[go: up one dir, main page]

JP2018204974A - Radar device - Google Patents

Radar device Download PDF

Info

Publication number
JP2018204974A
JP2018204974A JP2017106772A JP2017106772A JP2018204974A JP 2018204974 A JP2018204974 A JP 2018204974A JP 2017106772 A JP2017106772 A JP 2017106772A JP 2017106772 A JP2017106772 A JP 2017106772A JP 2018204974 A JP2018204974 A JP 2018204974A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
grating lobe
radar apparatus
target
frequencies
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017106772A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
野村 忠宏
Tadahiro Nomura
忠宏 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2017106772A priority Critical patent/JP2018204974A/en
Publication of JP2018204974A publication Critical patent/JP2018204974A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

【課題】グレーティングローブの影響による誤検出を抑制しつつ検出領域の広範囲化を図ることができるレーダ装置を得ること。【解決手段】アレイアンテナを構成する素子アンテナ1−1〜1−4と、複数の周波数で、素子アンテナ1−1〜1−4を介して信号を送受信することが可能な送受信機4−1,4−2と、複数の周波数で受信した信号に基づいて、ターゲットをメインローブで探知したかまたはグレーティングローブで探知したかを判別する信号処理機6と、を備える。【選択図】図1A radar device capable of widening a detection area while suppressing erroneous detection due to the influence of a grating lobe. An element antenna 1-1 to 1-4 constituting an array antenna and a transceiver 4-1 capable of transmitting and receiving signals at a plurality of frequencies via the element antennas 1-1 to 1-4. 4-2, and a signal processor 6 that determines whether the target has been detected by the main lobe or the grating lobe based on signals received at a plurality of frequencies. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、複数のアンテナを用いて、電波を送受信して目標を検出するレーダ装置に関する。   The present invention relates to a radar apparatus that detects a target by transmitting and receiving radio waves using a plurality of antennas.

レーダ装置に、電子走査型アンテナとしてフェーズドアレイ方式を適用する場合、アレイアンテナを構成する各素子アンテナの位相を設定することで放射ビームを走査することができる。アレイアンテナにおいては、グレーティングローブと呼ばれる不要なビームが発生する。グレーティングローブの発生する角度は素子アンテナ間隔に依存する。電子走査型アンテナを用いたレーダ装置では、グレーティングローブが発生すると、設定したビーム方位に対応するメインローブで目標すなわちターゲットを探知したのか、グレーティングローブで探知したのかを、弁別することは困難である。このため、本来はグレーティングローブにより探知されたターゲットが、メインローブで検出されたものとして処理されてしまうといったように、誤検出が発生する可能性がある。   When the phased array method is applied to the radar apparatus as an electronic scanning antenna, the radiation beam can be scanned by setting the phase of each element antenna constituting the array antenna. In the array antenna, an unnecessary beam called a grating lobe is generated. The angle at which the grating lobe is generated depends on the element antenna interval. In a radar device using an electronic scanning antenna, when a grating lobe is generated, it is difficult to discriminate whether the target, that is, the target was detected with the main lobe corresponding to the set beam direction or with the grating lobe. . For this reason, there is a possibility that a false detection may occur such that the target originally detected by the grating lobe is processed as being detected by the main lobe.

グレーティングローブを防ぐ方法としては、アレイアンテナの設計において、電子走査する範囲でグレーティングローブが生じないように素子アンテナ間隔を適切な値に決定する方法がある。   As a method for preventing the grating lobe, there is a method of determining the element antenna interval to an appropriate value so that the grating lobe does not occur in the electronic scanning range in the design of the array antenna.

しかしながら、グレーティングローブ以外の他の条件により、素子アンテナ間隔を上述した適切な値に設定できないこともある。素子アンテナ間隔に制約がある場合でもグレーティングローブの影響を抑制可能な技術として、特許文献1に記載の技術がある。特許文献1に記載の技術では、受信パターンと送信パターンの送受積でレーダ装置の方位分解能が決定されることを利用し、グレーティングローブの生じる角度で電力が低くなるように送信パターンを形成することで、グレーティングローブの影響を抑制している。   However, the element antenna interval may not be set to the appropriate value described above due to conditions other than the grating lobe. As a technique capable of suppressing the influence of the grating lobe even when the element antenna interval is limited, there is a technique described in Patent Document 1. In the technique described in Patent Document 1, the transmission pattern is formed so that the power is reduced at the angle at which the grating lobe is generated, using the fact that the azimuth resolution of the radar apparatus is determined by the transmission / reception product of the reception pattern and the transmission pattern. Therefore, the influence of the grating lobe is suppressed.

特開平11−231040号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-23310

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術によれば、グレーティングローブの生じる広角領域で送受積すなわちアンテナ利得が低下してしまう。このため、検出領域の広範囲化に制約が生じるという問題があった。   However, according to the technique described in Patent Document 1, the transmission / reception product, that is, the antenna gain, decreases in a wide-angle region where a grating lobe occurs. For this reason, there has been a problem in that there is a restriction in widening the detection area.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、グレーティングローブの影響による誤検出を抑制しつつ検出領域の広範囲化を図ることができるレーダ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a radar apparatus capable of widening a detection region while suppressing erroneous detection due to the influence of a grating lobe.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーダ装置は、アレイアンテナと、複数の周波数で、アレイアンテナを介して信号を送受信することが可能な送受信機と、を備える。このレーダ装置は、複数の周波数で受信した信号に基づいて、ターゲットをメインローブで探知したかまたはグレーティングローブで探知したかを判別する信号処理機を備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a radar apparatus according to the present invention includes an array antenna and a transceiver capable of transmitting and receiving signals via the array antenna at a plurality of frequencies. . The radar apparatus includes a signal processor that determines whether a target has been detected by a main lobe or a grating lobe based on signals received at a plurality of frequencies.

本発明によれば、グレーティングローブの影響による誤検出を抑制しつつ検出領域の広範囲化を図ることができるという効果を奏する。   According to the present invention, the detection area can be widened while suppressing erroneous detection due to the influence of the grating lobe.

実施の形態1にかかるレーダ装置の構成例を示す図1 is a diagram illustrating a configuration example of a radar apparatus according to a first embodiment. 実施の形態1の配列された素子アンテナの一例を示す模式図Schematic diagram illustrating an example of arrayed element antennas according to the first embodiment 実施の形態1の処理回路が制御回路である場合の制御回路の構成例を示す図FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a control circuit when the processing circuit of the first embodiment is a control circuit. N=11の場合の式(1)の計算結果を示す図The figure which shows the calculation result of Formula (1) in the case of N = 11 励振周波数の違いによるグレーティングローブの位置の違いの一例を示す図The figure which shows an example of the difference in the position of the grating lobe by the difference in the excitation frequency 指向方向をシフトさせた場合の励振周波数の違いによるグレーティングローブの位置の違いの一例を示す図The figure which shows an example of the difference in the position of the grating lobe by the difference in the excitation frequency at the time of shifting a directivity direction 実施の形態1のレーダ装置における処理手順の一例を示すフローチャート6 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in the radar apparatus according to the first embodiment. 実施の形態2にかかるレーダ装置の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the radar apparatus concerning Embodiment 2.

以下に、本発明の実施の形態にかかるレーダ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a radar apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるレーダ装置の構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態のレーダ装置10は、素子アンテナ1−1〜1−4、RF(Radio Frequency)モジュール2−1〜2−4、給電回路3−1,3−2、送受信機4−1,4−2、DBFP(Digital Beam Forming Processor)5および信号処理機6を備える。以下、素子アンテナ1−1〜1−4を個別に区別せずに示すときは素子アンテナ1と記載し、RFモジュール2−1〜2−4を個別に区別せずに示すときはRFモジュール2と記載する。また、給電回路3−1,3−2を個別に区別せずに示すときは給電回路3と記載し、送受信機4−1,4−2を個別に区別せずに示すときは送受信機4と記載する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a radar apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the radar apparatus 10 according to the present embodiment includes element antennas 1-1 to 1-4, RF (Radio Frequency) modules 2-1 to 2-4, and power feeding circuits 3-1 and 3-2. , Transceivers 4-1, 4-2, DBFP (Digital Beam Forming Processor) 5, and signal processor 6. Hereinafter, when the element antennas 1-1 to 1-4 are shown without being individually distinguished, they are described as the element antenna 1, and when the RF modules 2-1 to 2-4 are shown without being individually distinguished, the RF module 2 is described. It describes. Also, when the power feeding circuits 3-1 and 3-2 are shown without being individually distinguished, they are described as a power feeding circuit 3, and when the transceivers 4-1 and 4-2 are shown without being individually distinguished, the transceiver 4 is shown. It describes.

本実施の形態の素子アンテナ1−1〜1−4、RFモジュール2−1〜2−4および給電回路3−1,3−2は、サブアレイ方式によるデジタルフォーミングによりビームを形成可能なアレイアンテナを構成する。デジタルフォーミングは、アレイアンテナにおいて、素子アンテナにより受信した受信信号をサンプリングすることで、移相器によらずデジタルメモリ上での位相処理を施し、位相合成を実現する技術である。デジタルフォーミングには、アンテナごとに受信機を設けるフルアレイ方式、複数の素子アンテナをグループ化してグループごとに受信機を備えるサブアレイ方式がある。本実施の形態で説明するサブアレイ方式では、受信機をアンテナごとに配置する必要がなく、ハードウエアのコスト、およびハードウエアのサイズを抑制することができる。   The element antennas 1-1 to 1-4, the RF modules 2-1 to 2-4, and the power feeding circuits 3-1 and 3-2 according to the present embodiment are array antennas that can form a beam by digital forming based on the subarray method. Configure. Digital forming is a technique for realizing phase synthesis by sampling a received signal received by an element antenna and performing phase processing on a digital memory without using a phase shifter in an array antenna. Digital forming includes a full array system in which a receiver is provided for each antenna, and a subarray system in which a plurality of element antennas are grouped and a receiver is provided for each group. In the sub-array method described in this embodiment, it is not necessary to arrange a receiver for each antenna, and hardware cost and hardware size can be suppressed.

図1では、各グループを構成する素子アンテナ1の数が2の例を示している。図1に示した例では、例えば、素子アンテナ1−1と素子アンテナ1−2とは同一グループに属し、同一の給電回路3−1を介して同一の送受信機4−1に接続される。なお、図1では、素子アンテナ1およびRFモジュール2を4組図示し、2組が1つのグループにグループ化された例を図示しているが、素子アンテナ1およびRFモジュール2の組の数はこの例に限定されず、素子アンテナ1およびRFモジュール2の組の数を以下N(Nは2以上の整数)とする。また、図1では、給電回路3および送受信機4を2組図示しているが、給電回路3および送受信機4は、上述したNと1グループを構成する素子アンテナの数に応じて設けられる。図1では、各グループを構成する素子アンテナ1の数が2の例を示しているが、各グループを構成する素子アンテナ1の数は図1に示した例に限定されない。   FIG. 1 shows an example in which the number of element antennas 1 constituting each group is two. In the example shown in FIG. 1, for example, the element antenna 1-1 and the element antenna 1-2 belong to the same group, and are connected to the same transceiver 4-1 via the same power supply circuit 3-1. In FIG. 1, four sets of element antennas 1 and RF modules 2 are shown, and an example in which two sets are grouped into one group is shown. However, the number of sets of element antennas 1 and RF modules 2 is as follows. Without being limited to this example, the number of sets of element antennas 1 and RF modules 2 is N (N is an integer of 2 or more). In FIG. 1, two sets of the power feeding circuit 3 and the transmitter / receiver 4 are illustrated, but the power feeding circuit 3 and the transmitter / receiver 4 are provided according to the above-described N and the number of element antennas constituting one group. FIG. 1 shows an example in which the number of element antennas 1 constituting each group is 2, but the number of element antennas 1 constituting each group is not limited to the example shown in FIG.

素子アンテナ1は、電波を送受信することが可能であり、等間隔に配列される。図2は、配列された素子アンテナ1の一例を示す模式図である。図2に示した例では、N=10として、素子アンテナ1−1〜1−10を図示しており、素子アンテナ1間の間隔をdとしている。   The element antennas 1 can transmit and receive radio waves and are arranged at equal intervals. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the arrayed element antennas 1. In the example illustrated in FIG. 2, the element antennas 1-1 to 1-10 are illustrated with N = 10, and the distance between the element antennas 1 is d.

RFモジュール2は、増幅器、周波数変換器などを含むアナログ回路である。RFモジュール2は、給電回路3から入力される送信信号に対して、増幅、周波数変換などの処理を行い、処理後の送信信号を素子アンテナ1から送信する。また、RFモジュール2は、素子アンテナ1により受信された受信信号に対して、増幅、周波数変換などの処理を行い、処理後の受信信号を給電回路3へ入力する。なお、RFモジュール2が移相器を備え、位相器を用いて電子走査が行われて、指向方向の制御が実施されてもよい。この場合、受信信号についても同様に方向余弦による透過位相を設定すると、受信信号のDBF処理のデジタルビームチルト設定値を重畳してマルチビームを形成することができる。   The RF module 2 is an analog circuit including an amplifier, a frequency converter, and the like. The RF module 2 performs processing such as amplification and frequency conversion on the transmission signal input from the power feeding circuit 3 and transmits the processed transmission signal from the element antenna 1. Further, the RF module 2 performs processing such as amplification and frequency conversion on the reception signal received by the element antenna 1 and inputs the processed reception signal to the power feeding circuit 3. The RF module 2 may include a phase shifter, and electronic scanning may be performed using the phase shifter to control the directivity direction. In this case, if the transmission phase by the direction cosine is similarly set for the received signal, a multi-beam can be formed by superimposing the digital beam tilt setting value of the DBF processing of the received signal.

給電回路3は、送受信機4から入力される送信信号を2つに分配して、2つのRFモジュール2へそれぞれ出力する。また、給電回路3は、2つのRFモジュール2から入力された受信信号を送受信機4へ入力する。   The power feeding circuit 3 distributes the transmission signal input from the transmitter / receiver 4 into two and outputs them to the two RF modules 2, respectively. The power feeding circuit 3 inputs reception signals input from the two RF modules 2 to the transceiver 4.

送受信機4は、送信信号を生成し、生成した送信信号を給電回路3へ入力する。また、送受信機4は、給電回路3からアナログ信号として入力される受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、変換後の受信信号をDBFP5へ入力する。送受信機4は、複数の周波数で、上述したアレイアンテナを介して信号を送受信することが可能である。   The transceiver 4 generates a transmission signal and inputs the generated transmission signal to the power feeding circuit 3. The transceiver 4 samples the received signal input as an analog signal from the power feeding circuit 3 and converts it into a digital signal, and inputs the converted received signal to the DBFP 5. The transceiver 4 can transmit and receive signals at a plurality of frequencies via the above-described array antenna.

DBFP5は、DBFを実行する専用ハードウエアである。すなわち、DBFP5は、送受信機4から入力される受信信号の位相および振幅を調整し、調整後の受信信号を信号処理機6へ入力する。この受信信号の位相および振幅の調整により受信ビームが形成される。本実施の形態におけるDBFの具体的な方法については特に制約はなく、一般的なDBFで用いられる方法を用いることができる。   The DBFP 5 is dedicated hardware that executes the DBF. That is, the DBFP 5 adjusts the phase and amplitude of the reception signal input from the transceiver 4 and inputs the adjusted reception signal to the signal processor 6. A reception beam is formed by adjusting the phase and amplitude of the reception signal. The specific method of DBF in this embodiment is not particularly limited, and a method used in general DBF can be used.

信号処理機6は、DBFP5から入力される受信信号を用いて、受信信号の到来方向すなわちターゲットの方向を探知する探知処理を実施する。本実施の形態では、信号処理機6は、2つの周波数でそれぞれ受信された受信信号を用いて探知処理を実施し、2つの周波数に対応する探知処理結果に基づいて、ターゲットの方位を推定する。詳細には、信号処理機6は、複数の周波数で受信した信号に基づいて、ターゲットをメインローブで探知したかまたはグレーティングローブで探知したかを判別する。なお、ターゲットの方向を認識する探知処理の方法は、どのような方法を用いてもよく、一般的な探知処理で用いられる方法を用いることができる。   The signal processor 6 uses the reception signal input from the DBFP 5 to perform a detection process for detecting the arrival direction of the reception signal, that is, the target direction. In the present embodiment, the signal processor 6 performs detection processing using the received signals respectively received at two frequencies, and estimates the target orientation based on the detection processing results corresponding to the two frequencies. . Specifically, the signal processor 6 determines whether the target has been detected by the main lobe or the grating lobe based on signals received at a plurality of frequencies. Note that any method may be used as the detection processing method for recognizing the direction of the target, and a method used in general detection processing may be used.

信号処理機6は、処理回路により実現される。処理回路は専用のハードウエアであってもよいし、プロセッサを備える制御回路であってもよい。処理回路が専用のハードウエアである場合、この処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。   The signal processor 6 is realized by a processing circuit. The processing circuit may be dedicated hardware or a control circuit including a processor. When the processing circuit is dedicated hardware, the processing circuit includes a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), Or a combination of these.

図3は、処理回路が制御回路である場合の制御回路の構成例を示す図である。図3に示した制御回路503は、プロセッサ501およびメモリ502を備える。プロセッサ501は、CPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサ等である。メモリ502は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ等が該当する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a control circuit when the processing circuit is a control circuit. The control circuit 503 illustrated in FIG. 3 includes a processor 501 and a memory 502. The processor 501 is a CPU (Central Processing Unit), a microprocessor, or the like. The memory 502 corresponds to, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a flash memory.

信号処理機6が制御回路503により実現される場合、信号処理機6の機能が実現されるためのプログラムがメモリ502に格納されており、プロセッサ501によりプログラムが実行されることにより信号処理機6の機能が実現される。メモリ502は、プロセッサ501によりプログラムが実行される際の記憶領域としても用いられる。また、信号処理機6は、一部が専用のハードウエアである処理回路により実現され、残部が制御回路503により実現されてもよい。   When the signal processor 6 is realized by the control circuit 503, a program for realizing the function of the signal processor 6 is stored in the memory 502, and the program is executed by the processor 501, thereby the signal processor 6. The function is realized. The memory 502 is also used as a storage area when a program is executed by the processor 501. Further, the signal processor 6 may be realized by a processing circuit, a part of which is dedicated hardware, and the remaining part may be realized by the control circuit 503.

次に、本実施の形態の動作について説明する。本実施の形態のレーダ装置10は、2つの周波数で送受信を行い、2つの周波数でそれぞれ受信された受信信号を用いて探知処理を実施し、2つの周波数に対応する探知処理結果に基づいて、ターゲットの方位を推定する。これにより、グレーティングローブの影響による誤検出を抑制する。この原理を説明するために、まず、グレーティングローブの発生位置の一般論を示す。   Next, the operation of the present embodiment will be described. The radar apparatus 10 according to the present embodiment performs transmission / reception at two frequencies, performs detection processing using received signals respectively received at two frequencies, and based on detection processing results corresponding to the two frequencies, Estimate the orientation of the target. This suppresses erroneous detection due to the influence of the grating lobe. In order to explain this principle, first, a general theory of the position where a grating lobe is generated will be shown.

グレーティングローブは、アレイファクタの周期性により発生する。アレイファクタは、素子アンテナの配置で決まる指向性を表す指標である。アレイファクタは下記式(1)により示される。式(1)におけるuは、θの関数であり、式(2)で示される。θは、アレイアンテナからみた方向を示す角度であり、θ0はメインローブの指向方向であり、Nは、素子アンテナの数、λは送受信する信号の波長、dは素子アンテナの間隔である。 The grating lobe is generated by the periodicity of the array factor. The array factor is an index representing the directivity determined by the arrangement of the element antennas. The array factor is expressed by the following equation (1). U in the equation (1) is a function of θ and is represented by the equation (2). θ is an angle indicating the direction viewed from the array antenna, θ 0 is the main lobe directing direction, N is the number of element antennas, λ is the wavelength of the signal to be transmitted and received, and d is the distance between the element antennas.

Figure 2018204974
Figure 2018204974

Figure 2018204974
Figure 2018204974

図4は、N=11の場合の式(1)の計算結果を示す図である。図4に示したA(u)は、各素子アンテナが等間隔に配置された1次元のアレイアンテナの指向特性をu座標で表したものとなる。可視領域11は、素子アンテナの間隔がd1(=λ)で、θ0=0の場合のアレイアンテナの可視領域すなわち−π/2≦θ≦π/2の領域を示す。可視領域11は、式(2)より−2π≦u≦2πである。可視領域12は、素子アンテナの間隔がd1(=λ)で、θ0=πの場合のアレイアンテナの可視領域を示す。可視領域12は、指向方向がθ0=0の場合からπシフトしているので、式(2)により、可視領域12は−3π≦u≦πとなり可視領域11に比べて、uの負の方向にπシフトしている。素子アンテナの間隔がd1(=λ)で、θ0=0の場合は、可視領域11には、メインローブ31の他に、グレーティングローブ32が一部含まれるが、可視領域11の端に一部現れているだけであるため、影響は少ない。一方、可視領域12は、グレーティングローブ32が含まれており、この場合、ターゲットをメインローブ31で探知したのかグレーティングローブ32で探知したのかの判別が困難となる。 FIG. 4 is a diagram illustrating a calculation result of the expression (1) in the case of N = 11. A (u) shown in FIG. 4 represents the directivity characteristics of a one-dimensional array antenna in which the element antennas are arranged at equal intervals in the u coordinate. The visible region 11 indicates a visible region of the array antenna when the element antenna interval is d 1 (= λ) and θ 0 = 0, that is, a region of −π / 2 ≦ θ ≦ π / 2. The visible region 11 is −2π ≦ u ≦ 2π from the equation (2). The visible region 12 indicates the visible region of the array antenna when the element antenna interval is d 1 (= λ) and θ 0 = π. Since the visible region 12 is shifted by π from the case where the directing direction is θ 0 = 0, the visible region 12 becomes −3π ≦ u ≦ π according to the equation (2), and the negative region u is smaller than the visible region 11. The direction is shifted by π. When the distance between the element antennas is d 1 (= λ) and θ 0 = 0, the visible region 11 includes part of the grating lobe 32 in addition to the main lobe 31, but at the end of the visible region 11. Since only some of them appear, the impact is small. On the other hand, the visible region 12 includes a grating lobe 32. In this case, it is difficult to determine whether the target is detected by the main lobe 31 or the grating lobe 32.

可視領域13は、素子アンテナの間隔がd2(=2λ)で、θ0=0の場合のアレイアンテナの可視領域を示す。可視領域13は、式(2)より−4π≦u≦4πである。この場合も、グレーティングローブ32が複数含まれることになり、素子間隔がd1(=λ)のときに比べグレーティングローブ32による誤検出の可能性がより高まってくる。 The visible region 13 indicates the visible region of the array antenna when the element antenna interval is d 2 (= 2λ) and θ 0 = 0. The visible region 13 is −4π ≦ u ≦ 4π from the equation (2). Also in this case, a plurality of grating lobes 32 are included, and the possibility of erroneous detection by the grating lobes 32 is further increased compared to when the element interval is d 1 (= λ).

図4に示すように、各素子アンテナの間隔dに依存して可視領域が変化することは周知である。すなわち、グレーティングローブ32が可視領域に存在するか否かは素子アンテナの間隔dに依存する。隣り合った素子アンテナの位相差は、式(1)から、以下の式(3)の通りとなる。   As shown in FIG. 4, it is well known that the visible region changes depending on the distance d between the element antennas. That is, whether the grating lobe 32 exists in the visible region depends on the distance d between the element antennas. The phase difference between adjacent element antennas is as shown in the following formula (3) from the formula (1).

Figure 2018204974
Figure 2018204974

式(3)は、隣り合った素子アンテナの位相差が2nπ(nは1以上の整数)となる場合のθの方向に、グレーティングローブが発生することを意味している。式(3)を変形すると、以下の式(4)となる。   Expression (3) means that a grating lobe is generated in the direction of θ when the phase difference between adjacent element antennas is 2nπ (n is an integer of 1 or more). When Expression (3) is transformed, the following Expression (4) is obtained.

Figure 2018204974
Figure 2018204974

式(4)は、グレーティングローブの発生角度を示すことになる。式(4)から、グレーティングローブの発生位置を示す角度θの正弦すなわちsin(θ)は、波長λに比例し、素子アンテナの間隔dに反比例することがわかる。   Equation (4) indicates the generation angle of the grating lobe. From the equation (4), it can be seen that the sine of the angle θ indicating the generation position of the grating lobe, that is, sin (θ) is proportional to the wavelength λ and inversely proportional to the distance d between the element antennas.

以上のことから、グレーティングローブが可視療育に入らないようにするには、素子アンテナ間隔dを波長λ以下とする方法が考えられる。しかしながら、構成上の問題などから素子アンテナ間隔dを波長λ以下とすることができない場合もある。例えば、サブアレイ式のデジタルビームフォーミングを行う場合、素子アンテナがグループ化されているため、素子アンテナ間隔が大きくなる。例えば、実際の素子アンテナの間隔がdである場合に、2つの素子アンテナを1つのグループとすると、素子アンテナの間隔は2dに相当することになる。このため、図4および式(4)より、素子アンテナの間隔がdの場合に比べ、可視範囲に入るグレーティングローブの数が増加する。電子走査型アンテナを用いたレーダ装置は、グレーティングローブが発生すると、メインローブで探知しているのか、グレーティングローブで探知しているのか、弁別することは困難である。このため、グレーティングローブが発生すると、誤検出が生じる可能性が高まり、方位分解能が劣化する。また、信号処理によって探知から追尾に移行しても、正確な方位諸元情報が得られない。   From the above, in order to prevent the grating lobe from entering the visible medical treatment, a method of setting the element antenna interval d to the wavelength λ or less is conceivable. However, there may be a case where the element antenna interval d cannot be set to the wavelength λ or less due to a configuration problem. For example, when sub-array type digital beam forming is performed, the element antenna intervals are increased because the element antennas are grouped. For example, when the distance between the actual element antennas is d, and the two element antennas are grouped, the distance between the element antennas corresponds to 2d. For this reason, from FIG. 4 and Formula (4), compared with the case where the space | interval of an element antenna is d, the number of the grating lobes which enter a visible range increases. When a grating lobe is generated in a radar apparatus using an electronic scanning antenna, it is difficult to discriminate whether the main lobe is detected or the grating lobe is detected. For this reason, when a grating lobe occurs, the possibility of erroneous detection increases, and the azimuth resolution deteriorates. Further, even if the signal processing shifts from detection to tracking, accurate azimuth specification information cannot be obtained.

グレーティングローブの発生を抑制する方法として、素子アンテナを不等間隔で配置する方法も考えられるが、素子アンテナを不等間隔で配置すると、等間隔の場合より同一のアンテナ長における素子アンテナ数が少なくなり、有効放射電力が小さくなるという問題がある。   As a method of suppressing the generation of grating lobes, a method of arranging element antennas at unequal intervals is also conceivable. However, when element antennas are arranged at unequal intervals, the number of element antennas at the same antenna length is smaller than that at equal intervals. Therefore, there is a problem that the effective radiated power is reduced.

ここで、再び、式(1)、(2)、(4)に着目すると、グレーティングローブの発生位置は、素子アンテナ間隔だけでなく、波長にも依存する。本実施の形態では、この性質を利用して、2種類以上の周波数でそれぞれ送受信し、それぞれの周波数における探知結果を比較することで、メインローブで探知しているのか、グレーティングローブで探知しているのかが判別できないことによる誤検出を抑制する。   Here, focusing attention again on the equations (1), (2), and (4), the generation position of the grating lobe depends not only on the element antenna interval but also on the wavelength. In this embodiment, using this property, transmission / reception is performed at two or more frequencies, and the detection result at each frequency is compared, so that the main lobe is detected or the grating lobe is detected. It prevents false detections due to the fact that it cannot be determined.

式(1)、(2)、(4)より、素子アンテナの励振周波数すなわち素子アンテナで送信または受信する信号の周波数の励振周波数を変更すると、グレーティングローブの位置だけが動く作用がある。例えば、一次元のアレイアンテナの場合、周波数を9GHz、素子アンテナ間隔の間隔dをλすなわち1波長とするとグレーティングローブはメインローブに対して方位角±90度に発生する。素子アンテナ間隔をそのままとして、周波数を9GHzから10GHzに変更すると、グレーティングローブはメインローブ側へ約25.8度移動することになる。   From Equations (1), (2), and (4), when the excitation frequency of the element antenna, that is, the excitation frequency of the signal transmitted or received by the element antenna is changed, only the position of the grating lobe has an action. For example, in the case of a one-dimensional array antenna, if the frequency is 9 GHz and the distance d between the element antennas is λ, that is, one wavelength, the grating lobe is generated at an azimuth angle of ± 90 degrees with respect to the main lobe. If the frequency is changed from 9 GHz to 10 GHz while leaving the element antenna interval as it is, the grating lobe moves about 25.8 degrees toward the main lobe side.

図5は、励振周波数の違いによるグレーティングローブの位置の違いの一例を示す図である。図5では、素子アンテナの間隔を同一とし、励起周波数を9GHz,9.5GHz,10GHzの3種類とした場合のそれぞれのアンテナファクタを方位角θに対して示している。メインローブ24の位置は、9GHz,9.5GHz,10GHzの場合で一致するが、グレーティングローブの発生位置は励起周波数によって異なる。グレーティングローブ21は、励起周波数が9GHzの場合のグレーティングローブであり、グレーティングローブ22は、励起周波数が9.5GHzの場合のグレーティングローブであり、グレーティングローブ23は、励起周波数が10GHzの場合のグレーティングローブである。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a difference in grating lobe position due to a difference in excitation frequency. In FIG. 5, the antenna factors are shown with respect to the azimuth angle θ when the element antenna intervals are the same and the excitation frequencies are three types of 9 GHz, 9.5 GHz, and 10 GHz. The position of the main lobe 24 matches in the cases of 9 GHz, 9.5 GHz, and 10 GHz, but the generation position of the grating lobe varies depending on the excitation frequency. The grating lobe 21 is a grating lobe when the excitation frequency is 9 GHz, the grating lobe 22 is a grating lobe when the excitation frequency is 9.5 GHz, and the grating lobe 23 is a grating lobe when the excitation frequency is 10 GHz. It is.

図6は、指向方向をシフトさせた場合の励振周波数の違いによるグレーティングローブの位置の違いの一例を示す図である。図6では、方位方向における指向方向を+10度シフトさせた場合、すなわちメインローブの位置をシフトさせるよう走査した場合のアンテナファクタを示している。図6に示した例では、図5と同様に、素子アンテナの間隔を同一とし、励起周波数を9GHz,9.5GHz,10GHzの3種類とした場合に、アンテナファクタを方位角θに対して示している。この場合も、メインローブ28の位置は、9GHz,9.5GHz,10GHzの場合で一致するが、グレーティングローブの発生位置は励起周波数によって異なる。グレーティングローブ25は、励起周波数が9GHzの場合のグレーティングローブであり、方位角−55.3度で最大となる。グレーティングローブ26は、励起周波数が9.5GHzの場合のグレーティングローブであり、方位角−51.1度で最大となる。グレーティングローブ27は、励起周波数が10GHzの場合のグレーティングローブであり、方位角−47.7度で最大となる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a difference in grating lobe position due to a difference in excitation frequency when the directivity direction is shifted. FIG. 6 shows the antenna factor when the pointing direction in the azimuth direction is shifted by +10 degrees, that is, when scanning is performed so as to shift the position of the main lobe. In the example shown in FIG. 6, as in FIG. 5, the antenna factor is shown with respect to the azimuth angle θ when the distance between the element antennas is the same and the excitation frequencies are three types of 9 GHz, 9.5 GHz, and 10 GHz. ing. Also in this case, the position of the main lobe 28 is the same in the cases of 9 GHz, 9.5 GHz, and 10 GHz, but the generation position of the grating lobe differs depending on the excitation frequency. The grating lobe 25 is a grating lobe when the excitation frequency is 9 GHz, and is maximum at an azimuth angle of −55.3 degrees. The grating lobe 26 is a grating lobe when the excitation frequency is 9.5 GHz, and is maximum at an azimuth angle of −51.1 degrees. The grating lobe 27 is a grating lobe when the excitation frequency is 10 GHz, and is maximum at an azimuth angle of −47.7 degrees.

このように、メインローブの発生位置は励起周波数によって変化せずにグレーティングローブの発生位置が励起周波数によって変化する。本実施の形態では、この性質を使用し、複数の励起周波数で送受信を行うことにより、メインローブによるターゲットの探知とグレーティングローブによるターゲットの探知とを弁別する。   Thus, the generation position of the main lobe does not change with the excitation frequency, and the generation position of the grating lobe changes with the excitation frequency. In this embodiment, by using this property and performing transmission and reception at a plurality of excitation frequencies, the detection of the target by the main lobe and the detection of the target by the grating lobe are discriminated.

次に、本実施の形態の動作について説明する。図7は、本実施の形態のレーダ装置10における処理手順の一例を示すフローチャートである。図7では、レーダ装置10が、2つの周波数を用いてそれぞれ送受信を行う例を示している。図7に示すように、レーダ装置10は、第1の周波数で送受信を行う(ステップS1)。   Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an example of a processing procedure in the radar apparatus 10 of the present embodiment. FIG. 7 shows an example in which the radar apparatus 10 performs transmission / reception using two frequencies. As shown in FIG. 7, the radar apparatus 10 performs transmission / reception at the first frequency (step S1).

具体的には、ステップS1では、例えば、次のような動作が行われる。信号処理機6または図示しない制御回路が、第1の周波数で送信を行うことを送受信機4へ指示する。送受信機4は、第1の周波数に対応する送信信号を生成し、送信信号を、アレイアンテナを介して、すなわち給電回路3、RFモジュール2および素子アンテナ1を介して送信する。なお、送受信機4が生成する送信信号の周波数は、RFモジュール2において周波数変換が行われる場合には、周波数変換後に第1の周波数となるような周波数であり、RFモジュール2において周波数変換が行われない場合には第1の周波数である。次に、信号処理機6または図示しない制御回路が、第1の周波数で受信を行うことを送受信機4へ指示する。この際、信号処理機6または図示しない制御回路は、DBFP5へ指向方向すなわちメインローブの中心の方向についても指示する。これにより、ターゲットがレーダ装置10から送信された送信信号を反射した場合、反射された信号が素子アンテナ1、RFモジュール2および給電回路3を介して送受信機4で受信される。送受信機4は、受信した信号をデジタル信号に変換してDBFP5入力する。DBFP5は、入力された信号に対してデジタルビームフォーミングを行い、処理後の信号を信号処理機6へ入力する。   Specifically, in step S1, for example, the following operation is performed. The signal processor 6 or a control circuit (not shown) instructs the transceiver 4 to perform transmission at the first frequency. The transceiver 4 generates a transmission signal corresponding to the first frequency, and transmits the transmission signal via the array antenna, that is, via the feeder circuit 3, the RF module 2, and the element antenna 1. Note that the frequency of the transmission signal generated by the transceiver 4 is a frequency that becomes the first frequency after the frequency conversion when the RF module 2 performs the frequency conversion, and the RF module 2 performs the frequency conversion. If not, it is the first frequency. Next, the signal processor 6 or a control circuit (not shown) instructs the transceiver 4 to perform reception at the first frequency. At this time, the signal processor 6 or a control circuit (not shown) also instructs the DBFP 5 in the direction of direction, that is, the direction of the center of the main lobe. Thus, when the target reflects the transmission signal transmitted from the radar apparatus 10, the reflected signal is received by the transceiver 4 via the element antenna 1, the RF module 2, and the power feeding circuit 3. The transceiver 4 converts the received signal into a digital signal and inputs it to the DBFP 5. The DBFP 5 performs digital beam forming on the input signal and inputs the processed signal to the signal processor 6.

次に、レーダ装置10は、第2の周波数で送受信を行う(ステップS2)。ステップS2のレーダ装置10における動作は、周波数を第1の周波数から第2の周波数へ変更する以外はステップS1と同様である。   Next, the radar apparatus 10 performs transmission / reception at the second frequency (step S2). The operation of the radar device 10 in step S2 is the same as that in step S1 except that the frequency is changed from the first frequency to the second frequency.

次に、レーダ装置10は、第1の周波数、第2の周波数のそれぞれについて、ターゲットの探知処理を実施する(ステップS3)。詳細には、信号処理機6が、第1の周波数、第2の周波数のそれぞれについて、ターゲットの探知処理を実施する。なお、図7では、ステップS2の後にステップS3を実施する例を示しているが、第1の周波数におけるターゲットの探知処理は、ステップS1とステップS2との間で行われてもよい。   Next, the radar apparatus 10 performs target detection processing for each of the first frequency and the second frequency (step S3). Specifically, the signal processor 6 performs target detection processing for each of the first frequency and the second frequency. FIG. 7 shows an example in which step S3 is performed after step S2, but the target detection process at the first frequency may be performed between step S1 and step S2.

次に、レーダ装置10の信号処理機6は、第1の周波数および第2の周波数の両方でターゲットが探知されたか否かを判断し(ステップS4)、両方で探知された場合(ステップS4 Yes)、該ターゲットをメインローブで探知したと判定してターゲットの方位を決定し(ステップS5)、処理を終了する。すなわち、信号処理機6は、設定した指向方向にターゲットが存在するとしてターゲットの方位を決定する。   Next, the signal processor 6 of the radar apparatus 10 determines whether or not the target has been detected at both the first frequency and the second frequency (step S4), and when the target has been detected at both (step S4 Yes). ), It is determined that the target has been detected by the main lobe, the direction of the target is determined (step S5), and the process is terminated. That is, the signal processor 6 determines the direction of the target on the assumption that the target exists in the set directivity direction.

第1の周波数および第2の周波数のいずれか一方でターゲットが探知された場合(ステップS4 No)、該ターゲットをグレーティングローブで探知したと判定して、補正してターゲットの方位を決定し(ステップS6)、処理を終了する。このときの補正は、指向方向からメインローブとグレーティングローブとの位置の差の分補正することを意味する。例えば、第1の周波数が9GHzであり、第2の周波数が9.5GHzであったとする。このとき、ターゲットが方位角−71度付近に存在したとする。この場合、図5に例示したように、第2の周波数である9.5GHzではグレーティングローブ22が方位角−71度付近に存在するため、ターゲットを探知することができるが、第1の周波数が9GHzでは探知できない。したがって、信号処理機6は、該ターゲットをメインローブではなくグレーティングローブで検出したと判定し、メインローブの指向方法ではなく補正された方向すなわち第2の周波数のグレーティングローブの方向にターゲットが存在すると判定する。一方、ターゲットが0度付近に存在する場合には、第1の周波数および第2の周波数の両方でターゲットが探知されるため、信号処理機6は、ターゲットは指向方向に存在すると判定する。   When the target is detected at either the first frequency or the second frequency (No in step S4), it is determined that the target has been detected by the grating lobe, and the direction of the target is determined by correction (step S4). S6) The process is terminated. The correction at this time means correcting the difference in position between the main lobe and the grating lobe from the directivity direction. For example, assume that the first frequency is 9 GHz and the second frequency is 9.5 GHz. At this time, it is assumed that the target exists in the vicinity of an azimuth angle of −71 degrees. In this case, as illustrated in FIG. 5, the grating lobe 22 exists in the vicinity of the azimuth angle of −71 degrees at the second frequency of 9.5 GHz, so that the target can be detected, but the first frequency is It cannot be detected at 9 GHz. Therefore, the signal processor 6 determines that the target is detected not by the main lobe but by the grating lobe, and when the target is present in the corrected direction, that is, the second frequency grating lobe, instead of the main lobe directing method. judge. On the other hand, when the target is present at around 0 degrees, the target is detected at both the first frequency and the second frequency, and therefore the signal processor 6 determines that the target is present in the pointing direction.

なお、信号処理機6は、ステップS3で、第1の周波数および第2の周波数のいずれでもターゲットが探知されなかった場合には、メインローブでもグレーティングローブでもターゲットは探知されなかったと判定して処理を終了する。上述した例は、送受信機4が送受信可能な複数の周波数は第1の周波数および第2の周波数を含み、送受信機4が、第1の周波数で送受信を行った後に、第2の周波数で送受信を行う例を説明したが、具体的な処理手順は上述した例に限定されない。   If the target is not detected at either the first frequency or the second frequency in step S3, the signal processor 6 determines that the target has not been detected in either the main lobe or the grating lobe and performs processing. Exit. In the example described above, the plurality of frequencies that can be transmitted / received by the transceiver 4 includes the first frequency and the second frequency, and the transceiver 4 transmits / receives at the second frequency after transmitting / receiving at the first frequency. Although the example which performs is demonstrated, the specific process sequence is not limited to the example mentioned above.

また、グレーティングローブのシフト量は、設定する周波数の差に依存する。このため、レーダ装置システムのビーム幅要求によって周波数の差を決定すればよい。たとえば、第1の周波数を9GHzとし、素子アンテナ間隔を1波長(33mm)とし、第2の周波数を9.5GHzとすると、第2の周波数では、第1の周波数のときに比べ、グレーティングローブの発生位置は約18.7度内側すなわちメインローブ側にシフトする。メインローブとグレーティングローブの間隔が、周波数によって変わるが、メインローブの指向方向には影響ないのでレーダ装置10としての機能に問題は生じない。   The shift amount of the grating lobe depends on the difference in the set frequency. For this reason, the frequency difference may be determined according to the beam width requirement of the radar apparatus system. For example, assuming that the first frequency is 9 GHz, the element antenna interval is 1 wavelength (33 mm), and the second frequency is 9.5 GHz, the second frequency has a grating lobe as compared with the first frequency. The generation position is shifted about 18.7 degrees inward, that is, toward the main lobe. Although the interval between the main lobe and the grating lobe varies depending on the frequency, there is no problem in the function as the radar apparatus 10 because it does not affect the directing direction of the main lobe.

以上のように、レーダ装置10は、複数の周波数で送受信した結果を用いて、ターゲットの存在方向を推定するようにした。このため、特許文献1に記載の技術のように、グレーティングローブの存在領域で電力を抑制する必要がない。これにより、本実施の形態では、グレーティングローブの影響による誤検出を抑制しつつ検出領域の広範囲化を図ることができる。   As described above, the radar apparatus 10 estimates the presence direction of the target using the results of transmission / reception at a plurality of frequencies. For this reason, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to suppress power in the region where the grating lobe exists. Thereby, in the present embodiment, it is possible to widen the detection region while suppressing erroneous detection due to the influence of the grating lobe.

なお、以上の説明では、2つの周波数で送受信を行い、それぞれの周波数で受信した信号を用いてメインローブで探知したかグレーティングローブで探知したかを判定する例を説明したが、3つ以上の周波数で送受信を行い、それぞれの周波数で受信した信号を用いてメインローブで探知したかグレーティングローブで探知したかを判定してもよい。例えば、レーダ装置10は、第1の周波数から第3の周波数までの3つの周波数で送受信を行い、これらの周波数の全てでターゲットが探知された場合には、メインローブでターゲットを探知したと判断し、3つの周波数のうち1つの周波数でターゲットが探知され他の周波数で探知されなかった場合には、グレーティングローブで検出したと判断すればよい。   In the above description, an example has been described in which transmission / reception is performed at two frequencies and whether the detection is performed with the main lobe or the grating lobe using the signals received at the respective frequencies. Transmission / reception may be performed at a frequency, and it may be determined whether detection is performed using a main lobe or a grating lobe using signals received at each frequency. For example, the radar apparatus 10 performs transmission / reception at three frequencies from the first frequency to the third frequency, and when the target is detected at all of these frequencies, it is determined that the target has been detected in the main lobe. If the target is detected at one of the three frequencies and not detected at the other frequency, it may be determined that the detection is performed by the grating lobe.

また、以上の説明では、サブアレイ方式のデジタルビームフォーミングを行う構成および動作例を説明したが、フルアレイ方式のデジタルビームフォーミングを行う場合にも、本実施の形態の動作を適用することができる。また、1次元アレイアンテナに留まらず、平面アレイアンテナにおいても、本実施の形態の動作を適用することで本実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In the above description, the configuration and operation example of performing sub-array type digital beam forming have been described. However, the operation of the present embodiment can also be applied to the case of performing full array type digital beam forming. Further, not only a one-dimensional array antenna but also a planar array antenna can obtain the same effect as this embodiment by applying the operation of this embodiment.

実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2にかかるレーダ装置の構成例を示す図である。図8に示すように、本実施の形態のレーダ装置10aは、素子アンテナ1−1〜1−4、RFモジュール2−1〜2−4、送受信機4a−1〜4a−4、DBFP5aおよび信号処理機6を備える。以下、送受信機4a−1〜4a−4を個別に区別せずに示すときは送受信機4aと記載する。実施の形態1と同様の機能を有する構成要素は、同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態1と異なる点を説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the radar apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the radar apparatus 10a of this embodiment includes element antennas 1-1 to 1-4, RF modules 2-1 to 2-4, transceivers 4a-1 to 4a-4, a DBFP 5a, and signals. A processing machine 6 is provided. Hereinafter, when the transceivers 4a-1 to 4a-4 are shown without being individually distinguished, they are referred to as a transceiver 4a. Constituent elements having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

本実施の形態の素子アンテナ1−1〜1−4およびRFモジュール2−1〜2−4は、フルアレイ方式によるデジタルフォーミングによりビームを形成可能なアレイアンテナである。   The element antennas 1-1 to 1-4 and the RF modules 2-1 to 2-4 of the present embodiment are array antennas that can form a beam by digital forming using a full array method.

本実施の形態の送受信機4aは、広帯域信号を送受信可能である。すなわち、送受信機4aは、チャープ信号、広帯域スパイクパルスといった広帯域信号を生成してRFモジュール2へ入力するとともに、RFモジュール2から受け取った受信信号をデジタル信号に変換してDBFP5aへ入力する。送受信機4aは、例えば、500MHzの帯域の広帯域信号を送受信できる。広帯域信号は、送受信機4aが送信可能な複数の周波数の信号を含む。   The transceiver 4a of the present embodiment can transmit and receive a broadband signal. That is, the transmitter / receiver 4a generates a broadband signal such as a chirp signal or a broadband spike pulse and inputs it to the RF module 2, converts the received signal received from the RF module 2 into a digital signal, and inputs the digital signal to the DBFP 5a. The transceiver 4a can transmit and receive a wideband signal of, for example, a 500 MHz band. The wideband signal includes signals of a plurality of frequencies that can be transmitted by the transceiver 4a.

レーダ装置10aは、フルアレイ方式のデジタルビームフォーミングを行う装置である。このため、DBFP5aは、フルアレイ方式のデジタルビームフォーミングを行う。信号処理機6aは、DBFP5aから入力される広帯域の受信信号から、複数の周波数に対応する信号を抽出して、これら複数の周波数の信号を用いて実施の形態1と同様にターゲットを探知する。そして、実施の形態1と同様に、複数の周波数でターゲットを探知したか否かにより、ターゲットをメインローブで探知したかグレーティングローブで探知したかを判断する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態1と同様である。   The radar apparatus 10a is an apparatus that performs full array type digital beam forming. Therefore, the DBFP 5a performs full array type digital beam forming. The signal processor 6a extracts signals corresponding to a plurality of frequencies from the wideband received signal input from the DBFP 5a, and detects the target using the signals of the plurality of frequencies in the same manner as in the first embodiment. Then, as in the first embodiment, it is determined whether the target is detected by the main lobe or the grating lobe depending on whether the target is detected at a plurality of frequencies. The operations of the present embodiment other than those described above are the same as those of the first embodiment.

なお、図8では、フルアレイ方式でデジタルビームフォーミングを行うレーダ装置を示したが、サブアレイ方式でデジタルビームフォーミングを行うレーダ装置においても、本実施の形態の動作を適用できる。   Although FIG. 8 shows a radar apparatus that performs digital beam forming using the full array method, the operation of this embodiment can also be applied to a radar apparatus that performs digital beam forming using the sub-array method.

以上のように、本実施の形態では、広帯域信号を送受信するレーダ装置10aにおいて、広帯域信号のうちの複数の周波数の信号に基づいて実施の形態1と同様にターゲットの存在方向を推定するようにした。このため、一度に送受信する広帯域信号を用いて、実施の形態1と同様の効果を奏することができる。   As described above, in the present embodiment, the radar apparatus 10a that transmits and receives a wideband signal is configured to estimate the target direction in the same manner as in the first embodiment based on signals of a plurality of frequencies among the wideband signals. did. For this reason, it is possible to achieve the same effect as that of the first embodiment by using a broadband signal transmitted and received at a time.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

1−1〜1−10 素子アンテナ、2−1〜2−4 RFモジュール、3−1,3−2 給電回路、4−1,4−2,4a−1〜4a−4 送受信機、5,5a DBFP、6,6a 信号処理機、10,10a レーダ装置。   1-1 to 1-10 element antenna, 2-1 to 2-4 RF module, 3-1, 3-2 feeding circuit, 4-1, 4-2, 4a-1 to 4a-4 transceiver, 5, 5a DBFP, 6, 6a Signal processor, 10, 10a Radar device.

Claims (6)

アレイアンテナと、
複数の周波数で、前記アレイアンテナを介して信号を送受信することが可能な送受信機と、
前記複数の周波数で受信した信号に基づいて、ターゲットをメインローブで探知したかまたはグレーティングローブで探知したかを判別する信号処理機と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
An array antenna,
A transceiver capable of transmitting and receiving signals at a plurality of frequencies via the array antenna;
A signal processor for determining whether the target is detected in the main lobe or the grating lobe based on the signals received at the plurality of frequencies;
A radar apparatus comprising:
前記複数の周波数は第1の周波数および第2の周波数を含み、
前記送受信機は、第1の周波数で送受信を行った後に、第2の周波数で送受信を行うことを特徴する請求項1に記載のレーダ装置。
The plurality of frequencies includes a first frequency and a second frequency;
The radar apparatus according to claim 1, wherein the transceiver performs transmission and reception at a second frequency after performing transmission and reception at a first frequency.
前記送受信機は、前記複数の周波数の信号を含む広帯域信号を送受信することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the transceiver transmits and receives a wideband signal including signals of the plurality of frequencies. サブアレイ方式でデジタルビームフォーミングを行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein digital beam forming is performed by a subarray method. フルアレイ方式でデジタルビームフォーミングを行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のレーダ装置。   4. The radar apparatus according to claim 1, wherein digital beam forming is performed by a full array method. 前記アレイアンテナを構成する素子アンテナの間隔は等間隔であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the element antennas constituting the array antenna are equally spaced.
JP2017106772A 2017-05-30 2017-05-30 Radar device Pending JP2018204974A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017106772A JP2018204974A (en) 2017-05-30 2017-05-30 Radar device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017106772A JP2018204974A (en) 2017-05-30 2017-05-30 Radar device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018204974A true JP2018204974A (en) 2018-12-27

Family

ID=64955634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017106772A Pending JP2018204974A (en) 2017-05-30 2017-05-30 Radar device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018204974A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5071414B2 (en) Radar equipment
US10852407B2 (en) Imaging radar sensor with narrow antenna lobe and wide angle-detection range
US7579982B2 (en) Radar apparatus
JP5130079B2 (en) Electronic scanning radar apparatus and receiving array antenna
KR100749560B1 (en) Radar apparatus
JP5093298B2 (en) Direction detection device
US9568600B2 (en) MIMO antenna with elevation detection
JP6220454B2 (en) Radar sensor for automobile
EP2916140A2 (en) Mimo antenna with improved grating lobe characteristics
JP4052086B2 (en) Object detection apparatus and object detection method
US20110063158A1 (en) Array antenna apparatus and radar apparatus
JP6523350B2 (en) Radar apparatus and object recognition method
US12282112B2 (en) Phased array antenna calibration system and methods for use in millimeter wave applications
WO2010143462A1 (en) Radar apparatus
WO2019131657A1 (en) Antenna device
US20240039173A1 (en) Multiple input multiple steered output (mimso) radar
JP4082442B2 (en) Direction detection device
JP2011226794A (en) Radar device
JP2012168194A (en) Radar equipment
JPWO2020090681A1 (en) Antenna device, moving object, and target identification method
US11784403B2 (en) Antenna array and a phased array system with such antenna array
JP2018204974A (en) Radar device
US20200411980A1 (en) Patch antenna and radar apparatus having different beam tilts with respect to frequencies
JP2015141041A (en) antenna device
JP3757574B2 (en) Phased array radar equipment