レーダ装置およびアクティブターゲット装置
【課題】レーダ波を送信して目標物からの折り返し信号を受信し、各目標物との詳細な距離／速度を検出するとともに、目標物における無駄な電力消費を削減する。
【解決手段】制御部１０１は、無線通信機能の動作時に、目標物のアクティブターゲット装置を指定する局ＩＤ情報を含むパケットデータＰＤを出力し、変調回路１０５は、そのデータを発振器１０４からのレーダ波に乗せて送信する。アクティブターゲット装置は、自局の局ＩＤ情報を受信した場合に折り返し送信を起動し、ミキサ１０８は、レーダ機能の動作時に、送信レーダ波の一部と折り返し送信されたレーダ波を混合することにより、ビート信号を検出する。
【解決手段】制御部１０１は、無線通信機能の動作時に、目標物のアクティブターゲット装置を指定する局ＩＤ情報を含むパケットデータＰＤを出力し、変調回路１０５は、そのデータを発振器１０４からのレーダ波に乗せて送信する。アクティブターゲット装置は、自局の局ＩＤ情報を受信した場合に折り返し送信を起動し、ミキサ１０８は、レーダ機能の動作時に、送信レーダ波の一部と折り返し送信されたレーダ波を混合することにより、ビート信号を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内または屋外においてレーダ波を送信して１つ以上の目標物からの折り返し信号を受信し各目標物との相対距離および相対速度を検出するアクティブターゲット検出システムに係り、このようなシステムに用いられる通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目標物との相対距離および相対速度を検出できる簡易な構成のレーダ方式としてＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated-Continuous Wave ）方式が用いられている。ＦＭ−ＣＷ方式レーダは、ミリ波帯の発振源を三角波で変調して送信し、目標物から反射してきた受信波と送信波の一部をミキシングすることで、目標物までの距離Ｒと相対速度Ｖの信号成分が含まれているビート信号を得ている（例えば、非特許文献１参照）。ミリ波帯を用いた安価で温度安定性に優れた高性能なＦＭ−ＣＷ方式レーダもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ＦＭ−ＣＷ方式レーダを利用して障害物の種類、特に車両の走行時に衝突等の危険性のある障害物の識別を正確に行うことが可能な障害物検知システムもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このシステムでは、ＦＭ−ＣＷ方式レーダにおいて受信したレーダ波を周波数ｆｃの変調信号にて振幅変調して返送するトランスポンダが各車両に搭載され、レーダ波の送受信により車両前方の障害物を検出するＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置には、受信波に送信波の一部を混合（ミキシング）してなる中間周波数（ＩＦ）信号から、周波数ｆｃ近傍の信号成分、すなわちトランスポンダにて変調された信号Ｉｆｍを抽出するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）と、その信号Ｉｆｍに周波数ｆｃの第２ローカル信号をミキシングして第２ビート信号を生成するミキサと、これをアナログ／デジタル（ＡＤ）変換して電子制御装置（ＥＣＵ）に供給するＡＤ変換器とが設けられる。
【０００５】
さらに、ＦＭ−ＣＷ方式レーダを利用して特定物体の識別を行うことが可能な障害物検知システムも提案されている（例えば、特許文献３参照）。このシステムでは、車載レーダ装置は、起動コマンドを表す変調信号にて周波数変調された起動波を送信後、ＦＭ−ＣＷ方式レーダで用いられる三角波状に周波数変調された探査波を送信する。そして、歩行者等が携帯するワイヤレスカードは、起動波を受信すると一定時間動作して、受信した探査波を応答コマンドを表す変調信号にて変調して生成した応答波を返送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−４０１６９号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２４６号公報
【特許文献３】特開２００１−２１６４４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“ミリ波技術の基礎と応用”，第２部 第２章 ４．５．２ ＦＭＣＷ方式，発行所 株式会社 リアライズ社，ｐｐ．２３３−２３４，１９９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来のレーダシステムには、次のような問題がある。周囲に複雑な構造物がある環境や、トンネルや屋内の閉空間等において、ＦＭ−ＣＷ方式レーダを用いて複数の目標物からのビート信号を検出する場合、周囲構造物からの反射によるクラッタの影響が大きく、本来必要とする目標物のビート信号検出が困難となる。
【０００９】
特許文献２の障害物検知システムについては、以下の３つの問題を解決しなければ、本発明が属する技術分野における運用が困難である。
（１）レーダ装置に設置される周波数ｆｃの第２ローカル信号とトランスポンダに設置される変調信号ｆｃの周波数偏差によって、測定された距離および相対速度に誤差が生じる場合が考えられる。
（２）複数台のトランスポンダが密集した場合、個々のトランスポンダの判別ができず、複数の車両が停車しているにも関わらず車両１台と判断される場合が考えられる。
（３）携帯型のトランスポンダを人が携帯する場合、周波数ｆｃの変調を常時実施したり、または局の指定がない起動コマンドを受信する度に行うと、電力の消費が大きく、短時間で電源の交換を行わなければならない事態が発生することは明白である。
【００１０】
特許文献３の障害物検知システムにおいても、同様の問題が発生する場合が考えられる。
本発明の課題は、レーダ波を送信して目標物のアクティブターゲット装置からの折り返し信号を受信し目標物との相対距離および／または相対速度を検出するアクティブターゲット検出システムにおいて、各目標物との詳細な相対距離および／または相対速度を検出することが可能な通信統合レーダ装置とアクティブターゲット装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明のもう１つの課題は、無駄な電力消費を削減することが可能なアクティブターゲット装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１のアクティブターゲット装置は、復調手段、増幅手段、および制御手段を備え、レーダ波を受信して折り返し送信する。復調手段は、受信したレーダ波からデータを抽出し、増幅手段は、受信したレーダ波を増幅するとともに所定の周波数により変調して折り返し送信する。制御手段は、抽出されたデータを分析して局識別情報（局ＩＤ情報）を検出し、検出された局識別情報がそのアクティブターゲット装置を指定する局識別情報である場合に、増幅手段を一定時間動作させる。
【００１３】
このようなアクティブターゲット装置を目標物に設置しておけば、複数の目標物からのビート信号を検出する際に、周囲構造物からの反射によるクラッタが存在する場合であっても、局識別情報により指定されたアクティブターゲット装置のみがレーダ波を増幅して折り返し送信するため、目標物毎にビート信号を検出することが可能となる。
【００１４】
また、アクティブターゲット装置は、自局の局識別情報を受信した場合に、増幅手段による折り返し送信を起動させるので、アクティブターゲット装置の無駄な電力消費を抑えることができる。
【００１５】
第１のアクティブターゲット装置は、例えば、後述する図２のアクティブターゲット装置に対応する。
本発明の第２のアクティブターゲット装置は、復調手段、増幅手段、および制御手段を備え、レーダ波を受信して折り返し送信する。復調手段は、受信したレーダ波からデータを抽出し、増幅手段は、受信したレーダ波を増幅して折り返し送信する。制御手段は、抽出されたデータを分析して局識別情報を検出し、検出された局識別情報がそのアクティブターゲット装置を指定する局識別情報である場合に、増幅手段を一定時間動作させる。
【００１６】
このようなアクティブターゲット装置によれば、第１のアクティブターゲット装置の場合と同様に、目標物毎にビート信号を検出することが可能となり、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００１７】
第２のアクティブターゲット装置は、例えば、後述する図２１のアクティブターゲット装置に対応する。
本発明の第３のアクティブターゲット装置は、受信レベル検出手段、増幅手段、および閾値判定手段を備え、レーダ波を受信して折り返し送信する。受信レベル検出手段は、受信したレーダ波の受信レベルを検出し、増幅手段は、受信したレーダ波を増幅するとともに所定の周波数により変調して折り返し送信する。閾値判定手段は、検出された受信レベルが所定の閾値を超えた場合に、増幅手段を一定時間動作させる。
【００１８】
このようなアクティブターゲット装置を目標物に設置しておけば、複数の目標物からのビート信号を検出する際に、周囲構造物からの反射によるクラッタが存在する場合であっても、受信レベルが閾値を超えたアクティブターゲット装置のみがレーダ波を増幅して折り返し送信するため、選択的にビート信号を検出することが可能となる。
【００１９】
また、アクティブターゲット装置は、受信レベルが閾値を超えた場合に、増幅手段による折り返し送信を起動させるので、アクティブターゲット装置の無駄な電力消費を抑えることができる。
【００２０】
第３のアクティブターゲット装置は、例えば、後述する図２５のアクティブターゲット装置に対応する。
本発明の第４のアクティブターゲット装置は、受信レベル検出手段、増幅手段、および閾値判定手段を備え、レーダ波を受信して折り返し送信する。受信レベル検出手段は、受信したレーダ波の受信レベルを検出し、増幅手段は、受信したレーダ波を増幅して折り返し送信する。閾値判定手段は、検出された受信レベルが所定の閾値を超えた場合に、増幅手段を一定時間動作させる。
【００２１】
このようなアクティブターゲット装置によれば、第３のアクティブターゲット装置の場合と同様に、選択的にビート信号を検出することが可能となり、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００２２】
第４のアクティブターゲット装置は、例えば、後述する図２６のアクティブターゲット装置に対応する。
本発明の通信統合レーダ装置は、制御手段、変調手段、および検出手段を備え、レーダ波を送信して目標物から折り返し送信されたレーダ波を受信する。制御手段は、目標物を指定する局識別情報を含むデータを出力し、変調手段は、無線通信機能の動作時に、そのデータを送信レーダ波に入力する。検出手段は、無線通信機能の動作後におけるレーダ機能の動作時に、送信レーダ波の一部と、局識別情報により指定される目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合することにより、その目標物からのビート信号を検出する。
【００２３】
このような通信統合レーダ装置によれば、複数の目標物からのビート信号を検出する際に、周囲構造物からの反射によるクラッタが存在する場合であっても、無線通信機能により特定のアクティブターゲット装置を指定して、レーダ波の折り返し送信を指示することができ、目標物毎にビート信号を検出することが可能となる。
【００２４】
また、検出手段が、送信レーダ波の一部と、目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合する第１のミキサ手段と、第１のミキサ手段の出力から第１の周波数を中心周波数とする中間周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタ手段と、抽出された中間周波数帯域の信号と第２の周波数の信号を混合する第２のミキサ手段とを含み、制御手段が、第２のミキサ手段の出力から強度の大きな２つの副ビート信号の周波数の差を抽出し、その周波数の差の半分を目標物からのビート信号の周波数として算出するように、通信統合レーダ装置を構成することもできる。
【００２５】
この場合、バンドパスフィルタ手段の中心周波数である第１の周波数としては、アクティブターゲット装置で使用される変調信号の周波数を用いることができるが、第２の周波数は第１の周波数と一致する必要がないので、これらの周波数の信号の発生に使用する発振器に対しては、精度の高い周波数偏差が要求されない。このため、安価な部材で精度良くビート信号を検出することが可能となる。
【００２６】
第１の周波数は、例えば、後述する図２の周波数ｆｓ２に対応し、第２の周波数は、例えば、後述する図１の周波数ｆｓ３に対応する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、周囲に複雑な構造物がある環境や、トンネルや屋内の閉空間等において、ＦＭ−ＣＷ方式レーダを用いて複数の目標物からのビート信号を検出する際に、周囲構造物からの反射によるクラッタが存在する場合であっても、複数の目標物からのビート信号を時間軸上で分離し、詳細なビート信号検出を行うことが可能となる。これにより、各目標物との詳細な相対距離および／または相対速度を検出することができる。
【００２８】
また、アクティブターゲット装置が通信統合レーダ装置からの無線による情報を受信したとき、またはレーダ波の受信を検出したときに、折り返し送信を起動させることにより、アクティブターゲット装置の無駄な電力消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図２】第１のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図３】複数の周波数の関係を示す図である。
【図４】周波数の時間変化を示す図である。
【図５】第１の方法における周波数の関係を示す図である。
【図６】第２の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図７】第２の方法における周波数の関係を示す図である。
【図８】通信統合レーダ装置の第１の動作フローチャートである。
【図９】通信統合レーダ装置の第２の動作フローチャートである。
【図１０】第３の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図１１】第２のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図１２】時分割動作を示す図である。
【図１３】ＰＤ１のパケット構造を示す図である。
【図１４】ＰＤ２のパケット構造を示す図である。
【図１５】複数のアクティブターゲット装置を示す図である。
【図１６】４つの副ビート信号を示す図である。
【図１７】通信統合レーダ装置の第３の動作フローチャートである。
【図１８】第４の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図１９】第５の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図２０】第６の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図２１】第３のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図２２】局ＩＤを指定しない時の強度分布を示す図である。
【図２３】局ＩＤを指定した時の強度分布を示す図である。
【図２４】パターンマッチングを示す図である。
【図２５】第４のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図２６】第５のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図２７】列車停止監視システムを示す図である。
【図２８】列車停止監視システムの第１の動作フローチャート（その１）である。
【図２９】列車停止監視システムの第１の動作フローチャート（その２）である。
【図３０】所定位置に固定されたアクティブターゲット装置を示す図である。
【図３１】列車停止監視システムの第２の動作フローチャートである。
【図３２】列車停止監視システムの第３の動作フローチャートである。
【図３３】列車停止監視システムの第４の動作フローチャートである。
【図３４】アクティブターゲット装置の動作フローチャートである。
【図３５】第１の安全柵ドア制御を示す図（その１）である。
【図３６】第１の安全柵ドア制御を示す図（その２）である。
【図３７】列車停止監視システムの第５の動作フローチャートである。
【図３８】第２の安全柵ドア制御を示す図（その１）である。
【図３９】第２の安全柵ドア制御を示す図（その２）である。
【図４０】船舶接岸システムを示す図である。
【図４１】セキュリティシステムを示す図である。
【図４２】第７の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図４３】第６のアクティブターゲット装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら、本発明のアクティブターゲット検出システムの実施の形態を詳細に説明する。
図１および図２は、それぞれ、第１の実施形態における通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置の構成図であり、図３は、このシステムで用いられる複数の信号の周波数間の関係を示している。通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置は、無線通信機能とＦＭ−ＣＷ方式によるレーダ機能を有する。アクティブターゲット装置は、通信統合レーダ装置から無線通信機能により受信したデータ内容を分析し、動的にレーダ機能を起動する無線装置である。
【００３１】
図１の通信統合レーダ装置は、制御部１０１、変調部１０２、三角波変調発振器１０３、無線周波数（ＲＦ）帯電圧制御発振器１０４、変調回路１０５、送信アンテナ１０６、受信アンテナ１０７、ミキサ１０８、１１０、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０９、ＩＦ発振器１１１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１２、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１１３、および高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部１１４から構成されている。
【００３２】
図２のアクティブターゲット装置は、制御部２０１、受信アンテナ２０２、復調回路２０３、復調部２０４、増幅器（ＡＭＰ）２０５、ＩＦ発振器２０６、および送信アンテナ２０７から構成されている。
【００３３】
通信統合レーダ装置の発振器１０４は、発振器１０３が発生した三角波信号により変調されたミリ波帯の信号（周波数ｆｍｔ）を発生する。制御部１０１は、アクティブターゲット装置の局ＩＤ情報とその他の情報を１つのパケットデータＰＤとして変調部１０２へ出力することで、変調部１０２と変調回路１０５による無線通信機能を動作させる。変調部１０２は、例えば、ＰＤからＩＦ帯のサブキャリア信号を生成する回路であり、変調回路１０５は、例えば、ミリ波帯の増幅器である。
【００３４】
使用する変調方法としては、振幅変調（ＡＭ変調）、周波数変調（ＦＭ変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調等のいずれの方法を用いてもよく、使用する変調方法によっては制御部１０１から三角波変調信号を停止させる制御信号ＣＤを出力して、固定のＲＦ周波数にて無線通信機能を動作させる。
【００３５】
アクティブターゲット装置は、通信統合レーダ装置から受信した受信波（周波数ｆｍｒ）を２つに分岐させ、復調回路２０３とＡＭＰ２０５に入力させる。受信波の入力により復調回路２０３と復調部２０４による無線通信機能が動作し、復調部２０４からパケットデータＰＤが制御部２０１に出力される。復調回路２０３は、例えば、検波回路であり、復調部２０４は、検波出力からＰＤを生成する回路である。
【００３６】
制御部２０１は、パケットデータＰＤを分析して、その中に自局を指定する局ＩＤ情報を検出した場合、一定時間の間ＩＦ発振器２０６を起動させて、第２の周波数ｆｓ２の信号をＡＭＰ２０５に入力させる。ＡＭＰ２０５は、受信波を増幅するとともに周波数ｆｓ２で振幅変調し、通信統合レーダ装置に向けて折り返し送信する。
【００３７】
通信統合レーダ装置におけるレーダ機能は、無線通信機能の動作後に起動される。つまり、制御部１０１からの制御により、時分割にてレーダ機能と無線通信機能を動作させる。
【００３８】
レーダ機能では、変調回路１０５による変調を行わない送信波（周波数ｆｍｔ）を送信し、通信統合レーダ装置のミキサ１０８が、無線通信機能により局指定されたアクティブターゲット装置から折り返される受信波（周波数ｆｒ）を送信波の一部とミキシングする。
【００３９】
図３に示すように、周波数ｆｍｔとｆｍｒの差がビート信号の周波数Δｆｂとなり、受信波には、周波数ｆｍｒ−ｆｓ２（＝ｆｍｔ−Δｆｂ−ｆｓ２）の信号と周波数ｆｍｒ＋ｆｓ２（＝ｆｍｔ−Δｆｂ＋ｆｓ２）の信号が含まれている。
【００４０】
次に、ＢＰＦ１０９が、アクティブターゲット装置で用いられている第２の周波数ｆｓ２を中心周波数として、ビート情報を含む周波数帯（ＩＦ帯）のＩＦ信号を抽出し、ミキサ１１０が、抽出されたＩＦ信号と発振器１１１が発生した第３の周波数ｆｓ３の信号をミキシングする。ＢＰＦ１０９により抽出されるＩＦ帯には、周波数ｆｓ２−Δｆｂの信号と周波数ｆｓ２＋Δｆｂの信号が含まれる。
【００４１】
次に、ＬＰＦ１１２は、ミキサ１１０から出力される信号の中からビート信号帯域（ＢＢ帯）および副ビート信号帯域（ＢＢ２帯）の信号を抽出し、ＡＤＣ１１３は、抽出された信号をデジタル信号に変換し、ＦＦＴ部１１４は、ピーク周波数を抽出して制御部１０１に出力する。
【００４２】
副ビート信号帯域における強度の大きい２つの副ビート信号は、ミキサ１１０の出力に含まれる周波数（ｆｓ３−ｆｓ２）−Δｆｂの信号と周波数（ｆｓ３−ｆｓ２）＋Δｆｂの信号に対応し、２つの副ビート信号の周波数の差Δｆｓｂは、ビート信号の周波数Δｆｂの２倍に対応する。そこで、制御部１０１は、周波数Δｆｓｂの半分をΔｆｂとして処理を行い、目標物との相対距離および相対速度を算出する。
【００４３】
周波数ｆｓ２としては、レーダのＲＦ周波数ｆｍｔよりも遥かに低く、かつ、ビート信号の周波数Δｆｂの２倍以上の周波数が用いられる。また、周波数ｆｓ３としては、周波数ｆｓ２との周波数差がΔｆｂ以上であるような周波数を用いることが望ましい。
【００４４】
このようなシステムによれば、目標物のビート信号帯域（ＢＢ２帯）を周囲構造物からの反射波によるビート信号帯域（ＢＢ帯）から分離することができ、周囲構造物からのクラッタの影響を受けることなく目標物を検出することが可能となる。また、無線通信機能を用いて通信統合レーダ装置から複数のアクティブターゲット装置の折り返し機能を順次制御することにより、複数の目標物（アクティブターゲット装置）が１ヶ所に集中した場合においても、各目標物のビート信号を正確に検出できる。
【００４５】
また、通信統合レーダ装置で使用される第３の周波数ｆｓ３はアクティブターゲット装置で使用される第２の周波数ｆｓ２と一致する必要がないので、これらの周波数の信号の発生に使用するＩＦ発振器２０６および１１１の使用部材に対しては、精度の高い周波数偏差が要求されない。このため、温度変化の激しい環境下においても検出精度の高いビート信号が得られる装置を、安価な部材で製造できるという利点もある。
【００４６】
さらに、通信統合レーダ装置からの制御により、消費電力の高い高周波デバイスを必要なときだけ動作させることができるので、従来装置よりも消費電力が抑えられる。
上述したシステムにおいて、通信統合レーダ装置の制御部１０１から出力されるパケットデータＰＤに、アクティブターゲット装置で用いられる周波数ｆｓ２の情報、折り返し送信機能を動作させる時間の情報（折り返し送信時間情報）、各種アプリケーション（例えば、アプリケーションプログラム）の情報等を含めてもよい。
【００４７】
この場合、アクティブターゲット装置の制御部２０１は、パケットデータＰＤの中から周波数ｆｓ２の情報や折り返し送信時間情報を検出し、その情報に従ってＩＦ発振器２０６の発振周波数や折り返し送信の動作時間を制御する。また、制御部２０１は、パケットデータＰＤの中から指定されたアプリケーションの情報を検出し、その情報に従って対応するアプリケーションを動作させる。
【００４８】
なお、図２のＡＭＰ２０５は、周波数ｆｓ２による振幅変調を行っているが、代わりに周波数ｆｓ２による周波数変調を行うようにしてもよい。
次に、図４から図７までを参照しながら、Δｆｂの計算の具体例について説明する。
（１）第１の方法
図４は、ＦＭ−ＣＷ方式の送信レーダ波、受信レーダ波、およびビート信号の周波数の時間変化の例を示している。送信レーダ波の周波数４０１と受信レーダ波の周波数４０２は、発振器１０３が発生する三角波信号の周期に合わせて増減を繰り返し、三角波信号の周波数が増加する時間区間に得られるビート信号はアップビート信号と呼ばれ、三角波信号の周波数が減少する時間区間に得られるビート信号はダウンビート信号と呼ばれる。一般に、目標物が相対速度を有する場合、アップビート信号の周波数（アップビート周波数）４０３とダウンビート信号の周波数（ダウンビート周波数）４０４は異なっている。
【００４９】
アップビート周波数４０３を求める場合において、受信レーダ波のｆｍｒが６０．５ＧＨｚで、送信レーダ波のｆｍｔが６０．５００１ＧＨｚとなる時刻ｔについて説明する。ｆｓ２は１０ＭＨｚとし、ｆｓ３は１０．３ＭＨｚとする。
【００５０】
まず、ＦＭ−ＣＷ方式の基本原理による計算方法では、受信レーダ波（６０．５ＧＨｚ）と送信レーダ波（６０．５００１ＧＨｚ）の一部をミキシングすることにより、アップビート周波数１００ｋＨｚが得られる。なお、ビート周波数の最大値Δｆｂ＿ｍａｘは、三角波信号の周波数、送信レーダ波の最大周波数推移幅、およびＡＤＣのサンプリング周波数等の回路構成に基づく要素により決められる。
【００５１】
図２のアクティブターゲット装置では、通信統合レーダ装置から自局のＩＤ情報を受信した後、受信レーダ波（６０．５ＧＨｚ）をｆｓ２（１０ＭＨｚ）の信号でＡＭ変調する。その結果、６０．５ＧＨｚ±１０ＭＨｚの両側波が得られ、アクティブターゲット装置からはｆｍｒ（６０．５ＧＨｚ）と６０．５１ＧＨｚと６０．４９ＧＨｚの周波数成分を持つレーダ波が送信される。
【００５２】
図１の通信統合レーダ装置では、図５に示すように、アクティブターゲット装置から受信したｆｍｒ（６０．５ＧＨｚ）と６０．５１ＧＨｚと６０．４９ＧＨｚの周波数成分を含むレーダ波と、送信レーダ波の一部（ｆｍｔ＝６０．５００１ＧＨｚ）とをミキサ１０８によりミキシングし、９．９ＭＨｚと１０．１ＭＨｚの周波数成分を含むＩＦ信号を得る。
【００５３】
なお、ミキサ１０８から出力される数１００ｋＨｚ程度のクラッタの周波数成分は、ＩＦ帯のＢＰＦ１０９により除去される。ここでは、中心周波数をｆｓ２（１０ＭＨｚ）とし、通過帯域幅をΔｆｂ＿ｍａｘの２倍の帯域幅とするフィルタ回路がＢＰＦ１０９として用いられる。
【００５４】
次に、ＢＰＦから出力される９．９ＭＨｚと１０．１ＭＨｚのＩＦ信号は、ミキサ１１０により、周波数ｆｓ３（１０．３ＭＨｚ）の信号とミキシングされ、２００ｋＨｚと４００ｋＨｚの周波数成分を含むＢＢ２帯の信号が得られる。なお、ミキサ１１０から出力される信号に対しては、ＬＰＦ１１２により高周波数成分が除去された後、ＡＤＣ１１３を経てＦＦＴ部１１４で高速フーリエ変換信号処理が行われる。ここでは、ｆｓ３−ｆｓ２＋Δｆｂ＿ｍａｘ以上の高周波数成分を除去するフィルタ回路がＬＰＦ１１２として用いられる。
【００５５】
ＦＦＴ部１１４は、振幅レベルの高い２つの副アップビート信号の周波数として２００ｋＨｚおよび４００ｋＨｚを出力し、制御部１０１は、２つの副アップビート周波数ｆｓｂ１（２００ｋＨｚ）およびｆｓｂ２（４００ｋＨｚ）から、次式により正アップビート信号の周波数Δｆｂ（１００ｋＨｚ）を求める。
【００５６】
Δｆｂ＝Δｆｓｂ／２＝（ｆｓｂ２−ｆｓｂ１）／２ （１）
この第１の方法によれば、上述したように、ＩＦ発振器２０６および１１１として、周波数偏差の精度に関係なく安価な部品を使用しても、正確なビート信号Δｆｂを得ることができる。
（２）第２の方法
Δｆｂの第２の計算方法では、ミキサ１０８の出力から直接ＢＢ２帯の信号を得ることが可能な周波数をｆｓ２として用い、図１の構成に代えて、図６に示すような通信統合レーダ装置を用いる。図６の通信統合レーダ装置では、ＩＦ発振器１１１、ＢＰＦ１０９、およびミキサ１１０は使用していない。
【００５７】
アップビート周波数を求める場合において、受信レーダ波のｆｍｒが６０．５ＧＨｚで、送信レーダ波のｆｍｔが６０．５００１ＧＨｚとなる時刻ｔについて説明する。ｆｓ２は３００ｋＨｚとする。
【００５８】
図２のアクティブターゲット装置では、通信統合レーダ装置から自局のＩＤ情報を受信した後、受信レーダ波（６０．５ＧＨｚ）をｆｓ２（３００ｋＨｚ）の信号でＡＭ変調する。その結果、６０．５ＧＨｚ±３００ｋＨｚの両側波が得られ、アクティブターゲット装置からはｆｍｒ（６０．５ＧＨｚ）と６０．５００３ＧＨｚと６０．４９９７ＧＨｚの周波数成分を持つレーダ波が送信される。
【００５９】
図６の通信統合レーダ装置では、図７に示すように、アクティブターゲット装置から受信したｆｍｒ（６０．５ＧＨｚ）と６０．５００３ＧＨｚと６０．４９９７ＧＨｚの周波数成分を含むレーダ波と、送信レーダ波の一部（ｆｍｔ＝６０．５００１ＧＨｚ）とをミキサ１０８によりミキシングし、２００ｋＨｚと４００ｋＨｚの周波数成分を含むＢＢ２帯の信号を得る。
【００６０】
なお、ミキサ１０８から出力される信号に対しては、ＬＰＦ１１２により高周波数成分が除去された後、ＡＤＣ１１３を経てＦＦＴ部１１４で高速フーリエ変換信号処理が行われる。ここでは、ｆｓ２＋Δｆｂ＿ｍａｘ以上の高周波数成分を除去するフィルタ回路がＬＰＦ１１２として用いられる。
【００６１】
ＦＦＴ部１１４は、振幅レベルの高い２つの副アップビート信号の周波数として２００ｋＨｚおよび４００ｋＨｚを出力し、制御部１０１は、２つの副アップビート周波数ｆｓｂ１（２００ｋＨｚ）およびｆｓｂ２（４００ｋＨｚ）から正アップビート信号の周波数Δｆｂ（１００ｋＨｚ）を求める。
【００６２】
なお、ＢＢ帯ではＦＭ−ＣＷ方式の基本原理によるビート信号が得られるので、制御部１０１は、ＦＦＴ部１１４の出力値を従来のビート信号の周波数として処理してもよい。
次に、図８から図１７までを参照しながら、複数の目標物からのビート信号を検出する方法について説明する。
【００６３】
図８は、あらかじめ局ＩＤ情報が設定された３つの目標物からのビート信号を検出する場合の通信統合レーダ装置の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置は、まず、１番目の目標物のアクティブターゲット装置の局ＩＤ情報としてＩＤ１を指定し、無線通信機能により送信する（ステップ９０１）。そして、指定したアクティブターゲット装置から応答があるか否かをチェックし（ステップ９０２）、応答があればレーダ機能によりビート信号を検出して、１番目の目標物との相対距離および相対速度を計算し、制御部１０１内のメモリに格納する（ステップ９０３）。
【００６４】
次に、２番目の目標物のアクティブターゲット装置の局ＩＤ情報としてＩＤ２を送信する（ステップ９０４）。そして、指定したアクティブターゲット装置から応答があるか否かをチェックし（ステップ９０５）、応答があればビート信号から２番目の目標物との相対距離および相対速度を計算し、メモリに格納する（ステップ９０６）。
【００６５】
次に、３番目の目標物のアクティブターゲット装置の局ＩＤ情報としてＩＤ３を送信する（ステップ９０７）。そして、指定したアクティブターゲット装置から応答があるか否かをチェックし（ステップ９０８）、応答があればビート信号から３番目の目標物との相対距離および相対速度を計算し、メモリに格納する（ステップ９０９）。４つ以上の目標物からのビート信号を検出する場合も、同様の動作を行う。
【００６６】
図９は、目標物の識別情報を動的に生成しながら複数の目標物からのビート信号を検出する場合の通信統合レーダ装置の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置は、まず、特定の局ＩＤ情報を指定しないブロードキャスト送信により、周辺の目標物のアクティブターゲット装置を検索する（ステップ１００１）。
【００６７】
次に、検索結果に基づいて目標物の識別情報を設定する（ステップ１００２）。例えば、複数のアクティブターゲット装置がブロードキャスト送信に応答した場合、それらのアクティブターゲット装置のビート信号から相対距離と相対速度を求め、距離情報および／または速度情報を含む識別情報を生成する。
【００６８】
ここで、第１、第２、および第３の３つの識別情報を生成したものとすると、局ＩＤ情報の代わりに各識別情報を用いて図８と同様の動作を行うことにより、それぞれの識別情報に該当するアクティブターゲット装置から個別にビート信号を検出する（ステップ１００３〜１０１１）。
【００６９】
このような検出方法によれば、周辺に存在する多数の目標物のうち、特定の距離だけ離れているもの、あるいは特定の速度で移動しているもののみを指定して、ビート信号を検出することが可能となる。
【００７０】
以下では、速度情報を目標物の識別情報として用いる例について説明する。この場合の通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置の構成図は、それぞれ、図１０および図１１のようになる。
【００７１】
図１１のアクティブターゲット装置は、図２のアクティブターゲット装置に変調部１２０１と変調回路１２０２が追加された構成を有し、通信方式にパッシブ方式を用いている。なお、パケットデータＰＤ２による変調動作を行わない場合は、変調回路１２０２は単なる増幅器として機能するか、もしくはスイッチ回路により変調回路１２０２を迂回する構成とする。
【００７２】
図１０の通信統合レーダ装置は、図１の通信統合レーダ装置に復調回路１１０１と復調部１１０２が追加された構成を有し、受信アンテナ１０１の後段で受信波を復調回路１１０１に分岐させて、パケットデータＰＤ２を抽出している。なお、分岐点にスイッチ回路を挿入して、復調動作を行うときだけ受信波を復調回路１１０１側に切り替えてもよい。また、分岐点またはスイッチ回路をミキサ１０８の後段に設置してもよい。
【００７３】
通信統合レーダ装置の制御部１０１からの制御によりレーダ機能と無線通信機能は時分割で動作し、図１２に示すように、無線通信機能の動作後にレーダ機能が動作する。無線通信機能では、通信統合レーダ装置からアクティブターゲット装置に向けてパケットＰＤ１が送信された後、アクティブターゲット装置から通信統合レーダ装置に向けてパケットＰＤ２が送信される。
【００７４】
パケットＰＤ１は、図１３に示すように、ヘッダ部１４０１およびデータ部１４０２からなり、ヘッダ部１４０１は、宛先ＩＤ（局ＩＤ情報）、送信元ＩＤ、および図９のステップ１００２において設定された速度指定情報１４１３を含む。パケットＰＤ２は、図１４に示すように、ヘッダ部１５０１およびデータ部１５０２からなり、ヘッダ部１５０１は、宛先ＩＤおよび送信元ＩＤを含む。
【００７５】
アクティブターゲット装置は、ブロードキャストを示す（特定の局ＩＤ情報を指定しない）宛先ＩＤ１４１１を含み、速度指定情報１４１３の指定がないＰＤ１を受信したとき、ＰＤ２の送信は行わない。また、ブロードキャストを示す宛先ＩＤ１４１１を含み、速度指定情報１４１３の指定が有るＰＤ１を受信したとき、制御部２０１は、自局の速度情報が速度指定情報１４１３に該当するか否かをチェックする。そして、自局の速度情報が速度指定情報１４１３に該当すれば、ＰＤ２の送信を行う。
【００７６】
また、通信統合レーダ装置の制御部１０１は、局ＩＤ情報としてブロードキャストを示す宛先ＩＤ１４１１を設定したＰＤ１を送信し、複数の正ビート信号の周波数を取得する。
【００７７】
例えば、上述したΔｆｂの計算の具体例における第１の方法を用いて、通信統合レーダ装置からブロードキャスト送信を行った場合について説明する。
図１５に示すように、通信統合レーダ装置１６０１とアクティブターゲット装置（Ａ）１６０２が静止しており、移動中のアクティブターゲット装置（Ｂ）１６０４が時速Ｓｍの速度で通信統合レーダ装置１６０１に近づいているときに、通信統合レーダ装置１６０１がＰＤ１をブロードキャスト送信したとする。
【００７８】
このとき、アクティブターゲット装置１６０２および１６０４は、ＰＤ１の宛先ＩＤ１４１１の内容がブロードキャストを示しているため、受信レーダ波（周波数ｆｍｒ）を周波数ｆｓ２のＡＭ変調により変調して、折り返し送信する。
【００７９】
すると、通信統合レーダ装置１６０１のＦＦＴ部１１４からは、図１６に示すような振幅レベルの高い４つの副ビート信号の周波数成分が得られる。制御部１０１は、最も高い周波数の副ビート信号と最も低い周波数の副ビート信号をペアにしてそれらの周波数の差Δｆｓｂ＿（Ｂ）を求めた後、２番目に高い周波数の副ビート信号と２番目に低い周波数の副ビート信号をペアにしてそれらの周波数の差Δｆｓｂ＿（Ａ）を求める。
【００８０】
その結果、Δｆｓｂ＿（Ａ）とΔｆｓｂ＿（Ｂ）から正ビート信号の周波数として、それぞれΔｆｂ＿（Ａ）とΔｆｂ＿（Ｂ）を算出することができる。
なお、制御部１０１は、正ビート信号の周波数の算出後、アップビート信号とダウンビート信号のペアリング処理を行い、Δｆｂ＿（Ａ）とΔｆｂ＿（Ｂ）の速度情報を抽出する。
【００８１】
こうして、通信統合レーダ装置１６０１は、いずれかのアクティブターゲット装置の速度を用いて速度指定情報１４１３を生成することができる。アクティブターゲット装置１６０２および１６０４は、それぞれ、速度計１６０３および１６０５から自局の移動速度を取得して、その速度が通信統合レーダ装置１６０１から受信した速度指定情報１４１３に該当するか否かをチェックする。
【００８２】
図１７は、このような通信統合レーダ装置の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置は、まず、ブロードキャストを示す宛先ＩＤ１４１１を有し、速度指定情報１４１３が入力されていないＰＤ１をブローキャスト送信し（ステップ１８０１）、受信波に対してＦＦＴ部１１４および制御部１０１による処理を行う（ステップ１８０２）。
【００８３】
制御部１０１は、正ビート信号が検出されたか否かをチェックし（ステップ１８０３）、正ビート信号が検出されなければ、ステップ１８０１以降の動作を繰り返す。正ビート信号が検出されれば、次に、検出された正ビート信号から速度情報を抽出し、それらの中に所望の速度情報を持つビート信号があるか否かをチェックする（ステップ１８０４）。そのような正ビート信号がなければ、ステップ１８０１以降の動作を繰り返す。
【００８４】
所望の速度情報を持つビート信号があれば、通信統合レーダ装置は、次に、ブロードキャストを示す宛先ＩＤ１４１１を有し、その速度情報を指定する速度指定情報１４１３が入力されたＰＤ１をブローキャスト送信し（ステップ１８０５）、受信波に対してＦＦＴ部１１４および制御部１０１による処理を行う（ステップ１８０６）。
【００８５】
制御部１０１は、ＰＤ２を正常に受信したか否かをチェックし（ステップ１８０７）、ＰＤ２を正常に受信していれば、次に、正ビート信号を１つだけ検出したか否かをチェックする（ステップ１８０８）。正ビート信号を１つだけ検出していれば、そのＰＤ２の送信元ＩＤ１５１２と正ビート信号の周波数あるいは速度情報を関連付けてメモリに格納し（ステップ１８０９）、ステップ１８０１以降の動作を繰り返す。
【００８６】
ステップ１８０７においてＰＤ２を正常に受信していない場合、および、ステップ１８０８において正ビート信号を複数個検出した場合、ＰＤ１の再送を行うか否かを判定する（ステップ１８１０）。そして、ＰＤ１の再送を行う場合はステップ１８０５以降の動作を繰り返し、ＰＤ１の再送を行わない場合はステップ１８０１以降の動作を繰り返す。
【００８７】
なお、距離情報を目標物の識別情報として用いる場合も、同様の方法でビート信号を検出することが可能である。
図１の通信統合レーダ装置に従来のビート信号検出回路を追加すると、図１８のような構成になる。図１８の通信統合レーダ装置では、ＬＰＦ１９０１、ＡＤＣ１９０２、およびＦＦＴ部１９０３が追加されており、ミキサ１０８からの出力を２つに分岐させ、一方は副ビート信号検出に用い、一方は従来のビート信号検出に用いている。従来のビート信号検出回路では、ミキサ１０８の出力から直接ビート信号の周波数を抽出する。また、副ビート信号検出後のビート信号処理と従来のビート信号処理を共通化し、時分割で処理を行うようにしてもよい。
【００８８】
また、図１９に示すような通信統合レーダ装置を用いれば、第２の周波数ｆｓ２の値が異なる２つのアクティブターゲット装置からの折り返し信号を受信し、同時に副ビート信号の検出を行うことが可能となる。
【００８９】
図１９の通信統合レーダ装置では、図１の通信統合レーダ装置にＢＰＦ２００１、ミキサ２００２、ＬＰＦ２００３、ＡＤＣ２００４、およびＦＦＴ部２００５が追加されている。そして、ミキサ１０８からの出力を２つに分岐させ、一方は１つのアクティブターゲット装置からの副ビート信号検出（ＢＢ２−１帯）に用い、もう一方は別のアクティブターゲット装置からの副ビート信号検出（ＢＢ２−２帯）に用いている。ただし、２つの副ビート信号検出回路において、第３の周波数ｆｓ３としては共通の値を使用している。
【００９０】
次に、第２の実施形態について説明する。図２０および図２１は、それぞれ、第２の実施形態における通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置の構成図である。第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、無線通信機能とレーダ機能は時分割で動作する。
【００９１】
図２０の通信統合レーダ装置は、制御部２１０１、変調部２１０２、三角波変調発振器２１０３、ＲＦ帯電圧制御発振器２１０４、変調回路２１０５、送信アンテナ２１０６、受信アンテナ２１０７、ミキサ２１０８、ＬＰＦ２１０９、ＡＤＣ２１１０、およびＦＦＴ部２１１１から構成されている。
【００９２】
図２１のアクティブターゲット装置は、制御部２２０１、受信アンテナ２２０２、復調回路２２０３、復調部２２０４、ＡＭＰ２２０５、および送信アンテナ２２０６から構成されている。
【００９３】
通信統合レーダ装置の発振器２１０４は、発振器２１０３が発生した三角波信号により変調されたミリ波帯の信号（周波数ｆｍｔ）を発生する。制御部２１０１は、アクティブターゲット装置の局ＩＤ情報とその他の情報を１つのパケットデータＰＤとして変調部２１０２へ出力することで、変調部２１０２と変調回路２１０５による無線通信機能を動作させる。
【００９４】
アクティブターゲット装置は、通信統合レーダ装置から受信した受信波（周波数ｆｍｒ）を２つに分岐させ、復調回路２２０３とＡＭＰ２２０５に入力させる。受信波の入力により復調回路２２０３と復調部２２０４による無線通信機能が動作し、復調部２２０４からパケットデータＰＤが制御部２２０１に出力される。
【００９５】
制御部２２０１は、パケットデータを分析して、その中に自局を指定する局ＩＤ情報を検出した場合、一定時間の間ＡＭＰ制御信号ＣＤ２を出力してＡＭＰ２２０５を動作させる。ＡＭＰ２２０５は、受信波を増幅して通信統合レーダ装置に向けて折り返し送信する。
【００９６】
また、制御部２２０１は、パケットデータＰＤの中から折り返し送信時間情報を検出した場合、その情報に従って折り返し送信の動作時間を制御し、パケットデータＰＤの中から各種アプリケーションの情報を検出した場合、その情報に従って対応するアプリケーションを動作させる。
【００９７】
通信統合レーダ装置のミキサ２１０８は、アクティブターゲット装置から折り返される受信波（周波数ｆｒ）を送信波（周波数ｆｍｔ）の一部とミキシングする。ＬＰＦ２１０９は、ミキサ２１０８から出力される信号の中からビート信号帯域（ＢＢ帯）の信号を抽出し、ＡＤＣ２１１０は、抽出された信号をデジタル信号に変換し、ＦＦＴ部２１１１は、ピーク周波数を抽出して制御部２１０１に出力する。
【００９８】
局ＩＤ情報を指定しないでＰＤを送信した場合、アクティブターゲット装置からの折り返し送信は行われない。この場合、図２２に示すように、ＢＢ帯には、周囲構造物からのクラッタの信号とともにアクティブターゲット装置からの反射波のビート信号（周波数ｆｂｔ）が含まれる。
【００９９】
これに対して、局ＩＤ情報を指定してＰＤを送信した場合、図２３に示すように、ＢＢ帯には、アクティブターゲット装置から折り返し送信されたレーダ波のビート信号（周波数ｆｂｔ）が含まれる。この場合のビート信号の強度は、図２２のビート信号の強度より大きくなる。したがって、局ＩＤ情報を指定したＰＤと指定しないＰＤを併用することで、所望の目標物のビート信号とクラッタの信号とを判別することが可能となる。
【０１００】
そこで、制御部２１０１は、局ＩＤ情報の送信パターンとＦＦＴ部２１１１により検出される各ビート信号の強度変化パターンとのマッチングを取り、送信パターンと同様の強度変化パターンを示すビート信号の周波数を、局ＩＤ情報により指定したアクティブターゲット装置のビート信号の周波数と判断する。
【０１０１】
図２４は、制御部２１０１によるパターンマッチングの例を示している。図２４の各行の説明は以下の通りである。
（１）時分割で交互に動作する無線通信機能とレーダ機能の種別
（２）無線通信機能において、特定の局ＩＤ情報が指定されているか否かの種別
（３）制御部２１０１が保持する局ＩＤ情報の送信パターン（局ＩＤ情報が指定されていれば論理“１”とし、指定されていなければ論理“０”とする。）
（４）レーダ機能におけるビート信号（周波数ｆｂｔ）の強度変化
（５）ビート信号（周波数ｆｂｔ）の強度変化パターン（直前のビート信号より増加したとき（＋ＸｄＢのとき）論理“１”とし、直前のビート信号より減少したとき（−ＸｄＢのとき）論理“０”とする。）
制御部２１０１は、無線通信機能動作時の局ＩＤ情報の送信パターン（３）を、直後のレーダ機能動作時の強度変化パターン（５）と比較し、両者が一致した場合に、指定した局ＩＤ情報を有するアクティブターゲット装置のビート信号の周波数はｆｂｔであると判断する。
【０１０２】
このようなシステムによれば、周囲構造物からのクラッタの影響を受けたビート信号帯域（ＢＢ帯）の中から目標物のビート信号を検出することが可能となる。また、無線通信機能を用いて通信統合レーダ装置から複数のアクティブターゲット装置の折り返し機能を順次制御することにより、複数の目標物（アクティブターゲット装置）が１ヶ所に集中した場合においても、各目標物のビート信号を正確に検出できる。
【０１０３】
また、通信統合レーダ装置からの制御により、消費電力の高い高周波デバイスを必要なときだけ動作させることができるので、従来装置よりも消費電力が抑えられる。
ところで、より簡単な構成でアクティブターゲット装置の電力消費を極力抑えるために、図２および図２１の回路構成に代えて、それぞれ図２５および図２６に示すような回路構成を採用することも可能である。
【０１０４】
図２５のアクティブターゲット装置は、受信アンテナ２０２、ＡＭＰ２０５、ＩＦ発振器２０６、送信アンテナ２０７、受信レベル検出回路２６０１、および閾値判定回路２６０２から構成され、通信統合レーダ装置から受信した受信波を２つに分岐させて、一方は受信レベル検出回路２６０１に入力し、一方はＡＭＰ２０５に入力している。
【０１０５】
受信レベル検出回路２６０１は、受信波のレベルを検出し、閾値判定回路２６０２は、検出された受信波のレベルを閾値と比較してＩＦ発振器２０６のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。閾値判定回路２６０２は、受信波のレベルが閾値を超えた場合にＩＦ発振器２０６を起動して、周波数ｆｓ２の信号を一定時間ＡＭＰ２０５に入力する。ＡＭＰ２０５は、受信波を増幅するとともに周波数ｆｓ２で振幅変調し、通信統合レーダ装置に向けて折り返し送信する。
【０１０６】
図２６のアクティブターゲット装置は、受信アンテナ２２０２、ＡＭＰ２２０５、送信アンテナ２２０６、受信レベル検出回路２７０１、および閾値判定回路２７０２から構成され、通信統合レーダ装置から受信した受信波を２つに分岐させて、一方は受信レベル検出回路２７０１に入力し、一方はＡＭＰ２２０５に入力している。
【０１０７】
受信レベル検出回路２７０１は、受信波のレベルを検出し、閾値判定回路２７０２は、検出された受信波のレベルを閾値と比較してＡＭＰ２２０５のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。閾値判定回路２７０２は、受信波のレベルが閾値を超えた場合にＡＭＰ２２０５を起動する。ＡＭＰ２２０５は、受信波を一定時間増幅して通信統合レーダ装置に向けて折り返し送信する。
【０１０８】
このような簡単な回路構成を採用することにより、消費電力を抑えた安価なアクティブターゲット装置を提供することが可能となる。
次に、上述したアクティブターゲット検出システムの具体的な適用例について説明する。
【０１０９】
まず、図２７から図３９までを参照しながら、停車場内列車停止監視システムの適用例について説明する。
図２７は、アクティブターゲット検出システムを用いた列車停止監視システムを示している。通信統合レーダ装置２８０１は、駅周辺等に設けられた停車場内に設置され、目標物である列車２８０３に設置されたアクティブターゲット装置２８０２のビート信号を検出することで、列車２８０３の挙動（停車等）を監視し、停車場信号機２８０４の状態を遷移させる制御を行う。
【０１１０】
通信統合レーダ装置２８０１は、ビート信号から取得したアクティブターゲット装置２８０２までの距離とその速度を、アクティブターゲット装置２８０２から折り返し送信された局ＩＤ情報と関連付けることで、特定の列車の挙動を高精度に認識することができる。
【０１１１】
例えば、図１および図２の回路構成を採用した場合、通信統合レーダ装置２８０１およびアクティブターゲット装置２８０２の構成は、それぞれ、図１０および図１１のようになる。
【０１１２】
図２８および図２９は、通信統合レーダ装置２８０１の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置２８０１は、常時、停車場内へ列車２８０３が進入したか否かを監視している（図２８のステップ３１０１および３１０２）。
【０１１３】
監視時には、まず、局ＩＤ情報を指定してアクティブターゲット装置２８０２を検索し、ビート信号を検出すると距離および速度を計測する（ステップ３１０１）。アクティブターゲット装置２８０２の検索では、例えば、図８に示したような手順で既知の局ＩＤ情報を順に指定して無線通信を行う。
【０１１４】
そして、アクティブターゲット装置２８０２からのパケットを受信したか否かをチェックする（ステップ３１０２）。パケットを受信していなければ、指定した局ＩＤ情報に対応する列車２８０３が存在しないものと判断し、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３１０１以降の動作を繰り返す。
【０１１５】
パケットを受信すると、列車２８０３の存在を認識し、制御部１０１は、局ＩＤ情報から列車種別を判定する（ステップ３１０３）。アクティブターゲット装置２８０２の局ＩＤ情報は、列車２８０３の固有情報（普通列車、特急列車、急行列車等）を表しており、これを用いて列車種別を判定することができる。そして、判定結果に基づいて、信号機２８０４に停止現示を指示する（赤信号に切り替える）等の制御を行う（ステップ３１０７）。
【０１１６】
次に、局ＩＤ情報と計測した距離および速度を関連付けてメモリに格納し（ステップ３１０４）、管理センターへ進入列車の情報を通知する等の処理を行う（ステップ３１０８）。
【０１１７】
次に、局ＩＤ情報から列車２８０３が駅に停車する列車か否かを判定し（ステップ３１０５）、駅に停車する列車でなければ、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３１０１以降の動作を繰り返す。列車２８０３が駅に停車する列車であれば、次に、距離および速度に基づいて安全に停車可能か否かを判定する（ステップ３１０６）。安全に停車不可能と判定した場合は、緊急制動を開始する、信号機２８０４に停止現示を指示する等の制御を行う（ステップ３１０９）。
【０１１８】
安全に停車可能と判定した場合は、次に、速度に基づいて列車２８０３が停車したか否かを判定し（図２９のステップ３２０１）、列車２８０３が停車していれば、所定の停止位置の範囲に停車しているか否かを判定する（ステップ３２０２）。列車２８０３が所定の範囲に停車していなければ、列車へ警報を送る処理を行い（ステップ３２０４）、列車２８０３が所定の範囲に停車していれば、列車のドアを開錠する等の制御を行う（ステップ３２０３）。
【０１１９】
このような列車停止監視システムにおいて、列車２８０３に設置されたアクティブターゲット装置２８０２とは別のアクティブターゲット装置を用いて、通信統合レーダ装置２８０１の故障診断を行うことも可能である。
【０１２０】
図３０は、このような故障診断に用いられるアクティブターゲット装置を示している。アクティブターゲット装置３３０１は、例えば、駅のプラットホーム上の所定位置に固定されており、図１１と同様の構成を有する。アクティブターゲット装置３３０１の局ＩＤ情報と通信統合レーダ装置２８０１までの距離は、あらかじめ制御部１０１に格納されている。
【０１２１】
通信統合レーダ装置２８０１は、所定のタイミングでアクティブターゲット装置３３０１までの距離を計測することでレーダ計測精度を監視し、計測精度が一定の閾値を超えたときに、装置が故障したものと判断する。
【０１２２】
図３１は、このような故障診断の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置２８０１は、まず、アクティブターゲット装置３３０１の局ＩＤ情報を指定して、アクティブターゲット装置３３０１までの距離を計測する（ステップ３４０１）。そして、制御部１０１は、計測距離がアクティブターゲット装置３３０１と通信統合レーダ装置２８０１の規定距離値の許容範囲を超えたか否かをチェックする（ステップ３４０２）。
【０１２３】
規定距離値の許容範囲は、例えば、規定距離値より大きな閾値（上限）と規定距離値より小さな閾値（下限）により定義され、制御部１０１は、計測距離をこれらの閾値と比較することで、計測距離が許容範囲を超えたか否かをチェックする。
【０１２４】
計測距離が許容範囲を超えていなければ、ステップ３４０１以降の動作を繰り返し、計測距離が許容範囲を超えていれば、故障が発生したものと判断して、管理センターへ通知する等の処理を行う（ステップ３４０３）。
【０１２５】
また、計測距離が規定距離値の許容範囲を超えた回数に基づいて故障診断を行うことも考えられる。図３２は、このような故障診断の動作フローチャートである。
通信統合レーダ装置２８０１は、まず、アクティブターゲット装置３３０１までの距離を計測し（ステップ３５０１）、制御部１０１は、計測距離が規定距離値の許容範囲を超えたか否かをチェックする（ステップ３５０２）。
【０１２６】
計測距離が許容範囲を超えていなければ、事象回数Ｎを０に設定して（ステップ３５０６）、ステップ３５０１以降の動作を繰り返す。計測距離が許容範囲を超えていれば、Ｎ＝Ｎ＋１とおいて（ステップ３５０３）、Ｎが規定回数を超えたか否かをチェックする（ステップ３５０４）。
【０１２７】
Ｎが規定回数を超えていなければ、ステップ３５０１以降の動作を繰り返し、Ｎが規定回数を超えていれば、故障が発生したものと判断して、管理センターへ通知する等の処理を行う（ステップ３５０５）。このような故障診断方法によれば、計測距離が一定回数以上連続して許容範囲を超えた場合に故障が発生したものと判断される。
【０１２８】
また、アクティブターゲット装置３３０１が通信統合レーダ装置２８０１から局ＩＤ情報を受信する度に自局の局ＩＤ情報を変化させることで、故障診断を行うことも可能である。この場合、通信統合レーダ装置２８０１は、アクティブターゲット装置３３０１が使用する複数の局ＩＤ情報をあらかじめ保持している。そして、アクティブターゲット装置３３０１が存在する方向の一定の方位角の範囲でレーダビーム（アンテナ）をスキャンして、受信した局ＩＤ情報の変化を監視することにより、装置の故障診断を行う。
【０１２９】
なお、通信統合レーダ装置２８０１にはアンテナ駆動部が設けられており、水平方向のビーム幅が狭いアンテナを水平方向に連続的にスキャン駆動して、連続的に変化する角度情報をアクティブターゲット装置３３０１のセンシング結果と関連付けるものとする。
【０１３０】
図３３は、このような故障診断の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置２８０１は、まず、局ＩＤ情報を指定してアクティブターゲット装置３３０１を検索し、ビート信号を検出すると距離および速度とビームの角度を計測する（ステップ３６０１）。アクティブターゲット装置３３０１の検索では、例えば、図８に示したような手順で複数の局ＩＤ情報を順に指定して、一定の方位角の範囲をスキャンしながら無線通信を行う。そして、アクティブターゲット装置３３０１からのパケットを受信したか否かをチェックする（ステップ３６０２）。
【０１３１】
パケットを受信していなければ、制御部１０１は、ビームを規定回数スキャンしたか否かをチェックし（ステップ３６０８）、規定回数スキャンしていなければ、ステップ３６０１以降の動作を繰り返す。また、ビームを規定回数スキャンしていれば、故障が発生したものと判断する（ステップ３６０９）。
【０１３２】
パケットを受信すると、次に、そのパケットを受信したときのビームが規定の角度か否かをチェックする（ステップ３６０３）。ビームが規定の角度でなければ、受信パケットはアクティブターゲット装置３３０１からのものではないと判断し、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３６０１以降の動作を繰り返す。
【０１３３】
ビームが規定の角度であれば、受信パケットはアクティブターゲット装置３３０１からのパケットであると判断し、指定した局ＩＤ情報をアクティブターゲット装置３３０１から前回パケットを受信したときの局ＩＤ情報と比較して、局ＩＤ情報が変化しているか否かをチェックする（ステップ３６０４）。
【０１３４】
局ＩＤ情報が変化していれば、装置は正常に動作しているものと判断して、事象回数Ｎを０に設定し（ステップ３６１０）、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３６０１以降の動作を繰り返す。
【０１３５】
局ＩＤ情報が変化していなければ、Ｎ＝Ｎ＋１とおいて（ステップ３６０５）、Ｎが規定回数を超えたか否かをチェックする（ステップ３６０６）。Ｎが規定回数を超えていなければ、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３６０１以降の動作を繰り返し、Ｎが規定回数を超えていれば、故障が発生したものと判断する（ステップ３６０７）。
【０１３６】
図３４は、この場合のアクティブターゲット装置３３０１の動作フローチャートである。アクティブターゲット装置３３０１の制御部２０１は、まず、自局の局ＩＤ情報を指定したパケットを受信したか否かをチェックする（ステップ３７０１）。そして、そのようなパケットを受信すると、受信波を折り返し送信した後に自局の局ＩＤ情報をあらかじめ決められた方法で変更して（ステップ３７０２）、ステップ３７０１以降の動作を繰り返す。
【０１３７】
このような故障診断方法によれば、ビームを規定回数スキャンしてもアクティブターゲット装置３３０１からのパケットを受信できなかった場合、あるいは通信統合レーダ装置２８０１が一定回数以上連続してアクティブターゲット装置３３０１の局ＩＤ情報の変化を認識できなかった場合に、故障が発生したものと判断される。
【０１３８】
上述した列車停止監視システムにおいて、車両毎に設置されたアクティブターゲット装置からの局ＩＤ情報に基づき、車両毎に最適な位置の安全柵ドアを開閉する制御を行うことも可能である。
【０１３９】
図３５および図３６は、このような安全柵ドア制御を行う通信統合レーダ装置とアクティブターゲット装置の位置関係を示している。図３５は、列車および安全柵を上から見た図であり、図３６は、横から見た図である。
【０１４０】
車両３８０１および３８０２には、それぞれ、図１１と同様の構成のアクティブターゲット装置３８０３および３８０４が設置されており、通信統合レーダ装置２８０１は、停止した列車の側面からレーダビームを送信する。プラットホーム上の安全柵３８０５には、ドア３８０６、３８０７、および３８０８が設けられている。
【０１４１】
停車時のアクティブターゲット装置３８０３と通信統合レーダ装置２８０１の距離は、規定距離値Ｄ１として、アクティブターゲット装置３８０３の局ＩＤ情報と関連付けられている。また、停車時のアクティブターゲット装置３８０４と通信統合レーダ装置２８０１の距離は、規定距離値Ｄ２として、アクティブターゲット装置３８０４の局ＩＤ情報と関連付けられている。
【０１４２】
さらに、アクティブターゲット装置３８０３の局ＩＤ情報は、ドア３８０６の開ドア情報と関連付けられており、アクティブターゲット装置３８０４の局ＩＤ情報は、ドア３８０７および３８０８の開ドア情報と関連付けられている。
【０１４３】
図３７は、この場合の通信統合レーダ装置２８０１と不図示の安全柵制御装置の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置２８０１は、停車時のアクティブターゲット装置３８０３の方向とアクティブターゲット装置３８０４の方向がなす角度θの範囲でレーダビームをスキャンし、アクティブターゲット装置毎に検出動作を行う。
【０１４４】
通信統合レーダ装置２８０１は、常時、停車場内へ列車が進入したか否かを監視している（ステップ４００１および４００２）。監視時には、まず、局ＩＤ情報を指定してアクティブターゲット装置を検索し、ビート信号を検出すると距離および速度を計測する（ステップ４００１）。
【０１４５】
そして、アクティブターゲット装置からのパケットを受信したか否かをチェックする（ステップ４００２）。パケットを受信していなければ、指定した局ＩＤ情報に対応する車両が存在しないものと判断し、別の局ＩＤ情報を指定してステップ４００１以降の動作を繰り返す。
【０１４６】
パケットを受信すると、車両の存在を認識し、制御部１０１は、アクティブターゲット装置までの計測距離が規定距離値の許容範囲内であるか否かをチェックする（ステップ４００３）。アクティブターゲット装置３８０３からのパケットを受信した場合は、規定距離値としてＤ１が用いられ、アクティブターゲット装置３８０４からのパケットを受信した場合は、規定距離値としてＤ２が用いられる。そして、計測距離が許容範囲内でなければ、別の局ＩＤ情報を指定してステップ４００１以降の動作を繰り返す。
【０１４７】
計測距離が許容範囲内であれば、規定距離値に関連付けられたアクティブターゲット装置の局ＩＤ情報に対応する開ドア情報を出力して（ステップ４００４）、安全柵制御装置に対してドアの開閉を指示する（ステップ４００５）。これを受けて、安全柵制御装置は、安全柵３８０５の該当するドアを開閉する（ステップ４００６）。
【０１４８】
アクティブターゲット装置３８０３からのパケットを受信した場合は、ドア３８０６が開閉され、アクティブターゲット装置３８０４からのパケットを受信した場合は、ドア３８０７および３８０８が開閉される。
【０１４９】
このような安全柵ドア制御方法によれば、列車の車両毎に局ＩＤ情報を設定しておき、列車の停車時にその局ＩＤ情報により指定された位置のドアを選択的に開閉することが可能となる。
【０１５０】
なお、規定距離値Ｄ１およびＤ２の代わりに、停車時のアクティブターゲット装置３８０３および３８０４の方向を指すビームの角度を規定して、安全柵ドア制御を行うこともできる。
【０１５１】
この場合、停車時のアクティブターゲット装置３８０３の方向を指すビームの角度は、規定角度値Ａ１として、アクティブターゲット装置３８０３の局ＩＤ情報と関連付けられる。また、停車時のアクティブターゲット装置３８０４の方向を指すビームの角度は、規定角度値Ａ２として、アクティブターゲット装置３８０４の局ＩＤ情報と関連付けられる。
【０１５２】
通信統合レーダ装置２８０１は、ステップ４００１においてビームの角度を計測し、制御部１０１は、ステップ４００３において、アクティブターゲット装置３８０３（または３８０４）を検出したときの計測角度が規定角度値Ａ１（またはＡ２）の許容範囲内であるか否かをチェックする。そして、計測角度が許容範囲内であれば、ステップ４００４において、規定角度値Ａ１（またはＡ２）に関連付けられたアクティブターゲット装置３８０３（または３８０４）の局ＩＤ情報に対応する開ドア情報を出力する。
【０１５３】
また、通信統合レーダ装置２８０１を停車している列車の前方（または後方）に設置して、列車の前方（または後方）からレーダビームを送信してもよい。
図３８および図３９は、この場合の通信統合レーダ装置とアクティブターゲット装置の位置関係を示している。図３８は、列車および安全柵を上から見た図であり、図３９は、横から見た図である。この場合、ビームをスキャンする必要はなくなる。
【０１５４】
停車時のアクティブターゲット装置３８０３と通信統合レーダ装置２８０１の距離は、規定距離値Ｄ３として、アクティブターゲット装置３８０３の局ＩＤ情報と関連付けられる。また、停車時のアクティブターゲット装置３８０４と通信統合レーダ装置２８０１の距離は、規定距離値Ｄ４として、アクティブターゲット装置３８０４の局ＩＤ情報と関連付けられる。通信統合レーダ装置２８０１と安全柵制御装置の動作フローは、図３７と同様である。
【０１５５】
上述した安全柵ドア制御においては、車両毎に１つのアクティブターゲット装置を設置しているが、列車編成単位で１つのアクティブターゲット装置を設置した場合でも同様の制御を実現することができる。この場合、アクティブターゲット装置の局ＩＤ情報は、列車のすべての車両のための開ドア情報と関連付けられる。
【０１５６】
さらに、アクティブターゲット装置を各車両のドア毎に設置することも可能である。この場合、各アクティブターゲット装置の局ＩＤ情報は、対応する安全柵ドアの開ドア情報と関連付けられる。したがって、レーダ波による距離計測で得られた情報をもとに、アクティブターゲット装置と同等距離に位置する安全柵ドアを選択的に開閉することができる。
【０１５７】
次に、港湾等で用いられる船舶接岸システムの適用例について説明する。図４０に示すように、船舶４３０１に通信統合レーダ装置４３０２を設置し、岸壁４３０３に一定間隔（あらかじめ決められた間隔）で複数のアクティブターゲット装置４３０４を設置しておく。
【０１５８】
通信統合レーダ装置４３０２は、船舶４３０１が接岸するときに、通信エリア４３０５内でレーダビームをスキャンして、アクティブターゲット装置４３０４を検出する。これにより、クラッタの影響を受けることなく、船舶４３０１と岸壁４３０３の距離および接岸角度を検出し、船体を岸壁と平行になるように制御することができる。この場合にも、連続的に変化する角度情報がアクティブターゲット装置４３０４のセンシング結果と関連付けられる。
【０１５９】
次に、建物の出入り口等で用いられるセキュリティシステムの適用例について説明する。図４１に示すように、建物のゲート４４０１の通過者をチェックするために、監視装置４４０２、通信統合レーダ装置４４０３、反射板４４０４、および常設のアクティブターゲット装置４４０５が設置される。
【０１６０】
ゲート４４０１の外側には、予告エリア４４１１、アクティブターゲット装置非携帯者検出エリア４４１２、およびゲート・コントロール・エリア４４１３があらかじめ設定されており、アクティブターゲット装置４４０５は、エリア４４１２内に設置される。通信統合レーダ装置４４０３は、反射板４４０４を介してアクティブターゲット装置４４０５にレーダ波を送信する。
【０１６１】
人物４４２１および４４２３は、それぞれ、アクティブターゲット装置４４３１および４４３２を携帯しており、人物４４２２は、アクティブターゲット装置を携帯していない。
【０１６２】
例えば、図１および図２の回路構成を採用した場合、通信統合レーダ装置４４０３の構成は図４２のようになり、アクティブターゲット装置４４０５、４４３１、および４４３２の構成は図４３のようになる。図４２の通信統合レーダ装置は、図１０の通信統合レーダ装置と同様の構成を有し、制御部１０１には外部インタフェースとして監視装置４４０２が接続される。
【０１６３】
図４３のアクティブターゲット装置は、図１１のアクティブターゲット装置の外部インタフェースとして音声アプリケーション部４６０１、音声データ部４６０２、およびスピーカ４６０３が接続された構成を有する。音声アプリケーション部４６０１は、通信統合レーダ装置から受信したパケットＰＤ１のデータ部に含まれる指示を制御部２０１から受け取る。そして、その指示に従って音声データ部４６０２から適切な音声データを取り出し、スピーカ４６０３から音声を出力する。
【０１６４】
通信統合レーダ装置の制御部１０１は、局ＩＤ情報と関連付けられたアクティブターゲット装置の位置情報（距離）を監視装置４４０２に転送する。無線局間のアクセス方法としては、図９に示した目標物の識別情報を動的に指定してビート信号を検出する方法の他に、アンチコリジョン（ＲＦ−ＩＤタグ等で使用）、ＩＤ巡回（ポーリング／セレクティング）等の方法を複合して用いることができる。
【０１６５】
監視装置４４０２は、例えば、コンピュータを用いて構成され、以下の処理を行う。
・局ＩＤ情報と関連付けられた位置情報の管理。
・アクティブターゲット装置の音声アプリケーション部４６０１の制御。
・ゲートの開閉の制御。
【０１６６】
監視装置４４０２は、通信統合レーダ装置から送られる情報により、予告エリア４４１１内にアクティブターゲット装置４４３１を携帯した人物４４２１を検出すると、その局ＩＤ情報に基づいてゲート４４０１を通過する権限を有するか否かをチェックする。そして、権限がない人物に対しては、通信統合レーダ装置を介してアクティブターゲット装置を制御することにより、注意を促す音声案内を出力する。
【０１６７】
この例では、アクティブターゲット装置４４３１および４４３２の認証レベルは、それぞれレベルＢおよびレベルＡに設定されている。レベルＡのアクティブターゲット装置４４３２を携帯する人物４４２３は、ゲート４４０１の通過を許可されるが、レベルＢのアクティブターゲット装置４４３１を携帯する人物４４２１は、ゲート４４０１の通過を許可されない。
【０１６８】
したがって、人物４４２１が予告エリア４４１１内に進入すると、アクティブターゲット装置４４３１から「この先は認証レベルＢの方は立入り禁止となります。」というような音声案内が出力される。
【０１６９】
アクティブターゲット装置非携帯者検出エリア４４１２では、監視装置４４０２は、アクティブターゲット装置４４０５と反射板４４０４により人物の通過を監視している。そして、アクティブターゲット装置４４０５から反射板４４０４に向かう信号が遮断された場合、通信統合レーダ装置により、その位置にアクティブターゲット装置を携帯した人物がいるか否かがチェックされる。
【０１７０】
アクティブターゲット装置を携帯していない人物が検出された場合は、アクティブターゲット装置４４０５から「この先は関係者以外の方は立入り禁止となります。」というような音声案内が出力される。
【０１７１】
ゲート・コントロール・エリア４４１３では、監視装置４４０２は、認証された局ＩＤ情報を有するアクティブターゲット装置４４３２を介して、人物４４２３のゲート４４０１までの距離および速度を監視する。そして、ゲート４４０１を開けるタイミングと開閉時間を制御し、アクティブターゲット装置非携帯者の連込みを防止する。
【０１７２】
（付記１） レーダ波を受信して折り返し送信するアクティブターゲット装置であって、
受信したレーダ波からデータを抽出する復調手段と、
前記受信したレーダ波を増幅するとともに所定の周波数により変調して折り返し送信する増幅手段と、
抽出されたデータを分析して局識別情報を検出し、検出された局識別情報が前記アクティブターゲット装置を指定する局識別情報である場合に、前記増幅手段を一定時間動作させる制御手段と
を備えることを特徴とするアクティブターゲット装置。
【０１７３】
（付記２） 前記制御手段は、前記抽出されたデータを分析して前記所定の周波数の情報を検出し、検出された情報に基づいて前記増幅手段を制御することを特徴とする付記１記載のアクティブターゲット装置。
【０１７４】
（付記３） 前記制御手段は、前記増幅手段を一定時間動作させて折り返し送信を行った後に、前記アクティブターゲット装置を指定する局識別情報を変更することを特徴とする付記１記載のアクティブターゲット装置。
【０１７５】
（付記４） 監視エリアに進入する人物に対して注意を促す音声案内を出力する音声出力手段をさらに備え、前記制御手段は、前記抽出されたデータに含まれる指示に従って該音声出力手段に該音声案内の出力を指示することを特徴とする付記１記載のアクティブターゲット装置。
【０１７６】
（付記５） レーダ波を受信して折り返し送信するアクティブターゲット装置であって、
受信したレーダ波からデータを抽出する復調手段と、
前記受信したレーダ波を増幅して折り返し送信する増幅手段と、
抽出されたデータを分析して局識別情報を検出し、検出された局識別情報が前記アクティブターゲット装置を指定する局識別情報である場合に、前記増幅手段を一定時間動作させる制御手段と
を備えることを特徴とするアクティブターゲット装置。
【０１７７】
（付記６） レーダ波を受信して折り返し送信するアクティブターゲット装置であって、
受信したレーダ波の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、
前記受信したレーダ波を増幅するとともに所定の周波数により変調して折り返し送信する増幅手段と、
検出された受信レベルが所定の閾値を超えた場合に、前記増幅手段を一定時間動作させる閾値判定手段と
を備えることを特徴とするアクティブターゲット装置。
【０１７８】
（付記７） レーダ波を受信して折り返し送信するアクティブターゲット装置であって、
受信したレーダ波の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、
前記受信したレーダ波を増幅して折り返し送信する増幅手段と、
検出された受信レベルが所定の閾値を超えた場合に、前記増幅手段を一定時間動作させる閾値判定手段と
を備えることを特徴とするアクティブターゲット装置。
【０１７９】
（付記８） レーダ波を送信して目標物から折り返し送信されたレーダ波を受信する通信統合レーダ装置であって、
目標物を指定する局識別情報を含むデータを出力する制御手段と、
無線通信機能の動作時に、前記データを送信レーダ波に入力する変調手段と、
前記無線通信機能の動作後におけるレーダ機能の動作時に、送信レーダ波の一部と、前記局識別情報により指定される目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合することにより、該目標物からのビート信号を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする通信統合レーダ装置。
【０１８０】
（付記９） 前記検出手段は、
前記送信レーダ波の一部と、前記目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合する第１のミキサ手段と、
前記第１のミキサ手段の出力から第１の周波数を中心周波数とする中間周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタ手段と、
抽出された中間周波数帯域の信号と第２の周波数の信号を混合する第２のミキサ手段とを含み、
前記制御手段は、前記第２のミキサ手段の出力から強度の大きな２つの副ビート信号の周波数の差を抽出し、該周波数の差の半分を前記目標物からのビート信号の周波数として算出することを特徴とする付記８記載の通信統合レーダ装置。
【０１８１】
（付記１０） 前記検出手段は、前記第１のミキサ手段の出力からビート信号帯域の信号を抽出するローパスフィルタ手段をさらに備え、前記制御手段は、該ローパスフィルタ手段の出力から、前記目標物からのビート信号の周波数を抽出することを特徴とする付記９記載の通信統合レーダ装置。
【０１８２】
（付記１１） 前記検出手段は、
前記送信レーダ波の一部と、前記目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合するミキサ手段と、
前記ミキサ手段の出力からビート信号帯域の信号を抽出するローパスフィルタ手段とを含み、
前記制御手段は、前記無線通信機能とレーダ機能を時分割で交互に動作させる制御を行い、該無線通信機能の動作時に前記局識別情報を含むデータを出力したり該局識別情報を含まないデータを出力したりすることで該局識別情報の有無を表す送信パターンを生成し、該レーダ機能の動作時に検出される前記ビート信号帯域の各ビート信号の強度変化パターンを該送信パターンと比較して、該送信パターンと同様の強度変化パターンを示すビート信号の周波数を、前記目標物からのビート信号の周波数として抽出することを特徴とする付記８記載の通信統合レーダ装置。
【０１８３】
（付記１２） 前記制御手段は、前記局識別情報を含むデータを出力したときに検出されたビート信号の情報を該局識別情報と関連付けることにより、局識別情報毎に目標物の距離情報および／または速度情報を管理することを特徴とする付記８記載の通信統合レーダ装置。
【０１８４】
（付記１３） 停車場内における列車の挙動を監視する列車停止監視システムであって、
レーダ波を送信する送信手段と、
目標物から折り返し送信されたレーダ波を受信する受信手段と、
前記列車を目標物として指定する局識別情報を含むデータを送信レーダ波に入力する変調手段と、
送信レーダ波の一部と、前記局識別情報により指定される列車から折り返し送信された受信レーダ波を混合することにより、該列車からのビート信号を検出する検出手段と、
検出されたビート信号の周波数から前記列車の距離情報および／または速度情報を抽出し、該距離情報および／または速度情報を前記局識別情報と関連付けることで該列車の挙動を認識する制御手段と
を備えることを特徴とする列車停止監視システム。
【０１８５】
（付記１４） 前記変調手段は、所定位置に固定されたアクティブターゲット装置の局識別情報を含むデータを送信レーダ波に入力し、前記検出手段は、該アクティブターゲット装置からのビート信号を検出し、前記制御手段は、検出されたビート信号の周波数から該アクティブターゲット装置の距離情報を抽出して、あらかじめ格納された距離情報と比較することで、前記列車停止監視システムの故障診断を行うことを特徴とする付記１３記載の列車停止監視システム。
【０１８６】
（付記１５） 前記送信手段は、所定位置に固定され自局を指定する局識別情報を受信したときに自局の局識別情報を変化させるアクティブターゲット装置に向けてレーダ波を送信し、前記変調手段は、該アクティブターゲット装置が使用する局識別情報を含むデータを送信レーダ波に入力し、前記制御手段は、該アクティブターゲット装置から折り返し送信された局識別情報を前回受信した局識別情報と比較して局識別情報の変化を検出することで、前記列車停止監視システムの故障診断を行うことを特徴とする付記１３記載の列車停止監視システム。
【０１８７】
（付記１６） 前記制御手段は、前記列車の停止を認識したとき、前記停車場の安全柵ドアのうち前記局識別情報により指定される位置のドアを選択的に開く制御情報を出力することを特徴とする付記１３記載の列車停止監視システム。
【０１８８】
（付記１７） 無線通信機能を動作させて、目標物を指定する局識別情報を含むデータをレーダ波に入力して送信し、
前記無線通信機能の動作後にレーダ機能を動作させてレーダ波を送信し、
前記局識別情報により指定される目標物から折り返し送信されたレーダ波を受信し、
送信レーダ波の一部と受信レーダ波を混合することにより、前記目標物からのビート信号を検出する
ことを特徴とする目標物検出方法。
【符号の説明】
【０１８９】
１０１、２０１、２１０１、２２０１ 制御部
１０２、１２０１、２１０２ 変調部
１０３、２１０３ 三角波変調発振器
１０４、２１０４ ＲＦ帯電圧制御発振器
１０５、１２０２、２１０５ 変調回路
１０６、２０７、２１０６、２２０２ 送信アンテナ
１０７、２０２、２１０７、２２０６ 受信アンテナ
１０８、１１０、２００２、２１０８ ミキサ
１０９、２００１ バンドパスフィルタ
１１１、２０６ ＩＦ発振器
１１２、１９０１、２００３、２１０９ ローパスフィルタ
１１３、１９０２、２００４、２１１０ ＡＤ変換器
１１４、１９０３、２００５、２１１１ 高速フーリエ変換部
２０３、１１０１、２２０３ 復調回路
２０４、１１０２、２２０４ 復調部
２０５、２２０５ 増幅器
４０１ 送信レーダ波の周波数
４０２ 受信レーダ波の周波数
４０３ アップビート信号の周波数
４０４ ダウンビート信号の周波数
１４０１、１５０１ ヘッダ部
１４０２、１５０２ データ部
１４１１、１５１１ 宛先ＩＤ
１４１２、１５１２ 送信元ＩＤ
１６０１、２８０１、４３０２、４４０３ 通信統合レーダ装置
１６０２、１６０４、２８０２、３３０１、３８０３、３８０４、４３０４、４４０５、４４３１、４４３２ アクティブターゲット装置
１６０３、１６０５ 速度計
２６０１、２７０１ 受信レベル検出回路
２６０２、２７０２ 閾値判定回路
２８０３ 列車
２８０４ 停車場信号機
３８０１、３８０２ 車両
３８０５ 安全柵
３８０６、３８０７、３８０８ ドア
４３０１ 船舶
４３０３ 岸壁
４３０５ 通信エリア
４４０１ ゲート
４４０２ 監視装置
４４０４ 反射板
４４１１ 予告エリア
４４１２ アクティブターゲット装置非携帯者検出エリア
４４１３ ゲート・コントロール・エリア
４４２１、４４２２、４４２３ 人物
４６０１ 音声アプリケーション部
４６０２ 音声データ部
４６０３ スピーカ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内または屋外においてレーダ波を送信して１つ以上の目標物からの折り返し信号を受信し各目標物との相対距離および相対速度を検出するアクティブターゲット検出システムに係り、このようなシステムに用いられる通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目標物との相対距離および相対速度を検出できる簡易な構成のレーダ方式としてＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated-Continuous Wave ）方式が用いられている。ＦＭ−ＣＷ方式レーダは、ミリ波帯の発振源を三角波で変調して送信し、目標物から反射してきた受信波と送信波の一部をミキシングすることで、目標物までの距離Ｒと相対速度Ｖの信号成分が含まれているビート信号を得ている（例えば、非特許文献１参照）。ミリ波帯を用いた安価で温度安定性に優れた高性能なＦＭ−ＣＷ方式レーダもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ＦＭ−ＣＷ方式レーダを利用して障害物の種類、特に車両の走行時に衝突等の危険性のある障害物の識別を正確に行うことが可能な障害物検知システムもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このシステムでは、ＦＭ−ＣＷ方式レーダにおいて受信したレーダ波を周波数ｆｃの変調信号にて振幅変調して返送するトランスポンダが各車両に搭載され、レーダ波の送受信により車両前方の障害物を検出するＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置には、受信波に送信波の一部を混合（ミキシング）してなる中間周波数（ＩＦ）信号から、周波数ｆｃ近傍の信号成分、すなわちトランスポンダにて変調された信号Ｉｆｍを抽出するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）と、その信号Ｉｆｍに周波数ｆｃの第２ローカル信号をミキシングして第２ビート信号を生成するミキサと、これをアナログ／デジタル（ＡＤ）変換して電子制御装置（ＥＣＵ）に供給するＡＤ変換器とが設けられる。
【０００５】
さらに、ＦＭ−ＣＷ方式レーダを利用して特定物体の識別を行うことが可能な障害物検知システムも提案されている（例えば、特許文献３参照）。このシステムでは、車載レーダ装置は、起動コマンドを表す変調信号にて周波数変調された起動波を送信後、ＦＭ−ＣＷ方式レーダで用いられる三角波状に周波数変調された探査波を送信する。そして、歩行者等が携帯するワイヤレスカードは、起動波を受信すると一定時間動作して、受信した探査波を応答コマンドを表す変調信号にて変調して生成した応答波を返送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−４０１６９号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２４６号公報
【特許文献３】特開２００１−２１６４４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“ミリ波技術の基礎と応用”，第２部 第２章 ４．５．２ ＦＭＣＷ方式，発行所 株式会社 リアライズ社，ｐｐ．２３３−２３４，１９９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来のレーダシステムには、次のような問題がある。周囲に複雑な構造物がある環境や、トンネルや屋内の閉空間等において、ＦＭ−ＣＷ方式レーダを用いて複数の目標物からのビート信号を検出する場合、周囲構造物からの反射によるクラッタの影響が大きく、本来必要とする目標物のビート信号検出が困難となる。
【０００９】
特許文献２の障害物検知システムについては、以下の３つの問題を解決しなければ、本発明が属する技術分野における運用が困難である。
（１）レーダ装置に設置される周波数ｆｃの第２ローカル信号とトランスポンダに設置される変調信号ｆｃの周波数偏差によって、測定された距離および相対速度に誤差が生じる場合が考えられる。
（２）複数台のトランスポンダが密集した場合、個々のトランスポンダの判別ができず、複数の車両が停車しているにも関わらず車両１台と判断される場合が考えられる。
（３）携帯型のトランスポンダを人が携帯する場合、周波数ｆｃの変調を常時実施したり、または局の指定がない起動コマンドを受信する度に行うと、電力の消費が大きく、短時間で電源の交換を行わなければならない事態が発生することは明白である。
【００１０】
特許文献３の障害物検知システムにおいても、同様の問題が発生する場合が考えられる。
本発明の課題は、レーダ波を送信して目標物のアクティブターゲット装置からの折り返し信号を受信し目標物との相対距離および／または相対速度を検出するアクティブターゲット検出システムにおいて、各目標物との詳細な相対距離および／または相対速度を検出することが可能な通信統合レーダ装置とアクティブターゲット装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明のもう１つの課題は、無駄な電力消費を削減することが可能なアクティブターゲット装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１のアクティブターゲット装置は、復調手段、増幅手段、および制御手段を備え、レーダ波を受信して折り返し送信する。復調手段は、受信したレーダ波からデータを抽出し、増幅手段は、受信したレーダ波を増幅するとともに所定の周波数により変調して折り返し送信する。制御手段は、抽出されたデータを分析して局識別情報（局ＩＤ情報）を検出し、検出された局識別情報がそのアクティブターゲット装置を指定する局識別情報である場合に、増幅手段を一定時間動作させる。
【００１３】
このようなアクティブターゲット装置を目標物に設置しておけば、複数の目標物からのビート信号を検出する際に、周囲構造物からの反射によるクラッタが存在する場合であっても、局識別情報により指定されたアクティブターゲット装置のみがレーダ波を増幅して折り返し送信するため、目標物毎にビート信号を検出することが可能となる。
【００１４】
また、アクティブターゲット装置は、自局の局識別情報を受信した場合に、増幅手段による折り返し送信を起動させるので、アクティブターゲット装置の無駄な電力消費を抑えることができる。
【００１５】
第１のアクティブターゲット装置は、例えば、後述する図２のアクティブターゲット装置に対応する。
本発明の第２のアクティブターゲット装置は、復調手段、増幅手段、および制御手段を備え、レーダ波を受信して折り返し送信する。復調手段は、受信したレーダ波からデータを抽出し、増幅手段は、受信したレーダ波を増幅して折り返し送信する。制御手段は、抽出されたデータを分析して局識別情報を検出し、検出された局識別情報がそのアクティブターゲット装置を指定する局識別情報である場合に、増幅手段を一定時間動作させる。
【００１６】
このようなアクティブターゲット装置によれば、第１のアクティブターゲット装置の場合と同様に、目標物毎にビート信号を検出することが可能となり、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００１７】
第２のアクティブターゲット装置は、例えば、後述する図２１のアクティブターゲット装置に対応する。
本発明の第３のアクティブターゲット装置は、受信レベル検出手段、増幅手段、および閾値判定手段を備え、レーダ波を受信して折り返し送信する。受信レベル検出手段は、受信したレーダ波の受信レベルを検出し、増幅手段は、受信したレーダ波を増幅するとともに所定の周波数により変調して折り返し送信する。閾値判定手段は、検出された受信レベルが所定の閾値を超えた場合に、増幅手段を一定時間動作させる。
【００１８】
このようなアクティブターゲット装置を目標物に設置しておけば、複数の目標物からのビート信号を検出する際に、周囲構造物からの反射によるクラッタが存在する場合であっても、受信レベルが閾値を超えたアクティブターゲット装置のみがレーダ波を増幅して折り返し送信するため、選択的にビート信号を検出することが可能となる。
【００１９】
また、アクティブターゲット装置は、受信レベルが閾値を超えた場合に、増幅手段による折り返し送信を起動させるので、アクティブターゲット装置の無駄な電力消費を抑えることができる。
【００２０】
第３のアクティブターゲット装置は、例えば、後述する図２５のアクティブターゲット装置に対応する。
本発明の第４のアクティブターゲット装置は、受信レベル検出手段、増幅手段、および閾値判定手段を備え、レーダ波を受信して折り返し送信する。受信レベル検出手段は、受信したレーダ波の受信レベルを検出し、増幅手段は、受信したレーダ波を増幅して折り返し送信する。閾値判定手段は、検出された受信レベルが所定の閾値を超えた場合に、増幅手段を一定時間動作させる。
【００２１】
このようなアクティブターゲット装置によれば、第３のアクティブターゲット装置の場合と同様に、選択的にビート信号を検出することが可能となり、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００２２】
第４のアクティブターゲット装置は、例えば、後述する図２６のアクティブターゲット装置に対応する。
本発明の通信統合レーダ装置は、制御手段、変調手段、および検出手段を備え、レーダ波を送信して目標物から折り返し送信されたレーダ波を受信する。制御手段は、目標物を指定する局識別情報を含むデータを出力し、変調手段は、無線通信機能の動作時に、そのデータを送信レーダ波に入力する。検出手段は、無線通信機能の動作後におけるレーダ機能の動作時に、送信レーダ波の一部と、局識別情報により指定される目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合することにより、その目標物からのビート信号を検出する。
【００２３】
このような通信統合レーダ装置によれば、複数の目標物からのビート信号を検出する際に、周囲構造物からの反射によるクラッタが存在する場合であっても、無線通信機能により特定のアクティブターゲット装置を指定して、レーダ波の折り返し送信を指示することができ、目標物毎にビート信号を検出することが可能となる。
【００２４】
また、検出手段が、送信レーダ波の一部と、目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合する第１のミキサ手段と、第１のミキサ手段の出力から第１の周波数を中心周波数とする中間周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタ手段と、抽出された中間周波数帯域の信号と第２の周波数の信号を混合する第２のミキサ手段とを含み、制御手段が、第２のミキサ手段の出力から強度の大きな２つの副ビート信号の周波数の差を抽出し、その周波数の差の半分を目標物からのビート信号の周波数として算出するように、通信統合レーダ装置を構成することもできる。
【００２５】
この場合、バンドパスフィルタ手段の中心周波数である第１の周波数としては、アクティブターゲット装置で使用される変調信号の周波数を用いることができるが、第２の周波数は第１の周波数と一致する必要がないので、これらの周波数の信号の発生に使用する発振器に対しては、精度の高い周波数偏差が要求されない。このため、安価な部材で精度良くビート信号を検出することが可能となる。
【００２６】
第１の周波数は、例えば、後述する図２の周波数ｆｓ２に対応し、第２の周波数は、例えば、後述する図１の周波数ｆｓ３に対応する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、周囲に複雑な構造物がある環境や、トンネルや屋内の閉空間等において、ＦＭ−ＣＷ方式レーダを用いて複数の目標物からのビート信号を検出する際に、周囲構造物からの反射によるクラッタが存在する場合であっても、複数の目標物からのビート信号を時間軸上で分離し、詳細なビート信号検出を行うことが可能となる。これにより、各目標物との詳細な相対距離および／または相対速度を検出することができる。
【００２８】
また、アクティブターゲット装置が通信統合レーダ装置からの無線による情報を受信したとき、またはレーダ波の受信を検出したときに、折り返し送信を起動させることにより、アクティブターゲット装置の無駄な電力消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図２】第１のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図３】複数の周波数の関係を示す図である。
【図４】周波数の時間変化を示す図である。
【図５】第１の方法における周波数の関係を示す図である。
【図６】第２の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図７】第２の方法における周波数の関係を示す図である。
【図８】通信統合レーダ装置の第１の動作フローチャートである。
【図９】通信統合レーダ装置の第２の動作フローチャートである。
【図１０】第３の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図１１】第２のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図１２】時分割動作を示す図である。
【図１３】ＰＤ１のパケット構造を示す図である。
【図１４】ＰＤ２のパケット構造を示す図である。
【図１５】複数のアクティブターゲット装置を示す図である。
【図１６】４つの副ビート信号を示す図である。
【図１７】通信統合レーダ装置の第３の動作フローチャートである。
【図１８】第４の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図１９】第５の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図２０】第６の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図２１】第３のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図２２】局ＩＤを指定しない時の強度分布を示す図である。
【図２３】局ＩＤを指定した時の強度分布を示す図である。
【図２４】パターンマッチングを示す図である。
【図２５】第４のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図２６】第５のアクティブターゲット装置の構成図である。
【図２７】列車停止監視システムを示す図である。
【図２８】列車停止監視システムの第１の動作フローチャート（その１）である。
【図２９】列車停止監視システムの第１の動作フローチャート（その２）である。
【図３０】所定位置に固定されたアクティブターゲット装置を示す図である。
【図３１】列車停止監視システムの第２の動作フローチャートである。
【図３２】列車停止監視システムの第３の動作フローチャートである。
【図３３】列車停止監視システムの第４の動作フローチャートである。
【図３４】アクティブターゲット装置の動作フローチャートである。
【図３５】第１の安全柵ドア制御を示す図（その１）である。
【図３６】第１の安全柵ドア制御を示す図（その２）である。
【図３７】列車停止監視システムの第５の動作フローチャートである。
【図３８】第２の安全柵ドア制御を示す図（その１）である。
【図３９】第２の安全柵ドア制御を示す図（その２）である。
【図４０】船舶接岸システムを示す図である。
【図４１】セキュリティシステムを示す図である。
【図４２】第７の通信統合レーダ装置の構成図である。
【図４３】第６のアクティブターゲット装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら、本発明のアクティブターゲット検出システムの実施の形態を詳細に説明する。
図１および図２は、それぞれ、第１の実施形態における通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置の構成図であり、図３は、このシステムで用いられる複数の信号の周波数間の関係を示している。通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置は、無線通信機能とＦＭ−ＣＷ方式によるレーダ機能を有する。アクティブターゲット装置は、通信統合レーダ装置から無線通信機能により受信したデータ内容を分析し、動的にレーダ機能を起動する無線装置である。
【００３１】
図１の通信統合レーダ装置は、制御部１０１、変調部１０２、三角波変調発振器１０３、無線周波数（ＲＦ）帯電圧制御発振器１０４、変調回路１０５、送信アンテナ１０６、受信アンテナ１０７、ミキサ１０８、１１０、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０９、ＩＦ発振器１１１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１２、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１１３、および高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部１１４から構成されている。
【００３２】
図２のアクティブターゲット装置は、制御部２０１、受信アンテナ２０２、復調回路２０３、復調部２０４、増幅器（ＡＭＰ）２０５、ＩＦ発振器２０６、および送信アンテナ２０７から構成されている。
【００３３】
通信統合レーダ装置の発振器１０４は、発振器１０３が発生した三角波信号により変調されたミリ波帯の信号（周波数ｆｍｔ）を発生する。制御部１０１は、アクティブターゲット装置の局ＩＤ情報とその他の情報を１つのパケットデータＰＤとして変調部１０２へ出力することで、変調部１０２と変調回路１０５による無線通信機能を動作させる。変調部１０２は、例えば、ＰＤからＩＦ帯のサブキャリア信号を生成する回路であり、変調回路１０５は、例えば、ミリ波帯の増幅器である。
【００３４】
使用する変調方法としては、振幅変調（ＡＭ変調）、周波数変調（ＦＭ変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調等のいずれの方法を用いてもよく、使用する変調方法によっては制御部１０１から三角波変調信号を停止させる制御信号ＣＤを出力して、固定のＲＦ周波数にて無線通信機能を動作させる。
【００３５】
アクティブターゲット装置は、通信統合レーダ装置から受信した受信波（周波数ｆｍｒ）を２つに分岐させ、復調回路２０３とＡＭＰ２０５に入力させる。受信波の入力により復調回路２０３と復調部２０４による無線通信機能が動作し、復調部２０４からパケットデータＰＤが制御部２０１に出力される。復調回路２０３は、例えば、検波回路であり、復調部２０４は、検波出力からＰＤを生成する回路である。
【００３６】
制御部２０１は、パケットデータＰＤを分析して、その中に自局を指定する局ＩＤ情報を検出した場合、一定時間の間ＩＦ発振器２０６を起動させて、第２の周波数ｆｓ２の信号をＡＭＰ２０５に入力させる。ＡＭＰ２０５は、受信波を増幅するとともに周波数ｆｓ２で振幅変調し、通信統合レーダ装置に向けて折り返し送信する。
【００３７】
通信統合レーダ装置におけるレーダ機能は、無線通信機能の動作後に起動される。つまり、制御部１０１からの制御により、時分割にてレーダ機能と無線通信機能を動作させる。
【００３８】
レーダ機能では、変調回路１０５による変調を行わない送信波（周波数ｆｍｔ）を送信し、通信統合レーダ装置のミキサ１０８が、無線通信機能により局指定されたアクティブターゲット装置から折り返される受信波（周波数ｆｒ）を送信波の一部とミキシングする。
【００３９】
図３に示すように、周波数ｆｍｔとｆｍｒの差がビート信号の周波数Δｆｂとなり、受信波には、周波数ｆｍｒ−ｆｓ２（＝ｆｍｔ−Δｆｂ−ｆｓ２）の信号と周波数ｆｍｒ＋ｆｓ２（＝ｆｍｔ−Δｆｂ＋ｆｓ２）の信号が含まれている。
【００４０】
次に、ＢＰＦ１０９が、アクティブターゲット装置で用いられている第２の周波数ｆｓ２を中心周波数として、ビート情報を含む周波数帯（ＩＦ帯）のＩＦ信号を抽出し、ミキサ１１０が、抽出されたＩＦ信号と発振器１１１が発生した第３の周波数ｆｓ３の信号をミキシングする。ＢＰＦ１０９により抽出されるＩＦ帯には、周波数ｆｓ２−Δｆｂの信号と周波数ｆｓ２＋Δｆｂの信号が含まれる。
【００４１】
次に、ＬＰＦ１１２は、ミキサ１１０から出力される信号の中からビート信号帯域（ＢＢ帯）および副ビート信号帯域（ＢＢ２帯）の信号を抽出し、ＡＤＣ１１３は、抽出された信号をデジタル信号に変換し、ＦＦＴ部１１４は、ピーク周波数を抽出して制御部１０１に出力する。
【００４２】
副ビート信号帯域における強度の大きい２つの副ビート信号は、ミキサ１１０の出力に含まれる周波数（ｆｓ３−ｆｓ２）−Δｆｂの信号と周波数（ｆｓ３−ｆｓ２）＋Δｆｂの信号に対応し、２つの副ビート信号の周波数の差Δｆｓｂは、ビート信号の周波数Δｆｂの２倍に対応する。そこで、制御部１０１は、周波数Δｆｓｂの半分をΔｆｂとして処理を行い、目標物との相対距離および相対速度を算出する。
【００４３】
周波数ｆｓ２としては、レーダのＲＦ周波数ｆｍｔよりも遥かに低く、かつ、ビート信号の周波数Δｆｂの２倍以上の周波数が用いられる。また、周波数ｆｓ３としては、周波数ｆｓ２との周波数差がΔｆｂ以上であるような周波数を用いることが望ましい。
【００４４】
このようなシステムによれば、目標物のビート信号帯域（ＢＢ２帯）を周囲構造物からの反射波によるビート信号帯域（ＢＢ帯）から分離することができ、周囲構造物からのクラッタの影響を受けることなく目標物を検出することが可能となる。また、無線通信機能を用いて通信統合レーダ装置から複数のアクティブターゲット装置の折り返し機能を順次制御することにより、複数の目標物（アクティブターゲット装置）が１ヶ所に集中した場合においても、各目標物のビート信号を正確に検出できる。
【００４５】
また、通信統合レーダ装置で使用される第３の周波数ｆｓ３はアクティブターゲット装置で使用される第２の周波数ｆｓ２と一致する必要がないので、これらの周波数の信号の発生に使用するＩＦ発振器２０６および１１１の使用部材に対しては、精度の高い周波数偏差が要求されない。このため、温度変化の激しい環境下においても検出精度の高いビート信号が得られる装置を、安価な部材で製造できるという利点もある。
【００４６】
さらに、通信統合レーダ装置からの制御により、消費電力の高い高周波デバイスを必要なときだけ動作させることができるので、従来装置よりも消費電力が抑えられる。
上述したシステムにおいて、通信統合レーダ装置の制御部１０１から出力されるパケットデータＰＤに、アクティブターゲット装置で用いられる周波数ｆｓ２の情報、折り返し送信機能を動作させる時間の情報（折り返し送信時間情報）、各種アプリケーション（例えば、アプリケーションプログラム）の情報等を含めてもよい。
【００４７】
この場合、アクティブターゲット装置の制御部２０１は、パケットデータＰＤの中から周波数ｆｓ２の情報や折り返し送信時間情報を検出し、その情報に従ってＩＦ発振器２０６の発振周波数や折り返し送信の動作時間を制御する。また、制御部２０１は、パケットデータＰＤの中から指定されたアプリケーションの情報を検出し、その情報に従って対応するアプリケーションを動作させる。
【００４８】
なお、図２のＡＭＰ２０５は、周波数ｆｓ２による振幅変調を行っているが、代わりに周波数ｆｓ２による周波数変調を行うようにしてもよい。
次に、図４から図７までを参照しながら、Δｆｂの計算の具体例について説明する。
（１）第１の方法
図４は、ＦＭ−ＣＷ方式の送信レーダ波、受信レーダ波、およびビート信号の周波数の時間変化の例を示している。送信レーダ波の周波数４０１と受信レーダ波の周波数４０２は、発振器１０３が発生する三角波信号の周期に合わせて増減を繰り返し、三角波信号の周波数が増加する時間区間に得られるビート信号はアップビート信号と呼ばれ、三角波信号の周波数が減少する時間区間に得られるビート信号はダウンビート信号と呼ばれる。一般に、目標物が相対速度を有する場合、アップビート信号の周波数（アップビート周波数）４０３とダウンビート信号の周波数（ダウンビート周波数）４０４は異なっている。
【００４９】
アップビート周波数４０３を求める場合において、受信レーダ波のｆｍｒが６０．５ＧＨｚで、送信レーダ波のｆｍｔが６０．５００１ＧＨｚとなる時刻ｔについて説明する。ｆｓ２は１０ＭＨｚとし、ｆｓ３は１０．３ＭＨｚとする。
【００５０】
まず、ＦＭ−ＣＷ方式の基本原理による計算方法では、受信レーダ波（６０．５ＧＨｚ）と送信レーダ波（６０．５００１ＧＨｚ）の一部をミキシングすることにより、アップビート周波数１００ｋＨｚが得られる。なお、ビート周波数の最大値Δｆｂ＿ｍａｘは、三角波信号の周波数、送信レーダ波の最大周波数推移幅、およびＡＤＣのサンプリング周波数等の回路構成に基づく要素により決められる。
【００５１】
図２のアクティブターゲット装置では、通信統合レーダ装置から自局のＩＤ情報を受信した後、受信レーダ波（６０．５ＧＨｚ）をｆｓ２（１０ＭＨｚ）の信号でＡＭ変調する。その結果、６０．５ＧＨｚ±１０ＭＨｚの両側波が得られ、アクティブターゲット装置からはｆｍｒ（６０．５ＧＨｚ）と６０．５１ＧＨｚと６０．４９ＧＨｚの周波数成分を持つレーダ波が送信される。
【００５２】
図１の通信統合レーダ装置では、図５に示すように、アクティブターゲット装置から受信したｆｍｒ（６０．５ＧＨｚ）と６０．５１ＧＨｚと６０．４９ＧＨｚの周波数成分を含むレーダ波と、送信レーダ波の一部（ｆｍｔ＝６０．５００１ＧＨｚ）とをミキサ１０８によりミキシングし、９．９ＭＨｚと１０．１ＭＨｚの周波数成分を含むＩＦ信号を得る。
【００５３】
なお、ミキサ１０８から出力される数１００ｋＨｚ程度のクラッタの周波数成分は、ＩＦ帯のＢＰＦ１０９により除去される。ここでは、中心周波数をｆｓ２（１０ＭＨｚ）とし、通過帯域幅をΔｆｂ＿ｍａｘの２倍の帯域幅とするフィルタ回路がＢＰＦ１０９として用いられる。
【００５４】
次に、ＢＰＦから出力される９．９ＭＨｚと１０．１ＭＨｚのＩＦ信号は、ミキサ１１０により、周波数ｆｓ３（１０．３ＭＨｚ）の信号とミキシングされ、２００ｋＨｚと４００ｋＨｚの周波数成分を含むＢＢ２帯の信号が得られる。なお、ミキサ１１０から出力される信号に対しては、ＬＰＦ１１２により高周波数成分が除去された後、ＡＤＣ１１３を経てＦＦＴ部１１４で高速フーリエ変換信号処理が行われる。ここでは、ｆｓ３−ｆｓ２＋Δｆｂ＿ｍａｘ以上の高周波数成分を除去するフィルタ回路がＬＰＦ１１２として用いられる。
【００５５】
ＦＦＴ部１１４は、振幅レベルの高い２つの副アップビート信号の周波数として２００ｋＨｚおよび４００ｋＨｚを出力し、制御部１０１は、２つの副アップビート周波数ｆｓｂ１（２００ｋＨｚ）およびｆｓｂ２（４００ｋＨｚ）から、次式により正アップビート信号の周波数Δｆｂ（１００ｋＨｚ）を求める。
【００５６】
Δｆｂ＝Δｆｓｂ／２＝（ｆｓｂ２−ｆｓｂ１）／２ （１）
この第１の方法によれば、上述したように、ＩＦ発振器２０６および１１１として、周波数偏差の精度に関係なく安価な部品を使用しても、正確なビート信号Δｆｂを得ることができる。
（２）第２の方法
Δｆｂの第２の計算方法では、ミキサ１０８の出力から直接ＢＢ２帯の信号を得ることが可能な周波数をｆｓ２として用い、図１の構成に代えて、図６に示すような通信統合レーダ装置を用いる。図６の通信統合レーダ装置では、ＩＦ発振器１１１、ＢＰＦ１０９、およびミキサ１１０は使用していない。
【００５７】
アップビート周波数を求める場合において、受信レーダ波のｆｍｒが６０．５ＧＨｚで、送信レーダ波のｆｍｔが６０．５００１ＧＨｚとなる時刻ｔについて説明する。ｆｓ２は３００ｋＨｚとする。
【００５８】
図２のアクティブターゲット装置では、通信統合レーダ装置から自局のＩＤ情報を受信した後、受信レーダ波（６０．５ＧＨｚ）をｆｓ２（３００ｋＨｚ）の信号でＡＭ変調する。その結果、６０．５ＧＨｚ±３００ｋＨｚの両側波が得られ、アクティブターゲット装置からはｆｍｒ（６０．５ＧＨｚ）と６０．５００３ＧＨｚと６０．４９９７ＧＨｚの周波数成分を持つレーダ波が送信される。
【００５９】
図６の通信統合レーダ装置では、図７に示すように、アクティブターゲット装置から受信したｆｍｒ（６０．５ＧＨｚ）と６０．５００３ＧＨｚと６０．４９９７ＧＨｚの周波数成分を含むレーダ波と、送信レーダ波の一部（ｆｍｔ＝６０．５００１ＧＨｚ）とをミキサ１０８によりミキシングし、２００ｋＨｚと４００ｋＨｚの周波数成分を含むＢＢ２帯の信号を得る。
【００６０】
なお、ミキサ１０８から出力される信号に対しては、ＬＰＦ１１２により高周波数成分が除去された後、ＡＤＣ１１３を経てＦＦＴ部１１４で高速フーリエ変換信号処理が行われる。ここでは、ｆｓ２＋Δｆｂ＿ｍａｘ以上の高周波数成分を除去するフィルタ回路がＬＰＦ１１２として用いられる。
【００６１】
ＦＦＴ部１１４は、振幅レベルの高い２つの副アップビート信号の周波数として２００ｋＨｚおよび４００ｋＨｚを出力し、制御部１０１は、２つの副アップビート周波数ｆｓｂ１（２００ｋＨｚ）およびｆｓｂ２（４００ｋＨｚ）から正アップビート信号の周波数Δｆｂ（１００ｋＨｚ）を求める。
【００６２】
なお、ＢＢ帯ではＦＭ−ＣＷ方式の基本原理によるビート信号が得られるので、制御部１０１は、ＦＦＴ部１１４の出力値を従来のビート信号の周波数として処理してもよい。
次に、図８から図１７までを参照しながら、複数の目標物からのビート信号を検出する方法について説明する。
【００６３】
図８は、あらかじめ局ＩＤ情報が設定された３つの目標物からのビート信号を検出する場合の通信統合レーダ装置の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置は、まず、１番目の目標物のアクティブターゲット装置の局ＩＤ情報としてＩＤ１を指定し、無線通信機能により送信する（ステップ９０１）。そして、指定したアクティブターゲット装置から応答があるか否かをチェックし（ステップ９０２）、応答があればレーダ機能によりビート信号を検出して、１番目の目標物との相対距離および相対速度を計算し、制御部１０１内のメモリに格納する（ステップ９０３）。
【００６４】
次に、２番目の目標物のアクティブターゲット装置の局ＩＤ情報としてＩＤ２を送信する（ステップ９０４）。そして、指定したアクティブターゲット装置から応答があるか否かをチェックし（ステップ９０５）、応答があればビート信号から２番目の目標物との相対距離および相対速度を計算し、メモリに格納する（ステップ９０６）。
【００６５】
次に、３番目の目標物のアクティブターゲット装置の局ＩＤ情報としてＩＤ３を送信する（ステップ９０７）。そして、指定したアクティブターゲット装置から応答があるか否かをチェックし（ステップ９０８）、応答があればビート信号から３番目の目標物との相対距離および相対速度を計算し、メモリに格納する（ステップ９０９）。４つ以上の目標物からのビート信号を検出する場合も、同様の動作を行う。
【００６６】
図９は、目標物の識別情報を動的に生成しながら複数の目標物からのビート信号を検出する場合の通信統合レーダ装置の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置は、まず、特定の局ＩＤ情報を指定しないブロードキャスト送信により、周辺の目標物のアクティブターゲット装置を検索する（ステップ１００１）。
【００６７】
次に、検索結果に基づいて目標物の識別情報を設定する（ステップ１００２）。例えば、複数のアクティブターゲット装置がブロードキャスト送信に応答した場合、それらのアクティブターゲット装置のビート信号から相対距離と相対速度を求め、距離情報および／または速度情報を含む識別情報を生成する。
【００６８】
ここで、第１、第２、および第３の３つの識別情報を生成したものとすると、局ＩＤ情報の代わりに各識別情報を用いて図８と同様の動作を行うことにより、それぞれの識別情報に該当するアクティブターゲット装置から個別にビート信号を検出する（ステップ１００３〜１０１１）。
【００６９】
このような検出方法によれば、周辺に存在する多数の目標物のうち、特定の距離だけ離れているもの、あるいは特定の速度で移動しているもののみを指定して、ビート信号を検出することが可能となる。
【００７０】
以下では、速度情報を目標物の識別情報として用いる例について説明する。この場合の通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置の構成図は、それぞれ、図１０および図１１のようになる。
【００７１】
図１１のアクティブターゲット装置は、図２のアクティブターゲット装置に変調部１２０１と変調回路１２０２が追加された構成を有し、通信方式にパッシブ方式を用いている。なお、パケットデータＰＤ２による変調動作を行わない場合は、変調回路１２０２は単なる増幅器として機能するか、もしくはスイッチ回路により変調回路１２０２を迂回する構成とする。
【００７２】
図１０の通信統合レーダ装置は、図１の通信統合レーダ装置に復調回路１１０１と復調部１１０２が追加された構成を有し、受信アンテナ１０１の後段で受信波を復調回路１１０１に分岐させて、パケットデータＰＤ２を抽出している。なお、分岐点にスイッチ回路を挿入して、復調動作を行うときだけ受信波を復調回路１１０１側に切り替えてもよい。また、分岐点またはスイッチ回路をミキサ１０８の後段に設置してもよい。
【００７３】
通信統合レーダ装置の制御部１０１からの制御によりレーダ機能と無線通信機能は時分割で動作し、図１２に示すように、無線通信機能の動作後にレーダ機能が動作する。無線通信機能では、通信統合レーダ装置からアクティブターゲット装置に向けてパケットＰＤ１が送信された後、アクティブターゲット装置から通信統合レーダ装置に向けてパケットＰＤ２が送信される。
【００７４】
パケットＰＤ１は、図１３に示すように、ヘッダ部１４０１およびデータ部１４０２からなり、ヘッダ部１４０１は、宛先ＩＤ（局ＩＤ情報）、送信元ＩＤ、および図９のステップ１００２において設定された速度指定情報１４１３を含む。パケットＰＤ２は、図１４に示すように、ヘッダ部１５０１およびデータ部１５０２からなり、ヘッダ部１５０１は、宛先ＩＤおよび送信元ＩＤを含む。
【００７５】
アクティブターゲット装置は、ブロードキャストを示す（特定の局ＩＤ情報を指定しない）宛先ＩＤ１４１１を含み、速度指定情報１４１３の指定がないＰＤ１を受信したとき、ＰＤ２の送信は行わない。また、ブロードキャストを示す宛先ＩＤ１４１１を含み、速度指定情報１４１３の指定が有るＰＤ１を受信したとき、制御部２０１は、自局の速度情報が速度指定情報１４１３に該当するか否かをチェックする。そして、自局の速度情報が速度指定情報１４１３に該当すれば、ＰＤ２の送信を行う。
【００７６】
また、通信統合レーダ装置の制御部１０１は、局ＩＤ情報としてブロードキャストを示す宛先ＩＤ１４１１を設定したＰＤ１を送信し、複数の正ビート信号の周波数を取得する。
【００７７】
例えば、上述したΔｆｂの計算の具体例における第１の方法を用いて、通信統合レーダ装置からブロードキャスト送信を行った場合について説明する。
図１５に示すように、通信統合レーダ装置１６０１とアクティブターゲット装置（Ａ）１６０２が静止しており、移動中のアクティブターゲット装置（Ｂ）１６０４が時速Ｓｍの速度で通信統合レーダ装置１６０１に近づいているときに、通信統合レーダ装置１６０１がＰＤ１をブロードキャスト送信したとする。
【００７８】
このとき、アクティブターゲット装置１６０２および１６０４は、ＰＤ１の宛先ＩＤ１４１１の内容がブロードキャストを示しているため、受信レーダ波（周波数ｆｍｒ）を周波数ｆｓ２のＡＭ変調により変調して、折り返し送信する。
【００７９】
すると、通信統合レーダ装置１６０１のＦＦＴ部１１４からは、図１６に示すような振幅レベルの高い４つの副ビート信号の周波数成分が得られる。制御部１０１は、最も高い周波数の副ビート信号と最も低い周波数の副ビート信号をペアにしてそれらの周波数の差Δｆｓｂ＿（Ｂ）を求めた後、２番目に高い周波数の副ビート信号と２番目に低い周波数の副ビート信号をペアにしてそれらの周波数の差Δｆｓｂ＿（Ａ）を求める。
【００８０】
その結果、Δｆｓｂ＿（Ａ）とΔｆｓｂ＿（Ｂ）から正ビート信号の周波数として、それぞれΔｆｂ＿（Ａ）とΔｆｂ＿（Ｂ）を算出することができる。
なお、制御部１０１は、正ビート信号の周波数の算出後、アップビート信号とダウンビート信号のペアリング処理を行い、Δｆｂ＿（Ａ）とΔｆｂ＿（Ｂ）の速度情報を抽出する。
【００８１】
こうして、通信統合レーダ装置１６０１は、いずれかのアクティブターゲット装置の速度を用いて速度指定情報１４１３を生成することができる。アクティブターゲット装置１６０２および１６０４は、それぞれ、速度計１６０３および１６０５から自局の移動速度を取得して、その速度が通信統合レーダ装置１６０１から受信した速度指定情報１４１３に該当するか否かをチェックする。
【００８２】
図１７は、このような通信統合レーダ装置の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置は、まず、ブロードキャストを示す宛先ＩＤ１４１１を有し、速度指定情報１４１３が入力されていないＰＤ１をブローキャスト送信し（ステップ１８０１）、受信波に対してＦＦＴ部１１４および制御部１０１による処理を行う（ステップ１８０２）。
【００８３】
制御部１０１は、正ビート信号が検出されたか否かをチェックし（ステップ１８０３）、正ビート信号が検出されなければ、ステップ１８０１以降の動作を繰り返す。正ビート信号が検出されれば、次に、検出された正ビート信号から速度情報を抽出し、それらの中に所望の速度情報を持つビート信号があるか否かをチェックする（ステップ１８０４）。そのような正ビート信号がなければ、ステップ１８０１以降の動作を繰り返す。
【００８４】
所望の速度情報を持つビート信号があれば、通信統合レーダ装置は、次に、ブロードキャストを示す宛先ＩＤ１４１１を有し、その速度情報を指定する速度指定情報１４１３が入力されたＰＤ１をブローキャスト送信し（ステップ１８０５）、受信波に対してＦＦＴ部１１４および制御部１０１による処理を行う（ステップ１８０６）。
【００８５】
制御部１０１は、ＰＤ２を正常に受信したか否かをチェックし（ステップ１８０７）、ＰＤ２を正常に受信していれば、次に、正ビート信号を１つだけ検出したか否かをチェックする（ステップ１８０８）。正ビート信号を１つだけ検出していれば、そのＰＤ２の送信元ＩＤ１５１２と正ビート信号の周波数あるいは速度情報を関連付けてメモリに格納し（ステップ１８０９）、ステップ１８０１以降の動作を繰り返す。
【００８６】
ステップ１８０７においてＰＤ２を正常に受信していない場合、および、ステップ１８０８において正ビート信号を複数個検出した場合、ＰＤ１の再送を行うか否かを判定する（ステップ１８１０）。そして、ＰＤ１の再送を行う場合はステップ１８０５以降の動作を繰り返し、ＰＤ１の再送を行わない場合はステップ１８０１以降の動作を繰り返す。
【００８７】
なお、距離情報を目標物の識別情報として用いる場合も、同様の方法でビート信号を検出することが可能である。
図１の通信統合レーダ装置に従来のビート信号検出回路を追加すると、図１８のような構成になる。図１８の通信統合レーダ装置では、ＬＰＦ１９０１、ＡＤＣ１９０２、およびＦＦＴ部１９０３が追加されており、ミキサ１０８からの出力を２つに分岐させ、一方は副ビート信号検出に用い、一方は従来のビート信号検出に用いている。従来のビート信号検出回路では、ミキサ１０８の出力から直接ビート信号の周波数を抽出する。また、副ビート信号検出後のビート信号処理と従来のビート信号処理を共通化し、時分割で処理を行うようにしてもよい。
【００８８】
また、図１９に示すような通信統合レーダ装置を用いれば、第２の周波数ｆｓ２の値が異なる２つのアクティブターゲット装置からの折り返し信号を受信し、同時に副ビート信号の検出を行うことが可能となる。
【００８９】
図１９の通信統合レーダ装置では、図１の通信統合レーダ装置にＢＰＦ２００１、ミキサ２００２、ＬＰＦ２００３、ＡＤＣ２００４、およびＦＦＴ部２００５が追加されている。そして、ミキサ１０８からの出力を２つに分岐させ、一方は１つのアクティブターゲット装置からの副ビート信号検出（ＢＢ２−１帯）に用い、もう一方は別のアクティブターゲット装置からの副ビート信号検出（ＢＢ２−２帯）に用いている。ただし、２つの副ビート信号検出回路において、第３の周波数ｆｓ３としては共通の値を使用している。
【００９０】
次に、第２の実施形態について説明する。図２０および図２１は、それぞれ、第２の実施形態における通信統合レーダ装置およびアクティブターゲット装置の構成図である。第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、無線通信機能とレーダ機能は時分割で動作する。
【００９１】
図２０の通信統合レーダ装置は、制御部２１０１、変調部２１０２、三角波変調発振器２１０３、ＲＦ帯電圧制御発振器２１０４、変調回路２１０５、送信アンテナ２１０６、受信アンテナ２１０７、ミキサ２１０８、ＬＰＦ２１０９、ＡＤＣ２１１０、およびＦＦＴ部２１１１から構成されている。
【００９２】
図２１のアクティブターゲット装置は、制御部２２０１、受信アンテナ２２０２、復調回路２２０３、復調部２２０４、ＡＭＰ２２０５、および送信アンテナ２２０６から構成されている。
【００９３】
通信統合レーダ装置の発振器２１０４は、発振器２１０３が発生した三角波信号により変調されたミリ波帯の信号（周波数ｆｍｔ）を発生する。制御部２１０１は、アクティブターゲット装置の局ＩＤ情報とその他の情報を１つのパケットデータＰＤとして変調部２１０２へ出力することで、変調部２１０２と変調回路２１０５による無線通信機能を動作させる。
【００９４】
アクティブターゲット装置は、通信統合レーダ装置から受信した受信波（周波数ｆｍｒ）を２つに分岐させ、復調回路２２０３とＡＭＰ２２０５に入力させる。受信波の入力により復調回路２２０３と復調部２２０４による無線通信機能が動作し、復調部２２０４からパケットデータＰＤが制御部２２０１に出力される。
【００９５】
制御部２２０１は、パケットデータを分析して、その中に自局を指定する局ＩＤ情報を検出した場合、一定時間の間ＡＭＰ制御信号ＣＤ２を出力してＡＭＰ２２０５を動作させる。ＡＭＰ２２０５は、受信波を増幅して通信統合レーダ装置に向けて折り返し送信する。
【００９６】
また、制御部２２０１は、パケットデータＰＤの中から折り返し送信時間情報を検出した場合、その情報に従って折り返し送信の動作時間を制御し、パケットデータＰＤの中から各種アプリケーションの情報を検出した場合、その情報に従って対応するアプリケーションを動作させる。
【００９７】
通信統合レーダ装置のミキサ２１０８は、アクティブターゲット装置から折り返される受信波（周波数ｆｒ）を送信波（周波数ｆｍｔ）の一部とミキシングする。ＬＰＦ２１０９は、ミキサ２１０８から出力される信号の中からビート信号帯域（ＢＢ帯）の信号を抽出し、ＡＤＣ２１１０は、抽出された信号をデジタル信号に変換し、ＦＦＴ部２１１１は、ピーク周波数を抽出して制御部２１０１に出力する。
【００９８】
局ＩＤ情報を指定しないでＰＤを送信した場合、アクティブターゲット装置からの折り返し送信は行われない。この場合、図２２に示すように、ＢＢ帯には、周囲構造物からのクラッタの信号とともにアクティブターゲット装置からの反射波のビート信号（周波数ｆｂｔ）が含まれる。
【００９９】
これに対して、局ＩＤ情報を指定してＰＤを送信した場合、図２３に示すように、ＢＢ帯には、アクティブターゲット装置から折り返し送信されたレーダ波のビート信号（周波数ｆｂｔ）が含まれる。この場合のビート信号の強度は、図２２のビート信号の強度より大きくなる。したがって、局ＩＤ情報を指定したＰＤと指定しないＰＤを併用することで、所望の目標物のビート信号とクラッタの信号とを判別することが可能となる。
【０１００】
そこで、制御部２１０１は、局ＩＤ情報の送信パターンとＦＦＴ部２１１１により検出される各ビート信号の強度変化パターンとのマッチングを取り、送信パターンと同様の強度変化パターンを示すビート信号の周波数を、局ＩＤ情報により指定したアクティブターゲット装置のビート信号の周波数と判断する。
【０１０１】
図２４は、制御部２１０１によるパターンマッチングの例を示している。図２４の各行の説明は以下の通りである。
（１）時分割で交互に動作する無線通信機能とレーダ機能の種別
（２）無線通信機能において、特定の局ＩＤ情報が指定されているか否かの種別
（３）制御部２１０１が保持する局ＩＤ情報の送信パターン（局ＩＤ情報が指定されていれば論理“１”とし、指定されていなければ論理“０”とする。）
（４）レーダ機能におけるビート信号（周波数ｆｂｔ）の強度変化
（５）ビート信号（周波数ｆｂｔ）の強度変化パターン（直前のビート信号より増加したとき（＋ＸｄＢのとき）論理“１”とし、直前のビート信号より減少したとき（−ＸｄＢのとき）論理“０”とする。）
制御部２１０１は、無線通信機能動作時の局ＩＤ情報の送信パターン（３）を、直後のレーダ機能動作時の強度変化パターン（５）と比較し、両者が一致した場合に、指定した局ＩＤ情報を有するアクティブターゲット装置のビート信号の周波数はｆｂｔであると判断する。
【０１０２】
このようなシステムによれば、周囲構造物からのクラッタの影響を受けたビート信号帯域（ＢＢ帯）の中から目標物のビート信号を検出することが可能となる。また、無線通信機能を用いて通信統合レーダ装置から複数のアクティブターゲット装置の折り返し機能を順次制御することにより、複数の目標物（アクティブターゲット装置）が１ヶ所に集中した場合においても、各目標物のビート信号を正確に検出できる。
【０１０３】
また、通信統合レーダ装置からの制御により、消費電力の高い高周波デバイスを必要なときだけ動作させることができるので、従来装置よりも消費電力が抑えられる。
ところで、より簡単な構成でアクティブターゲット装置の電力消費を極力抑えるために、図２および図２１の回路構成に代えて、それぞれ図２５および図２６に示すような回路構成を採用することも可能である。
【０１０４】
図２５のアクティブターゲット装置は、受信アンテナ２０２、ＡＭＰ２０５、ＩＦ発振器２０６、送信アンテナ２０７、受信レベル検出回路２６０１、および閾値判定回路２６０２から構成され、通信統合レーダ装置から受信した受信波を２つに分岐させて、一方は受信レベル検出回路２６０１に入力し、一方はＡＭＰ２０５に入力している。
【０１０５】
受信レベル検出回路２６０１は、受信波のレベルを検出し、閾値判定回路２６０２は、検出された受信波のレベルを閾値と比較してＩＦ発振器２０６のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。閾値判定回路２６０２は、受信波のレベルが閾値を超えた場合にＩＦ発振器２０６を起動して、周波数ｆｓ２の信号を一定時間ＡＭＰ２０５に入力する。ＡＭＰ２０５は、受信波を増幅するとともに周波数ｆｓ２で振幅変調し、通信統合レーダ装置に向けて折り返し送信する。
【０１０６】
図２６のアクティブターゲット装置は、受信アンテナ２２０２、ＡＭＰ２２０５、送信アンテナ２２０６、受信レベル検出回路２７０１、および閾値判定回路２７０２から構成され、通信統合レーダ装置から受信した受信波を２つに分岐させて、一方は受信レベル検出回路２７０１に入力し、一方はＡＭＰ２２０５に入力している。
【０１０７】
受信レベル検出回路２７０１は、受信波のレベルを検出し、閾値判定回路２７０２は、検出された受信波のレベルを閾値と比較してＡＭＰ２２０５のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。閾値判定回路２７０２は、受信波のレベルが閾値を超えた場合にＡＭＰ２２０５を起動する。ＡＭＰ２２０５は、受信波を一定時間増幅して通信統合レーダ装置に向けて折り返し送信する。
【０１０８】
このような簡単な回路構成を採用することにより、消費電力を抑えた安価なアクティブターゲット装置を提供することが可能となる。
次に、上述したアクティブターゲット検出システムの具体的な適用例について説明する。
【０１０９】
まず、図２７から図３９までを参照しながら、停車場内列車停止監視システムの適用例について説明する。
図２７は、アクティブターゲット検出システムを用いた列車停止監視システムを示している。通信統合レーダ装置２８０１は、駅周辺等に設けられた停車場内に設置され、目標物である列車２８０３に設置されたアクティブターゲット装置２８０２のビート信号を検出することで、列車２８０３の挙動（停車等）を監視し、停車場信号機２８０４の状態を遷移させる制御を行う。
【０１１０】
通信統合レーダ装置２８０１は、ビート信号から取得したアクティブターゲット装置２８０２までの距離とその速度を、アクティブターゲット装置２８０２から折り返し送信された局ＩＤ情報と関連付けることで、特定の列車の挙動を高精度に認識することができる。
【０１１１】
例えば、図１および図２の回路構成を採用した場合、通信統合レーダ装置２８０１およびアクティブターゲット装置２８０２の構成は、それぞれ、図１０および図１１のようになる。
【０１１２】
図２８および図２９は、通信統合レーダ装置２８０１の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置２８０１は、常時、停車場内へ列車２８０３が進入したか否かを監視している（図２８のステップ３１０１および３１０２）。
【０１１３】
監視時には、まず、局ＩＤ情報を指定してアクティブターゲット装置２８０２を検索し、ビート信号を検出すると距離および速度を計測する（ステップ３１０１）。アクティブターゲット装置２８０２の検索では、例えば、図８に示したような手順で既知の局ＩＤ情報を順に指定して無線通信を行う。
【０１１４】
そして、アクティブターゲット装置２８０２からのパケットを受信したか否かをチェックする（ステップ３１０２）。パケットを受信していなければ、指定した局ＩＤ情報に対応する列車２８０３が存在しないものと判断し、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３１０１以降の動作を繰り返す。
【０１１５】
パケットを受信すると、列車２８０３の存在を認識し、制御部１０１は、局ＩＤ情報から列車種別を判定する（ステップ３１０３）。アクティブターゲット装置２８０２の局ＩＤ情報は、列車２８０３の固有情報（普通列車、特急列車、急行列車等）を表しており、これを用いて列車種別を判定することができる。そして、判定結果に基づいて、信号機２８０４に停止現示を指示する（赤信号に切り替える）等の制御を行う（ステップ３１０７）。
【０１１６】
次に、局ＩＤ情報と計測した距離および速度を関連付けてメモリに格納し（ステップ３１０４）、管理センターへ進入列車の情報を通知する等の処理を行う（ステップ３１０８）。
【０１１７】
次に、局ＩＤ情報から列車２８０３が駅に停車する列車か否かを判定し（ステップ３１０５）、駅に停車する列車でなければ、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３１０１以降の動作を繰り返す。列車２８０３が駅に停車する列車であれば、次に、距離および速度に基づいて安全に停車可能か否かを判定する（ステップ３１０６）。安全に停車不可能と判定した場合は、緊急制動を開始する、信号機２８０４に停止現示を指示する等の制御を行う（ステップ３１０９）。
【０１１８】
安全に停車可能と判定した場合は、次に、速度に基づいて列車２８０３が停車したか否かを判定し（図２９のステップ３２０１）、列車２８０３が停車していれば、所定の停止位置の範囲に停車しているか否かを判定する（ステップ３２０２）。列車２８０３が所定の範囲に停車していなければ、列車へ警報を送る処理を行い（ステップ３２０４）、列車２８０３が所定の範囲に停車していれば、列車のドアを開錠する等の制御を行う（ステップ３２０３）。
【０１１９】
このような列車停止監視システムにおいて、列車２８０３に設置されたアクティブターゲット装置２８０２とは別のアクティブターゲット装置を用いて、通信統合レーダ装置２８０１の故障診断を行うことも可能である。
【０１２０】
図３０は、このような故障診断に用いられるアクティブターゲット装置を示している。アクティブターゲット装置３３０１は、例えば、駅のプラットホーム上の所定位置に固定されており、図１１と同様の構成を有する。アクティブターゲット装置３３０１の局ＩＤ情報と通信統合レーダ装置２８０１までの距離は、あらかじめ制御部１０１に格納されている。
【０１２１】
通信統合レーダ装置２８０１は、所定のタイミングでアクティブターゲット装置３３０１までの距離を計測することでレーダ計測精度を監視し、計測精度が一定の閾値を超えたときに、装置が故障したものと判断する。
【０１２２】
図３１は、このような故障診断の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置２８０１は、まず、アクティブターゲット装置３３０１の局ＩＤ情報を指定して、アクティブターゲット装置３３０１までの距離を計測する（ステップ３４０１）。そして、制御部１０１は、計測距離がアクティブターゲット装置３３０１と通信統合レーダ装置２８０１の規定距離値の許容範囲を超えたか否かをチェックする（ステップ３４０２）。
【０１２３】
規定距離値の許容範囲は、例えば、規定距離値より大きな閾値（上限）と規定距離値より小さな閾値（下限）により定義され、制御部１０１は、計測距離をこれらの閾値と比較することで、計測距離が許容範囲を超えたか否かをチェックする。
【０１２４】
計測距離が許容範囲を超えていなければ、ステップ３４０１以降の動作を繰り返し、計測距離が許容範囲を超えていれば、故障が発生したものと判断して、管理センターへ通知する等の処理を行う（ステップ３４０３）。
【０１２５】
また、計測距離が規定距離値の許容範囲を超えた回数に基づいて故障診断を行うことも考えられる。図３２は、このような故障診断の動作フローチャートである。
通信統合レーダ装置２８０１は、まず、アクティブターゲット装置３３０１までの距離を計測し（ステップ３５０１）、制御部１０１は、計測距離が規定距離値の許容範囲を超えたか否かをチェックする（ステップ３５０２）。
【０１２６】
計測距離が許容範囲を超えていなければ、事象回数Ｎを０に設定して（ステップ３５０６）、ステップ３５０１以降の動作を繰り返す。計測距離が許容範囲を超えていれば、Ｎ＝Ｎ＋１とおいて（ステップ３５０３）、Ｎが規定回数を超えたか否かをチェックする（ステップ３５０４）。
【０１２７】
Ｎが規定回数を超えていなければ、ステップ３５０１以降の動作を繰り返し、Ｎが規定回数を超えていれば、故障が発生したものと判断して、管理センターへ通知する等の処理を行う（ステップ３５０５）。このような故障診断方法によれば、計測距離が一定回数以上連続して許容範囲を超えた場合に故障が発生したものと判断される。
【０１２８】
また、アクティブターゲット装置３３０１が通信統合レーダ装置２８０１から局ＩＤ情報を受信する度に自局の局ＩＤ情報を変化させることで、故障診断を行うことも可能である。この場合、通信統合レーダ装置２８０１は、アクティブターゲット装置３３０１が使用する複数の局ＩＤ情報をあらかじめ保持している。そして、アクティブターゲット装置３３０１が存在する方向の一定の方位角の範囲でレーダビーム（アンテナ）をスキャンして、受信した局ＩＤ情報の変化を監視することにより、装置の故障診断を行う。
【０１２９】
なお、通信統合レーダ装置２８０１にはアンテナ駆動部が設けられており、水平方向のビーム幅が狭いアンテナを水平方向に連続的にスキャン駆動して、連続的に変化する角度情報をアクティブターゲット装置３３０１のセンシング結果と関連付けるものとする。
【０１３０】
図３３は、このような故障診断の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置２８０１は、まず、局ＩＤ情報を指定してアクティブターゲット装置３３０１を検索し、ビート信号を検出すると距離および速度とビームの角度を計測する（ステップ３６０１）。アクティブターゲット装置３３０１の検索では、例えば、図８に示したような手順で複数の局ＩＤ情報を順に指定して、一定の方位角の範囲をスキャンしながら無線通信を行う。そして、アクティブターゲット装置３３０１からのパケットを受信したか否かをチェックする（ステップ３６０２）。
【０１３１】
パケットを受信していなければ、制御部１０１は、ビームを規定回数スキャンしたか否かをチェックし（ステップ３６０８）、規定回数スキャンしていなければ、ステップ３６０１以降の動作を繰り返す。また、ビームを規定回数スキャンしていれば、故障が発生したものと判断する（ステップ３６０９）。
【０１３２】
パケットを受信すると、次に、そのパケットを受信したときのビームが規定の角度か否かをチェックする（ステップ３６０３）。ビームが規定の角度でなければ、受信パケットはアクティブターゲット装置３３０１からのものではないと判断し、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３６０１以降の動作を繰り返す。
【０１３３】
ビームが規定の角度であれば、受信パケットはアクティブターゲット装置３３０１からのパケットであると判断し、指定した局ＩＤ情報をアクティブターゲット装置３３０１から前回パケットを受信したときの局ＩＤ情報と比較して、局ＩＤ情報が変化しているか否かをチェックする（ステップ３６０４）。
【０１３４】
局ＩＤ情報が変化していれば、装置は正常に動作しているものと判断して、事象回数Ｎを０に設定し（ステップ３６１０）、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３６０１以降の動作を繰り返す。
【０１３５】
局ＩＤ情報が変化していなければ、Ｎ＝Ｎ＋１とおいて（ステップ３６０５）、Ｎが規定回数を超えたか否かをチェックする（ステップ３６０６）。Ｎが規定回数を超えていなければ、別の局ＩＤ情報を指定してステップ３６０１以降の動作を繰り返し、Ｎが規定回数を超えていれば、故障が発生したものと判断する（ステップ３６０７）。
【０１３６】
図３４は、この場合のアクティブターゲット装置３３０１の動作フローチャートである。アクティブターゲット装置３３０１の制御部２０１は、まず、自局の局ＩＤ情報を指定したパケットを受信したか否かをチェックする（ステップ３７０１）。そして、そのようなパケットを受信すると、受信波を折り返し送信した後に自局の局ＩＤ情報をあらかじめ決められた方法で変更して（ステップ３７０２）、ステップ３７０１以降の動作を繰り返す。
【０１３７】
このような故障診断方法によれば、ビームを規定回数スキャンしてもアクティブターゲット装置３３０１からのパケットを受信できなかった場合、あるいは通信統合レーダ装置２８０１が一定回数以上連続してアクティブターゲット装置３３０１の局ＩＤ情報の変化を認識できなかった場合に、故障が発生したものと判断される。
【０１３８】
上述した列車停止監視システムにおいて、車両毎に設置されたアクティブターゲット装置からの局ＩＤ情報に基づき、車両毎に最適な位置の安全柵ドアを開閉する制御を行うことも可能である。
【０１３９】
図３５および図３６は、このような安全柵ドア制御を行う通信統合レーダ装置とアクティブターゲット装置の位置関係を示している。図３５は、列車および安全柵を上から見た図であり、図３６は、横から見た図である。
【０１４０】
車両３８０１および３８０２には、それぞれ、図１１と同様の構成のアクティブターゲット装置３８０３および３８０４が設置されており、通信統合レーダ装置２８０１は、停止した列車の側面からレーダビームを送信する。プラットホーム上の安全柵３８０５には、ドア３８０６、３８０７、および３８０８が設けられている。
【０１４１】
停車時のアクティブターゲット装置３８０３と通信統合レーダ装置２８０１の距離は、規定距離値Ｄ１として、アクティブターゲット装置３８０３の局ＩＤ情報と関連付けられている。また、停車時のアクティブターゲット装置３８０４と通信統合レーダ装置２８０１の距離は、規定距離値Ｄ２として、アクティブターゲット装置３８０４の局ＩＤ情報と関連付けられている。
【０１４２】
さらに、アクティブターゲット装置３８０３の局ＩＤ情報は、ドア３８０６の開ドア情報と関連付けられており、アクティブターゲット装置３８０４の局ＩＤ情報は、ドア３８０７および３８０８の開ドア情報と関連付けられている。
【０１４３】
図３７は、この場合の通信統合レーダ装置２８０１と不図示の安全柵制御装置の動作フローチャートである。通信統合レーダ装置２８０１は、停車時のアクティブターゲット装置３８０３の方向とアクティブターゲット装置３８０４の方向がなす角度θの範囲でレーダビームをスキャンし、アクティブターゲット装置毎に検出動作を行う。
【０１４４】
通信統合レーダ装置２８０１は、常時、停車場内へ列車が進入したか否かを監視している（ステップ４００１および４００２）。監視時には、まず、局ＩＤ情報を指定してアクティブターゲット装置を検索し、ビート信号を検出すると距離および速度を計測する（ステップ４００１）。
【０１４５】
そして、アクティブターゲット装置からのパケットを受信したか否かをチェックする（ステップ４００２）。パケットを受信していなければ、指定した局ＩＤ情報に対応する車両が存在しないものと判断し、別の局ＩＤ情報を指定してステップ４００１以降の動作を繰り返す。
【０１４６】
パケットを受信すると、車両の存在を認識し、制御部１０１は、アクティブターゲット装置までの計測距離が規定距離値の許容範囲内であるか否かをチェックする（ステップ４００３）。アクティブターゲット装置３８０３からのパケットを受信した場合は、規定距離値としてＤ１が用いられ、アクティブターゲット装置３８０４からのパケットを受信した場合は、規定距離値としてＤ２が用いられる。そして、計測距離が許容範囲内でなければ、別の局ＩＤ情報を指定してステップ４００１以降の動作を繰り返す。
【０１４７】
計測距離が許容範囲内であれば、規定距離値に関連付けられたアクティブターゲット装置の局ＩＤ情報に対応する開ドア情報を出力して（ステップ４００４）、安全柵制御装置に対してドアの開閉を指示する（ステップ４００５）。これを受けて、安全柵制御装置は、安全柵３８０５の該当するドアを開閉する（ステップ４００６）。
【０１４８】
アクティブターゲット装置３８０３からのパケットを受信した場合は、ドア３８０６が開閉され、アクティブターゲット装置３８０４からのパケットを受信した場合は、ドア３８０７および３８０８が開閉される。
【０１４９】
このような安全柵ドア制御方法によれば、列車の車両毎に局ＩＤ情報を設定しておき、列車の停車時にその局ＩＤ情報により指定された位置のドアを選択的に開閉することが可能となる。
【０１５０】
なお、規定距離値Ｄ１およびＤ２の代わりに、停車時のアクティブターゲット装置３８０３および３８０４の方向を指すビームの角度を規定して、安全柵ドア制御を行うこともできる。
【０１５１】
この場合、停車時のアクティブターゲット装置３８０３の方向を指すビームの角度は、規定角度値Ａ１として、アクティブターゲット装置３８０３の局ＩＤ情報と関連付けられる。また、停車時のアクティブターゲット装置３８０４の方向を指すビームの角度は、規定角度値Ａ２として、アクティブターゲット装置３８０４の局ＩＤ情報と関連付けられる。
【０１５２】
通信統合レーダ装置２８０１は、ステップ４００１においてビームの角度を計測し、制御部１０１は、ステップ４００３において、アクティブターゲット装置３８０３（または３８０４）を検出したときの計測角度が規定角度値Ａ１（またはＡ２）の許容範囲内であるか否かをチェックする。そして、計測角度が許容範囲内であれば、ステップ４００４において、規定角度値Ａ１（またはＡ２）に関連付けられたアクティブターゲット装置３８０３（または３８０４）の局ＩＤ情報に対応する開ドア情報を出力する。
【０１５３】
また、通信統合レーダ装置２８０１を停車している列車の前方（または後方）に設置して、列車の前方（または後方）からレーダビームを送信してもよい。
図３８および図３９は、この場合の通信統合レーダ装置とアクティブターゲット装置の位置関係を示している。図３８は、列車および安全柵を上から見た図であり、図３９は、横から見た図である。この場合、ビームをスキャンする必要はなくなる。
【０１５４】
停車時のアクティブターゲット装置３８０３と通信統合レーダ装置２８０１の距離は、規定距離値Ｄ３として、アクティブターゲット装置３８０３の局ＩＤ情報と関連付けられる。また、停車時のアクティブターゲット装置３８０４と通信統合レーダ装置２８０１の距離は、規定距離値Ｄ４として、アクティブターゲット装置３８０４の局ＩＤ情報と関連付けられる。通信統合レーダ装置２８０１と安全柵制御装置の動作フローは、図３７と同様である。
【０１５５】
上述した安全柵ドア制御においては、車両毎に１つのアクティブターゲット装置を設置しているが、列車編成単位で１つのアクティブターゲット装置を設置した場合でも同様の制御を実現することができる。この場合、アクティブターゲット装置の局ＩＤ情報は、列車のすべての車両のための開ドア情報と関連付けられる。
【０１５６】
さらに、アクティブターゲット装置を各車両のドア毎に設置することも可能である。この場合、各アクティブターゲット装置の局ＩＤ情報は、対応する安全柵ドアの開ドア情報と関連付けられる。したがって、レーダ波による距離計測で得られた情報をもとに、アクティブターゲット装置と同等距離に位置する安全柵ドアを選択的に開閉することができる。
【０１５７】
次に、港湾等で用いられる船舶接岸システムの適用例について説明する。図４０に示すように、船舶４３０１に通信統合レーダ装置４３０２を設置し、岸壁４３０３に一定間隔（あらかじめ決められた間隔）で複数のアクティブターゲット装置４３０４を設置しておく。
【０１５８】
通信統合レーダ装置４３０２は、船舶４３０１が接岸するときに、通信エリア４３０５内でレーダビームをスキャンして、アクティブターゲット装置４３０４を検出する。これにより、クラッタの影響を受けることなく、船舶４３０１と岸壁４３０３の距離および接岸角度を検出し、船体を岸壁と平行になるように制御することができる。この場合にも、連続的に変化する角度情報がアクティブターゲット装置４３０４のセンシング結果と関連付けられる。
【０１５９】
次に、建物の出入り口等で用いられるセキュリティシステムの適用例について説明する。図４１に示すように、建物のゲート４４０１の通過者をチェックするために、監視装置４４０２、通信統合レーダ装置４４０３、反射板４４０４、および常設のアクティブターゲット装置４４０５が設置される。
【０１６０】
ゲート４４０１の外側には、予告エリア４４１１、アクティブターゲット装置非携帯者検出エリア４４１２、およびゲート・コントロール・エリア４４１３があらかじめ設定されており、アクティブターゲット装置４４０５は、エリア４４１２内に設置される。通信統合レーダ装置４４０３は、反射板４４０４を介してアクティブターゲット装置４４０５にレーダ波を送信する。
【０１６１】
人物４４２１および４４２３は、それぞれ、アクティブターゲット装置４４３１および４４３２を携帯しており、人物４４２２は、アクティブターゲット装置を携帯していない。
【０１６２】
例えば、図１および図２の回路構成を採用した場合、通信統合レーダ装置４４０３の構成は図４２のようになり、アクティブターゲット装置４４０５、４４３１、および４４３２の構成は図４３のようになる。図４２の通信統合レーダ装置は、図１０の通信統合レーダ装置と同様の構成を有し、制御部１０１には外部インタフェースとして監視装置４４０２が接続される。
【０１６３】
図４３のアクティブターゲット装置は、図１１のアクティブターゲット装置の外部インタフェースとして音声アプリケーション部４６０１、音声データ部４６０２、およびスピーカ４６０３が接続された構成を有する。音声アプリケーション部４６０１は、通信統合レーダ装置から受信したパケットＰＤ１のデータ部に含まれる指示を制御部２０１から受け取る。そして、その指示に従って音声データ部４６０２から適切な音声データを取り出し、スピーカ４６０３から音声を出力する。
【０１６４】
通信統合レーダ装置の制御部１０１は、局ＩＤ情報と関連付けられたアクティブターゲット装置の位置情報（距離）を監視装置４４０２に転送する。無線局間のアクセス方法としては、図９に示した目標物の識別情報を動的に指定してビート信号を検出する方法の他に、アンチコリジョン（ＲＦ−ＩＤタグ等で使用）、ＩＤ巡回（ポーリング／セレクティング）等の方法を複合して用いることができる。
【０１６５】
監視装置４４０２は、例えば、コンピュータを用いて構成され、以下の処理を行う。
・局ＩＤ情報と関連付けられた位置情報の管理。
・アクティブターゲット装置の音声アプリケーション部４６０１の制御。
・ゲートの開閉の制御。
【０１６６】
監視装置４４０２は、通信統合レーダ装置から送られる情報により、予告エリア４４１１内にアクティブターゲット装置４４３１を携帯した人物４４２１を検出すると、その局ＩＤ情報に基づいてゲート４４０１を通過する権限を有するか否かをチェックする。そして、権限がない人物に対しては、通信統合レーダ装置を介してアクティブターゲット装置を制御することにより、注意を促す音声案内を出力する。
【０１６７】
この例では、アクティブターゲット装置４４３１および４４３２の認証レベルは、それぞれレベルＢおよびレベルＡに設定されている。レベルＡのアクティブターゲット装置４４３２を携帯する人物４４２３は、ゲート４４０１の通過を許可されるが、レベルＢのアクティブターゲット装置４４３１を携帯する人物４４２１は、ゲート４４０１の通過を許可されない。
【０１６８】
したがって、人物４４２１が予告エリア４４１１内に進入すると、アクティブターゲット装置４４３１から「この先は認証レベルＢの方は立入り禁止となります。」というような音声案内が出力される。
【０１６９】
アクティブターゲット装置非携帯者検出エリア４４１２では、監視装置４４０２は、アクティブターゲット装置４４０５と反射板４４０４により人物の通過を監視している。そして、アクティブターゲット装置４４０５から反射板４４０４に向かう信号が遮断された場合、通信統合レーダ装置により、その位置にアクティブターゲット装置を携帯した人物がいるか否かがチェックされる。
【０１７０】
アクティブターゲット装置を携帯していない人物が検出された場合は、アクティブターゲット装置４４０５から「この先は関係者以外の方は立入り禁止となります。」というような音声案内が出力される。
【０１７１】
ゲート・コントロール・エリア４４１３では、監視装置４４０２は、認証された局ＩＤ情報を有するアクティブターゲット装置４４３２を介して、人物４４２３のゲート４４０１までの距離および速度を監視する。そして、ゲート４４０１を開けるタイミングと開閉時間を制御し、アクティブターゲット装置非携帯者の連込みを防止する。
【０１７２】
（付記１） レーダ波を受信して折り返し送信するアクティブターゲット装置であって、
受信したレーダ波からデータを抽出する復調手段と、
前記受信したレーダ波を増幅するとともに所定の周波数により変調して折り返し送信する増幅手段と、
抽出されたデータを分析して局識別情報を検出し、検出された局識別情報が前記アクティブターゲット装置を指定する局識別情報である場合に、前記増幅手段を一定時間動作させる制御手段と
を備えることを特徴とするアクティブターゲット装置。
【０１７３】
（付記２） 前記制御手段は、前記抽出されたデータを分析して前記所定の周波数の情報を検出し、検出された情報に基づいて前記増幅手段を制御することを特徴とする付記１記載のアクティブターゲット装置。
【０１７４】
（付記３） 前記制御手段は、前記増幅手段を一定時間動作させて折り返し送信を行った後に、前記アクティブターゲット装置を指定する局識別情報を変更することを特徴とする付記１記載のアクティブターゲット装置。
【０１７５】
（付記４） 監視エリアに進入する人物に対して注意を促す音声案内を出力する音声出力手段をさらに備え、前記制御手段は、前記抽出されたデータに含まれる指示に従って該音声出力手段に該音声案内の出力を指示することを特徴とする付記１記載のアクティブターゲット装置。
【０１７６】
（付記５） レーダ波を受信して折り返し送信するアクティブターゲット装置であって、
受信したレーダ波からデータを抽出する復調手段と、
前記受信したレーダ波を増幅して折り返し送信する増幅手段と、
抽出されたデータを分析して局識別情報を検出し、検出された局識別情報が前記アクティブターゲット装置を指定する局識別情報である場合に、前記増幅手段を一定時間動作させる制御手段と
を備えることを特徴とするアクティブターゲット装置。
【０１７７】
（付記６） レーダ波を受信して折り返し送信するアクティブターゲット装置であって、
受信したレーダ波の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、
前記受信したレーダ波を増幅するとともに所定の周波数により変調して折り返し送信する増幅手段と、
検出された受信レベルが所定の閾値を超えた場合に、前記増幅手段を一定時間動作させる閾値判定手段と
を備えることを特徴とするアクティブターゲット装置。
【０１７８】
（付記７） レーダ波を受信して折り返し送信するアクティブターゲット装置であって、
受信したレーダ波の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、
前記受信したレーダ波を増幅して折り返し送信する増幅手段と、
検出された受信レベルが所定の閾値を超えた場合に、前記増幅手段を一定時間動作させる閾値判定手段と
を備えることを特徴とするアクティブターゲット装置。
【０１７９】
（付記８） レーダ波を送信して目標物から折り返し送信されたレーダ波を受信する通信統合レーダ装置であって、
目標物を指定する局識別情報を含むデータを出力する制御手段と、
無線通信機能の動作時に、前記データを送信レーダ波に入力する変調手段と、
前記無線通信機能の動作後におけるレーダ機能の動作時に、送信レーダ波の一部と、前記局識別情報により指定される目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合することにより、該目標物からのビート信号を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする通信統合レーダ装置。
【０１８０】
（付記９） 前記検出手段は、
前記送信レーダ波の一部と、前記目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合する第１のミキサ手段と、
前記第１のミキサ手段の出力から第１の周波数を中心周波数とする中間周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタ手段と、
抽出された中間周波数帯域の信号と第２の周波数の信号を混合する第２のミキサ手段とを含み、
前記制御手段は、前記第２のミキサ手段の出力から強度の大きな２つの副ビート信号の周波数の差を抽出し、該周波数の差の半分を前記目標物からのビート信号の周波数として算出することを特徴とする付記８記載の通信統合レーダ装置。
【０１８１】
（付記１０） 前記検出手段は、前記第１のミキサ手段の出力からビート信号帯域の信号を抽出するローパスフィルタ手段をさらに備え、前記制御手段は、該ローパスフィルタ手段の出力から、前記目標物からのビート信号の周波数を抽出することを特徴とする付記９記載の通信統合レーダ装置。
【０１８２】
（付記１１） 前記検出手段は、
前記送信レーダ波の一部と、前記目標物から折り返し送信された受信レーダ波を混合するミキサ手段と、
前記ミキサ手段の出力からビート信号帯域の信号を抽出するローパスフィルタ手段とを含み、
前記制御手段は、前記無線通信機能とレーダ機能を時分割で交互に動作させる制御を行い、該無線通信機能の動作時に前記局識別情報を含むデータを出力したり該局識別情報を含まないデータを出力したりすることで該局識別情報の有無を表す送信パターンを生成し、該レーダ機能の動作時に検出される前記ビート信号帯域の各ビート信号の強度変化パターンを該送信パターンと比較して、該送信パターンと同様の強度変化パターンを示すビート信号の周波数を、前記目標物からのビート信号の周波数として抽出することを特徴とする付記８記載の通信統合レーダ装置。
【０１８３】
（付記１２） 前記制御手段は、前記局識別情報を含むデータを出力したときに検出されたビート信号の情報を該局識別情報と関連付けることにより、局識別情報毎に目標物の距離情報および／または速度情報を管理することを特徴とする付記８記載の通信統合レーダ装置。
【０１８４】
（付記１３） 停車場内における列車の挙動を監視する列車停止監視システムであって、
レーダ波を送信する送信手段と、
目標物から折り返し送信されたレーダ波を受信する受信手段と、
前記列車を目標物として指定する局識別情報を含むデータを送信レーダ波に入力する変調手段と、
送信レーダ波の一部と、前記局識別情報により指定される列車から折り返し送信された受信レーダ波を混合することにより、該列車からのビート信号を検出する検出手段と、
検出されたビート信号の周波数から前記列車の距離情報および／または速度情報を抽出し、該距離情報および／または速度情報を前記局識別情報と関連付けることで該列車の挙動を認識する制御手段と
を備えることを特徴とする列車停止監視システム。
【０１８５】
（付記１４） 前記変調手段は、所定位置に固定されたアクティブターゲット装置の局識別情報を含むデータを送信レーダ波に入力し、前記検出手段は、該アクティブターゲット装置からのビート信号を検出し、前記制御手段は、検出されたビート信号の周波数から該アクティブターゲット装置の距離情報を抽出して、あらかじめ格納された距離情報と比較することで、前記列車停止監視システムの故障診断を行うことを特徴とする付記１３記載の列車停止監視システム。
【０１８６】
（付記１５） 前記送信手段は、所定位置に固定され自局を指定する局識別情報を受信したときに自局の局識別情報を変化させるアクティブターゲット装置に向けてレーダ波を送信し、前記変調手段は、該アクティブターゲット装置が使用する局識別情報を含むデータを送信レーダ波に入力し、前記制御手段は、該アクティブターゲット装置から折り返し送信された局識別情報を前回受信した局識別情報と比較して局識別情報の変化を検出することで、前記列車停止監視システムの故障診断を行うことを特徴とする付記１３記載の列車停止監視システム。
【０１８７】
（付記１６） 前記制御手段は、前記列車の停止を認識したとき、前記停車場の安全柵ドアのうち前記局識別情報により指定される位置のドアを選択的に開く制御情報を出力することを特徴とする付記１３記載の列車停止監視システム。
【０１８８】
（付記１７） 無線通信機能を動作させて、目標物を指定する局識別情報を含むデータをレーダ波に入力して送信し、
前記無線通信機能の動作後にレーダ機能を動作させてレーダ波を送信し、
前記局識別情報により指定される目標物から折り返し送信されたレーダ波を受信し、
送信レーダ波の一部と受信レーダ波を混合することにより、前記目標物からのビート信号を検出する
ことを特徴とする目標物検出方法。
【符号の説明】
【０１８９】
１０１、２０１、２１０１、２２０１ 制御部
１０２、１２０１、２１０２ 変調部
１０３、２１０３ 三角波変調発振器
１０４、２１０４ ＲＦ帯電圧制御発振器
１０５、１２０２、２１０５ 変調回路
１０６、２０７、２１０６、２２０２ 送信アンテナ
１０７、２０２、２１０７、２２０６ 受信アンテナ
１０８、１１０、２００２、２１０８ ミキサ
１０９、２００１ バンドパスフィルタ
１１１、２０６ ＩＦ発振器
１１２、１９０１、２００３、２１０９ ローパスフィルタ
１１３、１９０２、２００４、２１１０ ＡＤ変換器
１１４、１９０３、２００５、２１１１ 高速フーリエ変換部
２０３、１１０１、２２０３ 復調回路
２０４、１１０２、２２０４ 復調部
２０５、２２０５ 増幅器
４０１ 送信レーダ波の周波数
４０２ 受信レーダ波の周波数
４０３ アップビート信号の周波数
４０４ ダウンビート信号の周波数
１４０１、１５０１ ヘッダ部
１４０２、１５０２ データ部
１４１１、１５１１ 宛先ＩＤ
１４１２、１５１２ 送信元ＩＤ
１６０１、２８０１、４３０２、４４０３ 通信統合レーダ装置
１６０２、１６０４、２８０２、３３０１、３８０３、３８０４、４３０４、４４０５、４４３１、４４３２ アクティブターゲット装置
１６０３、１６０５ 速度計
２６０１、２７０１ 受信レベル検出回路
２６０２、２７０２ 閾値判定回路
２８０３ 列車
２８０４ 停車場信号機
３８０１、３８０２ 車両
３８０５ 安全柵
３８０６、３８０７、３８０８ ドア
４３０１ 船舶
４３０３ 岸壁
４３０５ 通信エリア
４４０１ ゲート
４４０２ 監視装置
４４０４ 反射板
４４１１ 予告エリア
４４１２ アクティブターゲット装置非携帯者検出エリア
４４１３ ゲート・コントロール・エリア
４４２１、４４２２、４４２３ 人物
４６０１ 音声アプリケーション部
４６０２ 音声データ部
４６０３ スピーカ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自局を指定する局識別情報を受信したときに自局の局識別情報を変化させるアクティブターゲット装置が使用する局識別情報を含むデータを送信レーダ波に入力する変調手段と、
前記アクティブターゲット装置に向けて前記送信レーダ波を送信する送信手段と、
前記アクティブターゲット装置から折り返し送信されたレーダ波を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信したレーダ波に示される局識別情報を、前回受信した局識別情報と比較し、局識別情報が変化していれば正常であると判断する制御手段と
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項１】
自局を指定する局識別情報を受信したときに自局の局識別情報を変化させるアクティブターゲット装置が使用する局識別情報を含むデータを送信レーダ波に入力する変調手段と、
前記アクティブターゲット装置に向けて前記送信レーダ波を送信する送信手段と、
前記アクティブターゲット装置から折り返し送信されたレーダ波を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信したレーダ波に示される局識別情報を、前回受信した局識別情報と比較し、局識別情報が変化していれば正常であると判断する制御手段と
を有することを特徴とするレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【公開番号】特開２００９−１２２１２９（Ｐ２００９−１２２１２９Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５９１５８（Ｐ２００９−５９１５８）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【分割の表示】特願２００６−１９３６１６（Ｐ２００６−１９３６１６）の分割
【原出願日】平成１５年６月２６日（２００３．６．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【分割の表示】特願２００６−１９３６１６（Ｐ２００６−１９３６１６）の分割
【原出願日】平成１５年６月２６日（２００３．６．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]