JPH0643236A

JPH0643236A - 車載レーダ装置の入力異常保護回路

Info

Publication number: JPH0643236A
Application number: JP4136554A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Nakano; 義明中野; Hiroshi Suzuki; 鈴木　　寛; Masayoshi Ikuno; 雅義生野
Original assignee: Denso Ten Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】過大入力や過小入力に対する車載レーダ装置
の保護等の対策を行う車載レーダ装置の入力異常保護回
路に関し、低雑音増幅器に使用しているＦＥＴを劣化や
破壊から保護したり、車載レーダ装置の異常を運転者に
知らせるようにすることを目的とする。【構成】異常入力判別手段２が過大入力を判別したと
きには、保護手段３が車載レーダ装置を保護する処置を
とる。具体的には、ドレイン電圧減少手段３ａにより、
ＦＥＴのドレイン電圧を減少させて、ＦＥＴの利得を減
少させるか、または送信出力減少手段３ｂにより、車載
レーダ装置の送信側出力を減少させる。また、異常入力
判別手段２が過小入力を判別したときには、報知手段４
が運転者に車載レーダ装置の異常を報知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車載レーダ装置の入力異
常保護回路に関し、特に過大入力や過小入力に対する車
載レーダ装置の保護等の対策を行う車載レーダ装置の入
力異常保護回路に関する。

【０００２】近年、自動車用の衝突防止レーダとして、
ミリ波等の電波を用いた車載レーダ装置が開発されてい
る。この装置では、周波数変調をかけたミリ波等の信号
を前方車や周囲の静止物体に発射し、反射して戻ってき
た反射波に基づき、自車の前方車に対する相対速度や距
離、または自車の速度や静止物体との距離等を計算し、
危険を感知したときに運転者に警報を出したり、自動車
の制動制御を行ったりする。

【０００３】

【従来の技術】従来、車載レーダ装置では、ミリ波等の
反射信号を受信アンテナで受信して、低雑音増幅器（Ｌ
ＮＡ：low noise amplifier ）で高周波増幅を行い、そ
の後、周波数変換等が行われる。低雑音増幅器には通
常、ＦＥＴ（field effect transistor ）増幅器が用い
られ、ＦＥＴ素子として特にＨＥＭＴ（high electron
mobility transistor ）が用いられる。このＨＥＭＴを
用いることにより、低雑音増幅器の低雑音性能が向上さ
れ、また経済性も良くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、反射波の信
号レベルは、前方車や静止物体に対する自車の距離によ
って変化するとともに、気象条件や環境条件によっても
大きく変化する。

【０００５】このために、受信アンテナに入力する信号
レベルが、例えば過大レベルになった場合には、低雑音
増幅器に使用しているＦＥＴの劣化や破壊を引き起こ
し、また、逆に過小レベルになった場合には、周波数変
換用のミキサに所定レベル以上の入力信号が入力されな
いために、ミリ波回路内に動作不良が発生し、車載レー
ダ装置が誤動作をして安全運転に支障を来すという問題
点があった。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、低雑音増幅器に使用しているＦＥＴを劣化や
破壊から保護したり、車載レーダ装置の異常を運転者に
知らせるようにする車載レーダ装置の入力異常保護回路
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は、上記目的を達成
するために提案された本発明の原理を説明する図であ
る。

【０００８】図に示すように、本発明の車載レーダ装置
の入力異常保護回路は、反射波の信号レベルを検出し出
力する検出手段１と、検出手段１の出力の大きさに応じ
て異常入力を判別する異常入力判別手段２と、異常入力
判別手段２が過大入力を判別したときに車載レーダ装置
を保護する保護手段３とから構成される。

【０００９】また、車載レーダ装置は、ＦＥＴを用いた
低雑音増幅器（ＬＮＡ）を有し、保護手段３は、異常入
力判別手段２が過大入力を判別したときにＦＥＴのドレ
イン電圧を減少させるドレイン電圧減少手段３ａから成
る。このドレイン電圧を減少させることには、ドレイン
電圧を零にしてＦＥＴをオフ状態にすることも含む。

【００１０】また、保護手段３は、異常入力判別手段２
が過大入力を判別したときに車載レーダ装置の送信側出
力を減少させる送信出力減少手段３ｂから成る。また、
本発明の車載レーダ装置の入力異常保護回路は、反射波
の信号レベルを検出し出力する検出手段１と、検出手段
１の出力の大きさに応じて異常入力を判別する異常入力
判別手段２と、異常入力判別手段２が過小入力を判別し
たときに報知する報知手段４とから構成される。

【００１１】また、検出手段１は、ＦＥＴのゲート電流
を検出し出力するゲート電流検出手段１ａから成る。ま
た、検出手段１は、検波電圧を検出し出力する検波電圧
検出手段１ｂから成る。

【００１２】

【作用】以上の構成において、検出手段１が、反射波の
信号レベルを検出して異常入力判別手段２に出力する。
異常入力判別手段２では、検出手段１の出力の大きさに
応じて異常入力を判別する。所定範囲の正常なレベルの
入力ならば、入力信号は高周波増幅、周波数変換を経て
信号処理回路に送られ、自車の前方車に対する相対速度
や距離、または自車の速度や静止物体との距離等が計算
される。

【００１３】しかし、もし、異常入力判別手段２が過大
入力を判別したときには、保護手段３が車載レーダ装置
を保護する処置をとる。具体的には、ドレイン電圧減少
手段３ａにより、ＦＥＴのドレイン電圧を減少させて、
ＦＥＴの利得を減少させるか、または送信出力減少手段
３ｂにより、車載レーダ装置の送信側出力を減少させ
る。このようにして、低雑音増幅器に使用しているＦＥ
Ｔを劣化や破壊から保護する。

【００１４】また、もし、異常入力判別手段２が過小入
力を判別したときには、報知手段４が運転者に車載レー
ダ装置の異常を報知する。これにより、運転者は車載レ
ーダ装置に頼らない運転に切り換える。

【００１５】なお、反射波の信号レベルを検出して出力
する検出手段１として、ゲート電流検出手段１ａと検波
電圧検出手段１ｂとがある。ゲート電流検出手段１ａ
は、ＦＥＴのゲートに流れるゲート電流を検出し出力す
る。また、検波電圧検出手段１ｂは、ＦＥＴに入力する
信号、またはＦＥＴから出力された信号を検波し、その
検波電圧を検出し出力する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は車載レーダ装置の構成を示すブロック回路
図である。図中、ＦＭ変調器１１で周波数変調された変
調信号が、電圧制御発振器１２で６０ＧＨｚのミリ波に
変換されて送信用アンテナ１３から出力される。送信用
アンテナ１３は強い指向性を有しており、目標物に向か
って発射される。

【００１７】目標物に当たって反射された反射波は受信
用アンテナ１４で受信され、その受信信号は低雑音増幅
器（ＬＮＡ）１５に入力される。低雑音増幅器（ＬＮ
Ａ）１５には、１ＭＨｚのパルスを発生するスイッチン
グ信号発生器１６がスイッチングトランジスタ１７を介
して接続され、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１５は６０ＧＨ
ｚ＋１ＭＨｚの増幅された信号をミキサ１８へ出力す
る。ミキサ１８には、方向性結合器１９を介して送信側
の６０ＧＨｚの信号が入力しており、したがって、１Ｍ
Ｈｚの信号が帯域通過ろ波器２０へ出力される。帯域通
過ろ波器２０は１ＭＨｚだけを通過させるフィルタであ
り、帯域通過ろ波器２０を通過した信号はミキサ２１へ
送られる。

【００１８】一方、スイッチング信号発生器１６の１Ｍ
Ｈｚの出力は、周波数変換器２２で数１０Ｈｚ少ない周
波数に変換され、帯域通過ろ波器２３を経由してミキサ
２１へ送られる。したがって、ミキサ２１からは数１０
Ｈｚの信号が出力される。この出力は信号処理回路（図
示せず）へ送られる。

【００１９】なお、スイッチング信号発生器１６の信号
が低雑音増幅器（ＬＮＡ）１５には送られないタイプの
車載レーダ装置があり、この装置の場合は、方向性結合
器１９とミキサ１８との間に周波数変換器２４が設けら
れ、ここで６０ＧＨｚから１ＭＨｚ少ない周波数への変
換が行われる。また、図中、２点鎖線２５で囲まれる部
分はミリ波回路を示す。

【００２０】このような車載レーダ装置の低雑音増幅器
（ＬＮＡ）１５に設けられる本発明の入力異常保護回路
の実施例を図３〜図７を参照して説明する。図３は、入
力異常保護回路の第１実施例を示す回路図である。受信
用アンテナ１４からの受信信号入力が、端子３１を介し
て直流分カット用のコンデンサＣ１に送られる。コンデ
ンサＣ１にはＦＥＴＱ１のゲートが接続され、ＦＥＴＱ
１のゲートには抵抗Ｒ１を介してゲート・ソース間電圧
Ｖ_GS1が印加される。ただし、後述のように、Ｖ_GS1電
圧端子３２と抵抗Ｒ１との間にはゲート電流検出のため
に制御回路３３が接続される。抵抗Ｒ１にはコンデンサ
Ｃ２が接続され、コンデンサＣ２は接地される。抵抗Ｒ
１およびコンデンサＣ２は低周波発振防止用に設けられ
るものである。

【００２１】ＦＥＴＱ１のドレインは直流分カット用の
コンデンサＣ４を介してＦＥＴＱ２のゲートに接続さ
れ、また、ＦＥＴＱ１のドレインには、制御回路３３を
介してドレイン・ソース間電圧Ｖ_DS1が印加される。さ
らに、ＦＥＴＱ１のドレインには、低周波発振防止用の
抵抗Ｒ２とコンデンサＣ３との直列回路が接続される。

【００２２】ＦＥＴＱ２のゲートには抵抗Ｒ３を介して
ゲート・ソース間電圧Ｖ_GS2が印加される。抵抗Ｒ３に
はコンデンサＣ５が接続され、コンデンサＣ５は接地さ
れる。抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ５は低周波発振防止
用に設けられるものである。ＦＥＴＱ２のドレインから
の出力は直流分カット用のコンデンサＣ７を介してミキ
サ１８（図２）に接続され、また、ＦＥＴＱ２のドレイ
ンには、ドレイン・ソース間電圧Ｖ_DS2が印加される。
さらに、ＦＥＴＱ２のドレインには、低周波発振防止用
の抵抗Ｒ４とコンデンサＣ６との直列回路が接続され
る。

【００２３】以上の構成により、受信信号に対してＦＥ
ＴＱ１、Ｑ２による低雑音の高周波増幅が行われ、ミキ
サ１８へ出力される。ところで、制御回路３３は、Ｖ
_GS1電圧供給端子３２からＦＥＴＱ１のゲートに流れる
ゲート電流量を検出する。そして、検出されたゲート電
流量が所定の範囲にあるときは、ＦＥＴＱ１のドレイン
にドレイン・ソース間電圧Ｖ_DS1をそのまま印加する。
しかし、検出されたゲート電流量が所定の範囲を越えて
過大電流量になったときは、即ちＦＥＴＱ１を劣化また
は破壊してしまう程の入力になったときには、ＦＥＴＱ
１のドレインにドレイン・ソース間電圧Ｖ_DS1を印加す
ることを停止してＦＥＴＱ１の利得を無くしてしまう。
またはＦＥＴＱ１のドレインに印加するドレイン・ソー
ス間電圧を減少させるようにしてもよい。極端に減少さ
せた場合が停止ということになる。これによりＦＥＴＱ
１を劣化または破壊から保護できる。

【００２４】一方、検出されたゲート電流量が所定の範
囲に至らず過小電流量になったときは、即ち周波数変換
用のミキサに所定レベル以上の入力信号が入力されない
ために、ミリ波回路内に動作不良が発生し、車載レーダ
装置が誤動作をして安全運転に支障を来すときには、制
御回路３３は報知装置３４に信号を送って報知装置３４
を作動させ、運転者に車載レーダ装置の異常を報知させ
る。報知装置３４は、警報音を発生する装置や発光装置
等から成る。なお、制御回路３３は、以上の２つの異常
入力（過大、過小入力）時に車両の制動等の制御を行う
ようにしてもよい。

【００２５】図４は、入力異常保護回路の第２実施例を
示す回路図である。図中、図３の第１実施例と同じ構成
部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。第２
実施例では、制御回路４１がＦＥＴＱ１のゲート電流の
検出を行わず、ＦＥＴＱ１への入力信号を方向性結合器
４２で分岐し、検波器４３で検波し、その検波出力を制
御回路４１へ入力する。検波器４３は、ダイオードＤ１
と抵抗Ｒ５とで構成される。

【００２６】制御回路４１は、検波器４３から入力する
検波出力が所定の範囲にあるときは、ＦＥＴＱ１のドレ
インにドレイン・ソース間電圧Ｖ_DS1をそのまま印加す
る。しかし、検波出力が所定の範囲を越えて過大量にな
ったときは、即ちＦＥＴＱ１を劣化または破壊してしま
う程の入力になったときには、ＦＥＴＱ１のドレインに
ドレイン・ソース間電圧Ｖ_DS1を印加することを停止し
てＦＥＴＱ１の利得を無くしてしまう。またはＦＥＴＱ
１のドレインに印加するドレイン・ソース間電圧を減少
させるようにする。

【００２７】一方、検波出力が所定の範囲に至らず過小
量になったときは、即ち周波数変換用のミキサに所定レ
ベル以上の入力信号が入力されないために、ミリ波回路
内に動作不良が発生し、車載レーダ装置が誤動作をして
安全運転に支障を来すときには、制御回路４１は報知装
置３４に信号を送って報知装置３４を作動させ、運転者
に車載レーダ装置の異常を報知させる。

【００２８】なお、上記検波出力はＦＥＴＱ１への入力
信号から取り出したが、ＦＥＴＱ１からの出力信号から
取り出してもよく、さらにＦＥＴＱ２の入力信号や出力
信号から取り出してもよい。

【００２９】図５は、入力異常保護回路の第３実施例を
示す回路図である。図中、図４の第２実施例と同じ構成
部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。第３
実施例は、ＦＥＴＱ１のドレインに、スイッチング回路
５２（図２のスイッチング信号発生器１６とスイッチン
グトランジスタ１７とに相当）からスイッチングパルス
が印加されているタイプの車載レーダ装置の入力異常保
護回路である。通常、例えば振幅１．５Ｖのスイッチン
グパルスがＦＥＴＱ１のドレインに印加され、車載レー
ダ装置は正常に作動している。

【００３０】制御装置５１は、検波器４３からの検波出
力が過大量になったときは、スイッチング回路５２を作
動させてスイッチングパルスの振幅を減少させ、例えば
０．３Ｖに減少させ、ＦＥＴＱ１の利得を低減させる。

【００３１】一方、検波出力が過小量になったときは、
制御回路５１は報知装置３４に信号を送って報知装置３
４を作動させ、運転者に車載レーダ装置の異常を報知さ
せる。

【００３２】制御回路５１は、第１実施例のように、Ｆ
ＥＴＱ１のゲート電流量に基づいて（破線５３）スイッ
チング回路５２を制御してもよい。図６は、入力異常保
護回路の第４実施例を示す回路図である。図中、図３の
第１実施例と同じ構成部分には同一の符号を付し、その
説明を省略する。

【００３３】第４実施例では、ＦＥＴＱ１のドレインに
スイッチング回路６１（図２のスイッチング信号発生器
１６とスイッチングトランジスタ１７とに相当）が接続
され、ＦＥＴＱ２のドレインに制御回路６２を介してド
レイン・ソース間電圧Ｖ_DS2が印加される。

【００３４】コンデンサＣ７にはＦＥＴＱ３のゲートが
接続され、ＦＥＴＱ３のゲートには抵抗Ｒ６を介してゲ
ート・ソース間電圧Ｖ_GS3が印加される。抵抗Ｒ６には
コンデンサＣ８が接続され、コンデンサＣ８は接地され
る。抵抗Ｒ６およびコンデンサＣ８は低周波発振防止用
に設けられるものである。

【００３５】ＦＥＴＱ３のドレインの出力は直流分カッ
ト用のコンデンサＣ１０を介してミキサ１８へ接続さ
れ、また、ＦＥＴＱ３のドレインには、ドレイン・ソー
ス間電圧Ｖ_DS3が印加される。さらに、ＦＥＴＱ３のド
レインには、低周波発振防止用の抵抗Ｒ７とコンデンサ
Ｃ９との直列回路が接続される。

【００３６】ＦＥＴＱ３のドレインの出力は、方向性結
合器６３で分岐され、検波器６４で検波され、その検波
出力は制御回路６２へ入力される。検波器６４は、ダイ
オードＤ２と抵抗Ｒ８とで構成される。

【００３７】この回路は、スイッチング機能を損なわせ
たくない場合の回路である。したがって、スイッチング
回路６１の出力によってＦＥＴＱ１のスイッチングを制
御回路６２とは別に行なっている。

【００３８】制御回路６２は、検波器６４から入力する
検波出力が所定の範囲にあるときは、ＦＥＴＱ２のドレ
インにドレイン・ソース間電圧Ｖ_DS2をそのまま印加す
る。しかし、検波出力が所定の範囲を越えて過大量にな
ったときは、ＦＥＴＱ２のドレインにドレイン・ソース
間電圧Ｖ_DS2を印加することを停止してＦＥＴＱ２の利
得を無くしてしまう。またはＦＥＴＱ２のドレインに印
加するドレイン・ソース間電圧を減少させるようにす
る。これにより、ＦＥＴＱ２、Ｑ３の劣化および破壊を
防止することができる。

【００３９】一方、検波出力が所定の範囲に至らず過小
量になったときは、制御回路６２は報知装置３４に信号
を送って報知装置３４を作動させ、運転者に車載レーダ
装置の異常を報知させる。

【００４０】制御回路６２は、検波器６４からの検波出
力によらず、ＦＥＴＱ３のゲート電流量に基づいて（破
線６５）作動するようにしてもよい。図７は、入力異常
保護回路の第５実施例を示す回路図である。図中、図２
の構成部分と同じ構成部分には同一の符号を付し、その
説明を省略する。

【００４１】第５実施例では、過大入力が検出されたと
きに送信側の出力を減少させて、受信側の低雑音増幅器
の保護を図る。図中、符号７１は高出力増幅器であり、
図２においても本来、電圧制御発振器１２と方向性結合
器１９との間に接続されているが、図２では図示を省略
したものである。

【００４２】制御回路７２は、第１実施例のようにＦＥ
Ｔのゲート電流を検出するか、または第２実施例のよう
に検波出力を得て、過大レベル信号の入力を検出し、こ
の検出時に、電圧制御発振器１２の作動を停止させる。
または高出力増幅器７１のドレイン電圧を減少させても
よい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、反射波
の入力レベルを検出し、過大入力時には、保護手段が車
載レーダ装置を保護する処置をとるので、低雑音増幅器
に使用しているＦＥＴを劣化や破壊から保護し、車載レ
ーダ装置の故障を防ぐことができる。

【００４４】また、過小入力時には、報知手段が運転者
に車載レーダ装置の異常を報知するので、運転者は車載
レーダ装置に頼らない運転に切り換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図である。

【図２】車載レーダ装置の構成を示すブロック回路図で
ある。

【図３】入力異常保護回路の第１実施例を示す回路図で
ある。

【図４】入力異常保護回路の第２実施例を示す回路図で
ある。

【図５】入力異常保護回路の第３実施例を示す回路図で
ある。

【図６】入力異常保護回路の第４実施例を示す回路図で
ある。

【図７】入力異常保護回路の第５実施例を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

１検出手段１ａゲート電流検出手段１ｂ検波電圧検出手段２異常入力判別手段３保護手段３ａドレイン電圧減少手段３ｂ送信出力減少手段４報知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者生野雅義兵庫県神戸市兵庫区御所通１丁目２番28号富士通テン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車載レーダ装置の入力異常保護回路にお
いて、反射波の信号レベルを検出し出力する検出手段（１）
と、前記検出手段（１）の出力の大きさに応じて異常入力を
判別する異常入力判別手段（２）と、前記異常入力判別手段（２）が過大入力を判別したとき
に車載レーダ装置を保護する保護手段（３）と、を有することを特徴とする車載レーダ装置の入力異常保
護回路。
【請求項２】前記車載レーダ装置は、ＦＥＴを用いた
低雑音増幅器（ＬＮＡ）を有し、前記検出手段（１）
は、前記ＦＥＴのゲート電流を検出し出力するゲート電
流検出手段（１ａ）とを有することを特徴とする請求項
１記載の車載レーダ装置の入力異常保護回路。
【請求項３】前記検出手段（１）は、検波電圧を検出
し出力する検波電圧検出手段（１ｂ）から成ることを特
徴とする請求項１記載の車載レーダ装置の入力異常保護
回路。
【請求項４】前記車載レーダ装置は、ＦＥＴを用いた
低雑音増幅器（ＬＮＡ）を有し、前記保護手段（３）
は、前記異常入力判別手段（２）が過大入力を判別した
ときに前記ＦＥＴのドレイン電圧を減少させるドレイン
電圧減少手段（３ａ）から成ることを特徴とする請求項
１記載の車載レーダ装置の入力異常保護回路。
【請求項５】前記低雑音増幅器は、前記ＦＥＴのドレ
インにパルス電圧が印加されるスイッチング型低雑音増
幅器であり、前記ドレイン電圧減少手段（３ａ）は、前
記異常入力判別手段（２）が過大入力を判別したときに
前記ＦＥＴのドレインに印加されるパルス電圧の振幅値
を減少させることを特徴とする請求項４記載の車載レー
ダ装置の入力異常保護回路。
【請求項６】前記保護手段（３）は、前記異常入力判
別手段（２）が過大入力を判別したときに前記車載レー
ダ装置の送信側出力を減少させる送信出力減少手段（３
ｂ）から成ることを特徴とする請求項１記載の車載レー
ダ装置の入力異常保護回路。
【請求項７】車載レーダ装置の入力異常保護回路にお
いて、反射波の信号レベルを検出し出力する検出手段（１）
と、前記検出手段（１）の出力の大きさに応じて異常入力を
判別する異常入力判別手段（２）と、前記異常入力判別手段（２）が過小入力を判別したとき
に報知する報知手段（４）と、を有することを特徴とする車載レーダ装置の入力異常保
護回路。
【請求項８】前記車載レーダ装置は、ＦＥＴを用いた
低雑音増幅器（ＬＮＡ）を有し、前記検出手段（１）
は、前記ＦＥＴのゲート電流を検出し出力するゲート電
流検出手段（１ａ）とを有することを特徴とする請求項
７記載の車載レーダ装置の入力異常保護回路。
【請求項９】前記検出手段（１）は、検波電圧を検出
し出力する検波電圧検出手段（１ｂ）から成ることを特
徴とする請求項７記載の車載レーダ装置の入力異常保護
回路。