JP3973047B2 - パルスレーダ装置 - Google Patents
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Description
関根松夫 レーダ信号処理技術 電子情報通信学会
森上、中司,"近距離移動物体の距離・速度測定の一方法" 電子情報通信学会総合大会 ’00 B−2−2 P.215
例えばa=0.3mとすると、pW は2nsとなる。
例えば国内向けの車載レーダでは76GHz付近の帯域が使用される。法規では76〜77GHz帯では1チャンネルあたり500MHzを専有することができる。パルス幅が2nsの場合には、メインローブの幅は500MHzであるが、サイドローブはそれ以上であり、減衰させる必要がある。したがって、帯域を制限する必要がある。
この搬送波発振器15の出力は、パルス生成回路および帯域制限部12の出力するパルスを用いて、振幅変調器16によって振幅変調される。その出力をイメージ的に図8に示す。
図2のプログラマブルディレイライン13による遅延時間を変化させることによって、この(I2 +Q2 )の値が極大なる時点をもって、電波が対象物から反射されて戻るまでの時間とし、その時間から対象物までの距離が求められる。この第1の方法は、例えばパルス幅が短く、信号電力が小さい場合に使用される。
τ=θT/2π (3)
D=τ×c/2=θTc/4π (4)
図14は、図13と同様にプログラマブルディレイライン13による遅延時間と位相差の関係を示す。遅延時間t1 およびt2 は、図12で説明した位相差θ1 およびθ2 に対応する。
次にEXORゲート34によって、PN(系列)発生器33の出力と分周器32の出力としてのS23信号との排他的論理和(EXOR)がとられる。その出力としては、図17(a)に示すようにS23信号がHの区間ではPN系列の波形が出力され、S23信号がLの区間ではPN系列が反転されて出力される。
図15の第2の実施形態において、ANDゲート35の出力に基づいて送信パルスが送られ、受信パルスがゲート回路21などを介してI−Q検波器23によって検波され、ローパスフィルタ25,26から出力されるまでは、図2の第1の実施形態におけると動作は基本的に同じである。しかしながら送信信号が擬似ランダム系列を用いて拡散されているため、その逆拡散などの動作が必要となり、A/D変換器およびマイクロコンピュータ27、特にマイクロコンピュータによる処理が異なってくる。
同図は第2の実施形態に対する図18に対応する。図18ではPN系列がHの区間に対してのみパルス生成が行われることを説明したが、図21ではPN系列がLの区間においても、AM−OSC矩形波信号、すなわちS21信号の立ち下がり時点に一致して立ち上がるパルスが生成されることが示されている。
図23は第4の実施形態、図24は第2の実施形態におけるI−Q検波器23の出力動作の説明図である。このI−Q検波では、入力信号と同じ周波数の正弦波としてのローカル信号を用いて検波が行なわれる。
このように第4の実施形態では、I−Q検波器の出力信号の振幅を第2の実施形態に比較してほぼ2倍とすることができ、また振幅が0となる区間を減らすことができる。これによって例えばA−D変換器およびマイコン27による信号処理などをより確実とすることが可能となる。
該制御パルス信号を用いて、受信信号に対するゲート動作を行うゲート手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置。
前記制御パルス生成手段が前記遅延の量を変化させる時、該検波手段の出力を用いて、受信信号の振幅に相当する成分が極大となる遅延量に対応させてターゲットまでの距離を算出する距離算出手段とを更に備えることを特徴とする付記1記載のパルスレーダ装置。
前記制御パルス生成手段が前記遅延の量を変化させる時、該検波手段の出力を用いて、前記基となる信号と受信信号との位相差に対応させてターゲットまでの距離を算出する距離算出手段とを更に備えることを特徴とする付記1記載のパルスレーダ装置。
該制御パルス信号を用いて、受信信号に対するゲート動作を行うゲート手段とを備えることを特徴とするパルスレーダ装置。
(付記7)前記擬似ランダム信号が、前記第1の信号に対する位相変調用の信号であり、前記作成された信号が該擬似ランダム信号がLowの区間にもパルスが存在する信号であることを特徴とする付記5記載のパルスレーダ装置。
前記制御パルス生成手段が前記遅延の量を変化させる時、該検波手段の出力に対して前記擬似ランダム信号を用いて逆拡散を行い、周波数帯域の電力を抽出して、該電力値が極大となる遅延量に対応させてターゲットまでの距離を算出する距離算出手段とを更に備えることを特徴とする付記5記載のパルスレーダ装置。
前記制御パルス生成手段が前記遅延の量を変化させる時、該検波手段の出力に対して前記擬似ランダム信号を用いて逆拡散を行い、周波数帯域の電力を抽出して、前記基となる第1の信号と受信信号との位相差に対応させてターゲットまでの距離を算出する距離算出手段とを更に備えることを特徴とする付記5記載のパルスレーダ装置。
2 制御パルス生成手段
3 ゲート手段
4 検波手段
5 距離算出手段
11 矩形波発振器
12 パルス生成回路および帯域制御部
13 プログラマブルディレイライン
14 パルス生成回路
15 搬送波発振器
16 振幅変調器
19 包絡線検波器
21 ゲート回路
22,24,25,26 ローパスフィルタ
23 I−Q検波器
27 A/D変換器およびマイコン
31,32 分周器
33 PN(系列)発生器
34 EXORゲート
35 ANDゲート
40 EXNORゲート
Claims (5)
- パルス信号を送信してターゲットを検出するレーダ装置において、
送信パルス作成の基となる第1の信号と、該第1の信号より低い周波数の位相変調用の第2の信号と、該第1と第2の信号の中間の周波数で生成される変調用の擬似ランダム信号とを用いてパルス生成用の信号を生成するパルス生成用信号作成手段と、
前記パルス生成用信号作成手段において生成された信号からパルスを生成し、該パルスのスペクトル範囲を帯域制限して送信パルス生成用変調信号を生成する変調信号生成手段と、
前記パルス生成用信号作成手段において前記第1の信号と、前記第2の信号と、前記擬似ランダム信号とを用いて作成された前記信号を遅延させて、制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
該制御パルス信号を用いて、受信信号に対するゲート動作を行うゲート手段と、
を備えることを特徴とするパルスレーダ装置。 - 前記擬似ランダム信号が、前記第1の信号に対する振幅変調用の信号であることを特徴とする請求項1記載のパルスレーダ装置。
- 前記擬似ランダム信号が、前記第1の信号に対する位相変調用の信号であり、前記作成された信号が該擬似ランダム信号がLowの区間にもパルスが存在する信号であることを特徴とする請求項1記載のパルスレーダ装置。
- 前記ゲート手段の出力を検波する検波手段と、
前記制御パルス生成手段が前記遅延の量を変化させるとき、該検波手段の出力に対して前記擬似ランダム信号を用いて逆拡散を行い、前記第2の信号の周波数帯域の電力を抽出して、該電力値が極大となる遅延量に対応させてターゲットまでの距離を算出する距離算出手段とを更に備えることを特徴とする請求項1記載のパルスレーダ装置。 - 前記ゲート手段の出力を検波する検波手段と、
前記制御パルス生成手段が前記遅延の量を変化させるとき、該検波手段の出力に対して前記擬似ランダム信号を用いて逆拡散を行い、前記第2の信号の周波数帯域の電力を抽出して、前記基となる第1の信号と受信信号との位相差に対応させてターゲットまでの距離を算出する距離算出手段とを更に備えることを特徴とする請求項1記載のパルスレーダ装置。
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