JP7187804B2 - レーダ受信機 - Google Patents
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Description
図1から図5は、第1実施形態の説明図を示している。図1は、ミリ波レーダシステムを構成するレーダ装置1の電気的構成を概略的に示している。
このレーダ装置1は、MCU(Micro Control Unit:又はMPU(Micro Processing Unit))2と、MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)による半導体集積回路装置3とを接続して構成されており、移動体(例えば、車両)に搭載される。MCU2は、不揮発性メモリ及び揮発性メモリ等のメモリ4を備え、半導体集積回路装置3との間でシリアル通信可能に接続されている。
この図3において、受信周波数fRXnは、ターゲット18がレーダ装置1の近傍に位置している場合の受信周波数を示しており、受信周波数fRXfは、ターゲット18がレーダ装置1から遠方に位置している場合の受信周波数を示している。
図5は増幅部20の電気的構成を示している。この増幅部20は、複数(例えばn=4)の分岐増幅器31a~31d、n個のハイパスフィルタ32a~32d、及び、合成部としての後段増幅器33を備える。複数の分岐増幅器31a~31dは、それぞれ例えばトランスインピーダンスアンプ(TIA:Trans-Impedance Amplifier)により構成される電流電圧変換器であり、周波数変換器19の後段に位置して並列接続される分岐増幅部に相当する構成である。
このとき、複数の分岐増幅器31a~31dが変換電流を分流して電圧増幅するものの、その後、ハイパスフィルタ32a~32dが低域周波数を逓減しているため、信号を減衰させることができ、振幅を適度に保持できる。したがって、次の後段増幅器33が、複数のハイパスフィルタ32a~32dの出力電圧を合成して増幅したとしても、後段増幅器33の増幅信号の振幅が飽和することがなくなる。
図6は、第2実施形態の追加説明図を示している。図6には、低雑音増幅器21の構成も記載している。受信機6に代わる受信機206は、複数個(但しn2≦n:n2=n/k個:例えば2個)の周波数変換器19a,19cを分岐周波数変換部として備えている。この周波数変換器19a,19cは並列接続されている。この受信機206は、受信アンテナ23と周波数変換器19a,19cとの間に低雑音増幅器(LNA)21を備えている。低雑音増幅器21が、受信アンテナ23から受信した信号を、例えば数dBのゲインにより増幅した後、この増幅信号をn2分岐して周波数変換器19a,19cに出力する。これらのn2個の周波数変換器19a,19cは、それぞれ低雑音増幅器21の出力を分岐入力し、それぞれローカル信号LOと混合して周波数を変換出力する。
図7は、第3実施形態の追加説明図を示している。第2実施形態と同一部分に同一符号を付して説明を省略し異なる部分を説明する。図7の受信機306に示すように、低雑音増幅器21の増幅機能を、前段と後段とに分けても良い。すなわち受信機306は、低雑音増幅器21と、複数個(n2個)の周波数変換器19a,19cとの間に位置して、複数個(n2個)の電圧バッファ34a,34cを備えていても良い。
図8から図10は、第4実施形態の追加説明図を示している。図8に示すように、受信機406は、n個(例えば4個)の分岐増幅器31a~31d、n個(例えば4個)のハイパスフィルタ32a~32d、を備えると共に、これらの分岐増幅器31a~31d、ハイパスフィルタ32a~32dのそれぞれを組としてこれらの組のうち少なくとも何れか一組以上を有効/無効に切替えるスイッチSW1,SW2を切替部として備える。
ここでチャープエンド出力ChirpEndは、ロジック回路8が、図2のタイミングts2において「H」をインパルス状に出力する信号を示している。そして、後段増幅器433は、その出力をA/D変換器22に入力させると共に、A/D変換器22は、その出力を図示しないデジタルフィルタを通じてレジスタバンク9に入力させる。MCU2は、このレジスタバンク9に格納されたデータに基づいてデータ処理し距離を測定する。
図10に示すように、送信機5が、FCM変調方式により変調信号のチャープ信号の出力を図2Aのタイミングts1にてスタートさせ(図10のS1)、レーダ送信波を外部に出力する。このレーダ波は、ターゲット18に反射することで受信機406に入力される。受信機406に高周波信号が入力されると、周波数変換器19が周波数を変換した後、分岐増幅器31a~31dがそれぞれ所定の増幅度により増幅し、複数のハイパスフィルタ32a~32dは、それぞれ高域を通過すると共に低域をカットして出力する。
本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。
車載用ミリ波レーダに適用した形態を示したが、車載に限らず、レーダーシステム、レーダ受信機の全般に適用可能である。
Claims (6)
- 周波数を漸増又は漸減する周波数変調方式を用いた変調信号を変換してレーダ送信波としてターゲットに出力する送信機(5)と、前記ターゲットに反射した信号を受信する受信機(6)とを備えたレーダ装置(1)における前記受信機を構成するレーダ受信機(6)であって、
少なくとも互いに同一周波数を含む帯域にて増幅する特性を備え、前記受信した信号をn分岐(但し、n≧2)した状態で前記受信した信号の電圧をそのまま増幅するn個の分岐増幅部(31a~31d)と、
前記n個の分岐増幅部により増幅された後のアナログ電圧を合成する合成部(33;433)と、
を備えるレーダ受信機。 - 前記n個の分岐増幅部により増幅された信号の高域側を通過し低域側を逓減させるn個のハイパスフィルタ(32a~32d)をさらに備え、
前記合成部は、前記n個の分岐増幅部により増幅された後に前記n個のハイパスフィルタにより処理された出力信号を合成する請求項1記載のレーダ受信機。 - 前記n個のハイパスフィルタは、カットオフ周波数が前記ターゲットとの間の距離を測定する距離範囲の中間の所定距離より近接した距離に対応した周波数成分を逓減するように設定されている請求項2記載のレーダ受信機。
- 前記n個の分岐増幅器(31a~31d)及び前記n個のハイパスフィルタ(32a~32d)のうち少なくとも何れか一組以上を有効/無効に切替える切替部(SW1,SW2)と、
前記n個のハイパスフィルタの出力信号を前記合成部により合成した後の合成電圧が所定の飽和閾値電圧に達したことを検知したときに前記切替部を制御することで前記合成電圧が飽和しないように制御する切替制御部(35)と、をさらに備える請求項2記載のレーダ受信機。 - 前記n個の分岐増幅部が増幅する前にn2(但し、n2≦n)分岐した信号を、前記変調信号により変換し、前記ターゲットとの間の距離に依存して変化する周波数成分の変換電流に変換するn2個の分岐周波数変換部(19;19a、19c)、をさらに備え、
前記n個の分岐増幅部は、前記n2個の分岐周波数変換部により変換されたn2個の変換電流を最終的に前記n個に分岐した状態で増幅する請求項1から4の何れか一項に記載のレーダ受信機。 - 前記n個の分岐増幅部には、トランスインピーダンスアンプを用いる請求項1から5の何れか一項に記載のレーダ受信機。
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