レーダー装置
【要 約】
【課 題】本発明は、簡易な構成で対象物までの距離及び方向を検出することを目的とする。
【解決手段】送信波を送信し対象物で反射された受信波を受信する第１及び第２の送受信回路を有し、前記第１の送受信回路は第１の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信すると共に前記第２の送受信回路が送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信し、第２の送受信回路は当該第２の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信することを特徴とする。前記第１及び第２の送受信回路を用いて前記第１及び第２の送受信回路から対象物までの距離を算出し、算出した対象物までの距離に余弦定理を適用することで、送受信回路及び対象物を結ぶ直線と、２つの送受信回路を相互に結ぶ直線との成す角度を算出する。
【課 題】本発明は、簡易な構成で対象物までの距離及び方向を検出することを目的とする。
【解決手段】送信波を送信し対象物で反射された受信波を受信する第１及び第２の送受信回路を有し、前記第１の送受信回路は第１の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信すると共に前記第２の送受信回路が送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信し、第２の送受信回路は当該第２の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信することを特徴とする。前記第１及び第２の送受信回路を用いて前記第１及び第２の送受信回路から対象物までの距離を算出し、算出した対象物までの距離に余弦定理を適用することで、送受信回路及び対象物を結ぶ直線と、２つの送受信回路を相互に結ぶ直線との成す角度を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信波が送信されて受信波が受信されるまでの伝搬遅延時間に基づいて前記対象物までの距離と方向とを算出するレーダー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁波やレーザ等によるレーダー装置で、物体までの距離だけでなく、その物体がどの方位（角度）にあるかを検知する方法としていくつかの方法が提案されている。
【０００３】
例えば、送信信号を左右に掃引し、受信波を受信するタイミングから物体の距離と角度の情報を得ている（例えば、特許文献１参照。）また、複数の異なる方向にレーダービームを送信し、物体から反射してきた各レーダービームが受信されるタイミングを計測することで距離と角度の情報を得るものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平３−６４７３号公報
【特許文献２】特開平３−５７４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１及び特許文献２が示す発明では、送信信号の左右への掃引や複数ビームの送信には、機械的又は電気的な方法によってそのシステムを構成する必要があり、これらはシステムの複雑化や高価格化を招いていた。本発明では、上記問題点を鑑み、簡易な構成で対象物までの距離及び方向を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るレーダー装置は、送信波を送信し対象物で反射された受信波を受信する第１及び第２の送受信回路を有し、前記第１の送受信回路は第１の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信すると共に前記第２の送受信回路が送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信し、第２の送受信回路は当該第２の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信することを特徴とする。前記第１及び第２の送受信回路を用いて前記第１及び第２の送受信回路から対象物までの距離を算出し、算出した対象物までの距離と前記２つの送受信回路の距離とで形成される三角形に三角関数を適用することで、送受信回路及び対象物を結ぶ直線と、２つの送受信回路を相互に結ぶ直線との成す角度を算出する。距離を用いて方向を算出するので、簡易な構成で対象物までの距離及び方向を検出することが可能になる。
【０００６】
図１は、本発明に係るレーダー装置が対象物の距離及び方向を測定する模式図である。図１では、距離ｄをおいて分離して配置された２つの送受信回路１１及び１２が、放射状に送信波を送信し、対象物Ａ及びＢで反射された受信波を受信している様子を示す。送受信回路１１及び１２から送信波が送信されて対象物Ａ及びＢで反射され、その反射された受信波が送受信回路１１及び１２で受信されるまでの伝搬遅延時間に基づいて送受信回路１１から対象物Ａ及びＢまでの距離ａ１、ｂ１と、送受信回路１２から対象物Ａ及びＢまでの距離ａ２、ｂ２と、が算出される。
【０００７】
このとき、送受信回路１１及び１２が、対象物Ａ及びＢで反射された受信波のすべてを受信した場合、距離ｄ、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２の関係は、例えば余弦定理を用いて次のように表される。
【数１】
但し、∠Ａ１２とは、送受信回路１１及び１２と対象物Ａで形成される三角形の頂点のうち、送受信回路１１を頂点とする角度を表す。∠Ａ２１は送受信回路１１及び１２と対象物Ａで形成される三角形の頂点のうちの送受信回路１２を頂点とする角度、∠Ｂ１２は送受信回路１１及び１２と対象物Ｂで形成される三角形の頂点のうちの送受信回路１１を頂点とする角度、∠Ｂ２１は送受信回路１１及び１２と対象物Ｂで形成される三角形の頂点のうちの送受信回路１２を頂点とする角度である。
【０００８】
また、距離ｄ、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２の関係からは、式（５）及び式（６）によって表される点Ｃ並びに式（７）及び式（８）によって表される点Ｄも算出される。すなわち、本来実在しない点Ｃ、点Ｄも検出候補として算出されてしまう。そこで、本発明に係るレーダー装置では、本来実在しない点Ｃ、点Ｄについての式（５）、式（６）、式（７）及び式（８）を排除している。
【０００９】
まず、送受信回路１１は、自ら送信した送信波が対象物Ａ、Ｂで反射された受信波を受信して、信号処理回路は、距離ａ１、ｂ１を算出する。次に、送受信回路１２は、自ら送信した送信波が対象物Ａ、Ｂで反射された受信波を受信して、信号処理回路は、距離ａ２、ｂ２を算出する。このとき、送受信回路１１でも送受信回路１２の送信した送信波が対象物Ａ、Ｂで反射された受信波を受信する。送受信回路１１は送受信回路１２からの受信波であると認識し、信号処理回路は送受信回路１２の送信したタイミングから距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）を算出する。距離（ａ２＋ａ１）を算出することで、送受信回路１１で算出された距離ａ１が送受信回路１２で算出された距離ａ２と同一の対象物Ａで反射されたものであることが識別できる。距離（ｂ２＋ｂ１）からも同様に、送受信回路１１で算出された距離ｂ１が送受信回路１２で算出された距離ｂ２と同一の対象物Ｂで反射されたものであることが識別できる。
【００１０】
上記のように、本発明のレーダー装置は、図１の例では、距離ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ２＋ａ１、ｂ２＋ｂ１を算出する。このように、距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）を検出することで、距離（ａ２＋ｂ１）及び距離（ａ１＋ｂ２）に相当する点Ｃ及び点Ｄを排除できる。すなわち、対象物の候補を点Ａ及び点Ｂに絞り込み、式（５）、式（６）、式（７）及び式（８）を排除することができる。これにより、式（１）、式（２）、式（３）、式（４）を用いて、角度∠Ａ１２、角度∠Ａ２１、角度∠Ｂ１２、角度∠Ｂ２１を算出し、対象物Ａ及びＢの方向を算出することができる。なお、上では、余弦定理の例で説明したが、正弦定理を用いて角度を算出してもよい。また、上記では対象物が２つの例について示したが、３つ以上でもよい。以上説明したように、距離を用いて方向を算出することができる。
【００１１】
具体的には、本発明に係るレーダー装置は、放射状に送信波を送信し、前記送信波が対象物で反射された受信波を受信する分離して配置された２つの送受信回路と、前記送信波が送信されて受信波が受信されるまでの伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記対象物までの距離及び前記対象物の方向を算出する信号処理回路とを備え、前記２つの送受信回路のうちの一方は、自ら送信した送信波が前記対象物で反射された受信波を受信し、前記２つの送受信回路のうちの他方は、前記２つの送受信回路の送信した送信波がそれぞれ前記対象物で反射された受信波を受信し、前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記一方の送受信回路と前記対象物との距離を算出し、前記他方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記他方の送受信回路と前記対象物との距離及び前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離を算出し、前記２つの送受信回路の距離、算出した前記一方の送受信回路と前記対象物との距離、算出した前記他方の送受信回路と前記対象物との距離及び算出した前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離から、前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することを特徴とするレーダー装置。
【００１２】
この発明は、前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離を求めることにより、複数の対象物がある場合でも、僅か２つの送受信回路を用いるだけの簡易な構成で対象物までの距離と方向を算出することができる。
【００１３】
本発明に係るレーダー装置では、前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なるタイミングの前記送信波を送信することが好ましい。
【００１４】
この発明は、前記一方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波と前記他方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波とを、タイミングの差異を用いて識別することができる。前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路が異なるタイミングで送信波を送信すれば、各送受信回路で前記一方の送受信回路からの受信波と前記他方の送受信回路からの受信波とフィルタなどの手段を用いることなく識別できるので、本発明に係るレーダー装置を簡易に構成できる。
【００１５】
本発明に係るレーダー装置では、前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なる変調周波数の前記送信波を送信することが好ましい。
【００１６】
この発明は、前記一方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波と前記他方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波とを、変調周波数の差異を用いて識別することができる。前記一方の送受信回路の送信波からの受信波と前記他方の送受信回路の送信波からの受信波とを変調周波数で識別すれば、前記一方の送受信回路及び前記他方の送受信回路が同時に送信できる。２つの送受信回路が同時に送信波を送信することで、レーダー装置が移動する場合でも、送信波を送信する際の送受信回路同士の相対的な位置が固定されるので、信号処理回路が算出する対象物までの距離及び方向の精度を向上することができる。
【００１７】
本発明に係るレーダー装置では、前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なる符号列の送信波を送信することが好ましい。
【００１８】
この発明は、前記一方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波と前記他方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波とを、送信波に含まれる符号列の差異を用いて識別することができる。前記一方の送受信回路からの受信波と他方の送受信回路からの受信波とを符号列で識別することにより、同一変調周波数の送信波を同時に送信する２つの送受信回路を用いることができる。
【００１９】
前記他方の送受信回路は、前記２つの送受信回路の送信した送信波のうち前記一方の送受信回路の送信した送信波を直接受信し、前記信号処理回路は、前記直接受信した前記送信波の直接受信タイミングと既知である前記２つの送受信回路の距離とに基づいて前記一方の送受信回路から送信波が送信された送信タイミングを算出し、前記他方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間のうちの前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの伝搬遅延時間を前記送信タイミングに基づいて算出するようにしてもよい。
【００２０】
この発明は、信号処理回路は、レーダー装置内での信号処理時間を補正することなく送受信回路から送信されたタイミングを取得することができるので、より正確な伝搬遅延時間が算出できる。
【００２１】
前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離に基づいて方向を算出可能な対象物のうちの実際には存在しない対象物を排除し、前記２つの送受信回路の距離と、前記一方の送受信回路と前記対象物との距離と、前記他方の送受信回路と前記対象物との距離とから、余弦定理を用いて前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することが好ましい。
【００２２】
この発明は、送受信回路及び対象物を結ぶ直線と、２つの送受信回路を結ぶ直線との成す角度を、それぞれの対象物までの距離に余弦定理を適用することで算出することができる。
【００２３】
本発明に係るレーダー装置では、前記信号処理回路の算出した前記距離と方向を直交座標系に変換する変換回路をさらに備えることが好ましい。
【００２４】
この発明は、信号処理回路で算出された距離と角度を、Ｘ−Ｙ座標に変換することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、距離を用いて方向を算出するので、簡易な構成で対象物までの距離及び方向を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
【００２７】
（実施形態１）
図２は、本実施形態に係るレーダー装置の一例を示す回路図である。本実施形態に係るレーダー装置は、放射状に送信波１０４及び２０４を送信し、送信波１０４及び２０４が対象物Ａ及びＢで反射された受信波１０５及び２０５を受信する分離して配置された２つの送受信回路１１及び１２と、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて対象物Ａ及びＢまでの距離と当該距離から対象物Ａ及びＢの方向を算出する信号処理回路１３と、を備えるレーダー装置であって、２つの送受信回路１１及び１２のうちの一方の送受信回路１２は、自ら送信した送信波２０４が対象物Ａ及びＢで反射された受信波２０５を受信し、２つの送受信回路１１及び１２のうちの他方の送受信回路１１は、２つの送受信回路１１及び１２の送信した送信波１０４及び２０４がそれぞれ対象物Ａ及びＢで反射された受信波１０５及び２０５を受信し、信号処理回路１３は、一方の送受信回路１２で受信した受信波２０５の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて一方の送受信回路１２と対象物Ａ及びＢとの距離を算出し、他方の送受信回路１１で受信した受信波１０５及び２０５の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて他方の送受信回路１１と対象物Ａ及びＢとの距離及び一方の送受信回路１２から対象物Ａ及びＢを経た他方の送受信回路１１までの距離を算出し、２つの送受信回路１１及び１２の距離、算出した一方の送受信回路１２と対象物Ａ及びＢとの距離、算出した他方の送受信回路１１と対象物Ａ及びＢとの距離並びに算出した一方の送受信回路１２から対象物Ａ及びＢを経た他方の送受信回路１１までの距離から、一方の送受信回路１２又は他方の送受信回路１１からの対象物Ａ及びＢの方向を算出する。
【００２８】
送受信回路１２は、パルス信号２０２を出力するパルス発生回路４１と、発振波２０９を出力する発振器４２と、発振波２０９を分配する分配器４３と、パルス発生回路４１からのパルス信号２０２の有無で分配器４３からの発振波２０９の通過と遮断とを切替えて変調パルス信号２０３を出力するパルス変調器４４と、パルス変調器４４から出力された変調パルス信号２０３を増幅する増幅器４５と、変調パルス信号２０３を送信波２０４として放射状に送信する送信アンテナ４６と、送信波２０４が対象物Ａ、Ｂで反射された受信波２０５を受信して変調パルス信号２０６を出力する受信アンテナ４７と、受信アンテナ４７が出力した変調パルス信号２０６を増幅する増幅器４８と、分配器４２で分配された発振波２０９で変調パルス信号２０６を復調してパルス信号２０７を出力する復調器４９と、復調器４９から出力されたパルス信号２０７を増幅する増幅器５０と、パルス信号２０７を検知して信号処理回路１３に出力する比較器５１と、を含む。
【００２９】
送受信回路１１は、パルス信号１０２を出力するパルス発生回路２１と、発振波１０９を出力する発振器２２と、発振器２２の発振波１０９を分配する分配器２３と、パルス発生回路２１からのパルス信号１０２の有無で分配器２３からの発振波１０９の通過と遮断とを切替えて変調パルス信号１０３を出力するパルス変調器２４と、パルス変調器２４から出力された変調パルス信号１０３を増幅する増幅器２５と、変調パルス信号１０３を送信波１０４として放射状に送信する送信アンテナ２６と、送信波１０４が対象物で反射された受信波１０５及び受信波２０５を受信して変調パルス信号１０６及び２０６を出力する受信アンテナ２７と、受信アンテナ２７が出力した変調パルス信号１０６及び２０６を増幅する増幅器２８と、分配器２３で分配された発振波１０９で変調パルス信号１０６及び２０６を復調してパルス信号１０７及び２０７を出力する復調器２９と、復調器２９から出力されたパルス信号１０７及び２０７を増幅する増幅器３０と、パルス信号１０７及び２０７を検知して信号処理回路１３に出力する比較器３１と、を含む。
【００３０】
信号処理回路１３は、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間に基づいて対象物Ａ及びＢまでの距離と当該距離から対象物Ａ及びＢの方向を算出するものである。パルス発生回路２１又は４１が出力するパルス信号１０２又は２０２と、信号処理回路１３に入力するパルス信号１０７又は２０７との間には時間差Ｔｏが生じている。これは、時間差Ｔｏに相当する距離に対象物が存在することを示す。対象物までの往復距離は（９）式から算出することができる。
【数２】
但し、Ｌは距離（ｍ）、Ｔｏはレーダー装置が送信波を送信してから受信波を受信するまでの時間（ｓｅｃ）、ｃは光速（ｍ／ｓｅｃ）である。なお、予めレーダー装置内の各回路での伝搬遅延時間を測定しておき、検出した時間をレーダー装置が送信波を送信してから、受信波を受信するまでの時間に換算することで、対象物までの伝搬遅延時間を算出することが好ましい。
【００３１】
信号処理回路１３に含まれる時間を算出する回路には、パルスカウント方式やフリップフロップ回路方式等が適用できる。パルスカウント方式は、パルス発生回路２１又は４１でパルス信号１０２又は２０２を出力したときをスタートタイミングとし、信号処理回路１３にパルス信号１０７又は２０７が入力したときをストップタインミングとして、その間にカウントされたパルス数から、時間を算出するものである。
【００３２】
図３は、信号処理回路に含まれる時間を算出する回路の一例を示す回路図である。図３に示す回路はセットリセット型のフリップフロップ方式を用いている。図２に示した比較器３１及び５１のパルス信号１０７及び２０７は入力端子６１に入力され、増幅器６２で増幅された後、波形整形回路６３で波形整形される。ＲＺ符号変換回路（不図示）からの信号が入力端子６４からフリップフロップ回路６５のセット端子に入力される。波形整形回路６３からの信号はフリップフロップ回路６５のリセット端子に入力される。送信波が送信されて受信波が受信されるまでの時間が短いと、フリップフロップ回路６５のセットからリセットまでの時間が短く、送信波が送信されて受信波が受信されるまでの時間が長いと、フリップフロップ回路６５のセットからリセットまでの時間が長くなり、このフリップフロップ回路６５の出力を低域通過フィルタ６６で平滑化すると、出力端子６７には対象物までの伝搬遅延時間に対応した直流レベルが出力される。
【００３３】
ここで、対象物が２つのときは、図２に示す信号処理回路１３に入力するパルス信号１０７又は２０７が１つのフレーム内に２つとなる。フリップフロップ回路方式の場合は、フリップフロップ回路６５のリセット端子に２度入力されるが、２度目のリセット入力でフリップフロップ回路６５が動作することはない。このため、１つのセット端子に対して複数個のリセット端子を用意し、パルス信号１０７又は２０７が新たに入力される度に異なるリセット端子に入力される分岐回路をリセット端子の入力側に設けることが好ましい。フリップフロップ回路を複数個用意してもよい。このような構成にすることで、２つの送受信回路で受信した複数の対象物からの受信波の伝搬遅延時間をそれぞれ算出することができる。パルスカウント方式でも、ストップタイミングが２度存在することになるが、フリップフロップ回路と同様に複数個備えるなどして複数の受信波を受信できるような構成にすることが好ましい。
【００３４】
送信波１０４及び２０４のクロック周期は１０ＭＨｚ以下が望ましい。レーダー装置から対象物までの最大検知距離を１６ｍとすると、１の送信波が送信されて距離１６ｍのところにある対象物で反射されて戻ってくるまでに、次の送信波が送信されると最大検知距離での対象物を検知できなくなる。最大検知距離１６ｍに対象物が存在すると、対象物までの送信波の往復時間が１０６ｎｓｅｃとなる。１０６ｎｓｅｃを１周期とするクロック周波数は、９．４ＭＨｚである。従って、送信波のクロック周期が１０ＭＨｚ以下であれば、最大検知距離は１６ｍ以上を確保することができる。
【００３５】
送信波すなわちパルス信号１０２又は２０２のパルス幅は２ｎｓｅｃ以下が望ましい。レーダー装置から対象物までの最小検知距離を３０ｃｍとすると、１の送信波が送信されて距離３０ｃｍのところにある対象物で反射されて戻ってくるまでに、１の送信波の送信が完了しないと最小検知距離での対象物を検知できなくなる。最小検知距離３０ｃｍでは、送信波の往復時間が２ｎｓｅｃとなる。従って、パルス信号１０２又は２０２のパルス幅が２ｎｓｅｃ以下であれば、最小検知距離は３０ｃｍ以下を確保することができる。
【００３６】
次に、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間から対象物Ａ及びＢとの距離を算出する方法について図４、図１及び図２を用いて説明する。図４は、本実施形態に係るレーダー装置が送受信する信号の第一例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。図４に示すレーダー装置は、２つの送受信回路１１及び１２は、一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１とで異なるタイミングの送信波１０４及び２０４を送信する。（ａ）ではトリガー信号１０１が示されており、時刻ｔ１に出力されている。（ｂ）ではトリガー信号２０１が示されており、時刻ｔ５に出力されている。（ｃ）ではパルス信号１０２が時刻ｔ１から時間差Ｔｔの後の時刻ｔ２に出力されている。（ｄ）ではパルス信号２０２が時刻ｔ５から時間差Ｔｔの後の時刻ｔ６に出力されている。なお、パルス信号１０２、２０２が出力されるまでに時間差Ｔｔを要しているが、これは送受信回路１１、１２がそれぞれトリガー信号を受けてパルス信号を出力するため、処理に遅延が生じるからである。この遅延によって生じる時間差Ｔｔは固定的なものであり、後述するように、信号処理回路１３によって把握されている。
【００３７】
（ｅ）では、（ｃ）に示したパルス信号１０２が対象物Ａで反射されたパルス信号１０７が時刻ｔ３で受信されており、（ｃ）に示したパルス信号１０２が対象物Ｂで反射されたパルス信号１０７が時刻ｔ４で受信されている。このとき、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間差Ｔａ１１が、送信波１０４が対象物Ａで反射された受信波１０５を送受信回路１１で受信するまでの伝搬遅延時間である。信号処理回路１３は、トリガー信号１０１のタイミング及びパルス信号１０７のタイミングが分かると共に、上述の時間差Ｔｔを事前に把握しているので、時間差Ｔａ１１を算出することができ、そして算出した時間差Ｔａ１１に基づいて距離ａ１の往復である距離（２×ａ１）を算出できる。また、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間差Ｔｂ１１が、送信波１０４が対象物Ｂで反射された受信波１０５を送受信回路１１で受信するまでの伝搬遅延時間であり、信号処理回路１３は、同様にして時間差Ｔｂ１１を求め、当該時間差Ｔｂ１１に基づいて距離ｂ１の往復である距離（２×ｂ１）を算出できる。
【００３８】
さらに（ｅ）では、（ｄ）に示したパルス信号２０２が対象物Ａで反射されたパルス信号２０７が時刻ｔ９で、（ｄ）に示したパルス信号２０２が対象物Ｂで反射されたパルス信号２０７が時刻ｔ１０で受信されている。このとき、時刻ｔ６から時刻ｔ９までの時間差Ｔａ２１が、送信波２０４が対象物Ａで反射された受信波２０５を送受信回路１１で受信するまでの伝搬遅延時間である。信号処理回路１３は、トリガー信号２０１のタイミング及びパルス信号２０７のタイミングが分かると共に、上述の時間差Ｔｔを把握しているので、時間差Ｔａ２１を算出することができ、そして算出した時間差Ｔａ２１に基づいて図１に示した距離（ａ２＋ａ１）を算出できる。また、時刻ｔ６から時刻ｔ１０までの時間差Ｔｂ２１が、送信波２０４が対象物Ｂで反射された受信波２０５を送受信回路１１で受信するまでの伝搬遅延時間である。信号処理回路１３は、同様にして時間差Ｔｂ２１を求め、当該時間差Ｔｂ２１に基づいて図１に示した距離（ｂ２＋ｂ１）を算出できる。
【００３９】
（ｆ）では、（ｄ）に示したパルス信号２０２が対象物Ａで反射されたパルス信号２０７が時刻ｔ７で受信されており、（ｄ）に示したパルス信号２０２が対象物Ｂで反射されたパルス信号２０７が時刻ｔ８で受信されている。このとき、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間差Ｔａ２２が、送信波２０４が対象物Ａで反射された受信波２０５を送受信回路１２で受信するまでの伝搬遅延時間である。信号処理回路１３は、トリガー信号２０１のタイミング及びパルス信号２０７のタイミングが分かると共に、上述の時間差Ｔｔを把握しているので、時間差Ｔａ２２を算出することができ、そして算出した時間差Ｔａ２２に基づいて図１に示した距離ａ２の往復である距離（２×ａ２）を算出できる。また、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの時間差Ｔｂ２２が、送信波２０４が対象物Ｂで反射された受信波２０５を送受信回路１２で受信するまでの伝搬遅延時間であり、信号処理回路１３は、同様にして時間差Ｔｂ２２を求め、当該時間差Ｔｂ２２に基づいて図１に示した距離ｂ２の往復である距離（２×ｂ２）を算出できる。
【００４０】
図４に示すように、時刻ｔ５は、時刻ｔ４よりも遅い時刻となっており、かつ時刻ｔ７、ｔ８、ｔ９、ｔ１０は、次に送信される送信波の送受信回路１１のトリガー信号（不図示）よりも早い。すなわち、各送受信回路が受信波を受信した後に、次の送信波を送信している。このように、２つの送受信回路１１及び１２が一方の送受信回路１２と他方の送受信回路と１１とで異なるタイミングの送信波を送信することで、送受信回路１１が受信したパルス信号１０７及び２０７を信号処理回路１３で識別することができる。異なるタイミングの送信波は、トリガー信号１０１及び２０１を出力するタイミングで制御できるので、他の回路を用いることなく信号処理回路１３のみでパルス信号１０７及び２０７が識別できる。
【００４１】
さらに、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間から対象物Ａ及びＢまでの距離の関係を算出する方法について図５、図１及び図２を用いて説明する。図５は、本実施形態に係るレーダー装置が送受信する信号の第二例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。図５に示すレーダー装置は、２つの送受信回路１１及び１２は、一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１とで異なる変調周波数の送信波１０４及び２０４を送信する。図５に示すレーダー装置は前述の図４とほぼ同様であるが、図５（ｂ）では、トリガー信号２０１がトリガー信号１０１と同時刻の時刻ｔ１に出力されており、図５（ｄ）ではパルス信号１０２と同時刻の時刻ｔ２にパルス信号２０２が出力されている。さらに図５（ｅ）では、時刻ｔ２から時刻ｔ３までが時間差Ｔａ１１、時刻ｔ２から時刻ｔ４までが時間差Ｔｂ１１、時刻ｔ２から時刻ｔ９までが時間差Ｔａ２１、時刻ｔ２から時刻ｔ１０までが時間差Ｔｂ２１となっている。また、図５（ｆ）では、時刻ｔ２から時刻ｔ７までが時間差Ｔａ２２、時刻ｔ２から時刻ｔ８までが時間差Ｔｂ２２となっている。図４で説明したように、上記時間差に基づいて各距離を算出することができる。
【００４２】
送信波１０４及び２０４の変調周波数が異なれば、変調パルス信号１０６及び２０６を変調周波数ごとに分離することにより、パルス信号１０７とパルス信号２０７とを識別することができる。変調パルス信号１０６及び２０６の分離は、例えば、周波数分離フィルタを用いることができる。この場合は、変調パルス信号１０６及び２０６のそれぞれを復調するための復調器２９及び発振器２２が必要になる。また、変調パルス信号１０６及び２０６のそれぞれを復調して、パルス信号１０７とパルス信号２０７とを分離して出力する復調器２９を用いてもよい。この場合も変調パルス信号１０６を復調することのできる発振器が必要になる。このように、変調周波数ごとに分離して、信号処理回路１３にパルス信号１０７及び２０７を別々に入力することができる。
【００４３】
以上説明したように、前記一方の送受信回路１２からの受信波２０５と他方の送受信回路１１からの受信波１０５とを変調周波数で識別することにより、送信波を同時に送信する送受信回路１１及び１２を用いることができる。同時に送信波を送信することで、レーダー装置が移動する場合でも、送信波１０４及び２０４を送信する際の送受信回路同士の相対的な位置が固定されるので、信号処理回路１３が算出する対象物までの距離及び方向の精度を向上することができる。
【００４４】
なお、送受信回路１１及び１２から送信波を送信するタイミングは異なってもよい。変調周波数及びタイミングが異なることで、送受信回路１１及び１２から送信波を送信するタイミングに合わせて発振器２２の発信波を出力するタイミングを変えれば、異なる変調周波数の受信波を、１つの発振器２２、１つの復調器２９及び１つの比較器３１でそれぞれ処理することができる。
【００４５】
さらに、図５に示すレーダー装置は、２つの送受信回路１１及び１２は、一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１とで異なる符号列の送信波を送信してもよい。例えば、信号処理回路１３の出力するトリガー信号１０１を「１１０１０１００」とし、トリガー信号２０１を「１１０１０１０１」としてもよい。また、パルス発生回路２１及び４１から出力するパルス信号１０２又は２０２を符号列とすることもできる。信号処理回路１３は、符号列「１１０１０１０」に続く信号が０であるか１であるかを識別することによって、パルス信号１０７とパルス信号２０７とを識別することができる。識別は、比較器３１で行なってもよく、この場合は、パルス信号１０７とパルス信号２０７とを分離して信号処理回路１３に入力すればよい。なお、符号列「１１０１０１０１」及び「１１０１０１００」は任意の桁でよく、符号列のいずれで識別してもよい。ただし、他の無線信号を受信した場合に備えて、送受信回路を識別する符号列である旨を示す例えば「１１０１０１０」のような特定の符号列の後を識別用の符号列とすることが好ましい。さらに、Ｍ系列又はＧｏｌｄ系列等の周期性のある疑似ランダム系列であってもよく、疑似ランダム系列を用いることによって復調が容易になる。
【００４６】
このように送信波１０４及び２０４の符号列が異なれば、送受信のタイミングや変調周波数に関係なくパルス信号１０７とパルス信号２０７とを信号処理回路１３で識別することができる。送受信回路１１及び１２に同一の送受信回路を用いることもできるので、部品を共有して回路構成を単純化することができる。
【００４７】
なお、図４及び図５に示したパルス信号を出力する時刻ｔ２は、送信アンテナ２６及び４６の送信したタイミングであってもよい。また、トリガー信号１０１及び２０１を出力するタイミングでもよい。さらに、パルス信号１０７及び２０７を受信する各時刻は、受信アンテナ２７又は４７が受信波を受信するタイミングでもよい。また、比較器３１又は５１でパルス信号１０７又は２０７を検知するタイミングでもよい。
【００４８】
さらに、信号処理回路１３は、一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１との距離と、一方の送受信回路１２と対象物との距離と、他方の送受信回路１１と対象物との距離と、一方の送受信回路１２から対象物を経た他方の送受信回路１１までの距離とから、余弦定理を用いて一方の送受信回路１２又は他方の送受信回路１１からの対象物Ａ、Ｂの方向を算出することが好ましい。信号処理回路１３は、前述の図１に示されるように、送受信回路１２から対象物を経た他方の送受信回路１１までの距離がそれぞれ距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）であることから、方向を算出可能な対象物のうちの実際には存在しない対象物を排除し、対象物の候補を点Ａ、Ｂに絞り込み、算出した距離（２×ａ１）、距離（２×ｂ１）、距離（２×ａ２）、距離（２×ｂ２）、距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）に基づいて、距離ｄ、ａ１、ｂ１、ａ２及びｂ２を前述の式（１）〜式（４）（すなわち点Ａ、点Ｂについての余弦定理の式）に適用し、角度∠Ａ１２、角度∠Ａ２１、角度∠Ｂ１２、角度∠Ｂ２１を算出し、対象物Ａ及びＢの方向を算出することができる。
【００４９】
本発明に係るレーダー装置において、前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離に略等しくなる前記一方の送受信回路と前記対象物との距離及び前記他方の送受信回路と前記対象物との距離の組み合わせを特定して、方向を算出可能な対象物のうちの実際には存在しない対象物を排除し、前記２つの送受信回路の距離と、前記一方の送受信回路と前記対象物との距離と、前記他方の送受信回路と前記対象物との距離とから、余弦定理を用いて前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することを特徴とする。
【００５０】
信号処理回路１３は、前述の図１に示されるように、送受信回路１２から対象物を経た他方の送受信回路１１までの距離がそれぞれ距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）であることから、算出した距離（ａ２＋ａ１）と略等しくなる距離ａ１及び距離ａ２の組み合わせを特定し、算出した距離（ｂ２＋ｂ１）と略等しくなる距離ｂ１及び距離ｂ２の組み合わせを特定して、対象物の候補を点Ａ、Ｂに絞り込み、算出した距離（２×ａ１）、距離（２×ｂ１）、距離（２×ａ２）、距離（２×ｂ２）、距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）に基づいて、距離ｄ、ａ１、ｂ１、ａ２及びｂ２を前述の式（１）〜式（４）（すなわち点Ａ、点Ｂについての余弦定理の式）に適用し、角度∠Ａ１２、角度∠Ａ２１、角度∠Ｂ１２、角度∠Ｂ２１を算出し、対象物Ａ及びＢの方向を算出することができる。
【００５１】
さらに、信号処理回路１３は、算出した距離と方向を直交座標系に変換する座標変換回路をさらに備えてもよい。座標変換回路を備えることにより、上記例のようにして算出された距離ａ１、ｂ１、ａ２及びｂ２、角度∠Ａ１２、角度∠Ａ２１、角度∠Ｂ１２及び角度∠Ｂ２１を、Ｘ−Ｙ座標に変換することができる。
【００５２】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係るレーダー装置の一例を示す回路図である。本実施形態に係るレーダー装置は、図２に示したレーダー装置と以下の点が異なる。まず図２に示した信号処理回路１３に代えて、信号変換回路３００、３０１及び距離算出回路３０２を含む信号処理回路１５が設けられている。また図２のレーダー装置では、信号処理回路１３がトリガー信号１０１、２０１を出力していたが、本実施形態では、トリガー信号１０１、２０１を出力する独立したタイミング発生回路１４が設けられている。
【００５３】
タイミング発生回路１４は、図２の場合と同様に、パルス発生回路２１、４１に対するトリガー信号１０１、２０１を発生して出力する。タイミング発生回路１４は、この場合、送受信回路１１又は送受信回路１２の近傍に設けられており、距離算出回路３０２とは離れた位置に設けられている。
【００５４】
信号変換回路３００、３０１はそれぞれ、送受信回路１１、１２との入出力インターフェイスとして各送受信回路１１、１２の付近に配置されている。信号変換回路３００、３０１はそれぞれ、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間に基づいて対象物までの距離と対象物の方向を算出する距離算出回路３０２と接続されている。距離算出回路３０２は、送受信回路１１、１２とは離れた位置に設けられており、例えば検出された対象物の距離や方向を示す表示装置の近傍に設けられている。
【００５５】
送受信回路１１は、信号変換回路３００を介してトリガー信号１０１を受けると、図２の場合と同様に、パルス信号１０２を発生して送信波１０４を送出すると共に、対象物から反射された受信波１０５を受信する。受信された受信波１０５は、復調器２９によって復調処理された後、パルス信号１０７として比較器３１から出力される。また送受信回路１１は、後述するように、送受信回路１２が送出した送信波２０４を直接波２１０として直接受信すると共に、当該送信波２０４が対象物によって反射された受信波２０５を受信する。受信されたこれらの信号２１０、２０５も、同様にして、復調器２９によって復調処理された後、パルス信号２０７として比較器３１から出力される。
【００５６】
信号変換回路３００は、トリガー信号１０１とパルス信号１０７に基づいて、送信波１０４を送出してから受信波１０５を受信するまでの伝搬遅延時間を求め、求められた伝搬遅延時間をディジタル信号３１０に変換して距離算出回路３０２に送出する。同様に、信号変換回路３００は、送受信回路１２から直接受信した直接波２１０のパルス信号２０７及び送受信回路１２の送信波２０４に対する受信波２０５のパルス信号２０７に基づいて、送受信回路１２が送信波２０４を送出してから受信波２０５を受信するまでの伝搬遅延時間を求め、求められた伝搬遅延時間をディジタル信号３１１に変換して距離算出回路３０２に送出する。
【００５７】
送受信回路１２は、信号変換回路３０１を介してトリガー信号２０１を受けると、図２の場合と同様に、パルス波２０２を発生して送信波２０４を送出すると共に、対象物から反射された受信波２０５を受信する。受信された受信波２０５は、復調器４９によって復調処理された後、パルス信号２０７として比較器５１から出力される。
【００５８】
信号変換回路３０１は、トリガー信号２０１とパルス信号２０７に基づいて、送信波２０４を送出してから受信波２０５を受信するまでの伝搬遅延時間を求め、求められた伝搬遅延時間をディジタル信号３１２に変換して距離算出回路３０２に送出する。
【００５９】
このようにして本実施形態においては、各送受信回路１１、１２の付近に設けられた信号変換回路３００、３０１によって伝搬遅延時間を求め、その伝搬遅延時間をディジタル信号３１０、３１１、３１２として距離算出回路３０２に出力するようにしたことにより、距離算出回路３０２と送受信回路１１、１２との距離がはなれている場合でも、ノイズ耐久性に強いレーダー装置を実現することができる。
【００６０】
次に、図７及び図６を参照して、信号変換回路３００、３０１における伝搬遅延時間の算出手順を詳述する。図７は、実施形態２に係るレーダー装置が送受信する信号の一例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。この例においても、図４の場合と同様に、レーダー装置は一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１とで異なるタイミングの送信波１０４及び２０４を送信する。
【００６１】
図７（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）に示すように、トリガー信号１０１に対して時間差Ｔｔだけ遅れた時刻ｔ２で送受信回路１１から送信波１０４が送信され、その送信波１０４の受信波１０５が時刻ｔ３、ｔ４でパルス信号１０７として信号変換回路３００により受信されている。信号変換回路３００は、トリガー信号１０１のタイミングを把握していると共に、時間差Ｔｔを予め把握しているので、送信したパルス信号１０２と受信したパルス信号１０７との時間差Ｔａ１１、Ｔｂ１１を算出することができ、この算出した時間差Ｔａ１１、Ｔｂ１１を伝搬遅延時間としてディジタル信号３１０に変換して距離算出回路３０２へ出力する。
【００６２】
図７（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）に示すように、トリガー信号２０１に対して時間差Ｔｔだけ遅れた時刻ｔ６で送受信回路１２から送信波２０４が送信され、その送信波２０４の受信波２０５が時刻ｔ７、ｔ８でパルス信号２０７として信号変換回路３０１により受信されている。信号変換回路３０１は、トリガー信号２０１のタイミングを把握していると共に、時間差Ｔｔを予め把握しているので、送信したパルス信号２０２と受信したパルス信号２０７との時間差Ｔａ２２、Ｔｂ２２を算出することができ、この算出した時間差Ｔａ２２、Ｔｂ２２を伝搬遅延時間としてディジタル信号３１２に変換して距離算出回路３０２へ出力する。
【００６３】
図７（ｅ）に示すように、時刻ｔ６で送受信回路１２から送信されたパルス信号２０２は、時刻ｔ１１で直接波２１０がパルス信号２０７として受信され、また送受信回路１２から送信されたパルス信号２０２の対象物Ａ、Ｂによる受信波２０５がパルス信号２０７として信号変換回路３００で時刻ｔ９、ｔ１０で受信されている。信号変換回路３００は、送受信回路１２に対するトリガー信号２０１を受信していないので、送受信回路１２の送信波２０４が送信された時刻である送信タイミングｔ６をこのままでは把握することはできない。しかしながら、信号変換回路３００は、送受信回路１１、１２間の距離ｄを事前に把握しており、その距離ｄを直接波２１０が伝搬するのに要する時間差Ｔｄを把握している。この時間差Ｔｄは、図７（ｅ）から分かるように、送信タイミングｔ６と直接波２１０を直接受信した時刻である直接受信タイミングｔ１１との時間差である。従って、直接受信したパルス信号の直接受信タイミングｔ１１からこの時間差Ｔｄを引くことにより送受信回路１２のパルス信号を送信した送信タイミングｔ６を算出することができる。
【００６４】
信号変換回路３００は、このようにして求めた送受信回路１２の送信タイミングｔ６と受信波２０５の受信タイミングｔ９、ｔ１０との時間差を求めることにより、一方の送受信回路１２から送信された送信波２０４が対象物で反射され、他方の送受信回路１１で受信されるまでの伝搬遅延時間Ｔａ２１、Ｔｂ２１を算出する。信号変換回路３００は、この伝搬遅延時間Ｔａ２１、Ｔｂ２１をディジタル信号３１１に変換して距離算出回路３０２へ出力する。
【００６５】
このように、直接受信した直接波２１０のタイミング（すなわち直接受信タイミングｔ１１）を用いて一方の送受信回路１２の送信タイミング（時刻ｔ６）を算出することで、図６に示したように、信号処理回路１５とタイミング発生回路１４とを分離することができる。さらに、信号処理回路１５は、レーダー装置内での信号処理時間を補正することなく送信アンテナ４６から送信されたタイミングを取得することができるので、より正確な伝搬遅延時間が算出できる。
【００６６】
なお、上記実施形態１及び実施形態２において、送受信回路１１のみが送受信回路１２から送信された送信波が対象物で反射された受信波を受信しているが、送受信回路１２も送受信回路１１から送信された送信波が対象物で反射された受信波を受信してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本願発明のレーダー装置は、車両の衝突防止やオートクルーズを目的とした車載用装置に適用することができるほか、固定のレーダー装置としても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るレーダー装置が対象物の距離及び方向を測定する模式図である。
【図２】実施形態１に係るレーダー装置の一例を示す回路図である。
【図３】信号処理回路に含まれる時間を算出する回路の一例を示す回路図である。
【図４】実施形態１に係るレーダー装置が送受信する信号の第一例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。
【図５】実施形態１に係るレーダー装置が送受信する信号の第二例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。
【図６】実施形態２に係るレーダー装置の一例を示す回路図である。
【図７】実施形態２に係るレーダー装置が送受信する信号の一例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１１、１２：送受信回路、１３、１５：信号処理回路、１４：タイミング発生回路、２１、４１：パルス発生回路、２２、４２：発振器、２３、４３：分岐器、２４、４４：変調器、２５、４５、２８、４８、３０、５０：増幅器、２７、４７：受信アンテナ、２９、４９：復調器、３１、５１：比較器、６１：入力端子、６２：増幅器、６３：波形整形回路、６４：入力端子、６５：フリップフロップ回路、６６：低域通過フィルタ、６７：出力端子、１０１、２０１：トリガー信号、１０２、２０２、１０７、２０７：パルス信号、１０３、２０３、１０６、２０６：変調パルス信号、１０５、２０４：送信波、１０５、２０５：受信波、３００、３０１：信号変換回路、３０２：距離算出回路、３１０、３１１、３１２：ディジタル信号、ｔ１〜t１１：時刻、Ｔｏ、Ｔｔ、Ｔｄ、Ｔａ１１、Ｔｂ１１、Ｔａ２１、Ｔｂ２１、Ｔａ２２、Ｔｂ２２：時間差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信波が送信されて受信波が受信されるまでの伝搬遅延時間に基づいて前記対象物までの距離と方向とを算出するレーダー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁波やレーザ等によるレーダー装置で、物体までの距離だけでなく、その物体がどの方位（角度）にあるかを検知する方法としていくつかの方法が提案されている。
【０００３】
例えば、送信信号を左右に掃引し、受信波を受信するタイミングから物体の距離と角度の情報を得ている（例えば、特許文献１参照。）また、複数の異なる方向にレーダービームを送信し、物体から反射してきた各レーダービームが受信されるタイミングを計測することで距離と角度の情報を得るものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平３−６４７３号公報
【特許文献２】特開平３−５７４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１及び特許文献２が示す発明では、送信信号の左右への掃引や複数ビームの送信には、機械的又は電気的な方法によってそのシステムを構成する必要があり、これらはシステムの複雑化や高価格化を招いていた。本発明では、上記問題点を鑑み、簡易な構成で対象物までの距離及び方向を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るレーダー装置は、送信波を送信し対象物で反射された受信波を受信する第１及び第２の送受信回路を有し、前記第１の送受信回路は第１の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信すると共に前記第２の送受信回路が送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信し、第２の送受信回路は当該第２の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波を受信することを特徴とする。前記第１及び第２の送受信回路を用いて前記第１及び第２の送受信回路から対象物までの距離を算出し、算出した対象物までの距離と前記２つの送受信回路の距離とで形成される三角形に三角関数を適用することで、送受信回路及び対象物を結ぶ直線と、２つの送受信回路を相互に結ぶ直線との成す角度を算出する。距離を用いて方向を算出するので、簡易な構成で対象物までの距離及び方向を検出することが可能になる。
【０００６】
図１は、本発明に係るレーダー装置が対象物の距離及び方向を測定する模式図である。図１では、距離ｄをおいて分離して配置された２つの送受信回路１１及び１２が、放射状に送信波を送信し、対象物Ａ及びＢで反射された受信波を受信している様子を示す。送受信回路１１及び１２から送信波が送信されて対象物Ａ及びＢで反射され、その反射された受信波が送受信回路１１及び１２で受信されるまでの伝搬遅延時間に基づいて送受信回路１１から対象物Ａ及びＢまでの距離ａ１、ｂ１と、送受信回路１２から対象物Ａ及びＢまでの距離ａ２、ｂ２と、が算出される。
【０００７】
このとき、送受信回路１１及び１２が、対象物Ａ及びＢで反射された受信波のすべてを受信した場合、距離ｄ、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２の関係は、例えば余弦定理を用いて次のように表される。
【数１】
但し、∠Ａ１２とは、送受信回路１１及び１２と対象物Ａで形成される三角形の頂点のうち、送受信回路１１を頂点とする角度を表す。∠Ａ２１は送受信回路１１及び１２と対象物Ａで形成される三角形の頂点のうちの送受信回路１２を頂点とする角度、∠Ｂ１２は送受信回路１１及び１２と対象物Ｂで形成される三角形の頂点のうちの送受信回路１１を頂点とする角度、∠Ｂ２１は送受信回路１１及び１２と対象物Ｂで形成される三角形の頂点のうちの送受信回路１２を頂点とする角度である。
【０００８】
また、距離ｄ、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２の関係からは、式（５）及び式（６）によって表される点Ｃ並びに式（７）及び式（８）によって表される点Ｄも算出される。すなわち、本来実在しない点Ｃ、点Ｄも検出候補として算出されてしまう。そこで、本発明に係るレーダー装置では、本来実在しない点Ｃ、点Ｄについての式（５）、式（６）、式（７）及び式（８）を排除している。
【０００９】
まず、送受信回路１１は、自ら送信した送信波が対象物Ａ、Ｂで反射された受信波を受信して、信号処理回路は、距離ａ１、ｂ１を算出する。次に、送受信回路１２は、自ら送信した送信波が対象物Ａ、Ｂで反射された受信波を受信して、信号処理回路は、距離ａ２、ｂ２を算出する。このとき、送受信回路１１でも送受信回路１２の送信した送信波が対象物Ａ、Ｂで反射された受信波を受信する。送受信回路１１は送受信回路１２からの受信波であると認識し、信号処理回路は送受信回路１２の送信したタイミングから距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）を算出する。距離（ａ２＋ａ１）を算出することで、送受信回路１１で算出された距離ａ１が送受信回路１２で算出された距離ａ２と同一の対象物Ａで反射されたものであることが識別できる。距離（ｂ２＋ｂ１）からも同様に、送受信回路１１で算出された距離ｂ１が送受信回路１２で算出された距離ｂ２と同一の対象物Ｂで反射されたものであることが識別できる。
【００１０】
上記のように、本発明のレーダー装置は、図１の例では、距離ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ２＋ａ１、ｂ２＋ｂ１を算出する。このように、距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）を検出することで、距離（ａ２＋ｂ１）及び距離（ａ１＋ｂ２）に相当する点Ｃ及び点Ｄを排除できる。すなわち、対象物の候補を点Ａ及び点Ｂに絞り込み、式（５）、式（６）、式（７）及び式（８）を排除することができる。これにより、式（１）、式（２）、式（３）、式（４）を用いて、角度∠Ａ１２、角度∠Ａ２１、角度∠Ｂ１２、角度∠Ｂ２１を算出し、対象物Ａ及びＢの方向を算出することができる。なお、上では、余弦定理の例で説明したが、正弦定理を用いて角度を算出してもよい。また、上記では対象物が２つの例について示したが、３つ以上でもよい。以上説明したように、距離を用いて方向を算出することができる。
【００１１】
具体的には、本発明に係るレーダー装置は、放射状に送信波を送信し、前記送信波が対象物で反射された受信波を受信する分離して配置された２つの送受信回路と、前記送信波が送信されて受信波が受信されるまでの伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記対象物までの距離及び前記対象物の方向を算出する信号処理回路とを備え、前記２つの送受信回路のうちの一方は、自ら送信した送信波が前記対象物で反射された受信波を受信し、前記２つの送受信回路のうちの他方は、前記２つの送受信回路の送信した送信波がそれぞれ前記対象物で反射された受信波を受信し、前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記一方の送受信回路と前記対象物との距離を算出し、前記他方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記他方の送受信回路と前記対象物との距離及び前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離を算出し、前記２つの送受信回路の距離、算出した前記一方の送受信回路と前記対象物との距離、算出した前記他方の送受信回路と前記対象物との距離及び算出した前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離から、前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することを特徴とするレーダー装置。
【００１２】
この発明は、前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離を求めることにより、複数の対象物がある場合でも、僅か２つの送受信回路を用いるだけの簡易な構成で対象物までの距離と方向を算出することができる。
【００１３】
本発明に係るレーダー装置では、前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なるタイミングの前記送信波を送信することが好ましい。
【００１４】
この発明は、前記一方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波と前記他方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波とを、タイミングの差異を用いて識別することができる。前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路が異なるタイミングで送信波を送信すれば、各送受信回路で前記一方の送受信回路からの受信波と前記他方の送受信回路からの受信波とフィルタなどの手段を用いることなく識別できるので、本発明に係るレーダー装置を簡易に構成できる。
【００１５】
本発明に係るレーダー装置では、前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なる変調周波数の前記送信波を送信することが好ましい。
【００１６】
この発明は、前記一方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波と前記他方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波とを、変調周波数の差異を用いて識別することができる。前記一方の送受信回路の送信波からの受信波と前記他方の送受信回路の送信波からの受信波とを変調周波数で識別すれば、前記一方の送受信回路及び前記他方の送受信回路が同時に送信できる。２つの送受信回路が同時に送信波を送信することで、レーダー装置が移動する場合でも、送信波を送信する際の送受信回路同士の相対的な位置が固定されるので、信号処理回路が算出する対象物までの距離及び方向の精度を向上することができる。
【００１７】
本発明に係るレーダー装置では、前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なる符号列の送信波を送信することが好ましい。
【００１８】
この発明は、前記一方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波と前記他方の送受信回路の送信した送信波が対象物で反射された受信波とを、送信波に含まれる符号列の差異を用いて識別することができる。前記一方の送受信回路からの受信波と他方の送受信回路からの受信波とを符号列で識別することにより、同一変調周波数の送信波を同時に送信する２つの送受信回路を用いることができる。
【００１９】
前記他方の送受信回路は、前記２つの送受信回路の送信した送信波のうち前記一方の送受信回路の送信した送信波を直接受信し、前記信号処理回路は、前記直接受信した前記送信波の直接受信タイミングと既知である前記２つの送受信回路の距離とに基づいて前記一方の送受信回路から送信波が送信された送信タイミングを算出し、前記他方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間のうちの前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの伝搬遅延時間を前記送信タイミングに基づいて算出するようにしてもよい。
【００２０】
この発明は、信号処理回路は、レーダー装置内での信号処理時間を補正することなく送受信回路から送信されたタイミングを取得することができるので、より正確な伝搬遅延時間が算出できる。
【００２１】
前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離に基づいて方向を算出可能な対象物のうちの実際には存在しない対象物を排除し、前記２つの送受信回路の距離と、前記一方の送受信回路と前記対象物との距離と、前記他方の送受信回路と前記対象物との距離とから、余弦定理を用いて前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することが好ましい。
【００２２】
この発明は、送受信回路及び対象物を結ぶ直線と、２つの送受信回路を結ぶ直線との成す角度を、それぞれの対象物までの距離に余弦定理を適用することで算出することができる。
【００２３】
本発明に係るレーダー装置では、前記信号処理回路の算出した前記距離と方向を直交座標系に変換する変換回路をさらに備えることが好ましい。
【００２４】
この発明は、信号処理回路で算出された距離と角度を、Ｘ−Ｙ座標に変換することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、距離を用いて方向を算出するので、簡易な構成で対象物までの距離及び方向を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
【００２７】
（実施形態１）
図２は、本実施形態に係るレーダー装置の一例を示す回路図である。本実施形態に係るレーダー装置は、放射状に送信波１０４及び２０４を送信し、送信波１０４及び２０４が対象物Ａ及びＢで反射された受信波１０５及び２０５を受信する分離して配置された２つの送受信回路１１及び１２と、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて対象物Ａ及びＢまでの距離と当該距離から対象物Ａ及びＢの方向を算出する信号処理回路１３と、を備えるレーダー装置であって、２つの送受信回路１１及び１２のうちの一方の送受信回路１２は、自ら送信した送信波２０４が対象物Ａ及びＢで反射された受信波２０５を受信し、２つの送受信回路１１及び１２のうちの他方の送受信回路１１は、２つの送受信回路１１及び１２の送信した送信波１０４及び２０４がそれぞれ対象物Ａ及びＢで反射された受信波１０５及び２０５を受信し、信号処理回路１３は、一方の送受信回路１２で受信した受信波２０５の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて一方の送受信回路１２と対象物Ａ及びＢとの距離を算出し、他方の送受信回路１１で受信した受信波１０５及び２０５の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて他方の送受信回路１１と対象物Ａ及びＢとの距離及び一方の送受信回路１２から対象物Ａ及びＢを経た他方の送受信回路１１までの距離を算出し、２つの送受信回路１１及び１２の距離、算出した一方の送受信回路１２と対象物Ａ及びＢとの距離、算出した他方の送受信回路１１と対象物Ａ及びＢとの距離並びに算出した一方の送受信回路１２から対象物Ａ及びＢを経た他方の送受信回路１１までの距離から、一方の送受信回路１２又は他方の送受信回路１１からの対象物Ａ及びＢの方向を算出する。
【００２８】
送受信回路１２は、パルス信号２０２を出力するパルス発生回路４１と、発振波２０９を出力する発振器４２と、発振波２０９を分配する分配器４３と、パルス発生回路４１からのパルス信号２０２の有無で分配器４３からの発振波２０９の通過と遮断とを切替えて変調パルス信号２０３を出力するパルス変調器４４と、パルス変調器４４から出力された変調パルス信号２０３を増幅する増幅器４５と、変調パルス信号２０３を送信波２０４として放射状に送信する送信アンテナ４６と、送信波２０４が対象物Ａ、Ｂで反射された受信波２０５を受信して変調パルス信号２０６を出力する受信アンテナ４７と、受信アンテナ４７が出力した変調パルス信号２０６を増幅する増幅器４８と、分配器４２で分配された発振波２０９で変調パルス信号２０６を復調してパルス信号２０７を出力する復調器４９と、復調器４９から出力されたパルス信号２０７を増幅する増幅器５０と、パルス信号２０７を検知して信号処理回路１３に出力する比較器５１と、を含む。
【００２９】
送受信回路１１は、パルス信号１０２を出力するパルス発生回路２１と、発振波１０９を出力する発振器２２と、発振器２２の発振波１０９を分配する分配器２３と、パルス発生回路２１からのパルス信号１０２の有無で分配器２３からの発振波１０９の通過と遮断とを切替えて変調パルス信号１０３を出力するパルス変調器２４と、パルス変調器２４から出力された変調パルス信号１０３を増幅する増幅器２５と、変調パルス信号１０３を送信波１０４として放射状に送信する送信アンテナ２６と、送信波１０４が対象物で反射された受信波１０５及び受信波２０５を受信して変調パルス信号１０６及び２０６を出力する受信アンテナ２７と、受信アンテナ２７が出力した変調パルス信号１０６及び２０６を増幅する増幅器２８と、分配器２３で分配された発振波１０９で変調パルス信号１０６及び２０６を復調してパルス信号１０７及び２０７を出力する復調器２９と、復調器２９から出力されたパルス信号１０７及び２０７を増幅する増幅器３０と、パルス信号１０７及び２０７を検知して信号処理回路１３に出力する比較器３１と、を含む。
【００３０】
信号処理回路１３は、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間に基づいて対象物Ａ及びＢまでの距離と当該距離から対象物Ａ及びＢの方向を算出するものである。パルス発生回路２１又は４１が出力するパルス信号１０２又は２０２と、信号処理回路１３に入力するパルス信号１０７又は２０７との間には時間差Ｔｏが生じている。これは、時間差Ｔｏに相当する距離に対象物が存在することを示す。対象物までの往復距離は（９）式から算出することができる。
【数２】
但し、Ｌは距離（ｍ）、Ｔｏはレーダー装置が送信波を送信してから受信波を受信するまでの時間（ｓｅｃ）、ｃは光速（ｍ／ｓｅｃ）である。なお、予めレーダー装置内の各回路での伝搬遅延時間を測定しておき、検出した時間をレーダー装置が送信波を送信してから、受信波を受信するまでの時間に換算することで、対象物までの伝搬遅延時間を算出することが好ましい。
【００３１】
信号処理回路１３に含まれる時間を算出する回路には、パルスカウント方式やフリップフロップ回路方式等が適用できる。パルスカウント方式は、パルス発生回路２１又は４１でパルス信号１０２又は２０２を出力したときをスタートタイミングとし、信号処理回路１３にパルス信号１０７又は２０７が入力したときをストップタインミングとして、その間にカウントされたパルス数から、時間を算出するものである。
【００３２】
図３は、信号処理回路に含まれる時間を算出する回路の一例を示す回路図である。図３に示す回路はセットリセット型のフリップフロップ方式を用いている。図２に示した比較器３１及び５１のパルス信号１０７及び２０７は入力端子６１に入力され、増幅器６２で増幅された後、波形整形回路６３で波形整形される。ＲＺ符号変換回路（不図示）からの信号が入力端子６４からフリップフロップ回路６５のセット端子に入力される。波形整形回路６３からの信号はフリップフロップ回路６５のリセット端子に入力される。送信波が送信されて受信波が受信されるまでの時間が短いと、フリップフロップ回路６５のセットからリセットまでの時間が短く、送信波が送信されて受信波が受信されるまでの時間が長いと、フリップフロップ回路６５のセットからリセットまでの時間が長くなり、このフリップフロップ回路６５の出力を低域通過フィルタ６６で平滑化すると、出力端子６７には対象物までの伝搬遅延時間に対応した直流レベルが出力される。
【００３３】
ここで、対象物が２つのときは、図２に示す信号処理回路１３に入力するパルス信号１０７又は２０７が１つのフレーム内に２つとなる。フリップフロップ回路方式の場合は、フリップフロップ回路６５のリセット端子に２度入力されるが、２度目のリセット入力でフリップフロップ回路６５が動作することはない。このため、１つのセット端子に対して複数個のリセット端子を用意し、パルス信号１０７又は２０７が新たに入力される度に異なるリセット端子に入力される分岐回路をリセット端子の入力側に設けることが好ましい。フリップフロップ回路を複数個用意してもよい。このような構成にすることで、２つの送受信回路で受信した複数の対象物からの受信波の伝搬遅延時間をそれぞれ算出することができる。パルスカウント方式でも、ストップタイミングが２度存在することになるが、フリップフロップ回路と同様に複数個備えるなどして複数の受信波を受信できるような構成にすることが好ましい。
【００３４】
送信波１０４及び２０４のクロック周期は１０ＭＨｚ以下が望ましい。レーダー装置から対象物までの最大検知距離を１６ｍとすると、１の送信波が送信されて距離１６ｍのところにある対象物で反射されて戻ってくるまでに、次の送信波が送信されると最大検知距離での対象物を検知できなくなる。最大検知距離１６ｍに対象物が存在すると、対象物までの送信波の往復時間が１０６ｎｓｅｃとなる。１０６ｎｓｅｃを１周期とするクロック周波数は、９．４ＭＨｚである。従って、送信波のクロック周期が１０ＭＨｚ以下であれば、最大検知距離は１６ｍ以上を確保することができる。
【００３５】
送信波すなわちパルス信号１０２又は２０２のパルス幅は２ｎｓｅｃ以下が望ましい。レーダー装置から対象物までの最小検知距離を３０ｃｍとすると、１の送信波が送信されて距離３０ｃｍのところにある対象物で反射されて戻ってくるまでに、１の送信波の送信が完了しないと最小検知距離での対象物を検知できなくなる。最小検知距離３０ｃｍでは、送信波の往復時間が２ｎｓｅｃとなる。従って、パルス信号１０２又は２０２のパルス幅が２ｎｓｅｃ以下であれば、最小検知距離は３０ｃｍ以下を確保することができる。
【００３６】
次に、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間から対象物Ａ及びＢとの距離を算出する方法について図４、図１及び図２を用いて説明する。図４は、本実施形態に係るレーダー装置が送受信する信号の第一例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。図４に示すレーダー装置は、２つの送受信回路１１及び１２は、一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１とで異なるタイミングの送信波１０４及び２０４を送信する。（ａ）ではトリガー信号１０１が示されており、時刻ｔ１に出力されている。（ｂ）ではトリガー信号２０１が示されており、時刻ｔ５に出力されている。（ｃ）ではパルス信号１０２が時刻ｔ１から時間差Ｔｔの後の時刻ｔ２に出力されている。（ｄ）ではパルス信号２０２が時刻ｔ５から時間差Ｔｔの後の時刻ｔ６に出力されている。なお、パルス信号１０２、２０２が出力されるまでに時間差Ｔｔを要しているが、これは送受信回路１１、１２がそれぞれトリガー信号を受けてパルス信号を出力するため、処理に遅延が生じるからである。この遅延によって生じる時間差Ｔｔは固定的なものであり、後述するように、信号処理回路１３によって把握されている。
【００３７】
（ｅ）では、（ｃ）に示したパルス信号１０２が対象物Ａで反射されたパルス信号１０７が時刻ｔ３で受信されており、（ｃ）に示したパルス信号１０２が対象物Ｂで反射されたパルス信号１０７が時刻ｔ４で受信されている。このとき、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間差Ｔａ１１が、送信波１０４が対象物Ａで反射された受信波１０５を送受信回路１１で受信するまでの伝搬遅延時間である。信号処理回路１３は、トリガー信号１０１のタイミング及びパルス信号１０７のタイミングが分かると共に、上述の時間差Ｔｔを事前に把握しているので、時間差Ｔａ１１を算出することができ、そして算出した時間差Ｔａ１１に基づいて距離ａ１の往復である距離（２×ａ１）を算出できる。また、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間差Ｔｂ１１が、送信波１０４が対象物Ｂで反射された受信波１０５を送受信回路１１で受信するまでの伝搬遅延時間であり、信号処理回路１３は、同様にして時間差Ｔｂ１１を求め、当該時間差Ｔｂ１１に基づいて距離ｂ１の往復である距離（２×ｂ１）を算出できる。
【００３８】
さらに（ｅ）では、（ｄ）に示したパルス信号２０２が対象物Ａで反射されたパルス信号２０７が時刻ｔ９で、（ｄ）に示したパルス信号２０２が対象物Ｂで反射されたパルス信号２０７が時刻ｔ１０で受信されている。このとき、時刻ｔ６から時刻ｔ９までの時間差Ｔａ２１が、送信波２０４が対象物Ａで反射された受信波２０５を送受信回路１１で受信するまでの伝搬遅延時間である。信号処理回路１３は、トリガー信号２０１のタイミング及びパルス信号２０７のタイミングが分かると共に、上述の時間差Ｔｔを把握しているので、時間差Ｔａ２１を算出することができ、そして算出した時間差Ｔａ２１に基づいて図１に示した距離（ａ２＋ａ１）を算出できる。また、時刻ｔ６から時刻ｔ１０までの時間差Ｔｂ２１が、送信波２０４が対象物Ｂで反射された受信波２０５を送受信回路１１で受信するまでの伝搬遅延時間である。信号処理回路１３は、同様にして時間差Ｔｂ２１を求め、当該時間差Ｔｂ２１に基づいて図１に示した距離（ｂ２＋ｂ１）を算出できる。
【００３９】
（ｆ）では、（ｄ）に示したパルス信号２０２が対象物Ａで反射されたパルス信号２０７が時刻ｔ７で受信されており、（ｄ）に示したパルス信号２０２が対象物Ｂで反射されたパルス信号２０７が時刻ｔ８で受信されている。このとき、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間差Ｔａ２２が、送信波２０４が対象物Ａで反射された受信波２０５を送受信回路１２で受信するまでの伝搬遅延時間である。信号処理回路１３は、トリガー信号２０１のタイミング及びパルス信号２０７のタイミングが分かると共に、上述の時間差Ｔｔを把握しているので、時間差Ｔａ２２を算出することができ、そして算出した時間差Ｔａ２２に基づいて図１に示した距離ａ２の往復である距離（２×ａ２）を算出できる。また、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの時間差Ｔｂ２２が、送信波２０４が対象物Ｂで反射された受信波２０５を送受信回路１２で受信するまでの伝搬遅延時間であり、信号処理回路１３は、同様にして時間差Ｔｂ２２を求め、当該時間差Ｔｂ２２に基づいて図１に示した距離ｂ２の往復である距離（２×ｂ２）を算出できる。
【００４０】
図４に示すように、時刻ｔ５は、時刻ｔ４よりも遅い時刻となっており、かつ時刻ｔ７、ｔ８、ｔ９、ｔ１０は、次に送信される送信波の送受信回路１１のトリガー信号（不図示）よりも早い。すなわち、各送受信回路が受信波を受信した後に、次の送信波を送信している。このように、２つの送受信回路１１及び１２が一方の送受信回路１２と他方の送受信回路と１１とで異なるタイミングの送信波を送信することで、送受信回路１１が受信したパルス信号１０７及び２０７を信号処理回路１３で識別することができる。異なるタイミングの送信波は、トリガー信号１０１及び２０１を出力するタイミングで制御できるので、他の回路を用いることなく信号処理回路１３のみでパルス信号１０７及び２０７が識別できる。
【００４１】
さらに、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間から対象物Ａ及びＢまでの距離の関係を算出する方法について図５、図１及び図２を用いて説明する。図５は、本実施形態に係るレーダー装置が送受信する信号の第二例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。図５に示すレーダー装置は、２つの送受信回路１１及び１２は、一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１とで異なる変調周波数の送信波１０４及び２０４を送信する。図５に示すレーダー装置は前述の図４とほぼ同様であるが、図５（ｂ）では、トリガー信号２０１がトリガー信号１０１と同時刻の時刻ｔ１に出力されており、図５（ｄ）ではパルス信号１０２と同時刻の時刻ｔ２にパルス信号２０２が出力されている。さらに図５（ｅ）では、時刻ｔ２から時刻ｔ３までが時間差Ｔａ１１、時刻ｔ２から時刻ｔ４までが時間差Ｔｂ１１、時刻ｔ２から時刻ｔ９までが時間差Ｔａ２１、時刻ｔ２から時刻ｔ１０までが時間差Ｔｂ２１となっている。また、図５（ｆ）では、時刻ｔ２から時刻ｔ７までが時間差Ｔａ２２、時刻ｔ２から時刻ｔ８までが時間差Ｔｂ２２となっている。図４で説明したように、上記時間差に基づいて各距離を算出することができる。
【００４２】
送信波１０４及び２０４の変調周波数が異なれば、変調パルス信号１０６及び２０６を変調周波数ごとに分離することにより、パルス信号１０７とパルス信号２０７とを識別することができる。変調パルス信号１０６及び２０６の分離は、例えば、周波数分離フィルタを用いることができる。この場合は、変調パルス信号１０６及び２０６のそれぞれを復調するための復調器２９及び発振器２２が必要になる。また、変調パルス信号１０６及び２０６のそれぞれを復調して、パルス信号１０７とパルス信号２０７とを分離して出力する復調器２９を用いてもよい。この場合も変調パルス信号１０６を復調することのできる発振器が必要になる。このように、変調周波数ごとに分離して、信号処理回路１３にパルス信号１０７及び２０７を別々に入力することができる。
【００４３】
以上説明したように、前記一方の送受信回路１２からの受信波２０５と他方の送受信回路１１からの受信波１０５とを変調周波数で識別することにより、送信波を同時に送信する送受信回路１１及び１２を用いることができる。同時に送信波を送信することで、レーダー装置が移動する場合でも、送信波１０４及び２０４を送信する際の送受信回路同士の相対的な位置が固定されるので、信号処理回路１３が算出する対象物までの距離及び方向の精度を向上することができる。
【００４４】
なお、送受信回路１１及び１２から送信波を送信するタイミングは異なってもよい。変調周波数及びタイミングが異なることで、送受信回路１１及び１２から送信波を送信するタイミングに合わせて発振器２２の発信波を出力するタイミングを変えれば、異なる変調周波数の受信波を、１つの発振器２２、１つの復調器２９及び１つの比較器３１でそれぞれ処理することができる。
【００４５】
さらに、図５に示すレーダー装置は、２つの送受信回路１１及び１２は、一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１とで異なる符号列の送信波を送信してもよい。例えば、信号処理回路１３の出力するトリガー信号１０１を「１１０１０１００」とし、トリガー信号２０１を「１１０１０１０１」としてもよい。また、パルス発生回路２１及び４１から出力するパルス信号１０２又は２０２を符号列とすることもできる。信号処理回路１３は、符号列「１１０１０１０」に続く信号が０であるか１であるかを識別することによって、パルス信号１０７とパルス信号２０７とを識別することができる。識別は、比較器３１で行なってもよく、この場合は、パルス信号１０７とパルス信号２０７とを分離して信号処理回路１３に入力すればよい。なお、符号列「１１０１０１０１」及び「１１０１０１００」は任意の桁でよく、符号列のいずれで識別してもよい。ただし、他の無線信号を受信した場合に備えて、送受信回路を識別する符号列である旨を示す例えば「１１０１０１０」のような特定の符号列の後を識別用の符号列とすることが好ましい。さらに、Ｍ系列又はＧｏｌｄ系列等の周期性のある疑似ランダム系列であってもよく、疑似ランダム系列を用いることによって復調が容易になる。
【００４６】
このように送信波１０４及び２０４の符号列が異なれば、送受信のタイミングや変調周波数に関係なくパルス信号１０７とパルス信号２０７とを信号処理回路１３で識別することができる。送受信回路１１及び１２に同一の送受信回路を用いることもできるので、部品を共有して回路構成を単純化することができる。
【００４７】
なお、図４及び図５に示したパルス信号を出力する時刻ｔ２は、送信アンテナ２６及び４６の送信したタイミングであってもよい。また、トリガー信号１０１及び２０１を出力するタイミングでもよい。さらに、パルス信号１０７及び２０７を受信する各時刻は、受信アンテナ２７又は４７が受信波を受信するタイミングでもよい。また、比較器３１又は５１でパルス信号１０７又は２０７を検知するタイミングでもよい。
【００４８】
さらに、信号処理回路１３は、一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１との距離と、一方の送受信回路１２と対象物との距離と、他方の送受信回路１１と対象物との距離と、一方の送受信回路１２から対象物を経た他方の送受信回路１１までの距離とから、余弦定理を用いて一方の送受信回路１２又は他方の送受信回路１１からの対象物Ａ、Ｂの方向を算出することが好ましい。信号処理回路１３は、前述の図１に示されるように、送受信回路１２から対象物を経た他方の送受信回路１１までの距離がそれぞれ距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）であることから、方向を算出可能な対象物のうちの実際には存在しない対象物を排除し、対象物の候補を点Ａ、Ｂに絞り込み、算出した距離（２×ａ１）、距離（２×ｂ１）、距離（２×ａ２）、距離（２×ｂ２）、距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）に基づいて、距離ｄ、ａ１、ｂ１、ａ２及びｂ２を前述の式（１）〜式（４）（すなわち点Ａ、点Ｂについての余弦定理の式）に適用し、角度∠Ａ１２、角度∠Ａ２１、角度∠Ｂ１２、角度∠Ｂ２１を算出し、対象物Ａ及びＢの方向を算出することができる。
【００４９】
本発明に係るレーダー装置において、前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離に略等しくなる前記一方の送受信回路と前記対象物との距離及び前記他方の送受信回路と前記対象物との距離の組み合わせを特定して、方向を算出可能な対象物のうちの実際には存在しない対象物を排除し、前記２つの送受信回路の距離と、前記一方の送受信回路と前記対象物との距離と、前記他方の送受信回路と前記対象物との距離とから、余弦定理を用いて前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することを特徴とする。
【００５０】
信号処理回路１３は、前述の図１に示されるように、送受信回路１２から対象物を経た他方の送受信回路１１までの距離がそれぞれ距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）であることから、算出した距離（ａ２＋ａ１）と略等しくなる距離ａ１及び距離ａ２の組み合わせを特定し、算出した距離（ｂ２＋ｂ１）と略等しくなる距離ｂ１及び距離ｂ２の組み合わせを特定して、対象物の候補を点Ａ、Ｂに絞り込み、算出した距離（２×ａ１）、距離（２×ｂ１）、距離（２×ａ２）、距離（２×ｂ２）、距離（ａ２＋ａ１）及び距離（ｂ２＋ｂ１）に基づいて、距離ｄ、ａ１、ｂ１、ａ２及びｂ２を前述の式（１）〜式（４）（すなわち点Ａ、点Ｂについての余弦定理の式）に適用し、角度∠Ａ１２、角度∠Ａ２１、角度∠Ｂ１２、角度∠Ｂ２１を算出し、対象物Ａ及びＢの方向を算出することができる。
【００５１】
さらに、信号処理回路１３は、算出した距離と方向を直交座標系に変換する座標変換回路をさらに備えてもよい。座標変換回路を備えることにより、上記例のようにして算出された距離ａ１、ｂ１、ａ２及びｂ２、角度∠Ａ１２、角度∠Ａ２１、角度∠Ｂ１２及び角度∠Ｂ２１を、Ｘ−Ｙ座標に変換することができる。
【００５２】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係るレーダー装置の一例を示す回路図である。本実施形態に係るレーダー装置は、図２に示したレーダー装置と以下の点が異なる。まず図２に示した信号処理回路１３に代えて、信号変換回路３００、３０１及び距離算出回路３０２を含む信号処理回路１５が設けられている。また図２のレーダー装置では、信号処理回路１３がトリガー信号１０１、２０１を出力していたが、本実施形態では、トリガー信号１０１、２０１を出力する独立したタイミング発生回路１４が設けられている。
【００５３】
タイミング発生回路１４は、図２の場合と同様に、パルス発生回路２１、４１に対するトリガー信号１０１、２０１を発生して出力する。タイミング発生回路１４は、この場合、送受信回路１１又は送受信回路１２の近傍に設けられており、距離算出回路３０２とは離れた位置に設けられている。
【００５４】
信号変換回路３００、３０１はそれぞれ、送受信回路１１、１２との入出力インターフェイスとして各送受信回路１１、１２の付近に配置されている。信号変換回路３００、３０１はそれぞれ、送信波１０４及び２０４が送信されて受信波１０５及び２０５が受信されるまでの伝搬遅延時間に基づいて対象物までの距離と対象物の方向を算出する距離算出回路３０２と接続されている。距離算出回路３０２は、送受信回路１１、１２とは離れた位置に設けられており、例えば検出された対象物の距離や方向を示す表示装置の近傍に設けられている。
【００５５】
送受信回路１１は、信号変換回路３００を介してトリガー信号１０１を受けると、図２の場合と同様に、パルス信号１０２を発生して送信波１０４を送出すると共に、対象物から反射された受信波１０５を受信する。受信された受信波１０５は、復調器２９によって復調処理された後、パルス信号１０７として比較器３１から出力される。また送受信回路１１は、後述するように、送受信回路１２が送出した送信波２０４を直接波２１０として直接受信すると共に、当該送信波２０４が対象物によって反射された受信波２０５を受信する。受信されたこれらの信号２１０、２０５も、同様にして、復調器２９によって復調処理された後、パルス信号２０７として比較器３１から出力される。
【００５６】
信号変換回路３００は、トリガー信号１０１とパルス信号１０７に基づいて、送信波１０４を送出してから受信波１０５を受信するまでの伝搬遅延時間を求め、求められた伝搬遅延時間をディジタル信号３１０に変換して距離算出回路３０２に送出する。同様に、信号変換回路３００は、送受信回路１２から直接受信した直接波２１０のパルス信号２０７及び送受信回路１２の送信波２０４に対する受信波２０５のパルス信号２０７に基づいて、送受信回路１２が送信波２０４を送出してから受信波２０５を受信するまでの伝搬遅延時間を求め、求められた伝搬遅延時間をディジタル信号３１１に変換して距離算出回路３０２に送出する。
【００５７】
送受信回路１２は、信号変換回路３０１を介してトリガー信号２０１を受けると、図２の場合と同様に、パルス波２０２を発生して送信波２０４を送出すると共に、対象物から反射された受信波２０５を受信する。受信された受信波２０５は、復調器４９によって復調処理された後、パルス信号２０７として比較器５１から出力される。
【００５８】
信号変換回路３０１は、トリガー信号２０１とパルス信号２０７に基づいて、送信波２０４を送出してから受信波２０５を受信するまでの伝搬遅延時間を求め、求められた伝搬遅延時間をディジタル信号３１２に変換して距離算出回路３０２に送出する。
【００５９】
このようにして本実施形態においては、各送受信回路１１、１２の付近に設けられた信号変換回路３００、３０１によって伝搬遅延時間を求め、その伝搬遅延時間をディジタル信号３１０、３１１、３１２として距離算出回路３０２に出力するようにしたことにより、距離算出回路３０２と送受信回路１１、１２との距離がはなれている場合でも、ノイズ耐久性に強いレーダー装置を実現することができる。
【００６０】
次に、図７及び図６を参照して、信号変換回路３００、３０１における伝搬遅延時間の算出手順を詳述する。図７は、実施形態２に係るレーダー装置が送受信する信号の一例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。この例においても、図４の場合と同様に、レーダー装置は一方の送受信回路１２と他方の送受信回路１１とで異なるタイミングの送信波１０４及び２０４を送信する。
【００６１】
図７（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）に示すように、トリガー信号１０１に対して時間差Ｔｔだけ遅れた時刻ｔ２で送受信回路１１から送信波１０４が送信され、その送信波１０４の受信波１０５が時刻ｔ３、ｔ４でパルス信号１０７として信号変換回路３００により受信されている。信号変換回路３００は、トリガー信号１０１のタイミングを把握していると共に、時間差Ｔｔを予め把握しているので、送信したパルス信号１０２と受信したパルス信号１０７との時間差Ｔａ１１、Ｔｂ１１を算出することができ、この算出した時間差Ｔａ１１、Ｔｂ１１を伝搬遅延時間としてディジタル信号３１０に変換して距離算出回路３０２へ出力する。
【００６２】
図７（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）に示すように、トリガー信号２０１に対して時間差Ｔｔだけ遅れた時刻ｔ６で送受信回路１２から送信波２０４が送信され、その送信波２０４の受信波２０５が時刻ｔ７、ｔ８でパルス信号２０７として信号変換回路３０１により受信されている。信号変換回路３０１は、トリガー信号２０１のタイミングを把握していると共に、時間差Ｔｔを予め把握しているので、送信したパルス信号２０２と受信したパルス信号２０７との時間差Ｔａ２２、Ｔｂ２２を算出することができ、この算出した時間差Ｔａ２２、Ｔｂ２２を伝搬遅延時間としてディジタル信号３１２に変換して距離算出回路３０２へ出力する。
【００６３】
図７（ｅ）に示すように、時刻ｔ６で送受信回路１２から送信されたパルス信号２０２は、時刻ｔ１１で直接波２１０がパルス信号２０７として受信され、また送受信回路１２から送信されたパルス信号２０２の対象物Ａ、Ｂによる受信波２０５がパルス信号２０７として信号変換回路３００で時刻ｔ９、ｔ１０で受信されている。信号変換回路３００は、送受信回路１２に対するトリガー信号２０１を受信していないので、送受信回路１２の送信波２０４が送信された時刻である送信タイミングｔ６をこのままでは把握することはできない。しかしながら、信号変換回路３００は、送受信回路１１、１２間の距離ｄを事前に把握しており、その距離ｄを直接波２１０が伝搬するのに要する時間差Ｔｄを把握している。この時間差Ｔｄは、図７（ｅ）から分かるように、送信タイミングｔ６と直接波２１０を直接受信した時刻である直接受信タイミングｔ１１との時間差である。従って、直接受信したパルス信号の直接受信タイミングｔ１１からこの時間差Ｔｄを引くことにより送受信回路１２のパルス信号を送信した送信タイミングｔ６を算出することができる。
【００６４】
信号変換回路３００は、このようにして求めた送受信回路１２の送信タイミングｔ６と受信波２０５の受信タイミングｔ９、ｔ１０との時間差を求めることにより、一方の送受信回路１２から送信された送信波２０４が対象物で反射され、他方の送受信回路１１で受信されるまでの伝搬遅延時間Ｔａ２１、Ｔｂ２１を算出する。信号変換回路３００は、この伝搬遅延時間Ｔａ２１、Ｔｂ２１をディジタル信号３１１に変換して距離算出回路３０２へ出力する。
【００６５】
このように、直接受信した直接波２１０のタイミング（すなわち直接受信タイミングｔ１１）を用いて一方の送受信回路１２の送信タイミング（時刻ｔ６）を算出することで、図６に示したように、信号処理回路１５とタイミング発生回路１４とを分離することができる。さらに、信号処理回路１５は、レーダー装置内での信号処理時間を補正することなく送信アンテナ４６から送信されたタイミングを取得することができるので、より正確な伝搬遅延時間が算出できる。
【００６６】
なお、上記実施形態１及び実施形態２において、送受信回路１１のみが送受信回路１２から送信された送信波が対象物で反射された受信波を受信しているが、送受信回路１２も送受信回路１１から送信された送信波が対象物で反射された受信波を受信してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本願発明のレーダー装置は、車両の衝突防止やオートクルーズを目的とした車載用装置に適用することができるほか、固定のレーダー装置としても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るレーダー装置が対象物の距離及び方向を測定する模式図である。
【図２】実施形態１に係るレーダー装置の一例を示す回路図である。
【図３】信号処理回路に含まれる時間を算出する回路の一例を示す回路図である。
【図４】実施形態１に係るレーダー装置が送受信する信号の第一例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。
【図５】実施形態１に係るレーダー装置が送受信する信号の第二例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。
【図６】実施形態２に係るレーダー装置の一例を示す回路図である。
【図７】実施形態２に係るレーダー装置が送受信する信号の一例であり、（ａ）及び（ｂ）はトリガー信号、（ｃ）及び（ｄ）は送信したパルス信号、（ｅ）及び（ｆ）は受信したパルス信号を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１１、１２：送受信回路、１３、１５：信号処理回路、１４：タイミング発生回路、２１、４１：パルス発生回路、２２、４２：発振器、２３、４３：分岐器、２４、４４：変調器、２５、４５、２８、４８、３０、５０：増幅器、２７、４７：受信アンテナ、２９、４９：復調器、３１、５１：比較器、６１：入力端子、６２：増幅器、６３：波形整形回路、６４：入力端子、６５：フリップフロップ回路、６６：低域通過フィルタ、６７：出力端子、１０１、２０１：トリガー信号、１０２、２０２、１０７、２０７：パルス信号、１０３、２０３、１０６、２０６：変調パルス信号、１０５、２０４：送信波、１０５、２０５：受信波、３００、３０１：信号変換回路、３０２：距離算出回路、３１０、３１１、３１２：ディジタル信号、ｔ１〜t１１：時刻、Ｔｏ、Ｔｔ、Ｔｄ、Ｔａ１１、Ｔｂ１１、Ｔａ２１、Ｔｂ２１、Ｔａ２２、Ｔｂ２２：時間差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状に送信波を送信し、前記送信波が対象物で反射された受信波を受信する分離して配置された２つの送受信回路と、
前記送信波が送信されて受信波が受信されるまでの伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記対象物までの距離及び前記対象物の方向を算出する信号処理回路と、を備えるレーダー装置であって、
前記２つの送受信回路のうちの一方は、自ら送信した送信波が前記対象物で反射された受信波を受信し、
前記２つの送受信回路のうちの他方は、前記２つの送受信回路の送信した送信波がそれぞれ前記対象物で反射された受信波を受信し、
前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記一方の送受信回路と前記対象物との距離を算出し、前記他方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記他方の送受信回路と前記対象物との距離及び前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離を算出し、前記２つの送受信回路の距離、算出した前記一方の送受信回路と前記対象物との距離、算出した前記他方の送受信回路と前記対象物との距離及び算出した前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離から、前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することを特徴とするレーダー装置。
【請求項２】
前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なるタイミングの前記送信波を送信することを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
【請求項３】
前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なる変調周波数の前記送信波を送信することを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
【請求項４】
前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なる符号列の送信波を送信することを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
【請求項５】
前記他方の送受信回路は、前記２つの送受信回路の送信した送信波のうち前記一方の送受信回路の送信した送信波を直接受信し、
前記信号処理回路は、前記直接受信した前記送信波の直接受信タイミングと既知である前記２つの送受信回路の距離とに基づいて前記一方の送受信回路から送信波が送信された送信タイミングを算出し、前記他方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間のうちの前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの伝搬遅延時間を前記送信タイミングに基づいて算出することを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかのレーダー装置。
【請求項６】
前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離に基づいて方向を算出可能な対象物のうちの実際には存在しない対象物を排除し、前記２つの送受信回路の距離と、前記一方の送受信回路と前記対象物との距離と、前記他方の送受信回路と前記対象物との距離とから、余弦定理を用いて前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することを特徴とする請求項１から５に記載のいずれかのレーダー装置。
【請求項７】
前記信号処理回路の算出した前記距離と方向を直交座標系に変換する変換回路をさらに備えることを特徴とする請求項１から６に記載のいずれかのレーダー装置。
【請求項１】
放射状に送信波を送信し、前記送信波が対象物で反射された受信波を受信する分離して配置された２つの送受信回路と、
前記送信波が送信されて受信波が受信されるまでの伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記対象物までの距離及び前記対象物の方向を算出する信号処理回路と、を備えるレーダー装置であって、
前記２つの送受信回路のうちの一方は、自ら送信した送信波が前記対象物で反射された受信波を受信し、
前記２つの送受信回路のうちの他方は、前記２つの送受信回路の送信した送信波がそれぞれ前記対象物で反射された受信波を受信し、
前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記一方の送受信回路と前記対象物との距離を算出し、前記他方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間を算出し、算出した前記伝搬遅延時間に基づいて前記他方の送受信回路と前記対象物との距離及び前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離を算出し、前記２つの送受信回路の距離、算出した前記一方の送受信回路と前記対象物との距離、算出した前記他方の送受信回路と前記対象物との距離及び算出した前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離から、前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することを特徴とするレーダー装置。
【請求項２】
前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なるタイミングの前記送信波を送信することを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
【請求項３】
前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なる変調周波数の前記送信波を送信することを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
【請求項４】
前記２つの送受信回路は、前記一方の送受信回路と前記他方の送受信回路とで異なる符号列の送信波を送信することを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
【請求項５】
前記他方の送受信回路は、前記２つの送受信回路の送信した送信波のうち前記一方の送受信回路の送信した送信波を直接受信し、
前記信号処理回路は、前記直接受信した前記送信波の直接受信タイミングと既知である前記２つの送受信回路の距離とに基づいて前記一方の送受信回路から送信波が送信された送信タイミングを算出し、前記他方の送受信回路で受信した受信波の伝搬遅延時間のうちの前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの伝搬遅延時間を前記送信タイミングに基づいて算出することを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかのレーダー装置。
【請求項６】
前記信号処理回路は、前記一方の送受信回路から前記対象物を経た前記他方の送受信回路までの距離に基づいて方向を算出可能な対象物のうちの実際には存在しない対象物を排除し、前記２つの送受信回路の距離と、前記一方の送受信回路と前記対象物との距離と、前記他方の送受信回路と前記対象物との距離とから、余弦定理を用いて前記一方の送受信回路又は前記他方の送受信回路からの前記対象物の方向を算出することを特徴とする請求項１から５に記載のいずれかのレーダー装置。
【請求項７】
前記信号処理回路の算出した前記距離と方向を直交座標系に変換する変換回路をさらに備えることを特徴とする請求項１から６に記載のいずれかのレーダー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１２５９４７（Ｐ２００６−１２５９４７Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１３１２０（Ｐ２００４−３１３１２０）
【出願日】平成１６年１０月２７日（２００４．１０．２７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２７日（２００４．１０．２７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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