JPH1164500A - レーダ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００３３】

【数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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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

【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

【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

【図４】レーダビームの走査範囲の一例を示す簡易説明
図

【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

【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

【符号の説明】

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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   なるレーダ装置。
2. 【請求項２】 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
   うことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。