特許 7460281 レーダ受信機およびレーダ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】レーダ受信機およびレーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/285 20060101AFI20240326BHJP

   H03D 1/04 20060101ALI20240326BHJP

   H04B 1/16 20060101ALI20240326BHJP

   G01S 13/10 20060101ALN20240326BHJP

【ＦＩ】

G01S7/285

H03D1/04

H04B1/16 J

G01S13/10

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020134124

(22)【出願日】2020-08-06

(65)【公開番号】P2022030259

(43)【公開日】2022-02-18

【審査請求日】2023-08-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(74)【代理人】

【識別番号】100141678

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】勝本 達也

【審査官】藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０８４２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１３２７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０９２７６７７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５

Ｈ０３Ｄ １／０４

Ｈ０４Ｂ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に接続された複数の増幅器と、
前記複数の増幅器のそれぞれの出力信号の検波を行う複数の検波器と、
前記複数の検波器のそれぞれの出力信号を加算合計する加算器と、
前記増幅器と前記検波器との組み合わせとして構成される段と段との間に設けられて前記増幅器から出力される信号の周波数帯域を制限する段間帯域制限フィルタと、
前記段間帯域制限フィルタの前に挿入されるバッファと、を有する、
ことを特徴とするレーダ受信機。

【請求項2】

前記段間帯域制限フィルタが、白色雑音が入力されたときの前記出力信号の電圧が所定の閾値を超える前記検波器を含む前記段の前に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ受信機。

【請求項3】

電磁波を送信する送信機と、前記電磁波が物標で反射した反射波を受信する受信機と、を有し、前記受信機として請求項１または２に記載のレーダ受信機を用いる、ことを特徴とするレーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、レーダ受信機およびレーダ装置に関し、具体的には、パルス変調された電磁波を受信するレーダ受信機およびパルス変調された電磁波を送受信するレーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

障害物を検知するための機序としてレーダ装置が広く用いられている。障害物を物標として検知するためのレーダ装置は、電磁波を送信するレーダ送信機と、前記レーダ送信機から送信された電磁波が物標において反射した電磁波である反射波を受信するレーダ受信機とを備え、レーダ送信機が電磁波を送信した時刻とレーダ受信機が反射波を受信した時刻とに基づいて物標までの距離を算出する。

【0003】

レーダ装置に関連して、複数の増幅器を接続することで多段増幅回路を構成できることが知られている（特許文献１参照）。また、レーダ装置において増幅器１０１と検波器１０２との組み合わせを多段接続することで多段型検波増幅器１００（別言すると、対数検波器）を構成できることが知られている（図１４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－２３６４６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、対数検波器１００をパルスレーダに使用する際、最小受信感度は入力信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）で決定し、対数検波器に対して前置される帯域制限フィルタ１０３を適切な値にすることで最小受信感度を最大にすることができる。しかしながら、帯域制限フィルタ１０３を狭くすると検波信号に遅延が発生してレーダの測距性能に影響を及ぼしてしまい、高い受信感度と良好な測距性能とを両立させることができない、という問題がある。

【0006】

そこで本発明は、最大の最小受信感度を維持しつつ、帯域制限フィルタによる検波信号の遅延を抑えて良好な測距性能を確保することが可能な、レーダ受信機およびレーダ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、直列に接続された複数の増幅器と、前記複数の増幅器のそれぞれの出力信号の検波を行う複数の検波器と、前記複数の検波器のそれぞれの出力信号を加算合計する加算器と、前記増幅器と前記検波器との組み合わせとして構成される段と段との間に設けられて前記増幅器から出力される信号の周波数帯域を制限する段間帯域制限フィルタと、前記段間帯域制限フィルタの前に挿入されるバッファと、を有する、ことを特徴とするレーダ受信機である。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーダ受信機において、前記段間帯域制限フィルタが、白色雑音が入力されたときの前記出力信号の電圧が所定の閾値を超える前記検波器を含む前記段の前に設けられる、ことを特徴とする。

【0009】

また、請求項３に記載の発明は、電磁波を送信する送信機と、前記電磁波が物標で反射した反射波を受信する受信機と、を有し、前記受信機として請求項１または２に記載のレーダ受信機を用いる、ことを特徴とするレーダ装置である。

【発明の効果】

【0010】

請求項１に記載の発明によれば、多段型の検波増幅器の各段を構成する増幅器と検波器との組み合わせの段間に帯域制限フィルタを追加すると入出力特性の線形性が崩れて検波信号に遅延が発生してしまうのに対し、前記段間の帯域制限フィルタの前にバッファが挿入されることによって入出力特性の線形性が維持されて検波信号の遅延の発生を回避することが可能となる。

【0011】

請求項２に記載の発明によれば、段間帯域制限フィルタよりも前段の各段を構成する増幅器および検波器に入力される信号は周波数帯域制限を受けることなく出力信号に寄与するため、検波信号の歪みを大幅に低減することが可能となる。

【0012】

請求項３に記載の発明によれば、上記の請求項１または２に記載のレーダ受信機によって奏される作用効果を奏するレーダ装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】この発明の実施の形態に係るレーダ装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図2】対数検波回路の入出力特性を示す図である。

【図3】対数検波回路の各段を構成する振幅制限増幅器および検波器の入出力特性を示す図である。

【図4】振幅制限増幅器のモデルおよび入出力特性を示す図である。

【図5】検波器のモデルを示す図である。

【図6】帯域制限フィルタが無い場合の対数検波回路の出力を説明する図である。

【図7】帯域制限フィルタがある場合の対数検波回路の出力を説明する図である。

【図8】対数検波回路の出力の整理を示す図である。（Ａ）は帯域制限フィルタが無い場合の対数検波回路の出力の整理である。（Ｂ）は帯域制限フィルタがある場合の対数検波回路の出力の整理である。

【図9】バッファの構成を説明する回路図である。

【図10】シミュレーション用の回路モデルを示す図である。（Ａ）はバッファが無い場合の回路モデルである。（Ｂ）はバッファがある場合の回路モデルである。

【図11】図１０の回路モデルを用いたシミュレーションによって得られる、対数検波回路としての入力電力と検波電流との間の関係を示す図である。

【図12】図１０の回路モデルを用いたシミュレーションによって得られる、対数検波回路としての入力電力と誤差との間の関係を示す図である。

【図13】図１０の回路モデルを用いたシミュレーションによって得られる、各検波器における入力電力と検波電流との間の関係を示す図である。（Ａ）はバッファが無い場合の入力電力と検波電流との間の関係である。（Ｂ）はバッファがある場合の入力電力と検波電流との間の関係である。

【図14】多段型検波増幅器を備える従来のレーダ装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態に係るレーダ装置１の概略構成を示す機能ブロック図である。このレーダ装置１は、例えば障害物を物標として検知するための仕組みであり、電磁波を送信するレーダ送信機２と、前記電磁波が物標で反射した反射波を受信するレーダ受信機３と、を有する。

【0015】

そして、この実施の形態に係るレーダ受信機３は、直列に接続された複数の振幅制限増幅器３３１と、複数の振幅制限増幅器３３１のそれぞれの出力信号の検波を行う複数の検波器３３２と、複数の検波器３３２のそれぞれの出力信号を加算合計する加算器３３３と、振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせとして構成される段と段との間に設けられて振幅制限増幅器３３１から出力される信号の周波数帯域を制限する段間帯域制限フィルタ３５と、段間帯域制限フィルタ３５の前に挿入されるバッファ３６と、を有する、ようにしている。

【0016】

レーダ送信機２は、搬送波信号が矩形パルス信号によって変調されたパルス変調信号を出力する。パルス変調信号は、矩形パルス信号の波形が包絡線となって現れる信号である。

【0017】

サーキュレータ４は、レーダ送信機２から出力されるパルス変調信号をアンテナ５へと出力する。アンテナ５は、サーキュレータ４を介して入力されるパルス変調信号をパルス変調波として送信（別言すると、放射）する。

【0018】

アンテナ５から放射されるパルス変調波は物標において反射し、反射波としてアンテナ５へと進行する。アンテナ５は、物標からの反射波としてのパルス変調波を受信して、受信パルス変調信号をサーキュレータ４へと出力する。

【0019】

サーキュレータ４は、アンテナ５から出力される受信パルス変調信号をレーダ受信機３へと出力する。

【0020】

レーダ受信機３は、高周波受信器３１、検波前置帯域制限フィルタ３２、対数検波回路３３（別言すると、多段型の検波増幅器）、測距器３４、段間帯域制限フィルタ３５、およびバッファ３６を備える。

【0021】

高周波受信器３１は、サーキュレータ４から出力される受信パルス変調信号の入力を受け、前記受信パルス変調信号に対して高周波増幅、中間周波数への周波数変換、および中間周波増幅などの処理を施し、処理後の信号を出力する。

【0022】

検波前置帯域制限フィルタ３２は、高周波受信器３１から出力される信号の入力を受け、前記信号に含まれる白色雑音の周波数帯域を制限し、前記信号に含まれる、延いてはレーダ受信機３の検波信号に含まれる白色雑音を低減させる。検波前置帯域制限フィルタ３２は、白色雑音を低減させた受信パルス変調信号を出力する。

【0023】

検波前置帯域制限フィルタ３２の通過周波数帯域幅は、包絡線の歪みを回避するため、受信パルス変調信号の占有周波数帯域幅と同等もしくは占有周波数帯域幅よりも広く設定される。

【0024】

対数検波回路３３は、直列に接続されたｎ個の振幅制限増幅器３３１₁，３３１₂，・・・，３３１_nと、これら振幅制限増幅器３３１₁，３３１₂，・・・，３３１_nのそれぞれの出力信号の検波を行うｎ個の検波器３３２₁，３３２₂，・・・，３３２_nと、これら検波器３３２₁，３３２₂，・・・，３３２_nのそれぞれの出力信号を加算合計する加算器３３３と、を備える（但し、ｎは２以上の整数）。対数検波回路３３は、加算器３３３によって加算合計した信号を出力する。振幅制限増幅器３３１や検波器３３２の符号に付される下付きの添え字（具体的には、１，２，ｎなど）は、振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせが直列に接続される多段型の検波増幅器として構成される対数検波回路３３における振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせごとの段の順序を表す。

【0025】

対数検波回路３３は、図２に示すような、入力信号電圧の対数値の変化に対して出力信号電圧が直線的に変化するという入出力特性を有し、この特性によって入力信号のレンジを変換する。なお、図２における基準電圧は、対数表現する際に便宜上定められる任意の電圧である。

【0026】

対数検波回路３３の入出力特性は、ｎ個の検波器３３２₁，３３２₂，・・・，３３２_nのそれぞれの出力信号を連続的に合成することで実現される。すなわち、図２における範囲１の特性は第１段の振幅制限増幅器３３１₁および検波器３３２₁によって実現され、範囲２の特性は第２段の振幅制限増幅器３３１₂および検波器３３２₂によって実現され、以下同様に、範囲ｎの特性は第ｎ段の振幅制限増幅器３３１_nおよび検波器３３２_nによって実現される。このように、入出力特性をｎ個の範囲に区切り、区切られた各々の範囲の特性をそれぞれの段を構成する振幅制限増幅器３３１および検波器３３２に担わせることにより、取り扱うことのできる入出力信号の振幅の範囲（即ち、ダイナミックレンジ）を拡大することができる。

【0027】

図２に示す対数検波回路３３の入出力特性を実現するための、対数検波回路３３の各段を構成する振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせとしての入出力特性を図３に示す。振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせとしての入出力特性は、入力される電圧Ｖ1に対する検波回路出力電流が線形特性を有する範囲と一定値をとる範囲とが連接している。そして、振幅制限増幅器３３１の電圧利得をＡとすると、振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせのそれぞれへと入力される電圧Ｖ1は相互にＡ倍（別言すると、１／Ａ倍）異なり、ｎ組の振幅制限増幅器３３１および検波器３３２を直列に接続することでｎ×Ａ［ｄＢ］のダイナミックレンジが得られることとなる。

【0028】

上記のような入出力特性は、振幅制限増幅器３３１が、設計によって定められた振幅値を超えないように出力信号の振幅値が制限されるという特性を有することによって実現される。

【0029】

対数検波回路３３に入力される受信パルス変調信号には、検波前置帯域制限フィルタ３２では除去し切れない白色雑音が残留している。この白色雑音は、振幅が小さいため、対数検波回路３３の入力に近い段の検波器３３２の出力信号には現れない。白色雑音が入力されたときの出力信号の電圧が所定の閾値を超える検波器３３２を含む段が第何段目であるかは、検波前置帯域制限フィルタ３２の通過周波数帯域幅、振幅制限増幅器３３１の利得などによって定まる。

【0030】

除去し切れずに残留している白色雑音をさらに低減するために、白色雑音が入力されたときの出力信号の電圧が所定の閾値を超える検波器３３２を含む第ｋ段の振幅制限増幅器３３１_kおよび検波器３３２_kの入力に対して段間帯域制限フィルタ３５が挿入される。

【0031】

上記における所定の閾値は、特定の値に限定されるものではなく、検波前置帯域制限フィルタ３２では除去し切れずに残留している白色雑音を良好に抑圧し得ることが考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。

【0032】

なお、段間帯域制限フィルタ３５の通過周波数帯域幅は、検波前置帯域制限フィルタ３２の通過周波数帯域幅よりも狭く設定されることが好ましい。

【0033】

対数検波回路３３は、レンジ変換した受信パルス変調波の包絡線に相当する信号を検波信号として出力する。

【0034】

測距器３４は、対数検波回路３３から出力される検波信号の入力を受け、前記検波信号のパルス波形によってパルス変調波が受信された時刻を把握し、この時刻に基づいてレーダ送信機２がパルス変調波を送信してからレーダ受信機３が前記パルス変調波の反射波を受信するまでの時間を算出する。この時間はレーダ装置１（具体的には、レーダ５）と物標との間を電磁波が往復するのに要した時間であるので、電磁波の伝搬速度を掛けて２で除すことによって物標までの距離が算出される。

【0035】

上記の構成により、対数検波回路３３に対して前置される検波前置帯域制限フィルタ３２ならびに振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせの段間に追加される段間帯域制限フィルタ３５によって白色雑音が低減されるので、検波信号に含まれる雑音が大幅に低減される。

【0036】

また、段間帯域制限フィルタ３５よりも前段の各段を構成する振幅制限増幅器３３１および検波器３３２に入力される受信パルス変調信号は、周波数帯域制限を受けることなく対数検波回路３３の出力信号に寄与するため、検波信号の歪みが大幅に低減される。検波信号の歪みを低減するという観点からは、段間帯域制限フィルタ３５はできるだけ後段に設けられることが好ましい。このため、白色雑音が入力されたときの出力信号の電圧が所定の閾値を超える検波器３３２を含む段を構成する振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせができるだけ後段となるように、検波前置帯域制限フィルタ３２の通過周波数帯域幅が設定される。

【0037】

上述のことから、段間帯域制限フィルタ３５の挿入位置および通過周波数帯域幅は、下記の（１）から（４）に留意して設定されることが好ましい。

【0038】

（１） 白色雑音が入力されたときの出力信号の電圧が所定の閾値を超える検波器３３２を含む段を構成する振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせができるだけ後段となるように、検波前置帯域制限フィルタ３２の通過周波数帯域幅が設定される。

【0039】

（２） ただし、検波前置帯域制限フィルタ３２の通過周波数帯域幅は、受信パルス変調波／受信パルス変調信号の占有周波数帯域幅と同等もしくは占有周波数帯域幅よりも広く設定される。

【0040】

（３） 白色雑音が入力されたときの出力信号の電圧が所定の閾値を超える検波器３３２を含む段を構成する振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせの入力に対して段間帯域制限フィルタ３５が挿入される。つまり、段間帯域制限フィルタ３５は、当該段間帯域制限フィルタ３５が無い場合に検波器３３２の出力信号に含まれる白色雑音が所定の閾値を初めて超える段を構成する振幅制限増幅器３３１の入力部に設けられる。

【0041】

（４） 段間帯域制限フィルタ３５の通過周波数帯域幅は、検波前置帯域制限フィルタ３２の通過周波数帯域幅よりも狭く設定されることが好ましい。

【0042】

ここで、対数検波回路３３の各段を構成する振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせの段間に段間帯域制限フィルタ３５が挿入されることによる影響を検証する。

【0043】

まず、対数検波回路３３を構成する振幅制限増幅器３３１を図４に示すモデルとする。図４に示すモデルの入出力特性は、入力信号ｖiの電圧振幅の値がＥまでの範囲では線形特性を有し、入力信号ｖiの電圧振幅の値がＥを超えると一定値（具体的には、出力信号ｖoの電圧振幅の値がＡＥ；即ち、振幅制限増幅器３３１の電圧利得はＡ）をとる。

【0044】

図４に示すモデルに交流の入力信号ｖi（＝Ｖm sinωｔ）が入力された場合、出力信号ｖoは下記の数式１のようになる。なお、下記の数式１－３において、Ｖm＝ＡＥは、出力波形が方形波になるとして近似した値である。

【0045】

【数1】

【0046】

ここに、数式などにおける各記号の意味はそれぞれ下記のとおりである。
Ｖm：ｖiの最大値［Ｖ］
Ａ ：電圧利得
ｇm：検波回路の相互コンダクタンス［Ｓ］
ω ：角速度［rad／秒］
ｔ ：時間［秒］
Ｂ ：１／３(ｓｉｎ３ωｔ)＋１／５(ｓｉｎ５ωｔ)＋・・・

【0047】

また、対数検波回路３３を構成する検波器３３２を図５に示すモデルとする。検波器３３２は交流の入力信号ｖiに対してその実効値を出力すると仮定すると、出力信号ｉoは下記の数式２のようになる。

【0048】

【数2】

【0049】

図６に示すような、振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせが３段の対数検波回路を想定した場合の、入力信号ｖiの大きさ別（同図（Ａ），（Ｂ），および（Ｃ）参照）の出力信号Ｉoは、それぞれ、下記の数式３の数式３－１（同図（Ａ）の場合），数式３－２（同図（Ｂ）の場合），および数式３－３（同図（Ｃ）の場合）の各々に示すようになる。なお、図６に示す回路は、すなわち、段間帯域制限フィルタ３５が無い場合の対数検波回路に相当する。

【0050】

【数3】

【0051】

一方、図７に示すような、振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせが３段の対数検波回路で第２段と第３段との間に段間帯域制限フィルタ３５を追加（別言すると、挿入）した場合の、入力信号ｖiの大きさ別（同図（Ａ），（Ｂ），および（Ｃ）参照）の出力Ｉoは、それぞれ、下記の数式４の数式４－１（同図（Ａ）の場合），数式４－２（同図（Ｂ）の場合），および数式４－３（同図（Ｃ）の場合）の各々に示すようになる。

【0052】

【数4】

【0053】

ここで、図７（Ｃ）に示す場合について、特に、第２段と第３段との間に追加（別言すると、挿入）された段間帯域制限フィルタ３５による帯域制限の結果として、第２段の振幅制限増幅器３３１₂の出力信号ｖoが ＡＥ(４／π)ｓｉｎωｔ になっている。

【0054】

図６に示す検討から導出される、段間帯域制限フィルタ３５が無い場合の対数検波回路の出力を整理すると図８（Ａ）のようになり、図７に示す検討から導出される、段間帯域制限フィルタ３５がある場合の対数検波回路の出力を整理すると同図（Ｂ）のようになる。

【0055】

図８（Ａ）に示す結果から、入力信号の振幅ＶmがＡ倍になると出力電流ＩoはＥｇmＡが加算され、対数検波の特性が得られることが確認される。

【0056】

一方、図８（Ｂ）に示す結果から、段間帯域制限フィルタ３５が追加されている第３段では（言い換えると、段間帯域制限フィルタ３５が挿入されている第２段から第３段にかけては）、出力電流Ｉoの増加は下記の数式５のとおりとなり、段間帯域制限フィルタ３５が無い場合（図８（Ａ）における第２段から第３段にかけての増加を参照）よりも下記の数式６に示す分だけ少なくなる。このため、入出力特性の線形性が１０％崩れることとなる。

【0057】

【数5】

【数6】

【0058】

そこで、この発明では、段間帯域制限フィルタ３５の前に、バッファ３６が挿入される。バッファ３６は、増幅度が１である非反転増幅回路として構成され（図９参照；尚、「ボルテージフォロア」や「ボルテージホロワ」などとも呼ばれる）、入力ｖinに対して、ｖout＝ｖinを出力する。

【0059】

バッファ３６が挿入されることによる効果の検証として、図１０に示す回路モデルを用いて行ったシミュレーションの結果を図１１～図１３に示す。図１０（Ａ），（Ｂ）に示す回路モデル６Ａ，６Ｂは、どちらも、各段を構成する振幅制限増幅器６１と検波器６２との組み合わせが６段、直列に接続される構成を備える対数検波回路であり、第３段と第４段との間に段間帯域制限フィルタ６３が設けられる。なお、振幅制限増幅器６１の符号に付される下付きの添え字（具体的には、１，２，・・・，６）は、振幅制限増幅器６１と検波器６２との組み合わせが直列に接続される多段型の検波増幅器として構成される対数検波回路における振幅制限増幅器６１と検波器６２との組み合わせごとの段の順序を表す。

【0060】

その上で、図１０（Ｂ）に示す回路モデル６Ｂでは、段間帯域制限フィルタ６３の前に（言い換えると、第３段と段間帯域制限フィルタ６３との間に）バッファ６４が設けられる。すなわち、図１０（Ａ）はバッファが無い場合の対数検波回路に相当するモデルであり、同図（Ｂ）はバッファがある場合の対数検波回路に相当するモデルである。

【0061】

バッファ３６が挿入されることによる効果の検証としてのシミュレーションの結果について、まず、対数検波回路としての入力電力Ｐinと検波電流Ｉdetとの間の関係（言い換えると、対数検波回路の入出力特性）を図１１に示す。図１１に示す結果から、段間帯域制限フィルタ６３の前にバッファ６４が設けられていない場合には入出力特性の線形性が崩れ非線形性が生じて検波電流Ｉdetの減少がみられるのに対し、段間帯域制限フィルタ６３の前にバッファ６４が挿入されることによって入出力特性の線形性が維持されて検波電流Ｉdetの減少が回避されることが確認される。

【0062】

バッファ６４が無い場合の、入出力特性の非線形性は、受信電力の精度に誤差が生じる原因となる。入出力特性の非線形性が生じる原因は、段間に設けられる段間帯域制限フィルタ６３の前の出力波形が帯域制限されて高調波が抑圧されることで、検波器３（図１０（Ａ）参照）へと入力される信号の電力が減少し、検波出力が低下するためである。

【0063】

対数検波回路としての入力電力Ｐinと誤差との間の関係を図１２に示す。図１２に示す結果から、段間帯域制限フィルタ６３の前にバッファ６４が挿入されることにより、バッファ６４が無い場合と比べて、誤差が低減することが確認される。

【0064】

さらに、各検波器６２（具体的には、図１０および図１３において「検波器１」，「検波器２」，・・・，「検波器６」と表記）の各々における入力電力Ｐinと検波電流Ｉdetとの間の関係を図１３に示す。バッファ６４が無い場合には、段間帯域制限フィルタ６３の直前に位置する検波器３における検波電流Ｉdetが著しく減少するのに対して（図１３（Ａ）参照）、段間帯域制限フィルタ６３の前にバッファ６４が挿入されることにより、検波器３における検波電流Ｉdetの減少が解消されて、前記検波電流Ｉdetが適切な値になっていることが確認される（図１３（Ｂ）参照）。

【0065】

上記のようなレーダ受信機３やこのレーダ受信機３を有するレーダ装置１によれば、多段型の検波増幅器としての対数検波回路３３の各段を構成する振幅制限増幅器３３１と検波器３３２との組み合わせの段間に段間帯域制限フィルタ３５を追加すると入出力特性の線形性が崩れて検波信号に遅延が発生してしまうのに対し、段間帯域制限フィルタ３５の前にバッファ３６が挿入されることによって入出力特性の線形性が維持されて検波信号の遅延の発生を回避することが可能となる。

【0066】

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態ではこの発明に係るレーダ装置やレーダ受信機としての構成が図１に示す概略構成を備えるレーダ装置１やレーダ受信機３に対して適用されるようにしているが、この発明に係るレーダ装置やレーダ受信機としての構成が適用され得るレーダ装置やレーダ受信機の全体構成は図１に示す構成には限定されない。例えば、バッファ３６は、非反転増幅回路として構成される場合に限定されるものではなく、エミッタフォロアとして構成されるようにしてもよく、さらに言えば、アイソレータ等の受動素子などの入出力をインピーダンス的に切り離すことができる機序として構成されるようにしてもよい。
また、上記の実施の形態では各段を構成する振幅制限増幅器６１と検波器６２との組み合わせが６段、直列に接続される構成を備える対数検波回路に相当する回路モデルを用いてシミュレーションを行うようにしているが、この発明に係るレーダ装置やレーダ受信機としての構成が適用され得る仕組みは６段の対数検波回路には限定されない。

【符号の説明】

【0067】

１ レーダ装置
２ レーダ送信機
３ レーダ受信機
３１ 高周波受信器
３２ 検波前置帯域制限フィルタ
３３ 対数検波回路
３３１ 振幅制限増幅器
３３２ 検波器
３３３ 加算器
３４ 測距器
３５ 段間帯域制限フィルタ
３６ バッファ
４ サーキュレータ
５ アンテナ
６Ａ 回路モデル
６Ｂ 回路モデル
６１ 振幅制限増幅器
６２ 検波器
６３ 段間帯域制限フィルタ
６４ バッファ
１００ 多段型検波増幅器
１０１ 増幅器
１０２ 検波器
１０３ 帯域制限フィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】