説明

レーダ装置

【課題】 近距離領域から長距離領域までに存在する物体を精度よく検知可能なパルスレーダ装置を提供すること。
【解決手段】 パルスレーダ装置1において、近距離モードの間、発振器12は、一定の周波数を有する搬送波を生成し、パルス生成部13は、相対的にパルス幅の短い第1のパルスを繰り返し生成し、変調部14は、第1のパルスで搬送波を変調して第1の高周波パルスを生成する。また、長距離モードの間、発振器12は、低周波数及び高周波数の間で掃引されたチャープ信号を生成し、パルス生成部13は、相対的にパルス幅の長い第2のパルスを生成し、さらに、変調部14は、第2のパルスでチャープ信号を変調して第2の高周波パルスを生成する。送信用アンテナは、以上のような第1の高周波パルス及び第2の高周波パルスを空間に送出する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーダ装置に関し、より特定的には、自身が送出した高周波信号の反射波を受信し処理することで、周囲の物体までの距離を検出するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
周知のレーダ装置の一つとして、いわゆるパルスレーダ装置がある。パルスレーダ装置は、まず、パルス化された高周波信号(以下、高周波パルス信号と称する)を空間に送出する。その後、パルスレーダ装置は、物体からの反射パルス信号を受信し、高周波パルスが送信されてから反射パルス信号が受信されるまでの時間に基づいて、物体までの距離を求める。パルスレーダ装置の利点としては、互いに異なる距離に位置する複数の物体を検出可能な点が挙げられる。
【0003】
このようなパレスレーダ装置の性能を示すパラメータのうち、距離分解能Rres 、つまり同じスキャン方向にある二つの物体を分離して確認できる最小距離差に関しては、概ねパルス幅τに比例し、次式(1)で表される。
Rres =c・τ/2 …(1)
ここで、cは光速である。
【0004】
さらに、測定される距離の精度に関しても、使用する基準クロックの精度及び/又は処理器の演算精度に大きく依存するが、パルスレーダ装置の場合は、やはりパルス幅τにも大きく依存する。
【0005】
また、高周波パルス信号の送出用のアンテナと、反射パルス信号の受信用のアンテナとを共用した場合、測距可能な最小距離は、高周波パルス信号が出始めてから、送受信切り替え器の動作が受信状態になるまでの時間で決定され、概ねパルス幅τと同じになる。
【0006】
近年、パルス幅を極めて短くすることによって、近距離領域の物体との距離を高い精度かつ高い分解能で計測する近距離レーダ装置(ショートレンジレーダ)のニーズが高まっており、米国においては自動車用として法制化もなされている。
【0007】
一方、最大探知距離を増大させるためには、大きなエネルギーが必要となるため、パルス幅を長くする必要がある。この場合、基礎となるパルス信号を、周波数が一定の搬送波で変調するのではなく、様々な方法で変調するパルスレーダ装置が提案されている。代表的なものとしては、周波数が掃引された搬送波(チャープ信号)でパルス信号を変調するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、チャープ信号を用い、パルスコンプレション受信機を付加し、物体からの反射信号を受信する際、分散型遅延線フィルタを介してパルス圧縮することで受信信号のS/N比(Signal to Noise Ratio)を改善し、探知距離の増大を図るようにした構成となっている。
【特許文献1】特開2001−116839号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、近距離レーダ装置では、測距可能な最小距離を短くするために、パルス幅が短く設定されるので、送信される高周波パルス信号の周波数帯域が広がってしまう。このような周波数帯域の広がりにより、他の無線システムとの干渉が起こってしまう可能性があるので、近距離レーダ装置の送信出力は法規制上低く抑えられている。その結果、近距離レーダ装置では、最大検知距離が小さくなってしまい、遠距離領域の物体を検知できないという問題点がある。
【0009】
一方、上記公報に開示されたパルス圧縮型レーダ装置は、パルス圧縮の効果により、パルス幅を長くすればするほど、より長距離領域の物体を検知することが可能となる。しかしながら、パルス圧縮型レーダ装置は、送出される高周波パルス信号のレプリカと、物体からの反射パルス信号との相関をとる。正確な相関処理のためには、物体からの反射パルス信号の周波数は、送出される高周波パルス信号の周波数と同様に変化する必要がある。しかしながら、実際の反射パルス信号ではパルス圧縮後の波形が乱れてしまうので、検知すべき距離の精度が低下し、パルス圧縮型レーダ装置では、正確で細かい分解能が要求される短い距離における物体検知には、不向きであるという問題がある。
【0010】
それ故に、本発明の目的は、近距離領域から長距離領域までに存在する物体を精度よく検知可能なパルスレーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するために、本発明の一局面は、自身が送出した高周波信号の反射波を受信し処理することで、周囲の物体までの距離を検出するレーダ装置であって、近距離モード及び長距離モードのいずれかを指定するモード指定部と、モード指定部が近距離モードを指定している間、相対的にパルス幅の短い第1のパルスを繰り返し生成し、モード指定部が長距離モードを指定している間、相対的にパルス幅の長い第2のパルスを生成するパルス生成部と、モード指定部が近距離モードを指定している間、一定の周波数を有する搬送波を生成し、モード指定部が長距離モードを指定している間、周波数が低いものと高いものとの間で掃引されたチャープ信号を生成する発振器と、モード指定部が近距離モードを指定している間、パルス生成部で生成された第1のパルスで、発振器で生成された搬送波を変調して第1の高周波パルスを生成し、モード指定部が長距離モードを指定している間、パルス生成部で生成された第2のパルスで、発振器で生成されたチャープ信号を変調して第2の高周波パルスを生成する変調部と、モード指定部が近距離モードを指定している間、変調部で生成された第1の高周波パルスを空間に送出し、モード指定部が長距離モードを指定している間、変調部で変調された第2の高周波パルスを空間に送出する送信用アンテナとを備える。
【0012】
また、好ましくは、レーダ装置は、モード指定部が近距離モードを指定している間、変調部で生成された第1の高周波パルスに基づいて、第1のレプリカパルスを生成し、モード指定部が長距離モードを指定している間、変調部で生成された第2の高周波パルスに基づいて第2のレプリカパルスを生成する遅延回路と、送信用アンテナから送出された第1の高周波パルス又は第2の高周波パルスが物体に当たって反射した第1の反射パルス又は第2の反射パルスを受信する受信用アンテナと、モード指定部が近距離モードを指定している間、遅延回路で生成された第1のレプリカパルスと、受信用アンテナにより受信された第1の反射パルスとの相関をとって第1の相関信号を出力し、モード指定部が長距離モードを指定している間、遅延回路で生成された第2のレプリカパルスと、受信用アンテナにより受信された第2の反射パルスとの相関をとって第2の相関信号を出力する相関器と、相関器から出力された第1又は第2の相関信号を検波して、近距離レンジに物体が存在することを示す第1の検出結果、又は長距離レンジに物体が存在することを示す第2の検出結果を出力する検波器と、検波器から出力された第1又は第2の検出結果に基づいて、物体までの距離を求める演算部と、演算部により求められた距離を表す情報をユーザに出力する出力部とをさらに備える。ここで、遅延回路は、モード指定部が長距離モードを指定している間、パルス生成部により生成される第1のパルスの繰り返し周期に相当する時間帯には、第2のレプリカパルスを生成しない。
【0013】
また、好ましくは、レーダ装置は、近距離モードの最中に近距離レンジに物体が検知されたか否かを示す情報、又は、長距離モードの最中に長距離レンジに物体が検知されたか否かを示す情報を格納する結果情報格納部をさらに備え、モード指定部は、結果情報格納部に格納される情報に基づいて、近距離モード及び長距離モードのいずれかを指定する。
【0014】
また、好ましくは、レーダ装置は、車両の現状を示す状態情報を定期的に取得する車両情報取得部をさらに備え、モード指定部は、車両情報取得部により取得される車両情報に基づいて、近距離モード及び長距離モードのいずれかを指定する。
【0015】
また、例示的には、パルス生成部は、第1の繰り返し周期で第1のパルスを生成し、前記第1の繰り返し周期よりも長い第2の繰り返し周期で第2のパルスを生成する。代替的に、パルス生成部は、ランダムな時間間隔で第1及び第2のパルスを生成する。
【発明の効果】
【0016】
以上のように、本パルスレーダ装置によれば、近距離モードの間、相対的に短いパルス幅の第1のパルスで一定周波数の搬送波が変調された第1の高周波パルスが空間に送出され、長距離モードの間、相対的に長いパルス幅の第2のパルスで、周波数が掃引されたチャープ信号が変調された第2の高周波パルスが空間に送出される。このような近距離モード及び長距離モードがモード指定部により切り替えられる。これによって、パルスレーダ装置単体で、近距離領域から長距離領域までに存在する物体を精度よく検知することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
(実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係るパルスレーダ装置1の構成を示すブロック図である。図1において、パルスレーダ装置1は、制御部11と、発振器12と、パルス生成部13と、変調部14と、フィルタ15と、アンプ16と、送信用アンテナ17と、遅延回路18と、受信用アンテナ19と、低雑音アンプ(以下、LNA(Low Noise Amplifier)と称する)20と、フィルタ21と、相関器22と、検波器23と、演算部24と、出力部25とを備えている。
【0018】
制御部11は、本パルスレーダ装置1の構成各部を制御するために、少なくとも、モード指定部111と、発振周波数指定部112と、タイミング指定部113と、パルス幅指定部114と、遅延時間指定部115とを含む。
【0019】
モード指定部111は、図2に示すようなモード指定信号Smodeを生成し、発振周波数指定部112、タイミング指定部113、パルス幅指定部114及び遅延時間指定部115に出力する。モード指定信号Smodeは、本パルスレーダ装置1が近距離モードMaで動作するか、長距離モードMbで動作するかを示す。本実施形態では、近距離モードMaと、長距離モードMbとは交互に現れる。ここで、以下の説明では、近距離モードMaの時間区間の長さをPaとし、長距離モードMbの時間区間の長さをPbとする。さらに、近距離モードMa及び長距離モードMbの組み合わせを単位サイクルUCと称する。
【0020】
再度図1において、発振周波数指定部112は、入力モード信号Smodeに従って、発振器12の発振周波数を示す周波数制御信号Sfreqを生成し、発振器12に出力する。周波数制御信号Sfreqは、入力モード信号Smodeが近距離モードMaを示している間、発振器12の発振周波数を実質的に一定にするよう指示するための信号であり、逆に、長距離モードMbを示している間、その発振周波数を低周波数から高周波数まで掃引するよう指示するための信号である。
【0021】
タイミング指定部113は、入力モード信号Smodeに従って、パルス生成部13で生成されるパルスの繰り返し周期を示すタイミング信号Sclk を生成し出力する。タイミング信号Sclk は、図2に示すように、入力モード信号Smodeが近距離モードMaを示している間、相対的に短い繰り返し周期Taを示し、逆に、長距離モードMbを示している間、相対的に長い繰り返し周期Tbを示す。ここで、Taは、近距離モードMaにおける、本パルスレーダ装置1の最大検知距離に基づいて決定される。最大検知距離が約10メートルであれば、Taは例示的に67ナノ秒と設定される。また、Tbは、遠距離モードにおける最大検知距離に基づいて決定され、少なくともTaよりも大きな値に選ばれる。また、1回の近距離モードMaにおける繰り返し周期Taの総数、及び1回の長距離モードMbにおける繰り返し周期Tbの総数はそれぞれ予め定められる。
【0022】
また、パルス幅指定部114は、入力モード信号Smodeに従って、パルス生成部13で生成されるパルスのパルス幅を示すパルス幅指定信号Swidth を生成し、パルス生成部13に出力する。パルス幅指定信号Swidth は、近距離モードMaの間、相対的に短いパルス幅τaを示し、逆に、長距離モードMbの間、相対的に長いパルス幅τbを示す。ここで、τaは、できるだけ小さい値に選ばれることが好ましく、また、τbは、最大検知距離を大きくとるには大きなエネルギーが必要となるため、少なくともτaよりも大きな値に選ばれる。
【0023】
遅延時間指定部115は、入力モード信号Smodeに従って、遅延回路18が変調部14の出力信号に対して与える遅延の量を指定するための遅延時間指定信号Sdelay を生成し出力する。
【0024】
具体的には、遅延時間指定部115は、図2に示すように、近距離モードMaにおいて各繰り返し周期Taの開始後、i×ΔTaの時間が経過すると1個のクロックを発生し、このようなクロックに従って第1のレプリカパルスFRP(詳細は後述)を出力するよう指示する。ここで、iは、各近距離モードMaの開始から起算して、何個目のクロックが入力されたかを示す自然数であり、1からIまでの自然数である。また、ΔTaは、本パルスレーダ装置1の設計仕様により定められ、好ましくは、距離分解能(解像度)を上げる観点から、できるだけ小さな値に設定される。また、ΔTaは、Ta/I以下となる。さらに、Iは、1回の近距離モードにおける遅延時間指定信号Sdelay に含まれるクロックの総数である。
【0025】
また、遅延時間指定部115は、長距離モードMbにおいて各繰り返し周期Tbの間、図2に示すように、繰り返し周期Tbの開始から時間I×ΔTaだけ経過した後に、j×ΔTbの時間が経過すると1個のクロックを発生する。このようなクロックに従って第2のレプリカパルスSRP(詳細は後述)を出力するように、遅延時間指定部115は遅延回路18に指示する。ここで、ここで、jは、各長距離モードMbの開始から起算して、何個目のクロックが入力されたかを示す自然数であり、1からJまでの自然数である。ΔTbは、ΔTaと同様に設計仕様に基づいて定められ、好ましくは、解像度を上げる観点から、できるだけ小さな値に設定される。また、ΔTbは、(Tb−I×ΔTa)/J以下となる。さらに、Jは、1回の長距離モードにおける遅延時間指定信号Sdelay に含まれるクロックの総数である。なお、本実施形態では、1回の長距離モードにおいて、タイミング信号Sclk に含まれるクロックの総数と、遅延時間指定信号Sdelay に含まれるクロックの総数とは同じになる。
【0026】
また、詳細は後述するが、このように、繰り返し周期Tbの開始から時間I×ΔTaの間にクロックを発生しないようにすることで、本パルスレーダ装置1は、長距離モードMbにおいて、近距離レンジに存在しうる物体を検知しないようにしている。なお、以下の説明では、繰り返し周期Tbの開始から時間I×ΔTaまでの時間帯を不感帯と称する。
【0027】
遅延時間指定部115は、以上のようなクロックで表される時間波形を有するものを遅延時間指定信号Sdelay として出力する。また、遅延時間指定信号Sdelay は、検波器23の動作のタイミングを指定するために検波器23にも与えられる。
【0028】
次に、発振器12は、発振周波数指定部112から出力された周波数制御信号Sfreqに従って発振して、高周波信号HSを生成し変調部14に出力する。具体的には、発振器12は、入力周波数制御信号Sfreqが一定周波数を示している間、一定の高周波数を有する電気信号を高周波信号HSとして出力する。それに対して、入力周波数制御信号Sfreqが、周波数を掃引することを示している間、掃引された周波数を有するチャープ信号を高周波信号HSとして出力する。
【0029】
パルス生成部13は、タイミング指定部113からのタイミング信号Sclk 及びパルス幅指定部114からのパルス幅指定信号Swidth に従って、パルス信号PSを生成し出力する。具体的には、パルス生成部13は、図2に示すように、近距離モードMaの間、パルス幅がτaで、繰り返し周期がTaの第1のパルスFPを生成し、長距離モードMbの間、パルス幅がτbで、繰り返し周期がTbの第2のパルスSPを生成する。よって、パルス生成部13は、単位サイクルあたり、I個の第1のパルスFPと、J個の第2のパルスSPとを含むパルス信号PSを出力する。
【0030】
変調部14は、発振器12からの高周波信号HSを、パルス生成部13からのパルス信号PSで変調して、高周波パルス信号PHSを生成し出力する。このような高周波パルス信号PHSの時間波形には、図2に示すように、近距離モードMaの間、パルス幅τaに相当する時間帯に一定周波数を有する第1の高周波パルスFHP(図示は最初のもののみ)が繰り返し周期Ta毎に現れ、長距離モードMbの間、パルス幅τbに相当する時間帯に、周波数が掃引され、繰り返し周期がTbの第2の高周波パルスSHP(図示は最初のもののみ)が現れる。以上のような高周波パルス信号PHSは、HPF15及び遅延回路18に出力される。
【0031】
遅延回路18は、遅延時間指定部115から出力された遅延時間指定信号Sdelay に従って、入力された高周波パルス信号PHSに遅延量を与えて、高周波パルス信号PHSのレプリカパルス信号RPSを生成し相関器22に出力する。
【0032】
具体的には、図3に示すように、遅延回路18は、近距離モードMaにおいては、繰り返し周期Taの間、遅延時間指定信号Sdelay を構成するクロックが与えられるとすぐに、今回入力された第1の高周波パルスFHP(点線で示されるもの)のレプリカ(以降、第1のレプリカパルス)FRPを生成し相関器22に出力する。つまり、第1のレプリカパルスFRPは、今回の繰り返し周期Taが始まってからi×ΔTaの時間毎に出力される。
【0033】
また、遅延回路18は、長距離モードMbにおいては、繰り返し周期Tbの間に遅延時間指定信号Sdelay を構成するクロックが与えられるとすぐに、今回入力された第2の高周波パルスSHP(点線で示されるもの)のレプリカ(以降、第2のレプリカパルス)SRPを生成し相関器22に出力する。つまり、第2のレプリカパルスSRPは、不感帯I×ΔTaの経過後、時間j×ΔTb毎に出力される。
【0034】
遅延回路18は、以上のような方法で、各単位サイクルUCの間、I個の第1のレプリカパルスFRPと、J個の第2のレプリカパルスSRPから構成されるレプリカパルス信号RPSを生成し、相関器22に出力する。
【0035】
また、上述のように、高周波パルス信号PHSは、フィルタ15にも出力される。高周波パルス信号PHSは、フィルタ15により不要な周波数成分を除去された後、アンプ16により増幅され、送信アンテナ17から空間に送出される。図3には、参考のために、このような高周波パルス信号PHSの時間波形も、レプリカパルス信号RPSの真下に描かれている。
【0036】
以上のようにして送出された高周波パルス信号PHSは、もし、互いに同じ時刻に、近距離レンジに物体Aが存在し、遠距離レンジに物体Bが存在する場合には、それぞれに反射することになる。より具体的には、時間帯Paでは、低エネルギーの第1の高周波パルスFHPが送出されているので、遠距離範囲まで第1の高周波パルスFHPは届かない。それゆえ、受信アンテナ19は、時間帯Paでは、第1の高周波パルスFHPを送出するたびに、物体Aからの反射パルスrPaのみを受信する。それに対して、時間帯Pbでは、高エネルギーの第2の高周波パルスSHPが送出されているので、第2の高周波パルスSHPは、上記物体A及び物体Bの双方に当たって反射する。それ故、受信アンテナ19は、時間帯Pbでは、第2の高周波パルスSHPを送出するたびに、物体Aからの反射パルスrPa’と、物体Bからの反射パルスrPbとを受信する。従って、上述ような場合には、受信アンテナ19の出力信号(以下、反射パルス信号と称する)rPSは、図3の高周波パルス信号PHSの真下に描かれるような波形になる。
【0037】
以上のような反射パルス信号rPSは、受信アンテナ19により受信された後、LNA20により増幅され、フィルタ21により不要な周波数成分を除去された後、相関器22に入力される。
【0038】
相関器22は、遅延回路18から出力されるレプリカパルス信号RPSと、フィルタ21から出力される反射パルス信号rPSとの相関を取り、相関信号CSを生成し検波器23に出力する。相関信号CSの時間波形は、近距離モードMaの間に反射パルス信号rPS及びレプリカパルス信号RPSの相関が取れた場合、パルス波形を持つ。それに対して、相関信号CSの時間波形は、長距離モードMbの間に相関が取れた場合、パルス圧縮された波形を有する。つまり、相関信号CSには鋭いピークが現れる。
【0039】
ここで、図3において、反射パルスrPa及びrPa’はそれぞれ、第1の高周波パルスFHP及び第2の高周波パルスSHPの送出後、時間τ1が経過した時に受信され、反射パルスrPbは、第2の高周波パルスSHPの送出後、時間τ2が経過した時に受信されたとする。また、τ1は、2×ΔTaと実質的に等しいと仮定する。このような仮定下では、図3に示すように、2回目の繰り返し周期Taで生成された第1のレプリカパルスFRPと、反射パルスrPaとがほぼ同時に相関器22に入力されるため、近距離モードにおいて、相関器22は、パルス波形を有する相関信号CSを出力する。しかしながら、それ以外のタイミングでは、相関は取れないので、相関機22は実質的に何も出力しない。
【0040】
また、τ2は、時間I×ΔTa+2×ΔTb)と実質的に等しいと仮定する。このような仮定下では、図3に示すように、2回目の繰り返し周期Tbで生成された第2のレプリカパルスSRPと、反射パルスrPbとがほぼ同時に相関器22に入力されるため、相関器22は、図示したような鋭いピークPKbを有する相関信号CSを出力する。なお、長距離モードMbの開始後、不感帯I×ΔTaが経過するまでは、遅延時間指定部115からクロックが与えられないので、この間にたとえ反射パルスrPa’が相関器22に入力されたとしても、相関信号CSに鋭いピークは現れない。このように、不感帯I×ΔTaを設けることにより、長距離モードMbにおいて、近距離レンジに存在する物体Aを検出することが防止される。
【0041】
また、検波器23は、入力された遅延時間指定信号Sdelay を構成する各クロックに応答して動作する。具体的には、検波器23は、動作開始とともに相関器22から出力された相関信号CSを検波して、ピークが立っているか否かを示す検波結果DSを生成し、演算処理部24に出力する。演算部24は、周知の方法に基づいて、本パルスレーダ装置1から検出された物体までの距離Dを算出する。出力部25は、演算部24で算出された距離Dをユーザに提供する。
【0042】
次に、図4のフローチャートを参照して、図1に示すパルスレーダ装置1の動作について詳しく説明する。図4において、まず、モード指定部111は、近距離モードMaを示すモード指定信号Smode(図2を参照)を生成し、発振周波数指定部112、タイミング指定部113、パルス幅指定部114及び遅延時間指定部115に出力する(ステップS1)。
【0043】
発振周波数指定部112は、今回のモード指定信号Smodeに応答して、発振器12の発振周波数を一定にするための周波数制御信号Sfreqを生成し、発振器12に出力する(ステップS2)。
【0044】
また、タイミング指定部113は、今回のモード信号Smodeに応答して、相対的に短い繰り返し周期Taを示すタイミング信号Sclk (図2を参照)をパルス生成部13に出力する(ステップS3)。
【0045】
また、パルス幅指定部114は、今回のモード信号Smodeに応答して、相対的に短いパルス幅τaを示すパルス幅指定信号Swidth をパルス生成部13に出力する(ステップS4)。
【0046】
さらに、遅延時間指定部115は、今回のモード信号Smodeに応答して、i回目の繰り返し周期Taの開始後、i×ΔTaの時間が経過するたびに、1個のクロックを生成し、これによって、第1のレプリカパルスFRPの出力タイミングを示す遅延時間指定信号Sdelay (図2を参照)を遅延回路18に出力する。また、遅延時間指定回路Sdelay は、検波器23の動作タイミングを制御するために、検波器23にも出力される(ステップS5)。
【0047】
以上のような設定が終了すると、本パルスレーダ装置1は、近距離モードMaの間中、上述のようにして、近距離レンジに存在する物体を検知して、検知された物体の距離を示す情報をユーザに提供する(ステップS6)。
【0048】
このような近距離モードMaの処理が終了すると、モード指定部111は、長距離モードMbを示すモード指定信号Smode(図2を参照)を生成し、発振周波数指定部112、タイミング指定部113、パルス幅指定部114及び遅延時間指定部115に出力する(ステップS7)。
【0049】
発振周波数指定部112は、今回のモード指定信号Smodeに応答して、発振器12の発振周波数を掃引するための周波数制御信号Sfreqを生成し、発振器12に出力する(ステップS8)。
【0050】
また、タイミング指定部113は、今回のモード信号Smodeに応答して、相対的に長い繰り返し周期Tbを示すタイミング信号Sclk (図2を参照)をパルス生成部13に出力する(ステップS9)。
【0051】
また、パルス幅指定部114は、今回のモード信号Smodeに応答して、相対的に長いパルス幅τbを示すパルス幅指定信号Swidth をパルス生成部13に出力する(ステップS10)。
【0052】
さらに、遅延時間指定部115は、今回のモード信号Smodeに応答して、j回目の繰り返し周期Taの開始後、不感帯I×ΔTaの間待機した後、j×ΔTbの時間が経過するたびに、1個のクロックを生成し、ΔTbが経過するたびに1個のクロックを発生し、これによって、第2のレプリカパルスSRPを出力するタイミングを示す遅延時間指定信号Sdelay (図2を参照)を、遅延回路18に出力する。また、遅延時間指定回路Sdelay は、検波器23の動作タイミングを制御するために、検波器23にも出力される(ステップS11)。
【0053】
以上のような設定が終了すると、本パルスレーダ装置1は、長距離モードMbの間中、上述のようにして、長距離レンジに存在する物体を検知して、検知された物体の距離を示す情報をユーザに提供する(ステップS12)。
【0054】
以上説明したように、本パルスレーダ装置1によれば、モード指定部111は、近距離モードMa及び長距離モードMbを指定する。近距離モードMaの間、発振周波数指定部112は、発振器12の発振周波数を一定に制御し、タイミング指定部113は、パルス生成部13が生成すべきパルスの繰り返し周期を短く設定し、パルス幅指定部114は、パルス生成部13が生成するパルスの幅を短く設定し、近距離レンジの物体を検知するのに適切な高周波パルス信号PHSが生成される。また、長距離モードMbの間、発振周波数指定部112は、発振器12の発振周波数を掃引するよう制御し、タイミング指定部113は、パルス生成部13が生成すべきパルスの繰り返し周期を長く設定し、パルス幅指定部114は、パルス生成部13が生成するパルスの幅を長く設定し、長距離モードMbの間、長距離レンジの物体を検知するのに適切な高周波パルス信号PHSが生成される。これによって、本パルスレーダ装置1単体で、近距離領域から長距離領域までに存在する物体を精度よく検知することが可能となる。
【0055】
また、本パルスレーダ装置1の長距離モードにおいて、遅延回路18は、第2の高周波パルスSHPが与えられてから、不感帯I×ΔTaが経過するまで、第2のレプリカパルスSRPを生成しない。これによって、長距離モードにおいて、近距離レンジに存在する物体からの反射パルスrPa’が返ってきたとしても、相関器22は相関を取ることができない。つまり、本パルスレーダ装置1によれば、近距離レンジ向きの第1の高周波パルスFHPを使って近距離レンジの物体を検知し、長距離レンジ向きの第2の高周波パルスSHPを使って、近距離レンジの物体を検知しようとしないので、高精度に物体を検知することが可能となる。
【0056】
また、以上の説明では、遅延時間指定部15は、近距離モードMaにおいて各繰り返し周期Taの開始後、i×ΔTaの時間が経過すると1個のクロックを発生していた(図2を参照)。しかし、これに限らず、遅延時間指定部15は、近距離モードMaにおいて、繰り返し周期Taの開始後、時間ΔTaの間隔でクロックを繰り返し発生しても構わない。また、同様に、遅延時間指定部15は、長距離モードMbにおいて各繰り返し周期Tbの開始後、時間ΔTbの間隔でクロックを繰り返し発生するようにしても構わない。
【0057】
また、以上の説明では、近距離モードMaにおいて、各繰り返し周期Taの開始後、i×ΔTaの時間が経過すると1個のクロックを発生し、時間Paの間に全部でI個パルスを送出して、物体を検知していたが、Paを複数回(Na回)繰り返すことにより、演算部24においては、検波器23からの信号をNa回積分した信号で物体検知処理をし、物体検知精度を向上してもよい。同様に、遠距離モードMbにおいて、各繰り返し周期Tbの開始後、時間Pbの間に全部でJ個パルスを送出して、物体を検知していたが、Pbを複数回(Nb回)繰り返すことにより、演算部24においては、検波器23からの信号をNb回積分した信号で物体検知処理をし、物体検知精度を向上してもよい。上記の内容は、単位サイクルUCを複数回繰り返すことも同様である。
【0058】
(第1の変形例)
図5は、本発明の第1の変形例に係るパルスレーダ装置1aの構成を示すブロック図である。図5において、パルスレーダ装置1aは、図1に示すパルスレーダ装置1と比較すると、検出結果格納部26をさらに備える点で相違する。両パルスレーダ装置1及び1aの間に、それ以外に構成面での相違点は無い。それ故、図5において、図1に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【0059】
結果情報格納部26は、近距離モードMaの最中に、近距離レンジに物体が検知されたか否かを示す情報(以下、検出フラグと称する)を格納する。なお、以下では、説明の便宜上、検出フラグとしての「1」は、近距離レンジに物体が検出されたことを示し、「0」はそうでないことを示すと仮定する。
【0060】
次に、図6のフローチャートを参照して、図5に示すパルスレーダ装置1aの動作について詳しく説明する。なお、図6は、図4と比較すると、ステップS13−S15をさらに含む点で相違する。それ以外に、両フローチャートの間に相違点は無い。それ故、図6において、図4に示すステップに相当するものには同一のステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。
【0061】
図6において、パルスレーダ装置1aがステップS1−S6を実行した後、演算部24は、近距離モードMaにおいて物体を検出すると(ステップS13でYes)、結果情報格納部26に保持されている検出フラグを「1」に更新する(ステップS14)。
【0062】
また、演算部24が近距離モードMaにおいて物体を検出しなかった場合(ステップS13でNo)、又は、ステップS14の後、モード指定部111は、結果情報格納部26内の検出フラグが「1」か否かを判断する(ステップS15)。
【0063】
Yesと判断した場合、モード指定部111は、ステップS1を行うが、Noと判断した場合、ステップS7を行う。
【0064】
以上、説明したように、本パルスレーダ1aによれば、近距離モードMaにおいて、物体が検出された場合、近距離モードMaが続くことになる。これによって、ユーザは、近距離レンジにある物体を出力部25上で確認し続けることが可能となる。
【0065】
なお、上述とは逆に、結果情報格納部26は、長距離モードMbの最中に、長距離レンジに物体が検知されたか否かを示す情報を格納し、モード指定部111は、ステップS15において、Yesと判断した場合、ステップS7を行うようにしても構わない。
【0066】
(第2の変形例)
図7は、本発明の第2の変形例に係るパルスレーダ装置1bの構成を示すブロック図である。図7において、パルスレーダ装置1bは、図1に示すパルスレーダ装置1と比較すると、車両情報格納部27をさらに備える点で相違する。両パルスレーダ装置1及び1bの間には、それ以外に構成面での相違点は無い。それ故、図7において、図1に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【0067】
車両情報取得部27は、本パルスレーダ装置1bが設置される典型例である車両の現状を示す状態情報を定期的に取得する。状態情報とは、車両の移動速度、操舵角、角速度又はシフト位置が典型的である。
【0068】
次に、図8のフローチャートを参照して、図7に示すパルスレーダ装置1bの動作について詳しく説明する。なお、図8は、図4と比較すると、ステップS16−18をさらに含む点で相違する。それ以外に両フローチャートの間に相違点は無い。それ故、図8におおいて、図4に示すステップに相当するものには同一のステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。
【0069】
図8において、パルスレーダ装置1bがステップS1−S6を実行した後、車両情報取得部27は、状態情報の一つである車両の移動速度を取得し、モード指定部111に渡す(ステップS16)。
【0070】
次に、モード指定部111は、今回受け取った移動速度が予め定められた基準値以下か否かを判断する(ステップS17)。本変形例の説明では、基準値は、車両が低速走行しているとみなすことが可能な値であり、例示的には20km/hである。
【0071】
Yesと判断した場合、モード指定部111は、ステップS1を行うが、Noと判断した場合、ステップS7を行う。
【0072】
一般的に、車両が低速で移動している場合(例えば、駐車時)、ユーザは、近距離レンジの物体に関心がある。そこで、本パルスレーダ1bによれば、近距離モードMaの実行後、車両が低速移動している場合には、近距離モードMaが続くことになる。これによって、ユーザは、近距離レンジにある物体を出力部25上で確認し続けることが可能となる。
【0073】
なお、上述とは逆に、モード指定部111は、長距離モードMbが終わった後、車両情報取得部27から得られた移動速度が高速とみなせると判断した場合、ステップS7を行うようにしても構わない。
【0074】
また、他にも、状態情報が操舵角又は角速度の場合、モード指定部111は、近距離モードMaの実行後、車両情報取得部27から得られる操舵角又は角速度が大きいと判断した場合、ステップS1を行っても構わない。一般的に、車両が旋回している場合、ユーザは、近距離レンジの物体に関心が高いと想定できる。そこで、上述のように処理することで、車両が旋回している間、本パルスレーダ装置1bでは、近距離モードMaが続く。これによって、ユーザは、車両の旋回時、自分の望む通り、近距離レンジにある物体を出力部25上で確認し続けることが可能となる。
【0075】
また、他にも、状態情報がシフト位置の場合、モード指定部111は、近距離モードMaの実行後、車両情報取得部27から得られるシフト位置がリバースと判断した場合、ステップS1を行っても構わない。一般的に、車両が後退中、ユーザは、近距離レンジの物体に関心が高いと想定できる。そこで、上述のように処理することで、車両が旋回している間、本パルスレーダ装置1bでは、近距離モードMaが続く。これによって、ユーザは、車両の後退時、自分の望む通り、近距離レンジにある物体を出力部25上で確認し続けることが可能となる。同様に、シフト位置がローの場合にも、近距離モードMaが続くように、本パルスレーダ装置1bは設計されても構わない。
【0076】
ところで、上記実施形態では、タイミング指定部114は、図2に示すように、近距離モードMaにおいて繰り返し周期Ta毎にクロックを発生し、さらに、長距離モードMbにおいて繰り返し周期Tb毎にクロックを発生していた。しかし、これに限らず、以下の第3又は第4の変形例で説明するようにクロックは生成されても構わない。
【0077】
(第3の変形例)
図9は、本発明の第3の変形例に係るパルスレーダ装置1cの構成を示すブロック図である。図9において、パルスレーダ装置1cの構成は、図1に示すパルスレーダ装置1の構成と比較すると、制御部11が、モード指定部111、タイミング指定部113及び遅延時間指定部115の代わりに、モード指定部111c、タイミング指定部113c及び遅延時間指定部115cを含む点で相違する。それ以外に、両パルスレーダ装置1及び1cの間に構成面について相違点は無い。それ故、図9において、図1に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【0078】
モード指定部111cは、図10に示すようなモード指定信号Smodeを生成し、発振周波数指定部112、タイミング指定部113c、パルス幅指定部114及び遅延時間指定部115cに出力する。モード指定信号Smodeは、本パルスレーダ装置1が近距離モードMaで動作するか、長距離モードMbで動作するかを示す。本実施形態では、近距離モードMaと、長距離モードMbとは交互に現れる。なお、以下の説明では、近距離モードMaの時間区間の長さをPa’とし、長距離モードMbの時間区間の長さをPb’とする。
【0079】
タイミング指定部113cは、入力モード信号Smodeに従って、パルス生成部13で生成されるパルスの送出タイミングを定義するタイミング信号Sclk ’を生成し出力する。具体的には、タイミング指定部113cは、近距離モードMaの間、第1の実施形態で説明した繰り返し周期Taが始まる直前に、PN(Pseudo Noise)符号を生成し、生成したPN符号に基づいて、クロックを今回の周期Taで出力するか否かを判断する。例えば、タイミング指定部113cは、今回のPN符号が「0」の場合、クロックを出力し、そうでない場合には、クロックを出力しないと判断する。また、タイミング指定部113cは、長距離モードMbの間、上述の繰り返し周期Tbが始まる直前に生成したPN符号に基づいて、クロックを今回の周期Tbで出力するか否かを判断する。以上のような処理の結果、タイミング信号Sclk ’は、図10に示すように、入力モード信号Smodeが近距離モードMaを示している間、及び長距離モードMbを示している間、時間軸上でランダムなクロックを含むことになる。以上のようなタイミング信号Sclk ’は、パルス生成部113及び遅延時間指定部115cに出力される。
【0080】
遅延時間指定部115cは、入力モード信号Smode及び入力タイミング信号Sclk ’に従って、遅延回路18が変調部14の出力信号に対して与える遅延の量を指定するための遅延時間指定信号Sdelay ’を生成し出力する。
【0081】
具体的には、遅延時間指定部115cは、近距離モードMaにおいてタイミング信号Sclk ’を構成するクロックの入力後、i×ΔTaの時間が経過すると1個のクロック(図10を参照)を発生し、このようなクロックに従って第1のレプリカパルスFRPを出力するよう遅延回路18に指示する。ここで、i及びΔTaは、前述の実施形態と同様にして定められる。
【0082】
さらに、遅延時間指定部115cは、長距離モードMbにおいてタイミング指定部113cからクロックが与えられると、それから時間I×ΔTaだけ経過した後に、j×ΔTbの時間が経過すると1個のクロックを発生する。このようなクロックに従って第2のレプリカパルスSRPを出力するように、遅延時間指定部115cは遅延回路18に指示する。ここで、本変形例でも、j及びΔTbは、前述の実施形態と同様にして定められる。
【0083】
遅延時間指定部115cは、以上のようなクロックで表される時間波形を有するものを遅延時間指定信号Sdelay ’として出力する。また、遅延時間指定信号Sdelay ’は、検波器23の動作のタイミングを指定するために検波器23にも与えられる。
【0084】
上記のように、制御部11は、前述の実施形態とは異なる構成を有するので、パルスレーダ装置1cに備わる他の要素は、構成面では前述の実施形態と同様であるが、処理面では前述の実施形態とは若干相違する。具体的には下記の通りである。
【0085】
まず、パルス生成部13は、タイミング指定部113からのタイミング信号Sclk ’及びパルス幅指定部114からのパルス幅指定信号Swidth に従って、パルス信号PSを生成し出力する。具体的には、パルス生成部13は、図10に示すように、入力タイミング信号Sclk ’を構成するクロックに応答して、近距離モードMaの間、パルス幅がτaの第1のパルスFPを生成し、長距離モードMbの間、パルス幅がτbの第2のパルスSPを生成する。
【0086】
また、変調部14は、発振器12からの高周波信号HSを、パルス生成部13からのパルス信号PSで変調して、高周波パルス信号PHSを生成し出力する。このような高周波パルス信号PHSの時間波形には、図10に示すように、近距離モードMaの間、パルス幅τaに相当する時間帯に一定周波数を有する第1の高周波パルスFHP(図示は最初のもののみ)が現れ、長距離モードMbの間、パルス幅τbに相当する時間帯に、周波数が掃引された第2の高周波パルスSHP(図示は最初のもののみ)が現れる。以上のような高周波パルス信号PHSは、HPF15及び遅延回路18に出力される。
【0087】
遅延回路18は、遅延時間指定部115から出力された遅延時間指定信号Sdelay ’に従って、入力された高周波パルス信号PHSに遅延量を与えて、高周波パルス信号PHSのレプリカパルス信号RPSを生成し相関器22に出力する。
【0088】
具体的には、遅延回路18は、近距離モードMaの間、遅延時間指定信号Sdelay ’を構成するクロックが与えられるとすぐに、今回入力された第1の高周波パルスFHP(点線で示されるもの)のレプリカ(以降、第1のレプリカパルスと称する)FRP(図11を参照)を生成し相関器22に出力する。また、遅延回路18は、長距離モードMbの間、遅延時間指定信号Sdelay ’を構成するクロックが与えられるとすぐに、今回入力された第2の高周波パルスSHP(点線で示されるもの)のレプリカ(以降、第2のレプリカパルスと称する)SRP(図11を参照)を生成し相関器22に出力する。
【0089】
また、上述のように、高周波パルス信号PHSは、フィルタ15にも出力される。高周波パルス信号PHSは、フィルタ15により不要な周波数成分を除去された後、アンプ16により増幅され、送信アンテナ17から空間に送出される。図11には、参考のために、このような高周波パルス信号PHSの時間波形も、レプリカパルス信号RPSの真下に描かれている。
【0090】
以上のことから、相関器22は、遅延時間指定信号Sdelay ’に基づいて生成されたレプリカパルス信号RPSを使って、受信アンテナ19の出力信号(反射パルス信号)rPSを処理することになる。
【0091】
ところで、受信アンテナ19は、指向性にもよるが、反射パルスrPa、rPbだけでなく、他のレーダ装置の送信アンテナ17から送出された第1の高周波パルスFHP及び第2の高周波パルスSHPを直接受信することもある。このような場合、相関器22は、反射波ではなく直接波に対して相関処理を行うことになる。このような相関処理は正しい処理とは言えない。
しかしながら、本変形例によれば、タイミング指定部113cは、近距離モードMa及び長距離モードMbにおいて、PN符号を使ってランダムなクロックから構成されるタイミング指定信号Sclk ’を生成し出力する。このようなタイミング指定信号Sclk ’に基づいて、高周波パルス信号PHSが生成される。従って、前述の実施形態とは異なり、他のレーダ装置では第1の高周波パルスFHP及び第2の高周波パルスSHPは、Ta及びTbの周期で必ずしも生成されない。このように非周期的な第1の高周波パルスFHP及び第2の高周波パルスSHPをパルスレーダ装置1cに適用し、周期Pa’、Pb’又は単位サイクルUCを繰り返して得られる相関器22から複数の結果を演算部23で加算処理することで、物体が存在する場合、移動物体であっても非常にわずかな時間であることからほとんど動かないと仮定することができることにより、送信高周波パルスFHP、SHPが送出された際に必ずその距離に応じた所定の時間後に反射パルスrPa、pRb(反射波)は戻ってくるのに対し、他のレーダ装置の送信アンテナ17から送出された高周波パルスFHP、SHPは必ずしもそうではないことにより、反射パルスrPa(反射波)と他のレーダ装置の送信アンテナ17から送出された高周波パルスFHP、SHP(直接波)を正確に区別することが可能となり、誤った検知処理を行わないようにすることが可能となる。
【0092】
(第4の変形例)
図12は、本発明の第4の変形例に係るパルスレーダ装置1dの構成を示すブロック図である。図12において、パルスレーダ装置1dの構成は、図1に示すパルスレーダ装置1の構成と比較すると、制御部11が、モード指定部111、タイミング指定部113及び遅延時間指定部115の代わりに、モード指定部111d、タイミング指定部113d及び遅延時間指定部115dを含む点で相違する。それ以外に、両パルスレーダ装置1及び1dの間に構成面について相違点は無い。それ故、図12において、図1に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【0093】
モード指定部111dは、図13に示すようなモード指定信号Smodeを生成し、発振周波数指定部112、タイミング指定部113d、パルス幅指定部114及び遅延時間指定部115dに出力する。モード指定信号Smodeは、本パルスレーダ装置1が近距離モードMaで動作するか、長距離モードMbで動作するかを示す。本実施形態では、近距離モードMaと、長距離モードMbとは交互に現れる。なお、以下の説明では、近距離モードMaの時間区間の長さをPa”とし、長距離モードMbの時間区間の長さをPb”とする。
【0094】
タイミング指定部113dは、入力モード信号Smodeに従って、パルス生成部13で生成されるパルスの送出タイミングを定義するタイミング信号Sclk ”を生成し出力する。具体的には、タイミング指定部113cは、近距離モードMaの間、互いに異なる時間間隔Ta1−TaIで、I個のクロックを生成し出力し、長距離モードMbの間、互いに異なる時間間隔Tb1−TbJで、J個のクロックを生成し送出する。このようなタイミング信号Sclk ”は、図13に示すようになり、パルス生成部113及び遅延時間指定部115dに出力される。
【0095】
遅延時間指定部115dは、入力モード信号Smode及び入力タイミング信号Sclk ”に従って、遅延回路18が変調部14の出力信号に対して与える遅延の量を指定するための遅延時間指定信号Sdelay ”を生成し出力する。
【0096】
具体的には、遅延時間指定部115dは、近距離モードMaにおいてタイミング信号Sclk ”を構成するクロックの入力後、i×ΔTaの時間が経過すると1個のクロック(図13を参照)を発生し、このようなクロックに従って第1のレプリカパルスFRPを出力するよう遅延回路18に指示する。ここで、i及びΔTaは、前述の実施形態と同様にして定められる。なお、I、ΔTa及びTaiの最小値は、I×ΔTa>Taiの最小値を満たす必要がある。
【0097】
さらに、遅延時間指定部115dは、長距離モードMbにおいてタイミング指定部113cからクロックが与えられると、それから時間I×ΔTaだけ経過した後さらにj×ΔTbの時間が経過すると1個のクロックを発生する。このようなクロックに従って第2のレプリカパルスSRPを出力するように、遅延時間指定部115dは遅延回路18に指示する。ここで、本変形例でも、j及びΔTbは、前述の実施形態と同様にして定められる。なお、J、ΔTb及びTbiの最小値は、I×ΔTa+J×ΔTb>Tbiの最小値を満たす必要がある。
【0098】
遅延時間指定部115dは、以上のようなクロックで表される時間波形を有するものを遅延時間指定信号Sdelay ”として出力する。また、遅延時間指定信号Sdelay ”は、検波器23の動作のタイミングを指定するために検波器23にも与えられる。
【0099】
上記のように、制御部11は、前述の実施形態とは異なる構成を有するので、パルスレーダ装置1dに備わる他の要素は、構成面では前述の実施形態と同様であるが、処理面では前述の実施形態とは若干相違する。具体的には下記の通りである。
【0100】
まず、パルス生成部13は、タイミング指定部113からのタイミング信号Sclk ”及びパルス幅指定部114からのパルス幅指定信号Swidth に従って、パルス信号PSを生成し出力する。具体的には、パルス生成部13は、図13に示すように、入力タイミング信号Sclk ”を構成するクロックに応答して、近距離モードMaの間、パルス幅がτaの第1のパルスFPを生成し、長距離モードMbの間、パルス幅がτbの第2のパルスSPを生成する。
【0101】
また、変調部14は、発振器12からの高周波信号HSを、パルス生成部13からのパルス信号PSで変調して、高周波パルス信号PHSを生成し出力する。このような高周波パルス信号PHSの時間波形には、図13に示すように、近距離モードMaの間、パルス幅τaに相当する時間帯に一定周波数を有する第1の高周波パルスFHP(図示は最初のもののみ)が現れ、長距離モードMbの間、パルス幅τbに相当する時間帯に、周波数が掃引された第2の高周波パルスSHP(図示は最初のもののみ)が現れる。以上のような高周波パルス信号PHSは、HPF15及び遅延回路18に出力される。
【0102】
遅延回路18は、遅延時間指定部115から出力された遅延時間指定信号Sdelay ”に従って、入力された高周波パルス信号PHSに遅延量を与えて、高周波パルス信号PHSのレプリカパルス信号RPSを生成し相関器22に出力する。
【0103】
具体的には、遅延回路18は、近距離モードMaの間、遅延時間指定信号Sdelay ”を構成するクロックが与えられるとすぐに、今回入力された第1の高周波パルスFHP(点線で示されるもの)のレプリカ(以降、第1のレプリカパルスと称する)FRP(図14を参照)を生成し相関器22に出力する。また、遅延回路18は、長距離モードMbの間、遅延時間指定信号Sdelay ”を構成するクロックが与えられるとすぐに、今回入力された第2の高周波パルスSHP(点線で示されるもの)のレプリカ(以降、第2のレプリカパルスと称する)SRPを生成し相関器22に出力する。
【0104】
また、上述のように、高周波パルス信号PHSは、フィルタ15にも出力される。高周波パルス信号PHSは、フィルタ15により不要な周波数成分を除去された後、アンプ16により増幅され、送信アンテナ17から空間に送出される。図14には、参考のために、このような高周波パルス信号PHSの時間波形も、レプリカパルス信号RPSの真下に描かれている。
【0105】
以上のことから、相関器22は、遅延時間指定信号Sdelay ”に基づいて生成されたレプリカパルス信号RPSを使って、受信アンテナ19の出力信号(反射パルス信号)rPSを処理することになる。
【0106】
以上のように本変形例によれば、タイミング指定部113dは、近距離モードMa及び長距離モードMbにおいて、PN符号を使ってランダムなクロックから構成されるタイミング指定信号Sclk ”を生成し出力する。このようなタイミング指定信号Sclk ”に基づいて、高周波パルス信号PHSが生成される。従って、前述の実施形態とは異なり、第1の高周波パルスFHP及び第2の高周波パルスSHPは、Ta及びTbの周期で必ずしも生成されない。このように非周期的な第1の高周波パルスFHP及び第2の高周波パルスSHPをパルスレーダ装置1cに適用することにより、第3の変形例と同様に、演算器23は、今回送出された第1の高周波パルスFHP(直接波)と、前回送出された第1の高周波パルスFHPの反射パルスrPa(反射波)とを正確に区別することが可能となり、誤った検知処理を行わないようにすることが可能となる。
【0107】
なお、以上の変形例では、時間間隔Tai及びTbjの条件は、Taiの最小値がI×ΔTaを超える値であること、Tbjの最小値がI×ΔTa+J×ΔTbを超える値であることであった。しかし、これに限らず、時間間隔Tai及びTbjは、TA+Δtai及びTB+Δtbiとしても良い。ここで、TAは、I×ΔTaであり、TBは、I×ΔTa+J×ΔTbである。また、Δtai及びΔtbjは自由に定めて良い。
【産業上の利用可能性】
【0108】
本発明に係るパルスレーダ装置は、近距離領域から長距離領域までに存在する物体を精度よく検知可能であり、車載用途などに応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0109】
【図1】本発明の一実施形態に係るパルスレーダ装置1の構成を示すブロック図
【図2】図1に示すパルスレーダ装置1の送信系における各部の信号波形を示す模式図
【図3】図1に示すパルスレーダ装置1の受信系における各部の信号波形を示す模式図
【図4】図1に示すパルスレーダ装置1の動作を示すフローチャート
【図5】本発明の第1の変形例に係るパルスレーダ装置1aの構成を示すブロック図
【図6】図5に示すパルスレーダ装置1aの動作を示すフローチャート
【図7】本発明の第2の変形例に係るパルスレーダ装置1bの構成を示すブロック図
【図8】図7に示すパルスレーダ装置1bの動作を示すフローチャート
【図9】本発明の第3の変形例に係るパルスレーダ装置1cの構成を示すブロック図
【図10】図9に示すパルスレーダ装置1cの送信系における各部の信号波形を示す模式図
【図11】図9に示すパルスレーダ装置1cの受信系における各部の信号波形を示す模式図
【図12】本発明の第4の変形例に係るパルスレーダ装置1dの構成を示すブロック図
【図13】図12に示すパルスレーダ装置1dの送信系における各部の信号波形を示す模式図
【図14】図12に示すパルスレーダ装置1dの受信系における各部の信号波形を示す模式図
【符号の説明】
【0110】
1,1a−1d パルスレーダ装置
11 制御部
111,111c,111d モード指定部
112 発振周波数指定部
113,113c,113d タイミング指定部
114 パルス幅指定部
115,115c,115d 遅延時間指定部
12 発振器
13 パルス生成部
14 変調部
15 フィルタ
16 アンプ
17 送信用アンテナ
18 遅延回路
19 受信用アンテナ
20 低雑音アンプ
21 フィルタ
22 相関器
23 検波器
24 演算部
25 出力部
26 検出結果格納部
27 車両情報格納部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
自身が送出した高周波信号の反射波を受信し処理することで、周囲の物体までの距離を検出するレーダ装置であって、
近距離モード及び長距離モードのいずれかを指定するモード指定部と、
前記モード指定部が近距離モードを指定している間、相対的にパルス幅の短い第1のパルスを繰り返し生成し、前記モード指定部が長距離モードを指定している間、相対的にパルス幅の長い第2のパルスを生成するパルス生成部と、
前記モード指定部が近距離モードを指定している間、一定の周波数を有する搬送波を生成し、前記モード指定部が長距離モードを指定している間、周波数が低いものと高いものとの間で掃引されたチャープ信号を生成する発振器と、
前記モード指定部が近距離モードを指定している間、前記パルス生成部で生成された第1のパルスで、前記発振器で生成された搬送波を変調して第1の高周波パルスを生成し、前記モード指定部が長距離モードを指定している間、前記パルス生成部で生成された第2のパルスで、前記発振器で生成されたチャープ信号を変調して第2の高周波パルスを生成する変調部と、
前記モード指定部が近距離モードを指定している間、前記変調部で生成された第1の高周波パルスを空間に送出し、前記モード指定部が長距離モードを指定している間、前記変調部で変調された第2の高周波パルスを空間に送出する送信用アンテナとを備える、レーダ装置。
【請求項2】
前記モード指定部が近距離モードを指定している間、前記変調部で生成された第1の高周波パルスに基づいて、第1のレプリカパルスを生成し、前記モード指定部が長距離モードを指定している間、前記変調部で生成された第2の高周波パルスに基づいて第2のレプリカパルスを生成する遅延回路と、
前記送信用アンテナから送出された第1の高周波パルス又は第2の高周波パルスが物体に当たって反射した第1の反射パルス又は第2の反射パルスを受信する受信用アンテナと、
前記モード指定部が近距離モードを指定している間、前記遅延回路で生成された第1のレプリカパルスと、前記受信用アンテナにより受信された第1の反射パルスとの相関をとって第1の相関信号を出力し、前記モード指定部が長距離モードを指定している間、前記遅延回路で生成された第2のレプリカパルスと、前記受信用アンテナにより受信された第2の反射パルスとの相関をとって第2の相関信号を出力する相関器と、
前記相関器から出力された第1又は第2の相関信号を検波して、近距離レンジに物体が存在することを示す第1の検出結果、又は長距離レンジに物体が存在することを示す第2の検出結果を出力する検波器と、
前記検波器から出力された第1又は第2の検出結果に基づいて、物体までの距離を求める演算部と、
前記演算部により求められた距離を表す情報をユーザに出力する出力部とをさらに備え、
前記遅延回路は、前記モード指定部が長距離モードを指定している間、前記パルス生成部により生成される第1のパルスの繰り返し周期に相当する時間帯には、第2のレプリカパルスを生成しない、請求項1に記載のレーダ装置。
【請求項3】
近距離モードの最中に近距離レンジに物体が検知されたか否かを示す情報、又は、長距離モードの最中に長距離レンジに物体が検知されたか否かを示す情報を格納する結果情報格納部をさらに備え、
前記モード指定部は、前記結果情報格納部に格納される情報に基づいて、近距離モード及び長距離モードのいずれかを指定する、請求項1に記載のレーダ装置。
【請求項4】
車両の現状を示す状態情報を定期的に取得する車両情報取得部をさらに備え、
前記モード指定部は、前記車両情報取得部により取得される車両情報に基づいて、近距離モード及び長距離モードのいずれかを指定する、請求項1に記載のレーダ装置。
【請求項5】
前記パルス生成部は、第1の繰り返し周期で第1のパルスを生成し、前記第1の繰り返し周期よりも長い第2の繰り返し周期で第2のパルスを生成する、請求項1に記載のレーダ装置。
【請求項6】
前記パルス生成部は、ランダムな時間間隔で第1及び第2のパルスを生成する、請求項1に記載のレーダ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2006−90800(P2006−90800A)
【公開日】平成18年4月6日(2006.4.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−275460(P2004−275460)
【出願日】平成16年9月22日(2004.9.22)
【出願人】(000005821)松下電器産業株式会社 (73,050)
【出願人】(000000572)アンリツ株式会社 (838)
【Fターム(参考)】