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JPH09297173A - Multi-beam radar antenna and module - Google Patents

Multi-beam radar antenna and module

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Publication number
JPH09297173A
JPH09297173A JP8135903A JP13590396A JPH09297173A JP H09297173 A JPH09297173 A JP H09297173A JP 8135903 A JP8135903 A JP 8135903A JP 13590396 A JP13590396 A JP 13590396A JP H09297173 A JPH09297173 A JP H09297173A
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JP
Japan
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transmission
antenna
reception
transmitting
receiving
Prior art date
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Application number
JP8135903A
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Japanese (ja)
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JP3602258B2 (en
Inventor
Kenichi Higashiya
賢一 東谷
Masanobu Urabe
正信 浦辺
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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.)
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Publication date
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Priority to US08/847,453 priority patent/US5933109A/en
Priority to EP03005810A priority patent/EP1324068A3/en
Priority to EP97106993A priority patent/EP0805360A3/en
Publication of JPH09297173A publication Critical patent/JPH09297173A/en
Priority to US09/353,528 priority patent/US6137434A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a further miniaturized multi-beam radar antenna and a multi-antenna radar module realizing high resolution using this radar antenna. SOLUTION: In an antenna of a multi-beam radar device provided with a plurality of transmitting-receiving channels that transmit high frequency signal beams and receive the reflected wave, a transmitting-receiving antenna of each transmitting-receiving channel is separated into a transmitting antenna and a receiving antenna that are respectively provided with transmitting primary radiators 12a-12h and receiving primary radiators 13a-13h composed of plane array antennas arrayed retrorse to each other on a dielectric board. The respective transmitting-receiving antennas are so constituted that a plurality of adjacent ones are put in transmitting/receiving action being simultaneously selected while being shifted one by one according to the array order.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両搭載の衝突警
報装置用の距離・速度検出装置などとして利用されるレ
ーダ装置に関し、特に、複数のビームを隣接するものど
うしの一部を重ね合わせながら少しずつ異る方向に放射
する形式のマルチビーム・レーダアンテナ及びモジュー
ルに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar device used as a distance / speed detecting device for a vehicle-mounted collision warning device, and in particular, a plurality of adjacent beams are overlapped with each other. The present invention relates to a multi-beam radar antenna and module of the type that radiates in slightly different directions.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、車両搭載の衝突警報装置用の距離
・速度検出装置としては、「レーダ技術」(社団法人
電子情報通信学会 発行)に記載されているように、ミ
リ波帯のFMレーダ装置が知られている。このFMレー
ダ装置では、周波数を時間と共に三角波状に増減させた
送信信号を車両の前方などに向けて送信し、前方の検出
対象の車両などで反射されて生じた反射信号を受信し、
これを送信信号と混合してビート信号を発生させ、この
ビート信号の周波数から検出対象の他の車両までの距離
や速度を検出するように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a distance / speed detecting device for a vehicle-mounted collision warning device, "radar technology" (corporate corporation)
As described in the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers), a millimeter-wave band FM radar device is known. In this FM radar device, a transmission signal whose frequency is increased and decreased in a triangular wave shape with time is transmitted toward the front of the vehicle and the like, and a reflection signal generated by being reflected by the vehicle to be detected in front and the like is received,
This is mixed with a transmission signal to generate a beat signal, and the distance and speed to the other vehicle to be detected are detected from the frequency of the beat signal.

【0003】本出願人の先願に係わる「レーダモジュー
ル及びアンテナ装置」と題する特許出願(特願平7ー23
9311号) によれば、FM信号を送信しその反射波を受信
してビート信号を発生させる時分割動作の複数の送受信
チャネルを備え、各送受信チャネルのアンテナをパッチ
・アレイアンテナの一次放射器と概ねパラボラ形状の反
射鏡とから成る送受共用のアンテナで構成すると共に、
送信系と受信系とをサーキュレータで分離する構成の時
分割式のマルチビーム・レーダモジュールが開示されて
いる。
A patent application entitled "Radar Module and Antenna Device" relating to the applicant's prior application (Japanese Patent Application No. 7-23).
No. 9311), it has a plurality of time-division transmission / reception channels that transmit FM signals and receive reflected waves to generate beat signals, and the antennas of each transmission / reception channel are used as the primary radiators of patch array antennas. It consists of an antenna for both transmission and reception, which consists of a parabolic reflector and
A time-division type multi-beam radar module is disclosed in which a transmission system and a reception system are separated by a circulator.

【0004】すなわち、図11に示すように、8個の送
受信チャネルごとに、パッチ・アレイアンテナ112
a,112b,112c・・・112hから成る送受共
用の一次放射器を誘電体基板111上に形成し、各パッ
チ・アレイアンテナと、送信スイッチング回路113
と、受信スイッチング回路114との間の送信系と、受
信系とをサーキュレータ115a,115b,115c
・・・115hで分離している。
That is, as shown in FIG. 11, the patch array antenna 112 is provided for every eight transmission / reception channels.
A primary radiator for transmission / reception consisting of a, 112b, 112c, ... 112h is formed on the dielectric substrate 111, and each patch array antenna and the transmission switching circuit 113 are formed.
And a receiving system between the receiving switching circuit 114 and a receiving system, the circulators 115a, 115b, 115c.
... Separation at 115h.

【0005】上記送受共用の一次放射器は、図12に示
すように、これを含むFMレーダモジュール110ごと
保持台40上に保持され、これに対向して配置される概
ねパラボラ形状の反射鏡30の焦点近傍に配列される。
なお、図11において、116は各送受信チャネルに共
通のFM信号の4逓倍回路、117は各受信チャネルご
との低雑増幅器及びミキサーである。
As shown in FIG. 12, the primary radiator for both transmission and reception is held on a holding stand 40 together with an FM radar module 110 including the same, and a substantially parabolic reflecting mirror 30 is arranged opposite to the holding stand 40. Are arranged near the focal point of.
In FIG. 11, reference numeral 116 denotes an FM signal quadrupling circuit common to each transmission / reception channel, and 117 denotes a low-noise amplifier and mixer for each reception channel.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図11を参照して説明
した先行技術のレーダモジュールでは、各チャネルのア
ンテナを送受共用とし、かつ送信系と受信系とをサーキ
ュレータによって分離している。このため、アンテナの
部分に比べてサーキュレータの部分が大型になり結果と
してモジュール全体の小型化が実現できないという問題
がある。従って、本発明の一つの目的は、一層の小型化
が可能なこの種のレーダアンテナ及びモジュールを提供
することにある。
In the prior art radar module described with reference to FIG. 11, the antenna of each channel is shared for transmission and reception, and the transmission system and the reception system are separated by a circulator. Therefore, there is a problem that the circulator part becomes larger than the antenna part, and as a result, the miniaturization of the entire module cannot be realized. Therefore, one object of the present invention is to provide a radar antenna and module of this type that can be further miniaturized.

【0007】また、図11に示すように、一次放射器が
密接して配列されることにより隣接する送受信チャネル
間の干渉が増大し、検出精度が劣化するという問題もあ
る。従って、本発明の他の目的は、隣接チャネル間の干
渉を軽減できるマルチビーム・レーダアンテナ及びモジ
ュールを提供することにある。
Further, as shown in FIG. 11, since the primary radiators are arranged in close contact with each other, interference between adjacent transmission / reception channels increases, and there is a problem that detection accuracy deteriorates. Therefore, another object of the present invention is to provide a multi-beam radar antenna and module capable of reducing interference between adjacent channels.

【0008】さらに、上記先行技術のマルチビーム・レ
ーダモジュールの各パッチ・アレイアンテナの放射パタ
ーン(指向性)は、図10に例示するように、誘電体基
板に垂直な方向(垂直方向)についてはパッチの個数が
3個であるため、ある程度鋭くなる。しかしながら、誘
電体基板に平行な面内(水平方向)の放射パターンは、
図10に例示するように、かなり広くなる。この結果、
放射ビームが遠方にまで届かなくなり、遠方の検出がで
きなくなるという問題と、各アンテナの方位分解能が低
下して方位検出精度が低下するという問題がある。ま
た、パッチ・アレイアンテナから放射された電波を漏れ
なく反射させるために、すなわちスピルオーバーを防止
するために、反射鏡の横幅を広くする必要があり、この
結果アンテナ全体が大型になるという問題もある。従っ
て、本発明の他の目的は、高い方位検出精度を実現でき
るレーダモジュールを提供することにある。
Further, the radiation pattern (directivity) of each patch array antenna of the above-mentioned prior art multi-beam radar module is as shown in FIG. 10 in the direction perpendicular to the dielectric substrate (vertical direction). Since the number of patches is 3, it becomes sharp to some extent. However, the radiation pattern in the plane parallel to the dielectric substrate (horizontal direction) is
As illustrated in FIG. 10, it becomes considerably wide. As a result,
There are problems that the radiation beam does not reach far away, and it is not possible to detect far, and that the azimuth resolution of each antenna decreases and the azimuth detection accuracy decreases. Further, in order to reflect the radio waves radiated from the patch array antenna without leakage, that is, in order to prevent spillover, it is necessary to widen the width of the reflecting mirror, resulting in a problem that the entire antenna becomes large. . Therefore, another object of the present invention is to provide a radar module that can realize high azimuth detection accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述した先行技術の課題
を解決する本発明のマルチビーム・レーダアンテナによ
れば、各送受信チャネルの送受信用アンテナは送信用と
受信用とに分離されており、それぞれは誘電体基板上に
互いに逆向きに配列される平面アレイアンテナから成る
送信用の一次放射器と受信用の一次放射器とを備えるこ
とにより、隣接チャネル間の干渉が軽減される。本発明
のレーダモジュールによれば、そのようなアンテナを備
えた各送受信チャネルに選択的な動作を行わせるスイッ
チング素子群を備える。
According to the multi-beam radar antenna of the present invention for solving the above-mentioned problems of the prior art, the transmitting and receiving antennas of each transmitting and receiving channel are separated for transmitting and receiving. Interference between adjacent channels is reduced by providing a transmitting primary radiator and a receiving primary radiator, each of which is a planar array antenna arranged on the dielectric substrate in opposite directions. According to the radar module of the present invention, each transmission / reception channel provided with such an antenna is provided with a switching element group for performing a selective operation.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によれば、各
送受信チャネルの送信用の一次放射器と受信用の一次放
射器は、互いに交差指状に配列されている。本発明の他
の実施の形態によれば、各送受信チャネルの送信用の一
次放射器と受信用の一次放射器とは、電磁遮蔽用の隔壁
を介在させながら離して配列されている。本発明のレー
ダモジュールの実施の形態によれば、送受信チャネルは
隣接m個のものが配列の順序に従って一つずつずらされ
ながら同時に選択されて高方位分解能の送受信動作を行
う。
According to an embodiment of the present invention, the transmitting primary radiator and the receiving primary radiator of each transmission / reception channel are arranged in an interdigitated manner. According to another embodiment of the present invention, the transmitting primary radiator and the receiving primary radiator of each transmission / reception channel are arranged so as to be separated from each other with a partition wall for electromagnetic shielding interposed. According to the embodiment of the radar module of the present invention, the adjacent m transmission / reception channels are simultaneously selected while being shifted one by one according to the order of arrangement, and the transmission / reception operation with high azimuth resolution is performed.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明の一実施例のマルチビームFM
レーダモジュールの構成を示す平面図であり、図2はこ
のレーダモジュールを含むマルチビームFMレーダ装置
の構成を示すブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a multi-beam FM according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of a radar module, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a multi-beam FM radar device including this radar module.

【0012】8個の送受信チャネルごとに、マイクロス
トリップ線路形式のパッチ・アレイアンテナ12a,1
2b,12c・・・・12hから成る送信用一次放射器
と、同じくマイクロストリップ線路形式のパッチ・アレ
イアンテナ13a,13b,13c・・・・13hから
成る受信用一次放射器とが誘電体基板11上に配列され
る。8個の送信用一次放射器12a〜12hのそれぞれ
は、高電子移動度トランジスタ(HEMT)などで構成
される各送受信チャネルのスイッチング素子14a〜1
4hのそれぞれと共通の給電線19とを介して、本体部
20のFM信号発生器23に接続される。
Microstrip line type patch array antennas 12a, 1 are provided for each of the eight transmission / reception channels.
.. 12h for transmission, and a primary radiator for reception, which also includes patch array antennas 13a, 13b, 13c, ... Arranged on top. Each of the eight transmitting primary radiators 12a to 12h is a switching element 14a to 1 of each transmission / reception channel formed of a high electron mobility transistor (HEMT) or the like.
It is connected to the FM signal generator 23 of the main body portion 20 via each of the 4h and the common power supply line 19.

【0013】8個の受信用一次放射器13a〜13hの
それぞれは、高電子移動度トランジスタなどで構成され
る高速のスイッチング素子15a〜15hのそれぞれ
と、共通の給電線18とを介して、ミキサー16の一方
の入力端子に接続されている。このミキサー16の他方
の入力端子には、共通の給電線17を介して送信対象の
FM信号が供給される。上記送信用と受信用の一次放射
器は、先行技術のマルチビームFMレーダ装置の説明に
関連して図13を参照しながら既に説明したように、図
1に示したマルチビームFMレーダモジュール10ごと
保持台40上に保持され、これに対向して配置される概
ねパラボラ形状の反射鏡30の焦点近傍に配列される。
Each of the eight receiving primary radiators 13a to 13h is a mixer via a high speed switching element 15a to 15h composed of a high electron mobility transistor or the like and a common power supply line 18. It is connected to one of the 16 input terminals. An FM signal to be transmitted is supplied to the other input terminal of the mixer 16 via a common power supply line 17. The transmitting and receiving primary radiators are the same as the multi-beam FM radar module 10 shown in FIG. 1 as already described with reference to FIG. 13 in connection with the description of the prior art multi-beam FM radar device. The reflecting mirror 30 is held on a holding table 40 and arranged in the vicinity of the focal point of a generally parabolic reflecting mirror 30 arranged so as to face the holding table 40.

【0014】送信用と受信用の一次放射器のそれぞれ
と、概ねパラボラ形状の反射鏡とによってデフォーカス
・マルチビーム・アンテナが形成され、送信用一次放射
器12a〜12hのそれぞれから放射されたFM信号の
ビームは、反射鏡による反射を受けたのち、隣接するも
のどうしが一部ずつ重なり合いながら少しずつ異なる方
向に放射される。車両などの物体で生じた反射波は、放
射時とは逆の経路を辿って受信用一次放射器13a〜1
3hのそれぞれに入射し、スイッチング素子15a〜1
5hで選択されてミキサー16の一方の入力端子に供給
される。
A defocused multi-beam antenna is formed by each of the transmitting and receiving primary radiators and a substantially parabolic reflector, and the FM emitted from each of the transmitting primary radiators 12a to 12h. After being reflected by the reflecting mirror, the signal beam is emitted in slightly different directions while the adjacent ones are partially overlapped with each other. A reflected wave generated by an object such as a vehicle follows a route opposite to that at the time of radiation and is used as a primary radiator for reception 13a to 1a.
3h, respectively, and the switching elements 15a-1
It is selected in 5h and supplied to one input terminal of the mixer 16.

【0015】ミキサー16で発生したビート信号は、本
体部20内のスイッチング素子24を経てA/D変換回
路25に供給され、ディジタル信号に変換されて高速フ
ーリエ変換(FFT)回路26に供給される。高速フー
リエ変換回路26は、ディジタル信号に変換されたビー
ト信号に対して高速フーリエ変換を行うことによってそ
の周波数スペクトルを作成し、これをCPU21に転送
する。CPU21は、高速フーリエ変換回路26から受
け取ったビート信号の周波数スペクトルからビート周波
数を検出し、これに基づき、反射波を生じさせた物体ま
での距離や、この距離の時間変化率などから検出した物
体の相対速度を検出し、メモリ27に保存する。
The beat signal generated by the mixer 16 is supplied to the A / D conversion circuit 25 via the switching element 24 in the main body 20, converted into a digital signal and supplied to the fast Fourier transform (FFT) circuit 26. . The fast Fourier transform circuit 26 creates a frequency spectrum by performing fast Fourier transform on the beat signal converted into the digital signal, and transfers the frequency spectrum to the CPU 21. The CPU 21 detects the beat frequency from the frequency spectrum of the beat signal received from the fast Fourier transform circuit 26, and based on this, the object detected from the distance to the object causing the reflected wave, the time change rate of this distance, and the like. The relative speed of is detected and stored in the memory 27.

【0016】CPU21は、上述したビート周波数の検
出と、物体の距離や相対速度の検出と並行して、各送受
信チャネルのうちFM信号の送受信動作を行わせるもの
の選択をチャネル制御回路22を介して実行する。この
送受信チャネルの選択は、隣接する複数個のものが配列
の順序に従って一つずつずらされながら同時に選択され
るようにして行われる。
In parallel with the detection of the beat frequency and the detection of the object distance and the relative speed, the CPU 21 selects, via the channel control circuit 22, one of the transmission / reception channels for transmitting / receiving the FM signal. Run. The selection of the transmission / reception channels is performed such that a plurality of adjacent transmission / reception channels are simultaneously selected while being shifted one by one according to the order of arrangement.

【0017】例えば、隣接する3個の送受信チャネルが
同時に選択される場合には、図5に例示するように、3
素子からなるパッチ・アレイアンテナの水平方向の放射
パターンも、垂直方向の放射パターンと同程度に鋭いも
のとなる。
For example, when three adjacent transmission / reception channels are simultaneously selected, as shown in FIG.
The radiation pattern in the horizontal direction of the patch array antenna composed of elements is also as sharp as the radiation pattern in the vertical direction.

【0018】そしてこの場合、図6のタイミングチャー
トに示すように、送受信チャネルのスイッチング素子1
4a〜14h,15a〜15hのそれぞれに供給するオ
ン/オフ制御信号によって対応の送受信チャネルの動作
/非動作状態を示せば、AからHまでの8個の送受信チ
ャネルのうち隣接する3個を配列の順序に従って一つず
つずらしながら同時に3個の送受信チャネル(A,B,
C),3個の送受信チャネル(B,C,D),3個の送
受信チャネル(C,D,E)・・・という具合に、選択
してゆくことにより送受信動作を行わせる。この動作モ
ードでは、ビームの配列方向である水平方向についても
鋭い放射パターンが得られ、遠方の車両が高方位分解能
のもとで検出される。
In this case, as shown in the timing chart of FIG. 6, the switching element 1 of the transmission / reception channel
If the ON / OFF control signal supplied to each of 4a to 14h and 15a to 15h indicates the operation / non-operation state of the corresponding transmission / reception channel, then three adjacent eight transmission / reception channels from A to H are arranged. The three transmission / reception channels (A, B,
C), three transmission / reception channels (B, C, D), three transmission / reception channels (C, D, E), ... In this operation mode, a sharp radiation pattern is obtained also in the horizontal direction, which is the direction in which the beams are arranged, and a distant vehicle is detected with high azimuth resolution.

【0019】CPU21は、車両が渋滞中の道路を低速
で走行中などのため、遠方の監視機能よりはむしろ近傍
の監視能力を高めたい場合などには、図7のタイミング
チャートに例示するように、8個の送受信チャネルA〜
Bを配列の順番に従って一つずつ動作させてゆく。この
場合、ビームの放射パターンがビームの配列方向である
水平方向に拡大され、自車両の近傍の比較的広い範囲に
わたって障害物などを検出できる。すなわち、図8に例
示するように、高方位分解能の動作モードでは自車両の
前方に遠方まで届く鋭いビームが放射され、低方位分解
能の動作モードでは自車両の近傍のみではあるが比較的
広い方位範囲にわたってビームが放射される。
As shown in the timing chart of FIG. 7, the CPU 21 is, for example, shown in the timing chart of FIG. 7 when the vehicle is traveling at a low speed on a road which is congested, and when it is desired to enhance the monitoring capability in the vicinity rather than the distant monitoring function. , 8 transmit / receive channels A ~
B is operated one by one according to the order of arrangement. In this case, the radiation pattern of the beam is expanded in the horizontal direction, which is the direction in which the beams are arranged, and an obstacle or the like can be detected over a relatively wide range near the vehicle. That is, as illustrated in FIG. 8, in the high azimuth resolution operation mode, a sharp beam reaching far ahead of the host vehicle is radiated, and in the low azimuth resolution operation mode, only in the vicinity of the host vehicle, but in a relatively wide azimuth direction. The beam is emitted over a range.

【0020】他の動作例として、CPU21は、高速走
行中においても、高方位分解能の動作モードと低方位分
解能の動作モードとを交番して反復することにより、遠
方の監視と近傍の監視とを交番して行う構成とすること
もできる。また、図6のタイミングチャートによって例
示した隣接する3個の送受信チャネルずつの送受信動作
と、図7のタイミングチャートによって例示した単一の
送受信チャネルずつの送受信動作の中間の動作形態とし
て、隣接する2個の送受信チャネルを同時に動作させる
中間の方位分解能を実現することもできる。さらには、
また、隣接する4個の送受信チャネルずつを動作させる
モジュールを追加することもできる。
As another operation example, the CPU 21 alternates and repeats a high azimuth resolution operation mode and a low azimuth resolution operation mode even during high-speed traveling, thereby performing distant monitoring and near monitoring. It is also possible to have a configuration in which the alternation is performed. In addition, as an intermediate operation form between the transmission / reception operation for every three adjacent transmission / reception channels illustrated by the timing chart of FIG. 6 and the transmission / reception operation for each single transmission / reception channel illustrated by the timing chart of FIG. It is also possible to realize an intermediate lateral resolution in which the individual transmission / reception channels are operated simultaneously. Furthermore,
It is also possible to add a module for operating each of four adjacent transmission / reception channels.

【0021】図3は本発明の他の実施例のマルチビーム
・レーダアンテナの構成を示す平面図である。このレー
ダアンテナでは、それぞれがパッチ・アレイアンテナか
ら成る16個の送信専用の一次放射器12a〜12P
と、同じくそれぞれがパッチ・アレイアンテナから成る
16個の受信専用の一次放射器13a〜13pとが、誘
電体基板11上に互いに逆向きに、かつ電磁遮蔽用の隔
壁9を介在させながら離して配列されている。
FIG. 3 is a plan view showing the structure of a multi-beam radar antenna according to another embodiment of the present invention. In this radar antenna, 16 primary radiators 12a to 12P for transmission, each of which is a patch array antenna, are used.
And 16 reception-only primary radiators 13a to 13p, each of which is also a patch array antenna, are separated from each other on the dielectric substrate 11 in opposite directions with the partition wall 9 for electromagnetic shielding interposed. It is arranged.

【0022】図4は図3のマルチビーム・レーダアンテ
ナを含むマルチビームFMレーダ装置の構成を示すブロ
ック図である。図4において図2と同一の参照符号を付
した構成要素は、図2に関して既に説明した構成要素と
同一のものであり、これらについては重複する説明を省
略する。この実施例では、16個の送受信チャネルのそ
れぞれにミキサー16a〜16pと、これらのミキサー
に局発信号を選択的に供給する局発スイッチング素子1
7a〜17pとが設置されている。各送受信チャネルの
ミキサーが発生したビート信号は、中間周波増幅器Aa
〜Apで増幅されたのち本体部20内のセレクタ28に
供給される。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a multi-beam FM radar apparatus including the multi-beam radar antenna shown in FIG. In FIG. 4, the components designated by the same reference numerals as those in FIG. 2 are the same as the components already described with reference to FIG. 2, and duplicate description thereof will be omitted. In this embodiment, mixers 16a to 16p are provided for each of the 16 transmission / reception channels, and a local switching element 1 for selectively supplying local signals to these mixers.
7a to 17p are installed. The beat signal generated by the mixer of each transmission / reception channel is the intermediate frequency amplifier Aa.
After being amplified by Ap, it is supplied to the selector 28 in the main body 20.

【0023】図4のマルチビームFMレーダ装置の動作
は、図6や図7のタイミングチャートを参照して説明し
た図2のマルチビームFMレーダ装置と同様であるか
ら、動作についての重複する説明を省略する。
Since the operation of the multi-beam FM radar apparatus of FIG. 4 is the same as that of the multi-beam FM radar apparatus of FIG. 2 described with reference to the timing charts of FIGS. 6 and 7, redundant description of the operation will be given. Omit it.

【0024】以上、マイクロストリップ線路形式の平面
アレイアンテナから成る一次放射器を概略パラボラ形状
の反射鏡の焦点近傍に配列することにより、各送受信チ
ャネルの送信アンテナと受信アンテナとを形成する構成
を例にとって本発明のレーダ装置を説明した。しかしな
がら、図9の斜視図に例示するように、マイクロストリ
ップ線路形式の平面アレイアンテナから成る一次放射器
を含むレーダモジュールを誘電体レンズの焦点近傍に配
列することにより、各送受信チャネルの送信アンテナと
受信アンテナとを形成する構成を採用することもでき
る。
As described above, by arranging the primary radiator composed of the planar array antenna of the microstrip line type in the vicinity of the focus of the parabolic reflector, the transmitting antenna and the receiving antenna of each transmitting / receiving channel are formed. The radar apparatus according to the present invention has been described. However, as illustrated in the perspective view of FIG. 9, by arranging a radar module including a primary radiator composed of a microstrip line type planar array antenna near the focal point of a dielectric lens, It is also possible to employ a configuration that forms a receiving antenna.

【0025】また、概略パラボラ形状の反射鏡に代え
て、円柱形状、双曲面形状あるはホーンリフレクタ形状
の曲面の反射鏡を使用することもできる。
Further, instead of the parabolic reflector, it is possible to use a curved reflector having a cylindrical shape, a hyperboloidal shape or a horn reflector shape.

【0026】さらに、FMレーダ装置を例にとって本発
明を説明したが、マルチビームAMレーダ装置など他の
形式のマルチビーム・レーダモジュールやマルチビーム
・レーダ装置にも本発明を適用できる。
Further, although the present invention has been described by taking the FM radar device as an example, the present invention can be applied to other types of multi-beam radar modules and multi-beam radar devices such as a multi-beam AM radar device.

【0027】以上詳細に説明したように、本発明のマル
チビーム・レーダアンテナ及びモジュールは、各送受信
チャネルの送受信用アンテナが送信専用アンテナと受信
専用用アンテナとに分離されることによりサーキュレー
タが除去されているので一層の小型化が実現される。
As described in detail above, in the multi-beam radar antenna and module of the present invention, the circulator is removed by separating the transmission / reception antenna of each transmission / reception channel into the transmission-dedicated antenna and the reception-dedicated antenna. Therefore, further miniaturization is realized.

【0028】また、各送受信チャネルのアンテナは、そ
れぞれが誘電体基板上に互いに逆向きに配列された平面
アレイアンテナから成る送信用の一次放射器と受信用の
一次放射器とを備える構成であるから、隣接送受信チャ
ネル間の干渉が軽減され、検出精度が向上する。
The antenna of each transmission / reception channel is provided with a primary radiator for transmission and a primary radiator for reception, which are plane array antennas arranged on the dielectric substrate in opposite directions. Therefore, interference between adjacent transmission / reception channels is reduced, and detection accuracy is improved.

【0029】さらに、本発明のマルチビーム・レーダモ
ジュールによれば、そのようなアンテナを備えた各送受
信チャネルのうち隣接する複数個のものを配列順に一つ
ずつずらしながら選択的な動作を行わせるスイッチング
素子群を備える構成であるから、高い方位検出精度を実
現できる。
Further, according to the multi-beam radar module of the present invention, a plurality of adjacent transmission / reception channels equipped with such an antenna are selectively operated while shifting one by one in the arrangement order. Since the configuration includes the switching element group, high azimuth detection accuracy can be realized.

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

【図1】本発明の一実施例のマルチビームFMレーダモ
ジュールの構成を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a multi-beam FM radar module according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記マルチビームFMレーダモジュールを含む
本発明の一実施例のマルチビームFMレーダ装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a multi-beam FM radar device including the multi-beam FM radar module according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例のマルチビームFMレーダ
アンテナの構成を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing the configuration of a multi-beam FM radar antenna according to another embodiment of the present invention.

【図4】図3のマルチビームFMレーダアンテナを含む
本発明の一実施例のマルチビームFMレーダ装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a multi-beam FM radar device of an embodiment of the present invention including the multi-beam FM radar antenna of FIG.

【図5】3素子のパッチ・アレイアンテナの垂直方向と
水平方向の放射パターンを示す概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing vertical and horizontal radiation patterns of a three-element patch array antenna.

【図6】隣接する3個の送受信チャネルが配列順に一つ
ずつずらされながら順次動作する様子を説明するタイミ
ングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining a state in which three adjacent transmission / reception channels are sequentially operated while being shifted one by one in an arrangement order.

【図7】1個の送受信チャネルが配列順に一つずつずら
されながら順次動作する様子を説明するタイミングチャ
ートである。
FIG. 7 is a timing chart for explaining how one transmission / reception channel is sequentially operated while being shifted one by one in the arrangement order.

【図8】高方位分解の動作モードのもとでの放射パター
ンと、低方位分解能の動作モードのもとでの放射パター
ンとの相違を説明するための概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining a difference between a radiation pattern under a high azimuth decomposition operation mode and a radiation pattern under a low azimuth resolution operation mode.

【図9】図2のマルチビームFMレーダモジュールを誘
電体レンズと組合せた状態を示す斜視図である。
9 is a perspective view showing a state in which the multi-beam FM radar module of FIG. 2 is combined with a dielectric lens.

【図10】1素子のパッチ・アレイアンテナの垂直方向と
水平方向の放射パターンを示す概念図である。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing vertical and horizontal radiation patterns of a one-element patch array antenna.

【図11】先行技術のマルチビームFMレーダ装置の構成
を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing the configuration of a prior art multi-beam FM radar device.

【図12】図1や図3や図11のレーダモジュールを概略パ
ラボラ形状の反射鏡と組合せた状態を示す斜視図であ
る。
FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the radar module of FIGS. 1, 3, and 11 is combined with a generally parabolic reflector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 マルチビームFMレーダモジュール 11 誘電体基板 12a 〜12p 送信用パッチ・アレイアンテナ( 一次放射
器) 13a 〜13p 受信用パッチ・アレイアンテナ( 一次放射
器) 14a 〜14p 送信スイッチング素子 15a 〜15h 受信スイッチング素子 16,16a〜16p ミキサー 17a 〜17p 局発スイッチング素子 20 本体部 21 CPU 22 チャネル制御回路 23 FM信号発生回路 26 高速フーリエ変換回路(FFT)
10 Multi-Beam FM Radar Module 11 Dielectric Substrate 12a ~ 12p Transmit Patch Array Antenna (Primary Radiator) 13a ~ 13p Receive Patch Array Antenna (Primary Radiator) 14a ~ 14p Transmit Switching Element 15a ~ 15h Receive Switching Element 16,16a to 16p Mixer 17a to 17p Local switching element 20 Main body 21 CPU 22 Channel control circuit 23 FM signal generation circuit 26 Fast Fourier transform circuit (FFT)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高周波信号のビームを送信しその反射波を
受信する複数の送受信チャネルを備えたマルチビーム・
レーダ装置のアンテナであって、 前記各送受信チャネルの送受信用アンテナは送信用と受
信用とに分離され、それぞれは、誘電体基板上に互いに
逆向きに配列された平面アレイアンテナから成る送信用
の一次放射器と受信用の一次放射器とを備えたことを特
徴とするマルチビーム・レーダアンテナ。
1. A multi-beam comprising a plurality of transmission / reception channels for transmitting a beam of a high frequency signal and receiving a reflected wave thereof.
An antenna of a radar device, wherein the transmission / reception antennas of each transmission / reception channel are separated into a transmission antenna and a reception antenna, each of which is composed of a planar array antenna arranged in opposite directions on a dielectric substrate for transmission. A multi-beam radar antenna comprising a primary radiator and a receiving primary radiator.
【請求項2】 請求項1において、 前記各送受信チャネルの送受信アンテナの送信用の一次
放射器と受信用の一次放射器は、互いに交差指状に配列
されたことを特徴とするマルチビーム・レーダアンテ
ナ。
2. The multi-beam radar according to claim 1, wherein the transmitting primary radiator and the receiving primary radiator of the transmission / reception antennas of the respective transmission / reception channels are arranged in an interdigitated manner. antenna.
【請求項3】 請求項2において、 前記各送受信チャネルの送受信アンテナの送信用の一次
放射器と受信用の一次放射器とは、電磁遮蔽用の隔壁を
介在させながら離して配列されたことを特徴とするマル
チビーム・レーダアンテナ。
3. The transmitting / receiving primary radiator of the transmitting / receiving antenna of each transmitting / receiving channel according to claim 2, wherein the transmitting / receiving primary radiator is arranged with a partition wall for electromagnetic shielding interposed therebetween. Characteristic multi-beam radar antenna.
【請求項4】高周波信号のビームを送信しその反射波を
受信する複数の送受信チャネルを備えたマルチビーム・
レーダ装置のモジュールであって、 送信用と受信用とに分離された各送受信チャネルの送受
信アンテナであって、それぞれが誘電体基板上に互いに
逆向きに配列された平面アレイアンテナから成る送信用
の一次放射器と受信用の一次放射器とを備えるものと、 前記各送受信チャネルに選択的な動作を行わせるスイッ
チング素子群とを備えたことを特徴とするマルチビーム
・レーダモジュール。
4. A multi-beam comprising a plurality of transmission / reception channels for transmitting a beam of a high frequency signal and receiving a reflected wave thereof.
A module of a radar device, which is a transmission / reception antenna for each transmission / reception channel separated for transmission and reception, each of which consists of a planar array antenna arrayed in opposite directions on a dielectric substrate. A multi-beam radar module comprising: a primary radiator and a primary radiator for reception; and a switching element group for selectively operating each of the transmission / reception channels.
【請求項5】 請求項4において、 前記送受信チャネルはn個(nは3以上の自然数)であ
り、隣接するm個(mはnより小さな自然数)のものが
配列の順序に従って一つずつずらされながら同時に選択
されて送受信動作を行うことを特徴とするマルチビーム
・レーダモジュール。
5. The transmission / reception channel according to claim 4, wherein the number of the transmission / reception channels is n (n is a natural number of 3 or more), and the number of adjacent m (m is a natural number smaller than n) is shifted one by one according to the order of arrangement. The multi-beam radar module is characterized in that it simultaneously selects and performs transmitting and receiving operations.
【請求項6】 請求項4又は5において、 前記高周波信号は、周波数が時間と共に変化せしめられ
るFM信号であり、 前記受信信号を送信成分と混合してビート信号を発生さ
せる周波数混合器をさらに備えたことを特徴とするマル
チビーム・レーダモジュール。
6. The high frequency signal according to claim 4, wherein the high frequency signal is an FM signal whose frequency is changed with time, and further comprising a frequency mixer that mixes the reception signal with a transmission component to generate a beat signal. A multi-beam radar module characterized by
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