JPH09297173A - マルチビーム・レーダアンテナ及びモジュール - Google Patents
マルチビーム・レーダアンテナ及びモジュールInfo
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- JPH09297173A JPH09297173A JP8135903A JP13590396A JPH09297173A JP H09297173 A JPH09297173 A JP H09297173A JP 8135903 A JP8135903 A JP 8135903A JP 13590396 A JP13590396 A JP 13590396A JP H09297173 A JPH09297173 A JP H09297173A
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Abstract
(57)【要約】
〔課題〕一層の小型化を実現したマルチビーム・レーダ
アンテナと、このレーダアンテナを用いて高分解能を実
現したマルチアンテナ・レーダモジュールを提供する。 〔解決手段〕高周波信号のビームを送信しその反射波を
受信する複数の送受信チャネルを備えたマルチビーム・
レーダ装置のアンテナであって、各送受信チャネルの送
受信用アンテナは、送信用と受信用とに分離され、それ
ぞれは、誘電体基板上に互いに逆向きに配列された平面
アレイアンテナから成る送信用の一次放射器(12a〜12h)
と、受信用の一次放射器(13a〜13h)とを備える。各送受
信チャネルは、隣接する複数のものが配列の順序に従っ
て一つずつずらされながら同時に選択されて送受信動作
を行うように構成されている。
アンテナと、このレーダアンテナを用いて高分解能を実
現したマルチアンテナ・レーダモジュールを提供する。 〔解決手段〕高周波信号のビームを送信しその反射波を
受信する複数の送受信チャネルを備えたマルチビーム・
レーダ装置のアンテナであって、各送受信チャネルの送
受信用アンテナは、送信用と受信用とに分離され、それ
ぞれは、誘電体基板上に互いに逆向きに配列された平面
アレイアンテナから成る送信用の一次放射器(12a〜12h)
と、受信用の一次放射器(13a〜13h)とを備える。各送受
信チャネルは、隣接する複数のものが配列の順序に従っ
て一つずつずらされながら同時に選択されて送受信動作
を行うように構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両搭載の衝突警
報装置用の距離・速度検出装置などとして利用されるレ
ーダ装置に関し、特に、複数のビームを隣接するものど
うしの一部を重ね合わせながら少しずつ異る方向に放射
する形式のマルチビーム・レーダアンテナ及びモジュー
ルに関するものである。
報装置用の距離・速度検出装置などとして利用されるレ
ーダ装置に関し、特に、複数のビームを隣接するものど
うしの一部を重ね合わせながら少しずつ異る方向に放射
する形式のマルチビーム・レーダアンテナ及びモジュー
ルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両搭載の衝突警報装置用の距離
・速度検出装置としては、「レーダ技術」（社団法人
電子情報通信学会 発行）に記載されているように、ミ
リ波帯のＦＭレーダ装置が知られている。このＦＭレー
ダ装置では、周波数を時間と共に三角波状に増減させた
送信信号を車両の前方などに向けて送信し、前方の検出
対象の車両などで反射されて生じた反射信号を受信し、
これを送信信号と混合してビート信号を発生させ、この
ビート信号の周波数から検出対象の他の車両までの距離
や速度を検出するように構成されている。
・速度検出装置としては、「レーダ技術」（社団法人
電子情報通信学会 発行）に記載されているように、ミ
リ波帯のＦＭレーダ装置が知られている。このＦＭレー
ダ装置では、周波数を時間と共に三角波状に増減させた
送信信号を車両の前方などに向けて送信し、前方の検出
対象の車両などで反射されて生じた反射信号を受信し、
これを送信信号と混合してビート信号を発生させ、この
ビート信号の周波数から検出対象の他の車両までの距離
や速度を検出するように構成されている。
【０００３】本出願人の先願に係わる「レーダモジュー
ル及びアンテナ装置」と題する特許出願（特願平７ー23
9311号) によれば、ＦＭ信号を送信しその反射波を受信
してビート信号を発生させる時分割動作の複数の送受信
チャネルを備え、各送受信チャネルのアンテナをパッチ
・アレイアンテナの一次放射器と概ねパラボラ形状の反
射鏡とから成る送受共用のアンテナで構成すると共に、
送信系と受信系とをサーキュレータで分離する構成の時
分割式のマルチビーム・レーダモジュールが開示されて
いる。
ル及びアンテナ装置」と題する特許出願（特願平７ー23
9311号) によれば、ＦＭ信号を送信しその反射波を受信
してビート信号を発生させる時分割動作の複数の送受信
チャネルを備え、各送受信チャネルのアンテナをパッチ
・アレイアンテナの一次放射器と概ねパラボラ形状の反
射鏡とから成る送受共用のアンテナで構成すると共に、
送信系と受信系とをサーキュレータで分離する構成の時
分割式のマルチビーム・レーダモジュールが開示されて
いる。
【０００４】すなわち、図１１に示すように、８個の送
受信チャネルごとに、パッチ・アレイアンテナ１１２
ａ，１１２ｂ，１１２ｃ・・・１１２ｈから成る送受共
用の一次放射器を誘電体基板１１１上に形成し、各パッ
チ・アレイアンテナと、送信スイッチング回路１１３
と、受信スイッチング回路１１４との間の送信系と、受
信系とをサーキュレータ１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ
・・・１１５ｈで分離している。
受信チャネルごとに、パッチ・アレイアンテナ１１２
ａ，１１２ｂ，１１２ｃ・・・１１２ｈから成る送受共
用の一次放射器を誘電体基板１１１上に形成し、各パッ
チ・アレイアンテナと、送信スイッチング回路１１３
と、受信スイッチング回路１１４との間の送信系と、受
信系とをサーキュレータ１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ
・・・１１５ｈで分離している。
【０００５】上記送受共用の一次放射器は、図１２に示
すように、これを含むＦＭレーダモジュール１１０ごと
保持台４０上に保持され、これに対向して配置される概
ねパラボラ形状の反射鏡３０の焦点近傍に配列される。
なお、図１１において、１１６は各送受信チャネルに共
通のＦＭ信号の４逓倍回路、１１７は各受信チャネルご
との低雑増幅器及びミキサーである。
すように、これを含むＦＭレーダモジュール１１０ごと
保持台４０上に保持され、これに対向して配置される概
ねパラボラ形状の反射鏡３０の焦点近傍に配列される。
なお、図１１において、１１６は各送受信チャネルに共
通のＦＭ信号の４逓倍回路、１１７は各受信チャネルご
との低雑増幅器及びミキサーである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１１を参照して説明
した先行技術のレーダモジュールでは、各チャネルのア
ンテナを送受共用とし、かつ送信系と受信系とをサーキ
ュレータによって分離している。このため、アンテナの
部分に比べてサーキュレータの部分が大型になり結果と
してモジュール全体の小型化が実現できないという問題
がある。従って、本発明の一つの目的は、一層の小型化
が可能なこの種のレーダアンテナ及びモジュールを提供
することにある。
した先行技術のレーダモジュールでは、各チャネルのア
ンテナを送受共用とし、かつ送信系と受信系とをサーキ
ュレータによって分離している。このため、アンテナの
部分に比べてサーキュレータの部分が大型になり結果と
してモジュール全体の小型化が実現できないという問題
がある。従って、本発明の一つの目的は、一層の小型化
が可能なこの種のレーダアンテナ及びモジュールを提供
することにある。
【０００７】また、図１１に示すように、一次放射器が
密接して配列されることにより隣接する送受信チャネル
間の干渉が増大し、検出精度が劣化するという問題もあ
る。従って、本発明の他の目的は、隣接チャネル間の干
渉を軽減できるマルチビーム・レーダアンテナ及びモジ
ュールを提供することにある。
密接して配列されることにより隣接する送受信チャネル
間の干渉が増大し、検出精度が劣化するという問題もあ
る。従って、本発明の他の目的は、隣接チャネル間の干
渉を軽減できるマルチビーム・レーダアンテナ及びモジ
ュールを提供することにある。
【０００８】さらに、上記先行技術のマルチビーム・レ
ーダモジュールの各パッチ・アレイアンテナの放射パタ
ーン（指向性）は、図１０に例示するように、誘電体基
板に垂直な方向（垂直方向）についてはパッチの個数が
３個であるため、ある程度鋭くなる。しかしながら、誘
電体基板に平行な面内（水平方向）の放射パターンは、
図１０に例示するように、かなり広くなる。この結果、
放射ビームが遠方にまで届かなくなり、遠方の検出がで
きなくなるという問題と、各アンテナの方位分解能が低
下して方位検出精度が低下するという問題がある。ま
た、パッチ・アレイアンテナから放射された電波を漏れ
なく反射させるために、すなわちスピルオーバーを防止
するために、反射鏡の横幅を広くする必要があり、この
結果アンテナ全体が大型になるという問題もある。従っ
て、本発明の他の目的は、高い方位検出精度を実現でき
るレーダモジュールを提供することにある。
ーダモジュールの各パッチ・アレイアンテナの放射パタ
ーン（指向性）は、図１０に例示するように、誘電体基
板に垂直な方向（垂直方向）についてはパッチの個数が
３個であるため、ある程度鋭くなる。しかしながら、誘
電体基板に平行な面内（水平方向）の放射パターンは、
図１０に例示するように、かなり広くなる。この結果、
放射ビームが遠方にまで届かなくなり、遠方の検出がで
きなくなるという問題と、各アンテナの方位分解能が低
下して方位検出精度が低下するという問題がある。ま
た、パッチ・アレイアンテナから放射された電波を漏れ
なく反射させるために、すなわちスピルオーバーを防止
するために、反射鏡の横幅を広くする必要があり、この
結果アンテナ全体が大型になるという問題もある。従っ
て、本発明の他の目的は、高い方位検出精度を実現でき
るレーダモジュールを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した先行技術の課題
を解決する本発明のマルチビーム・レーダアンテナによ
れば、各送受信チャネルの送受信用アンテナは送信用と
受信用とに分離されており、それぞれは誘電体基板上に
互いに逆向きに配列される平面アレイアンテナから成る
送信用の一次放射器と受信用の一次放射器とを備えるこ
とにより、隣接チャネル間の干渉が軽減される。本発明
のレーダモジュールによれば、そのようなアンテナを備
えた各送受信チャネルに選択的な動作を行わせるスイッ
チング素子群を備える。
を解決する本発明のマルチビーム・レーダアンテナによ
れば、各送受信チャネルの送受信用アンテナは送信用と
受信用とに分離されており、それぞれは誘電体基板上に
互いに逆向きに配列される平面アレイアンテナから成る
送信用の一次放射器と受信用の一次放射器とを備えるこ
とにより、隣接チャネル間の干渉が軽減される。本発明
のレーダモジュールによれば、そのようなアンテナを備
えた各送受信チャネルに選択的な動作を行わせるスイッ
チング素子群を備える。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によれば、各
送受信チャネルの送信用の一次放射器と受信用の一次放
射器は、互いに交差指状に配列されている。本発明の他
の実施の形態によれば、各送受信チャネルの送信用の一
次放射器と受信用の一次放射器とは、電磁遮蔽用の隔壁
を介在させながら離して配列されている。本発明のレー
ダモジュールの実施の形態によれば、送受信チャネルは
隣接ｍ個のものが配列の順序に従って一つずつずらされ
ながら同時に選択されて高方位分解能の送受信動作を行
う。
送受信チャネルの送信用の一次放射器と受信用の一次放
射器は、互いに交差指状に配列されている。本発明の他
の実施の形態によれば、各送受信チャネルの送信用の一
次放射器と受信用の一次放射器とは、電磁遮蔽用の隔壁
を介在させながら離して配列されている。本発明のレー
ダモジュールの実施の形態によれば、送受信チャネルは
隣接ｍ個のものが配列の順序に従って一つずつずらされ
ながら同時に選択されて高方位分解能の送受信動作を行
う。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例のマルチビームＦＭ
レーダモジュールの構成を示す平面図であり、図２はこ
のレーダモジュールを含むマルチビームＦＭレーダ装置
の構成を示すブロック図である。
レーダモジュールの構成を示す平面図であり、図２はこ
のレーダモジュールを含むマルチビームＦＭレーダ装置
の構成を示すブロック図である。
【００１２】８個の送受信チャネルごとに、マイクロス
トリップ線路形式のパッチ・アレイアンテナ１２ａ，１
２ｂ，１２ｃ・・・・１２ｈから成る送信用一次放射器
と、同じくマイクロストリップ線路形式のパッチ・アレ
イアンテナ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ・・・・１３ｈから
成る受信用一次放射器とが誘電体基板１１上に配列され
る。８個の送信用一次放射器１２ａ〜１２ｈのそれぞれ
は、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）などで構成
される各送受信チャネルのスイッチング素子１４ａ〜１
４ｈのそれぞれと共通の給電線１９とを介して、本体部
２０のＦＭ信号発生器２３に接続される。
トリップ線路形式のパッチ・アレイアンテナ１２ａ，１
２ｂ，１２ｃ・・・・１２ｈから成る送信用一次放射器
と、同じくマイクロストリップ線路形式のパッチ・アレ
イアンテナ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ・・・・１３ｈから
成る受信用一次放射器とが誘電体基板１１上に配列され
る。８個の送信用一次放射器１２ａ〜１２ｈのそれぞれ
は、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）などで構成
される各送受信チャネルのスイッチング素子１４ａ〜１
４ｈのそれぞれと共通の給電線１９とを介して、本体部
２０のＦＭ信号発生器２３に接続される。
【００１３】８個の受信用一次放射器１３ａ〜１３ｈの
それぞれは、高電子移動度トランジスタなどで構成され
る高速のスイッチング素子１５ａ〜１５ｈのそれぞれ
と、共通の給電線１８とを介して、ミキサー１６の一方
の入力端子に接続されている。このミキサー１６の他方
の入力端子には、共通の給電線１７を介して送信対象の
ＦＭ信号が供給される。上記送信用と受信用の一次放射
器は、先行技術のマルチビームＦＭレーダ装置の説明に
関連して図１３を参照しながら既に説明したように、図
１に示したマルチビームＦＭレーダモジュール１０ごと
保持台４０上に保持され、これに対向して配置される概
ねパラボラ形状の反射鏡３０の焦点近傍に配列される。
それぞれは、高電子移動度トランジスタなどで構成され
る高速のスイッチング素子１５ａ〜１５ｈのそれぞれ
と、共通の給電線１８とを介して、ミキサー１６の一方
の入力端子に接続されている。このミキサー１６の他方
の入力端子には、共通の給電線１７を介して送信対象の
ＦＭ信号が供給される。上記送信用と受信用の一次放射
器は、先行技術のマルチビームＦＭレーダ装置の説明に
関連して図１３を参照しながら既に説明したように、図
１に示したマルチビームＦＭレーダモジュール１０ごと
保持台４０上に保持され、これに対向して配置される概
ねパラボラ形状の反射鏡３０の焦点近傍に配列される。
【００１４】送信用と受信用の一次放射器のそれぞれ
と、概ねパラボラ形状の反射鏡とによってデフォーカス
・マルチビーム・アンテナが形成され、送信用一次放射
器１２ａ〜１２ｈのそれぞれから放射されたＦＭ信号の
ビームは、反射鏡による反射を受けたのち、隣接するも
のどうしが一部ずつ重なり合いながら少しずつ異なる方
向に放射される。車両などの物体で生じた反射波は、放
射時とは逆の経路を辿って受信用一次放射器１３ａ〜１
３ｈのそれぞれに入射し、スイッチング素子１５ａ〜１
５ｈで選択されてミキサー１６の一方の入力端子に供給
される。
と、概ねパラボラ形状の反射鏡とによってデフォーカス
・マルチビーム・アンテナが形成され、送信用一次放射
器１２ａ〜１２ｈのそれぞれから放射されたＦＭ信号の
ビームは、反射鏡による反射を受けたのち、隣接するも
のどうしが一部ずつ重なり合いながら少しずつ異なる方
向に放射される。車両などの物体で生じた反射波は、放
射時とは逆の経路を辿って受信用一次放射器１３ａ〜１
３ｈのそれぞれに入射し、スイッチング素子１５ａ〜１
５ｈで選択されてミキサー１６の一方の入力端子に供給
される。
【００１５】ミキサー１６で発生したビート信号は、本
体部２０内のスイッチング素子２４を経てＡ／Ｄ変換回
路２５に供給され、ディジタル信号に変換されて高速フ
ーリエ変換（ＦＦＴ）回路２６に供給される。高速フー
リエ変換回路２６は、ディジタル信号に変換されたビー
ト信号に対して高速フーリエ変換を行うことによってそ
の周波数スペクトルを作成し、これをＣＰＵ２１に転送
する。ＣＰＵ２１は、高速フーリエ変換回路２６から受
け取ったビート信号の周波数スペクトルからビート周波
数を検出し、これに基づき、反射波を生じさせた物体ま
での距離や、この距離の時間変化率などから検出した物
体の相対速度を検出し、メモリ２７に保存する。
体部２０内のスイッチング素子２４を経てＡ／Ｄ変換回
路２５に供給され、ディジタル信号に変換されて高速フ
ーリエ変換（ＦＦＴ）回路２６に供給される。高速フー
リエ変換回路２６は、ディジタル信号に変換されたビー
ト信号に対して高速フーリエ変換を行うことによってそ
の周波数スペクトルを作成し、これをＣＰＵ２１に転送
する。ＣＰＵ２１は、高速フーリエ変換回路２６から受
け取ったビート信号の周波数スペクトルからビート周波
数を検出し、これに基づき、反射波を生じさせた物体ま
での距離や、この距離の時間変化率などから検出した物
体の相対速度を検出し、メモリ２７に保存する。
【００１６】ＣＰＵ２１は、上述したビート周波数の検
出と、物体の距離や相対速度の検出と並行して、各送受
信チャネルのうちＦＭ信号の送受信動作を行わせるもの
の選択をチャネル制御回路２２を介して実行する。この
送受信チャネルの選択は、隣接する複数個のものが配列
の順序に従って一つずつずらされながら同時に選択され
るようにして行われる。
出と、物体の距離や相対速度の検出と並行して、各送受
信チャネルのうちＦＭ信号の送受信動作を行わせるもの
の選択をチャネル制御回路２２を介して実行する。この
送受信チャネルの選択は、隣接する複数個のものが配列
の順序に従って一つずつずらされながら同時に選択され
るようにして行われる。
【００１７】例えば、隣接する３個の送受信チャネルが
同時に選択される場合には、図５に例示するように、３
素子からなるパッチ・アレイアンテナの水平方向の放射
パターンも、垂直方向の放射パターンと同程度に鋭いも
のとなる。
同時に選択される場合には、図５に例示するように、３
素子からなるパッチ・アレイアンテナの水平方向の放射
パターンも、垂直方向の放射パターンと同程度に鋭いも
のとなる。
【００１８】そしてこの場合、図６のタイミングチャー
トに示すように、送受信チャネルのスイッチング素子１
４ａ〜１４ｈ，１５ａ〜１５ｈのそれぞれに供給するオ
ン／オフ制御信号によって対応の送受信チャネルの動作
／非動作状態を示せば、ＡからＨまでの８個の送受信チ
ャネルのうち隣接する３個を配列の順序に従って一つず
つずらしながら同時に３個の送受信チャネル（Ａ，Ｂ，
Ｃ），３個の送受信チャネル（Ｂ，Ｃ，Ｄ），３個の送
受信チャネル（Ｃ，Ｄ，Ｅ）・・・という具合に、選択
してゆくことにより送受信動作を行わせる。この動作モ
ードでは、ビームの配列方向である水平方向についても
鋭い放射パターンが得られ、遠方の車両が高方位分解能
のもとで検出される。
トに示すように、送受信チャネルのスイッチング素子１
４ａ〜１４ｈ，１５ａ〜１５ｈのそれぞれに供給するオ
ン／オフ制御信号によって対応の送受信チャネルの動作
／非動作状態を示せば、ＡからＨまでの８個の送受信チ
ャネルのうち隣接する３個を配列の順序に従って一つず
つずらしながら同時に３個の送受信チャネル（Ａ，Ｂ，
Ｃ），３個の送受信チャネル（Ｂ，Ｃ，Ｄ），３個の送
受信チャネル（Ｃ，Ｄ，Ｅ）・・・という具合に、選択
してゆくことにより送受信動作を行わせる。この動作モ
ードでは、ビームの配列方向である水平方向についても
鋭い放射パターンが得られ、遠方の車両が高方位分解能
のもとで検出される。
【００１９】ＣＰＵ２１は、車両が渋滞中の道路を低速
で走行中などのため、遠方の監視機能よりはむしろ近傍
の監視能力を高めたい場合などには、図７のタイミング
チャートに例示するように、８個の送受信チャネルＡ〜
Ｂを配列の順番に従って一つずつ動作させてゆく。この
場合、ビームの放射パターンがビームの配列方向である
水平方向に拡大され、自車両の近傍の比較的広い範囲に
わたって障害物などを検出できる。すなわち、図８に例
示するように、高方位分解能の動作モードでは自車両の
前方に遠方まで届く鋭いビームが放射され、低方位分解
能の動作モードでは自車両の近傍のみではあるが比較的
広い方位範囲にわたってビームが放射される。
で走行中などのため、遠方の監視機能よりはむしろ近傍
の監視能力を高めたい場合などには、図７のタイミング
チャートに例示するように、８個の送受信チャネルＡ〜
Ｂを配列の順番に従って一つずつ動作させてゆく。この
場合、ビームの放射パターンがビームの配列方向である
水平方向に拡大され、自車両の近傍の比較的広い範囲に
わたって障害物などを検出できる。すなわち、図８に例
示するように、高方位分解能の動作モードでは自車両の
前方に遠方まで届く鋭いビームが放射され、低方位分解
能の動作モードでは自車両の近傍のみではあるが比較的
広い方位範囲にわたってビームが放射される。
【００２０】他の動作例として、ＣＰＵ２１は、高速走
行中においても、高方位分解能の動作モードと低方位分
解能の動作モードとを交番して反復することにより、遠
方の監視と近傍の監視とを交番して行う構成とすること
もできる。また、図６のタイミングチャートによって例
示した隣接する３個の送受信チャネルずつの送受信動作
と、図７のタイミングチャートによって例示した単一の
送受信チャネルずつの送受信動作の中間の動作形態とし
て、隣接する２個の送受信チャネルを同時に動作させる
中間の方位分解能を実現することもできる。さらには、
また、隣接する４個の送受信チャネルずつを動作させる
モジュールを追加することもできる。
行中においても、高方位分解能の動作モードと低方位分
解能の動作モードとを交番して反復することにより、遠
方の監視と近傍の監視とを交番して行う構成とすること
もできる。また、図６のタイミングチャートによって例
示した隣接する３個の送受信チャネルずつの送受信動作
と、図７のタイミングチャートによって例示した単一の
送受信チャネルずつの送受信動作の中間の動作形態とし
て、隣接する２個の送受信チャネルを同時に動作させる
中間の方位分解能を実現することもできる。さらには、
また、隣接する４個の送受信チャネルずつを動作させる
モジュールを追加することもできる。
【００２１】図３は本発明の他の実施例のマルチビーム
・レーダアンテナの構成を示す平面図である。このレー
ダアンテナでは、それぞれがパッチ・アレイアンテナか
ら成る１６個の送信専用の一次放射器１２ａ〜１２Ｐ
と、同じくそれぞれがパッチ・アレイアンテナから成る
１６個の受信専用の一次放射器１３ａ〜１３ｐとが、誘
電体基板１１上に互いに逆向きに、かつ電磁遮蔽用の隔
壁９を介在させながら離して配列されている。
・レーダアンテナの構成を示す平面図である。このレー
ダアンテナでは、それぞれがパッチ・アレイアンテナか
ら成る１６個の送信専用の一次放射器１２ａ〜１２Ｐ
と、同じくそれぞれがパッチ・アレイアンテナから成る
１６個の受信専用の一次放射器１３ａ〜１３ｐとが、誘
電体基板１１上に互いに逆向きに、かつ電磁遮蔽用の隔
壁９を介在させながら離して配列されている。
【００２２】図４は図３のマルチビーム・レーダアンテ
ナを含むマルチビームＦＭレーダ装置の構成を示すブロ
ック図である。図４において図２と同一の参照符号を付
した構成要素は、図２に関して既に説明した構成要素と
同一のものであり、これらについては重複する説明を省
略する。この実施例では、１６個の送受信チャネルのそ
れぞれにミキサー１６ａ〜１６ｐと、これらのミキサー
に局発信号を選択的に供給する局発スイッチング素子１
７ａ〜１７ｐとが設置されている。各送受信チャネルの
ミキサーが発生したビート信号は、中間周波増幅器Ａａ
〜Ａｐで増幅されたのち本体部２０内のセレクタ２８に
供給される。
ナを含むマルチビームＦＭレーダ装置の構成を示すブロ
ック図である。図４において図２と同一の参照符号を付
した構成要素は、図２に関して既に説明した構成要素と
同一のものであり、これらについては重複する説明を省
略する。この実施例では、１６個の送受信チャネルのそ
れぞれにミキサー１６ａ〜１６ｐと、これらのミキサー
に局発信号を選択的に供給する局発スイッチング素子１
７ａ〜１７ｐとが設置されている。各送受信チャネルの
ミキサーが発生したビート信号は、中間周波増幅器Ａａ
〜Ａｐで増幅されたのち本体部２０内のセレクタ２８に
供給される。
【００２３】図４のマルチビームＦＭレーダ装置の動作
は、図６や図７のタイミングチャートを参照して説明し
た図２のマルチビームＦＭレーダ装置と同様であるか
ら、動作についての重複する説明を省略する。
は、図６や図７のタイミングチャートを参照して説明し
た図２のマルチビームＦＭレーダ装置と同様であるか
ら、動作についての重複する説明を省略する。
【００２４】以上、マイクロストリップ線路形式の平面
アレイアンテナから成る一次放射器を概略パラボラ形状
の反射鏡の焦点近傍に配列することにより、各送受信チ
ャネルの送信アンテナと受信アンテナとを形成する構成
を例にとって本発明のレーダ装置を説明した。しかしな
がら、図９の斜視図に例示するように、マイクロストリ
ップ線路形式の平面アレイアンテナから成る一次放射器
を含むレーダモジュールを誘電体レンズの焦点近傍に配
列することにより、各送受信チャネルの送信アンテナと
受信アンテナとを形成する構成を採用することもでき
る。
アレイアンテナから成る一次放射器を概略パラボラ形状
の反射鏡の焦点近傍に配列することにより、各送受信チ
ャネルの送信アンテナと受信アンテナとを形成する構成
を例にとって本発明のレーダ装置を説明した。しかしな
がら、図９の斜視図に例示するように、マイクロストリ
ップ線路形式の平面アレイアンテナから成る一次放射器
を含むレーダモジュールを誘電体レンズの焦点近傍に配
列することにより、各送受信チャネルの送信アンテナと
受信アンテナとを形成する構成を採用することもでき
る。
【００２５】また、概略パラボラ形状の反射鏡に代え
て、円柱形状、双曲面形状あるはホーンリフレクタ形状
の曲面の反射鏡を使用することもできる。
て、円柱形状、双曲面形状あるはホーンリフレクタ形状
の曲面の反射鏡を使用することもできる。
【００２６】さらに、ＦＭレーダ装置を例にとって本発
明を説明したが、マルチビームＡＭレーダ装置など他の
形式のマルチビーム・レーダモジュールやマルチビーム
・レーダ装置にも本発明を適用できる。
明を説明したが、マルチビームＡＭレーダ装置など他の
形式のマルチビーム・レーダモジュールやマルチビーム
・レーダ装置にも本発明を適用できる。
【００２７】以上詳細に説明したように、本発明のマル
チビーム・レーダアンテナ及びモジュールは、各送受信
チャネルの送受信用アンテナが送信専用アンテナと受信
専用用アンテナとに分離されることによりサーキュレー
タが除去されているので一層の小型化が実現される。
チビーム・レーダアンテナ及びモジュールは、各送受信
チャネルの送受信用アンテナが送信専用アンテナと受信
専用用アンテナとに分離されることによりサーキュレー
タが除去されているので一層の小型化が実現される。
【００２８】また、各送受信チャネルのアンテナは、そ
れぞれが誘電体基板上に互いに逆向きに配列された平面
アレイアンテナから成る送信用の一次放射器と受信用の
一次放射器とを備える構成であるから、隣接送受信チャ
ネル間の干渉が軽減され、検出精度が向上する。
れぞれが誘電体基板上に互いに逆向きに配列された平面
アレイアンテナから成る送信用の一次放射器と受信用の
一次放射器とを備える構成であるから、隣接送受信チャ
ネル間の干渉が軽減され、検出精度が向上する。
【００２９】さらに、本発明のマルチビーム・レーダモ
ジュールによれば、そのようなアンテナを備えた各送受
信チャネルのうち隣接する複数個のものを配列順に一つ
ずつずらしながら選択的な動作を行わせるスイッチング
素子群を備える構成であるから、高い方位検出精度を実
現できる。
ジュールによれば、そのようなアンテナを備えた各送受
信チャネルのうち隣接する複数個のものを配列順に一つ
ずつずらしながら選択的な動作を行わせるスイッチング
素子群を備える構成であるから、高い方位検出精度を実
現できる。
【図１】本発明の一実施例のマルチビームＦＭレーダモ
ジュールの構成を示す平面図である。
ジュールの構成を示す平面図である。
【図２】上記マルチビームＦＭレーダモジュールを含む
本発明の一実施例のマルチビームＦＭレーダ装置の構成
を示すブロック図である。
本発明の一実施例のマルチビームＦＭレーダ装置の構成
を示すブロック図である。
【図３】本発明の他の実施例のマルチビームＦＭレーダ
アンテナの構成を示す平面図である。
アンテナの構成を示す平面図である。
【図４】図３のマルチビームＦＭレーダアンテナを含む
本発明の一実施例のマルチビームＦＭレーダ装置の構成
を示すブロック図である。
本発明の一実施例のマルチビームＦＭレーダ装置の構成
を示すブロック図である。
【図５】３素子のパッチ・アレイアンテナの垂直方向と
水平方向の放射パターンを示す概念図である。
水平方向の放射パターンを示す概念図である。
【図６】隣接する３個の送受信チャネルが配列順に一つ
ずつずらされながら順次動作する様子を説明するタイミ
ングチャートである。
ずつずらされながら順次動作する様子を説明するタイミ
ングチャートである。
【図７】１個の送受信チャネルが配列順に一つずつずら
されながら順次動作する様子を説明するタイミングチャ
ートである。
されながら順次動作する様子を説明するタイミングチャ
ートである。
【図８】高方位分解の動作モードのもとでの放射パター
ンと、低方位分解能の動作モードのもとでの放射パター
ンとの相違を説明するための概念図である。
ンと、低方位分解能の動作モードのもとでの放射パター
ンとの相違を説明するための概念図である。
【図９】図２のマルチビームＦＭレーダモジュールを誘
電体レンズと組合せた状態を示す斜視図である。
電体レンズと組合せた状態を示す斜視図である。
【図10】１素子のパッチ・アレイアンテナの垂直方向と
水平方向の放射パターンを示す概念図である。
水平方向の放射パターンを示す概念図である。
【図11】先行技術のマルチビームＦＭレーダ装置の構成
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図12】図１や図３や図11のレーダモジュールを概略パ
ラボラ形状の反射鏡と組合せた状態を示す斜視図であ
る。
ラボラ形状の反射鏡と組合せた状態を示す斜視図であ
る。
10 マルチビームＦＭレーダモジュール 11 誘電体基板 12a 〜12p 送信用パッチ・アレイアンテナ( 一次放射
器) 13a 〜13p 受信用パッチ・アレイアンテナ( 一次放射
器) 14a 〜14p 送信スイッチング素子 15a 〜15h 受信スイッチング素子 16,16a〜16p ミキサー 17a 〜17p 局発スイッチング素子 20 本体部 21 ＣＰＵ 22 チャネル制御回路 23 ＦＭ信号発生回路 26 高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）
器) 13a 〜13p 受信用パッチ・アレイアンテナ( 一次放射
器) 14a 〜14p 送信スイッチング素子 15a 〜15h 受信スイッチング素子 16,16a〜16p ミキサー 17a 〜17p 局発スイッチング素子 20 本体部 21 ＣＰＵ 22 チャネル制御回路 23 ＦＭ信号発生回路 26 高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）
Claims (6)
- 【請求項１】高周波信号のビームを送信しその反射波を
受信する複数の送受信チャネルを備えたマルチビーム・
レーダ装置のアンテナであって、 前記各送受信チャネルの送受信用アンテナは送信用と受
信用とに分離され、それぞれは、誘電体基板上に互いに
逆向きに配列された平面アレイアンテナから成る送信用
の一次放射器と受信用の一次放射器とを備えたことを特
徴とするマルチビーム・レーダアンテナ。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記各送受信チャネルの送受信アンテナの送信用の一次
放射器と受信用の一次放射器は、互いに交差指状に配列
されたことを特徴とするマルチビーム・レーダアンテ
ナ。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記各送受信チャネルの送受信アンテナの送信用の一次
放射器と受信用の一次放射器とは、電磁遮蔽用の隔壁を
介在させながら離して配列されたことを特徴とするマル
チビーム・レーダアンテナ。 - 【請求項４】高周波信号のビームを送信しその反射波を
受信する複数の送受信チャネルを備えたマルチビーム・
レーダ装置のモジュールであって、 送信用と受信用とに分離された各送受信チャネルの送受
信アンテナであって、それぞれが誘電体基板上に互いに
逆向きに配列された平面アレイアンテナから成る送信用
の一次放射器と受信用の一次放射器とを備えるものと、 前記各送受信チャネルに選択的な動作を行わせるスイッ
チング素子群とを備えたことを特徴とするマルチビーム
・レーダモジュール。 - 【請求項５】 請求項４において、 前記送受信チャネルはｎ個（ｎは３以上の自然数）であ
り、隣接するｍ個（ｍはｎより小さな自然数）のものが
配列の順序に従って一つずつずらされながら同時に選択
されて送受信動作を行うことを特徴とするマルチビーム
・レーダモジュール。 - 【請求項６】 請求項４又は５において、 前記高周波信号は、周波数が時間と共に変化せしめられ
るＦＭ信号であり、 前記受信信号を送信成分と混合してビート信号を発生さ
せる周波数混合器をさらに備えたことを特徴とするマル
チビーム・レーダモジュール。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13590396A JP3602258B2 (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | マルチビーム・レーダアンテナ |
| US08/847,453 US5933109A (en) | 1996-05-02 | 1997-04-24 | Multibeam radar system |
| EP03005810A EP1324068A3 (en) | 1996-05-02 | 1997-04-28 | Multibeam radar system |
| EP97106993A EP0805360A3 (en) | 1996-05-02 | 1997-04-28 | Multibeam radar system |
| US09/353,528 US6137434A (en) | 1996-05-02 | 1999-07-14 | Multibeam radar system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13590396A JP3602258B2 (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | マルチビーム・レーダアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09297173A true JPH09297173A (ja) | 1997-11-18 |
| JP3602258B2 JP3602258B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=15162527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13590396A Expired - Fee Related JP3602258B2 (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | マルチビーム・レーダアンテナ |
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|---|---|
| JP (1) | JP3602258B2 (ja) |
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