[发明专利]调制信号发生电路、发送接收模块、以及雷达装置

说明书

技术领域

本发明涉及安装在测量与目标物体之间的距离和速度的雷达装置上的发送接收模块的调制信号发生电路，特别是涉及利用电压控制振荡器输出调频波的微波带和毫米波带等的调制信号发生电路。 

背景技术

作为计算与先行车之间的车间距离、相对速度的雷达，很久以来都是使用FM-CW雷达。上述雷达向目标物体发出实施了调频(FM调制)的信号波，检测来自目标物体的反射波与发送波的混合波(拍频信号)，通过提取延迟时间和多普勒位移，计算出与目标物体之间的距离和相对速度。 

图14是安装在上述FM-CW雷达上的一般的发送接收模块和调制信号发生电路的大概构成图，调制信号发生电路具有：根据控制电压改变振荡频率的电压控制振荡器(VCO)41、将控制电压输入到VCO的FM调制电压发生部42、由VCO41和FM调制电压发生部42构成的调制信号发生电路40、发送由VCO输出的信号，使发送信号的一部分分流、输出的发送部5、以及取出来自目标的反射信号和来自上述发送部的分波信号的混合波的接收部6。 

将上述发送接收模块应用于测量距离、速度的雷达时的测量精度，取决于由调制信号发生电路40发出的FM调制波的线性、即VCO41的振荡信号的调制线性。然而，无论在成本上，还是在技术上，要获得具有线性良好的FM调制电压-频率特性(V_T-f特性)的VCO都有困难。 

另外，这种VCO要求在雷达系统中有规定的频率调制波幅，因此往往这种VCO的结构是将调谐电路的Q值设定在低水平，振荡电路一侧的有源元件的温度波动的影响相对较大，VCO输出频率的温度漂移增大。因此，V_T-f特性因周围温度而在频率轴方向上变化。 

图15-1是VCO41的一般的V_T-f特性，A表示常温时的特性，B表示高温时的特性，C表示低温时的特性。常温时，VCO41在FM调制电压V_T为中心电压V_A，振幅ΔV_A(工作点P_A)的条件下振荡，输出中心频率f_A、频率调 制幅度Δf_A的FM调制波。若周围温度上升或下降，则上述工作点移动到P_B、P_C，导致由VCO41输出的FM调制波(Δfb、Δfc的范围)超出电波法等规定的法定频率范围。 

因此，如15-2所示，向来根据周围温度使工作点在水平方向上位移，在常温、高温、低温各温度条件下，使其在工作点P_A、P_B’、P_C’工作，以此避免发生上述问题。作为这样的已有的FM-CW雷达装置，下述专利文献1中公开了根据模块温度控制独立发生调制电压(交流成分)与DC偏置电压的、加上了上述FM调制电压的调制电压电路的结构的已有技术。 

上述工作点P_A、P_B’、P_C’上的VCO41的V_T-f特性A、B、C的斜率(调制灵敏度)不同，因此在输入相同FM调制电压(交流成分)的情况下，频率调制幅度Δf因周围温度而发生变化，雷达装置的拍频产生波动，因而存在无法正确测量与目标物体之间的相对距离R、相对速度v的问题。 

作为解决上述问题的方法，以往一般采用以控制电压补偿VCO41的电压-频率特性(V_T-f特性)的非线性的方法、即对FM调制电压发生部42输出的FM调制电压施加与上述V_T-f特性相反斜度斜度的校正的方法。 

图16表示VCO41的调制电压-调制频率特性(曲线F)与使其线性化的时间-调制电压(修正电压、曲线G)的关系。作为这样的VCO的FM调制线性化技术，下述专利文献2中公开了预先将修正V_T-f特性的电压数据存储在存储器内，按恒定周期将该数据作为数字数据读出，通过D/A变换器和积分电路得到模拟信号输出的调制信号发生电路。 

专利文献1：特开平8-146125号公报(参考第9～18段、图1以及图4) 

专利文献2：特开平2002-62355号公报(参考图2、图7) 

发明内容