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公開番号2025043983
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151618
出願日2023-09-19
発明の名称レーダシステムおよびタイミング調整方法
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01S 7/40 20060101AFI20250325BHJP(測定;試験)
要約【課題】各アンテナ装置の信号特性に個体差がある場合でも、高速サンプリング処理を行わずに各アンテナ装置間における信号のタイミング差を正確に補正する。
【解決手段】レーダシステム100は、複数のアンテナ装置と複数のアンテナ装置に校正信号を分配する校正信号発生器13とを有する。複数のアンテナ装置はそれぞれ、送信トリガ信号に応答して周波数連続変調波信号である送信信号を出力する送信信号発生器10と、受信トリガ信号に応答して受信処理を実行して受信デジタル信号を生成する受信部11と、受信デジタル信号の位相を算出し、複数のアンテナ装置間における信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、受信トリガ信号および送信トリガ信号の出力するタイミングを補正してから出力する補正制御部12とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
送信信号を送信し、目標から反射されたエコー信号を受信する複数のアンテナ装置と、前記複数のアンテナ装置に校正信号を出力する校正信号発生器とを有するレーダシステムであって、
前記複数のアンテナ装置はそれぞれ、
送信トリガ信号に応答して、周波数連続変調波信号である送信信号を出力する送信信号発生器と、
受信トリガ信号に応答して、前記送信信号または前記校正信号に対して受信処理を実行して受信デジタル信号を生成する受信部と、
前記送信トリガ信号および前記受信トリガ信号の出力するタイミングをそれぞれ補正してから出力する補正制御部と、
を備え、
前記補正制御部は、
前記校正信号に対して前記受信処理を実行して生成された前記受信デジタル信号の位相を算出し、前記アンテナ装置間における前記受信デジタル信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、前記受信トリガ信号の出力するタイミングを補正し、
前記送信信号に対して前記受信処理を実行して生成された前記受信デジタル信号の位相を算出し、前記複数のアンテナ装置間における前記受信デジタル信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、前記送信トリガ信号の出力するタイミングを補正する、
レーダシステム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記受信部に入力される前記送信信号または前記校正信号を切り替える信号切替器をさらに備える、
請求項１に記載のレーダシステム。
【請求項３】
前記補正制御部は、自身以外の前記補正制御部から前記受信デジタル信号の位相に関する情報を受け取る、
請求項１または２に記載のレーダシステム。
【請求項４】
前記補正制御部は、
前記複数のアンテナ装置間における前記受信デジタル信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、前記複数のアンテナ装置間における前記受信デジタル信号の時間に対する遅延差を算出し、算出した前記遅延差に基づいて、前記受信トリガ信号および前記送信トリガ信号の出力するタイミングをそれぞれ補正する、
請求項３に記載のレーダシステム。
【請求項５】
前記補正制御部は、
前記複数のアンテナ装置のうち、順次選択される２つのアンテナ装置間における前記受信デジタル信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、前記受信トリガ信号および前記送信トリガ信号の出力するタイミングをそれぞれ補正する処理を繰り返すことで、前記複数のアンテナ装置のすべてにおいて、受信するタイミングおよび送信するタイミングをそれぞれ一致させる、
請求項３に記載のレーダシステム。
【請求項６】
前記送信信号を増幅する電力増幅器と、
前記電力増幅器で増幅された前記送信信号の一部を抜き出す送信側方向性結合器と、
前記校正信号または増幅された前記送信信号と、前記エコー信号とを結合する受信側方向性結合器と、
前記受信側方向性結合器から出力された信号を増幅する低雑音増幅器と、
をさらに備える、
請求項１または２に記載のレーダシステム。
【請求項７】
前記複数のアンテナ装置のうち１つのアンテナ装置にある前記送信信号発生器を校正信号発生器として使用する、
請求項１または２に記載のレーダシステム。
【請求項８】
前記校正信号発生器から出力された前記校正信号を前記複数のアンテナ装置に分配する信号分配器をさらに備える、
請求項１または２に記載のレーダシステム。
【請求項９】
前記信号分配器から前記複数のアンテナ装置までの電気長はすべて同じである、
請求項８に記載のレーダシステム。
【請求項１０】
前記補正制御部は、
前記受信デジタル信号が定常状態であると判定した場合に、前記受信デジタル信号の位相を測定する、
請求項１または２に記載のレーダシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示はレーダシステムおよびタイミング調整方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
複数のアンテナを介してＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave：周波数連続変調波）信号を送信し、目標から反射されたエコー信号を受信して目標を検出するレーダシステムでは、複数のアンテナ装置間で信号の振幅、位相およびタイミングを合わせ、受信したエコー信号を合成する必要がある。例えば、特許文献１には、各アンテナ素子から出力されたインパルス信号の応答を推定することで各アンテナ素子から送信される信号のタイミング差を補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２１／１９１９５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、例えば、受信したエコー信号の立ち上がり特性にばらつきがあるといった各アンテナ装置間で信号特性に個体差がある場合、各アンテナ装置間における信号のタイミング差を補正するために、各アンテナ装置で受信する信号を正確に測定することは難しい。各アンテナ装置で受信する信号を正確に測定するためには、高い時間分解能をもち高速サンプリング処理ができる測定装置が必要となる。
【０００５】
本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、各アンテナ装置の信号特性に個体差がある場合でも、高速サンプリング処理を行わずに各アンテナ装置間における信号のタイミング差を正確に補正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係るレーダシステムは、送信信号を送信し、目標から反射されたエコー信号を受信する複数のアンテナ装置と、複数のアンテナ装置に校正信号を出力する校正信号発生器とを有する。複数のアンテナ装置はそれぞれ、送信信号発生器と、受信部と、補正制御部とを備える。送信信号発生器は、送信トリガ信号に応答して、周波数連続変調波信号である送信信号を出力する。受信部は、受信トリガ信号に応答して、送信信号または校正信号に対して受信処理を実行して受信デジタル信号を生成する。補正制御部は、送信トリガ信号および受信トリガ信号の出力するタイミングをそれぞれ補正してから出力する。補正制御部は、校正信号に対して受信処理を実行して生成された受信デジタル信号の位相を算出し、アンテナ装置間における受信デジタル信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、受信トリガ信号の出力するタイミングを補正し、送信信号に対して受信処理を実行して生成された受信デジタル信号の位相を算出し、複数のアンテナ装置間における受信デジタル信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、送信トリガ信号の出力するタイミングを補正する。
【０００７】
また、本開示に係るレーダシステムは、目標から反射されたエコー信号を受信する複数のアンテナ装置と、複数のアンテナ装置に校正信号を出力する校正信号発生器とを有する。複数のアンテナ装置はそれぞれ、受信部と、補正制御部とを備える。受信部は、受信トリガ信号に応答して、校正信号に対して受信処理を実行して受信デジタル信号を生成する。補正制御部は、受信トリガ信号の出力するタイミングを補正してから出力する。補正制御部は、校正信号に対して受信処理を実行して生成された受信デジタル信号の位相を算出し、複数のアンテナ装置間における受信デジタル信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、受信トリガ信号の出力するタイミングを補正する。
【０００８】
また、本開示に係るタイミング調整方法は、目標から反射されたエコー信号を受信する複数のアンテナ装置と、複数のアンテナ装置に校正信号を出力する校正信号発生器とを有するレーダシステが実行するタイミング調整方法であって、レーダシステムは、校正信号に対して受信処理を実行して生成された受信デジタル信号の位相を算出し、複数のアンテナ装置間における受信デジタル信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、エコー信号の受信するタイミングを補正する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、周波数連続変調波信号に対して受信処理して生成された受信デジタル信号の位相を算出し、アンテナ装置間における受信デジタル信号の位相差の時間に対する傾きに基づいて、トリガ信号の出力するタイミングを補正することで、各アンテナ装置の信号特性に個体差がある場合でも、高速サンプリング処理を行わずに各アンテナ装置間における信号のタイミング差を正確に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係るレーダシステムの構成例を示す図
実施の形態１に係るアンテナ装置の２系統の信号の振幅、周波数、位相および位相差の時間的変化を表す概念図
実施の形態１に係る受信系タイミング補正処理を示すフローチャート
実施の形態１に係る送信系タイミング補正処理を示すフローチャート
実施の形態１に係るレーダ送受信処理を示すフローチャート
実施の形態２に係るレーダシステムの受信系タイミング補正時の配線を示す図
実施の形態２に係るレーダシステムの送信系タイミング補正時の配線を示す図
実施の形態２に係る受信系タイミング補正処理を示すフローチャート
実施の形態２に係る送信系タイミング補正処理を示すフローチャート
実施の形態３に係るレーダシステムの構成例を示す図
実施の形態３に係る受信系タイミング補正処理を示すフローチャート
実施の形態３に係る送信系タイミング補正処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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