ビート信号を生成して周波数を下げてから信号処理部で処理を行うことで、より簡易に目標物の方位測定を行うことができ、装置の低コスト化を図ることができる。
【００３２】
また、第８の発明によると、ビート信号に折り返しを生じることがなく、方位の検知精度を向上させることができる。
【００３３】
また、第９の発明によると、さらなる装置の簡素化を図ることができる。
【００３４】
また、第１１の発明のように、本発明は目標物の方位測定と同時に距離測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の方位測定装置の構成を示した図。
【図２】漏れ波アンテナの構成を示した図。
【図３】信号の周波数スペクトルを示した図。
【図４】送信される信号の放射方向を模式的に示した図。
【図５】送信する信号と受信した信号の周波数スペクトルを示した図。
【図６】実施例２の方位測定装置の構成を示した図。
【図７】実施例３の方位測定装置の構成を示した図。
【図８】実施例４の方位測定装置の構成を示した図。
【図９】発振器４０の発信周波数と時間との関係を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３７】
図１は、実施例１の方位測定装置の構成を示した図である。実施例１の方位測定装置は、発振器１０、１６と、発振器１０に接続され、発振器１０からの信号が放射される送信アンテナ１１と、目標物によって反射された信号を受信する受信アンテナ１２と、受信アンテナ１２および発振器１６に接続されたミキサ１３と、ミキサ１３の出力が分配されて入力されるＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１４Ａ〜Ｃと、ＢＰＦ１４Ａ〜Ｃに接続された信号処理部１５と、によって構成されている。
【００３８】
発振器１０は、所定の周期で所定幅のパルス波である信号を発振する。このようなパルス波は、所定の周波数帯域（たとえばミリ波帯域）に所定の帯域幅で広がった周波数スペクトルを有する（図３参照）。
【００３９】
送信アンテナ１１は、パルス波の周波数帯域において右手系／左手系で動作するＣＲＬＨ伝送線路を有した漏れ波アンテナである。漏れ波アンテナは本発明における進行波アンテナの一種である。図２は、漏れ波アンテナの構成を示した図である。漏れ波アンテナは、フッ素樹脂からなる誘電体基板１０１の一方の表面に接地板１０２、他方の表面にマイクロストリップ導体が形成された構造である。マイクロストリップ導体は、給電点２１０ａからｘ軸方向に直線状に延設された伝送線路２１０の間に、１７個の単位セル１００がｘ軸方向に繰り返し配列された構成である。伝送線路２１０の単位セル１００側端部は、線路幅が広がった形状を有するキャパシタ成分２２０となっている。単位セル１００は、ｘ軸方向に直線状に延設された伝送線路２１１と、線路幅が広がった形状を有するキャパシタ成分２２１、２３１と、伝送線路２１１の中央からｙ軸方向（ｘ軸方向に直交する方向）の正・負方向に伸び、インダクタを形成するスタブ２４１、２５１と、を有している。伝送線路２１０のキャパシタ成分２２０と、隣接する単位セル１００のキャパシタ成分２３１あるいは２２１とでギャップを有して対となり、キャパシタを形成する。また、単位セル１００のキャパシタ成分２２１と、隣接する単位セル１００のキャパシタ成分２３１とでギャップを有して対となり、キャパシタを形成する。上記のパターンのマイクロストリップ導体によって、ＣＲＬＨ伝送線路が構成される。
【００４０】
以上の構成の漏れ波アンテナによると、信号の周波数によってビーム方向を変化させることができる。また、右手系／左手系で動作するため、周波数変化に対するビーム方向の変化が大きい。そのため、目標物の方位検知範囲が大きくなる。なお、右手系で動作する漏れ波アンテナであってもよいが、目標物の方位検知範囲が狭くなるため望ましくない。
【００４１】
なお、上記のＣＲＬＨ伝送線路を有した漏れ波アンテナは一例であり、従来より知られる他の任意の導体パターンのＣＲＬＨ伝送線路であってよい。
【００４２】
受信アンテナ１２は、パルス波の周波数帯域の信号を受信可能な任意の構成のアンテナである。送信アンテナ１１と同様の、あるいは異なった構成のアンテナであってもよい。
【００４３】
逆に、受信アンテナ１２が漏れ波アンテナで送信アンテナ１１が漏れ波アンテナ以外のアンテナであってもよい。さらに言えば、送信アンテナ１１と受信アンテナの少なくとも一方が、周波数によりビーム方向が変化するアンテナ（直列給電アレーアンテナや進行波アンテナなど）であれば、漏れ波アンテナに限らず他の構造のアンテナを用いてよい。また、サーキュレータを用いて送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とを１つのアンテナで共用してもよい。
【００４４】
ミキサ１３は、受信アンテナ１２により受信した信号と、ローカル信号とを混合してビート信号を生成する。ローカル信号は、発振器１６によって生成する。ローカル信号は単一周波数であり、その周波数は発振器１０の生成するパルス波である信号の周波数帯域から外れた周波数である（図３参照）。
【００４５】
なお、ミキサ１３は必ずしも必要ではないが、信号の周波数が高いままでは後の信号処理部１５での信号処理が難しくなるため、実施例１のように、ローカル信号と混合してビート信号を生成し周波数を下げた後、信号処理部１５において信号処理を行うのが望ましい。また、ビート信号の周波数をなるべく低くして信号処理を容易とするために、ローカル信号の周波数はパルス波の周波数帯域から外れた範囲でなるべくそのパルス波の周波数帯域に近いことが望ましい。
【００４６】
ＢＰＦ１４Ａ〜Ｃは、それぞれ周波数通過帯域が異なっており、送信した信号の周波数帯域のうち、それぞれ高域側成分、中域側成分、低域側成分を通過するよう通過帯域が設計されている。
【００４７】
信号処理部１５は、ＢＰＦ１４Ａ〜Ｃからのビート信号の強度をそれぞれ測定する。そして、その信号強度の違いから目標物の方位を測定する。また、放射された信号が目標物によって反射されて受信するまでの時間から、目標物の距離を測定する。
【００４８】
次に、実施例１の方位測定装置の動作について詳細に説明する。
【００４９】
送信アンテナ１１によって、発振器３０により生成されたパルス波である信号が放射される際、送信アンテナ１１が周波数によりビーム方向が変化する漏れ波アンテナであること、および、信号がパルス波のため信号の周波数が所定の帯域幅に広がっていること、の２つの理由により、放射される電磁波のビーム方向が周波数に依存して広がりを持つことになる。たとえば、図４のように、周波数が高いほど送信アンテナ１１の正面より左側に放射され、周波数が低いほど右側に放射される特性となる。放射された信号は目標物によって反射されて受信アンテナ１２により受信されるが、この受信した信号の周波数スペクトルは、目標物の方位に依存して変化する。
【００５０】
たとえば目標物が図４のように右側にあった場合を考える。このとき、送信アンテナ１１から放射された信号のうち、左側に放射される高域の周波数成分、および正面側に放射される中域の周波数成分は、目標物には照射されず、右側に放射される低域の周波数成分のみが目標物に照射される。その結果、図５のように、受信した信号の周波数スペクトルは、送信した信号の中心周波数よりも低い中心周波数となり、帯域幅も送信した信号より狭くなる。
【００５１】
このように変化した信号の周波数は、ＢＰＦ１４Ａ〜Ｃと信号処理部１５によって解析される。具体的には、ＢＰＦ１４Ａ〜Ｃは、送信した信号の周波数帯域のうち、それぞれ高域側成分、中域側成分、低域側成分を透過するよう透過帯域が設計されているため、ＢＰＦ１４Ａ〜Ｃからの信号の強度を測定して比較すれば、高域側成分、中域側成分、低域側成分のいずれの強度が強いかがわかり、それにより目標物が左側、正面側、右側のどの方位にあるかを検知することができる。たとえば図４の場合では、目標物によって低域側成分が反射されるため、ＢＰＦ１４Ｃを通過する信号の強度が最も強くなり、目標物が右側に存在していることを検知することができる。
【００５２】
以上のように、実施例１の方位測定装置によると、送信アンテナ１１に対して、右側、正面側、左側の３方向のうち、どの方向に目標物が存在しているのかを測定することができる。また、実施例１の方位測定装置は、従来の電子スキャン方式による方位測定装置のような複数の受信アンテナを必要とせず、１つの受信アンテナであるため、装置の構成を簡素化することができ、その結果、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００５３】
また、実施例１の方位測定装置では、１つの受信アンテナ１２で済むため、送信アンテナ１１である漏れ波アンテナの単位セル１００の数を増やして大きくすることができる。これにより、アンテナ感度の向上を図ることができ、より遠方の目標物も検知できるようになるとともに、方位解像度も向上する。また、実施例１の方位測定装置ではＢＰＦの数を３つとしたが、これに限定されるものではなく、３つよりも多くのＢＰＦを設けることで方位解像度を向上させることができる。
【実施例２】
【００５４】
図６は、実施例２の方位測定装置の構成を示した図である。実施例２の方位測定装置は、実施例１の方位測定装置におけるＢＰＦ１４Ａ〜Ｃと信号処理部１５を、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２６、Ａ／Ｄ変換器２７、信号処理部２５に置き換えた構成である。
【００５５】
ミキサ１３から出力されたビート信号は、ＬＰＦ２６、Ａ／Ｄ変換器２７を通して信号処理部２５に入力される。信号処理部２５は、デジタル化されたビート信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを算出する手段である。この信号処理部２５によって算出されたビート信号の周波数スペクトルは、送信アンテナ１１が周波数によってビーム方向が変化する漏れ波アンテナであること、および放射される信号がパルス波で所定の周波数帯域幅を有していることから、目標物の方位に依存して変化する。したがって、ビート信号の周波数スペクトルの相違から、目標物の方位を測定することができる。
【００５６】
この実施例２の方位測定装置によると、実施例１の方位測定装置と同様に、従来の電子スキャン方式による方位測定装置のような複数の受信アンテナを必要とせず、１つの受信アンテナであるため、装置の構成を簡素化することができ、その結果、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【実施例３】
【００５７】
図７は、実施例３の方位測定装置の構成を示した図である。実施例３の方位測定装置は、発振器３０と、方向性結合器３４と、スイッチ３３と、送信アンテナ３１と、受信アンテナ３２と、ミキサ３５Ａ、Ｂと、９０°移相器３６と、ＬＰＦ３６Ａ、Ｂと、Ａ／Ｄ変換器３７Ａ、Ｂと、信号処理部３８と、によって構成されている。
【００５８】
発振器３０は、所定の周波数の連続波を発振する。この連続波をスイッチ３３によってオンオフすることにより、所定の間隔で所定幅のパルス波である信号を生成する。この信号は、実施例１でも説明したように、所定の周波数帯域に所定の帯域幅で広がった周波数スペクトルを有する。なお、スイッチ３３に替えてアンプによってオンオフしてもよい。
【００５９】
送信アンテナ３１、受信アンテナ３２は、それぞれ実施例１の方位測定装置の送信アンテナ１１、受信アンテナ１２と同様の構成である。
【００６０】
受信アンテナ１２により受信された信号は、発振器３０からの連続波の一部を方向性結合器３４によって分岐して取り出した連続波によって直交検波する。すなわち、ミキサ３５Ａには受信した信号と連続波を入力して混合し、ミキサ３５Ｂには受信した信号と、９０°移相器３６によって９０°移相された連続波を入力して混合する。なお、このように直交検波する必要は必ずしもなく、実施例１、２のように同期検波するものであってもよい。しかし、目標物の方位によっては受信した信号の周波数と連続波の周波数とがほぼ一致してしまう可能性があるため、直交検波とすることが望ましい。
【００６１】
ミキサ３５Ａ、Ｂから出力されるビート信号は、ＬＰＦ３６Ａ、Ｂをそれぞれ透過し、Ａ／Ｄ変換器３７Ａ、Ｂによってそれぞれデジタル化された後、信号処理部３８に入力される。信号処理部３８は、デジタル化されたビート信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを算出する。ビート信号の周波数スペクトルは、送信アンテナ３１が周波数によってビーム方向が変化する漏れ波アンテナであること、および放射される信号がパルス波で所定の周波数帯域幅を有していることから、目標物の方位に依存して変化する。そのため、ビート信号の周波数スペクトルから目標物の方位を測定することができる。
【００６２】
この実施例３の方位測定装置によると、実施例１、２の方位測定装置と同様に、従来の電子スキャン方式による方位測定装置のような複数の受信アンテナを必要とせず、１つの受信アンテナであるため、装置の構成を簡素化することができ、その結果、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００６３】
なお、実施例３では、ビート信号の周波数解析手段として実施例２のようなフーリエ変換により周波数スペクトルを算出する方式を用いたが、実施例１のように通過帯域の異なる複数のＢＰＦを用いてビート信号の周波数を解析する方式を実施例３において用いることも可能である。
【実施例４】
【００６４】
図８は、実施例４の方位測定装置の構成を示した図である。実施例４の方位測定装置は、実施例３の方位測定装置において方向性結合器３４を省き、信号処理部３８を信号強度を測定する実施例１の信号処理部１５に替え、新たに発振器４０を設け、発振器４０をミキサ３５Ａ、９０°移相器３６に接続した構成である。他の構成については実施例３と同様である。
【００６５】
発振器４０は、図９のように、時間と共に周波数がｆ０−Δｆ／２、ｆ０、ｆ０＋Δｆ／２の三段階に変化する。ここでΔｆは、発振器３０が発振する連続波をスイッチ３３によりオンオフさせて生じるパルス波の周波数帯域幅よりも小さな所定の値である。
【００６６】
実施例４の方位測定装置では、発振器４０の周波数を段階的に切り換えることにより信号の周波数依存性を解析する構成であり、ｆ０−Δｆ／２、ｆ０、ｆ０＋Δｆ／２の３つの周波数近傍での信号強度を測定することができる。そして、信号強度の周波数による違いから、実施例１と同様に、目標物の方位が左側、正面側、右側のどの方位にあるかを測定することができる。
【００６７】
なお、実施例４において発振器４０の段階的に変化する周波数の段数を増やしてΔｆを小さくし、ＬＰＦ３６Ａ、Ｂの透過帯域を狭くすれば、容易に信号の周波数解析精度を向上させることができ、目標物の方位測定の精度をより向上させることができる。
【００６８】
また、実施例１〜４では、受信した信号の周波数スペクトルを解析する方式のみによって目標物の方位を検知しているが、電子スキャン方式と組み合わせることで２次元的な方位検知を行うようにしてもよい。
【００６９】
また、実施例２〜４においても、実施例１と同様にして、目標物の方位検知とともに、目標物の距離測定を行うことが可能である。
【００７０】
また、実施例１〜４では、周波数によりビーム方向が変化するアンテナとして、進行波アンテナの１つである漏れ波アンテナを用いたが、他の進行波アンテナや、直列給電アレーアンテナなどを用いてもよい。
【００７１】
また、実施例１〜４ではパルス波を放射する信号として用いたが、本発明はこれらの波形の信号に限るものではなく、所定の帯域幅内の信号であればよい。たとえば、時間により線形に周波数の変化する波形の信号や、時間により周波数が段階的に変化する波形の信号を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、車載レーダ装置などに応用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０、１６、３０：発振器
１１、３１：送信アンテナ
１２、３２：受信アンテナ
１３、３５Ａ、Ｂ：ミキサ
１４Ａ〜Ｃ：ＢＰＦ
１５、２５、３８：信号処理部
２６、３６Ａ、Ｂ：ＬＰＦ
２７、３７Ａ、Ｂ：Ａ／Ｄ変換器
３３：スイッチ
３４：方向性結合器
【図１】
2012202830.tif 000003
【図２】
2012202830.tif 000004
【図３】
2012202830.tif 000005
【図４】
2012202830.tif 000006
【図５】
2012202830.tif 000007
【図６】
2012202830.tif 000008
【図７】
2012202830.tif 000009
【図８】
2012202830.tif 000010
【図９】
2012202830.tif 000011