JPH1164500A - Radar equipment - Google Patents
Radar equipmentInfo
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- JPH1164500A JPH1164500A JP9225231A JP22523197A JPH1164500A JP H1164500 A JPH1164500 A JP H1164500A JP 9225231 A JP9225231 A JP 9225231A JP 22523197 A JP22523197 A JP 22523197A JP H1164500 A JPH1164500 A JP H1164500A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 前走車等の物標がレーダビームの走査範囲の
端部に位置した場合でも、物標の方位を正確に求めるこ
とのできるレーダ装置を提供する。
【解決手段】 FM変調されたレーダ信号を送受信アン
テナ27から所定のビームでそのビーム方向を走査しな
がら放射し、物標からの反射信号と送信信号の一部とを
混合部25で混合してビート信号25aを得る。有効反
射断面積演算部33は、ビームの中心が物標に照射され
ている状態での受信レベルと、ビーム中心でのアンテナ
ゲイン値と、検出した物標までの距離とに基づいて有効
反射断面積を求める。方位演算部32は、レーダビーム
の走査範囲よりも少し外側に物標が存在する場合に、そ
の物標の有効反射断面積が既知であれば受信信号レベル
からアンテナゲインを求め、求めたアンテナゲインと予
め登録したレーダビームの角度−利得特性とから物標の
方位を求める。
(57) [Problem] To provide a radar apparatus capable of accurately determining the direction of a target even when a target such as a preceding vehicle is positioned at an end of a radar beam scanning range. SOLUTION: An FM-modulated radar signal is emitted from a transmission / reception antenna 27 while scanning the beam direction with a predetermined beam, and a reflection signal from a target and a part of a transmission signal are mixed by a mixing unit 25. A beat signal 25a is obtained. The effective reflection cross-section calculation unit 33 calculates the effective reflection cutoff based on the reception level when the beam center is irradiated on the target, the antenna gain value at the beam center, and the detected distance to the target. Find the area. The azimuth calculation unit 32 calculates the antenna gain from the received signal level if the target exists slightly outside the scanning range of the radar beam and the effective reflection cross section of the target is known. Then, the azimuth of the target is obtained from the angle-gain characteristics of the radar beam registered in advance.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーダ装置に係り、
特に物標の方位を広範囲で検出できるようにしたレーダ
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar device,
In particular, the present invention relates to a radar device capable of detecting a direction of a target in a wide range.
【0002】[0002]
【従来の技術】本出願人は、特開平6−242230号
公報で、ほぼ同一の放射パターンのビームを部分的に重
ね合わせながら放射するように配置された複数のアンテ
ナの1つから放射された電波を他のアンテナで受信する
ことによって、隣接する各アンテナ間に仮想的なアンテ
ナを1個ずつ追加したと同様な機能を実現することで、
限られたアンテナ個数で高い検出精度と広い検出角度範
囲を実現できるようにした時分割型レーダシステムを提
案している。隣接する複数のアンテナで物標からの反射
波が受信された場合は、各方位毎のレベルを重み付けし
て平均化処理することで、反射波を生じさせた物標の方
位を精度良く検出することができる。2. Description of the Related Art The present applicant discloses in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-242230 that one of a plurality of antennas arranged so as to radiate beams having substantially the same radiation pattern while partially overlapping each other. By receiving radio waves with other antennas, by realizing the same function as adding one virtual antenna between adjacent antennas,
We propose a time-division radar system that can achieve high detection accuracy and a wide detection angle range with a limited number of antennas. When reflected waves from a target are received by a plurality of adjacent antennas, the level of each direction is weighted and averaged to detect the direction of the target that caused the reflected wave with high accuracy. be able to.
【0003】また、本出願人は、特開平8−13664
7号公報で、ビームを放射し物標で反射された信号を受
信するビーム送受信手段をビームの一部が互いに重なり
合うように配置したFM−CW方式マルチビームレーダ
装置において、物標を検知する際には、ビームの一部が
互いに重なり合うように配置された一方のビーム送受信
手段を用いてビームの送信を行い、ビームの一部が互い
に重なり合うように配置された他方のビーム送受信手段
を用いて受信を行なうレーダ装置を提案している。[0003] The present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-13664.
No. 7, in the FM-CW multi-beam radar apparatus in which a beam transmitting / receiving means for emitting a beam and receiving a signal reflected by the target is arranged so that a part of the beam overlaps each other, when detecting a target. Transmit a beam using one of the beam transmitting and receiving means arranged so that a part of the beam overlaps each other, and receive using a beam transmitting and receiving means arranged so that a part of the beam overlaps each other. Radar system that performs
【0004】また、本出願人は、特開平7−31863
5号公報で、マルチビーム送受信手段と、各送受信チャ
ネルで受信された物標からの反射波の強度とこの物標ま
での距離を検出し順次保存する受信レベル保存手段と、
各送信ビームの指向性の2乗を各送受信チャネルに対応
する行列に配列したマルチビームパターンの行列または
その逆行列を予め作成して保存しておくマルチビームパ
ターン記憶手段と、記憶保存されている受信レベルのう
ちほぼ同一の距離のものを各送受信チャネルに対応する
行または列内に配列し、マルチビームパターンの行列ま
たはその逆行列に基づく演算処理を施すことにより各送
受信チャネルの受信レベルの補正値を算定する逆演算手
段とを備えることで、デコンボリューション処理によっ
て2次元空間内に分布する多数の反射源を高い分解能で
検出できるようにしたマルチビームレーダ装置を提案し
ている。[0004] The applicant of the present invention has disclosed Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 7-31863.
No. 5, multi-beam transmission / reception means, reception level storage means for detecting the intensity of a reflected wave from a target received by each transmission / reception channel and the distance to the target, and sequentially storing the detected level,
A multi-beam pattern storage means for previously creating and storing a multi-beam pattern matrix in which the square of the directivity of each transmission beam is arranged in a matrix corresponding to each transmission / reception channel or its inverse matrix, and storing and storing the same. The reception level of each transmission / reception channel is corrected by arranging reception levels having substantially the same distance in rows or columns corresponding to transmission / reception channels and performing an arithmetic process based on a matrix of a multi-beam pattern or its inverse matrix. There has been proposed a multi-beam radar apparatus that includes an inverse operation means for calculating a value so that a large number of reflection sources distributed in a two-dimensional space can be detected with high resolution by deconvolution processing.
【0005】更に、本出願人は、特開平5−28883
8号公報で、一定のサンプリング時間内に受信した反射
信号毎に対象物データを演算すると共に、それらの対象
物データにラベル付けを行なうことにより、複数の対象
物との間の相対速度を得るようにした相対速度推定方法
を提案している。[0005] Further, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-28883.
In Japanese Patent Application Publication No. 8 (1996), by calculating target data for each reflection signal received within a certain sampling time and labeling the target data, a relative speed between a plurality of targets is obtained. The proposed relative speed estimation method is proposed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来、マルチビームレ
ーダ等において検出した障害物の横方向位置(検知角
度)は、振幅角度変換手法や重心計算方式(特開平6−
242230号公報参照)により求められていた。これ
らの方法は、原理的には、障害物を囲むビームの振幅か
ら横方向位置を計算する手法であるので、一番端のビー
ムの中心よりも外側に障害物(物標)が位置すると、横
方向位置の計算ができないという不具合があった。Conventionally, the lateral position (detection angle) of an obstacle detected by a multi-beam radar or the like is determined by an amplitude angle conversion method or a center of gravity calculation method (Japanese Unexamined Patent Publication No.
242230). In principle, these methods calculate the lateral position from the amplitude of the beam surrounding the obstacle, so if the obstacle (target) is located outside the center of the end beam, There was a problem that the horizontal position could not be calculated.
【0007】本発明はこのような課題を解決するためな
されたもので、物標がビームの端に位置したときにも物
標の位置(方位)を正確に求めることができるレーダ装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and provides a radar apparatus capable of accurately obtaining the position (direction) of a target even when the target is located at the end of a beam. The purpose is to:
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーダ装置
は、レーダ信号を送信し、物標で反射されたレーダ信号
を受信する送受信部と、受信信号に基づいて物標までの
相対距離を検出する距離検出部と、相対距離と受信信号
レベルとに基づいて物標の有効反射断面積を求める有効
反射断面積演算部と、有効反射断面積が求められた物標
がレーダビームの端部に位置する場合に、予め登録した
当該レーダビームの角度−利得特性と物標までの相対距
離と受信信号レベルとに基づいて物標の方位を求める方
位演算部と、を備えてなる。A radar device according to the present invention transmits and receives a radar signal and receives a radar signal reflected by a target, and determines a relative distance to the target based on the received signal. A distance detection unit for detecting, an effective reflection cross-section calculation unit for obtaining an effective reflection cross-sectional area of the target based on the relative distance and the received signal level, and a target for which the effective reflection cross-section is obtained is an end of the radar beam. And an azimuth calculation unit for obtaining the azimuth of the target based on the angle-gain characteristics of the radar beam registered in advance, the relative distance to the target, and the received signal level.
【0009】有効反射断面積演算部は、検出した物標ま
での距離と受信信号のレベルとに基づいて物標の有効反
射断面積を求める。方位演算部は、有効反射断面積が求
められた物標がレーダビームの端部に位置する場合に、
予め登録したレーダビームパターンの利得特性と検出し
た物標までの距離と受信信号レベルとに基づいて物標の
方位を求める。[0009] The effective reflection cross-sectional area calculation unit determines the effective reflection cross-sectional area of the target based on the detected distance to the target and the level of the received signal. The azimuth calculation unit, when the target for which the effective reflection cross section is obtained is located at the end of the radar beam,
The azimuth of the target is obtained based on the gain characteristics of the radar beam pattern registered in advance, the distance to the detected target, and the received signal level.
【0010】レーダビームの走査範囲よりも少し外側に
物標が存在する場合、その物標の有効反射断面積が既知
であれば、受信信号レベルからアンテナゲインを求める
ことができる。そして、求めたアンテナゲインと予め登
録したレーダビームパターンの利得特性とから物標の方
位を特定することができる。When a target exists slightly outside the scanning range of the radar beam, the antenna gain can be obtained from the received signal level if the effective reflection cross-sectional area of the target is known. Then, the azimuth of the target can be specified from the obtained antenna gain and the gain characteristics of the radar beam pattern registered in advance.
【0011】本発明に係るレーダ装置では、送受信部は
送受信アンテナを複数備え、物標を検知する際には、ビ
ームの一部が互いに重なり合うように配置された一方の
送受信アンテナを用いてビームの送信を行い、ビームの
一部が互いに重なり合うように配置された他方の送受信
アンテナを用いて受信を行なう構成として、特開平8−
136647号公報に開示されているようなバイスタテ
ィックアンテナモードで使用してもよい。ビームを送信
するアンテナと、ビームを受信するアンテナとを異なら
せることで、ノイズを小さくして受信信号レベルをより
正確にすることができ、物標の方位をより正確に検出す
ることができる。In the radar device according to the present invention, the transmitting / receiving section includes a plurality of transmitting / receiving antennas. When detecting a target, the transmitting / receiving section uses one of the transmitting / receiving antennas arranged so that a part of the beams overlap with each other. Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-
It may be used in a bistatic antenna mode as disclosed in JP-B-136647. By making the antenna that transmits the beam and the antenna that receives the beam different, noise can be reduced, the received signal level can be made more accurate, and the azimuth of the target can be detected more accurately.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係るレーダ
ビーム走査式FM−CWレーダ装置のブロック構成図で
ある。このレーダビーム走査式FM−CWレーダ装置1
は、送受信部2と信号処理部3とを備えている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of a radar beam scanning type FM-CW radar apparatus according to the present invention. This radar beam scanning type FM-CW radar device 1
Includes a transmission / reception unit 2 and a signal processing unit 3.
【0013】送受信部2は、掃引/走査制御部21と、
FM信号発生部22と、電力分配器23と、サーキュレ
ータ24と、混合部25と、アンテナ結合部26と、送
受信アンテナ27と、アンテナ駆動部28と、角度信号
発生部29と、を備える。The transmission / reception unit 2 includes a sweep / scan control unit 21 and
It includes an FM signal generator 22, a power distributor 23, a circulator 24, a mixer 25, an antenna coupler 26, a transmitting / receiving antenna 27, an antenna driver 28, and an angle signal generator 29.
【0014】掃引/走査制御部21は、図2(a)に示
すように、所定の掃引周期Tで電圧波形が3角波形とな
る送信周波数指定電圧信号(変調信号)21aを発生す
る。送信周波数指定電圧信号21aは、FM信号発生部
22に供給される。As shown in FIG. 2A, the sweep / scan control unit 21 generates a transmission frequency designation voltage signal (modulation signal) 21a having a triangular waveform in a predetermined sweep cycle T. The transmission frequency designation voltage signal 21a is supplied to the FM signal generator 22.
【0015】FM信号発生部22は、準ミリ波帯または
ミリ波帯の高周波信号を発生する電圧制御発振器を備え
る。例えば30〜150GHzの高周波信号を発生する
電圧制御発振器を備えて構成してもよい。FM信号発生
部22は、送信周波数指定電圧信号(変調信号)21a
に基づいて、図2(b)に示すように、所定の掃引周期
Tで周波数が変化するFM信号22aを発生する。FM
信号22aは、電力分配器23に供給される。The FM signal generator 22 includes a voltage controlled oscillator for generating a high frequency signal in a quasi-millimeter wave band or a millimeter wave band. For example, it may be configured to include a voltage-controlled oscillator that generates a high-frequency signal of 30 to 150 GHz. The FM signal generator 22 includes a transmission frequency designating voltage signal (modulation signal) 21a.
, An FM signal 22a whose frequency changes at a predetermined sweep cycle T is generated as shown in FIG. FM
The signal 22a is supplied to the power distributor 23.
【0016】電力分配器23は、FM信号22aを送信
信号23aと局部発振信号23bとに分配する。送信信
号23aは、サーキュレータ24に供給される。局部発
振信号23bは、混合部25に供給される。The power distributor 23 distributes the FM signal 22a into a transmission signal 23a and a local oscillation signal 23b. The transmission signal 23a is supplied to the circulator 24. The local oscillation signal 23b is supplied to the mixing unit 25.
【0017】サーキュレータ24は、送信信号23aを
アンテナ結合部26を介して送受信アンテナ27へ供給
する。これにより、FM変調されたレーダ信号(レーダ
電波,レーダビーム)が送受信アンテナ27から送信さ
れる。物標で反射されて送受信アンテナ27に戻ってき
た反射波の受信信号は、アンテナ結合部26を介してサ
ーキュレータ24に供給される。サーキュレータ24
は、受信信号を分離し、分離した受信信号24aを混合
部25へ供給する。The circulator 24 supplies the transmission signal 23a to the transmission / reception antenna 27 via the antenna coupling section 26. As a result, the FM-modulated radar signal (radar radio wave, radar beam) is transmitted from the transmitting / receiving antenna 27. The received signal of the reflected wave reflected by the target and returned to the transmission / reception antenna 27 is supplied to the circulator 24 via the antenna coupling unit 26. Circulator 24
Separates the received signal and supplies the separated received signal 24a to the mixing unit 25.
【0018】混合部25は、受信信号24aと局部発振
信号23bとを混合して、受信信号24aの周波数と局
部発振信号23bの周波数との差の周波数の信号をビー
ト信号25aとして出力する。ビート信号25aは、信
号処理部3に供給される。The mixing section 25 mixes the received signal 24a and the local oscillation signal 23b, and outputs a signal having a frequency difference between the frequency of the received signal 24a and the frequency of the local oscillation signal 23b as a beat signal 25a. The beat signal 25a is supplied to the signal processing unit 3.
【0019】アンテナ結合部26は、ロータリジョイン
トまたは可撓性の導波管を用いて構成している。The antenna coupling section 26 is formed using a rotary joint or a flexible waveguide.
【0020】送受信アンテナ27は、所定のビーム幅を
有するもの(所定のビーム幅を有するレーダビームを送
信するもの)を用いている。送受信アンテナ27のアン
テナゲイン(指向性)の一例を図3に示す。レーダビー
ムについての角度−利得特性の一例である。As the transmitting / receiving antenna 27, one having a predetermined beam width (transmitting a radar beam having a predetermined beam width) is used. An example of the antenna gain (directivity) of the transmitting / receiving antenna 27 is shown in FIG. It is an example of the angle-gain characteristic about a radar beam.
【0021】アンテナ駆動部28は、掃引/走査制御部
21から供給される走査許可信号21bに基づいて、送
受信アンテナ27を所定の走査角度範囲内で揺動させ
る。レーダビームの走査範囲の一例を図4に示す。The antenna driving section 28 swings the transmitting / receiving antenna 27 within a predetermined scanning angle range based on the scan permission signal 21b supplied from the sweep / scan control section 21. FIG. 4 shows an example of the radar beam scanning range.
【0022】角度信号発生部29は、送受信アンテナ2
7の走査方向を検出し、送受信アンテナ27のビーム中
心の放射方向を示す角度信号29aを出力する。角度信
号29aは、信号処理部3に供給される。The angle signal generator 29 is provided with the transmitting / receiving antenna 2
7, and outputs an angle signal 29a indicating the radiation direction of the beam center of the transmitting / receiving antenna 27. The angle signal 29a is supplied to the signal processing unit 3.
【0023】掃引/走査制御部2は、図2(c)に示す
ように、FM信号3aの周波数がアップする掃引から周
波数をダウンする掃引に切り替えた時点、ならびに、周
波数をダウンする掃引から周波数をアップする掃引に切
り替えた時点から所定時間Dが経過するまでの間は、ア
ンテナの走査を不許可にする走査許可信号21bを出力
する。アンテナの走査を不許可にする時間Dは、このレ
ーダ装置の最大検出距離に応じて設定する。例えば、最
大検出距離を150メートルとした場合、送信波が15
0メートル先の物標で反射されて戻ってくるまでの時間
1マイクロ秒よりも長い時間に設定する。周波数がアッ
プする掃引の反射信号(受信信号)と周波数がダウンす
る掃引の送信信号とのビート信号が発生する期間は、物
標までの相対距離を示すビート信号が得られないので、
この相対距離を示すビート信号が得られない期間は、ア
ンテナの走査を停止させるようにしている。As shown in FIG. 2 (c), the sweep / scan control unit 2 switches the frequency of the FM signal 3a from the frequency-up sweep to the frequency-down sweep, and the frequency-down sweep from the frequency-down sweep. During a period until a predetermined time D elapses from the time point when the sweep is switched to the up position, the scan permission signal 21b for disabling the antenna scan is output. The time D during which the scanning of the antenna is not permitted is set according to the maximum detection distance of the radar device. For example, when the maximum detection distance is set to 150 meters, the transmission wave becomes 15
It is set to a time longer than 1 microsecond until it returns after being reflected by the target 0 meters away. During the period in which the beat signal between the reflected signal (reception signal) of the sweep whose frequency increases and the transmission signal of the sweep whose frequency decreases, the beat signal indicating the relative distance to the target cannot be obtained,
During a period in which a beat signal indicating the relative distance is not obtained, the scanning of the antenna is stopped.
【0024】図1に示したアンテナ駆動部28は、モー
タとギヤ機構等を備える。アンテナ駆動部28は、走査
許可信号21bが供給されている(許可の状態の)間は
送受信アンテナ27を揺動させ、走査許可信号21bが
供給されない(不許可の状態の)間は送受信アンテナ2
7の揺動を停止し、その時のアンテナの向きを保持す
る。1回の走査許可信号が供給される時間内に、アンテ
ナを所定角度ずつ回動させるようにしてもよい。The antenna driving section 28 shown in FIG. 1 includes a motor, a gear mechanism, and the like. The antenna driving unit 28 swings the transmission / reception antenna 27 while the scanning permission signal 21b is supplied (in a permission state), and transmits and receives the transmission / reception antenna 2 while the scanning permission signal 21b is not supplied (in a non-permission state).
7 is stopped, and the orientation of the antenna at that time is maintained. The antenna may be rotated by a predetermined angle at a time during which one scan permission signal is supplied.
【0025】なお、アンテナ駆動部28は、走査許可信
号21bが供給される度に、または走査許可信号21b
が所定回数供給される毎にアンテナの向きを所定角度ず
つ回動させるようにしてもよい。例えば、走査許可信号
21bが2回供給される度に、アンテナの向きを例えば
1度ずつずらすようにすることで、同一方位に対して周
波数アップ掃引と周波数ダウン掃引の両方の掃引による
対象物の検出が可能となる。同一方位に対して周波数ア
ップ掃引と周波数ダウン掃引の両方の掃引を行ない、各
掃引毎にビート信号の周波数を測定することで、物標ま
での相対距離と、物標の相対速度を求めることができ
る。Note that the antenna driving section 28 supplies the scanning permission signal 21b every time the scanning permission signal 21b is supplied.
The antenna may be rotated by a predetermined angle each time is supplied a predetermined number of times. For example, every time the scanning permission signal 21b is supplied twice, the direction of the antenna is shifted, for example, by one degree, so that the object is subjected to both frequency-up sweep and frequency-down sweep in the same direction. Detection becomes possible. By performing both frequency-up and frequency-down sweeps in the same direction, and measuring the frequency of the beat signal for each sweep, the relative distance to the target and the relative speed of the target can be determined. it can.
【0026】また、アンテナの回動速度(走査速度)に
比較して物標までの相対距離を示すビート信号が得られ
ない期間が充分に短く、物標が検出できない角度範囲が
極めて狭く実質的にブラインドとなる角度範囲を生じな
い場合は、FM信号22aの掃引タイミングとは無関係
にアンテナの揺動(走査)を行なうようにしてもよい。In addition, the period during which a beat signal indicating the relative distance to the target is not obtained is sufficiently short as compared with the rotation speed (scanning speed) of the antenna, and the angle range over which the target cannot be detected is extremely narrow and substantially. If the blind angle range does not occur, the antenna may be swung (scanned) regardless of the sweep timing of the FM signal 22a.
【0027】信号処理部3は、距離検出部31と、方位
演算部32と、有効反射断面積演算部33と、ターゲッ
ト追跡部34と、を備える。信号処理部3は、CPUと
ROMとRAMとを備えて構成してもよく、DSP(デ
ジタルシグナルプロセッサ)を備えて構成してもよい。The signal processing section 3 includes a distance detecting section 31, an azimuth calculating section 32, an effective reflection cross section calculating section 33, and a target tracking section 34. The signal processing unit 3 may include a CPU, a ROM, and a RAM, or may include a DSP (digital signal processor).
【0028】距離検出部31は、ビート信号25aの周
波数スペクトルを解析し、ビート信号25aの周波数か
ら物標(ターゲット)までの相対距離を検出する。距離
検出部31は、検出した相対距離の情報をターゲット追
跡部34に供給する。The distance detector 31 analyzes the frequency spectrum of the beat signal 25a and detects the relative distance from the frequency of the beat signal 25a to a target. The distance detection unit 31 supplies information on the detected relative distance to the target tracking unit 34.
【0029】方位演算部32は、検出された物標までの
相対距離に対応する周波数の信号レベル(ビート信号の
レベル)が最大となったアンテナの走査角度を、物標の
方位角度とする。方位演算部32は、検出した物標の方
位の情報とその方位を決定した際のビート信号のレベル
の情報を、ターゲット追跡部34に供給する。The azimuth calculation unit 32 sets the scanning angle of the antenna at which the signal level (beat signal level) of the frequency corresponding to the detected relative distance to the target becomes the maximum as the azimuth angle of the target. The azimuth calculation unit 32 supplies the target tracking unit 34 with information on the azimuth of the detected target and information on the level of the beat signal when the azimuth is determined.
【0030】ターゲット追跡部34は、検出された物標
にラベルを付けるとともに、検出された時刻と物標まで
の相対距離と信号レベルと物標の方位とを対応付けて記
憶する。次のビーム走査によって物標の検出がなされる
と、ターゲット追跡部34は、既に検出されている物標
のデータとの照合を行なう。ターゲット追跡部34は、
照合の結果、同一の物標であると判断した場合は、先に
付与したラベル名で検出された時刻と物標までの相対距
離と信号レベルと物標の方位とを対応付けて記憶する。The target tracking unit 34 labels the detected target, and stores the detected time, the relative distance to the target, the signal level, and the azimuth of the target in association with each other. When the target is detected by the next beam scanning, the target tracking unit 34 performs collation with the data of the already detected target. The target tracking unit 34
As a result of the collation, when it is determined that the target is the same target, the time detected by the label name given earlier, the relative distance to the target, the signal level, and the direction of the target are stored in association with each other.
【0031】有効反射断面積演算部33は、ターゲット
追跡部34に記憶された検出物標に関するデータに基づ
いて物標の有効反射断面積を演算する。有効反射断面積
演算部33は、ターゲット追跡部34に記憶されたビー
ト信号のレベルに基づいて送受信アンテナ27で受信し
た物標からの反射信号の受信電力を求める。有効反射断
面積演算部33には、内部メモリ等に混合部25の混合
利得、サーキュレータ24における受信信号の損失、ア
ンテナ結合部26における損失の各データが予め登録さ
れている。また、有効反射断面積演算部33には、内部
メモリ等に送受信アンテナ27のアンテナゲインが登録
されている。The effective reflection cross section calculating section 33 calculates the effective reflection cross section of the target based on the data on the detected target stored in the target tracking section 34. The effective reflection cross section calculation unit 33 obtains the reception power of the reflection signal from the target received by the transmission / reception antenna 27 based on the level of the beat signal stored in the target tracking unit 34. In the effective reflection cross section calculation unit 33, data of the mixing gain of the mixing unit 25, the loss of the received signal in the circulator 24, and the loss in the antenna coupling unit 26 are registered in advance in an internal memory or the like. The antenna gain of the transmission / reception antenna 27 is registered in the internal memory or the like in the effective reflection cross section calculation unit 33.
【0032】有効反射断面積演算部33は、数1に示す
レーダ方程式に基づいて有効反射断面積を求める。The effective reflection cross section calculator 33 calculates the effective reflection cross section based on the radar equation shown in Equation 1.
【0033】[0033]
【数1】 (Equation 1)
【0034】数1において、Prは受信電力(単位ミリ
ワット)、Ptは送信電力(単位ミリワット)、Gはア
ンテナゲイン(単位デシベル)、λは送信波長(単位メ
ートル)、θは有効反射断面積(単位デシベル・平方メ
ートル)、hは送受信アンテナの地上高(単位メート
ル)、htは物標の地上高(単位メートル)、Rは物標
までの距離(単位メートル)、Fは伝搬損失(単位デシ
ベル)、Lは回路損失(単位デシベル)である。In equation (1), Pr is reception power (unit: milliwatt), Pt is transmission power (unit: milliwatt), G is antenna gain (unit: decibel), λ is transmission wavelength (unit: meter), θ is effective reflection cross section (unit: Unit: decibels / square meter), h: ground height of the transmitting / receiving antenna (unit: meter), ht: ground height of the target (unit: meter), R: distance to the target (unit: meter), F: propagation loss (unit: decibel) , L is the circuit loss (in decibels).
【0035】FM−CWレーダ装置1の送信電力Pt
は、一定である。送信電力Ptは、有効反射断面積演算
部33に予め登録されている。送信波長λは、有効反射
断面積演算部33に予め登録されている。送受信アンテ
ナの地上高hは、有効反射断面積演算部33に予め登録
されている。送受信アンテナ27にレドームを設けてい
る場合、レドームによる損失値を伝搬損失Fとして予め
登録している。回路損失Lとしては、所定値を予め登録
している。Transmission power Pt of FM-CW radar device 1
Is constant. The transmission power Pt is registered in advance in the effective reflection area calculating unit 33. The transmission wavelength λ is registered in advance in the effective reflection sectional area calculation unit 33. The ground height h of the transmitting / receiving antenna is registered in advance in the effective reflection area calculating unit 33. When the transmission / reception antenna 27 is provided with a radome, a loss value due to the radome is registered in advance as a propagation loss F. A predetermined value is registered in advance as the circuit loss L.
【0036】ターゲット追跡部34に同一の物標に関し
て検出距離の異なる2組のデータが記憶されている場
合、有効反射断面積演算部33は、それぞれの距離とそ
れぞれの距離での受信電力を代入した2つのレーダ方程
式を作成し、それら2つのレーダ方程式を連立方程式と
して解くことで、物標の有効反射断面積θと物標の地上
高htを求める。このときアンテナゲインはビーム中心
でのゲイン値を用いる。求められた物標の有効反射断面
積θと物標の地上高htは、ターゲット追跡部34に物
標のラベルとの対応を付けて記憶される。When two sets of data having different detection distances for the same target are stored in the target tracking section 34, the effective reflection cross section calculation section 33 substitutes the respective distances and the reception power at each distance. By creating these two radar equations and solving the two radar equations as simultaneous equations, the effective reflection cross section θ of the target and the ground height ht of the target are obtained. At this time, the antenna gain uses the gain value at the beam center. The obtained effective reflection cross-sectional area θ of the target and the ground height ht of the target are stored in the target tracking unit 34 in association with the label of the target.
【0037】なお、有効反射断面積演算部33は、物標
の有効反射断面積θと物標の地上高htとのそれぞれを
求めるのではなく、有効反射断面積θと地上高htと積
(θ・ht)を求めるようにしてもよい。この場合は、
同一の物標に関して検出距離の異なる2組のデータが必
要ではなくなる。また、同一の物標に関して検出距離の
異なる2組のデータが得られていない場合、有効反射断
面積演算部33は、物標の地上高htを例えば乗用車の
ナンバープレートの平均的な地上高に仮定して、物標の
有効反射断面積θを求めるようにしてもよい。The effective reflection cross section computing unit 33 does not calculate the effective reflection cross section θ of the target and the ground height ht of the target, but obtains the product of the effective reflection cross section θ and the ground height ht ( θ · ht) may be obtained. in this case,
This eliminates the need for two sets of data with different detection distances for the same target. When two sets of data having different detection distances are not obtained for the same target, the effective reflection cross-sectional area calculation unit 33 sets the ground height ht of the target to, for example, the average ground height of a license plate of a passenger car. Assuming that the effective reflection sectional area θ of the target may be obtained.
【0038】方位演算部32は、角度信号発生部29か
ら供給される角度信号29aに基づいてレーダビームが
走査範囲の端部にあることを認識し、かつ、その端ビー
ムで物標からの反射信号が受信されている場合、ターゲ
ット追跡部34に記憶されている物標のデータを参照し
て、端ビームで受信している物標が既に検出されている
物標か否かを判断する。方位演算部32は、既にラベル
付けされている物標が端ビームで受信されている場合、
既に求められている有効反射断面積θと物標の高さht
と、端ビームで受信されている受信電力を数1に示した
レーダ方程式に代入して、アンテナゲインを求める。方
位演算部32は、求めたアンテナゲインと端ビームのア
ンテナゲインパターン(図3参照)とから物標の方位を
求める。The azimuth calculation unit 32 recognizes that the radar beam is at the end of the scanning range based on the angle signal 29a supplied from the angle signal generation unit 29, and reflects the beam from the target with the end beam. When the signal is received, it is determined with reference to the target data stored in the target tracking unit 34 whether the target received by the end beam is a detected target. The azimuth calculation unit 32 determines that the already labeled target has been received by the end beam.
The effective reflection cross section θ and the target height ht that have already been obtained
And the received power received by the end beam is substituted into the radar equation shown in Equation 1 to obtain an antenna gain. The azimuth calculation unit 32 obtains the azimuth of the target from the obtained antenna gain and the antenna gain pattern of the end beam (see FIG. 3).
【0039】ターゲット追跡部34は、検出した物標の
距離・方位ならびに物標の相対速度や物標の移動方向等
のデータを出力する。The target tracking section 34 outputs data such as the detected distance and direction of the target, the relative speed of the target, and the moving direction of the target.
【0040】図4に示す走査範囲の内側に例えば前走車
Aが存在する場合、レーダビームの中心が前走車Aに向
けて放射されている状態で反射信号の電力(受信電力)
が最大となる。方位演算部32は、ビート信号25aの
レベルに基づいて前走車Aからの反射信号の電力(受信
電力)が最大となった角度を前走車Aの方位として検出
する。When, for example, the preceding vehicle A exists inside the scanning range shown in FIG. 4, the power of the reflected signal (reception power) is obtained in a state where the center of the radar beam is radiated toward the preceding vehicle A.
Is the largest. The azimuth calculation unit 32 detects, as the azimuth of the preceding vehicle A, the angle at which the power (reception power) of the reflected signal from the preceding vehicle A becomes maximum based on the level of the beat signal 25a.
【0041】有効反射断面積演算部33は、前走車Aま
での距離,反射信号の電力(受信電力)に基づいて前走
車Aの有効反射断面積θならびに高さhtを求める。こ
の前走車Aの位置が走査範囲の端ビームの外側となった
場合、方位演算部32は、端ビームでの受信電力と既に
求められている前走車Aの有効反射断面積θならびに高
さhtから端ビームのアンテナゲインを求める。そし
て、求めたアンテナゲインと図3に示したアンテナゲイ
ン特性とから前走車Aの方位を求める。よって、前走車
Aが走査範囲の外側に少し外れた場合でも、前走車Aの
方位を検出することができる。The effective reflection cross section computing section 33 calculates the effective reflection cross section θ and height ht of the preceding vehicle A based on the distance to the preceding vehicle A and the power of the reflected signal (reception power). When the position of the leading vehicle A is outside the end beam in the scanning range, the azimuth calculation unit 32 determines the received power of the end beam and the effective reflection cross-sectional area θ of the leading vehicle A that has already been obtained and the height. From the value ht, the antenna gain of the end beam is obtained. Then, the azimuth of the preceding vehicle A is obtained from the obtained antenna gain and the antenna gain characteristics shown in FIG. Therefore, even when the leading vehicle A slightly deviates outside the scanning range, the direction of the leading vehicle A can be detected.
【0042】なお、ビームの中心で前走車Aを捉えたと
きの受信レベルと距離に基づいて、端ビームによって検
出された前走車Aまでの距離から前走車Aをビームの中
心で捉えた際の受信レベルを演算し、演算した得た受信
レベルと実際の受信レベルとのレベル差を求め、このレ
ベル差とアンテナパターンのゲイン特性とから前走車A
の方位を求めるようにしてもよい。Based on the reception level and distance when the leading vehicle A is captured at the center of the beam, the leading vehicle A is captured at the center of the beam from the distance to the preceding vehicle A detected by the end beam. Of the preceding vehicle A from the calculated level and the gain characteristic of the antenna pattern.
May be obtained.
【0043】図5は、本発明に係るマルチビーム式FM
−CWレーダ装置のブロック構成図である。本発明に係
るマルチビーム式FM−CWレーダ装置11は、送受信
部12と信号処理部13とを備えてなる。FIG. 5 shows a multi-beam type FM according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a CW radar device. The multi-beam FM-CW radar device 11 according to the present invention includes a transmitting / receiving unit 12 and a signal processing unit 13.
【0044】送受信部12は、掃引/走査制御部41
と、FM信号発生部42と、電力分配器43と、送信チ
ャネル切替部44と、混合部45と、受信チャネル切替
部46と、複数チャネル分のサーキュレータ47a〜4
7iと、複数チャネル分の送受信アンテナ48a〜48
iと、を備える。The transmission / reception unit 12 includes a sweep / scan control unit 41
, An FM signal generator 42, a power divider 43, a transmission channel switch 44, a mixer 45, a receive channel switch 46, and circulators 47a to 47c for a plurality of channels.
7i and transmitting / receiving antennas 48a to 48 for a plurality of channels.
i.
【0045】図6は、ビームの放射方向を示す説明図で
ある。図6に示すように、各送受信アンテナ48a〜4
8iはそれぞれ同一の放射パターン(ビームパターン)
を有し、隣接する放射パターンが部分的に重なり合うよ
うにしている。なお、図6では、アンテナ48aのビー
ムパターンをBaとして示しており、アンテナ48iの
ビームパターンをBiとして示している。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the radiation direction of the beam. As shown in FIG.
8i is the same radiation pattern (beam pattern)
So that adjacent radiation patterns partially overlap each other. In FIG. 6, the beam pattern of the antenna 48a is shown as Ba, and the beam pattern of the antenna 48i is shown as Bi.
【0046】掃引/走査制御部41は、図2(a)に示
すように、所定の掃引周期Tで電圧波形が3角波形とな
る送信周波数指定電圧信号(変調信号)41aを発生す
る。送信周波数指定電圧信号41aは、FM信号発生部
42に供給される。As shown in FIG. 2A, the sweep / scan control unit 41 generates a transmission frequency specifying voltage signal (modulation signal) 41a whose voltage waveform becomes a triangular waveform at a predetermined sweep cycle T. The transmission frequency designation voltage signal 41a is supplied to the FM signal generator 42.
【0047】FM信号発生部42は、準ミリ波帯または
ミリ波帯の高周波信号を発生する電圧制御発振器を備え
る。FM信号発生部42は、送信周波数指定電圧信号
(変調信号)41aに基づいて、図2(b)に示すよう
に、所定の掃引周期Tで周波数が変化するFM信号42
aを発生する。FM信号42aは、電力分配器43に供
給される。The FM signal generator 42 includes a voltage-controlled oscillator that generates a quasi-millimeter wave band or a millimeter wave band high frequency signal. The FM signal generator 42, based on the transmission frequency designating voltage signal (modulation signal) 41a, as shown in FIG. 2B, changes the frequency of the FM signal 42 at a predetermined sweep period T.
generates a. The FM signal 42a is supplied to the power distributor 43.
【0048】電力分配器43は、FM信号42aを送信
信号43aと局部発振信号43bとに分配する。送信信
号43aは、送信チャネル切替部44に供給される。局
部発振信号43bは、混合部45へ供給される。The power distributor 43 distributes the FM signal 42a into a transmission signal 43a and a local oscillation signal 43b. The transmission signal 43a is supplied to the transmission channel switching unit 44. Local oscillation signal 43b is supplied to mixing section 45.
【0049】掃引/走査制御部41は、送信チャネル指
定信号41Tを送信チャネル切替部44へ供給すること
で送信チャネルを指定する。これにより、電力分配器4
3で分配された送信信号43aが指定された送信チャネ
ルのサーキュレータ47n(n=a〜i)を介して指定
された送信チャネルのアンテナ(送受信アンテナ)48
nへ供給され、レーダビームが放射される。掃引/走査
制御部41は、受信チャネル指定信号41Rを受信チャ
ネル切替部46へ供給することで受信チャネルを指定す
る。これにより、指定された受信チャネルのアンテナ4
8nで受信された信号が指定されたチャネルのサーキュ
レータ47nで分離され、受信チャネル切替部46を介
して混合部45へ供給される。The sweep / scan control unit 41 specifies a transmission channel by supplying a transmission channel designation signal 41 T to the transmission channel switching unit 44. Thereby, the power distributor 4
The antenna (transmitting / receiving antenna) 48 of the designated transmission channel is transmitted via the circulator 47n (n = a to i) of the designated transmission channel in which the transmission signal 43a distributed in 3 is transmitted.
n and a radar beam is emitted. The sweep / scan control unit 41 specifies a reception channel by supplying a reception channel designation signal 41R to the reception channel switching unit 46. As a result, the antenna 4 of the designated reception channel
The signal received at 8n is separated by the circulator 47n of the designated channel and supplied to the mixing unit 45 via the reception channel switching unit 46.
【0050】掃引/走査制御部41は、アンテナ48a
で送信し同じアンテナで受信する同一アンテナ送受信モ
ード(モノスタティックアンテナモード)を指定するこ
とでアンテナ48aのビーム方向を走査する。次に、ア
ンテナ48aで送信し隣接するアンテナ48bで受信す
るバイスタティックアンテナモードを指定することでア
ンテナ48aのビーム方向とアンテナ48bのビーム方
向の中間の方向を走査する。次に、アンテナ48bで送
受信を行なうモードを指定することでアンテナ48bの
ビーム方向を走査する。次に、アンテナ48bで送信し
隣接するアンテナ48cで受信するモードを指定するこ
とを順次繰り返すことで、ビーム方向を順次走査する。The sweep / scan control section 41 includes an antenna 48a
The beam direction of the antenna 48a is scanned by designating the same antenna transmission / reception mode (monostatic antenna mode) for transmitting at the same time and receiving at the same antenna. Next, by specifying a bistatic antenna mode for transmitting by the antenna 48a and receiving by the adjacent antenna 48b, scanning is performed in a direction intermediate between the beam direction of the antenna 48a and the beam direction of the antenna 48b. Next, the beam direction of the antenna 48b is scanned by designating a mode in which transmission and reception are performed by the antenna 48b. Next, the beam direction is sequentially scanned by sequentially repeating the designation of the mode of transmitting by the antenna 48b and receiving by the adjacent antenna 48c.
【0051】混合部45は、受信チャネル切替部46か
ら供給される受信信号46aと局部発振信号43bとを
混合して、受信信号46aの周波数と局部発振信号43
bの周波数との差の周波数の信号をビート信号45aと
して出力する。混合部45の出力であるビート信号45
aは、信号処理部13に供給される。送信チャネル指定
信号41Tならびに受信チャネル指定信号41Rも、信
号処理部13に供給される。The mixing section 45 mixes the reception signal 46a supplied from the reception channel switching section 46 and the local oscillation signal 43b, and adjusts the frequency of the reception signal 46a and the local oscillation signal 43b.
A signal having a frequency different from the frequency b is output as a beat signal 45a. Beat signal 45 output from the mixing unit 45
a is supplied to the signal processing unit 13. The transmission channel designation signal 41T and the reception channel designation signal 41R are also supplied to the signal processing unit 13.
【0052】信号処理部13は、距離検出部51と、方
位演算部52と、有効反射断面積演算部53と、ターゲ
ット追跡部54と、を備える。The signal processing section 13 includes a distance detecting section 51, an azimuth calculating section 52, an effective reflection cross section calculating section 53, and a target tracking section 54.
【0053】距離検出部51は、ビート信号45aの周
波数スペクトルを解析し、ビート信号の周波数から物標
(ターゲット)までの相対距離を検出する。距離検出部
51は、検出した相対距離の情報をターゲット追跡部5
4に供給する。The distance detecting section 51 analyzes the frequency spectrum of the beat signal 45a and detects the relative distance from the frequency of the beat signal to the target. The distance detecting section 51 outputs information on the detected relative distance to the target tracking section 5.
4
【0054】方位演算部52は、送受信部12側から供
給される送信チャネル指定信号41Tならびに受信チャ
ネル指定信号41Rに基づいてレーダビームの走査方向
を認識する。方位演算部52は、認識したレーダビーム
の走査方向(走査角度)と検出された物標までの相対距
離に対応する周波数の信号レベルとを一時記憶する。方
位演算部52は、隣接する複数の走査方向(走査角度)
で物標が検知されている場合、各走査方向(走査角度)
におけるビート信号のレベル(物標までの距離に対応す
る周波数の信号レベル)を重み付け平均化処理すること
で、反射波を生じさせた物標の方位を求める。The azimuth calculation unit 52 recognizes the scanning direction of the radar beam based on the transmission channel designation signal 41T and the reception channel designation signal 41R supplied from the transmission / reception unit 12. The azimuth calculation unit 52 temporarily stores the scanning direction (scanning angle) of the recognized radar beam and the signal level of the frequency corresponding to the relative distance to the detected target. The azimuth calculation unit 52 includes a plurality of adjacent scanning directions (scanning angles).
When the target is detected in each scanning direction (scan angle)
The weight of the beat signal level (the signal level of the frequency corresponding to the distance to the target) in the above is weighted and averaged to obtain the direction of the target that has caused the reflected wave.
【0055】方位演算部52は、図6に示す両端のビー
ムBa,Bi以外のビームBb〜Bhのいずれかで物標
からの反射信号が検出されている場合で、その中の1つ
のビームのみで反射信号が検出されている場合、ならび
に、その中の1つのビームで検出されたレベルに対して
その両隣のビームで検出されたレベルが極めて低いレベ
ルである場合は、反射信号を高いレベルで検出している
ビームの中心が物標を照射しているものと判断し、その
ときの受信レベルをターゲット追跡部54へ供給して記
憶させる。The azimuth calculation unit 52 determines whether a reflected signal from a target is detected by any of the beams Bb to Bh other than the beams Ba and Bi at both ends shown in FIG. If the reflected signal is detected at a high level, and if the level detected at one of the adjacent beams is extremely low with respect to the level detected at one of the beams, the reflected signal is set at a high level. It is determined that the center of the detected beam is irradiating the target, and the reception level at that time is supplied to the target tracking unit 54 and stored.
【0056】ターゲット追跡部54は、検出された物標
にラベルを付けるとともに、検出された時刻と物標まで
の相対距離と信号レベルと物標の方位とを対応付けて記
憶する。次のビーム走査によって物標の検出がなされる
と、ターゲット追跡部54は、既に検出されている物標
のデータとの照合を行なう。ターゲット追跡部54は、
照合の結果、同一の物標と判断した場合は、先に付与し
たラベル名で検出された時刻と物標までの相対距離と信
号レベルと物標の方位とを対応付けて記憶する。The target tracking section 54 labels the detected target, and stores the detected time, the relative distance to the target, the signal level, and the azimuth of the target in association with each other. When the target is detected by the next beam scanning, the target tracking unit 54 performs collation with the data of the already detected target. The target tracking unit 54
As a result of the collation, when it is determined that they are the same target, the time detected by the label name given earlier, the relative distance to the target, the signal level, and the direction of the target are stored in association with each other.
【0057】有効反射断面積演算部53は、ターゲット
追跡部54に記憶された検出物標に関するデータに基づ
いて物標の有効反射断面積を演算する。有効反射断面積
演算部53は、ターゲット追跡部54に記憶されたビー
ト信号のレベルに基づいて送受信アンテナ48nで受信
した物標からの反射信号の受信電力を求める。有効反射
断面積演算部53には、混合部45の混合利得,サーキ
ュレータ47nにおける受信信号の損失、受信チャネル
切替部46における損失の各データが予め登録されてい
る。また、有効反射断面積演算部33には、送受信アン
テナ48nのアンテナゲインが登録されている。The effective reflection cross section calculating section 53 calculates the effective reflection cross section of the target based on the data on the detected target stored in the target tracking section 54. The effective reflection cross-section calculation unit 53 obtains the reception power of the reflection signal from the target received by the transmission / reception antenna 48n based on the beat signal level stored in the target tracking unit 54. In the effective reflection area calculating unit 53, data of the mixing gain of the mixing unit 45, the loss of the reception signal in the circulator 47n, and the loss in the reception channel switching unit 46 are registered in advance. Further, the effective reflection cross section calculation unit 33 registers the antenna gain of the transmission / reception antenna 48n.
【0058】有効反射断面積演算部53は、数1に示す
レーダ方程式に基づいて有効反射断面積を求める。な
お、FM−CWレーダ装置11の送信電力Ptは一定で
あり、送信電力Ptは有効反射断面積演算部53に予め
登録されている。送信波長λならびに送受信アンテナの
地上高hも有効反射断面積演算部33に予め登録されて
いる。送受信アンテナ27にレドームを設けている場
合、レドームによる損失値を伝搬損失Fとして予め登録
している。回路損失Lとしては所定値を予め登録してい
る。The effective reflection cross section calculator 53 calculates the effective reflection cross section based on the radar equation shown in Equation 1. Note that the transmission power Pt of the FM-CW radar device 11 is constant, and the transmission power Pt is registered in the effective reflection cross-sectional area calculation unit 53 in advance. The transmission wavelength λ and the ground height h of the transmission / reception antenna are also registered in the effective reflection area calculating unit 33 in advance. When the transmission / reception antenna 27 is provided with a radome, a loss value due to the radome is registered in advance as a propagation loss F. A predetermined value is registered in advance as the circuit loss L.
【0059】ターゲット追跡部54に同一の物標に関し
て検出距離の異なる2組のデータが記憶されている場
合、有効反射断面積演算部53は、それぞれの距離とそ
れぞれの距離での受信電力を代入した2つのレーダ方程
式を作成し、それら2つのレーダ方程式を連立方程式と
して解くことで、物標の有効反射断面積θと物標の地上
高htを求める。求められた物標の有効反射断面積θと
物標の地上高htは、ターゲット追跡部54に物標のラ
ベルとの対応を付けて記憶される。When two sets of data having different detection distances for the same target are stored in the target tracking section 54, the effective reflection area calculating section 53 substitutes the respective distances and the reception power at the respective distances. By creating these two radar equations and solving the two radar equations as simultaneous equations, the effective reflection cross section θ of the target and the ground height ht of the target are obtained. The obtained effective reflection cross-sectional area θ of the target and the ground height ht of the target are stored in the target tracking unit 54 in association with the label of the target.
【0060】なお、有効反射断面積演算部53は、物標
の有効反射断面積θと物標の地上高htとのそれぞれを
求めるのではなく、有効反射断面積θと地上高htと積
(θ・ht)を求めるようにしてもよい。この場合は、
同一の物標に関して検出距離の異なる2組のデータが必
要ではなくなる。また、同一の物標に関して検出距離の
異なる2組のデータが得られていない場合、有効反射断
面積演算部53は、物標の地上高htを例えば乗用車の
ナンバープレートの平均的な地上高に仮定して、物標の
有効反射断面積θを求めるようにしてもよい。Note that the effective reflection cross section computing unit 53 does not calculate the effective reflection cross section θ of the target and the ground height ht of the target, but calculates the product of the effective reflection cross section θ and the ground height ht ( θ · ht) may be obtained. in this case,
This eliminates the need for two sets of data with different detection distances for the same target. When two sets of data having different detection distances are not obtained for the same target, the effective reflection cross-sectional area calculation unit 53 sets the ground height ht of the target to, for example, the average ground height of a license plate of a passenger car. Assuming that the effective reflection sectional area θ of the target may be obtained.
【0061】有効反射断面積演算部53は、ビームの中
心が物標に照射された状態のデータがない場合は、重み
付け平均化処理によって求められた物標の方位に基づい
て、最も高い受信レベルが得られているビームにおいて
物標の方位にあたる角度でのアンテナゲインを求め、求
めたアンテナゲインを用いて物標の有効反射断面積θを
求めるようにしてもよい。When there is no data in a state where the target is irradiated with the center of the beam, the effective reflection cross-sectional area calculation unit 53 determines the highest reception level based on the target direction obtained by the weighted averaging process. The antenna gain at the angle corresponding to the azimuth of the target in the beam for which is obtained may be obtained, and the effective reflection sectional area θ of the target may be obtained using the obtained antenna gain.
【0062】方位演算部52は、送信チャネル指定信号
41Tならびに受信チャネル指定信号41Rに基づいて
レーダビームが図6に示す端ビーム(BaまたはBi)
であることを認識し、かつ、その端ビームで物標からの
反射信号が受信されている場合、ターゲット追跡部54
に記憶されている物標のデータを参照して、端ビームで
受信している物標が既に検出されている物標か否かを判
断する。方位演算部52は、既にラベル付けされている
物標が端ビームで受信されている場合、既に求められて
いる有効反射断面積θと物標の高さhtと、端ビームで
受信されている受信電力を数1に示したレーダ方程式に
代入して、アンテナゲインを求める。そして、方位演算
部52は、求めたアンテナゲインと端ビームのアンテナ
ゲインパターンとから物標の方位を求める。The azimuth calculation unit 52 converts the radar beam into the end beam (Ba or Bi) shown in FIG. 6 based on the transmission channel designation signal 41T and the reception channel designation signal 41R.
And if the reflected signal from the target is received in the end beam, the target tracking unit 54
It is determined whether the target received by the end beam is a detected target by referring to the target data stored in the target. When the target already labeled is received by the end beam, the azimuth calculation unit 52 receives the effective reflection cross-sectional area θ, the height ht of the target, and the end beam already obtained. The antenna gain is obtained by substituting the received power into the radar equation shown in Equation 1. Then, the azimuth calculation unit 52 obtains the azimuth of the target from the obtained antenna gain and the antenna gain pattern of the end beam.
【0063】ターゲット追跡部34は、検出した物標の
距離・方位ならびに物標の相対速度や物標の移動方向等
のデータを出力する。The target tracking section 34 outputs data such as the detected distance / azimuth of the target, the relative speed of the target, and the moving direction of the target.
【0064】なお、本発明に係るレーダ装置は、パルス
式レーダにも適用することができる。パルス式レーダに
場合、距離検出部は送信信号と受信信号との時間差に基
づいて物標までの距離を求める。また、この発明に係る
レーダ装置は、電波以外の光等を利用したレーダにも適
用することができる。The radar device according to the present invention can be applied to a pulse type radar. In the case of the pulse type radar, the distance detection unit obtains the distance to the target based on the time difference between the transmission signal and the reception signal. Further, the radar device according to the present invention can be applied to a radar using light other than radio waves.
【0065】更に、本発明に係るレーダ装置では、検出
対象となる物標の有効反射面積θが既に求められている
場合は、その物標からの反射信号の受信レベルと検出し
た物標までの相対距離とからその物標を指向する方向の
アンテナゲインを求め、求めたアンテナゲインから物標
の方位を求めることができるので、図6に示したように
多数のビームを隣接するビームが重なり合うように設け
なくなくても、例えば、ビームBa,Bc,Be,B
g,Bi等のより少ないビーム配置でビーム間に位置す
る物標の方位を精度良く求めることができる。Further, in the radar apparatus according to the present invention, when the effective reflection area θ of the target to be detected has already been obtained, the reception level of the reflected signal from the target and the detected level of the reflection target θ are determined. Since the antenna gain in the direction in which the target is directed can be obtained from the relative distance and the azimuth of the target can be obtained from the obtained antenna gain, a large number of beams are overlapped with adjacent beams as shown in FIG. , For example, beams Ba, Bc, Be, B
The azimuth of a target located between beams can be accurately obtained with a smaller beam arrangement such as g and Bi.
【0066】図1の信号処理部3は、掃引/走査制御部
21を備えて構成してもよい。図5の信号処理部13
は、掃引/走査制御部41を備えて構成してもよい。ま
た、上記実施形態は本発明の一例であり、本発明は上記
実施形態に限定されない。The signal processing section 3 shown in FIG. 1 may include a sweep / scan control section 21. Signal processing unit 13 in FIG.
May include a sweep / scan control unit 41. Further, the above embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment.
【0067】[0067]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレーダ
装置は、有効反射断面積が求められた物標がレーダビー
ムの端部に位置する場合に、予め登録した当該レーダビ
ームの角度−利得特性と物標までの相対距離と受信信号
レベル(例えばビート信号レベル)とに基づいて物標の
方位を求める方位演算部とを備えたので、レーダビーム
の走査範囲よりも少し外側に物標が存在する場合であっ
ても、その物標の有効反射断面積が既知であれば受信信
号レベルからアンテナゲインを求め、求めたアンテナゲ
インと予め登録したレーダビームの角度−利得特性とか
ら物標の方位を特定することができる。よって、限られ
た走査範囲であってもその走査範囲よりも広い範囲に亘
って物標の方位を検出することができる。As described above, according to the radar apparatus of the present invention, when the target for which the effective reflection cross section is obtained is located at the end of the radar beam, the angle-gain of the radar beam registered in advance is obtained. Since the azimuth calculation unit for obtaining the azimuth of the target based on the characteristics, the relative distance to the target, and the received signal level (for example, the beat signal level) is provided, the target is slightly outside the scanning range of the radar beam. Even if the target exists, if the effective reflection cross section of the target is known, the antenna gain is obtained from the received signal level, and the target antenna is obtained from the obtained antenna gain and the angle-gain characteristics of the radar beam registered in advance. The direction can be specified. Therefore, even in a limited scanning range, the azimuth of the target can be detected over a wider range than the scanning range.
【図1】本発明に係るレーダビーム走査式FM−CWレ
ーダ装置の簡易ブロック構成図FIG. 1 is a simplified block diagram of a radar beam scanning type FM-CW radar device according to the present invention.
【図2】送信周波数指定電圧信号,FM信号および走査
許可信号の波形図FIG. 2 is a waveform diagram of a transmission frequency designating voltage signal, an FM signal, and a scan enable signal.
【図3】送受信アンテナのアンテナゲイン(指向性)を
示すグラフFIG. 3 is a graph showing the antenna gain (directivity) of a transmission / reception antenna;
【図4】レーダビームの走査範囲の一例を示す簡易説明
図FIG. 4 is a simplified explanatory diagram showing an example of a scanning range of a radar beam.
【図5】本発明に係るマルチビーム式FM−CWレーダ
装置の簡易ブロック構成図FIG. 5 is a simplified block diagram of a multi-beam FM-CW radar device according to the present invention.
【図6】図5に示すマルチビーム式FM−CWレーダ装
置のビームの放射方向を示す簡易説明図FIG. 6 is a simplified explanatory diagram showing a beam radiation direction of the multi-beam FM-CW radar device shown in FIG.
1,11…レーダ装置、2,12…送受信部、3,13
…信号処理部、27,48a〜48i…送受信アンテ
ナ、31,51…距離検出部、32,52…方位演算
部、33,53…有効反射断面積演算部、34,54…
ターゲット追跡部。1,11 ... Radar device, 2,12 ... Transceiving unit, 3,13
... Signal processing units, 27,48a to 48i ... Transceiver antennas, 31,51 ... Distance detectors, 32,52 ... Azimuth calculators, 33,53 ... Effective reflection area calculators, 34,54 ...
Target tracking unit.
Claims (2)
レーダ信号を受信する送受信部と、 受信信号に基づいて物標までの相対距離を検出する距離
検出部と、 相対距離と受信信号レベルとに基づいて物標の有効反射
断面積を求める有効反射断面積演算部と、 有効反射断面積が求められた物標がレーダビームの端部
に位置する場合に、予め登録した当該レーダビームの角
度−利得特性と物標までの相対距離と受信信号レベルと
に基づいて物標の方位を求める方位演算部と、を備えて
なるレーダ装置。1. A transmitter / receiver for transmitting a radar signal and receiving a radar signal reflected by a target, a distance detector for detecting a relative distance to the target based on the received signal, a relative distance and a received signal An effective reflection cross section calculating unit for calculating an effective reflection cross section of the target based on the level; and, when the target for which the effective reflection cross section is obtained is located at an end of the radar beam, the radar beam registered in advance. And a azimuth calculating unit for obtaining the azimuth of the target based on the angle-gain characteristic, the relative distance to the target, and the received signal level.
物標を検知する際には、ビームの一部が互いに重なり合
うように配置された一方の送受信アンテナを用いてビー
ムの送信を行い、ビームの一部が互いに重なり合うよう
に配置された他方の送受信アンテナを用いて受信を行な
うことを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。2. The transmitting / receiving unit includes a plurality of transmitting / receiving antennas,
When detecting a target, a beam is transmitted using one transmitting / receiving antenna arranged so that a part of the beam is overlapped with another, and the other transmitting / receiving antenna is arranged such that a part of the beam is overlapped with each other The radar apparatus according to claim 1, wherein reception is performed by using a radar.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9225231A JPH1164500A (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Radar equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9225231A JPH1164500A (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Radar equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164500A true JPH1164500A (en) | 1999-03-05 |
Family
ID=16826053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9225231A Pending JPH1164500A (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Radar equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1164500A (en) |
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-
1997
- 1997-08-21 JP JP9225231A patent/JPH1164500A/en active Pending
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