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JPH07318635A - マルチビーム・レーダ装置 - Google Patents

マルチビーム・レーダ装置

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JPH07318635A
JPH07318635A JP6137993A JP13799394A JPH07318635A JP H07318635 A JPH07318635 A JP H07318635A JP 6137993 A JP6137993 A JP 6137993A JP 13799394 A JP13799394 A JP 13799394A JP H07318635 A JPH07318635 A JP H07318635A
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reception
matrix
signal
transmitting
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JP6137993A
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Akira Iiboshi
明 飯星
Kenichi Higashiya
賢一 東谷
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to US08/449,822 priority patent/US5579010A/en
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 走査方向への分解能を高めたマルチビーム・
レーダ装置を提供する。 【構成】 マルチビーム送受信手段3,4,5,6 と、各送受
信チャネルで受信された物体からの反射波の強度とこの
物体までの距離又は対応の物理量を検出し、順次保存し
てゆく受信レベル保存手段7,8,9,10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・パターンの行列又はその逆行列を予
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10,11 と、記憶保存されている受信レベルのうちほぼ
同一の距離又は対応の物理量のものを各送受信チャネル
に対応する行又は列内に配列し、前記行列又は逆行列保
存手段に保存済みのマルチビーム・パターンの行列又は
その逆行列に基づく逆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
11とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波や電波を多方向
に送信して物体からの反射波を受信し、各方向の受信強
度、その受信強度より得られる物標の有無、物標までの
距離、速度など各種の情報を得るマルチビーム・レーダ
装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、超音波や電波のビームをある平面内
のある角度範囲にわたって走査することにより、この角
度範囲に存在する物体からの反射波に含まれる各種の情
報を得るための手段として、アンテナを回転させる機械
走査型レーダ装置と、電子的にビームを走査する電子走
査型レーダ装置とがある。このようなレーダ装置１より
送信され、物体から反射された反射波に含まれる各種の
情報としては、受信強度、この受信強度によって示され
る物体の有無、物体までの距離、物体との相対速度など
がある。通常、上述のような走査は、水平面内のある角
度範囲にわたって行われることが多いため、走査の方向
は方位方向とも称される。
【０００３】車載用レーダ装置では、検出対象の車両に
近接してガードレールなどの固定の路上構築物が存在す
るため、反射波を生じさせた物体の形状の特徴を識別し
て不要な映像を消去するなどの処理が必要になる。この
ため、単に物体の存否を検出するだけでなく、その物体
の大まかな形状や輪郭を識別することが必要になる。こ
の形状や輪郭の識別に際しては、方位方向の分解能が極
めて重要になる。
【０００４】しかしながら、前記いずれのレーダ装置で
もミリ波帯の周波数を使用した場合には、送信ビームが
相当程度の幅を持つため、方位方向の分解能が低下する
という問題がある。方位方向の分解能を高めるには、リ
フレクター・アンテナの大型化やビームの高周波化によ
って送信ビームの幅を狭めることが有効である。しかし
ながら、アンテナの大型化には車両等の小型の移動体へ
の搭載には限界があり、ビームの高周波化には伝送損失
上の制限がある。このように、ビーム幅を狭ばめるとい
うアプロ─チからは、方位方向の分解能を高めることに
は限界がある。一方、レーザーレーダは、ビームの幅を
狭めることが可能であるが、霧や雨等の自然環境の変化
に弱く、悪天候下での安全性を確保することが必要な車
両用レーダシステムの要求には応えられない。
【０００５】ある程度のビーム幅のもとで方位方向の分
解能を高めるための手法として、特開平４─１２５４８
４号公報に記載されているような変形デコンボリューシ
ョンの手法が知られている。この変形デコンボリューシ
ョンの手法は、有限の幅を有するビームを、空間的な広
がりを有する装置関数として扱うと共に、ビームによっ
て走査される空間内に存在する物体を、方位方向の位置
と反射強度という属性を有する空間的な広がりを持った
信号源として扱うことによって、時空間内の信号の処理
手法として知られているデコンボリューションの手法を
実空間内の信号の処理手法に拡張している。すなわち、
実空間内に散在する複数の信号源（反射物体）から生じ
た反射波の受信信号に装置関数の逆演算処理を施するこ
とによって方位方向の分解能の向上を図っている。
【０００６】次に、方位分解能を高めるために最適な走
査の方式を検討すると、機械走査型レーダ装置は、アン
テナの回転機構とその駆動装置が必要なため大型にな
り、車両など比較的小型の移動体に搭載することには難
があるだけでなく、車両等の移動体に搭載することか
ら、回転機構とその駆動装置を移動体が受ける振動に耐
えられるよう頑強に作製する必要がある。更に、レーダ
を搭載する移動体そのものの移動速度が比較的大きいた
め、レーダ装置には、その移動速度に対応した走査速度
が要求される。機械走査型のレーダは、比較的方位分解
能を確保できる利点があるものの、移動体が要求する走
査速度に対して、機械走査型レーダの回転機構を対応さ
せることは困難である。以上の理由から、機械走査型の
レーダ装置よりも電子走査型のレーダ装置の方が実用的
であると考えられる。
【０００７】上記電子走査型のレーダ装置としては、本
願の出願人が先に提案した特開平５─２６４７２８号公
報に代表される時分割電子走査方式がある。この方式の
アンテナとして、ビーム本数と同数のアンテナを配列す
る方法があるが、アンテナ個数が多くなるため全体が大
型になってしまい、高速道路上で使用される遠距離レー
ダ装置としては好適ではない。車両前方１００ｍ程度の
遠距離を検出する用途のアンテナとしては、全体を小型
にできるという点で、本願の出願人が先に提案し、特開
平５─２７３３３９号公報に開示したように、アンテナ
にデフォーカス・マルチビームアンテナを用いる方法が
ある。デフォーカス・マルチビームアンテナは、小さな
一次フィードホーンをビーム本数と同数配列して共通の
リフレクタアンテナに反射させる方法である。他の電子
走査型のレーダとしては、フェーズドアレー方式が代表
的である。フェーズドアレー方式は、複数の小型アンテ
ナを配列し、各小アンテナが受信した信号の位相を方位
方向にそろえて合成する方式である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子走
査型のレーダである時分割走査方式のデフォーカス・マ
ルチビームアンテナでも、フェーズドアレー方式でも、
走査範囲の中央部から両端に寄るビームほど送信ビーム
の形が崩れるという問題があり、これによって方位分解
能が低下すると同時に検知方向の範囲が狭くなるという
問題がある。また、全ての方向のビームの形が同一でな
いため、特開平４─１２５４８４号公報に記載されたデ
コンボリューションの手法をそのまま適用しても、方位
精度が向上しない。
【０００９】さらに、レーダシステムとしてＦＭレーダ
方式を使用し、アンテナを原点とする極座標で表わされ
る二次元空間内に散在する物体からの反射信号をどのよ
うな順序で処理すれば、精度の高い計測が実現できるか
について検討の余地が残されている。従って、本発明の
主要な目的は、走査方向への分解能を高めたマルチビー
ムレーダ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のマルチビーム・
レーダ装置は、超音波又は電波のビームを送信して物体
からの反射波を受信する動作を電子走査に基づき異なる
方向に離散的に変更しながら各送受信方向によって定め
られる複数の送受信チャネルについて反復するマルチビ
ーム送受信手段と、前記各送受信チャネルで受信された
物体からの反射波の強度とこの物体までの距離又は対応
の物理量を検出し前記各送受信チャネルの受信レベルと
して順次保存してゆく受信レベル保存手段と、前記各送
受信チャネルの送信ビームの指向性の２乗を前記各送受
信方向に対する離散値の集合によって表現したビームパ
ターンを前記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・パターンの行列又はその逆行列を予め
作成して保存しておく行列又はその逆行列のマルチビー
ムパターン記憶手段と、前記受信レベル保存手段内に保
存済みの前記各送受信チャネルの受信レベルのうちほぼ
同一の距離又は対応の物理量のものを各送受信チャネル
に対応する行又は列内に配列し、前記行列又は逆行列保
存手段に保存済みの前記マルチビームパターンの行列又
はその逆行列に基づく逆演算処理を施すことにより前記
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
算手段とを備えている。
【００１１】
【作用】本発明におけるビームパターンは、前述した変
形デコンボリューション処理における装置関数に相当す
る。このデコンボリューション処理については、必要に
応じて、ＣＱ出版社発行の「科学計測のための波形デー
タ処理」などを参照されたい。本発明によれば、装置関
数をマルチビームの指向性の差異に応じて各ビームごと
に独立に定義することによって補正の精度を向上させて
いる。また、各送受信チャネルの受信信号のうち、ほぼ
同一の距離のものを抽出してデコンボリューション処理
することにより、二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。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の一実施例のマルチビーム・
レーダ装置の構成を示すブロック図であり、１はＦＭ信
号発生器、２は電力分割器、３は送信スイッチング回
路、４ａ〜４ｉはサーキュレータ、５ａ〜５ｉは一次放
射器、５ｏはパラボラ反射鏡、６は受信スイッチング回
路、７はミキサ、８は高速フーリエ変換回路（ＦＦ
Ｔ）、９，１０はメモリ、１１はＣＰＵ、１２はタイミ
ング信号発生回路である。
【００１３】ＦＭ信号発生器１は、タイミング信号発生
回路１２から供給されるタイミング信号に従って、周波
数が所定周期で所定範囲にわたって鋸歯状に変化する周
波数変調（ＦＭ）信号を発生する。このＦＭ信号は、電
力分割器２で適宜な比率に分割され、一方は送信ＦＭ信
号として送信スイッチング回路３に供給され、他方はロ
ーカル信号としてミキサ７に供給される。送信スイッチ
ング回路３に供給された送信ＦＭ信号は、バイアス電圧
の昇降によって間欠に動作するＦＥＴ増幅器などで構成
される利得を有するスイッチング素子群を選択的に通過
してサーキュレータ４ａ〜４ｉを介して９個のアンテナ
５ａ〜５ｉのそれぞれに順次供給され、放射される。
【００１４】９個のアンテナ５ａ〜５ｉは、実際には、
オフセット・パラボラ反射鏡５ｏと、その焦点近傍に配
列されている９個の一次放射器とから成るオフセット・
デフォーカス・マルチビームアンテナを構成している。
すなわち、パラボラ反射鏡の焦点近傍に配置された９個
の一次放射器のそれぞれから放射されたビームは、パラ
ボラ反射鏡５ｏで反射され、お互いに異なる方向に放射
される。ここでは、図示と説明の便宜上、機能的には等
価な互いに独立な９個のアンテナ５ａ〜５ｉで表現す
る。
【００１５】アンテナ５ａ〜５ｉの一つから放射され、
ビームの前方に存在する物体で反射された反射波は、送
信ビームとは逆向きに伝播してアンテナ５ａ〜５ｉに入
射する。アンテナ５ａ〜５ｉに入射した反射波は、受信
信号としてサーキュレータ４ａ〜４ｉを経て受信スイッ
チング回路６に供給される。受信スイッチング回路６
は、送信スイッチング回路３と同期して開閉されるＦＥ
Ｔなどのスッチング素子群から成り、受信信号の一つを
選択してミキサ７に供給する。この送信スイッチング回
路３と受信スイッチング回路６は、ビームを放射中のア
ンテナの受信信号のみを選択してミキサ７に供給するよ
うな同期動作を行う。以下、９個のアンテナ５ａ〜５ｉ
と、それぞれのアンテナより放出されるビームを送信す
る送信高周波回路を、送受信チャネルと称する。
【００１６】ミキサ７に供給された各送受信チャネルの
受信信号は、電力分割器２を経て供給されるローカル信
号と混合され、両信号の差周波に等しい周波数のビート
信号を発生する。受信信号の周波数もローカル信号の周
波数も時間と共に直線的に変化している。このため、両
者の差、すなわちビート信号の周波数は、送信ビームが
アンテナと物体との間を往復するのに要する伝播時間、
従ってアンテナから物体までの距離に比例する。ミキサ
７で発生したビート信号は内蔵の低域通過濾波回路を経
てＦＦＴ回路８に供給され、周波数成分とそのレベルと
から成る周波数スペクトルに変換され、メモリ９の各送
受信チャネルに割当てられたアドレス領域に書込まれ
る。ここで、ＦＦＴ回路８は、アナログ信号であるビー
ト信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を内蔵し
ている。ＣＰＵ１１は、メモリ９に書込まれた各送受信
チャネルの周波数スペクトルを読取り、デコンボリュー
ションによる補正や周波数を距離に変換する処理などを
含む各種の処理を行う。
【００１７】図２は、９個のアンテナ５ａ，５ｂ・・・
５ｉから放射されるＡ〜Ｉの９個のチャネルの送信ビー
ムの電力密度分布（指向性）の２乗に相当する曲線Ｂ
ａ，Ｂｂ・・・Ｂｉの一例を示している。各曲線の中心
の方向を等間隔に１，２，３・・・９とすると、各曲線
Ｂａ〜Ｂｉの各送受信方向１〜９に対する離散値の集合
を各送受信チャネルのビームパターンと称する。
【００１８】図２において、各ビームパターンが各方向
１，２，３・・９について、必ずしも同一でなく、両端
に近づくほど形が鈍っている。例えば、両端のビームパ
ターンＢａ、Ｂｉでは、サイドローブのレベルがメイン
ビームの−３ｄＢしかないため、方向１，９の受信信号
は、基本となる方向１，９からの反射波に加えて方向
４，６からの反射波が合成されて受信されることにな
り、不必要な方向からの信号が合成される。従って、こ
のようなビームパターンを持つマルチビームレーダで
は、各方向の情報を精度良く測定することはできない。
この例では、せいぜい中央部分のビームＢｄ，Ｂｅ，Ｂ
ｆが使用できる程度であり、方向の検知範囲としては、
狭くなる。
【００１９】このようなマルチビームパターンを用いて
図３に例示するような反射率の分布で表される物体を測
定すると、図４に示すような分布の受信信号が測定され
ることになる。例えば、物体の存否を判定する受信信号
のレベルの閾値を0.3 に設定すると方向１，２，３，
４，５に物体が存在することになり、精度の悪いものと
なっていた。後述するデコンボリューション処理によれ
ば、受信信号は逆演算手段により図５のように補正さ
れ、方向１，４にのみ物体が存在することが正しく検出
される。このように、方向２，３，５の受信信号の精度
が向上し、両側のビームＢａ，Ｂｂ，Ｂｈ，Ｂｉも使用
可能となり、検知範囲が拡大される。
【００２０】前述したように、各曲線Ｂａ〜Ｂｉの中心
の方向を等間隔に送受信方向１〜９とし、各曲線Ｂａ〜
Ｂｉの各送受信方向１〜９に対する離散値の集合を各送
受信チャネルのビームパターンと称する。このようにし
て定義したビームパターンは変形デコンボリューション
処理における装置関数に相当する。この発明の特徴的、
かつ効果的な点は、装置関数が各走査方向に対応する送
受信チャネルについて必ずしも同一ではない点にある。
各送受信チャネルに対応するビームパターンを行列とし
て配列すると、表１に示すような行列が得られる。この
行列をマルチビーム・パターンの行列と称する。
【００２１】
【００２２】表１に示したビームパターンの行列を以下
のように表現する。
【００２３】ここで、方位方向に広がりをもつ物体の反
射分布を Ｘ＝［ｘA ｘB ｘC ・・ｘI ］T で表す。数値例としてＸは、図３に示すようなものであ
るとすれば、このマルチビームレーダで測定される各方
位の信号Ｙ＝［ｙA ｙB ｙC ・・ｙI ］T は、行列の乗
算である次式で求められる。 Ｙ ＝ ＨＸ ・・・（１）
【００２４】図４は、式（１）により計算した図２のマ
ルチビームパターンで図３の反射分布をもつ物体を測定
したときの各送受方向の測定結果である。このように、
マルチビームのパターンに依存して、くずれた反射強度
が測定される。さて、ここで、物標の真の反射分布ｘj
を求めるためには、マルチビームパターンＨの逆行列を
求めて式（１）の両項にかけるとよいことが判る。 Ｈー1Ｙ＝Ｈー1ＨＸ＝ＩＸ＝Ｘ ∴ Ｘ＝Ｈー1Ｙ ・・・（２） 但し、 Ｉは単位行列である。
【００２５】表１の逆行列は表２に示すようになる。こ
のビームパターンの逆行列が予め算定され、メモリ１０
に保存される。
【００２６】
【００２７】ＣＰＵ１１は、各送受信チャネルのビート
信号の周波数スペクトルをメモリ９から読取り、ビート
周波数の低い側からこのビート周波数がほぼ同一のビー
ト信号のレベルを各送受信チャネルから収集することに
より、対応の距離範囲についての検出結果Ｙ＝［ｙA ｙ
B ｙC ・・ｙI ］T を作成する。次に、ＣＰＵ１１は検
出結果Ｙにメモリ１０から読取ったビームパターンの逆
行列Ｈー1を乗算することにより、対応の距離範囲に方位
方向への広がりを有して存在する物体の反射分布Ｘ＝
［ｘA ｘB ｘC ・・ｘI ］T を算定する。図５は、図４
に例示した測定値Ｙに表２に例示した逆行列Ｈー1を乗算
することによって補正された物体の反射分布Ｘを例示し
ている。図３と図５とを比較すると、正しく補正されて
いる事が判る。ＣＰＵ１１は、上記逆行列の乗算による
測定値の補正処理をビート周波数に対応する各距離範囲
について反復する。
【００２８】以上、行列計算による逆演算処理の場合に
ついて説明した。しかしながら、この逆演算処理を、ビ
ームパターンの行列Ｈの対角逆行列Ｄー1を用いて、 Ｘk+1 ＝Ｘk ＋Ｄー1（Ｙ−ＨＸk ） （３） のような漸化式を用いてＸk を真値に接近させていく反
復手法を用いて行こともできる。
【００２９】次に、上述のマルチビーム・パターンの逆
行列を用いたデコンボリューション処理を図１に示した
時分割走査型レーダに適用した場合の具体的な信号処理
手順を説明する。図６は、図１に示した時分割走査型Ｆ
Ｍレーダのブロック図に於けるＣＰＵ１１が、ミキサー
７によって作成されたアナログのビート信号をＡ／Ｄ変
換し、ＦＦＴ処理したのちに、デコンボリューション処
理を行いながら、走査角度に対応した２次元の極座標上
に存在する物体を認識する信号処理手順を示したフロー
チャートである。
【００３０】ステップＳ１は、ミキサによって作成さ
れ、各チャネルのビート信号をタイミング信号発生回路
１２の指示のタイミング、すなわち切替え走査のタイミ
ングで時分割的にＡ／Ｄ変換を行い、その後ＦＦＴ回路
による周波数スペクトル解析を行うステップである。こ
の周波数解析後のスペクトル信号は、周波数軸がレーダ
からの測定距離を示し、各周波数のレベルが所定のしき
い値以上の場合に、その周波数に対応した距離に物体が
存在することを意味する。
【００３１】ステップＳ２は、ＦＦＴ処理後の周波数ス
ペクトルを、その周波数軸を距離に換算して、走査方位
を示すメモリ９のアドレスに割り当てながら取り込むス
テップである。
【００３２】ステップＳ３は、タイミング信号回路１２
にしたがって、チャネルＡからＩまでメモリ９に取り込
まれたかを判断するステップである。このステップにお
いて、チャネルＩまで順次取り込まれていないと判断さ
れた場合には、ステップＳ１に戻って、チャネルＩまで
順次メモリ９に各チャネルのスペクトルが取り込まれる
まで繰り返し信号処理される。
【００３３】ステップＳ４は、各９個のチャネルのスペ
クトルのデーターを、近距離から遠距離の方向に順次並
べ、更にレーダの位置を距離の原点０として極座標に並
べ替えて２次元の極座標マップを作成するステップであ
る。この時、メモリ９に各チャネル単位で記憶されたデ
ータは、２次元の極座標上での位置と、その位置でのス
ペクトルの大きさがメモリ９内のアドレスに変換され、
記憶される。図７はこのステップを終了したのちの、メ
モリ９内部のデーターを３次元で概念的に表したデータ
ーの配列図である。
【００３４】ステップＳ５は、ステップＳ４で作成され
た２次元極座標上のスペクトルデータの中から、原点か
らの距離が同一なすべての方位のスペクトルの大きさ
を、原点０からレーダの最大検知距離Ｋまで所定の距離
ごと順次取り込み、メモリ９内部のバッファーメモリに
記憶するステップである。図８には、原点０から最大検
知距離Ｋまでのバッファーメモリへの取り込む順番を示
している。この時、物体の存在する距離のバッファーメ
モリ内のデーターは、図４で示した如き方位とレベルで
表される。
【００３５】ステップＳ６は、ステップＳ５で距離ごと
にバッファーメモリ内に記憶され、図４で示されるよう
に各方位に対するレベルを示すデーターを、図２で示す
マルチビーム・アンテナパターンを用いてデコンボリュ
ーション処理をおこなうステップである。この処理に
は、先に述べたようにマルチビームパターンの逆行列を
用いて演算してもよいし、漸化式を用いた反復手法を用
いて真のデーターを求めても良い。
【００３６】ステップＳ７は、極座標の原点０から最大
検知距離ＫまでステップＳ６のデコンボリューション処
理が行われたかを判断するステップである。このとき、
最大検知距離Ｋまで処理が終了していない場合には、ス
テップＳ５，Ｓ６を最大検知距離Ｋまで繰り返す。ステ
ップＳ８は、全ての極座標上のデーターがデコンボリュ
ーション処理されて、真の２次元極座標上の障害物デー
ターが求められる。この時のデーターを図９に示す。図
９に示されたように、方位方向のデーターが正確に求め
られ、ガードレール，オートバイ，普通自動車等の固定
物と移動物の位置，幅，距離，種別の認識が、極めて正
確に判断できるようになり、レーダ・オートクルーズ
や、レーダ・ブレーキ等のドライバー・アシストシステ
ムに最適な電子走査型ＦＭレーダ装置が実現できる。
【００３７】以上、送信信号と受信信号の周波数差から
物体までの距離を測定するＦＭレーダ装置の場合を一例
にとって本発明のマルチビーム・レーダ装置を説明し
た。しかしながら、パルスの送信時点と受信時点との時
間差から物体までの距離を測定するパルスレーダ式のマ
ルチビームレーダ装置にも、幅広く適用できることは明
らかである。
【００３８】さらに、デフォーカス・マルチビームアン
テナを使用する場合を例にとって本発明のマルチビーム
レーダー装置を説明した。しかしながら、フェーズド・
アレー形式のマルチビームを使用する場合にも本発明の
マルチビーム・レーダ装置を適用できることは明らかで
ある。
【００３９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のマ
ルチビーム・レーダー装置は、装置関数をマルチビーム
の方向の差異に応じて各ビームごとに独立に定義する構
成であるから、デフォーカス・マルチビームアンテナ
や、フェーズドアレー・アンテナを使用した場合に、実
体に即した補正が可能となり、物体の形状等の検出の精
度が向上するという効果が奏される。更には、従来のマ
ルチビームアンテナでは、両端にいくほどビームの形が
崩れてしまい必要な精度で測定できる方位の範囲が狭か
ったが、本願の発明を適用すれば、高精度で想定できる
方位の範囲が拡大できるという従来の技術にはみられな
い優れた作用・効果が奏される。
【００４０】また、本発明のマルチビーム・レーダ装置
は、各送受信チャネルの受信信号のうちほぼ同一の距離
のものを一括してデコンボリューション処理を行う構成
であるから、距離と方位から成る二次元空間内に分布す
る多数の信号反射源を高い分解能で検出でき、二次元上
に存在する物体の種類、距離、幅、方向を認識もしくは
判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係わるマルチビーム・レー
ダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施例で使用しているデフォーカス・マル
チビーム・アンテナのビームパターンの一例を示す概念
図である。
【図３】電波に対する反射率と位置と表される物体の空
間的分布の一例を示す概念図である。
【図４】図２に示したビームパターンを有するマルチビ
ームを図３に示す空間的分布を有する物体に照射した場
合に図１の各送受信チャネルについて実測される受信信
号のレベルを示す概念図である。
【図５】逆演算処理によって補正された各送受信チャネ
ルの受信信号のレベルを示す概念図である。
【図６】図１のＣＰＵ１１が実行する信号処理手順を示
したフローチャートである。
【図７】上記信号処理手順の内容を補足説明する概念図
である。
【図８】上記信号処理手順の内容を補足説明する概念図
である。
【図９】上記信号処理手順の内容を補足説明する概念図
である。
【符号の説明】
1 ＦＭ信号発生器 3 送信スイッチング回路 4 サーキュレータ 5 マルチビーム・アンテナ 6 受信スイッチング回路 7 ミキサ 8 高速フーリエ変換回路 9 各送受信チャネルについて得られたビート信号の
周波数スペクトルを一次的に保存するメモリ 10 マルチビーム・パターンの行列又は逆行列を保
存するメモリ 11 ＣＰＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 13/66 Ｈ０１Ｑ 25/04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】超音波又は電波のビームを送信して物体か
    らの反射波を受信する動作を電子走査に基づき異なる方
    向に離散的に変更しながら各送受信方向によって定めら
    れる複数の送受信チャネルについて反復するマルチビー
    ム送受信手段と、 前記各送受信チャネルで受信された物体からの反射波の
    強度とこの物体までの距離又は対応の物理量を検出し前
    記各送受信チャネルの受信レベルとして順次保存してゆ
    く受信レベル保存手段と、 前記各送受信チャネルの送信ビームの指向性の２乗を前
    記各送受信方向に対する離散値の集合によって表現した
    ビームパターンを前記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又はその逆行列
    を予め作成して保存しておく行列又はその逆行列のマル
    チビームパターン記憶手段と、 前記受信レベル保存手段内に保存済みの前記各送受信チ
    ャネルの受信レベルのうちほぼ同一の距離又は対応の物
    理量のものを各送受信チャネルに対応する行又は列内に
    配列し、前記行列又は逆行列保存手段に保存済みの前記
    マルチビームパターンの行列又はその逆行列に基づく逆
    演算処理を施すことにより前記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たことを
    特徴とするマルチビーム・レーダ装置。
  2. 【請求項２】周波数が時間と共に変化するＦＭ信号を発
    生する信号発生器と、送受信の走査方向に対しビームパ
    ターンの異なるマルチビーム送受信手段と、 全ての走査方向のビームパターンを記憶するマルチビー
    ムパターン記憶手段とＦＭ信号を前記ビーム送受信手段
    により物体に向けて送受信し、反射信号と送信信号に関
    連した信号を混合し、物体の距離を示すビート信号を作
    成する混合器と、ビート信号をスペクトル解析する手段
    と、 全ての走査方向の反射信号のスペクトルを記憶する反射
    信号記憶手段と、 前記マルチビームパターン記憶手段を用いて、前記全て
    の方向の反射信号のスペクトルをデコンボリューション
    処理する信号処理手段とを有することを特徴とするマル
    チビーム・レーダ装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記マルチビーム送受信手段は、デフォーカス・マルチ
    ビームアンテナを備えたことを特徴とするマルチビーム
    ・レーダ装置。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２において、 前記マルチビーム送受信手段は、フェーズドアレイアン
    テナを備えたことを特徴とするマルチビーム・レーダー
    装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４のそれぞれにおいて、 前記マルチビーム送信手段が送信するマルチビームは、
    周波数が時間と共に変化するＦＭ信号のマルチビームで
    あることを特徴とするマルチビーム・レーダ装置。
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