JPH09311186A - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
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- JPH09311186A JPH09311186A JP15175896A JP15175896A JPH09311186A JP H09311186 A JPH09311186 A JP H09311186A JP 15175896 A JP15175896 A JP 15175896A JP 15175896 A JP15175896 A JP 15175896A JP H09311186 A JPH09311186 A JP H09311186A
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Abstract
(57)【要約】
〔課題〕自装置から見た反射体の方位（方位）を高精度
で検出可能なレーダ装置を提供する。 〔解決手段〕電波、光波又は音波（超音波を含む）のい
ずれかの波動を送信する波動送信手段（TX) と、所定の
間隔を保って配置されると共に前記波動送信手段から送
信され反射体で反射された波動の反射波を受信する第
１, 第２の反射波受信手段( RX1,RX2)と、これら第１,
第２の反射波受信手段が受信した反射波の位相、振幅、
周波数又は出現時点の差からこれら第１, 第２の反射波
受信手段それぞれと前記反射体との間の前記波動の伝播
行路長の差を検出し、この検出した伝播行路長の差から
前記反射波の方位を算定する手段(7,8,9,10,11,12,13,
1) とを備える。
で検出可能なレーダ装置を提供する。 〔解決手段〕電波、光波又は音波（超音波を含む）のい
ずれかの波動を送信する波動送信手段（TX) と、所定の
間隔を保って配置されると共に前記波動送信手段から送
信され反射体で反射された波動の反射波を受信する第
１, 第２の反射波受信手段( RX1,RX2)と、これら第１,
第２の反射波受信手段が受信した反射波の位相、振幅、
周波数又は出現時点の差からこれら第１, 第２の反射波
受信手段それぞれと前記反射体との間の前記波動の伝播
行路長の差を検出し、この検出した伝播行路長の差から
前記反射波の方位を算定する手段(7,8,9,10,11,12,13,
1) とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、車両
の衝突警報システムなどを実現するためのレーダ装置に
関するものであり、特に、方向の検出精度を高めたレー
ダ装置に関するものである。
の衝突警報システムなどを実現するためのレーダ装置に
関するものであり、特に、方向の検出精度を高めたレー
ダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の衝突警報装置などを実現するため
に、各種の車載用レーダ装置が開発されてきている。こ
の種の車載用レーダ装置は、電波、光波、音波などの波
動を車両の前方などに送信したのちこの送信波が先行車
両や歩行者などの反射体に衝突して発生した反射波を受
信し、この受信した反射波と元の送信波との間の位相、
振幅、周波数あるいは出現時点の差からこのレーダ装置
と反射体との間を波動が往復するのに要した伝播所要時
間を検出し、この検出した伝播所要時間と、波動に固有
の伝播速度とから反射体までの距離を算定するように構
成されている。
に、各種の車載用レーダ装置が開発されてきている。こ
の種の車載用レーダ装置は、電波、光波、音波などの波
動を車両の前方などに送信したのちこの送信波が先行車
両や歩行者などの反射体に衝突して発生した反射波を受
信し、この受信した反射波と元の送信波との間の位相、
振幅、周波数あるいは出現時点の差からこのレーダ装置
と反射体との間を波動が往復するのに要した伝播所要時
間を検出し、この検出した伝播所要時間と、波動に固有
の伝播速度とから反射体までの距離を算定するように構
成されている。
【０００３】上記基本的な距離の測定に加えて、先行車
両や、沿道の歩行者などの反射波を生じさせた反射体の
自車両から見た方向（「方位」と称する）を測定し、こ
の方位に基づき各反射体が走行の障害になり得るか否か
の判定が行われる。この方位の測定のためには、波動を
細いビーム状に絞り、これをビームの中心方向と直角の
方向に走査することが必要になる。
両や、沿道の歩行者などの反射波を生じさせた反射体の
自車両から見た方向（「方位」と称する）を測定し、こ
の方位に基づき各反射体が走行の障害になり得るか否か
の判定が行われる。この方位の測定のためには、波動を
細いビーム状に絞り、これをビームの中心方向と直角の
方向に走査することが必要になる。
【０００４】従来、このビームの走査は、波動としてレ
ーザ光を利用する場合にはポリゴンミラーを回転させる
機械式のものが利用されてきた。これに対して、波動と
してミリ波帯の電波を使用する場合には、反射鏡などを
含む比較的大型のアンテナ装置を機械的に高速回転させ
ることが困難なため、電波の放射方向を少しずつずらし
て多数アンテナを配列し、これらを時分割的に切り換え
て動作させる電子式のものが使用されてきた。
ーザ光を利用する場合にはポリゴンミラーを回転させる
機械式のものが利用されてきた。これに対して、波動と
してミリ波帯の電波を使用する場合には、反射鏡などを
含む比較的大型のアンテナ装置を機械的に高速回転させ
ることが困難なため、電波の放射方向を少しずつずらし
て多数アンテナを配列し、これらを時分割的に切り換え
て動作させる電子式のものが使用されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、波動として電波
を使用する場合には、反射体の方位検出用のビームの走
査のために多数のアンテナを配列している。このため、
アンテナ装置全体が高価・大型になるという問題があ
る。従って、本発明の一つの目的は、より少数のアンテ
ナを使用した安価・小型な構成のもとに反射体の方位を
高精度で検出できるレーダ装置を提供することにある。
を使用する場合には、反射体の方位検出用のビームの走
査のために多数のアンテナを配列している。このため、
アンテナ装置全体が高価・大型になるという問題があ
る。従って、本発明の一つの目的は、より少数のアンテ
ナを使用した安価・小型な構成のもとに反射体の方位を
高精度で検出できるレーダ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のレーダ装置は、
電波、光波又は音波（超音波を含む）のいずれかの波動
を送信する波動送信手段と、所定の間隔を保って配置さ
れると共に前記波動送信手段から送信され反射体で反射
された波動の反射波を受信する第１，第２の反射波受信
手段と、前記第１，第２の反射波受信手段が受信した反
射波の位相、振幅、周波数又は出現時点の差から第１，
第２の反射波受信手段のそれぞれと前記反射体との間の
前記波動の伝播行路長の差を検出し、この検出した伝播
行路長の差から前記反射体の方位を算定する手段とを備
えている。
電波、光波又は音波（超音波を含む）のいずれかの波動
を送信する波動送信手段と、所定の間隔を保って配置さ
れると共に前記波動送信手段から送信され反射体で反射
された波動の反射波を受信する第１，第２の反射波受信
手段と、前記第１，第２の反射波受信手段が受信した反
射波の位相、振幅、周波数又は出現時点の差から第１，
第２の反射波受信手段のそれぞれと前記反射体との間の
前記波動の伝播行路長の差を検出し、この検出した伝播
行路長の差から前記反射体の方位を算定する手段とを備
えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によれば、波
動送信手段から送信される波動は電波又は音波であり、
第１，第２の反射波受信手段の少なくとも一方はこの波
動送信手段と兼用される。本発明の他の実施の形態によ
れば、送受信される波動は振幅変調された電波、光波又
は音波であり、各受信手段に受信された反射波から抽出
された被変調波の位相の差から伝播行路差が検出され
る。本発明の更に他の実施の形態によれば、送受信され
る波動は周波数が時間と共に変化する周波数変調された
電波又は音波であり、各受信手段に受信された反射波の
周波数の差から伝播行路差が検出される。
動送信手段から送信される波動は電波又は音波であり、
第１，第２の反射波受信手段の少なくとも一方はこの波
動送信手段と兼用される。本発明の他の実施の形態によ
れば、送受信される波動は振幅変調された電波、光波又
は音波であり、各受信手段に受信された反射波から抽出
された被変調波の位相の差から伝播行路差が検出され
る。本発明の更に他の実施の形態によれば、送受信され
る波動は周波数が時間と共に変化する周波数変調された
電波又は音波であり、各受信手段に受信された反射波の
周波数の差から伝播行路差が検出される。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例のＡＭレーダ装置
の構成を示すブロック図であり、ＴＸは送信専用のアン
テナ、ＲＸ１とＲＸ２は受信専用のアンテナ、１は方位
／距離算定部、２はキャリア（搬送波）発生回路、３は
ＩＦ（中間周波）信号発生回路、４はＬＦ（低周波）信
号発生回路、５，６は振幅変調回路、７，８は検波回
路、９，１０は高域通過濾波回路（ＨＰＦ）、１１は低
域通過濾波回路（ＬＰＦ）、１２はＩＦ信号位相差検出
回路、１３はＬＦ信号位相差検出回路である。
の構成を示すブロック図であり、ＴＸは送信専用のアン
テナ、ＲＸ１とＲＸ２は受信専用のアンテナ、１は方位
／距離算定部、２はキャリア（搬送波）発生回路、３は
ＩＦ（中間周波）信号発生回路、４はＬＦ（低周波）信
号発生回路、５，６は振幅変調回路、７，８は検波回
路、９，１０は高域通過濾波回路（ＨＰＦ）、１１は低
域通過濾波回路（ＬＰＦ）、１２はＩＦ信号位相差検出
回路、１３はＬＦ信号位相差検出回路である。
【０００９】キャリア発生回路２は、６０GHz 程度のミ
リ波帯の高周波のキャリアを発生し、振幅変調回路６の
被変調信号入力端子に供給する。ＩＦ信号発生回路３
は、３００ MHz（波長１ｍ）程度のＩＦ信号を発生し、
振幅変調回路５の被変調信号入力端子に供給する。ＬＦ
信号発生回路４は、１．５ MHz（波長２００ｍ）程度の
ＬＦ信号を発生し振幅変調回路５の変調信号入力端子に
供給する。振幅変調回路５の被変調信号入力端子に供給
されたＩＦ信号は、その変調信号入力端子に供給される
ＬＦ信号によって振幅変調されて振幅変調回路６の変調
信号入力端子に供給され、その被変調信号入力端子に供
給されるキャリアを振幅変調する。
リ波帯の高周波のキャリアを発生し、振幅変調回路６の
被変調信号入力端子に供給する。ＩＦ信号発生回路３
は、３００ MHz（波長１ｍ）程度のＩＦ信号を発生し、
振幅変調回路５の被変調信号入力端子に供給する。ＬＦ
信号発生回路４は、１．５ MHz（波長２００ｍ）程度の
ＬＦ信号を発生し振幅変調回路５の変調信号入力端子に
供給する。振幅変調回路５の被変調信号入力端子に供給
されたＩＦ信号は、その変調信号入力端子に供給される
ＬＦ信号によって振幅変調されて振幅変調回路６の変調
信号入力端子に供給され、その被変調信号入力端子に供
給されるキャリアを振幅変調する。
【００１０】振幅変調回路６から出力される振幅変調を
受けたキャリア（ＡＭ信号）は、送信専用のアンテナＴ
Ｘから車両の前方などの空間に送信される。送信専用の
アンテナＴＸから送信されたＡＭ信号の一部は、車両の
前方の車両や歩行者などの反射体で反射され、送信経路
と逆向きの経路を辿って反射ＡＭ信号として受信専用の
アンテナＲＸ１とＲＸ２とに受信される。アンテナＲＸ
１，ＲＸ２に受信された反射ＡＭ信号は、それぞれ検波
回路７と８とにおいて検波されることによってキャリア
信号が除去され、ＬＦ信号による振幅変調を受けたＩＦ
信号に復調される。
受けたキャリア（ＡＭ信号）は、送信専用のアンテナＴ
Ｘから車両の前方などの空間に送信される。送信専用の
アンテナＴＸから送信されたＡＭ信号の一部は、車両の
前方の車両や歩行者などの反射体で反射され、送信経路
と逆向きの経路を辿って反射ＡＭ信号として受信専用の
アンテナＲＸ１とＲＸ２とに受信される。アンテナＲＸ
１，ＲＸ２に受信された反射ＡＭ信号は、それぞれ検波
回路７と８とにおいて検波されることによってキャリア
信号が除去され、ＬＦ信号による振幅変調を受けたＩＦ
信号に復調される。
【００１１】検波回路７から出力される復調信号は、高
域通過濾波回路９と低域通過濾波回路１１とに供給され
る。高域通過濾波回路９では、復調信号から低周波のＬ
Ｆ信号成分が除去され、高周波のＩＦ信号成分のみとな
ってＩＦ信号位相差検出回路１２の一方の入力端子に供
給される。このＩＦ信号位相差検出回路１２の他方の入
力端子には、検波回路８から出力され、高域通過濾波回
路１０で低周波のＬＦ信号成分が除去されて高周波のＩ
Ｆ信号成分のみとなった復調信号が供給される。
域通過濾波回路９と低域通過濾波回路１１とに供給され
る。高域通過濾波回路９では、復調信号から低周波のＬ
Ｆ信号成分が除去され、高周波のＩＦ信号成分のみとな
ってＩＦ信号位相差検出回路１２の一方の入力端子に供
給される。このＩＦ信号位相差検出回路１２の他方の入
力端子には、検波回路８から出力され、高域通過濾波回
路１０で低周波のＬＦ信号成分が除去されて高周波のＩ
Ｆ信号成分のみとなった復調信号が供給される。
【００１２】ＩＦ信号位相差検出回路１２は、受信専用
のアンテナＲＸ１，ＲＸ２のそれぞれで受信され、復調
された波長１ｍ程度のＩＦ信号の位相差を検出し、検出
結果を方位／距離算定部１に通知する。方位／距離算定
部１は、ＩＦ信号位相差検出回路１２から通知されたＩ
Ｆ信号の位相差にＩＦ信号の波長１ｍを乗算することに
よって反射波の伝播行路差を算定し、この算定した最大
１ｍの反射波の伝播行路差と、受信専用のアンテナＲＸ
１，ＲＸ２との設置間隔とから反射波を生じさせた標的
の方位を算定する。
のアンテナＲＸ１，ＲＸ２のそれぞれで受信され、復調
された波長１ｍ程度のＩＦ信号の位相差を検出し、検出
結果を方位／距離算定部１に通知する。方位／距離算定
部１は、ＩＦ信号位相差検出回路１２から通知されたＩ
Ｆ信号の位相差にＩＦ信号の波長１ｍを乗算することに
よって反射波の伝播行路差を算定し、この算定した最大
１ｍの反射波の伝播行路差と、受信専用のアンテナＲＸ
１，ＲＸ２との設置間隔とから反射波を生じさせた標的
の方位を算定する。
【００１３】検波回路７から出力される復調信号の一部
は低域通過濾波回路１１に供給され、高周波のＩＦ信号
成分が除去されて低周波のＬＦ信号成分のみとなってＬ
Ｆ信号の位相差検出回路１３の一方の入力端子に供給さ
れる。このＬＦ信号位相差検出回路１３の他方の入力端
子には、ＬＦ信号発生回路４で発生されたＬＦ信号が供
給される。
は低域通過濾波回路１１に供給され、高周波のＩＦ信号
成分が除去されて低周波のＬＦ信号成分のみとなってＬ
Ｆ信号の位相差検出回路１３の一方の入力端子に供給さ
れる。このＬＦ信号位相差検出回路１３の他方の入力端
子には、ＬＦ信号発生回路４で発生されたＬＦ信号が供
給される。
【００１４】ＬＦ信号位相差検出回路１３は、受信専用
のアンテナＲＸ１で受信され、復調されたＬＦ信号と、
ＬＦ信号発生回路４から供給されたＬＦ信号の位相差を
検出し、検出結果を方位／距離算定部１に通知する。方
位／距離算定部１は、ＬＦ信号位相差検出回路１３から
通知されたＬＦ信号の位相差にＬＦ信号の波長２００ｍ
を乗算することによって放射されたＡＭ信号の物標との
間の往復の伝播行路長を算定し、これを半分にすること
により最大１００ｍの標的までの距離を算定する。
のアンテナＲＸ１で受信され、復調されたＬＦ信号と、
ＬＦ信号発生回路４から供給されたＬＦ信号の位相差を
検出し、検出結果を方位／距離算定部１に通知する。方
位／距離算定部１は、ＬＦ信号位相差検出回路１３から
通知されたＬＦ信号の位相差にＬＦ信号の波長２００ｍ
を乗算することによって放射されたＡＭ信号の物標との
間の往復の伝播行路長を算定し、これを半分にすること
により最大１００ｍの標的までの距離を算定する。
【００１５】送信専用のアンテナＴＸと、受信専用の２
個のアンテナＲＸ１，ＲＸ２とは、図５の（イ），
（ロ），（ハ）に例示するように配置されている。すな
わち、車体の前部の中心部分に送信専用のアンテナＴＸ
が車両の真っ直ぐ前方を向いて配置されており、その両
側に受信専用の２個のアンテナＲＸ１とＲＸ２とが互い
に距離Ｄ（典型的には１ｍ）だけ離れて配置されてい
る。図５（イ）に例示するように、送信専用のアンテナ
ＴＸから送信されたＡＭ信号の反射波を生じさせる車両
や歩行者などの反射体Ｔが車両の真っ直ぐ前方に存在す
る場合には、反射体Ｔから各受信専用のアンテナＲＸ１
とＲＸ２までの反射波の伝播行路は等しい値Ｒとなり、
伝播行路差はゼロになる。
個のアンテナＲＸ１，ＲＸ２とは、図５の（イ），
（ロ），（ハ）に例示するように配置されている。すな
わち、車体の前部の中心部分に送信専用のアンテナＴＸ
が車両の真っ直ぐ前方を向いて配置されており、その両
側に受信専用の２個のアンテナＲＸ１とＲＸ２とが互い
に距離Ｄ（典型的には１ｍ）だけ離れて配置されてい
る。図５（イ）に例示するように、送信専用のアンテナ
ＴＸから送信されたＡＭ信号の反射波を生じさせる車両
や歩行者などの反射体Ｔが車両の真っ直ぐ前方に存在す
る場合には、反射体Ｔから各受信専用のアンテナＲＸ１
とＲＸ２までの反射波の伝播行路は等しい値Ｒとなり、
伝播行路差はゼロになる。
【００１６】図５の（ロ）に例示するように、反射体Ｔ
が車両の右前方に存在する場合には、この反射体Ｔから
受信専用のアンテナＲＸ１までの反射波の伝播行路長
が、この反射体Ｔから受信専用のアンテナＲＸ２までの
反射波の伝播行路長Ｒよりもδだけ長くなる。この行路
長の差δが各受信専用のアンテナＲＸ１とＲＸ２に受信
された反射波に含まれるＩＦ信号の位相を比較すること
によって検出される。
が車両の右前方に存在する場合には、この反射体Ｔから
受信専用のアンテナＲＸ１までの反射波の伝播行路長
が、この反射体Ｔから受信専用のアンテナＲＸ２までの
反射波の伝播行路長Ｒよりもδだけ長くなる。この行路
長の差δが各受信専用のアンテナＲＸ１とＲＸ２に受信
された反射波に含まれるＩＦ信号の位相を比較すること
によって検出される。
【００１７】電波の伝播速度はほぼ３×１０8 ｍ／sec
であるから、電波がδｍの距離を伝播するための所要時
間はτ=(δ/3 )１０ー8sec = ( δ/0.3 ) nsec となる。
この時間差をＩＦ信号の位相差によって検出するには、
ＩＦ信号の周波数ｆは、ｆ≦１／τ＝ 0.3／δ GHzであ
ればよい。δを１ｍとすれば、ＩＦ信号の周波数ｆは33
0 MHz 以下であればよい。
であるから、電波がδｍの距離を伝播するための所要時
間はτ=(δ/3 )１０ー8sec = ( δ/0.3 ) nsec となる。
この時間差をＩＦ信号の位相差によって検出するには、
ＩＦ信号の周波数ｆは、ｆ≦１／τ＝ 0.3／δ GHzであ
ればよい。δを１ｍとすれば、ＩＦ信号の周波数ｆは33
0 MHz 以下であればよい。
【００１８】図５の（ハ）に例示するように、反射体Ｔ
が車両の右前方に存在する場合には、この反射体Ｔから
受信専用のアンテナＲＸ１までの反射波の伝播行路長
が、この反射体Ｔから受信専用のアンテナＲＸ２までの
反射波の伝播行路長Ｒよりもδだけ短くなる。この伝播
行路長の差（−δ）が各受信専用のアンテナＲＸ１とＲ
Ｘ２に受信された反射波に含まれるＩＦ信号の位相を比
較することによって検出される。
が車両の右前方に存在する場合には、この反射体Ｔから
受信専用のアンテナＲＸ１までの反射波の伝播行路長
が、この反射体Ｔから受信専用のアンテナＲＸ２までの
反射波の伝播行路長Ｒよりもδだけ短くなる。この伝播
行路長の差（−δ）が各受信専用のアンテナＲＸ１とＲ
Ｘ２に受信された反射波に含まれるＩＦ信号の位相を比
較することによって検出される。
【００１９】方位／距離算定部１は、ＩＦ信号位相差検
出回路１２から通知されたＩＦ信号の位相差にＩＦ信号
の波長１ｍを乗算することによって、図５に例示したよ
うな最大１ｍの反射波の伝播行路差±δｍを算定し、こ
の算定した伝播行路差と、受信専用のアンテナＲＸ１，
ＲＸ２との設置間隔Ｄｍとから、反射波を生じさせた反
射体の方位を算定する。実際には、算定時間を短縮する
ため、伝播行路差δと受信専用のアンテナの設置間隔Ｄ
と標的までの距離Ｒを与えて方位角θを予め算定又は作
図によって求めておき、これを、ＲＯＭの上記δとＤと
Ｒとの組合せによって定義されるアドレスに格納してお
き、これを読出すだけの構成となっている。
出回路１２から通知されたＩＦ信号の位相差にＩＦ信号
の波長１ｍを乗算することによって、図５に例示したよ
うな最大１ｍの反射波の伝播行路差±δｍを算定し、こ
の算定した伝播行路差と、受信専用のアンテナＲＸ１，
ＲＸ２との設置間隔Ｄｍとから、反射波を生じさせた反
射体の方位を算定する。実際には、算定時間を短縮する
ため、伝播行路差δと受信専用のアンテナの設置間隔Ｄ
と標的までの距離Ｒを与えて方位角θを予め算定又は作
図によって求めておき、これを、ＲＯＭの上記δとＤと
Ｒとの組合せによって定義されるアドレスに格納してお
き、これを読出すだけの構成となっている。
【００２０】図６は、上述した反射体の方位角θを作図
によって求める方法を説明するための概念図である。原
点Ｏのまわりに対称にＤだけ離れた２点Ｐ１，Ｐ２が設
定され、その一方Ｐ１を中心にして半径Ｒの円弧が、他
方Ｐ２を中心にして半径（Ｒ＋δ）の円弧がそれぞれ描
かれ、両円弧の交点Ｐ３と原点Ｏとを連結する線分が引
かれ、この線分と線分Ｐ１Ｐ２に原点Ｏで立てた垂線
（一点鎖点）となす角度θが計測される。その結果の一
例を以下の表１に示す。
によって求める方法を説明するための概念図である。原
点Ｏのまわりに対称にＤだけ離れた２点Ｐ１，Ｐ２が設
定され、その一方Ｐ１を中心にして半径Ｒの円弧が、他
方Ｐ２を中心にして半径（Ｒ＋δ）の円弧がそれぞれ描
かれ、両円弧の交点Ｐ３と原点Ｏとを連結する線分が引
かれ、この線分と線分Ｐ１Ｐ２に原点Ｏで立てた垂線
（一点鎖点）となす角度θが計測される。その結果の一
例を以下の表１に示す。
【表１】
【００２１】表１の結果を分析してみると、予想外のか
つ極めて有意義な情報が得られる。これは、電波の伝播
行路差δが定まると、反射体までの距離Ｒが１０ｍから
８０ｍまでという大幅な範囲にわたって変化しても、方
位角θはほとんど変化しないという点である。例えば、
伝播行路差δが 0.3ｍの場合、反射体までの距離Ｒが１
０ｍでは標的の方位角θは17o （度）28’（分）39”
（秒）であり、標的までの距離Ｒが８０ｍに変化しても
方位角θは17o 27' 32" と僅かに１' 程度変化するだけ
である。このように、電波の伝播行路差から検出される
標的の方位角θの距離Ｒへの依存性は測定誤差の範囲内
で無視することができる。
つ極めて有意義な情報が得られる。これは、電波の伝播
行路差δが定まると、反射体までの距離Ｒが１０ｍから
８０ｍまでという大幅な範囲にわたって変化しても、方
位角θはほとんど変化しないという点である。例えば、
伝播行路差δが 0.3ｍの場合、反射体までの距離Ｒが１
０ｍでは標的の方位角θは17o （度）28’（分）39”
（秒）であり、標的までの距離Ｒが８０ｍに変化しても
方位角θは17o 27' 32" と僅かに１' 程度変化するだけ
である。このように、電波の伝播行路差から検出される
標的の方位角θの距離Ｒへの依存性は測定誤差の範囲内
で無視することができる。
【００２２】従って、反射体の方位角θの算定値をこの
標的までの距離Ｒに関係なく伝播行路差のみに依存する
数値として、ＲＯＭ内の電波の伝播行路差に対応するア
ドレスに格納しておき、各数値を検出した伝播行路差に
対応するアドレスから読出す近似的な方法を採用するこ
ともできる。
標的までの距離Ｒに関係なく伝播行路差のみに依存する
数値として、ＲＯＭ内の電波の伝播行路差に対応するア
ドレスに格納しておき、各数値を検出した伝播行路差に
対応するアドレスから読出す近似的な方法を採用するこ
ともできる。
【００２３】原理的には、受信専用のアンテナＲＸ２で
受信した反射波からも、低域通過濾波回路を用いてＬＦ
信号を抽出し、これとＬＦ信号発生回路４から出力され
るＬＦ信号との位相差からこのアンテナＲＸ２と反射体
との距離（Ｒ＋δ）を算定し、この算定値からＬＦ位相
差回路１３の検出結果に基づいて算定したアンテナＲＸ
１と反射体との距離Ｒを減算することにより伝播行路長
の差δを算定することができる。しかしながら、実際に
は、アンテナから反射体までの距離Ｒや（Ｒ＋δ）の検
出精度が±１ｍ程度の値であるため、この方法によって
方位を検出することは、従来の技術に照らしてほとんど
不可能と考えられる。
受信した反射波からも、低域通過濾波回路を用いてＬＦ
信号を抽出し、これとＬＦ信号発生回路４から出力され
るＬＦ信号との位相差からこのアンテナＲＸ２と反射体
との距離（Ｒ＋δ）を算定し、この算定値からＬＦ位相
差回路１３の検出結果に基づいて算定したアンテナＲＸ
１と反射体との距離Ｒを減算することにより伝播行路長
の差δを算定することができる。しかしながら、実際に
は、アンテナから反射体までの距離Ｒや（Ｒ＋δ）の検
出精度が±１ｍ程度の値であるため、この方法によって
方位を検出することは、従来の技術に照らしてほとんど
不可能と考えられる。
【００２４】図２は、本発明の他の実施例のＦＭレーダ
装置の構成を示すブロック図であり、１は方位／距離算
定部、２はキャリア発生回路、２１は三角波信号発生回
路、２２はＦＭ（周波数変調）回路、２３，２４はミキ
サー、２５はセレクタ、２６は高速フーリエ変換（ＦＦ
Ｔ）回路である。
装置の構成を示すブロック図であり、１は方位／距離算
定部、２はキャリア発生回路、２１は三角波信号発生回
路、２２はＦＭ（周波数変調）回路、２３，２４はミキ
サー、２５はセレクタ、２６は高速フーリエ変換（ＦＦ
Ｔ）回路である。
【００２５】キャリア発生回路２は、６０GHz 程度のミ
リ波帯の高周波のキャリアを発生し、ＦＭ回路２２の被
変調信号入力端子に供給する。三角波信号発生回路２１
は、振幅が一定の周期で直線的に増減する１．５ MHz程
度の三角波信号を発生し、ＦＭ回路２２の変調信号入力
端子に供給する。ＦＭ回路２２の被変調信号入力端子に
供給されたミリ波帯のキャリアは、その変調信号入力端
子に供給される三角波信号による周波数変調を受け、周
波数が直線的に増減するＦＭ信号となり、送信専用のア
ンテナＴＸから車両の前方に送信される。
リ波帯の高周波のキャリアを発生し、ＦＭ回路２２の被
変調信号入力端子に供給する。三角波信号発生回路２１
は、振幅が一定の周期で直線的に増減する１．５ MHz程
度の三角波信号を発生し、ＦＭ回路２２の変調信号入力
端子に供給する。ＦＭ回路２２の被変調信号入力端子に
供給されたミリ波帯のキャリアは、その変調信号入力端
子に供給される三角波信号による周波数変調を受け、周
波数が直線的に増減するＦＭ信号となり、送信専用のア
ンテナＴＸから車両の前方に送信される。
【００２６】送信専用のアンテナＴＸから送信されたＦ
Ｍ信号の一部は、先行車両や歩行者などの反射体で反射
され、送信経路と逆向きの経路を辿って反射ＦＭ信号と
して受信専用のアンテナＲＸ１とＲＸ２とに受信され
る。アンテナＲＸ１，ＲＸ２に受信された反射ＦＭ信号
は、ミキサー２３において混合され、両ＦＭ信号の伝播
行路差から生ずる周波数の差に等しい周波数のビート信
号を発生する。このビート信号は、セレクタ２５を介し
て高速フーリエ変換回路２６に供給され、周波数スペク
トルに変換され、ビート信号の周波数（ビート周波数）
が検出される。
Ｍ信号の一部は、先行車両や歩行者などの反射体で反射
され、送信経路と逆向きの経路を辿って反射ＦＭ信号と
して受信専用のアンテナＲＸ１とＲＸ２とに受信され
る。アンテナＲＸ１，ＲＸ２に受信された反射ＦＭ信号
は、ミキサー２３において混合され、両ＦＭ信号の伝播
行路差から生ずる周波数の差に等しい周波数のビート信
号を発生する。このビート信号は、セレクタ２５を介し
て高速フーリエ変換回路２６に供給され、周波数スペク
トルに変換され、ビート信号の周波数（ビート周波数）
が検出される。
【００２７】方位／距離算定部１は、高速フーリエ変換
変換回路１２で検出されたビート周波数から、反射波Ｆ
Ｍ信号の伝播時間差従って伝播行路差を算定し、この算
定した反射ＦＭ信号の伝播行路差と、受信専用のアンテ
ナＲＸ１，ＲＸ２との設置間隔とから反射波を生じさせ
た標的の方位を算定する。
変換回路１２で検出されたビート周波数から、反射波Ｆ
Ｍ信号の伝播時間差従って伝播行路差を算定し、この算
定した反射ＦＭ信号の伝播行路差と、受信専用のアンテ
ナＲＸ１，ＲＸ２との設置間隔とから反射波を生じさせ
た標的の方位を算定する。
【００２８】受信専用のアンテナＲＸ１から出力される
反射ＦＭ信号の一部はミキサー２４の一方の入力端子に
も供給され、他方の端子にＦＭ信号発生回路２２から供
給されるＦＭ信号と混合され、反射体との間のＦＭ信号
の往復の伝播所要時間に応じた周波数のビート信号を発
生させる。このビート信号は、セレクタ２５を介して高
速フーリエ変換回路２６に供給されて周波数スペクトル
に変換され、ビート信号の周波数（ビート周波数）が検
出される。方位／距離算定部１は、高速フーリエ変換変
換回路１２で検出されたビート周波数から、ＦＭ信号の
往復の伝播所要時間従って往復の伝播行路長を算定し、
この算定値の半分を光速で乗算することにより標的まで
の距離を検出する。
反射ＦＭ信号の一部はミキサー２４の一方の入力端子に
も供給され、他方の端子にＦＭ信号発生回路２２から供
給されるＦＭ信号と混合され、反射体との間のＦＭ信号
の往復の伝播所要時間に応じた周波数のビート信号を発
生させる。このビート信号は、セレクタ２５を介して高
速フーリエ変換回路２６に供給されて周波数スペクトル
に変換され、ビート信号の周波数（ビート周波数）が検
出される。方位／距離算定部１は、高速フーリエ変換変
換回路１２で検出されたビート周波数から、ＦＭ信号の
往復の伝播所要時間従って往復の伝播行路長を算定し、
この算定値の半分を光速で乗算することにより標的まで
の距離を検出する。
【００２９】図３は、本発明の更に他の実施例のパルス
レーダ装置の構成を示すブロック図であり、１は方位／
距離算定部、３１は超音波パルス発生回路、３２，３３
はパルス時間差検出回路である。
レーダ装置の構成を示すブロック図であり、１は方位／
距離算定部、３１は超音波パルス発生回路、３２，３３
はパルス時間差検出回路である。
【００３０】超音波パルス発生回路３１が発生した超音
波パルスは、送信専用のトランスデューサＴＸから車両
の前方に送信され、その一部は先行車両や歩行者などの
標的で反射され、送信経路と逆向きの経路を辿って反射
超音波パルス信号として受信専用のトランスデューサＲ
Ｘ１とＲＸ２とに受信される。
波パルスは、送信専用のトランスデューサＴＸから車両
の前方に送信され、その一部は先行車両や歩行者などの
標的で反射され、送信経路と逆向きの経路を辿って反射
超音波パルス信号として受信専用のトランスデューサＲ
Ｘ１とＲＸ２とに受信される。
【００３１】トランスデューサＲＸ１，ＲＸ２に受信さ
れた反射超音波パルス信号は、パルス時間差検出回路３
２において相互の時間差が検出され、検出結果が方位／
距離算定部１に通知される。方位／距離算定部１は、通
知されたパルス信号の時間差から反射超音波パルスの伝
播行路差を検出し、これと受信専用のトランスデューサ
間の設置距離とから反射超音波パルスを生じさせた標的
の方位を算定する。
れた反射超音波パルス信号は、パルス時間差検出回路３
２において相互の時間差が検出され、検出結果が方位／
距離算定部１に通知される。方位／距離算定部１は、通
知されたパルス信号の時間差から反射超音波パルスの伝
播行路差を検出し、これと受信専用のトランスデューサ
間の設置距離とから反射超音波パルスを生じさせた標的
の方位を算定する。
【００３２】受信専用のアンテナＲＸ１から出力される
反射パルス信号の一部は、パルス時間差検出回路３３の
一方の入力端子に供給され、超音波パルス信号発生回路
３１から他方の端子に供給されるパルス信号との時間差
が検出される。この検出された時間差を受ける方位／距
離算定部１は、通知されたパルス信号の時間差から超音
波パルス信号の反射体までの往復の伝播行路差を検出
し、これに基づき反射体までの距離を算定する。
反射パルス信号の一部は、パルス時間差検出回路３３の
一方の入力端子に供給され、超音波パルス信号発生回路
３１から他方の端子に供給されるパルス信号との時間差
が検出される。この検出された時間差を受ける方位／距
離算定部１は、通知されたパルス信号の時間差から超音
波パルス信号の反射体までの往復の伝播行路差を検出
し、これに基づき反射体までの距離を算定する。
【００３３】図４は、本発明の更に他の実施例の構成を
示すブロック図であり、１は方位／距離算定部、４１は
ＦＭ信号発生回路、４２はサーキュレータ、４３はビー
ト周波数検出部、ＴＲＸは送受共用のアンテナ、ＲＸは
受信専用のアンテナである。ＦＭ信号発生回路４１が発
生したＦＭ信号は、サーキュレータ４２を通して送受共
用のアンテナＴＲＸに供給され、ここから車両の前方に
送信される。標的で生じた反射ＦＭ信号は、送受共用の
アンテナＴＲＸと受信専用のアンテナＲＸのそれぞれに
受信される。
示すブロック図であり、１は方位／距離算定部、４１は
ＦＭ信号発生回路、４２はサーキュレータ、４３はビー
ト周波数検出部、ＴＲＸは送受共用のアンテナ、ＲＸは
受信専用のアンテナである。ＦＭ信号発生回路４１が発
生したＦＭ信号は、サーキュレータ４２を通して送受共
用のアンテナＴＲＸに供給され、ここから車両の前方に
送信される。標的で生じた反射ＦＭ信号は、送受共用の
アンテナＴＲＸと受信専用のアンテナＲＸのそれぞれに
受信される。
【００３４】送受共用のアンテナＴＲＸが受信した反射
ＦＭ信号は、サーキュレータ４２を通してビート周波数
検出部４３に供給される。受信専用のアンテナＲＸが受
信した反射ＦＭ信号もビート周波数検出部４３に供給さ
れる。図７に示すように、送受共用のアンテナＴＲＸ
と、受信専用のアンテナＲＸとは距離Ｄだけ離して設置
されており、アンテナＴＲＸとＲＸとに受信された反射
ＦＭ信号は、δだけの伝播行路差を有している。
ＦＭ信号は、サーキュレータ４２を通してビート周波数
検出部４３に供給される。受信専用のアンテナＲＸが受
信した反射ＦＭ信号もビート周波数検出部４３に供給さ
れる。図７に示すように、送受共用のアンテナＴＲＸ
と、受信専用のアンテナＲＸとは距離Ｄだけ離して設置
されており、アンテナＴＲＸとＲＸとに受信された反射
ＦＭ信号は、δだけの伝播行路差を有している。
【００３５】ビート周波数検出部４３は、図２に例示し
た、ミキサー２３，２４，セレクタ２５及び高速フーリ
エ変換回路２６と同様の回路から構成されており、反射
ＦＭ信号の伝播行路差δに対応するビート周波数と、反
射体までの距離Ｒに対応するビート周波数とを検出して
方位／距離算定部１に供給する。方位／距離算定部１
は、ビート周波数検出部４３から供給されたビート周波
数から反射体の方位と距離を算定する。
た、ミキサー２３，２４，セレクタ２５及び高速フーリ
エ変換回路２６と同様の回路から構成されており、反射
ＦＭ信号の伝播行路差δに対応するビート周波数と、反
射体までの距離Ｒに対応するビート周波数とを検出して
方位／距離算定部１に供給する。方位／距離算定部１
は、ビート周波数検出部４３から供給されたビート周波
数から反射体の方位と距離を算定する。
【００３６】以上、説明の便宜上、図１と図２の実施例
において、キャリアの発生回路と、振幅／周波数変調回
路とを分離して設置する構成を例示した。しかしなが
ら、実際には、ガンダイオードやインパットダイオード
などの固体発振素子を主体とするミリ波帯のキャリアの
発振回路内に、可変容量ダイオードなどを組込むことに
より、ＡＭ信号やＦＭ信号の発生回路として一体に構成
される。
において、キャリアの発生回路と、振幅／周波数変調回
路とを分離して設置する構成を例示した。しかしなが
ら、実際には、ガンダイオードやインパットダイオード
などの固体発振素子を主体とするミリ波帯のキャリアの
発振回路内に、可変容量ダイオードなどを組込むことに
より、ＡＭ信号やＦＭ信号の発生回路として一体に構成
される。
【００３７】また、波動として電波と超音波を使用する
構成を例示したが、レーザダイオードで発生させたレー
ザパルスを送信し、反射波をＡＰＤで受信するという光
波を送受信する構成を採用することもできる。
構成を例示したが、レーザダイオードで発生させたレー
ザパルスを送信し、反射波をＡＰＤで受信するという光
波を送受信する構成を採用することもできる。
【００３８】さらに、２個の受信アンテナを設置してこ
れらのアンテナが設置される二次元平面内の反射体の方
位を検出する構成を例示した。しかしながら、３個の受
信アンテナを立体的に配置することにより、反射体の三
次元的な方位を検出する構成とするさともできる。
れらのアンテナが設置される二次元平面内の反射体の方
位を検出する構成を例示した。しかしながら、３個の受
信アンテナを立体的に配置することにより、反射体の三
次元的な方位を検出する構成とするさともできる。
【００３９】以上詳細に説明したように、本発明のレー
ダ装置は、１対の反射波受信手段が受信した反射波の位
相、振幅、周波数又は出現時点の差からそれぞれと反射
体との間の伝播行路長の差を検出し、この検出した伝播
行路長の差から反射体の方位を算定する構成であるか
ら、１対の反射波受信手段で反射体までの距離を算定
し、この距離の差から伝播行路長の差を算定する場合に
比べて、極めて高精度で反射体の方位を検出できる。
ダ装置は、１対の反射波受信手段が受信した反射波の位
相、振幅、周波数又は出現時点の差からそれぞれと反射
体との間の伝播行路長の差を検出し、この検出した伝播
行路長の差から反射体の方位を算定する構成であるか
ら、１対の反射波受信手段で反射体までの距離を算定
し、この距離の差から伝播行路長の差を算定する場合に
比べて、極めて高精度で反射体の方位を検出できる。
【図１】本発明の一実施例のＡＭレーダ装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例のＦＭレーダ装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】本発明の更に他の実施例のパルス・レーダ装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の更に他の実施例のレーダ装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】１個の送信専用のアンテナと２個の受信専用の
アンテナの配置と、受信専用の各アンテナと反射体との
間の伝播行路長の差δを説明するための概念図である。
アンテナの配置と、受信専用の各アンテナと反射体との
間の伝播行路長の差δを説明するための概念図である。
【図６】アンテナ間の距離がＤ、反射体までの距離が
Ｒ、伝播行路長の差がδの場合の反射体の方位を作図に
よって求める方法を説明するための概念図である。
Ｒ、伝播行路長の差がδの場合の反射体の方位を作図に
よって求める方法を説明するための概念図である。
【図７】図４の実施例における送受共用アンテナと受信
専用のアンテナの配置を説明するための概念図である。
専用のアンテナの配置を説明するための概念図である。
TX 送信専用のアンテナ RX1,RX2 受信専用のアンテナ TRX 送受共用のアンテナ １ 方位／距離算定部 ２ キャリア発生回路 ３ ＩＦ信号発生回路 ４ ＬＦ信号発生回路 5,6 振幅変調回路 7,8 検波回路 12,13 位相差検出回路
Claims (9)
- 【請求項１】電波、光波又は音波（超音波音波を含む）
のいずれかの波動を送信する波動送信手段と、 所定の間隔を保って配置されると共に前記波動送信手段
から送信され反射体で反射された波動の反射波を受信す
る第１，第２の反射波受信手段と、 前記第１，第２の反射波受信手段が受信した反射波の位
相、振幅、周波数又は出現時点の差から前記第１，第２
の反射波受信手段のそれぞれと前記反射体との間の前記
波動の伝播行路長の差を検出し、この検出した伝播行路
長の差から前記反射体の方位を算定する手段とを備えた
ことを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記波動は電波又は音波であり、前記第１，第２の反射
波受信手段の少なくとも一方は、前記波動送信手段と兼
用されることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記波動は振幅変調された電波、光波又は音波であり、
前記反射波から抽出された被変調波の位相の差から前記
伝播行路差が検出されることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項４】 請求項１又は２において、 前記波動は周波数が時間と共に変化する周波数変調され
た電波又は音波であり、前記反射波の周波数の差から前
記伝播行路差が検出されることを特徴とするレーダ装
置。 - 【請求項５】 請求項１又は２において、 前記波動はパルス状の電波、光波又は音波であり、前記
反射波の出現時点の差から前記伝播行路差が検出される
ことを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項６】電波、光波又は音波（超音波音波を含む）
のいずれかの波動を送信する波動送信手段と、 所定の間隔を保って立体的に配置されると共に前記波動
送信手段から送信され反射体で反射された波動の反射波
を受信する第１，第２，第３の反射波受信手段と、 前
記第１，第２，第３の反射波受信手段が受信した反射波
の位相、振幅、周波数又は出現時点の差から前記第１，
第２，第３の反射波受信手段のそれぞれと前記反射体と
の間の前記波動の伝播行路長の差を検出し、この検出し
た伝播行路長の差から前記反射体の立体的な方位を算定
する手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項７】電波、光波又は音波（超音波を含む）のい
ずれかの波動を送信する波動送信手段と、 所定の間隔を保って配置されると共に前記波動送信手段
から送信され反射体で反射された波動の反射波を受信す
る第１，第２の反射波受信手段と、 前記第１，第２の反射波受信手段が受信した反射波の位
相、振幅、周波数又は出現時点の差から第１，第２の反
射波受信手段のそれぞれと前記反射体との間の前記波動
の伝播行路長の差を検出し、この検出した伝播行路長の
差から前記反射体の方位を算定する手段と、 前記波動の前記反射体までの伝播所要時間を検出しこれ
に基づきこの反射体までの距離を算定する距離算定手段
とを備えたことを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項８】 請求項７において、 前記距離算定手段は、前記第１，第２の反射波受信手段
のうちの一方が受信した反射波と、前記波動送信手段が
送信する波動の位相、振幅、周波数又は出現時点の差か
ら前記波動の前記反射体までの伝播所要時間を検出する
ことを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項９】電波、光波又は音波（超音波音波を含む）
のいずれかの波動を送信する波動送信手段と、 所定の間隔を保って立体的に配置されると共に前記波動
送信手段から送信され反射体で反射された波動の反射波
を受信する第１，第２，第３の反射波受信手段と、 前
記第１，第２，第３の反射波受信手段が受信した反射波
の位相、振幅、周波数又は出現時点の差から前記第１，
第２，第３の反射波受信手段のそれぞれと前記反射体と
の間の前記波動の伝播行路長の差を検出し、この検出し
た伝播行路長の差から前記反射体の立体的な方位を算定
する手段と前記波動の前記反射体までの伝播所要時間を
検出しこれに基づきこの反射体までの距離を算定する距
離算定手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15175896A JPH09311186A (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15175896A JPH09311186A (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | レーダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09311186A true JPH09311186A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=15525659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15175896A Pending JPH09311186A (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09311186A (ja) |
Cited By (8)
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-
1996
- 1996-05-23 JP JP15175896A patent/JPH09311186A/ja active Pending
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