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JPH07311261A - Time-division multiplexing type multichannel radar - Google Patents

Time-division multiplexing type multichannel radar

Info

Publication number
JPH07311261A
JPH07311261A JP6129603A JP12960394A JPH07311261A JP H07311261 A JPH07311261 A JP H07311261A JP 6129603 A JP6129603 A JP 6129603A JP 12960394 A JP12960394 A JP 12960394A JP H07311261 A JPH07311261 A JP H07311261A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
transmission
channel
antenna
mixer
Prior art date
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Granted
Application number
JP6129603A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3302830B2 (en
Inventor
Kazuhisa Sato
和久 佐藤
Hideaki Ono
英明 小野
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP12960394A priority Critical patent/JP3302830B2/en
Publication of JPH07311261A publication Critical patent/JPH07311261A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3302830B2 publication Critical patent/JP3302830B2/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a time-division multiplexing type multichannel radar in which interference between channels is reduced with a simple and low-cost structure. CONSTITUTION:A plurality of transmitting/receiving channels 11, 12 having transmitting antennas 11a, 12b, receiving antennas 11a, 12b for receiving reflected waves from an object, and mixers 11c, 12c for mixing the reflected waves received by the antennas 11a, 12b and a local oscillation signal to generate a beat signal are connected to a high frequency signal generator 13 via a high frequency signal distributor 14 having transmission switching circuits S1, S3, local oscillation switching circuits S2, S4 and a timing controller TC for turning ON, OFF the switching circuits at a suitable predetermined timing. Bias control means R1, R2, Q, etc., for varying the DC biases of the mixers 11b, 12b in the corresponding transmitting/receiving channels to increase its conversion loss when the circuits S2, S4 in the channels 11, 12 are OFF, are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、車載用レーダ装置など
に利用される時分割多重型マルチチャネル・レーダー装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a time division multiplex type multi-channel radar device used in a vehicle-mounted radar device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】乗用車などの車両に搭載され追突や衝突
防止用警報装置などに利用される車載用レーダ装置は、
先行車両や対向車両などの標的までの最遠測距範囲は数
百m程度の比較的短距離で足りるため、放射電波が必要
以上に遠方まで伝播したり既存のマイクロ波帯の通信設
備に干渉したりすることを回避するなどの目的で、60
GHz程度の伝播減衰量の大きなミリ波帯の電波の使用
が有望視されている。このミリ波帯の利用は、アンテナ
の大きさとその前後に配置されるFM信号発生器やミキ
サなどを含めたレーダ・モジュールの小型化を図る上か
らも適している。
2. Description of the Related Art A vehicle-mounted radar device mounted on a vehicle such as a passenger car and used as a warning device for collision prevention and collision prevention,
Since the farthest distance measuring range to a target such as a preceding vehicle or an oncoming vehicle is a comparatively short distance of about several hundred meters, radiated radio waves can propagate to farther than necessary and interfere with existing microwave communication equipment. For the purpose of avoiding
The use of millimeter-wave radio waves with large propagation attenuation of about GHz is considered promising. The use of the millimeter wave band is also suitable for downsizing a radar module including an antenna size and FM signal generators and mixers arranged before and after the antenna.

【0003】また、この種の車載用レーダ装置では、先
行車両などの標的までの最短測距範囲として数十cm程
度もの小さな値が要求されるため、パルスレーダの形式
よりもFMレーダの形式が有望と見られる。さらに、こ
の種の車載用レーダ装置は、標的の位置を高分解能で検
出することなどを目的として、複数の送受信チャネルが
設置される場合がある。各送受信チャネル間の相互干渉
を回避する目的で、各送受信チャネルに異なる周波数帯
を割り当てる周波数分割多重化方式と、各送受信チャネ
ルに同一周波数帯を異なるタイミングで割り当てる時分
割多重化方式が考えられる。しかしながら、使用周波数
帯域の狭帯域化と使用部品の共通化による製造コストの
低減などの点で、後者の時分割多重化方式を採用した時
分割多重化マルチチャネルの構成の方が有利と考えられ
る。
Further, in this type of vehicle-mounted radar device, a value as small as several tens of centimeters is required as a shortest distance measuring range to a target such as a preceding vehicle. Therefore, the FM radar type is more preferable than the pulse radar type. Seems to be promising. Further, in this type of vehicle-mounted radar device, a plurality of transmission / reception channels may be installed for the purpose of detecting the target position with high resolution. For the purpose of avoiding mutual interference between each transmission / reception channel, a frequency division multiplexing method in which different frequency bands are allocated to each transmission / reception channel and a time division multiplexing method in which the same frequency band is allocated to each transmission / reception channel at different timings can be considered. However, from the viewpoint of reducing the manufacturing cost by narrowing the used frequency band and using common parts, it is considered that the latter configuration of the time division multiplexing multi-channel adopting the time division multiplexing method is more advantageous. .

【0004】本出願人は、上記時分割多重化マルチチャ
ネル・レーダ装置の構成のもとで消費電力の低減と各チ
ャネル間のアイソレーションの向上を図った時分割多重
化マルチチャンネル・レーダ装置を特開平5─2647
28号に開示した。
The applicant of the present invention has proposed a time division multiplexing multi-channel radar device which has the structure of the time division multiplexing multi-channel radar device described above, in which power consumption is reduced and isolation between channels is improved. JP-A-5-2647
No. 28 disclosed.

【0005】図3は、上記先願の時分割多重化レーダシ
ステムのブロック図である。高周波発振回路110は、
掃引回路121によって三角波変調されて、20GHz
程度のFM変調波信号を発生する。このFM信号は、タ
イミング制御回路120の指示に従い、増幅機能を有す
る分配回路122によって複数のチャンネルに分配され
る。この増幅機能を有する分配回路122は、FETを
多段化した高周波増幅器をチャネル数分だけ並列に配置
した回路構成を有し、タイミング制御回路120の指示
によって各チャンネル単位でFETのバイアスをON/
OFF制御し、各チャネルにFM信号を分配する。
FIG. 3 is a block diagram of the time division multiplexed radar system of the above-mentioned prior application. The high frequency oscillator circuit 110 is
20 GHz after being triangular-wave modulated by the sweep circuit 121
The FM modulated wave signal of a certain degree is generated. This FM signal is distributed to a plurality of channels by the distribution circuit 122 having an amplification function according to the instruction of the timing control circuit 120. The distribution circuit 122 having this amplification function has a circuit configuration in which high-frequency amplifiers having multi-stage FETs are arranged in parallel for the number of channels, and the bias of the FETs is turned ON / OFF for each channel in accordance with an instruction from the timing control circuit 120.
OFF control is performed and the FM signal is distributed to each channel.

【0006】増幅機能を有する分配回路122によって
分配されたFM信号は、逓倍回路114によって60G
Hz程度に逓倍される。次にこのFM信号は、電力分割
回路111により空間に放出される送信FM信号と参照
信号に分割される。送信FM信号は、サーキュレータ1
16を通過してアンテナ118から空間に放出され、物
体によって反射された反射FM信号が再びアンテナ11
8によって受信され、サーキュレータ116によって混
合器117に送られる。各チャネルに対応した混合器1
17は、反射FM信号と参照信号を混合し、各信号の周
波数差に対応したビート信号を発生し、マルチプレクサ
124に出力する。マルチプレクサ124は、タイミン
グ制御回路120の指示にしたがってパラレルに送られ
てくるビート信号を、シリアルに並べ替えて信号検出回
路119に伝達する。
The FM signal distributed by the distribution circuit 122 having an amplification function is converted into 60 G by the multiplication circuit 114.
It is multiplied to about Hz. Next, this FM signal is divided by the power division circuit 111 into a transmission FM signal and a reference signal which are emitted into space. The transmitted FM signal is circulator 1
The reflected FM signal emitted from the antenna 118 to the space after passing through 16 and reflected by the object is again transmitted to the antenna 11.
8 and sent to mixer 117 by circulator 116. Mixer 1 for each channel
17 mixes the reflected FM signal and the reference signal, generates a beat signal corresponding to the frequency difference between the signals, and outputs the beat signal to the multiplexer 124. The multiplexer 124 rearranges the beat signals sent in parallel according to the instruction of the timing control circuit 120 in serial and transmits them to the signal detection circuit 119.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図3に示した従来の時
分割多重化マルチチャネル・レーダ装置では、各チャネ
ルの独立した動作は、FETを多段接続したアンプスイ
ッチを並列接続した構成を有する増幅・分配回路のみに
より、単一のFM信号源の出力信号が分配されている。
すなわちオン状態とオフ状態のそれぞれにおいて高周波
信号に与える挿入損失(オン状態での利得も含む)比率
が不十分であると、一方の送受信チャネルのビート信号
が他方の送受信チャネルのビート信号に漏れ込むという
いわゆるチャネル間干渉が生じ、方位方向の分解能の低
下を招くという問題がある。
In the conventional time division multiplexing multi-channel radar device shown in FIG. 3, the independent operation of each channel is achieved by amplifying the amplifier switch in which FET switches are connected in multiple stages. The output signal of a single FM signal source is distributed only by the distribution circuit.
That is, when the insertion loss (including the gain in the ON state) ratio given to the high frequency signal in each of the ON state and the OFF state is insufficient, the beat signal of one transmission / reception channel leaks into the beat signal of the other transmission / reception channel. That is, there is a problem that so-called inter-channel interference occurs and the resolution in the azimuth direction deteriorates.

【0008】また、複数のアンテナ118は、方位分解
能の向上を目的として、相互に近接して配置される。こ
のため、物体で反射されたFM信号がこれを送信したチ
ャネルだけでなく近傍に配置された他のチャネルのアン
テナにも受信されてしまう。図3のマルチチャネル・レ
ーダの構成では、各チャネル間のアイソレーションは増
幅・分配回路のみによって保証されている。また、各増
幅・分配回路のFETは、コストダウンを目的として近
年MMIC化して小型・集積化される傾向にある。した
がって、集積度が向上してコストダウンと小型軽量化を
図られる一方、高周波信号を高い集積度のICでアナロ
グ処理を行うMMICの内部の伝送線路は、通常マイク
ロストリップやコプレーナの形式であるため、空間への
放射が比較的大きい。そのために、集積度に対応して各
チャネルのアイソレーションが悪化していく傾向があ
り、方位分解能が従来のFETアンプのみでは確保出来
なくなるという問題がある。
The plurality of antennas 118 are arranged close to each other for the purpose of improving the lateral resolution. Therefore, the FM signal reflected by the object is received not only by the channel that transmitted the FM signal but also by the antennas of other channels arranged in the vicinity. In the configuration of the multi-channel radar shown in FIG. 3, the isolation between the channels is guaranteed only by the amplification / distribution circuit. Further, the FETs of each amplification / distribution circuit tend to be miniaturized and integrated in recent years as MMICs for the purpose of cost reduction. Therefore, while the degree of integration is improved to reduce the cost and reduce the size and weight, the transmission line inside the MMIC that performs analog processing of high-frequency signals by the IC with a high degree of integration is usually of the microstrip or coplanar type. , The radiation to the space is relatively large. Therefore, the isolation of each channel tends to deteriorate depending on the degree of integration, and there is a problem that the lateral resolution cannot be ensured only by the conventional FET amplifier.

【0009】さらに、車載用のFMレーダ装置では、距
離方向の障害物情報のみにもとずいてドライバ─に警報
を発生するだけでは、車両の操作を支援するうえで不十
分である。また、距離方向だけでなく方位方向の分解能
も要求されるとことと、コストの高さとが、このような
ドライバー・アシスト・システムの実用化を阻む大きな
要員となっており、この点の改良が強く要求されてい
る。これらの多くの車載用レーダ応用システムに求めら
れている要求に応えるためには、高周波回路の小型化と
コストダウンを達成すると同時に、マルチチャネルレー
ダーの各チャネル間のアイソレーションの向上を達成
し、方位方向分解能を更に向上させなければならない。
Further, in the in-vehicle FM radar device, it is not sufficient to support the operation of the vehicle simply by issuing a warning to the driver based on only the obstacle information in the distance direction. In addition, not only the distance direction but also the azimuth direction resolution is required, and the high cost is a major person who prevents the practical use of such a driver assist system. There is a strong demand. In order to meet the demands for these many on-vehicle radar application systems, we have achieved miniaturization of high-frequency circuits and cost reduction, while at the same time improving isolation between each channel of the multi-channel radar. Azimuth resolution must be further improved.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の時分割多重型マ
ルチチャネル・レーダ装置は、局発スイッチング回路が
オフ状態にあるときは、対応のチャネル内の混合器の直
流バイアスの変化によってその変換損失を増大させ、本
来不要なビート信号を抑圧する直流バイアス制御手段を
備えている。
The time division multiplex type multi-channel radar device of the present invention converts the local oscillation switching circuit by changing the DC bias of the mixer in the corresponding channel when the switching circuit is in the OFF state. The DC bias control means for increasing the loss and suppressing the originally unnecessary beat signal is provided.

【0011】[0011]

【作用】混合器は、ダイオードなどの非直線素子を主体
に構成されており、受信信号と局発信号とを混合して差
の周波数を示すビート信号を発生する。このような混合
器では、非直線素子に与える直流バイアス電圧(又は電
流)によっても、また局発信号のレベルによっても、高
周波の受信信号を中間周波のビート信号に変換する際に
生じる変換損失が大幅に変動する。このため、局発スイ
ッチング回路がオン状態にある期間内は、実験的に最適
値として求められた局発信号のレベルのもとで、混合器
の変換損失を最少とするような第1の直流バイアスが設
定される。また、局発スイッチング回路のオフ状態で
は、これを通して混合器に供給される本来不要な局発信
号のレベルは、そのオン状態よりもスイッチング回路の
入出力アイソレーションの分低下する。
The mixer is mainly composed of a non-linear element such as a diode, and mixes the received signal and the local oscillation signal to generate a beat signal indicating the difference frequency. In such a mixer, due to the DC bias voltage (or current) applied to the non-linear element and the level of the local oscillation signal, the conversion loss generated when converting the high frequency reception signal into the intermediate frequency beat signal is caused. It fluctuates significantly. Therefore, during the period when the local oscillator switching circuit is in the ON state, the first direct current that minimizes the conversion loss of the mixer under the level of the local oscillator signal experimentally obtained as the optimum value. Bias is set. Further, in the OFF state of the local oscillation switching circuit, the level of the originally unnecessary local oscillation signal supplied to the mixer therethrough is lower than that in the ON state by the input / output isolation of the switching circuit.

【0012】そこで、局発スイッチング回路がオフ状態
にある期間内は、入出力アイソレーションの分だけ低下
した局発信号のもとで、混合器に最大の変換損失が生ず
るような第2の直流バイアスが設定される。このよう
に、局発スイッチング回路のオン/オフ動作に同期させ
て混合器の直流バイアスを変化させることにより、本来
不要なビート信号については局発信号レベルとバイアス
電圧との間の相乗的な関係から生じる極めて大きな変換
損失を混合器に発生させることができる。
Therefore, during the period in which the local oscillator switching circuit is in the OFF state, the second direct current such that the maximum conversion loss occurs in the mixer under the local oscillator signal reduced by the input / output isolation. Bias is set. As described above, by changing the DC bias of the mixer in synchronization with the on / off operation of the local switching circuit, the synergistic relationship between the local signal level and the bias voltage for an originally unnecessary beat signal. It is possible to generate extremely high conversion losses in the mixer.

【0013】この結果、不必要なチャネルからの不要な
信号の漏れを減少でき、高周波回路部をMMICとして
高集積化を図った場合でも、各チャネル間のアイソレー
ションを確保できる。特に、混合器にダイオードを利用
したミキサを使用した場合には、変換効率が与えられる
バイアスに対して極めて敏感であるため、本発明には好
適である。また、HEMT等の高周波能動素子とも極め
て容易に集積化することが可能であるため、高周波回路
部全体を1チップのMMIC化として小型化とコストダ
ウン図る場合にも極めて好適である。
As a result, leakage of unnecessary signals from unnecessary channels can be reduced, and isolation between channels can be ensured even when high integration is achieved by using the high frequency circuit unit as an MMIC. In particular, when a mixer using a diode is used for the mixer, the conversion efficiency is extremely sensitive to a given bias, and is suitable for the present invention. Further, since it can be extremely easily integrated with a high frequency active element such as a HEMT, it is also very suitable for downsizing and cost reduction by making the entire high frequency circuit part into one chip MMIC.

【0014】[0014]

【実施例】図1は、本発明のチャネルを2つにした場合
の一実施例を示す、時分割多重型マルチチャネルFMレ
ーダ装置のブロック構成図である。このマルチチャネル
FMレーダ装置は、2つの送受信チャネル11と12と
がFM信号分配部14、15を介してFM信号発生器1
3に接続された構成となっている。一方の送受信チャネ
ル11は、送受共用アンテナ11aと、混合器11b
と、サーキュレータ11cとから構成されている。他方
の送受信チャネル12も、同様に、送受共用アンテナ1
2aと、混合器12bと、サーキュレータ12cとから
構成されている。FM信号発生器13は、適宜な所定の
周期でかつ適宜な所定の範囲にわたって周波数が増減す
るFM信号を発生し、FM信号分配部14に出力する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a time division multiplex type multi-channel FM radar device showing an embodiment of the present invention having two channels. In this multi-channel FM radar device, two transmission / reception channels 11 and 12 are connected to FM signal generator 1 via FM signal distributors 14 and 15.
It is configured to be connected to 3. One transmission / reception channel 11 includes a transmission / reception shared antenna 11a and a mixer 11b.
And a circulator 11c. Similarly, the other transmission / reception channel 12 has the same antenna 1
2a, a mixer 12b, and a circulator 12c. The FM signal generator 13 generates an FM signal whose frequency increases and decreases in an appropriate predetermined cycle and in an appropriate predetermined range, and outputs the FM signal to the FM signal distributor 14.

【0015】FM信号分配部14は、前段のFM信号発
生器13から供給されるFM信号を適宜な比率で分割す
る電力分割器D1〜D4と、分割されたFM信号のそれ
ぞれをタイミング制御回路TCから供給される制御信号
に従ってスイッチングすることにより、送受信チャネル
11と12とに時分割的に分配するスイッチング回路S
1〜S4を備えている。送信スイッチング回路S1,S
3と、局発スイッチング回路S2,S4とは、いずれも
直流バイアス電圧の昇降によってオン/オフされるFE
T増幅器を主体に構成されている。また、他方のチャネ
ルであるFM信号分配部15も、14と同様に構成さ
れ、同様な動作を行う。各FM信号分配部の内部のFE
T増幅器を主体とするスイッチング回路の詳細について
は、必要に応じて、上述した本願の出願人の先の出願で
ある特開平5─264728号公報を参照されたい。
The FM signal distribution unit 14 divides the FM signal supplied from the FM signal generator 13 in the preceding stage at an appropriate ratio into power dividers D1 to D4 and the timing control circuit TC for each of the divided FM signals. A switching circuit S for time-divisionally distributing to the transmission / reception channels 11 and 12 by switching according to a control signal supplied from
1 to S4 are provided. Transmission switching circuit S1, S
3 and the local switching circuits S2 and S4 are both turned on / off by the rise and fall of the DC bias voltage.
It is mainly composed of a T amplifier. Further, the FM signal distribution unit 15, which is the other channel, is configured similarly to 14 and performs the same operation. FE inside each FM signal distributor
For details of the switching circuit mainly including the T amplifier, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-264728, which is a prior application of the applicant of the present application, as necessary.

【0016】混合器11bは、送受共用アンテナ11a
からサーキュレータ11cを通して供給される受信信号
と、FM信号発生器13からスイッチング回路S2を通
して供給される局発信号をし重畳し2分割する90o
イブリッド回路HYBと、ショットキーバリアのミキサ
・ダイオードd1,d2とを備えたシングルバランスト
・ミキサを構成している。この混合器11bは、さら
に、直流阻止用のコンデンサC1〜C3と、高周波のF
M信号阻止用のローパスフィルタL1、L2と、抵抗器
R1、R2と、スイッチングトランジスタQとから構成
される直流バイアス回路を備えている。混合器12b
も、上記混合器11bと同様に構成されている。
The mixer 11b is a transmission / reception shared antenna 11a.
90 o hybrid circuit HYB that superimposes the received signal supplied from the circulator 11c with the local signal supplied from the FM signal generator 13 through the switching circuit S2 and divides it into two, and the Schottky barrier mixer diode d1. and a single balanced mixer with d2. The mixer 11b further includes DC blocking capacitors C1 to C3 and a high frequency F.
The DC bias circuit includes low-pass filters L1 and L2 for blocking the M signal, resistors R1 and R2, and a switching transistor Q. Mixer 12b
Is also configured similarly to the mixer 11b.

【0017】この時分割多重型マルチチャネルFMレー
ダ装置の典型的な動作の一例によれば、タイミング制御
回路TCからの制御信号に従って、送信スイッチング回
路S1と局発スイッチング回路S2とが同時にオン状態
となり、これに伴い一方の送受信チャネル11が動作状
態になる。これと同時に、送信スイッチング回路S3と
局発スイッチング回路S4とが同時にオフ状態になり、
これに伴い他方の送受信チャネル12は非動作状態とな
る。上記期間内は、FM信号発生器13が発生したFM
信号がスイッチング回路S1とサーキュレータ11cと
を通して送受共用アンテナ11aに供給され外部に送信
される。外部の物体で生じた反射波が送受共用アンテナ
11aに受信され、サーキュレータ11cを通して混合
器11bの90°ハイブリッド回路HYBの一方の入力
端子に供給される。この90°ハイブリッド回路HYB
の他方の入力端子には、FM信号発生器13が発生した
FM信号が局発スイッチング回路S2を通して局発信号
として供給される。
According to an example of a typical operation of this time division multiplexing multi-channel FM radar device, the transmission switching circuit S1 and the local switching circuit S2 are simultaneously turned on in accordance with the control signal from the timing control circuit TC. Accordingly, one of the transmission / reception channels 11 becomes operational. At the same time, the transmission switching circuit S3 and the local switching circuit S4 are simultaneously turned off,
Along with this, the other transmission / reception channel 12 becomes inactive. During the above period, the FM generated by the FM signal generator 13
The signal is supplied to the transmission / reception shared antenna 11a through the switching circuit S1 and the circulator 11c and transmitted to the outside. The reflected wave generated by the external object is received by the transmission / reception shared antenna 11a and is supplied to one input terminal of the 90 ° hybrid circuit HYB of the mixer 11b through the circulator 11c. This 90 ° hybrid circuit HYB
The FM signal generated by the FM signal generator 13 is supplied to the other input terminal as the local oscillation signal through the local oscillation switching circuit S2.

【0018】上記期間内は、動作状態にある送受信チャ
ネル11の混合器11b内では、局発スイッチング回路
S2に供給される制御信号と同一の制御信号を受けるス
イッチングトランジスタQが非導通状態に保たれ、ミキ
サーダイオードd1とd2には受信FM信号からビート
信号への変換損失を最少にする値に設定された直流バイ
アスが供給される。これに対して、非動作状態にある送
受信チャネル12の混合器12b内では、局発スイッチ
ング回路S4に供給される制御信号と同一の制御信号を
受けるスイッチングトランジスタ(混合器11b内のQ
に対応)が導通状態に保たれ、ミキサダイオード(混合
器11b内のd1とd2に対応)には受信FM信号から
ビート信号への変換損失を最大にするように予め設定さ
れた直流バイアスが供給される。
During the above period, in the mixer 11b of the transmitting / receiving channel 11 in the operating state, the switching transistor Q receiving the same control signal as the control signal supplied to the local switching circuit S2 is kept in the non-conducting state. The mixer diodes d1 and d2 are supplied with a DC bias set to a value that minimizes the conversion loss from the received FM signal to the beat signal. On the other hand, in the mixer 12b of the transmission / reception channel 12 in the non-operating state, the switching transistor (Q in the mixer 11b) which receives the same control signal as the control signal supplied to the local switching circuit S4.
Is maintained in a conductive state, and a mixer diode (corresponding to d1 and d2 in the mixer 11b) is supplied with a DC bias preset to maximize the conversion loss from the received FM signal to the beat signal. To be done.

【0019】次に、タイミング制御回路TCからの制御
信号に従って、送信スイッチング回路S1と局発スイッ
チング回路S2とが同時にオフ状態となり、これに伴い
送受信チャネル11が非動作状態になる。これと同時
に、送信スイッチング回路S3と局発スイッチング回路
S4とが同時にオン状態になり、これに伴い送受信チャ
ネル12は動作状態となる。この期間内は、FM信号発
生器13が発生したFM信号がオフ状態のスイッチング
回路S1によって大きな減衰を受けるため、送受共用ア
ンテナ11aから外部に送信されるFM信号は微弱なも
のとなる。この結果、送受共用アンテナ11aから外部
に送信されたFM信号によって発生する物体からの反射
波は一層微弱なものとなり、この反射波の受信信号の混
合器11bに漏れ込む量は無視できる。
Next, according to the control signal from the timing control circuit TC, the transmission switching circuit S1 and the local switching circuit S2 are simultaneously turned off, and the transmission / reception channel 11 is deactivated accordingly. At the same time, the transmission switching circuit S3 and the local switching circuit S4 are simultaneously turned on, and the transmission / reception channel 12 is activated accordingly. During this period, the FM signal generated by the FM signal generator 13 is greatly attenuated by the switching circuit S1 in the off state, so that the FM signal transmitted from the transmitting / receiving shared antenna 11a to the outside becomes weak. As a result, the reflected wave from the object generated by the FM signal transmitted from the transmission / reception shared antenna 11a to the outside becomes weaker, and the amount of the received signal of the reflected wave leaking into the mixer 11b can be ignored.

【0020】しかしながら、動作状態にある送受信チャ
ネル12の送受共用アンテナ12aから外部に送信され
物体で反射されたFM信号が、隣接して設置された他チ
ャネルである送受共用アンテナ11aにも受信されるた
め、これが非動作状態にある混合器11bに漏れ込む量
は無視できない程度となる。また、オフ状態の局発スイ
ッチング回路S2を通して混合器11bに供給される局
発FM信号は、スイッチング回路S2がオン状態にある
場合に比べて約15dB程度減衰された量であるため、
無視できない程度となる。
However, the FM signal transmitted from the transmitting / receiving shared antenna 12a of the transmitting / receiving channel 12 in the operating state and reflected by the object is also received by the transmitting / receiving shared antenna 11a, which is another channel adjacently installed. Therefore, the amount that this leaks into the mixer 11b in the non-operating state cannot be ignored. Further, since the local FM signal supplied to the mixer 11b through the local switching circuit S2 in the off state is an amount attenuated by about 15 dB as compared with the case where the switching circuit S2 is in the on state,
It cannot be ignored.

【0021】従って、仮に、ミキサ・ダイオードd1と
d2とに供給する直流バイアスを混合器11bの動作時
の最適値のままに保持したとすれば、無視できない量の
ビート信号が発生する。本発明では、このような事態を
防止するため、局発スイッチング回路S2に供給される
制御信号を受けるスイッチングトランジスタQが導通状
態となり、ミキサ・ダイオードd1とd2には受信FM
信号からビート信号への変換損失を最大にするように予
め設定された直流バイアスが供給される。
Therefore, if the DC bias supplied to the mixer diodes d1 and d2 is kept at the optimum value during the operation of the mixer 11b, a beat signal of a non-negligible amount is generated. In the present invention, in order to prevent such a situation, the switching transistor Q that receives the control signal supplied to the local switching circuit S2 becomes conductive, and the mixer diodes d1 and d2 receive the FM signal.
A DC bias preset to maximize the signal to beat signal conversion loss is provided.

【0022】送受信チャネル11と12とから出力され
るビート信号は、それぞれの局発スイッチング回路S
2,S4と同期してオン/オフされるスイッチング回路
S5,S6を通して検出回路15に供給される。検出回
路15は、スイッチング回路S5,S6を通して供給さ
れたビート信号を、タイミング制御回路TCから受けた
制御信号に基づき、どの送受信チャネルのビート信号で
あるかを弁別しながら処理することにより、反射波を生
じさせた物体までの距離などを検出する。
The beat signals output from the transmission / reception channels 11 and 12 are the local switching circuits S respectively.
It is supplied to the detection circuit 15 through switching circuits S5 and S6 which are turned on / off in synchronization with 2 and S4. The detection circuit 15 processes the beat signal supplied through the switching circuits S5 and S6 based on the control signal received from the timing control circuit TC while discriminating which transmission / reception channel beat signal the reflected signal is. The distance to the object causing the noise is detected.

【0023】図3は、図1の混合器11bに設定すべき
最適の直流バイアス電圧を決定するために行った変換損
失に関する実験の結果を示している。この実験データ
は、直流バイアス電圧として3種類の値A,B,Cを設
定し、それぞれについて変換損失と局発信号レベルとの
関係を測定した結果を示している。
FIG. 3 shows the result of an experiment relating to conversion loss performed for determining the optimum DC bias voltage to be set in the mixer 11b of FIG. This experimental data shows the results of measuring the relationship between the conversion loss and the local oscillator signal level for each of three types of values A, B, and C set as the DC bias voltage.

【0024】局発スイッチング回路S2がオンの時、混
合器11bに供給される局発信号のレベルを+5 dBm と
する。この状態で変換損失を最少にするための最適の直
流バイアス電圧はAであり、この時の変換損失は約10 d
B である。また、局発スイッチング回路S2の入出力ア
イソレーションを−15 dB とすると、これがオフの時、
混合器11bに供給される本来不要な局発信号のレベル
は−10dBm となる。この状態で、直流バイアス電圧をB
に変化させると、変換損失は65dBもの大きな値になる。
この変換損失は、直流バイアス電圧をAに保った場合よ
りも 35 dB程度大きな値となる。
When the local oscillator switching circuit S2 is on, the level of the local oscillator signal supplied to the mixer 11b is +5 dBm. In this state, the optimum DC bias voltage to minimize the conversion loss is A, and the conversion loss at this time is about 10 d.
It is B. When the input / output isolation of the local switching circuit S2 is -15 dB, when this is off,
The level of the originally unnecessary local signal supplied to the mixer 11b is -10 dBm. In this state, set the DC bias voltage to B
When changed to, the conversion loss becomes as large as 65 dB.
This conversion loss is about 35 dB larger than when the DC bias voltage is kept at A.

【0025】従って、局発スイッチング回路S2のオン
/オフに同期して直流バイアス電圧をAとBとの間にわ
たって変化させることにより、従来の場合に比べて本来
不要なビート信号のレベルを 35 dB程度低減できる。こ
れは、直流バイアス電圧をAに保ったまま局発スイッチ
ング回路S2の入出力アイソレーションを 20 dB程度向
上させるか、後段のスイッチング回路S5の入出力アイ
ソレーションを35dB程度向上させたことに匹敵する。以
上の実験結果より、混合器のバイアスをチャネルの切替
えに同期させれば、チャネル間のアイソレーションが十
分向上することがわかった。
Therefore, by changing the DC bias voltage between A and B in synchronism with the ON / OFF of the local switching circuit S2, the originally unnecessary beat signal level is 35 dB compared to the conventional case. It can be reduced to some extent. This is equivalent to improving the input / output isolation of the local switching circuit S2 by about 20 dB while maintaining the DC bias voltage at A, or improving the input / output isolation of the switching circuit S5 in the subsequent stage by about 35 dB. . From the above experimental results, it was found that if the bias of the mixer is synchronized with the channel switching, the isolation between the channels is sufficiently improved.

【0026】以上、各送受信チャネルが自ら送信したF
M信号の反射波を受信する動作モードを例にとって本発
明を説明した。しかしながら、物体の位置の方位方向の
分解能を高めるために、各送受信チャネルが他の送受信
チャネルが送信した反射波を受信する動作モードを採用
する場合ついても本発明を適用できることは明らかであ
る。後者の動作モードでは、各チャネルの送信スイッチ
ング回路と局発スイッチング回路とは時間的なずれをも
ってオン/オフされる。
As described above, F transmitted and received by each transmission / reception channel
The present invention has been described by taking the operation mode of receiving the reflected wave of the M signal as an example. However, it is obvious that the present invention can be applied to the case where each transmission / reception channel adopts an operation mode of receiving a reflected wave transmitted by another transmission / reception channel in order to improve the resolution of the position of the object in the azimuth direction. In the latter operation mode, the transmission switching circuit of each channel and the local switching circuit are turned on / off with a time lag.

【0027】また、アンテナからの送信信号がFM信号
である場合を例示した。しかしながら、この送信信号を
FM信号ではなく一定周波数の信号とし、受信した反射
波の周波数変化量をドップラーシフト量とみなして物体
との相対速度を検出するドップラーレーダ装置にも本発
明を適用できることは明らかである。
Also, the case where the transmission signal from the antenna is an FM signal has been illustrated. However, the present invention can be applied to a Doppler radar device that detects a relative velocity with respect to an object by regarding the transmission signal as a signal having a constant frequency instead of the FM signal and regarding the frequency change amount of the received reflected wave as the Doppler shift amount. it is obvious.

【0028】更に、実施例においては、送受共用アンテ
ナを使用する場合を例示した。しかしながら、専用の送
信アンテナと専用の受信アンテナを使用する場合にも本
発明を適用できることは明らかである。
Further, in the embodiment, the case of using the transmission / reception shared antenna has been illustrated. However, it is obvious that the present invention can be applied to the case where a dedicated transmitting antenna and a dedicated receiving antenna are used.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の時
分割多重型マルチチャネル・レーダ装置は、各送受信チ
ャネル内の局発スイッチング回路と同期させて対応のチ
ャネル内の混合器の直流バイアスによって変換損失を増
減させる構成であるから、極めて簡易・安価な構成のも
とで、不要ビート信号によるチャネル間干渉を防止する
ことができる。
As described in detail above, the time division multiplex type multi-channel radar device of the present invention is synchronized with the local switching circuit in each transmission / reception channel and the DC bias of the mixer in the corresponding channel. Since the conversion loss is increased / decreased by the above, it is possible to prevent inter-channel interference due to an unnecessary beat signal under a very simple and inexpensive structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の時分割多重型マルチチャネ
ルFMレーダ装置の構成を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a time division multiplex type multi-channel FM radar device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の混合器の設定すべき直流バイアス電圧を
決定するために行った変換損失の測定データを示す特性
図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing measurement data of conversion loss performed to determine a DC bias voltage to be set in the mixer of FIG.

【図3】従来技術の時分割多重型マルチチャネルFMレ
ーダ装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional time division multiplex type multi-channel FM radar device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12 送受信チャネル 11b,12b 混合器 13 FM信号発生器 14 FM信号分配部 15 検出部 S1,S3 送信スイッチング回路 S2,S4 局発スイッチング回路 11,12 Transmit / receive channel 11b, 12b Mixer 13 FM signal generator 14 FM signal distributor 15 Detector S1, S3 Transmit switching circuit S2, S4 Local switching circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】送信アンテナと、物体からの反射波を受信
する受信アンテナと、この受信アンテナで受信された反
射波と局発信号の一部とを混合してビート信号を発生さ
せる混合器とを備えた送受信チャネルが、前記送信アン
テナの前段に設置される送信スイッチング回路と、前記
混合器の前段に設置される局発スイッチング回路と、こ
れら各スイッチング回路を適宜な所定のタイミングでオ
ン/オフさせるタイミング制御回路とを備えた高周波信
号分配部を介して高周波信号発生部に複数接続された時
分割多重型マルチチャネル・レーダ装置において、 前記各送受信チャネル内の前記局発スイッチング回路が
オフ状態にあるときは対応の送受信チャネル内の前記混
合器の直流バイアスを変化させてその変換損失を増大さ
せる直流バイアス制御手段を備えたことを特徴とする時
分割多重型マルチチャネル・レーダ装置。
1. A transmitting antenna, a receiving antenna for receiving a reflected wave from an object, and a mixer for mixing a reflected wave received by the receiving antenna and a part of a local oscillator signal to generate a beat signal. A transmission / reception channel including a transmission switching circuit installed in the front stage of the transmission antenna, a local switching circuit installed in the front stage of the mixer, and on / off of these switching circuits at appropriate predetermined timings. In a time division multiplex type multi-channel radar device connected to a high frequency signal generator through a high frequency signal distributor having a timing control circuit, the local switching circuit in each transmission / reception channel is turned off. DC bias control for increasing the conversion loss by changing the DC bias of the mixer in the corresponding transmission / reception channel in some cases A time division multiplex type multi-channel radar device comprising means.
【請求項2】高周波信号発生器と、 前記高周波信号発生器から出力される信号を入力し、複
数の出力端子に切り換て出力する切換手段と、 前記切換手段の複数の出力端子に対応して配置されて、
高周波信号を物体に向て送信する複数のアンテナと、 前記複数のアンテナに対応して配置され、物体により反
射され、前記アンテナで受信された受信信号と送信信号
に関連した信号を混合することにより、ビート信号を発
生する複数の混合器と、 前記複数の混合器のおのおのに独立してバイアスを与え
るバイアス手段と、 前切替え手段の切替えタイミングと同期して混合器のバ
イアスを制御する制御段とにより構成されることを特徴
とするレーダ装置。
2. A high frequency signal generator, switching means for inputting a signal output from the high frequency signal generator, switching to a plurality of output terminals, and outputting the plurality of output terminals, the switching means corresponding to a plurality of output terminals of the switching means. Is arranged
By mixing a plurality of antennas for transmitting high-frequency signals toward an object, arranged corresponding to the plurality of antennas, reflected by the object, and a signal related to the transmission signal and the reception signal received by the antenna, A plurality of mixers for generating beat signals, bias means for independently applying a bias to each of the plurality of mixers, and a control stage for controlling the bias of the mixers in synchronization with the switching timing of the pre-switching means A radar device comprising:
【請求項3】 請求項1乃至2のそれぞれにおいて、 前記送信スイッチング回路と局発スイッチング回路は、
直流バイアスの昇降によってオン/オフされる増幅器で
構成されることを特徴とする時分割多重型マルチチャネ
ル・レーダ装置。
3. The transmission switching circuit and the local switching circuit according to claim 1, wherein:
A time division multiplex type multi-channel radar device comprising an amplifier that is turned on / off by increasing / decreasing a DC bias.
【請求項4】 請求項1乃至3のそれぞれにおいて、 前記各送受信チャネルの混合器が発生したビート信号の
周波数から前記反射波を生じさせた物体までの距離を検
出する検出部を備えたことを特徴とする時分割多重型マ
ルチチャネル・レーダー装置。
4. The detector according to claim 1, further comprising a detection unit that detects a distance from a frequency of a beat signal generated by the mixer of each transmission / reception channel to an object that has generated the reflected wave. Characteristic time division multiplex type multi-channel radar device.
【請求項5】 請求項1乃至4のそれぞれにおいて、 前記各送信アンテナと受信アンテナは、マルチビーム・
アンテナであることを特徴とする時分割多重型マルチチ
ャネル・レーダ装置。
5. The method according to claim 1, wherein each of the transmitting antenna and the receiving antenna is a multi-beam antenna.
A time division multiplex type multi-channel radar device characterized by being an antenna.
【請求項6】 請求項5において、 前記各送信アンテナと受信アンテナを一次放射器とし、
この一次放射器に対する共通の反射器を備え、マルチビ
ーム・アンテナを形成することを特徴とする時分割多重
型マルチチャネル・レーダ装置。
6. The transmitter according to claim 5, wherein each of the transmitting antenna and the receiving antenna is a primary radiator,
A time division multiplex type multi-channel radar device having a common reflector for the primary radiator and forming a multi-beam antenna.
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