パルスレーダ装置
【課題】検知精度や最大検知距離を低下させることなく距離分解能を変化させることが可能なパルスレーダ装置を提供する。
【解決手段】送信信号ＳＰのパルス幅は、動作モードによらず一定とし、動作モードが通常モードの時には、測定期間Ｔｓの全体を、第１ゲート幅Ｇ１に設定されたゲート信号ＧＰによりスキャンを実行し、動作モードが高分解能モードの時には、通常モードで近距離物標が検出された分割区間ＡＫだけを、第１ゲート幅Ｇ１より幅の狭い第２ゲート幅Ｇ２に設定されたゲート信号ＧＰによりスキャンを実行する。
【解決手段】送信信号ＳＰのパルス幅は、動作モードによらず一定とし、動作モードが通常モードの時には、測定期間Ｔｓの全体を、第１ゲート幅Ｇ１に設定されたゲート信号ＧＰによりスキャンを実行し、動作モードが高分解能モードの時には、通常モードで近距離物標が検出された分割区間ＡＫだけを、第１ゲート幅Ｇ１より幅の狭い第２ゲート幅Ｇ２に設定されたゲート信号ＧＰによりスキャンを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス状のレーダ波を送受信することにより、レーダ波の反射を行う物標までの距離を検出するパルスレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パルス状のレーダ波を送受信し、レーダ波の送信からその反射波の受信までに要した時間、即ち、レーダ波の反射を行う物標までの距離をレーダ波が往復するのに要した時間（以下、往復時間という）を測定することにより、物標までの距離を検出するパルスレーダ装置が知られている。
【０００３】
また、レーダ波の往復時間を測定する手法の一つとして、マッチドフィルタを用いるものが知られている。
このマッチドフィルタを適用したパルスレーダ装置は、レーダ波の送信信号を予め設定された遅延時間だけ遅延させたゲート信号を生成し、このゲート信号と反射波の受信信号との相関を、相関器を用いて求めるように構成される。
【０００４】
そして、図５に示すように、測定対象となる時間範囲を測定期間Ｔｓとして、この測定期間Ｔｓ毎にレーダ波の送信を繰り返すと共に、ゲート信号の遅延時間Ｄを、予め設定された変化量τずつ順次変化（Ｄ＝０，τ，２τ，３τ…）させながら測定を繰り返すことにより時間軸上のスキャンを実行し、相関器の出力が最大となった時のゲート信号の遅延時間Ｄをレーダ波の往復時間として検出する。
【０００５】
なお、測定期間（レーダ波の送信周期）Ｔｓは、通常、当該装置の最大検出距離Ｒをレーダ波が往復するのに要する時間に設定され、光速をＣとして（１）式で表される。
Ｔｓ＝２Ｒ／Ｃ （１）
また、距離分解能をΔＲとすると、この距離分解能ΔＲと遅延時間Ｄの変化量τとは、（２）式に示す関係を有する。
【０００６】
τ＝２ΔＲ／Ｃ （２）
但し、測定期間Ｔｓの全体を、変化量τでスキャンする場合、１回のスキャンに要するゲート信号の数、即ち、測定の繰返回数Ｍは（３）式で表され、また、１回のスキャンに要する時間（スキャン周期）Ｔscanは、（４）式で表されることになる。
【０００７】
Ｍ＝Ｔｓ／τ＝Ｒ／ΔＲ （３）
Ｔscan＝Ｍ×Ｔｓ （４）
つまり、距離分解能ΔＲを向上させる（即ち、ΔＲを小さくする）には、遅延時間Ｄの変化量τを小さくして、１回のスキャンで行う測定の繰返回数Ｍを増加させる必要があり、それに伴って、スキャン時間Ｔscanも増大してしまうという問題があった。
【０００８】
具体的には、Ｒ＝６８ｍで、ΔＲ＝０．１ｍに設定すると、Ｍ＝６８０回，Ｔscan＝０．３１ｍｓとなり、また、ΔＲ＝０．０５ｍ（距離分解能を倍）に設定すると、Ｍ＝１３６０回，Ｔscan＝０．６２ｍｓ（即ち、Ｍ，Ｔscanも倍）になる。
【０００９】
これに対して、最大検出距離Ｒ内の全体に渡って距離分解能を一律に向上させるのではなく、近距離領域では距離分解能を高く（τが小）、遠距離領域では距離分解能を低く（τが大）して物標を検出する手法（例えば、特許文献１参照。）や、前回のサイクルで物標を検出した場合、その物標が検出された距離の前後で距離分解能を高くして物標を検出する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−９０８００号公報
【特許文献２】特開２００９−９２５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した従来装置は、いずれも、送信信号のパルス幅を狭めることで距離分解能を向上させている。しかし、送信信号のパルス幅を狭めると、その狭めた分だけ１パルス当たりの送信電力、ひいては単位時間当たりの送信電力（平均送信電力）が小さくなり、距離分解能を高くするほど、受信信号のＳ／Ｎが低下し、検知精度（信頼性）を低下させてしまうという問題があった。
【００１２】
なお、距離分解能によらず平均送信電力を一定にするには、送信信号のパルス幅（即ち距離分解能）に応じて、パルスの強度（振幅）を変化させたり、パルスの送信周期を短くしたりすることが考えられる。
【００１３】
しかし、これらの対策では、装置構成が複雑になるという問題や、距離分解能を高くするほど最大検知距離が短くなるといった問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するために、検知精度や最大検知距離を低下させることなく距離分解能を変化させることが可能なパルス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】
【００１４】
上記目的を達成するためになされた本発明のパルスレーダ装置では、送信信号生成手段が、予め設定された測定期間毎にパルス状の送信信号を繰り返し生成し、送受信手段が、送信信号に基づくレーダ波を送信すると共に、その反射波を受信する。
【００１５】
また、ゲート信号生成手段が、設定されたゲート幅を有し、かつ、送信信号生成手段が生成する送信信号の送信タイミングに同期したゲート信号を測定期間毎に生成し、スキャン手段が、設定された対象時間範囲内で、送信タイミングに対するゲート信号の遅延時間を、測定期間の１回または複数回毎にゲート幅に相当する時間ずつ順次増大させる。
【００１６】
そして、相関検出手段が、送信周期毎に、送受信手段が受信した受信信号とゲート信号生成手段が生成したゲート信号との相関を求め、物標検出手段が、相関検出手段での検出結果に基づき、送受信手段から送信されたレーダ波を反射した物標との距離を、ゲート幅に対応した距離分解能で算出する。
【００１７】
この時、設定制御手段は、対象時間範囲およびゲート幅を設定することで、検出対象となる距離範囲および検出に用いる距離分解能を制御する。
このように構成された本発明のパルスレーダ装置によれば、送信信号のパルス幅を一定とし、ゲート信号のゲート幅を変化させることで距離分解能を変化させているため、距離分解能の高低によらず送信電力を一定とすることができる。その結果、距離分解能に応じて送信信号の信号強度を変化させる等の複雑な構成や処理を必要とすることなく、受信信号のＳ／Ｎを一定に保持することができ、ひいては検知精度や最大検知距離を低下させることなく、距離分解能を変化させることができる。
【００１８】
なお、設定制御手段は、例えば、以下に説明するような第１設定手段および第２設定手段によって構成されていてもよい。
即ち、第１設定手段が、送信信号のパルス幅より大きい広さを有する第１ゲート幅をゲート信号のゲート幅に設定すると共に、測定期間の全期間を対象時間範囲に設定し、この第１設定手段の設定下で物標検出手段にて物標が検出された場合、第２設定手段が、第１ゲート幅より狭くかつ送信信号のパルス幅以上の広さを有する第２ゲート幅をゲート信号のゲート幅に設定すると共に、測定期間を第１ゲート幅で分割した各区間を分割区間として、物標が検出された分割区間を対象時間範囲に設定する。
【００１９】
この場合、測定期間に対応する最大検知距離までの全範囲を第１ゲート幅に対応した距離分解能（即ち、第１設定手段による設定下）で物標検出を行い、物標が検出されると、物標が検出された分割区間だけを、第２ゲート幅に対応したより高い距離分解能（第２設定手段による設定下）で物標検出を行うようにされているため、高い距離分解能での物標検出を行うことによる処理量や処理時間の増大を必要最小限に抑えることができる。
【００２０】
特に、第２設定手段によって設定される第２ゲート幅を、送信信号のパルス幅と等しくなるように設定した場合には、距離分解能を最大限に向上させることができる。
なお、本発明パルスレーダ装置は、第１設定手段の設定下で検出された物標との距離が予め設定された許容距離以上である場合に、第２設定手段の動作を禁止する禁止手段を備えていてもよい。
【００２１】
この場合、許容距離以上の遠距離に存在する物標については第１設定手段の設定に基づく低い距離分解能でのみ検出を行い、許容距離未満の近距離に存在する物標についてのみ第２設定手段の設定に基づく高い距離分解能で検出を行うことになり、物標との位置関係に応じて必要な精度の距離情報を効率良く取得することができる。
【００２２】
ところで、物標検出手段は、相関検出手段での検出結果を、同じ遅延時間を有したゲート信号に基づいて検出されたもの同士で、複数個ずつ加算した結果に基づいて、物標の検出を行うように構成されていてもよい。
【００２３】
このように検出結果の加算値を用いることで、同期加算利得が得られるため、相関検出手段の検出結果のＳ／Ｎ、ひいては距離の検知精度（信頼性）を向上させることができる。
【００２４】
また、送信信号生成手段は、ＵＷＢ変調により送信信号を生成するように構成されていてもよい。
つまり、ＵＷＢ変調により生成される送信信号のパルス幅は非常に狭く、送信信号のパルス幅を調整することが困難であることから、ゲート信号のゲート幅によって距離分解能を調整する手法を好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態のパルスレーダ装置の構成を示すブロック図。
【図２】スキャン制御部での動作内容を示すフローチャート。
【図３】スキャン制御部の動作によって実現されるスキャンの概要を示す説明図。
【図４】信号処理部が実行する物標検出処理の内容を示すフローチャート。
【図５】マッチドフィルタにより検出を行うパルスレーダ装置の動作を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［全体構成］
図１は、車両に取り付けられ、車両前方に存在する物標（先行車両や障害物等）を検出するパルスレーダ装置１の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示すように、パルスレーダ装置１は、ミリ波帯の高周波信号を生成する発振器１１と、レーダ波を送信するタイミングを指定するための送信タイミング信号ＳＴ、その送信タイミング信号ＳＴに同期したゲート信号ＧＰを発生させるタイミングを指定するためのゲートタイミング信号ＧＴ、ゲート信号ＧＰのパルス幅（以下「ゲート幅」という）を指定するためのゲート幅信号ＧＷを生成するパルス制御部１２と、パルス制御部１２で生成された送信タイミング信号ＳＴに基づき、発振器１１で生成された高周波信号を、送信タイミング信号ＳＴで特定されるタイミングで予め設定された極短期間だけ出力することで、いわゆるＵＷＢ（Ultra Wide Band ) 変調されたパルス状の送信信号ＳＰを生成する送信信号生成回路１３と、送信信号生成回路１３にて生成された送信信号ＳＰを送信アンテナ１５に供給することで、送信アンテナ１５からレーダ波を放射させる送信器１４とを備えている。
【００２８】
また、パルスレーダ装置１は、送信アンテナ１５から送信され、物標に反射して戻ってきたレーダ波（反射波）を、受信アンテナ１６を介して受信する受信器１７と、パルス制御部１２で生成されたゲートタイミング信号ＧＴおよびゲート幅信号ＧＷに基づき、発振器１１で生成された高周波信号を、ゲートタイミング信号ＧＴで特定されるタイミングで、ゲート幅信号ＧＷで特定される期間だけ出力することでパルス状のゲート信号ＧＰを生成するゲート信号生成回路１８と、受信器１７にて受信した反射波の受信信号Ｒに、ゲート信号生成回路１８にて生成されたゲート信号ＧＰを混合してゲート信号ＧＰと同じ周波数を有する信号の同相成分Ｉ，直交成分Ｑを生成するミキサ１９と、ミキサ１９にて生成された信号成分Ｉ，Ｑを検波し、その振幅をＡＤ変換するＡＤ変換回路２０と、ＡＤ変換回路２０の出力ＩＤ，ＱＤに基づいて、レーダ波の反射を行う物標との距離や相対速度を求めると共に、パルス制御部１２の動作を制御する起動停止指令ＣＡ，モード設定指令ＭＤ，区間指定パラメータＫを出力する物標検出処理等を実行する信号処理部２１とを備えている。
【００２９】
以下では、上述の極短期間、即ち、送信信号生成回路１３が生成する送信信号ＳＰのパルス幅を送信パルス幅という。また、ゲート幅信号ＧＷによって設定される期間、即ち、ゲート信号生成回路１８が生成するゲート信号ＧＰのパルス幅（以下「ゲート幅」という）は、２種類用意されており、具体的には、送信パルス幅のＮ（Ｎは正整数）倍に設定された第１ゲート幅Ｇ１と、送信パルス幅と同じ大きさに設定された第２ゲート幅Ｇ２とからなる。但し、本実施形態では、送信パルス幅は１ｎｓ、Ｎ＝１０に設定されており、従って、第１ゲート幅Ｇ１は１０ｎｓ、第２ゲート幅Ｇ２は１ｎｓとなる。
【００３０】
ここで、起動停止指令ＣＡは、パルス制御部１２を起動，停止するためのものであり、モード設定指令ＭＤは、第１ゲート幅Ｇ１に対応する低い距離分解能で物標検出を行う通常モード、第２ゲート幅Ｇ２に対応する高い距離分解能で物標検出を行う高分解能モードのいずれかの動作モードを指定するためのものである。また、区間指定パラメータＫは、後述する測定期間Ｔｓを、第１ゲート幅Ｇ１でＭ（Ｍは正整数）分割した分割区間Ａｋ（ｋ＝１，２，…，Ｍ）のいずれかを指定するためのものである。
【００３１】
［パルス制御部］
パルス制御部１２は、起動停止指令ＣＡがアクティブレベルの時に動作し、一定の測定期間Ｔｓ毎に送信タイミング信号ＳＴを生成するタイミング生成部２２と、送信タイミング信号ＳＴ，モード設定指令ＭＤ，区間指定パラメータＫに従って、ゲートタイミング信号ＧＴ，ゲート幅信号ＧＷを生成することでゲート信号生成回路１８の動作を制御するスキャン制御部２３とを備えている。
【００３２】
なお、タイミング生成部２２が送信タイミング信号ＳＴを生成する周期、即ち測定期間Ｔｓは、当該パルスレーダ装置１の最大検出距離Ｒをレーダ波が往復するのに要する時間に設定され、光速をＣとして（５）式で表される。
【００３３】
Ｔｓ＝２Ｒ／Ｃ （５）
上述したように、測定期間Ｔｓが、第１ゲート幅Ｇ１のＭ倍に設定されているため、例えば、Ｍ＝５０であれば、Ｔｓ＝５００ｎｓ、Ｒ≒７５ｍとなる。
【００３４】
また、ゲート幅信号ＧＷによって指定されるゲート幅と、当該装置１における距離分解能ΔＲとは、（６）式に示す関係を有する。但し、ゲート信号ＧＷによって指定されるゲート幅をＧＷで表すものとする。
【００３５】
ＧＷ＝２ΔＲ／Ｃ （６）
つまり、本実施形態では、ＧＷ＝Ｇ１の場合はΔＲ≒１５０ｃｍ、ＧＷ＝Ｇ２の場合はΔＲ≒１５ｃｍとなる。
【００３６】
［スキャン制御部］
次に、スキャン制御部２３の動作内容を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。
【００３７】
スキャン制御部２３は、当該装置１に電源が投入されると起動し、起動すると、図２に示すように、まず、信号処理部２１からのモード設定指令ＭＤによる指定が通常モードであるか否かを判断する（Ｓ１１０）。
【００３８】
モード設定指令ＭＤによる指定が通常モードであれば、ステップ遅延量ΔＤを第１ゲート幅Ｇ１に設定し、繰返判定値ＴＨをＭに、遅延オフセットＤｏを０に設定し設定し（Ｓ１２０）、更に、ゲート幅信号ＧＷによって第１ゲート幅Ｇ１が指定されるように、ゲート幅信号ＧＷを設定する（Ｓ１３０）。
【００３９】
一方、モード設定指令ＭＤによる指定が通常モードではなく高分解能モードであれば、ステップ遅延量ΔＤを第２ゲート幅Ｇ２に設定し、繰返判定値ＴＨをＮに設定すると共に、遅延オフセットＤｏを、信号処理部２１から出力される区間指定パラメータＫに基づき次式（７）に従って設定する（Ｓ１３０）。
【００４０】
Ｄｏ＝（Ｋ−１）×Ｇ１ （７）
更に、ゲート幅信号ＧＷによって第２ゲート幅Ｇ２が指定されるように、ゲート幅信号ＧＷを設定する（Ｓ１５０）。
【００４１】
Ｓ１２０〜Ｓ１３０またはＳ１４０〜Ｓ１５０の設定が終了すると、後述の処理に用いるパラメータｉを０に初期化し（Ｓ１６０）、先に設定したステップ遅延量ΔＤ，遅延オフセットＤｏおよびパラメータｉに基づき、待機時間ＴＷを次式（８）に従って設定する（Ｓ１７０）。
【００４２】
ＴＷ＝Ｄｏ＋ｉ×ΔＤ （８）
そして、タイミング生成部２２から送信タイミング信号ＳＴが出力されるまで待機し（Ｓ１８０）、送信タイミング信号ＳＴが出力されると、更に、先のＳ１７０で設定した待機時間ＴＷが経過するまで待機する（Ｓ１９０）。
【００４３】
そして、待機時間ＴＷが経過すると、ゲート信号生成回路１８に対してゲートタイミング信号ＧＴを出力する（Ｓ２００）。
このゲートタイミング信号ＧＴのタイミングで、ゲート信号生成回路１８からは、先のＳ１３０またはＳ１５０で設定されたゲート幅信号ＧＷによる指定に従ったゲート幅を有するゲート信号ＧＰが出力されることになる。
【００４４】
その後、パラメータｉをインクリメント（ｉ←ｉ＋１）し（Ｓ２１０）、パラメータｉが、繰返判定値ＴＨより小さいか否かを判断する（Ｓ２２０）。
パラメータｉが繰返判定値ＴＨより小さければ、現在設定中の動作モードでのスキャンが未だ完了していないものとして、Ｓ１７０に戻って、Ｓ１７０〜Ｓ２１０の処理を繰り返し実行する。一方、パラメータｉが繰返判定値ＴＨ以上であれば、現在設定中の動作モードでのスキャンは完了したものとして、Ｓ１１０に戻る。
【００４５】
なお、このようなスキャン制御部２３の動作は、論理回路の組合せによって当業者であれば容易に実現することができ、また、具体的な回路構成に本発明の特徴があるわけではないため、ここでは、その構成の詳細についての説明は省略する。
【００４６】
［各動作モードでのスキャン動作］
ここで、図３は、スキャン制御部２３の動作によって、生成されるゲート信号ＧＰと送信信号ＳＰとの関係を示すタイミング図である。なお、図中上段が、通常モードの場合、図中下段が高分解能モードの場合を示す。
【００４７】
図３に示すように、モード設定指令ＭＤが通常モードの時には、第１ゲート幅Ｇ１に設定されたゲート信号ＧＰを、初回は送信信号ＳＰと同じタイミングで、それ以後は、測定期間Ｔｓ毎に、前回のタイミングよりステップ遅延量ΔＤ（＝Ｇ１）ずつ遅延したタイミングで出力し、合計Ｍ回の送受信を繰り返す。
【００４８】
これにより、測定期間Ｔｓの全期間が対象時間範囲として設定され、この対象時間範囲に対応する距離範囲が、第１ゲート幅Ｇ１に対応した距離分解能ΔＲでスキャンされることになる。
【００４９】
一方、モード設定指令ＭＤが高分解モードの時は、第２ゲート幅Ｇ２に設定されたゲート信号ＧＰを、初回は送信信号ＳＰから遅延オフセットＤｏ（＝（Ｋ−１）×Ｇ１）だけ遅延したタイミングで、それ以降は、測定期間Ｔｓ毎に、前回のタイミングよりステップ遅延量ΔＤ（＝Ｇ２）ずつ遅延したタイミングで出力し、合計Ｍ回の送受信を繰り返す。
【００５０】
これにより、測定期間Ｔｓのうち区間指定パラメータＫで指定された分割区間が対象時間範囲として設定され、この対象時間範囲に対応する距離範囲が、第２ゲート幅Ｇ２に対応した距離分解能ΔＲでスキャンされることになる。
【００５１】
［物標検出処理］
次に、信号処理部２１が実行する物標検出処理を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。本処理は、信号処理部２１が起動し、当該装置１の各部を初期化する初期化処理の実行後に起動される。
【００５２】
本処理が起動すると、まず、動作モードとして通常モードを指定するモード設定指令ＭＤ、およびスキャン対象となる対象時間範囲として測定期間Ｔｓの全体を指定する区間指定パラメータＫ（＝０）をスキャン制御部２３に出力する（Ｓ３１０）。
【００５３】
その後、起動停止指令ＣＡをアクティブにすることで、タイミング生成部２２に送信タイミング信号ＳＴの出力を開始させると共に、測定期間Ｔｓ毎にＡＤ変換回路２０からの出力ＩＤ，ＱＤを取得するスキャン処理を実行する（Ｓ３２０）。
【００５４】
但し、スキャン処理では、必要数のデータ（ここでは、データＩＤ，ＱＤをＭ個ずつ）が得られると、起動停止指令ＣＡを非アクティブにしてタイミング生成部２２を停止することで、スキャン処理を停止する。
【００５５】
次に、Ｓ３２０で取得したデータＩＤ，ＱＤの二乗和を相関値として求め、その相関値に基づいて、物標を検出する処理を実行する（Ｓ３３０）。
具体的には、Ｓ３２０のスキャン処理により得られた分割区間Ａ１〜ＡＭのそれぞれに対応するＭ個の相関値のうち、予め設定された検出閾値より大きな値を有した相関値を抽出し、抽出した相関値に対応する分割区間を物標が存在する領域として抽出する。更に、抽出した領域が一つの分割区間で構成されている場合は、その分割区間Ａｋの番号を、また、抽出した領域が複数の分割区間で構成されている場合は、その中で相関値が最大となる分割区間Ａｋの番号をその物標の代表番号ｋとする。この代表番号ｋに基づいて、抽出した領域（即ち物標）毎に、物標までの距離Ｒ（＝（ｋ−１）×Ｇ１／２）を算出すると共に、前回のスキャンで求められた距離との差と、前回のスキャンからの測定間隔とから物標との相対速度を算出する。
【００５６】
このようにＳ３３０にて抽出された物標のうち、代表番号ｋが予め設定された閾値番号より小さいものを近距離物標として、通常モードでのスキャンにより近距離物標が検出されたか否かを判断し（Ｓ３４０）、近距離物標が検出されていなければ、高分解能モードでの動作の必要がないものとして、Ｓ３１０に戻る。
【００５７】
一方、通常モードでのスキャンにより近距離物標が検出されていれば、近距離物標の中でも最も近い位置にある（即ち、代表番号が最も小さい）物標の代表番号ｋを区間指定パラメータＫとしてスキャン制御部２３に出力する（Ｓ３５０）。つまり、分割区間Ａｋを対象時間範囲として指定する区間指定パラメータＫをスキャン制御部２３に出力する。
【００５８】
その後、動作モードとして高分解能モードを指定するモード設定指令ＭＤを出力し（Ｓ３６０）、起動停止指令ＣＡをアクティブにすることで、先のＳ３２０と同様にスキャン処理を実行する（Ｓ３７０）。但し、この場合、スキャン処理の停止条件となるデータＩＤ，ＩＱの必要数はＮ個である。
【００５９】
更に、Ｓ３７０で取得したデータＩＤ，ＱＤに基づき、先のＳ３３０と同様に、距離、相対速度を算出して（Ｓ３８０）、Ｓ３１０に戻る。
＜効果＞
以上説明したように、パルスレーダ装置１では、送信信号ＳＰのパルス幅を一定とし、ゲート信号ＧＰのゲート幅ＧＷを変化させることで距離分解能を変化させている。
【００６０】
このため、パルスレーダ装置１によれば、距離分解能を変化させた時に、送信信号ＳＰの信号強度を変化させる等の複雑な構成や処理を必要とすることなく、送信電力、ひいては受信信号ＲのＳ／Ｎを略一定とすることができ、換言すれば、検知精度（信頼性）や最大検知距離を低下させることなく距離分解能を変化させることができる。
【００６１】
また、パルスレーダ装置１では、近距離物標が検出されるまでの間は、測定範囲の全領域を低い距離分解能で物標の検出を行い、近距離物標が検出されると、その物標が検出された分割区間ＡＫに限って高い距離分解能で物標の検出を行うようにされている。
【００６２】
従って、パルスレーダ装置１によれば、高い距離分解能での物標検出を行うことによる処理量や処理時間の増大を必要最小限に抑えることができる。
［発明との対応］
なお、本実施形態において、発振器１１，タイミング生成部２２，送信信号生成回路１３が送信信号生成手段に相当し、送信器１４，送信アンテナ１５，受信アンテナ１６，受信器１７が送受信手段に相当し、発振器１１，ゲート信号生成回路１８がゲート信号生成手段に相当し、スキャン制御部２３がスキャン手段に相当し、ミキサ１９，ＡＤ変換回路２０が相関検出手段に相当し、Ｓ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３７０，Ｓ３８０が物標検出手段、Ｓ３１０が第１設定手段（設定制御手段）、Ｓ３５０，Ｓ３６０が第２設定手段（設定制御手段）、Ｓ３４０が禁止手段に相当する。
【００６３】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００６４】
例えば、上記実施形態では、第１ゲート幅Ｇ１および第２ゲート幅Ｇ２を用いた２段階の距離分解能でスキャンを実施しているが、３種類以上のゲート幅を用いた３段階以上の距離分解能により、距離分解能が高くなるほど対象範囲を絞ったスキャンを実施するように構成してもよい。
【００６５】
上記実施形態では、最も近くに存在する近距離物標を対象として高い距離分解能でのスキャンを実施しているが、近距離物標以外の物標や、同時に２個以上の物標を対象として高い距離分解能でのスキャンを実施するように構成してもよい。
【００６６】
上記実施形態では、１回のスキャン毎に物標との距離や相対速度を算出しているが、同一の動作モードで複数回のスキャンを繰り返した結果に基づき、同一タイミングのゲート信号ＧＰに基づく相関値同士を加算した加算相関値を用いて、物標との距離や相対速度を算出するように構成してもよい。この場合、同期加算利得により、距離の検出精度（信頼性）を向上させることができる。
【００６７】
上記実施形態では、第１ゲート幅Ｇ１および第２ゲート幅Ｇ２として固定値を用いているが、車速や距離（送信タイミングからの遅延量）に応じて可変設定するように構成してもよい。
【００６８】
上記実施形態では、スキャン制御部２３を、信号処理部２１とは別体に設けたが、信号処理部２１の処理によりゲートタイミング信号ＧＴやゲート幅信号ＧＷが生成されるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１…パルスレーダ装置 １１…発振器 １２…パルス制御部 １３…送信信号生成回路 １４…送信器 １５…送信アンテナ １６…受信アンテナ １７…受信器 １８…ゲート信号生成回路 １９…ミキサ ２０…ＡＤ変換回路 ２１…信号処理部 ２２…タイミング生成部 ２３…スキャン制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス状のレーダ波を送受信することにより、レーダ波の反射を行う物標までの距離を検出するパルスレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パルス状のレーダ波を送受信し、レーダ波の送信からその反射波の受信までに要した時間、即ち、レーダ波の反射を行う物標までの距離をレーダ波が往復するのに要した時間（以下、往復時間という）を測定することにより、物標までの距離を検出するパルスレーダ装置が知られている。
【０００３】
また、レーダ波の往復時間を測定する手法の一つとして、マッチドフィルタを用いるものが知られている。
このマッチドフィルタを適用したパルスレーダ装置は、レーダ波の送信信号を予め設定された遅延時間だけ遅延させたゲート信号を生成し、このゲート信号と反射波の受信信号との相関を、相関器を用いて求めるように構成される。
【０００４】
そして、図５に示すように、測定対象となる時間範囲を測定期間Ｔｓとして、この測定期間Ｔｓ毎にレーダ波の送信を繰り返すと共に、ゲート信号の遅延時間Ｄを、予め設定された変化量τずつ順次変化（Ｄ＝０，τ，２τ，３τ…）させながら測定を繰り返すことにより時間軸上のスキャンを実行し、相関器の出力が最大となった時のゲート信号の遅延時間Ｄをレーダ波の往復時間として検出する。
【０００５】
なお、測定期間（レーダ波の送信周期）Ｔｓは、通常、当該装置の最大検出距離Ｒをレーダ波が往復するのに要する時間に設定され、光速をＣとして（１）式で表される。
Ｔｓ＝２Ｒ／Ｃ （１）
また、距離分解能をΔＲとすると、この距離分解能ΔＲと遅延時間Ｄの変化量τとは、（２）式に示す関係を有する。
【０００６】
τ＝２ΔＲ／Ｃ （２）
但し、測定期間Ｔｓの全体を、変化量τでスキャンする場合、１回のスキャンに要するゲート信号の数、即ち、測定の繰返回数Ｍは（３）式で表され、また、１回のスキャンに要する時間（スキャン周期）Ｔscanは、（４）式で表されることになる。
【０００７】
Ｍ＝Ｔｓ／τ＝Ｒ／ΔＲ （３）
Ｔscan＝Ｍ×Ｔｓ （４）
つまり、距離分解能ΔＲを向上させる（即ち、ΔＲを小さくする）には、遅延時間Ｄの変化量τを小さくして、１回のスキャンで行う測定の繰返回数Ｍを増加させる必要があり、それに伴って、スキャン時間Ｔscanも増大してしまうという問題があった。
【０００８】
具体的には、Ｒ＝６８ｍで、ΔＲ＝０．１ｍに設定すると、Ｍ＝６８０回，Ｔscan＝０．３１ｍｓとなり、また、ΔＲ＝０．０５ｍ（距離分解能を倍）に設定すると、Ｍ＝１３６０回，Ｔscan＝０．６２ｍｓ（即ち、Ｍ，Ｔscanも倍）になる。
【０００９】
これに対して、最大検出距離Ｒ内の全体に渡って距離分解能を一律に向上させるのではなく、近距離領域では距離分解能を高く（τが小）、遠距離領域では距離分解能を低く（τが大）して物標を検出する手法（例えば、特許文献１参照。）や、前回のサイクルで物標を検出した場合、その物標が検出された距離の前後で距離分解能を高くして物標を検出する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−９０８００号公報
【特許文献２】特開２００９−９２５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した従来装置は、いずれも、送信信号のパルス幅を狭めることで距離分解能を向上させている。しかし、送信信号のパルス幅を狭めると、その狭めた分だけ１パルス当たりの送信電力、ひいては単位時間当たりの送信電力（平均送信電力）が小さくなり、距離分解能を高くするほど、受信信号のＳ／Ｎが低下し、検知精度（信頼性）を低下させてしまうという問題があった。
【００１２】
なお、距離分解能によらず平均送信電力を一定にするには、送信信号のパルス幅（即ち距離分解能）に応じて、パルスの強度（振幅）を変化させたり、パルスの送信周期を短くしたりすることが考えられる。
【００１３】
しかし、これらの対策では、装置構成が複雑になるという問題や、距離分解能を高くするほど最大検知距離が短くなるといった問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するために、検知精度や最大検知距離を低下させることなく距離分解能を変化させることが可能なパルス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】
【００１４】
上記目的を達成するためになされた本発明のパルスレーダ装置では、送信信号生成手段が、予め設定された測定期間毎にパルス状の送信信号を繰り返し生成し、送受信手段が、送信信号に基づくレーダ波を送信すると共に、その反射波を受信する。
【００１５】
また、ゲート信号生成手段が、設定されたゲート幅を有し、かつ、送信信号生成手段が生成する送信信号の送信タイミングに同期したゲート信号を測定期間毎に生成し、スキャン手段が、設定された対象時間範囲内で、送信タイミングに対するゲート信号の遅延時間を、測定期間の１回または複数回毎にゲート幅に相当する時間ずつ順次増大させる。
【００１６】
そして、相関検出手段が、送信周期毎に、送受信手段が受信した受信信号とゲート信号生成手段が生成したゲート信号との相関を求め、物標検出手段が、相関検出手段での検出結果に基づき、送受信手段から送信されたレーダ波を反射した物標との距離を、ゲート幅に対応した距離分解能で算出する。
【００１７】
この時、設定制御手段は、対象時間範囲およびゲート幅を設定することで、検出対象となる距離範囲および検出に用いる距離分解能を制御する。
このように構成された本発明のパルスレーダ装置によれば、送信信号のパルス幅を一定とし、ゲート信号のゲート幅を変化させることで距離分解能を変化させているため、距離分解能の高低によらず送信電力を一定とすることができる。その結果、距離分解能に応じて送信信号の信号強度を変化させる等の複雑な構成や処理を必要とすることなく、受信信号のＳ／Ｎを一定に保持することができ、ひいては検知精度や最大検知距離を低下させることなく、距離分解能を変化させることができる。
【００１８】
なお、設定制御手段は、例えば、以下に説明するような第１設定手段および第２設定手段によって構成されていてもよい。
即ち、第１設定手段が、送信信号のパルス幅より大きい広さを有する第１ゲート幅をゲート信号のゲート幅に設定すると共に、測定期間の全期間を対象時間範囲に設定し、この第１設定手段の設定下で物標検出手段にて物標が検出された場合、第２設定手段が、第１ゲート幅より狭くかつ送信信号のパルス幅以上の広さを有する第２ゲート幅をゲート信号のゲート幅に設定すると共に、測定期間を第１ゲート幅で分割した各区間を分割区間として、物標が検出された分割区間を対象時間範囲に設定する。
【００１９】
この場合、測定期間に対応する最大検知距離までの全範囲を第１ゲート幅に対応した距離分解能（即ち、第１設定手段による設定下）で物標検出を行い、物標が検出されると、物標が検出された分割区間だけを、第２ゲート幅に対応したより高い距離分解能（第２設定手段による設定下）で物標検出を行うようにされているため、高い距離分解能での物標検出を行うことによる処理量や処理時間の増大を必要最小限に抑えることができる。
【００２０】
特に、第２設定手段によって設定される第２ゲート幅を、送信信号のパルス幅と等しくなるように設定した場合には、距離分解能を最大限に向上させることができる。
なお、本発明パルスレーダ装置は、第１設定手段の設定下で検出された物標との距離が予め設定された許容距離以上である場合に、第２設定手段の動作を禁止する禁止手段を備えていてもよい。
【００２１】
この場合、許容距離以上の遠距離に存在する物標については第１設定手段の設定に基づく低い距離分解能でのみ検出を行い、許容距離未満の近距離に存在する物標についてのみ第２設定手段の設定に基づく高い距離分解能で検出を行うことになり、物標との位置関係に応じて必要な精度の距離情報を効率良く取得することができる。
【００２２】
ところで、物標検出手段は、相関検出手段での検出結果を、同じ遅延時間を有したゲート信号に基づいて検出されたもの同士で、複数個ずつ加算した結果に基づいて、物標の検出を行うように構成されていてもよい。
【００２３】
このように検出結果の加算値を用いることで、同期加算利得が得られるため、相関検出手段の検出結果のＳ／Ｎ、ひいては距離の検知精度（信頼性）を向上させることができる。
【００２４】
また、送信信号生成手段は、ＵＷＢ変調により送信信号を生成するように構成されていてもよい。
つまり、ＵＷＢ変調により生成される送信信号のパルス幅は非常に狭く、送信信号のパルス幅を調整することが困難であることから、ゲート信号のゲート幅によって距離分解能を調整する手法を好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態のパルスレーダ装置の構成を示すブロック図。
【図２】スキャン制御部での動作内容を示すフローチャート。
【図３】スキャン制御部の動作によって実現されるスキャンの概要を示す説明図。
【図４】信号処理部が実行する物標検出処理の内容を示すフローチャート。
【図５】マッチドフィルタにより検出を行うパルスレーダ装置の動作を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［全体構成］
図１は、車両に取り付けられ、車両前方に存在する物標（先行車両や障害物等）を検出するパルスレーダ装置１の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示すように、パルスレーダ装置１は、ミリ波帯の高周波信号を生成する発振器１１と、レーダ波を送信するタイミングを指定するための送信タイミング信号ＳＴ、その送信タイミング信号ＳＴに同期したゲート信号ＧＰを発生させるタイミングを指定するためのゲートタイミング信号ＧＴ、ゲート信号ＧＰのパルス幅（以下「ゲート幅」という）を指定するためのゲート幅信号ＧＷを生成するパルス制御部１２と、パルス制御部１２で生成された送信タイミング信号ＳＴに基づき、発振器１１で生成された高周波信号を、送信タイミング信号ＳＴで特定されるタイミングで予め設定された極短期間だけ出力することで、いわゆるＵＷＢ（Ultra Wide Band ) 変調されたパルス状の送信信号ＳＰを生成する送信信号生成回路１３と、送信信号生成回路１３にて生成された送信信号ＳＰを送信アンテナ１５に供給することで、送信アンテナ１５からレーダ波を放射させる送信器１４とを備えている。
【００２８】
また、パルスレーダ装置１は、送信アンテナ１５から送信され、物標に反射して戻ってきたレーダ波（反射波）を、受信アンテナ１６を介して受信する受信器１７と、パルス制御部１２で生成されたゲートタイミング信号ＧＴおよびゲート幅信号ＧＷに基づき、発振器１１で生成された高周波信号を、ゲートタイミング信号ＧＴで特定されるタイミングで、ゲート幅信号ＧＷで特定される期間だけ出力することでパルス状のゲート信号ＧＰを生成するゲート信号生成回路１８と、受信器１７にて受信した反射波の受信信号Ｒに、ゲート信号生成回路１８にて生成されたゲート信号ＧＰを混合してゲート信号ＧＰと同じ周波数を有する信号の同相成分Ｉ，直交成分Ｑを生成するミキサ１９と、ミキサ１９にて生成された信号成分Ｉ，Ｑを検波し、その振幅をＡＤ変換するＡＤ変換回路２０と、ＡＤ変換回路２０の出力ＩＤ，ＱＤに基づいて、レーダ波の反射を行う物標との距離や相対速度を求めると共に、パルス制御部１２の動作を制御する起動停止指令ＣＡ，モード設定指令ＭＤ，区間指定パラメータＫを出力する物標検出処理等を実行する信号処理部２１とを備えている。
【００２９】
以下では、上述の極短期間、即ち、送信信号生成回路１３が生成する送信信号ＳＰのパルス幅を送信パルス幅という。また、ゲート幅信号ＧＷによって設定される期間、即ち、ゲート信号生成回路１８が生成するゲート信号ＧＰのパルス幅（以下「ゲート幅」という）は、２種類用意されており、具体的には、送信パルス幅のＮ（Ｎは正整数）倍に設定された第１ゲート幅Ｇ１と、送信パルス幅と同じ大きさに設定された第２ゲート幅Ｇ２とからなる。但し、本実施形態では、送信パルス幅は１ｎｓ、Ｎ＝１０に設定されており、従って、第１ゲート幅Ｇ１は１０ｎｓ、第２ゲート幅Ｇ２は１ｎｓとなる。
【００３０】
ここで、起動停止指令ＣＡは、パルス制御部１２を起動，停止するためのものであり、モード設定指令ＭＤは、第１ゲート幅Ｇ１に対応する低い距離分解能で物標検出を行う通常モード、第２ゲート幅Ｇ２に対応する高い距離分解能で物標検出を行う高分解能モードのいずれかの動作モードを指定するためのものである。また、区間指定パラメータＫは、後述する測定期間Ｔｓを、第１ゲート幅Ｇ１でＭ（Ｍは正整数）分割した分割区間Ａｋ（ｋ＝１，２，…，Ｍ）のいずれかを指定するためのものである。
【００３１】
［パルス制御部］
パルス制御部１２は、起動停止指令ＣＡがアクティブレベルの時に動作し、一定の測定期間Ｔｓ毎に送信タイミング信号ＳＴを生成するタイミング生成部２２と、送信タイミング信号ＳＴ，モード設定指令ＭＤ，区間指定パラメータＫに従って、ゲートタイミング信号ＧＴ，ゲート幅信号ＧＷを生成することでゲート信号生成回路１８の動作を制御するスキャン制御部２３とを備えている。
【００３２】
なお、タイミング生成部２２が送信タイミング信号ＳＴを生成する周期、即ち測定期間Ｔｓは、当該パルスレーダ装置１の最大検出距離Ｒをレーダ波が往復するのに要する時間に設定され、光速をＣとして（５）式で表される。
【００３３】
Ｔｓ＝２Ｒ／Ｃ （５）
上述したように、測定期間Ｔｓが、第１ゲート幅Ｇ１のＭ倍に設定されているため、例えば、Ｍ＝５０であれば、Ｔｓ＝５００ｎｓ、Ｒ≒７５ｍとなる。
【００３４】
また、ゲート幅信号ＧＷによって指定されるゲート幅と、当該装置１における距離分解能ΔＲとは、（６）式に示す関係を有する。但し、ゲート信号ＧＷによって指定されるゲート幅をＧＷで表すものとする。
【００３５】
ＧＷ＝２ΔＲ／Ｃ （６）
つまり、本実施形態では、ＧＷ＝Ｇ１の場合はΔＲ≒１５０ｃｍ、ＧＷ＝Ｇ２の場合はΔＲ≒１５ｃｍとなる。
【００３６】
［スキャン制御部］
次に、スキャン制御部２３の動作内容を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。
【００３７】
スキャン制御部２３は、当該装置１に電源が投入されると起動し、起動すると、図２に示すように、まず、信号処理部２１からのモード設定指令ＭＤによる指定が通常モードであるか否かを判断する（Ｓ１１０）。
【００３８】
モード設定指令ＭＤによる指定が通常モードであれば、ステップ遅延量ΔＤを第１ゲート幅Ｇ１に設定し、繰返判定値ＴＨをＭに、遅延オフセットＤｏを０に設定し設定し（Ｓ１２０）、更に、ゲート幅信号ＧＷによって第１ゲート幅Ｇ１が指定されるように、ゲート幅信号ＧＷを設定する（Ｓ１３０）。
【００３９】
一方、モード設定指令ＭＤによる指定が通常モードではなく高分解能モードであれば、ステップ遅延量ΔＤを第２ゲート幅Ｇ２に設定し、繰返判定値ＴＨをＮに設定すると共に、遅延オフセットＤｏを、信号処理部２１から出力される区間指定パラメータＫに基づき次式（７）に従って設定する（Ｓ１３０）。
【００４０】
Ｄｏ＝（Ｋ−１）×Ｇ１ （７）
更に、ゲート幅信号ＧＷによって第２ゲート幅Ｇ２が指定されるように、ゲート幅信号ＧＷを設定する（Ｓ１５０）。
【００４１】
Ｓ１２０〜Ｓ１３０またはＳ１４０〜Ｓ１５０の設定が終了すると、後述の処理に用いるパラメータｉを０に初期化し（Ｓ１６０）、先に設定したステップ遅延量ΔＤ，遅延オフセットＤｏおよびパラメータｉに基づき、待機時間ＴＷを次式（８）に従って設定する（Ｓ１７０）。
【００４２】
ＴＷ＝Ｄｏ＋ｉ×ΔＤ （８）
そして、タイミング生成部２２から送信タイミング信号ＳＴが出力されるまで待機し（Ｓ１８０）、送信タイミング信号ＳＴが出力されると、更に、先のＳ１７０で設定した待機時間ＴＷが経過するまで待機する（Ｓ１９０）。
【００４３】
そして、待機時間ＴＷが経過すると、ゲート信号生成回路１８に対してゲートタイミング信号ＧＴを出力する（Ｓ２００）。
このゲートタイミング信号ＧＴのタイミングで、ゲート信号生成回路１８からは、先のＳ１３０またはＳ１５０で設定されたゲート幅信号ＧＷによる指定に従ったゲート幅を有するゲート信号ＧＰが出力されることになる。
【００４４】
その後、パラメータｉをインクリメント（ｉ←ｉ＋１）し（Ｓ２１０）、パラメータｉが、繰返判定値ＴＨより小さいか否かを判断する（Ｓ２２０）。
パラメータｉが繰返判定値ＴＨより小さければ、現在設定中の動作モードでのスキャンが未だ完了していないものとして、Ｓ１７０に戻って、Ｓ１７０〜Ｓ２１０の処理を繰り返し実行する。一方、パラメータｉが繰返判定値ＴＨ以上であれば、現在設定中の動作モードでのスキャンは完了したものとして、Ｓ１１０に戻る。
【００４５】
なお、このようなスキャン制御部２３の動作は、論理回路の組合せによって当業者であれば容易に実現することができ、また、具体的な回路構成に本発明の特徴があるわけではないため、ここでは、その構成の詳細についての説明は省略する。
【００４６】
［各動作モードでのスキャン動作］
ここで、図３は、スキャン制御部２３の動作によって、生成されるゲート信号ＧＰと送信信号ＳＰとの関係を示すタイミング図である。なお、図中上段が、通常モードの場合、図中下段が高分解能モードの場合を示す。
【００４７】
図３に示すように、モード設定指令ＭＤが通常モードの時には、第１ゲート幅Ｇ１に設定されたゲート信号ＧＰを、初回は送信信号ＳＰと同じタイミングで、それ以後は、測定期間Ｔｓ毎に、前回のタイミングよりステップ遅延量ΔＤ（＝Ｇ１）ずつ遅延したタイミングで出力し、合計Ｍ回の送受信を繰り返す。
【００４８】
これにより、測定期間Ｔｓの全期間が対象時間範囲として設定され、この対象時間範囲に対応する距離範囲が、第１ゲート幅Ｇ１に対応した距離分解能ΔＲでスキャンされることになる。
【００４９】
一方、モード設定指令ＭＤが高分解モードの時は、第２ゲート幅Ｇ２に設定されたゲート信号ＧＰを、初回は送信信号ＳＰから遅延オフセットＤｏ（＝（Ｋ−１）×Ｇ１）だけ遅延したタイミングで、それ以降は、測定期間Ｔｓ毎に、前回のタイミングよりステップ遅延量ΔＤ（＝Ｇ２）ずつ遅延したタイミングで出力し、合計Ｍ回の送受信を繰り返す。
【００５０】
これにより、測定期間Ｔｓのうち区間指定パラメータＫで指定された分割区間が対象時間範囲として設定され、この対象時間範囲に対応する距離範囲が、第２ゲート幅Ｇ２に対応した距離分解能ΔＲでスキャンされることになる。
【００５１】
［物標検出処理］
次に、信号処理部２１が実行する物標検出処理を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。本処理は、信号処理部２１が起動し、当該装置１の各部を初期化する初期化処理の実行後に起動される。
【００５２】
本処理が起動すると、まず、動作モードとして通常モードを指定するモード設定指令ＭＤ、およびスキャン対象となる対象時間範囲として測定期間Ｔｓの全体を指定する区間指定パラメータＫ（＝０）をスキャン制御部２３に出力する（Ｓ３１０）。
【００５３】
その後、起動停止指令ＣＡをアクティブにすることで、タイミング生成部２２に送信タイミング信号ＳＴの出力を開始させると共に、測定期間Ｔｓ毎にＡＤ変換回路２０からの出力ＩＤ，ＱＤを取得するスキャン処理を実行する（Ｓ３２０）。
【００５４】
但し、スキャン処理では、必要数のデータ（ここでは、データＩＤ，ＱＤをＭ個ずつ）が得られると、起動停止指令ＣＡを非アクティブにしてタイミング生成部２２を停止することで、スキャン処理を停止する。
【００５５】
次に、Ｓ３２０で取得したデータＩＤ，ＱＤの二乗和を相関値として求め、その相関値に基づいて、物標を検出する処理を実行する（Ｓ３３０）。
具体的には、Ｓ３２０のスキャン処理により得られた分割区間Ａ１〜ＡＭのそれぞれに対応するＭ個の相関値のうち、予め設定された検出閾値より大きな値を有した相関値を抽出し、抽出した相関値に対応する分割区間を物標が存在する領域として抽出する。更に、抽出した領域が一つの分割区間で構成されている場合は、その分割区間Ａｋの番号を、また、抽出した領域が複数の分割区間で構成されている場合は、その中で相関値が最大となる分割区間Ａｋの番号をその物標の代表番号ｋとする。この代表番号ｋに基づいて、抽出した領域（即ち物標）毎に、物標までの距離Ｒ（＝（ｋ−１）×Ｇ１／２）を算出すると共に、前回のスキャンで求められた距離との差と、前回のスキャンからの測定間隔とから物標との相対速度を算出する。
【００５６】
このようにＳ３３０にて抽出された物標のうち、代表番号ｋが予め設定された閾値番号より小さいものを近距離物標として、通常モードでのスキャンにより近距離物標が検出されたか否かを判断し（Ｓ３４０）、近距離物標が検出されていなければ、高分解能モードでの動作の必要がないものとして、Ｓ３１０に戻る。
【００５７】
一方、通常モードでのスキャンにより近距離物標が検出されていれば、近距離物標の中でも最も近い位置にある（即ち、代表番号が最も小さい）物標の代表番号ｋを区間指定パラメータＫとしてスキャン制御部２３に出力する（Ｓ３５０）。つまり、分割区間Ａｋを対象時間範囲として指定する区間指定パラメータＫをスキャン制御部２３に出力する。
【００５８】
その後、動作モードとして高分解能モードを指定するモード設定指令ＭＤを出力し（Ｓ３６０）、起動停止指令ＣＡをアクティブにすることで、先のＳ３２０と同様にスキャン処理を実行する（Ｓ３７０）。但し、この場合、スキャン処理の停止条件となるデータＩＤ，ＩＱの必要数はＮ個である。
【００５９】
更に、Ｓ３７０で取得したデータＩＤ，ＱＤに基づき、先のＳ３３０と同様に、距離、相対速度を算出して（Ｓ３８０）、Ｓ３１０に戻る。
＜効果＞
以上説明したように、パルスレーダ装置１では、送信信号ＳＰのパルス幅を一定とし、ゲート信号ＧＰのゲート幅ＧＷを変化させることで距離分解能を変化させている。
【００６０】
このため、パルスレーダ装置１によれば、距離分解能を変化させた時に、送信信号ＳＰの信号強度を変化させる等の複雑な構成や処理を必要とすることなく、送信電力、ひいては受信信号ＲのＳ／Ｎを略一定とすることができ、換言すれば、検知精度（信頼性）や最大検知距離を低下させることなく距離分解能を変化させることができる。
【００６１】
また、パルスレーダ装置１では、近距離物標が検出されるまでの間は、測定範囲の全領域を低い距離分解能で物標の検出を行い、近距離物標が検出されると、その物標が検出された分割区間ＡＫに限って高い距離分解能で物標の検出を行うようにされている。
【００６２】
従って、パルスレーダ装置１によれば、高い距離分解能での物標検出を行うことによる処理量や処理時間の増大を必要最小限に抑えることができる。
［発明との対応］
なお、本実施形態において、発振器１１，タイミング生成部２２，送信信号生成回路１３が送信信号生成手段に相当し、送信器１４，送信アンテナ１５，受信アンテナ１６，受信器１７が送受信手段に相当し、発振器１１，ゲート信号生成回路１８がゲート信号生成手段に相当し、スキャン制御部２３がスキャン手段に相当し、ミキサ１９，ＡＤ変換回路２０が相関検出手段に相当し、Ｓ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３７０，Ｓ３８０が物標検出手段、Ｓ３１０が第１設定手段（設定制御手段）、Ｓ３５０，Ｓ３６０が第２設定手段（設定制御手段）、Ｓ３４０が禁止手段に相当する。
【００６３】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００６４】
例えば、上記実施形態では、第１ゲート幅Ｇ１および第２ゲート幅Ｇ２を用いた２段階の距離分解能でスキャンを実施しているが、３種類以上のゲート幅を用いた３段階以上の距離分解能により、距離分解能が高くなるほど対象範囲を絞ったスキャンを実施するように構成してもよい。
【００６５】
上記実施形態では、最も近くに存在する近距離物標を対象として高い距離分解能でのスキャンを実施しているが、近距離物標以外の物標や、同時に２個以上の物標を対象として高い距離分解能でのスキャンを実施するように構成してもよい。
【００６６】
上記実施形態では、１回のスキャン毎に物標との距離や相対速度を算出しているが、同一の動作モードで複数回のスキャンを繰り返した結果に基づき、同一タイミングのゲート信号ＧＰに基づく相関値同士を加算した加算相関値を用いて、物標との距離や相対速度を算出するように構成してもよい。この場合、同期加算利得により、距離の検出精度（信頼性）を向上させることができる。
【００６７】
上記実施形態では、第１ゲート幅Ｇ１および第２ゲート幅Ｇ２として固定値を用いているが、車速や距離（送信タイミングからの遅延量）に応じて可変設定するように構成してもよい。
【００６８】
上記実施形態では、スキャン制御部２３を、信号処理部２１とは別体に設けたが、信号処理部２１の処理によりゲートタイミング信号ＧＴやゲート幅信号ＧＷが生成されるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１…パルスレーダ装置 １１…発振器 １２…パルス制御部 １３…送信信号生成回路 １４…送信器 １５…送信アンテナ １６…受信アンテナ １７…受信器 １８…ゲート信号生成回路 １９…ミキサ ２０…ＡＤ変換回路 ２１…信号処理部 ２２…タイミング生成部 ２３…スキャン制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された測定期間毎にパルス状の送信信号を繰り返し生成する送信信号生成手段と、
前記送信信号に基づくレーダ波を送信し、その反射波を受信する送受信手段と、
設定されたゲート幅を有し、かつ、前記送信信号生成手段が生成する送信信号の送信タイミングに同期したゲート信号を前記測定期間毎に生成するゲート信号生成手段と、
設定された対象時間範囲内で、前記送信タイミングに対する前記ゲート信号の遅延時間を、前記測定期間の１回または複数回毎に前記ゲート幅に相当する時間ずつ順次増大させるスキャン手段と、
前記測定期間毎に、前記送受信手段が受信した受信信号と前記ゲート信号生成手段が生成したゲート信号との相関を求める相関検出手段と、
前記相関検出手段での検出結果に基づき、前記送受信手段から送信されたレーダ波を反射した物標との距離を、前記ゲート幅に対応した距離分解能で算出する物標検出手段と、
前記対象時間範囲および前記ゲート幅を設定することで、検出対象となる距離範囲および検出に用いる距離分解能を制御する設定制御手段と、
を備えることを特徴とするパルスレーダ装置。
【請求項２】
前記設定制御手段は、
前記送信信号のパルス幅より大きい広さを有する第１ゲート幅を前記ゲート信号のゲート幅に設定すると共に、前記測定期間の全期間を前記対象時間範囲に設定する第１設定手段と、
前記第１設定手段の設定下で前記物標検出手段にて物標が検出された場合、前記第１ゲート幅より狭くかつ前記送信信号のパルス幅以上の広さを有する第２ゲート幅を前記ゲート信号のゲート幅に設定すると共に、前記測定期間を前記第１ゲート幅で分割した各区間を分割区間として、物標が検出された分割区間を前記対象時間範囲に設定する第２設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のパルスレーダ装置。
【請求項３】
前記第２設定手段によって設定される第２ゲート幅が、前記送信信号のパルス幅と等しいことを特徴とする請求項２に記載のパルスレーダ装置。
【請求項４】
前記第１設定手段の設定下で検出された物標との距離が予め設定された許容距離以上である場合に、前記第２設定手段の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のパルスレーダ装置。
【請求項５】
前記物標検出手段は、前記相関検出手段での検出結果を、同じ遅延時間を有したゲート信号に基づいて検出されたもの同士で、複数個ずつ加算した結果に基づいて、前記物標の検出を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のパルスレーダ装置。
【請求項６】
前記送信信号生成手段は、ＵＷＢ変調により前記送信信号を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のパルスレーダ装置。
【請求項１】
予め設定された測定期間毎にパルス状の送信信号を繰り返し生成する送信信号生成手段と、
前記送信信号に基づくレーダ波を送信し、その反射波を受信する送受信手段と、
設定されたゲート幅を有し、かつ、前記送信信号生成手段が生成する送信信号の送信タイミングに同期したゲート信号を前記測定期間毎に生成するゲート信号生成手段と、
設定された対象時間範囲内で、前記送信タイミングに対する前記ゲート信号の遅延時間を、前記測定期間の１回または複数回毎に前記ゲート幅に相当する時間ずつ順次増大させるスキャン手段と、
前記測定期間毎に、前記送受信手段が受信した受信信号と前記ゲート信号生成手段が生成したゲート信号との相関を求める相関検出手段と、
前記相関検出手段での検出結果に基づき、前記送受信手段から送信されたレーダ波を反射した物標との距離を、前記ゲート幅に対応した距離分解能で算出する物標検出手段と、
前記対象時間範囲および前記ゲート幅を設定することで、検出対象となる距離範囲および検出に用いる距離分解能を制御する設定制御手段と、
を備えることを特徴とするパルスレーダ装置。
【請求項２】
前記設定制御手段は、
前記送信信号のパルス幅より大きい広さを有する第１ゲート幅を前記ゲート信号のゲート幅に設定すると共に、前記測定期間の全期間を前記対象時間範囲に設定する第１設定手段と、
前記第１設定手段の設定下で前記物標検出手段にて物標が検出された場合、前記第１ゲート幅より狭くかつ前記送信信号のパルス幅以上の広さを有する第２ゲート幅を前記ゲート信号のゲート幅に設定すると共に、前記測定期間を前記第１ゲート幅で分割した各区間を分割区間として、物標が検出された分割区間を前記対象時間範囲に設定する第２設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のパルスレーダ装置。
【請求項３】
前記第２設定手段によって設定される第２ゲート幅が、前記送信信号のパルス幅と等しいことを特徴とする請求項２に記載のパルスレーダ装置。
【請求項４】
前記第１設定手段の設定下で検出された物標との距離が予め設定された許容距離以上である場合に、前記第２設定手段の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のパルスレーダ装置。
【請求項５】
前記物標検出手段は、前記相関検出手段での検出結果を、同じ遅延時間を有したゲート信号に基づいて検出されたもの同士で、複数個ずつ加算した結果に基づいて、前記物標の検出を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のパルスレーダ装置。
【請求項６】
前記送信信号生成手段は、ＵＷＢ変調により前記送信信号を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のパルスレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９３９９８（Ｐ２０１２−１９３９９８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５６９７１（Ｐ２０１１−５６９７１）
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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