パルス波レーダー装置
【課題】本発明では、近距離にある対象物からの反射波に対しても距離分解能を確保すると共に、遠距離にある対象物からの反射波に対してもＳ／Ｎ比の悪化を防止して、対象物までの距離の遠近に関わらず高精度に対象物までの距離の測定をすることのできるパルス波レーダー装置を提供することを目的とする。
【解決手段】上記目的を達成するため、本願発明は、送信回路と、送信アンテナと、受信アンテナと、受信回路と、送信回路から送出される利得制御用送信パルス波によって得られる受信パルスの振幅に応じた利得制御信号を生成し、利得制御用送信パルス波の後に送信回路から送出される測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対する利得を利得制御信号で制御する利得制御回路と、を備えるパルス波レーダー装置である。
【解決手段】上記目的を達成するため、本願発明は、送信回路と、送信アンテナと、受信アンテナと、受信回路と、送信回路から送出される利得制御用送信パルス波によって得られる受信パルスの振幅に応じた利得制御信号を生成し、利得制御用送信パルス波の後に送信回路から送出される測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対する利得を利得制御信号で制御する利得制御回路と、を備えるパルス波レーダー装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波、又は準ミリ波帯を用いたパルス波レーダー装置に関する。特に、近距離にある対象物からの反射波に対しても、遠距離にある対象物からの反射波に対しても距離分解能やＳ／Ｎ比を向上させて距離を測定することのできるパルス波レーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、パルス波を送信してその反射パルス波を受信することにより対象物までの距離を検出するパルス波レーダー装置がある。パルス波レーダー装置は、対象物までの往復距離が、送信パルス波を放射してから対象物で反射した受信パルス波を受信する迄の時間に光速を積算することにより求められることから、送信パルス波を放射してから対象物からの受信パルス波を受信する迄の時間を測定し、対象物までの距離を算出することができる。
【０００３】
このようなパルス波レーダー装置では、近距離から遠距離まで種々の距離にある対象物までの距離を測定するため、近距離にある対象物に対応させるべく送信パルス波のパルス幅を狭くする必要があることから、ダイナミックレンジの広い受信系を必要とする。そのため、装置が複雑となると共に、コスト増加につながるという課題があった。
【０００４】
この課題を解決するために、従来ではＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を受信系に適用する発明が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１７４８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、車両の衝突防止やオートクルーズを目的として数十ｃｍという短い距離から数十ｍという長い距離まで、広い範囲について対象物の位置を正確に検知する場合には、送信パルス波のパルス幅を１ｎｓ程度と狭くしなければならない。
【０００６】
そのため、特許文献１に開示された発明では、狭いパルス幅の受信パルス波に対してＡＧＣ回路で利得を制御する場合にフィードバック時間が足りなくなる。そのため、近距離にある対象物からの受信パルス波に対して受信回路が飽和してしまい受信パルス波の利得を安定して制御できない。また、送信パルス波のパルス幅が狭いと遠距離にある対象物からの受信パルス波のエネルギーが小さくなるためＳ／Ｎ比が小さくなり測定誤差を生じさせる。一方、特に近距離にある対象物では高い距離分解能が要求されるため、送信パルス波のパルス幅を広くすると近距離にある対象物の距離分解能の確保が不十分となる。
【０００７】
そこで、本発明では、近距離にある対象物からの反射波に対しても距離分解能を確保すると共に、遠距離にある対象物からの反射波に対してもＳ／Ｎ比の悪化を防止して、対象物までの距離の遠近に関わらず高精度に対象物までの距離の測定をすることのできるパルス波レーダー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】
【０００８】
上記目的を達成するため、発明者は、受信パルス波の利得制御用送信パルス波を予め送出して受信し復調した受信パルスに基づいて、後に送出する測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波の利得の制御を行うこととした。
【０００９】
具体的には、本願発明は、送信パルスで変調した送信パルス波を送出する送信回路と、前記送信回路からの送信パルス波を放射する送信アンテナと、前記送信アンテナからの送信パルス波のうち対象物で反射した受信パルス波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信パスル波を復調して受信パルスを出力する利得制御可能な受信回路と、前記受信回路での利得の制御用に前記送信回路から送出される利得制御用送信パルス波によって得られる前記受信パルスの振幅に応じた利得制御信号を生成し、前記対象物の測定用に前記利得制御用送信パルス波の後に前記送信回路から送出される測定用送信パルス波によって得られる前記受信パルス波又は前記受信パルスに対する利得を前記利得制御信号で制御する利得制御回路と、を備えるパルス波レーダー装置である。
【００１０】
前述したように各受信パルス波に対して瞬時に利得制御する場合には、送信パルス波のパルス幅が狭いときにフィードバック時間が足りず受信パルス波の利得の制御が不十分となる。また、送信パルス波のパルス幅が狭いと遠距離にある対象物からの受信パルス波のエネルギーが小さくなるためＳ／Ｎ比が低くなり測定誤差を生じさせる。一方、特に近距離にある対象物では高い距離分解能が要求されるため、送信パルス波のパルス幅を広くすると近距離にある対象物の距離分解能の確保が不十分となる。
【００１１】
そこで、本発明では、対象物の測定用の測定用送信パルス波の前に、受信回路内での利得制御用に利得制御用送信パルス波を予め送出して受信し復調した受信パルスの振幅に基づいて、受信回路内での利得の制御を行うこととした。
【００１２】
ここで、送信パルス波の送信間隔が短いと、送信パルス波を送出してから次の送信パルス波を送出するまでに対象物が移動する距離は略無視できると考えられる。そのため、連続して送出する２つの送信パルス波により測定した対象物までの距離には略差がなく測定距離としていずれの値を採用しても測定精度に影響しないことを考慮した。
【００１３】
これにより、利得制御用送信パルス波と測定用送信パルス波との間に時間差を設けることができる。そのため、利得制御用送信パルス波によって得られる受信パルスが一巡する間に、後に送出する測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波の利得を制御するためのフィードバック時間を確保することができる。そのため、近距離にある対象物からの受信パルス波又は受信パルスに対しても受信回路を飽和させることを避けて受信パルスの振幅を略一定にすることができる。一方、遠距離にある対象物からの受信パルス波又は受信パルスに対しても予め生成した利得制御信号で利得制御するために受信パルスの振幅を略一定にすることができる。従って、本発明では、測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波に対する利得を十分に制御して受信パルスの振幅を略一定にできるため高精度に対象物までの距離を測定することができる。
【００１４】
上記パルス波レーダー装置において、前記パルス波レーダー装置の測定する前記対象物までの距離に応じて予め定められた複数の測定区間のうち前記パルス波レーダー装置から遠い測定区間ほどにパルス幅の広い前記測定用送信パルス波を送出することが望ましい。
【００１５】
本発明では、パルス波レーダー装置からの距離が遠くなるに従って測定用送信パルス波のパルス幅を広くするため、近距離の対象物までの距離の測定の際には距離分解能を高くし、遠距離の対象物までの距離の測定の際には受信パルスのＳ／Ｎ比を高くすることができる。従って、対象物の遠近に関わらず対象物までの距離の測定が可能となる。
【００１６】
上記パルス波レーダー装置において、前記複数の測定区間は、前記パルス波レーダー装置から前記複数の測定区間の各区間の遠端までの距離が等比級数で定められており、前記送信回路は、前記各区間の遠端までの距離に比例したパルス幅の前記測定用送信パルス波を送出することが望ましい。
【００１７】
本発明では、複数の測定区間の各区間の遠端までの距離を等比級数で定めるため、対象物までの距離を級数的に分けて測定することができる。また、測定用送信パルス波のパルス幅を各区間の遠端までの距離に比例させて広げるため、複数の測定区間の各区間でＳ／Ｎ比をできるだけ高くして対象物までの距離の測定をすることができる。従って、対象物の遠近に関わらず測定精度を略一定に維持することができる。
【００１８】
上記パルス波レーダー装置において、前記利得制御用送信パルス波によって得られる前記受信パルスに基づいて前記複数の測定区間のいずれかに複数の対象物の存在を検知し且つ前記複数の対象物の属する前記測定区間についての前記測定用送信パルス波のパルス幅が前記複数の対象物同士の距離に対する距離分解能以下と判断すると、前記送信回路に前記測定区間についての前記測定用送信パルス波として前記利得制御用送信パルス波のパルス幅と同じパルス幅の送信パルス波を送出させる判断回路をさらに備えることが望ましい。
【００１９】
本発明では、パルス幅の広い送信パルス波では距離分解能が不足するときには、パルス幅の狭い送信パルス波で距離分解能を上げて対象物の距離を測定するので、複数の対象物のそれぞれに対する距離の測定を維持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、近距離にある対象物からの反射波に対しても距離分解能を確保すると共に、遠距離にある対象物からの反射波に対してもＳ／Ｎ比の悪化を防止して、対象物までの距離の遠近に関わらず高精度に対象物までの距離の測定をすることのできるパルス波レーダー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明のパルス波レーダー装置の実施形態の一例を説明するブロック図であって、パルス波レーダー装置の構成を説明するブロック図である。図１において、２１はパルス波レーダー装置の基準となる発振信号を出力する発振器、２２は発振信号を分周して基準信号を発生する基準信号発振器、２３は基準信号を基に発生させた所定の周期の送信パルスをそのパルス幅を変化させて出力する可変幅パルス発生回路、２４は搬送波周波数で発振する発振器、２５は搬送波周波数の信号を送信パルスで変調して送信パルス波を出力する変調器、２６は送信パルス波を放射する送信アンテナ、３１は対象物からの受信パルス波を受信する受信アンテナ、３２、３３は受信パルス波を所定の利得で増幅して出力する高周波増幅器、３４は受信パルス波を分離し互いに９０度の位相差をつけてそれぞれ出力する９０度移相器、３５は搬送波周波数の信号を２つに分配してそれぞれ出力する分配器、３６ａ、３６ｂは受信パルス波を搬送波周波数の信号で復調しＩ信号又はＱ信号の受信パルスとして出力するミキサ、３７ａ、３７ｂはＩ信号又はＱ信号の受信パルスを所定の利得で増幅して出力する中間周波増幅器、３８は基準電圧を発生する基準電圧発生回路、３９ａ、３９ｂはＩ信号又はＱ信号の受信パルスと基準電圧とを比較して受信パルスを出力するコンパレータ、４１は受信パルスを記憶し、受信パルス及び基準信号を基に対象物までの距離を算出する信号処理回路、５１は受信パルスを基に利得制御信号を生成する自動利得制御信号生成回路である。なお、対象物は、送信アンテナ２６からの送信パルス波を反射するすべての物を含んでおり、図１において不図示である。
【００２３】
発振器２１、基準信号発振器２２、可変幅パルス発生回路２３、発振器２４及び変調器２５は、送信回路に含まれる。また、発振器２４、高周波増幅器３２、高周波増幅器３３、９０度移相器３４、分配器３５、ミキサ３６ａ、３６ｂ、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂ、基準電圧発生回路３８及びコンパレータ３９ａ、３９ｂは、受信回路に含まれる。また、自動利得制御信号生成回路５１は、利得制御回路に含まれる。また、信号処理回路４１は、判断回路を含んでいる。
【００２４】
まず、図１において、パルス波レーダー装置１０の送信系の構成を説明する。可変幅パルス発生回路２３は、基準信号発振器２２からの基準信号を基に所定のパルス幅の送信パルスを発生する。この送信パルスの発生間隔は、周期的でも非周期的でもよいが、パルス波レーダー装置１０の最大検出距離に対応する電波の伝搬往復時間よりも長く設定することが望ましい。本実施形態では、可変幅パルス発生回路２３は、基準信号発振器２２からの基準信号の入力と共にそのパルス幅を変えて送信パルスとして出力する。これにより、変調器２５から出力する送信パルス波のパルス幅が決定される。可変幅パルス発生回路２３の出力する送信パルスのパルス幅は、１ｎｓ以上、１００ｎｓ以下であることが望ましい。パルス波レーダー装置１０が検出する測定対象物までの距離は、１５ｃｍから１５ｍ程度であるから、分解能を決定する送信パルスのパルス幅では１ｎｓ以上、１００ｎｓ以下に相当する。なお、パルス幅の設定についての詳細は、後述する。
【００２５】
変調器２５は、発振器２４からの搬送波周波数の信号を可変幅パルス発生回路２３からの送信パルスで変調して送信パルス波を出力する。送信アンテナ２６は、変調器２５からの送信パルス波を放射する。送信アンテナ２６は複数のアンテナから構成されるものでもよい。
【００２６】
次に、図１において、パルス波レーダー装置１０の受信系の構成を説明する。受信アンテナ３１は、対象物で反射した受信パルス波を受信する。受信アンテナ３１も送信アンテナ２６と同様に、複数のアンテナから構成されるものでもよい。また、送受兼用アンテナであってもよい。高周波増幅器３２、３３は、後述の自動利得制御信号生成回路５１で生成された利得制御信号を基に受信パルス波を所定の利得で増幅して出力する。
【００２７】
ミキサ３６ａは、９０度移相器３４からの受信パルス波を復調してＩ信号である受信パルスを出力する。復調に際しては、例えば、同期検波や包洛線検波等の非同期検波の通常の技術で実現できる検波方式を適用することができる。本実施形態では、パルス波レーダー装置１０の使用する周波数帯のローカル信号を発振器２４で発生させ、発生させたローカル信号に基づいて同期検波している。中間周波増幅器３７ａは、後述の自動利得制御信号生成回路５１で生成された利得制御信号を基にミキサ３６ａからの受信パルスを所定の利得で増幅して出力する。一方、ミキサ３６ｂについても、９０度移相器３４からの受信パルス波を復調してＱ信号としての受信パルスを出力する。また、中間周波増幅器３７ｂは、後述の自動利得制御信号生成回路５１で生成された利得制御信号を基にミキサ３６ｂからの受信パルスを所定の利得で増幅して出力する。
【００２８】
信号処理回路４１は、コンパレータ３９ａ、３９ｂで基準電圧と比較され出力された受信パルスを取得し受信パルスの振幅及び出力タイミング、並びに基準信号発振器２２からの基準信号を取得し基準信号の出力タイミングを記憶する。これにより、送信回路としての変調器２５から送信パルス波が出力されてから受信回路としてのコンパレータ３９ａ、３９ｂから受信パルスが出力されるまでの時間が算出できるため、変調器２５からコンパレータ３９ａ、３９ｂまでの信号処理による遅延時間を考慮すれば送信アンテナ２６から放射された送信パルス波が対象物で反射し受信アンテナ３１に戻ってくる時間を算出して対象物までの距離を算出することができる。また、信号処理回路４１は、記憶した受信パルスに基づいて後述する種々の判断を行うこともできる。
【００２９】
自動利得制御信号生成回路５１は、信号処理回路４１に記憶された受信パルスの振幅を基に高周波増幅器３２、３３及び中間周波増幅器３７ａ、３７ｂにおいて受信パルス波又は受信パルスに対する利得を制御するための利得制御信号を生成して出力する。
【００３０】
ここで、図１及び後述のタイミングチャートを参照して、パルス波レーダー装置１０での信号処理動作について説明する。
【００３１】
図２は、パルス波レーダー装置で処理する送信パルス及び受信パルスを含むタイミングチャートの一例を示した図である。図２において、（ａ）は１巡目の利得制御用送信パルスによって得られる受信パルスのタイミングを示し、（ａ´）は１巡目の受信パルスを基にした利得制御信号のタイミングを示し、（ｂ）は２巡目の測定用送信パルスによって得られる受信パルスのタイミングを示し、（ｃ）は３巡目の測定用送信パルスによって得られる受信パルスのタイミングを示し、（ｄ）は４巡目の測定用送信パルスによって得られる受信パルスのタイミングを示し、（ｅ）はパルスのタイミングの時間軸に対応した対象物までの測定距離を示している。なお、時間軸の正方向は、図面右側である。
【００３２】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）では、図１の可変幅パルス発生回路２３から複数の送信パルスが一定の発生間隔（図２では、１００ｎｓ毎）で出力された後にコンパレータ３９ａ、３９ｂから出力される複数の受信パルスの出力タイミングをそれぞれ示している。
【００３３】
可変幅パルス発生回路２３から図２（ａ）に示す利得制御用送信パルス９１が出力されると、利得制御用送信パルス９１は、変調器２５で変調され利得制御用送信パルス波として送信アンテナ２６から放射される。そして、対象物で反射した受信パルス波は、受信アンテナ３１で受信されミキサ３６ａ、３６ｂで復調された後、コンパレータ３９ａ、３９ｂから受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅとして出力される（以下、利得制御用送信パルス９１と受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅとに相当する関係を、「送信パルスによって得られる受信パルス」ということとする。）。ここで、図２（ａ）において、受信パルスが受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅのように複数あるのは、パルス波レーダー装置１０が距離の異なる複数の対象物からの受信パルス波を利得制御用送信パルスの伝搬往復時間に対応してそれぞれ受信するためである。このことは、図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のそれぞれにおいて、測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２、９３、９４を出力した場合にも同様である。また、図２（ａ）では、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅについて、パルス波レーダー装置１０から対象物までの距離が遠くなるに従って受信したときのエネルギーが小さくなるため振幅が小さくなる様子を示している。なお、受信パルスの振幅は対象物までの距離だけではなく、反射面の材質や角度にも影響されるため、必ずしも図２に示すような振幅の時系列に限られない。
【００３４】
本実施形態では、対象物の測定距離に対する距離分解能を高くするため、利得制御用送信パルス９１のパルス幅ｔ１を１ｎｓから２ｎｓ程度に設定している。例えば、パルス幅ｔ１を１ｎｓに設定すると、パルス波レーダー装置１０と対象物との距離をｘとし、電波の速度をｃ（ｃ＝３．０×１０８ｍ／ｓ）として、パルス波レーダー装置１０は、最小測定距離ｘを約１５ｃｍとする距離測定をすることができる。
【００３５】
この場合、各受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの基となる受信パルス波又は受信パルスに対して瞬時に利得制御する場合には、前述したように利得制御用送信パルス９１のパルス幅が狭いためフィードバック時間が足りず受信パルス波に対する利得の制御が不十分となる。また、利得制御用送信パルス９１のパルス幅が狭いと遠距離にある対象物からの受信パルス波のエネルギーが小さくなるため、例えば、受信パルス１０１ｅのＳ／Ｎ比が低くなり受信パルス１０１ｅに基づいて算出した測定距離に誤差を生じさせる。一方、特に近距離にある対象物では高い距離分解能が要求されるため、利得制御用送信パルス波の基となる利得制御用送信パルス９１のパルス幅をパルス幅ｔ１より広くすると近距離にある対象物の距離分解能の確保が不十分となる。
【００３６】
そこで、本実施形態では、パルス波レーダー装置１０は、利得制御用送信パルス波の基となる図２（ａ）に示す利得制御用送信パルス９１を可変幅パルス発生回路２３から予め出力し、利得制御用送信パルス９１によって利得制御用送信パルス９１の伝搬往復時間に対応して得られる受信パルスの振幅に応じた利得制御信号を自動利得制御信号生成回路５１において生成する。そして、その後、図２（ｂ）から（ｄ）に示す測定用送信パルス９２、９３、９４を基にした測定用送信パルス波を可変幅パルス発生回路２３から出力し、測定用送信パルス９２、９３、９４によって得られる受信パルス波に対する利得を測定用送信パルス９２、９３、９４を基にした測定用送信パルス波の伝搬往復時間に対応して自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号で利得制御する。
【００３７】
具体的には、自動利得制御信号生成回路５１は、信号処理回路４１で記憶した図２（ａ）に示す受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅを基に、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅを反転させた図２（ａ´）に示す利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを生成して出力する。この利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂに入力する。高周波増幅器３２、３３では、利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを基に、図２（ｂ）に示す２巡目に出力された測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波を測定用送信パルス９２を基にした測定用送信パルス波の伝搬往復時間に対応して増幅する。また、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂでは、利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを基に、２巡目に出力された測定用送信パルス９２によって得られる受信パルスを測定用送信パルス９２を基にした測定用送信パルス波の伝搬往復時間に対応して増幅する。このように、受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅの基となる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅで利得制御することにより受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅの振幅を振幅ｄとして一定に保つことができる。つまり、受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅのうち、例えば受信パルス１０２ａの基となる振幅の大きい受信パルス波又は受信パルスに対しては、増幅率が下がり、受信パルス１０２ｅの基となる振幅の小さい受信パルス波又は受信パルスに対しては、受信パルス１０２ａの場合に比べて増幅率が上がる。
【００３８】
高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂでは、上記の増幅処理を、図２（ｃ）に示す３巡目に出力された測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス１０３ｂ、１０３ｄ、１０３ｅ、図２（ｄ）に示す４巡目に出力された測定用送信パルス９４によって得られる受信パルス１０４ｄ、１０４ｅの基となる受信パルス波又は受信パルスに対しても行う。なお、３巡目の測定用送信パルス９３、４巡目の測定用送信パルス９４では、パルス幅ｔ２、ｔ３をそれぞれ２巡目の測定用送信パルス９２のパルス幅ｔ１より広くしたため、当然に測定用送信パルス９３、９４によって得られる受信パルスのパルス幅は広くなる。そのため、高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂでは、利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９３、９４のパルス幅ｔ２、ｔ３分の長さで受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御をそれぞれ行うこととする。なお、本実施形態では、高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂのすべての回路で利得制御を行っているが、受信パルス波又は受信パルスに対する利得制御は、高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂのいずれか１つの回路において行ってもよいし、組み合わせて行ってもよい。
【００３９】
このように、自動利得制御信号生成回路５１が、高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂにおける受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行うことで、パルス波レーダー装置１０は、１巡目の利得制御用送信パルス９１より後に出力される、２巡目の測定用送信パルス９２、３巡目の測定用送信パルス９３及び４巡目の測定用送信パルス９４によってコンパレータ３９ａ、３９ｂから出力される受信パルスの振幅を振幅ｄで略一定にして出力することができる。
【００４０】
ここで、利得制御用送信パルス波及び測定用送信パルス波の送信間隔は、例えば図２（ｅ）に示すようにパルス波レーダー装置１０から数十ｍの距離にある対象物を測定する場合においても、１００ｎｓ〜１μｓと非常に短く設定できる。そのため、このように送信間隔が短いと、測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力してから次の利得制御用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９６を出力するまでに対象物との相対距離が変化する量は略無視できると考えられる。そのため、連続して出力する２つの測定用送信パルス９２、９６により測定した対象物までの距離には略差がなく測定距離としていずれの値を採用しても測定精度に影響しないことを考慮した。そのため、利得制御用送信パルス波の基となる利得制御用送信パルスは、１回のみ出力することとしてもよいし、図２（ａ）に示すように、利得制御用送信パルス９１、９５のように複数回出力することとしてもよい。利得制御用送信パルスを１回のみ出力する場合には、自動利得制御信号生成回路５１は、短時間での利得制御が可能となる。一方、利得制御用送信パルスを複数回出力した場合には、自動利得制御信号生成回路５１は、例えば、各回の利得制御用送信パルスによって得られる受信パルスの振幅値を平均することにより利得制御信号を生成して、利得制御の安定化を図ることができる。なお、図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の測定用送信パルス９２、９３、９４についても、各送信巡で、１回のみ出力することとしてもよいし、複数回出力することとしてもよい。
【００４１】
このようにして、自動利得制御信号生成回路５１が、利得制御用送信パルス波の基となる利得制御用送信パルス９１を対象物までの距離の測定の前に予め出力して利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを生成することにより、パルス波レーダー装置１０は、利得制御用送信パルス９１と測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２、９３、９４との間に時間差を設けることができる。そのため、利得制御用送信パルス波によって得られる受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅが一巡する間に、後に２巡目、３巡目、４巡目で出力する測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２、９３、９４によって得られる受信パルス波の利得を制御するためのフィードバック時間を確保することができる。そのため、近距離にある対象物からの受信パルス波又は受信パルスに対しても受信回路内の高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂからの出力を飽和させることを避けてコンパレータ３９ａ、３９ｂからの受信パルスの振幅を略一定にすることができる。一方、遠距離にある対象物からの受信パルス波又は受信パルスに対しても予め生成した利得制御信号で利得制御するためにコンパレータ３９ａ、３９ｂからの受信パルスの振幅を略一定にすることができる。従って、２巡目、３巡目、４巡目で出力する測定用送信パルスを基にした測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波の利得を十分制御して受信パルスの振幅を略一定にできるため高精度に対象物までの距離を測定することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、３巡目の測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２、４巡目の測定用送信パルス９４のパルス幅ｔ３を２巡目の測定用送信パルス９２のパルス幅ｔ１より広く設定した。これは、以下に説明するように、パルス波レーダー装置１０から対象物までの距離に応じて定めた測定区間によるものである。
【００４３】
図３は、車両と車両に搭載されたパルス波レーダー装置の測定範囲の一例を示した概略図である。図３において、１２０は車両、１３１から１３４は測定区間を示している。図３では、車両の前方のバンパー内にパルス波レーダー装置１０を配置している。なお、パルス波レーダー装置１０は、対象物の検出方向に応じて車両１２０のいずれの場所に配置してもよい。
【００４４】
本実施形態では、車両１２０から０ｍ〜２ｍ、２ｍ〜４ｍ、４ｍ〜８ｍの範囲に測定区間を定めた。測定区間とは、例えば、測定区間１３３に対象物５が存在するとしたときに、対象物５のみを検出し、他の測定区間１３１、１３２に対象物が存在していてもその対象物は検出しない区間をいう。この測定区間は、予めパルス波レーダー装置１０に固有に設定されている。図１の可変幅パルス発生回路２３は、図３に示すようにパルス波レーダー装置１０の測定する対象物までの距離に応じて予め定められた複数の測定区間１３１、１３２、１３３のうちパルス波レーダー装置１０から遠い測定区間ほどに、図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、パルス幅ｔ１、ｔ２、ｔ３と次第に広くなる測定用送信パルス９２、９３、９４を出力する。
【００４５】
また、図３に示すように、パルス波レーダー装置１０から複数の測定区間１３１、１３２、１３３の各区間の遠端１４１、１４２、１４３までの距離を等比級数で定めた場合には、図１の可変幅パルス発生回路２３は、各区間の遠端１４１、１４２、１４３までの距離に比例したパルス幅の測定用送信パルスを出力する。図２（ｄ）では、測定用送信パルス９４のパルス幅ｔ３を図２（ｃ）の測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２の２倍とした。この場合、図３の遠端までの距離が８ｍ以上の範囲に対してさらに１６ｍ、３２ｍ、６４ｍと測定区間を設定した場合にも、測定用送信パルスのパルス幅を各区間の遠端までの距離に応じて測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２を基準に４倍、８倍、１６倍と距離の等比級数に比例させることとする。
【００４６】
ここで、図２（ｂ）において、測定区間を０ｍ〜２ｍとして対象物の距離測定を行う場合、図１の信号処理回路４１は、図２（ｂ）の受信パルス１０２ａ、１０２ｂのみを処理し、他の受信パルス１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅについては、処理を行わない。また、図２（ｃ）において、測定区間を２ｍ〜４ｍとして対象物の距離測定を行う場合、信号処理回路４１は、図２（ｃ）の受信パルス１０３ｄのみを処理し、他の受信パルス１０３ｂ、１０３ｅについては、処理を行わない。また、図２（ｄ）において、測定区間を４ｍ〜８ｍとして対象物の距離測定を行う場合、信号処理回路４１は、図２（ｄ）の受信パルス１０４ｅのみを処理し、他の受信パルス１０４ｄについては、処理を行わない。
【００４７】
このように、図３に示す測定区間１３１、１３２、１３３の各区間の遠端１４１、１４２、１４３までの距離が遠くなるに従って、測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２、９３、９４のパルス幅をパルス幅ｔ１、ｔ２、ｔ３（図２）と広くすると、近距離の対象物までの距離の測定の際には距離分解能を高くし、遠距離の対象物までの距離の測定の際には受信パルスのＳ／Ｎ比を高くすることができる。従って、パルス波レーダー装置１０は、対象物の遠近に関わらず対象物までの距離の測定が可能となる。
【００４８】
さらに、図３に示す複数の測定区間１３１、１３２、１３３の各区間の遠端１４１、１４２、１４３までの距離を等比級数で定めると、対象物までの距離を級数的に分けて測定することができる。また、図２（ｃ）（ｄ）に示すように測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９３、９４のパルス幅ｔ２、ｔ３を各区間の遠端１４２、１４３までの距離に比例させて広げるため、複数の測定区間１３２、１３３の各区間でＳ／Ｎ比をできるだけ高くして対象物までの距離の測定をすることができる。従って、パルス波レーダー装置１０は、対象物の遠近に関わらず測定精度を略一定に維持することができる。
【００４９】
ここで、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス９２によって得られる受信パルスと図２（ｄ）に示す４巡目の測定用送信パルス９４によって得られる受信パルスとでは、Ｓ／Ｎ比に差が生じると考えられる。この場合、１巡目の利得制御用送信パルス９１により生成した利得制御信号１０５ａから１０５ｅでは、測定用送信パルス９２、９３によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御が十分に対応しきれないことも想定できる。この場合、測定用送信パルス波のパルス幅に応じてそのパルス幅での利得制御用送信パルスを出力して利得制御信号を生成することとしてもよい。これにより、より遠距離の対象物までの距離を測定することができる。
【００５０】
また、図２（ｃ）の場合、図２（ｂ）の受信パルス１０２ｃ、１０２ｄに相当する受信パルスが互いに重なった受信パルス１０３ｄが出力されていることがわかる。これは、２ｍ〜４ｍの範囲の測定区間に２つの対象物が存在しており、２つの対象物間の距離が測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２では距離分解能以下であるからである。この場合、利得制御用パルス９１のパルス幅ｔ１によれば２つの対象物をそれぞれ検出できるため、図１の信号処理回路４１は、利得制御用送信パルス９１に基づいて図３の複数の測定区間１３１、１３２、１３３のいずれかに複数の対象物の存在を検知し（図２（ａ）では０ｍ〜２ｍ及び２ｍ〜４ｍの範囲の測定区間にそれぞれ２つの対象物の存在を検知することとなる。）且つ複数の対象物同士の距離が複数の対象物の属する測定区間についての測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルスのパルス幅では距離分解能以下と判断すると（図２（ｃ）に示す測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２では２ｍ〜４ｍの範囲の測定区間内の２つの対象物間の距離が距離分解能以下であることを判断することとなる。）、可変幅パルス発生回路２３及び基準信号発振器２２に向けて結果信号を出力する。この結果信号の取得に起因して、基準信号発振器２２は基準信号を出力し、可変幅パルス発生回路２３は基準信号発振器２２からの基準信号を利得制御用送信パルス９１のパルス幅ｔ１と同じパルス幅の送信パルスにして出力する。信号処理回路４１は、結果信号の出力によって可変幅パルス発生回路２３に利得制御用送信パルス９１のパルス幅ｔ１と同じパルス幅の送信パルスを出力させることができる。そして、信号処理回路４１は、可変幅パルス発生回路２３からの送信パルスを基にした送信パルス波が変調器２５から出力されてから、出力された送信パルス波によって得られる受信パルスがコンパレータ３９ａ、３９ｂから出力されるまでの時間に基づいて複数の対象物までの距離をそれぞれ算出する。なお、複数の対象物に対する距離分解能の妥当性は、信号処理回路４１が予め可変幅パルス発生回路２３から出力される測定用送信パルスのパルス幅を予め記憶しておき、後に記憶した図２（ａ）に示す受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの受信間隔と各測定区間に対応した測定用送信パルスのパルス幅とを比較することにより判断することができる。
【００５１】
ここで、図１、図２及び後述の動作フローを参照して、対象物までの距離測定の手順について説明する。
【００５２】
図４は、パルス波レーダー装置の動作フローの一例を示した図である。図４において、６１から６９、７１から７９、及び８１から８９はそれぞれ手順を示している。
【００５３】
まず、手順６１において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ａ）に示す１巡目の利得制御用送信パルス９１を出力する。可変幅パルス発生回路２３からの利得制御用送信パルス９１は、変調器２５において発振器２４からの搬送波周波数の信号を変調して送信アンテナ２６から利得制御用送信パルス波として放射される。その後、利得制御用送信パルス波は、対象物で反射し受信パルス波として受信アンテナ３１で受信される。受信アンテナ３１からの受信パルス波は、高周波増幅器３２、３３を介して９０度移相器３４で分離され互いに９０度の位相差を付されてミキサ３６ａ、３６ｂにおいて復調され受信パルスとして出力される。ミキサ３６ａ、３６ｂからの受信パルスは、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂを介してコンパレータ３９ａ、３９ｂで基準電圧と比較されて基準電圧との差分に応じて信号処理回路４１に向けて出力される。そして、手順６２において信号処理回路４１は、利得制御用送信パルス波の伝搬往復時間に対応して得られる図２（ａ）に示す受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅを取得し、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅのそれぞれの受信タイミング及び振幅を記憶する。
【００５４】
次に、手順６３において自動利得制御信号生成回路５１は、信号処理回路４１に記憶された受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの振幅に基づいて、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅを反転させた利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを生成して出力する。
【００５５】
次に、手順６４において信号処理回路４１は、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの受信間隔から図２に示す２巡目、３巡目、４巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルスの測定距離範囲内に対象物が複数あるかを判断する。本実施形態では、０ｍから２ｍの測定区間に受信パルス１０１ａ、１０１ｂ及び２ｍから４ｍの測定区間に受信パルス１０１ｃ、１０１ｄが存在しているため、この各区間にそれぞれ２つの対象物があることを判断することとなる。この場合、図４では、次の手順６５に進む。一方、手順６４においていずれの測定区分にも複数の対象物を検知しなかったときは、手順７１に進む。なお、本実施形態では、手順６５に進むため、手順７１からの流れについては、後述する。
【００５６】
次に、手順６５において信号処理回路４１は、図２（ａ）の受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの受信間隔と各測定区間に対応した測定用送信パルス９３、９４のパルス間隔ｔ２、ｔ３とを比較して、可変幅パルス発生回路２３から図２（ｂ）、（ｃ）に示す３巡目、４巡目に出力される測定用送信パルス９３、９４のパルス幅ｔ２、ｔ３が、複数の対象物の属する測定区間についての対象物同士の距離に対して距離分解能以下かを判断する。本実施形態では、２ｍから４ｍの測定区間の受信パルス１０１ｃ、１０１ｄ間の幅が測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２以下となるため、測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２が距離分解能以下となる。そのため、距離分解能以下と判断し、手順６６に進む。一方、手順６５においていずれの測定区分においても距離分解能より大きいと判断したときは、手順７１に進む。なお、本実施形態では、手順６６に進むため、手順７１からの流れについては、後述する。
【００５７】
次に、手順６６において信号処理回路４１は、いずれの巡目に出力される測定用送信パルスのパルス幅が距離分解能以下なのかを判断して後段のいずれの手順に進むかを決定する。本実施形態では、前述のように２ｍから４ｍの測定区間における受信パルス１０１ｃ、１０１ｄに対する測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２が距離分解能以下であるため、手順８７に進む。一方、４巡目のみの測定用送信パルス９４のパルス幅ｔ３が距離分解能以下である場合は、手順８１に進み、３、４巡目の測定用送信パルス９３、９４のパルス幅ｔ２、ｔ３が共に距離分解能以下である場合は、手順６７に進む。なお、本実施形態では、手順８７に進むため、手順６７、８１からの流れについては、後述する。
【００５８】
次に、手順８７において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力する。そして、手順８８において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順８９において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９２と測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄとの時間差から、０ｍから２ｍ及び２ｍから４ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。
【００５９】
次に、手順７７において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｄ）に示す４巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９４を出力する。そして、手順７８において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９４によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順７９において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９４と測定用送信パルス９４によって得られる受信パルス１０４ｅとの時間差から、４ｍから８ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。そしてリターンから再度スタートに戻り手順を繰り返す。
【００６０】
次に、手順７１から手順７６までの流れ、手順６７から手順６９までの流れ、及び手順８１から手順８６までの流れについて説明する。
【００６１】
手順６４でいずれの測定区間にも複数の対象物を検知しなかったとき、又は手順６５でいずれの測定区間に対応するパルス幅が距離分解能より大きいときは、手順７１に進み、手順７１において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力する。そして、手順７２において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順７３において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９２と測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス１０２ａ、１０２ｂとの時間差から、０ｍから２ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。
【００６２】
次に、手順７４において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｃ）に示す３巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９３を出力する。そして、手順７５において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順７６において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９３と測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス１０３ｄとの時間差から、２ｍから４ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。なお、本実施形態では、２ｍから４ｍの測定区間にある対象物は２つ存在するが、１つの対象物として距離の算出がされる。なお、手順７７以降の処理は、前述した通りである。
【００６３】
また、手順６６において４巡目のみのパルス幅が距離分解能以下である場合は、手順８１に進み、手順８１において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力する。そして、手順８２において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順８３において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９２と測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｅとの時間差から、０ｍから２ｍ及び４ｍから８ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。
【００６４】
次に、手順８４において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｃ）に示す３巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９３を出力する。そして、手順８５において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順８６において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９３と測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス１０３ｄとの時間差から、２ｍから４ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。なお、本実施形態では、２ｍから４ｍの測定区間にある対象物は２つ存在するが、１つの対象物として距離の算出がされる。そしてリターンから再度スタートに戻り手順を繰り返す。
【００６５】
また、手順６６において３、４巡目のパルス幅が共に距離分解能以下である場合は、手順６７に進み、手順６７において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力する。そして、手順６７において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順６８において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９２と測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅとの時間差から、０ｍから２ｍ、２ｍから４ｍ、及び４ｍから８ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。そしてリターンから再度スタートに戻り手順を繰り返す。
【００６６】
このようにして、複数の対象物までの距離を算出することにより、パルス波レーダー装置１０は、パルス幅の広い測定用送信パルス波では距離分解能が不足するときには、パルス幅の狭い測定用送信パルス波で距離分解能を上げて対象物の距離を測定するので、複数の対象物のそれぞれに対する距離の測定を維持することができる。なお、本実施形態では、手順６６において３通りの判断を行って、なるべく各測定区間に対応するパルス幅の測定用送信パルスで対象物の測定を行っているが、手順６５において、いずれかの測定区間の対象物同士の距離が距離分解能以下と判断したときに、パルス幅の短い図２（ｂ）の２巡目の測定用送信パルス９２によりすべての対象物の測定を行うこととしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のレーダー装置は、車両の衝突防止や車線変更アシストを目的としたレーダー装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】１実施形態に係るパルス波レーダー装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】パルス波レーダー装置で処理する送信パルス及び受信パルスを含むタイミングチャートの一例を示した図である。
【図３】車両と車両に搭載されたパルス波レーダー装置の測定範囲の一例を示した概略図である。
【図４】パルス波レーダー装置の動作フローの一例を示した図である。
【符号の説明】
【００６９】
５：対象物、１０：パルス波レーダー装置、２１：発振器、２２：基準信号発振器、２３：可変幅パルス発生回路、２４：発振器、２５：変調器、２６：送信アンテナ
３１：受信アンテナ、３２：高周波増幅器、３３：高周波増幅器、３４：９０度移相器、３５：分配器、３６ａ：ミキサ、３６ｂ：ミキサ、３７ａ：中間周波増幅器、３７ｂ：中間周波増幅器、３８：基準電圧発生回路、３９ａ：コンパレータ、３９ｂ：コンパレータ、４１：信号処理回路、５１：自動利得制御信号生成回路
６１−６９：手順、７１−７９：手順、８１−８９：手順
９１、９５：利得制御用送信パルス、９２−９４、９６−９８：測定用送信パルス、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ：受信パルス、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ：受信パルス、１０３ｂ、１０３ｄ、１０３ｅ：受信パルス、１０４ｄ、１０４ｅ：受信パルス、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ：利得制御信号
１２０：車両、１３１−１３３：測定区間、１４１−１４３：遠端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波、又は準ミリ波帯を用いたパルス波レーダー装置に関する。特に、近距離にある対象物からの反射波に対しても、遠距離にある対象物からの反射波に対しても距離分解能やＳ／Ｎ比を向上させて距離を測定することのできるパルス波レーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、パルス波を送信してその反射パルス波を受信することにより対象物までの距離を検出するパルス波レーダー装置がある。パルス波レーダー装置は、対象物までの往復距離が、送信パルス波を放射してから対象物で反射した受信パルス波を受信する迄の時間に光速を積算することにより求められることから、送信パルス波を放射してから対象物からの受信パルス波を受信する迄の時間を測定し、対象物までの距離を算出することができる。
【０００３】
このようなパルス波レーダー装置では、近距離から遠距離まで種々の距離にある対象物までの距離を測定するため、近距離にある対象物に対応させるべく送信パルス波のパルス幅を狭くする必要があることから、ダイナミックレンジの広い受信系を必要とする。そのため、装置が複雑となると共に、コスト増加につながるという課題があった。
【０００４】
この課題を解決するために、従来ではＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を受信系に適用する発明が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１７４８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、車両の衝突防止やオートクルーズを目的として数十ｃｍという短い距離から数十ｍという長い距離まで、広い範囲について対象物の位置を正確に検知する場合には、送信パルス波のパルス幅を１ｎｓ程度と狭くしなければならない。
【０００６】
そのため、特許文献１に開示された発明では、狭いパルス幅の受信パルス波に対してＡＧＣ回路で利得を制御する場合にフィードバック時間が足りなくなる。そのため、近距離にある対象物からの受信パルス波に対して受信回路が飽和してしまい受信パルス波の利得を安定して制御できない。また、送信パルス波のパルス幅が狭いと遠距離にある対象物からの受信パルス波のエネルギーが小さくなるためＳ／Ｎ比が小さくなり測定誤差を生じさせる。一方、特に近距離にある対象物では高い距離分解能が要求されるため、送信パルス波のパルス幅を広くすると近距離にある対象物の距離分解能の確保が不十分となる。
【０００７】
そこで、本発明では、近距離にある対象物からの反射波に対しても距離分解能を確保すると共に、遠距離にある対象物からの反射波に対してもＳ／Ｎ比の悪化を防止して、対象物までの距離の遠近に関わらず高精度に対象物までの距離の測定をすることのできるパルス波レーダー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】
【０００８】
上記目的を達成するため、発明者は、受信パルス波の利得制御用送信パルス波を予め送出して受信し復調した受信パルスに基づいて、後に送出する測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波の利得の制御を行うこととした。
【０００９】
具体的には、本願発明は、送信パルスで変調した送信パルス波を送出する送信回路と、前記送信回路からの送信パルス波を放射する送信アンテナと、前記送信アンテナからの送信パルス波のうち対象物で反射した受信パルス波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信パスル波を復調して受信パルスを出力する利得制御可能な受信回路と、前記受信回路での利得の制御用に前記送信回路から送出される利得制御用送信パルス波によって得られる前記受信パルスの振幅に応じた利得制御信号を生成し、前記対象物の測定用に前記利得制御用送信パルス波の後に前記送信回路から送出される測定用送信パルス波によって得られる前記受信パルス波又は前記受信パルスに対する利得を前記利得制御信号で制御する利得制御回路と、を備えるパルス波レーダー装置である。
【００１０】
前述したように各受信パルス波に対して瞬時に利得制御する場合には、送信パルス波のパルス幅が狭いときにフィードバック時間が足りず受信パルス波の利得の制御が不十分となる。また、送信パルス波のパルス幅が狭いと遠距離にある対象物からの受信パルス波のエネルギーが小さくなるためＳ／Ｎ比が低くなり測定誤差を生じさせる。一方、特に近距離にある対象物では高い距離分解能が要求されるため、送信パルス波のパルス幅を広くすると近距離にある対象物の距離分解能の確保が不十分となる。
【００１１】
そこで、本発明では、対象物の測定用の測定用送信パルス波の前に、受信回路内での利得制御用に利得制御用送信パルス波を予め送出して受信し復調した受信パルスの振幅に基づいて、受信回路内での利得の制御を行うこととした。
【００１２】
ここで、送信パルス波の送信間隔が短いと、送信パルス波を送出してから次の送信パルス波を送出するまでに対象物が移動する距離は略無視できると考えられる。そのため、連続して送出する２つの送信パルス波により測定した対象物までの距離には略差がなく測定距離としていずれの値を採用しても測定精度に影響しないことを考慮した。
【００１３】
これにより、利得制御用送信パルス波と測定用送信パルス波との間に時間差を設けることができる。そのため、利得制御用送信パルス波によって得られる受信パルスが一巡する間に、後に送出する測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波の利得を制御するためのフィードバック時間を確保することができる。そのため、近距離にある対象物からの受信パルス波又は受信パルスに対しても受信回路を飽和させることを避けて受信パルスの振幅を略一定にすることができる。一方、遠距離にある対象物からの受信パルス波又は受信パルスに対しても予め生成した利得制御信号で利得制御するために受信パルスの振幅を略一定にすることができる。従って、本発明では、測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波に対する利得を十分に制御して受信パルスの振幅を略一定にできるため高精度に対象物までの距離を測定することができる。
【００１４】
上記パルス波レーダー装置において、前記パルス波レーダー装置の測定する前記対象物までの距離に応じて予め定められた複数の測定区間のうち前記パルス波レーダー装置から遠い測定区間ほどにパルス幅の広い前記測定用送信パルス波を送出することが望ましい。
【００１５】
本発明では、パルス波レーダー装置からの距離が遠くなるに従って測定用送信パルス波のパルス幅を広くするため、近距離の対象物までの距離の測定の際には距離分解能を高くし、遠距離の対象物までの距離の測定の際には受信パルスのＳ／Ｎ比を高くすることができる。従って、対象物の遠近に関わらず対象物までの距離の測定が可能となる。
【００１６】
上記パルス波レーダー装置において、前記複数の測定区間は、前記パルス波レーダー装置から前記複数の測定区間の各区間の遠端までの距離が等比級数で定められており、前記送信回路は、前記各区間の遠端までの距離に比例したパルス幅の前記測定用送信パルス波を送出することが望ましい。
【００１７】
本発明では、複数の測定区間の各区間の遠端までの距離を等比級数で定めるため、対象物までの距離を級数的に分けて測定することができる。また、測定用送信パルス波のパルス幅を各区間の遠端までの距離に比例させて広げるため、複数の測定区間の各区間でＳ／Ｎ比をできるだけ高くして対象物までの距離の測定をすることができる。従って、対象物の遠近に関わらず測定精度を略一定に維持することができる。
【００１８】
上記パルス波レーダー装置において、前記利得制御用送信パルス波によって得られる前記受信パルスに基づいて前記複数の測定区間のいずれかに複数の対象物の存在を検知し且つ前記複数の対象物の属する前記測定区間についての前記測定用送信パルス波のパルス幅が前記複数の対象物同士の距離に対する距離分解能以下と判断すると、前記送信回路に前記測定区間についての前記測定用送信パルス波として前記利得制御用送信パルス波のパルス幅と同じパルス幅の送信パルス波を送出させる判断回路をさらに備えることが望ましい。
【００１９】
本発明では、パルス幅の広い送信パルス波では距離分解能が不足するときには、パルス幅の狭い送信パルス波で距離分解能を上げて対象物の距離を測定するので、複数の対象物のそれぞれに対する距離の測定を維持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、近距離にある対象物からの反射波に対しても距離分解能を確保すると共に、遠距離にある対象物からの反射波に対してもＳ／Ｎ比の悪化を防止して、対象物までの距離の遠近に関わらず高精度に対象物までの距離の測定をすることのできるパルス波レーダー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明のパルス波レーダー装置の実施形態の一例を説明するブロック図であって、パルス波レーダー装置の構成を説明するブロック図である。図１において、２１はパルス波レーダー装置の基準となる発振信号を出力する発振器、２２は発振信号を分周して基準信号を発生する基準信号発振器、２３は基準信号を基に発生させた所定の周期の送信パルスをそのパルス幅を変化させて出力する可変幅パルス発生回路、２４は搬送波周波数で発振する発振器、２５は搬送波周波数の信号を送信パルスで変調して送信パルス波を出力する変調器、２６は送信パルス波を放射する送信アンテナ、３１は対象物からの受信パルス波を受信する受信アンテナ、３２、３３は受信パルス波を所定の利得で増幅して出力する高周波増幅器、３４は受信パルス波を分離し互いに９０度の位相差をつけてそれぞれ出力する９０度移相器、３５は搬送波周波数の信号を２つに分配してそれぞれ出力する分配器、３６ａ、３６ｂは受信パルス波を搬送波周波数の信号で復調しＩ信号又はＱ信号の受信パルスとして出力するミキサ、３７ａ、３７ｂはＩ信号又はＱ信号の受信パルスを所定の利得で増幅して出力する中間周波増幅器、３８は基準電圧を発生する基準電圧発生回路、３９ａ、３９ｂはＩ信号又はＱ信号の受信パルスと基準電圧とを比較して受信パルスを出力するコンパレータ、４１は受信パルスを記憶し、受信パルス及び基準信号を基に対象物までの距離を算出する信号処理回路、５１は受信パルスを基に利得制御信号を生成する自動利得制御信号生成回路である。なお、対象物は、送信アンテナ２６からの送信パルス波を反射するすべての物を含んでおり、図１において不図示である。
【００２３】
発振器２１、基準信号発振器２２、可変幅パルス発生回路２３、発振器２４及び変調器２５は、送信回路に含まれる。また、発振器２４、高周波増幅器３２、高周波増幅器３３、９０度移相器３４、分配器３５、ミキサ３６ａ、３６ｂ、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂ、基準電圧発生回路３８及びコンパレータ３９ａ、３９ｂは、受信回路に含まれる。また、自動利得制御信号生成回路５１は、利得制御回路に含まれる。また、信号処理回路４１は、判断回路を含んでいる。
【００２４】
まず、図１において、パルス波レーダー装置１０の送信系の構成を説明する。可変幅パルス発生回路２３は、基準信号発振器２２からの基準信号を基に所定のパルス幅の送信パルスを発生する。この送信パルスの発生間隔は、周期的でも非周期的でもよいが、パルス波レーダー装置１０の最大検出距離に対応する電波の伝搬往復時間よりも長く設定することが望ましい。本実施形態では、可変幅パルス発生回路２３は、基準信号発振器２２からの基準信号の入力と共にそのパルス幅を変えて送信パルスとして出力する。これにより、変調器２５から出力する送信パルス波のパルス幅が決定される。可変幅パルス発生回路２３の出力する送信パルスのパルス幅は、１ｎｓ以上、１００ｎｓ以下であることが望ましい。パルス波レーダー装置１０が検出する測定対象物までの距離は、１５ｃｍから１５ｍ程度であるから、分解能を決定する送信パルスのパルス幅では１ｎｓ以上、１００ｎｓ以下に相当する。なお、パルス幅の設定についての詳細は、後述する。
【００２５】
変調器２５は、発振器２４からの搬送波周波数の信号を可変幅パルス発生回路２３からの送信パルスで変調して送信パルス波を出力する。送信アンテナ２６は、変調器２５からの送信パルス波を放射する。送信アンテナ２６は複数のアンテナから構成されるものでもよい。
【００２６】
次に、図１において、パルス波レーダー装置１０の受信系の構成を説明する。受信アンテナ３１は、対象物で反射した受信パルス波を受信する。受信アンテナ３１も送信アンテナ２６と同様に、複数のアンテナから構成されるものでもよい。また、送受兼用アンテナであってもよい。高周波増幅器３２、３３は、後述の自動利得制御信号生成回路５１で生成された利得制御信号を基に受信パルス波を所定の利得で増幅して出力する。
【００２７】
ミキサ３６ａは、９０度移相器３４からの受信パルス波を復調してＩ信号である受信パルスを出力する。復調に際しては、例えば、同期検波や包洛線検波等の非同期検波の通常の技術で実現できる検波方式を適用することができる。本実施形態では、パルス波レーダー装置１０の使用する周波数帯のローカル信号を発振器２４で発生させ、発生させたローカル信号に基づいて同期検波している。中間周波増幅器３７ａは、後述の自動利得制御信号生成回路５１で生成された利得制御信号を基にミキサ３６ａからの受信パルスを所定の利得で増幅して出力する。一方、ミキサ３６ｂについても、９０度移相器３４からの受信パルス波を復調してＱ信号としての受信パルスを出力する。また、中間周波増幅器３７ｂは、後述の自動利得制御信号生成回路５１で生成された利得制御信号を基にミキサ３６ｂからの受信パルスを所定の利得で増幅して出力する。
【００２８】
信号処理回路４１は、コンパレータ３９ａ、３９ｂで基準電圧と比較され出力された受信パルスを取得し受信パルスの振幅及び出力タイミング、並びに基準信号発振器２２からの基準信号を取得し基準信号の出力タイミングを記憶する。これにより、送信回路としての変調器２５から送信パルス波が出力されてから受信回路としてのコンパレータ３９ａ、３９ｂから受信パルスが出力されるまでの時間が算出できるため、変調器２５からコンパレータ３９ａ、３９ｂまでの信号処理による遅延時間を考慮すれば送信アンテナ２６から放射された送信パルス波が対象物で反射し受信アンテナ３１に戻ってくる時間を算出して対象物までの距離を算出することができる。また、信号処理回路４１は、記憶した受信パルスに基づいて後述する種々の判断を行うこともできる。
【００２９】
自動利得制御信号生成回路５１は、信号処理回路４１に記憶された受信パルスの振幅を基に高周波増幅器３２、３３及び中間周波増幅器３７ａ、３７ｂにおいて受信パルス波又は受信パルスに対する利得を制御するための利得制御信号を生成して出力する。
【００３０】
ここで、図１及び後述のタイミングチャートを参照して、パルス波レーダー装置１０での信号処理動作について説明する。
【００３１】
図２は、パルス波レーダー装置で処理する送信パルス及び受信パルスを含むタイミングチャートの一例を示した図である。図２において、（ａ）は１巡目の利得制御用送信パルスによって得られる受信パルスのタイミングを示し、（ａ´）は１巡目の受信パルスを基にした利得制御信号のタイミングを示し、（ｂ）は２巡目の測定用送信パルスによって得られる受信パルスのタイミングを示し、（ｃ）は３巡目の測定用送信パルスによって得られる受信パルスのタイミングを示し、（ｄ）は４巡目の測定用送信パルスによって得られる受信パルスのタイミングを示し、（ｅ）はパルスのタイミングの時間軸に対応した対象物までの測定距離を示している。なお、時間軸の正方向は、図面右側である。
【００３２】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）では、図１の可変幅パルス発生回路２３から複数の送信パルスが一定の発生間隔（図２では、１００ｎｓ毎）で出力された後にコンパレータ３９ａ、３９ｂから出力される複数の受信パルスの出力タイミングをそれぞれ示している。
【００３３】
可変幅パルス発生回路２３から図２（ａ）に示す利得制御用送信パルス９１が出力されると、利得制御用送信パルス９１は、変調器２５で変調され利得制御用送信パルス波として送信アンテナ２６から放射される。そして、対象物で反射した受信パルス波は、受信アンテナ３１で受信されミキサ３６ａ、３６ｂで復調された後、コンパレータ３９ａ、３９ｂから受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅとして出力される（以下、利得制御用送信パルス９１と受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅとに相当する関係を、「送信パルスによって得られる受信パルス」ということとする。）。ここで、図２（ａ）において、受信パルスが受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅのように複数あるのは、パルス波レーダー装置１０が距離の異なる複数の対象物からの受信パルス波を利得制御用送信パルスの伝搬往復時間に対応してそれぞれ受信するためである。このことは、図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のそれぞれにおいて、測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２、９３、９４を出力した場合にも同様である。また、図２（ａ）では、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅについて、パルス波レーダー装置１０から対象物までの距離が遠くなるに従って受信したときのエネルギーが小さくなるため振幅が小さくなる様子を示している。なお、受信パルスの振幅は対象物までの距離だけではなく、反射面の材質や角度にも影響されるため、必ずしも図２に示すような振幅の時系列に限られない。
【００３４】
本実施形態では、対象物の測定距離に対する距離分解能を高くするため、利得制御用送信パルス９１のパルス幅ｔ１を１ｎｓから２ｎｓ程度に設定している。例えば、パルス幅ｔ１を１ｎｓに設定すると、パルス波レーダー装置１０と対象物との距離をｘとし、電波の速度をｃ（ｃ＝３．０×１０８ｍ／ｓ）として、パルス波レーダー装置１０は、最小測定距離ｘを約１５ｃｍとする距離測定をすることができる。
【００３５】
この場合、各受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの基となる受信パルス波又は受信パルスに対して瞬時に利得制御する場合には、前述したように利得制御用送信パルス９１のパルス幅が狭いためフィードバック時間が足りず受信パルス波に対する利得の制御が不十分となる。また、利得制御用送信パルス９１のパルス幅が狭いと遠距離にある対象物からの受信パルス波のエネルギーが小さくなるため、例えば、受信パルス１０１ｅのＳ／Ｎ比が低くなり受信パルス１０１ｅに基づいて算出した測定距離に誤差を生じさせる。一方、特に近距離にある対象物では高い距離分解能が要求されるため、利得制御用送信パルス波の基となる利得制御用送信パルス９１のパルス幅をパルス幅ｔ１より広くすると近距離にある対象物の距離分解能の確保が不十分となる。
【００３６】
そこで、本実施形態では、パルス波レーダー装置１０は、利得制御用送信パルス波の基となる図２（ａ）に示す利得制御用送信パルス９１を可変幅パルス発生回路２３から予め出力し、利得制御用送信パルス９１によって利得制御用送信パルス９１の伝搬往復時間に対応して得られる受信パルスの振幅に応じた利得制御信号を自動利得制御信号生成回路５１において生成する。そして、その後、図２（ｂ）から（ｄ）に示す測定用送信パルス９２、９３、９４を基にした測定用送信パルス波を可変幅パルス発生回路２３から出力し、測定用送信パルス９２、９３、９４によって得られる受信パルス波に対する利得を測定用送信パルス９２、９３、９４を基にした測定用送信パルス波の伝搬往復時間に対応して自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号で利得制御する。
【００３７】
具体的には、自動利得制御信号生成回路５１は、信号処理回路４１で記憶した図２（ａ）に示す受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅを基に、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅを反転させた図２（ａ´）に示す利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを生成して出力する。この利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂに入力する。高周波増幅器３２、３３では、利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを基に、図２（ｂ）に示す２巡目に出力された測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波を測定用送信パルス９２を基にした測定用送信パルス波の伝搬往復時間に対応して増幅する。また、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂでは、利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを基に、２巡目に出力された測定用送信パルス９２によって得られる受信パルスを測定用送信パルス９２を基にした測定用送信パルス波の伝搬往復時間に対応して増幅する。このように、受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅの基となる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅで利得制御することにより受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅの振幅を振幅ｄとして一定に保つことができる。つまり、受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅのうち、例えば受信パルス１０２ａの基となる振幅の大きい受信パルス波又は受信パルスに対しては、増幅率が下がり、受信パルス１０２ｅの基となる振幅の小さい受信パルス波又は受信パルスに対しては、受信パルス１０２ａの場合に比べて増幅率が上がる。
【００３８】
高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂでは、上記の増幅処理を、図２（ｃ）に示す３巡目に出力された測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス１０３ｂ、１０３ｄ、１０３ｅ、図２（ｄ）に示す４巡目に出力された測定用送信パルス９４によって得られる受信パルス１０４ｄ、１０４ｅの基となる受信パルス波又は受信パルスに対しても行う。なお、３巡目の測定用送信パルス９３、４巡目の測定用送信パルス９４では、パルス幅ｔ２、ｔ３をそれぞれ２巡目の測定用送信パルス９２のパルス幅ｔ１より広くしたため、当然に測定用送信パルス９３、９４によって得られる受信パルスのパルス幅は広くなる。そのため、高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂでは、利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９３、９４のパルス幅ｔ２、ｔ３分の長さで受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御をそれぞれ行うこととする。なお、本実施形態では、高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂのすべての回路で利得制御を行っているが、受信パルス波又は受信パルスに対する利得制御は、高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂのいずれか１つの回路において行ってもよいし、組み合わせて行ってもよい。
【００３９】
このように、自動利得制御信号生成回路５１が、高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂにおける受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行うことで、パルス波レーダー装置１０は、１巡目の利得制御用送信パルス９１より後に出力される、２巡目の測定用送信パルス９２、３巡目の測定用送信パルス９３及び４巡目の測定用送信パルス９４によってコンパレータ３９ａ、３９ｂから出力される受信パルスの振幅を振幅ｄで略一定にして出力することができる。
【００４０】
ここで、利得制御用送信パルス波及び測定用送信パルス波の送信間隔は、例えば図２（ｅ）に示すようにパルス波レーダー装置１０から数十ｍの距離にある対象物を測定する場合においても、１００ｎｓ〜１μｓと非常に短く設定できる。そのため、このように送信間隔が短いと、測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力してから次の利得制御用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９６を出力するまでに対象物との相対距離が変化する量は略無視できると考えられる。そのため、連続して出力する２つの測定用送信パルス９２、９６により測定した対象物までの距離には略差がなく測定距離としていずれの値を採用しても測定精度に影響しないことを考慮した。そのため、利得制御用送信パルス波の基となる利得制御用送信パルスは、１回のみ出力することとしてもよいし、図２（ａ）に示すように、利得制御用送信パルス９１、９５のように複数回出力することとしてもよい。利得制御用送信パルスを１回のみ出力する場合には、自動利得制御信号生成回路５１は、短時間での利得制御が可能となる。一方、利得制御用送信パルスを複数回出力した場合には、自動利得制御信号生成回路５１は、例えば、各回の利得制御用送信パルスによって得られる受信パルスの振幅値を平均することにより利得制御信号を生成して、利得制御の安定化を図ることができる。なお、図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の測定用送信パルス９２、９３、９４についても、各送信巡で、１回のみ出力することとしてもよいし、複数回出力することとしてもよい。
【００４１】
このようにして、自動利得制御信号生成回路５１が、利得制御用送信パルス波の基となる利得制御用送信パルス９１を対象物までの距離の測定の前に予め出力して利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを生成することにより、パルス波レーダー装置１０は、利得制御用送信パルス９１と測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２、９３、９４との間に時間差を設けることができる。そのため、利得制御用送信パルス波によって得られる受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅが一巡する間に、後に２巡目、３巡目、４巡目で出力する測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２、９３、９４によって得られる受信パルス波の利得を制御するためのフィードバック時間を確保することができる。そのため、近距離にある対象物からの受信パルス波又は受信パルスに対しても受信回路内の高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂからの出力を飽和させることを避けてコンパレータ３９ａ、３９ｂからの受信パルスの振幅を略一定にすることができる。一方、遠距離にある対象物からの受信パルス波又は受信パルスに対しても予め生成した利得制御信号で利得制御するためにコンパレータ３９ａ、３９ｂからの受信パルスの振幅を略一定にすることができる。従って、２巡目、３巡目、４巡目で出力する測定用送信パルスを基にした測定用送信パルス波によって得られる受信パルス波の利得を十分制御して受信パルスの振幅を略一定にできるため高精度に対象物までの距離を測定することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、３巡目の測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２、４巡目の測定用送信パルス９４のパルス幅ｔ３を２巡目の測定用送信パルス９２のパルス幅ｔ１より広く設定した。これは、以下に説明するように、パルス波レーダー装置１０から対象物までの距離に応じて定めた測定区間によるものである。
【００４３】
図３は、車両と車両に搭載されたパルス波レーダー装置の測定範囲の一例を示した概略図である。図３において、１２０は車両、１３１から１３４は測定区間を示している。図３では、車両の前方のバンパー内にパルス波レーダー装置１０を配置している。なお、パルス波レーダー装置１０は、対象物の検出方向に応じて車両１２０のいずれの場所に配置してもよい。
【００４４】
本実施形態では、車両１２０から０ｍ〜２ｍ、２ｍ〜４ｍ、４ｍ〜８ｍの範囲に測定区間を定めた。測定区間とは、例えば、測定区間１３３に対象物５が存在するとしたときに、対象物５のみを検出し、他の測定区間１３１、１３２に対象物が存在していてもその対象物は検出しない区間をいう。この測定区間は、予めパルス波レーダー装置１０に固有に設定されている。図１の可変幅パルス発生回路２３は、図３に示すようにパルス波レーダー装置１０の測定する対象物までの距離に応じて予め定められた複数の測定区間１３１、１３２、１３３のうちパルス波レーダー装置１０から遠い測定区間ほどに、図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、パルス幅ｔ１、ｔ２、ｔ３と次第に広くなる測定用送信パルス９２、９３、９４を出力する。
【００４５】
また、図３に示すように、パルス波レーダー装置１０から複数の測定区間１３１、１３２、１３３の各区間の遠端１４１、１４２、１４３までの距離を等比級数で定めた場合には、図１の可変幅パルス発生回路２３は、各区間の遠端１４１、１４２、１４３までの距離に比例したパルス幅の測定用送信パルスを出力する。図２（ｄ）では、測定用送信パルス９４のパルス幅ｔ３を図２（ｃ）の測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２の２倍とした。この場合、図３の遠端までの距離が８ｍ以上の範囲に対してさらに１６ｍ、３２ｍ、６４ｍと測定区間を設定した場合にも、測定用送信パルスのパルス幅を各区間の遠端までの距離に応じて測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２を基準に４倍、８倍、１６倍と距離の等比級数に比例させることとする。
【００４６】
ここで、図２（ｂ）において、測定区間を０ｍ〜２ｍとして対象物の距離測定を行う場合、図１の信号処理回路４１は、図２（ｂ）の受信パルス１０２ａ、１０２ｂのみを処理し、他の受信パルス１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅについては、処理を行わない。また、図２（ｃ）において、測定区間を２ｍ〜４ｍとして対象物の距離測定を行う場合、信号処理回路４１は、図２（ｃ）の受信パルス１０３ｄのみを処理し、他の受信パルス１０３ｂ、１０３ｅについては、処理を行わない。また、図２（ｄ）において、測定区間を４ｍ〜８ｍとして対象物の距離測定を行う場合、信号処理回路４１は、図２（ｄ）の受信パルス１０４ｅのみを処理し、他の受信パルス１０４ｄについては、処理を行わない。
【００４７】
このように、図３に示す測定区間１３１、１３２、１３３の各区間の遠端１４１、１４２、１４３までの距離が遠くなるに従って、測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２、９３、９４のパルス幅をパルス幅ｔ１、ｔ２、ｔ３（図２）と広くすると、近距離の対象物までの距離の測定の際には距離分解能を高くし、遠距離の対象物までの距離の測定の際には受信パルスのＳ／Ｎ比を高くすることができる。従って、パルス波レーダー装置１０は、対象物の遠近に関わらず対象物までの距離の測定が可能となる。
【００４８】
さらに、図３に示す複数の測定区間１３１、１３２、１３３の各区間の遠端１４１、１４２、１４３までの距離を等比級数で定めると、対象物までの距離を級数的に分けて測定することができる。また、図２（ｃ）（ｄ）に示すように測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９３、９４のパルス幅ｔ２、ｔ３を各区間の遠端１４２、１４３までの距離に比例させて広げるため、複数の測定区間１３２、１３３の各区間でＳ／Ｎ比をできるだけ高くして対象物までの距離の測定をすることができる。従って、パルス波レーダー装置１０は、対象物の遠近に関わらず測定精度を略一定に維持することができる。
【００４９】
ここで、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス９２によって得られる受信パルスと図２（ｄ）に示す４巡目の測定用送信パルス９４によって得られる受信パルスとでは、Ｓ／Ｎ比に差が生じると考えられる。この場合、１巡目の利得制御用送信パルス９１により生成した利得制御信号１０５ａから１０５ｅでは、測定用送信パルス９２、９３によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御が十分に対応しきれないことも想定できる。この場合、測定用送信パルス波のパルス幅に応じてそのパルス幅での利得制御用送信パルスを出力して利得制御信号を生成することとしてもよい。これにより、より遠距離の対象物までの距離を測定することができる。
【００５０】
また、図２（ｃ）の場合、図２（ｂ）の受信パルス１０２ｃ、１０２ｄに相当する受信パルスが互いに重なった受信パルス１０３ｄが出力されていることがわかる。これは、２ｍ〜４ｍの範囲の測定区間に２つの対象物が存在しており、２つの対象物間の距離が測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２では距離分解能以下であるからである。この場合、利得制御用パルス９１のパルス幅ｔ１によれば２つの対象物をそれぞれ検出できるため、図１の信号処理回路４１は、利得制御用送信パルス９１に基づいて図３の複数の測定区間１３１、１３２、１３３のいずれかに複数の対象物の存在を検知し（図２（ａ）では０ｍ〜２ｍ及び２ｍ〜４ｍの範囲の測定区間にそれぞれ２つの対象物の存在を検知することとなる。）且つ複数の対象物同士の距離が複数の対象物の属する測定区間についての測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルスのパルス幅では距離分解能以下と判断すると（図２（ｃ）に示す測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２では２ｍ〜４ｍの範囲の測定区間内の２つの対象物間の距離が距離分解能以下であることを判断することとなる。）、可変幅パルス発生回路２３及び基準信号発振器２２に向けて結果信号を出力する。この結果信号の取得に起因して、基準信号発振器２２は基準信号を出力し、可変幅パルス発生回路２３は基準信号発振器２２からの基準信号を利得制御用送信パルス９１のパルス幅ｔ１と同じパルス幅の送信パルスにして出力する。信号処理回路４１は、結果信号の出力によって可変幅パルス発生回路２３に利得制御用送信パルス９１のパルス幅ｔ１と同じパルス幅の送信パルスを出力させることができる。そして、信号処理回路４１は、可変幅パルス発生回路２３からの送信パルスを基にした送信パルス波が変調器２５から出力されてから、出力された送信パルス波によって得られる受信パルスがコンパレータ３９ａ、３９ｂから出力されるまでの時間に基づいて複数の対象物までの距離をそれぞれ算出する。なお、複数の対象物に対する距離分解能の妥当性は、信号処理回路４１が予め可変幅パルス発生回路２３から出力される測定用送信パルスのパルス幅を予め記憶しておき、後に記憶した図２（ａ）に示す受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの受信間隔と各測定区間に対応した測定用送信パルスのパルス幅とを比較することにより判断することができる。
【００５１】
ここで、図１、図２及び後述の動作フローを参照して、対象物までの距離測定の手順について説明する。
【００５２】
図４は、パルス波レーダー装置の動作フローの一例を示した図である。図４において、６１から６９、７１から７９、及び８１から８９はそれぞれ手順を示している。
【００５３】
まず、手順６１において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ａ）に示す１巡目の利得制御用送信パルス９１を出力する。可変幅パルス発生回路２３からの利得制御用送信パルス９１は、変調器２５において発振器２４からの搬送波周波数の信号を変調して送信アンテナ２６から利得制御用送信パルス波として放射される。その後、利得制御用送信パルス波は、対象物で反射し受信パルス波として受信アンテナ３１で受信される。受信アンテナ３１からの受信パルス波は、高周波増幅器３２、３３を介して９０度移相器３４で分離され互いに９０度の位相差を付されてミキサ３６ａ、３６ｂにおいて復調され受信パルスとして出力される。ミキサ３６ａ、３６ｂからの受信パルスは、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂを介してコンパレータ３９ａ、３９ｂで基準電圧と比較されて基準電圧との差分に応じて信号処理回路４１に向けて出力される。そして、手順６２において信号処理回路４１は、利得制御用送信パルス波の伝搬往復時間に対応して得られる図２（ａ）に示す受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅを取得し、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅのそれぞれの受信タイミング及び振幅を記憶する。
【００５４】
次に、手順６３において自動利得制御信号生成回路５１は、信号処理回路４１に記憶された受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの振幅に基づいて、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅを反転させた利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅを生成して出力する。
【００５５】
次に、手順６４において信号処理回路４１は、受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの受信間隔から図２に示す２巡目、３巡目、４巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルスの測定距離範囲内に対象物が複数あるかを判断する。本実施形態では、０ｍから２ｍの測定区間に受信パルス１０１ａ、１０１ｂ及び２ｍから４ｍの測定区間に受信パルス１０１ｃ、１０１ｄが存在しているため、この各区間にそれぞれ２つの対象物があることを判断することとなる。この場合、図４では、次の手順６５に進む。一方、手順６４においていずれの測定区分にも複数の対象物を検知しなかったときは、手順７１に進む。なお、本実施形態では、手順６５に進むため、手順７１からの流れについては、後述する。
【００５６】
次に、手順６５において信号処理回路４１は、図２（ａ）の受信パルス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの受信間隔と各測定区間に対応した測定用送信パルス９３、９４のパルス間隔ｔ２、ｔ３とを比較して、可変幅パルス発生回路２３から図２（ｂ）、（ｃ）に示す３巡目、４巡目に出力される測定用送信パルス９３、９４のパルス幅ｔ２、ｔ３が、複数の対象物の属する測定区間についての対象物同士の距離に対して距離分解能以下かを判断する。本実施形態では、２ｍから４ｍの測定区間の受信パルス１０１ｃ、１０１ｄ間の幅が測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２以下となるため、測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２が距離分解能以下となる。そのため、距離分解能以下と判断し、手順６６に進む。一方、手順６５においていずれの測定区分においても距離分解能より大きいと判断したときは、手順７１に進む。なお、本実施形態では、手順６６に進むため、手順７１からの流れについては、後述する。
【００５７】
次に、手順６６において信号処理回路４１は、いずれの巡目に出力される測定用送信パルスのパルス幅が距離分解能以下なのかを判断して後段のいずれの手順に進むかを決定する。本実施形態では、前述のように２ｍから４ｍの測定区間における受信パルス１０１ｃ、１０１ｄに対する測定用送信パルス９３のパルス幅ｔ２が距離分解能以下であるため、手順８７に進む。一方、４巡目のみの測定用送信パルス９４のパルス幅ｔ３が距離分解能以下である場合は、手順８１に進み、３、４巡目の測定用送信パルス９３、９４のパルス幅ｔ２、ｔ３が共に距離分解能以下である場合は、手順６７に進む。なお、本実施形態では、手順８７に進むため、手順６７、８１からの流れについては、後述する。
【００５８】
次に、手順８７において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力する。そして、手順８８において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順８９において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９２と測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄとの時間差から、０ｍから２ｍ及び２ｍから４ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。
【００５９】
次に、手順７７において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｄ）に示す４巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９４を出力する。そして、手順７８において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９４によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順７９において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９４と測定用送信パルス９４によって得られる受信パルス１０４ｅとの時間差から、４ｍから８ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。そしてリターンから再度スタートに戻り手順を繰り返す。
【００６０】
次に、手順７１から手順７６までの流れ、手順６７から手順６９までの流れ、及び手順８１から手順８６までの流れについて説明する。
【００６１】
手順６４でいずれの測定区間にも複数の対象物を検知しなかったとき、又は手順６５でいずれの測定区間に対応するパルス幅が距離分解能より大きいときは、手順７１に進み、手順７１において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力する。そして、手順７２において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順７３において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９２と測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス１０２ａ、１０２ｂとの時間差から、０ｍから２ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。
【００６２】
次に、手順７４において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｃ）に示す３巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９３を出力する。そして、手順７５において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順７６において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９３と測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス１０３ｄとの時間差から、２ｍから４ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。なお、本実施形態では、２ｍから４ｍの測定区間にある対象物は２つ存在するが、１つの対象物として距離の算出がされる。なお、手順７７以降の処理は、前述した通りである。
【００６３】
また、手順６６において４巡目のみのパルス幅が距離分解能以下である場合は、手順８１に進み、手順８１において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力する。そして、手順８２において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順８３において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９２と測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｅとの時間差から、０ｍから２ｍ及び４ｍから８ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。
【００６４】
次に、手順８４において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｃ）に示す３巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９３を出力する。そして、手順８５において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順８６において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９３と測定用送信パルス９３によって得られる受信パルス１０３ｄとの時間差から、２ｍから４ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。なお、本実施形態では、２ｍから４ｍの測定区間にある対象物は２つ存在するが、１つの対象物として距離の算出がされる。そしてリターンから再度スタートに戻り手順を繰り返す。
【００６５】
また、手順６６において３、４巡目のパルス幅が共に距離分解能以下である場合は、手順６７に進み、手順６７において可変幅パルス発生回路２３は、図２（ｂ）に示す２巡目の測定用送信パルス波の基となる測定用送信パルス９２を出力する。そして、手順６７において高周波増幅器３２、３３、中間周波増幅器３７ａ、３７ｂは、自動利得制御信号生成回路５１からの利得制御信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅに基づいて、測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス波又は受信パルスに対して利得制御を行って振幅ｄで一定の受信パルス波又は受信パルスとして出力する。手順６８において信号処理回路４１は、測定用送信パルス９２と測定用送信パルス９２によって得られる受信パルス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅとの時間差から、０ｍから２ｍ、２ｍから４ｍ、及び４ｍから８ｍの測定区間にある対象物までの距離を算出する。そしてリターンから再度スタートに戻り手順を繰り返す。
【００６６】
このようにして、複数の対象物までの距離を算出することにより、パルス波レーダー装置１０は、パルス幅の広い測定用送信パルス波では距離分解能が不足するときには、パルス幅の狭い測定用送信パルス波で距離分解能を上げて対象物の距離を測定するので、複数の対象物のそれぞれに対する距離の測定を維持することができる。なお、本実施形態では、手順６６において３通りの判断を行って、なるべく各測定区間に対応するパルス幅の測定用送信パルスで対象物の測定を行っているが、手順６５において、いずれかの測定区間の対象物同士の距離が距離分解能以下と判断したときに、パルス幅の短い図２（ｂ）の２巡目の測定用送信パルス９２によりすべての対象物の測定を行うこととしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のレーダー装置は、車両の衝突防止や車線変更アシストを目的としたレーダー装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】１実施形態に係るパルス波レーダー装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】パルス波レーダー装置で処理する送信パルス及び受信パルスを含むタイミングチャートの一例を示した図である。
【図３】車両と車両に搭載されたパルス波レーダー装置の測定範囲の一例を示した概略図である。
【図４】パルス波レーダー装置の動作フローの一例を示した図である。
【符号の説明】
【００６９】
５：対象物、１０：パルス波レーダー装置、２１：発振器、２２：基準信号発振器、２３：可変幅パルス発生回路、２４：発振器、２５：変調器、２６：送信アンテナ
３１：受信アンテナ、３２：高周波増幅器、３３：高周波増幅器、３４：９０度移相器、３５：分配器、３６ａ：ミキサ、３６ｂ：ミキサ、３７ａ：中間周波増幅器、３７ｂ：中間周波増幅器、３８：基準電圧発生回路、３９ａ：コンパレータ、３９ｂ：コンパレータ、４１：信号処理回路、５１：自動利得制御信号生成回路
６１−６９：手順、７１−７９：手順、８１−８９：手順
９１、９５：利得制御用送信パルス、９２−９４、９６−９８：測定用送信パルス、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ：受信パルス、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ：受信パルス、１０３ｂ、１０３ｄ、１０３ｅ：受信パルス、１０４ｄ、１０４ｅ：受信パルス、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ：利得制御信号
１２０：車両、１３１−１３３：測定区間、１４１−１４３：遠端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信パルスで変調した送信パルス波を送出する送信回路と、
前記送信回路からの送信パルス波を放射する送信アンテナと、
前記送信アンテナからの送信パルス波のうち対象物で反射した受信パルス波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナからの受信パスル波を復調して受信パルスを出力する利得制御可能な受信回路と、
前記受信回路での利得の制御用に前記送信回路から送出される利得制御用送信パルス波によって得られる前記受信パルスの振幅に応じた利得制御信号を生成し、前記対象物の測定用に前記利得制御用送信パルス波の後に前記送信回路から送出される測定用送信パルス波によって得られる前記受信パルス波又は前記受信パルスに対する利得を前記利得制御信号で制御する利得制御回路と、
を備えるパルス波レーダー装置。
【請求項２】
前記送信回路は、前記パルス波レーダー装置の測定する前記対象物までの距離に応じて予め定められた複数の測定区間のうち前記パルス波レーダー装置から遠い測定区間ほどにパルス幅の広い前記測定用送信パルス波を送出することを特徴とする請求項１に記載のパルス波レーダー装置。
【請求項３】
前記複数の測定区間は、前記パルス波レーダー装置から前記複数の測定区間の各区間の遠端までの距離が等比級数で定められており、
前記送信回路は、前記各区間の遠端までの距離に比例したパルス幅の前記測定用送信パルス波を送出することを特徴とする請求項２に記載のパルス波レーダー装置。
【請求項４】
前記利得制御用送信パルス波によって得られる前記受信パルスに基づいて前記複数の測定区間のいずれかに複数の対象物の存在を検知し且つ前記複数の対象物の属する前記測定区間についての前記測定用送信パルス波のパルス幅が前記複数の対象物同士の距離に対する距離分解能以下と判断すると、前記送信回路に前記測定区間についての前記測定用送信パルス波として前記利得制御用送信パルス波のパルス幅と同じパルス幅の送信パルス波を送出させる判断回路をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のパルス波レーダー装置。
【請求項１】
送信パルスで変調した送信パルス波を送出する送信回路と、
前記送信回路からの送信パルス波を放射する送信アンテナと、
前記送信アンテナからの送信パルス波のうち対象物で反射した受信パルス波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナからの受信パスル波を復調して受信パルスを出力する利得制御可能な受信回路と、
前記受信回路での利得の制御用に前記送信回路から送出される利得制御用送信パルス波によって得られる前記受信パルスの振幅に応じた利得制御信号を生成し、前記対象物の測定用に前記利得制御用送信パルス波の後に前記送信回路から送出される測定用送信パルス波によって得られる前記受信パルス波又は前記受信パルスに対する利得を前記利得制御信号で制御する利得制御回路と、
を備えるパルス波レーダー装置。
【請求項２】
前記送信回路は、前記パルス波レーダー装置の測定する前記対象物までの距離に応じて予め定められた複数の測定区間のうち前記パルス波レーダー装置から遠い測定区間ほどにパルス幅の広い前記測定用送信パルス波を送出することを特徴とする請求項１に記載のパルス波レーダー装置。
【請求項３】
前記複数の測定区間は、前記パルス波レーダー装置から前記複数の測定区間の各区間の遠端までの距離が等比級数で定められており、
前記送信回路は、前記各区間の遠端までの距離に比例したパルス幅の前記測定用送信パルス波を送出することを特徴とする請求項２に記載のパルス波レーダー装置。
【請求項４】
前記利得制御用送信パルス波によって得られる前記受信パルスに基づいて前記複数の測定区間のいずれかに複数の対象物の存在を検知し且つ前記複数の対象物の属する前記測定区間についての前記測定用送信パルス波のパルス幅が前記複数の対象物同士の距離に対する距離分解能以下と判断すると、前記送信回路に前記測定区間についての前記測定用送信パルス波として前記利得制御用送信パルス波のパルス幅と同じパルス幅の送信パルス波を送出させる判断回路をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のパルス波レーダー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１７０８１９（Ｐ２００７−１７０８１９Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６４２０２（Ｐ２００５−３６４２０２）
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]