レーダ装置
【課題】方位測定精度が向上されたレーダ装置の実現。
【解決手段】レーダ装置は、送信アンテナ１０−１〜１０−５と、デジタル符号発生器１１と、受信アンテナ１２−１、１２−２と、デジタル復調器１３を有している。デジタル符号発生器１１は、擬似雑音符号Ａ〜Ｃで変調された信号をそれぞれ５つに分配し、５つの信号の位相差をそれぞれ移相器１１４Ａ〜Ｃにおいて制御し、それぞれ送信方向が水平面内であって車両前方右側、車両前方中央、車両前方左側となるように制御する。それぞれの移相器１１４Ａ〜Ｃから出力される信号は、擬似雑音符号Ａ〜Ｃで変調された信号ごとに重畳されて送出される。デジタル復調器１３は、擬似雑音符号Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ信号を復調する。
【解決手段】レーダ装置は、送信アンテナ１０−１〜１０−５と、デジタル符号発生器１１と、受信アンテナ１２−１、１２−２と、デジタル復調器１３を有している。デジタル符号発生器１１は、擬似雑音符号Ａ〜Ｃで変調された信号をそれぞれ５つに分配し、５つの信号の位相差をそれぞれ移相器１１４Ａ〜Ｃにおいて制御し、それぞれ送信方向が水平面内であって車両前方右側、車両前方中央、車両前方左側となるように制御する。それぞれの移相器１１４Ａ〜Ｃから出力される信号は、擬似雑音符号Ａ〜Ｃで変調された信号ごとに重畳されて送出される。デジタル復調器１３は、擬似雑音符号Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ信号を復調する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似雑音符号で変調した信号を放射して対象物の検出を行うレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載レーダ装置では、送信アンテナを１つ、受信アンテナを複数用意して、モノパルス方式やデジタル・ビーム・フォーミング方式などによって対象物の方位推定を行っている。
【０００３】
また、特許文献１には、搬送波を複数に分配し、それぞれ異なる擬似雑音符号で変調し、その変調された信号をそれぞれ放射方向の異なる複数の送信アンテナによって放射するレーダ装置が示されている。特許文献１では、障害物の存在方向は、強度が強い反射波を受信したアンテナにより、決定されている。また、車両の右、左の旋回方向に応じて、右、中央、左の各領域毎の擬似雑音符号の割り当て関係を反転することにより、旋回時に対向車からの電磁波と同一拡散符号による電波が重畳しないように工夫されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１４６１２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、送信アンテナが１つである従来の車載レーダ装置では、対象物を検出したい範囲全体に電波を照射する必要があり、多くの対象物が様々な方向に存在する場合、受信方式に工夫をしても正しく対象物を区別してそれぞれの方位を検出することは困難である。特にモノパルス方式では、ほぼ同じ距離にある複数の対象物からの反射波は合成され、反射波の位相や強度だけでは対象物の方位を区別することができなくなってしまう。
【０００６】
また、特許文献１のレーダ装置では、送信アンテナの放射方向が固定されており、放射方向が変更されるものではなく、対象物の方位測定精度を向上させることは難しい。
【０００７】
そこで本発明の目的は、対象物の分離測定性能が向上されたレーダ装置を実現することである。
また、他の目的は、水平方向の領域と垂直方向の領域とを有した格子状の領域毎に、対象物の存在を検出することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、擬似雑音符号によって変調された信号を送信し、対象物による反射波を受信して対象物を検出するレーダ装置において、所定の方向に配列された複数の送信アンテナと、互いに直交する擬似雑音符号でそれぞれ変調され、擬似雑音符号毎にかつ複数の送信アンテナ毎に分配される信号であって、擬似雑音符号毎に異なる一定の位相差で隣接する送信アンテナ間の位相が変化する信号を生成し、擬似雑音符号毎でかつ送信アンテナ毎に分配された信号のうち、同一の送信アンテナで送信される信号同士を合成して、各送信アンテナに送出する変調部と、対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、各擬似雑音符号を用いてそれぞれ復調し、復調された各信号の強度から、対象物の方位が擬似雑音符号に対応した方向のいずれであるかを測定する復調部と、を有することを特徴とするレーダ装置である。
【０００９】
送信アンテナおよび受信アンテナはアレイアンテナとするのが望ましい。放射方向の設計が容易となるためである。受信アンテナは、複数であってもよいし単数であってもよい。受信アンテナを複数として位相モノパルス方式を用いることにより、さらなる方位測定精度の向上を図ることが可能である。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、変調部は、互いに直交する擬似雑音符号でそれぞれ変調され、その擬似雑音符号で変調された各信号が送信アンテナと同数に分配され、それらの分配された信号間に、擬似雑音符号に対応した所定の送信方向となるように位相差が設けられた信号を生成する、ことを有することを特徴とするレーダ装置である。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、複数の送信アンテナは水平方向に配列され、擬似雑音符号に対応した所定の送信方向とは、水平面内の方向である、ことを特徴とするレーダ装置である。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明において、送信アンテナは、放射方向が斜め鉛直上方である第１送信アンテナと、放射方向が斜め鉛直下方である第２送信アンテナと、を有し、変調部は、第１送信アンテナにより送信する信号として、擬似雑音符号にそれぞれ直交する擬似雑音符号である第１符号によって変調した信号と、擬似雑音符号にそれぞれ直交し第１符号に直交する擬似雑音符号である第２符号によって変調した信号とを合わせた信号を生成し、第２送信アンテナにより送信する信号として、第１符号または第２符号によって変調した信号と、擬似雑音符号にそれぞれ直交し、第１符号および第２符号に直交する擬似雑音符号である第３符号によって変調した信号とを合わせた信号を生成して、第１送信アンテナおよび第２送信アンテナより送出し、復調部は、第１符号、第２符号、および第３符号を用いてそれぞれ復調し、復調された各信号の強度から、対象物の方位が斜め鉛直上方、斜め鉛直下方、または第１送信アンテナと第２送信アンテナとを合わせた全体での放射方向のいずれであるかを測定する、ことを特徴とするレーダ装置である。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明において、送信アンテナは、アレイアンテナであることを特徴とするレーダ装置である。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明または第５の発明において、受信アンテナは複数であり、復調部は、各受信アンテナで受信した信号間の位相差を測定する、ことを特徴とするレーダ装置である。
【００１５】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明において、変調部および復調部は、デジタル処理であることを特徴とするレーダ装置である。
【００１６】
第８の発明は、第１の発明から第７の発明において、車載用であることを特徴とするレーダ装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のレーダ装置によると、同程度の距離にある複数の対象物を、それぞれ分離して精度よく検出することができる。また、方位ごとに異なる擬似雑音符号を対応させているため、本発明のレーダ装置を車載用として用いると、トンネル内や壁面のある場所で発生する虚像の誤検出を抑制することができる。また、本発明のレーダ装置では、信号の送信方向が固定されていないため、環境等に応じて送信方向を可変とすることができ、対象物の測定精度の向上を図ることが可能である。また、第４の発明によると、対象物の水平方向の方位と、鉛直方向の方位とを測定することができるので、対象物の２次元的な方位の測定を簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１のレーダ装置の構成を示した図。
【図２】送信アンテナ１０−１〜１０−５の構成を示した図。
【図３】デジタル符号発生器１１の構成を示した図。
【図４】デジタル復調器１３の構成を示した図。
【図５】デジタル符号発生器１１の構成の変形例を示した図。
【図６】デジタル符号発生器１１の構成の変形例を示した図。
【図７】実施例１のレーダ装置による測定方位について示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は、実施例１のレーダ装置の構成を示した図である。レーダ装置は、送信アンテナ１０−１〜１０−５と、デジタル符号発生器１１（本発明の変調部に相当）と、受信アンテナ１２−１、１２−２と、デジタル復調器１３（本発明の復調部に相当）と、高周波発振器１４と、混合器１５−１〜１５−５、１６−１、１６−２と、を有している。高周波発振器１４の発振周波数は７６ＧＨｚである。図１のように、デジタル符号発生器１１から出力される５つの信号は、混合器１５−１〜１５−５において高周波発振器１４からの信号と混合されてアップコンバートされ、送信アンテナ１０−１〜１０−５より目標物に照射される。また、受信アンテナ１２−１、１２−２により受信した信号は、混合器１６−１、１６−２において高周波発振器１４からの信号と混合されてダウンコンバートされ、デジタル復調器１３に入力される。このレーダ装置は車載用であり、車両のフロントグリル部に取り付けられ、車両の進行方向前方の対象物を検出するのに用いる。
【００２１】
送信アンテナ１０−１〜１０−５は、図１、２に示すように、車両の幅方向である水平方向（図中ｘ軸方向）に１列に配列されている。また、図２のように、送信アンテナ１０−１〜１０−５は、鉛直方向（図中ｙ軸方向）にアンテナ素子１００が配列されたアレイアンテナである。送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５については、放射方向が車両前方の斜め鉛直上方となるように設計され、送信アンテナ１０−２、１０−４については、放射方向が車両前方の斜め鉛直下方となるように設計されている。このような放射方向の設計は、それぞれの送信アンテナ１０−１〜１０−５における各アンテナ素子１００の間隔を調整して、各アンテナ素子１００から放射される電磁波の位相差を、放射方向に応じて設定することにより容易に行うことができる。また、送信アンテナ１０−１〜１０−５全体で見た場合の放射方向は、車両の前方で水平方向となるように設計されている。送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５は本発明の第１送信アンテナに相当し、送信アンテナ１０−２、１０−４は本発明の第２送信アンテナに相当する。
【００２２】
デジタル符号発生器１１は、図３に示す構成であり、すべてがデジタルで処理される。図３のように、デジタル符号発生器１１は、符号発生器１１０Ａ〜Ｆ、混合器１１２Ａ〜Ｆ、分配器１１３Ａ〜Ｃ、移相器１１４Ａ〜Ｃと、加算器１１５Ａ〜Ｅとを有している。符号発生器１１０Ａ〜Ｆは、擬似雑音符号Ａ〜Ｆをそれぞれ発生させて出力する。これらの擬似雑音符号Ａ〜Ｆは互いに直交している。擬似雑音符号Ｄは本発明の第１符号、擬似雑音符号Ｅは本発明の第２符号、擬似雑音符号Ｆは本発明の第３符号に相当する。符号発生器１１０Ａ〜Ｆからの擬似雑音符号Ａ〜Ｆは、それぞれ混合器１１２Ａ〜Ｆにおいて、発振周波数１０ＭＨｚの発振器１１１からの信号と混合され、中間周波数にアップコンバートされる。混合器１１２Ａ〜Ｃからの信号は分配器１１３Ａ〜Ｃによってそれぞれが５つの信号に分配され、その５つの信号は、移相器１１４Ａ〜Ｃにおいて位相差が制御される。
【００２３】
移相器１１４Ａから出力される５つの信号は、送信アンテナ１０−１〜１０−５からそれぞれ送出される際に、送信方向が水平面内であって車両前方右側となるように、移相器１１４Ａにおいて位相差が制御される。また、移相器１１４Ｂから出力される５つの信号は、送信アンテナ１０−１〜１０−５からそれぞれ送出される際に、送信方向が水平面内であって車両前方中央となるように、移相器１１４Ｂにおいて位相差が制御される。また、移相器１１４Ｃから出力される５つの信号は、送信アンテナ１０−１〜１０−５からそれぞれ送出される際に、送信方向が水平面内であって車両前方左側となるように、移相器１１４Ｃにおいて位相差が制御される。
【００２４】
なお、各移相器１１４Ａ〜Ｃにおける５つの信号の移相量は固定である必要はなく、環境等に応じて移相量を変化させて、送信アンテナ１０−１〜１０−５から送出される際の送信方向を変化させる用にしてもよい。これにより、さらなる対象物の検出精度向上を図ることも可能である。
【００２５】
移相器１１４Ａから出力される５つの信号のうち、送信アンテナ１０−１へ送出される信号と、移相器１１４Ｂから出力される５つの信号のうち、送信アンテナ１０−１へ送出される信号と、移相器１１４Ｃから出力される５つの信号のうち、送信アンテナ１０−１へ送出される信号の３つの信号は、加算器１１５Ａにおいて加算されて出力される。同様に、送信アンテナ１０−２へ送出される３つの信号は、加算器１１５Ｂにおいて加算され、送信アンテナ１０−３へ送出される３つの信号は、加算器１１５Ｃにおいて加算され、送信アンテナ１０−４へ送出される３つの信号は、加算器１１５Ｄにおいて加算され、送信アンテナ１０−５へ送出される３つの信号は、加算器１１５Ｅにおいて加算されて出力される。
【００２６】
なお、このように加算器１１５Ａ〜Ｃにおいて３つの信号を重畳したとしても、擬似雑音符号Ａ〜Ｃが直交しているため、移相器１１４Ａ〜Ｃで制御した位相情報は保持される。
【００２７】
また、実施例１のレーダ装置では、図３のようにデジタル符号発生器１１を構成しているが、互いに直交する擬似雑音符号Ａ〜Ｃでそれぞれ変調され、擬似雑音符号Ａ〜Ｃ毎にかつ送信アンテナ１０−１〜１０−５毎に分配される信号であって、擬似雑音符号Ａ〜Ｃ毎に異なる一定の位相差で隣接する送信アンテナ間の位相が変化する信号を生成するのであれば、他の構成であってもよい。たとえば、図５のように、各符号発生器２１０から擬似雑音符号を５分配して出力し、この５つの出力された信号間に移相器２１４によって位相差を設け、その後、混合器２１２Ａ〜Ｅにおいて発振器２１１からの信号と混合する構成としてもよい。また、図６のように、各符号発生器３１０から擬似雑音符号を５分配して出力し、発振器３１１からの信号を移相器３１４によって位相差を設けて５分配し、混合器３１２Ａ〜Ｅにおいて、符号発生器３１０からの信号と移相器３１４からの信号を混合する構成としてもよい。
【００２８】
また、デジタル符号発生器１１は、加算器１１６Ａ、Ｂ、１１８Ａ〜Ｅ、分配器１１７Ａ、Ｂをさらに有している。加算器１１６Ａでは、混合器１１２Ｄからの出力と混合器１１２Ｅからの出力が加算されて出力され、加算器１１６Ｂでは、混合器１１２Ｅからの出力と混合器１１２Ｆからの出力が加算されて出力される。加算器１１６Ａからの出力は分配器１１７Ａによって３つに分配され、それぞれ加算器１１８Ａ、Ｃ、Ｅにおいて加算器１１５Ａ、Ｃ、Ｅからの出力に加算されて送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５へと出力される。また、加算器１１６Ｂからの出力は、分配器１１７Ｂによって２つに分配され、それぞれ加算器１１８Ｂ、Ｄにおいて加算器１１５Ｂ、Ｄからの出力に加算されてて送信アンテナ１０−２、１０−４へと出力される。
【００２９】
なお、上記のデジタル符号発生器１１では、混合器１１２Ａ〜Ｆを用いて中間周波数にアップコンバートしているが、これは必ずしも必要ではない。上記のデジタル符号発生器１１では、図３に示された構成のすべてをデジタル処理としているが、一部ないし全部をアナログとしてもよい。
【００３０】
受信アンテナ１２−１、１２−２は、いずれも送信アンテナ１０−１〜１０−５と同様の構造である。すなわち、一方向にアンテナ素子１００が配列されたアレイアンテナである。
【００３１】
デジタル復調器１３は、図４に示す構成であり、すべてがデジタルで処理される。図４のように、デジタル復調器１３は、信号処理部１３０と、混合器１３１Ａ−１〜１３１Ｆ−１、１３１Ａ−２〜１３１Ｆ−２とを有している。受信アンテナ１２−１、１２−２により受信した信号は、それぞれ６つに分配され、その１つは混合器１３１Ａ−１、１３１Ａ−２において擬似雑音符号Ａと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｂ−１、１３１Ｂ−２において擬似雑音符号Ｂと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｃ−１、１３１Ｃ−２において擬似雑音符号Ｃと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｄ−１、１３１Ｄ−２において擬似雑音符号Ｄと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｅ−１、１３１Ｅ−２において擬似雑音符号Ｅと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｆ−１、１３１Ｆ−２において擬似雑音符号Ｆと混合されて復調される。復調された信号は信号処理部１３０に入力される。
【００３２】
なお、デジタル復調器１３は、図４に示された構成のすべてをデジタル処理としているが、一部ないし全部をアナログ処理としてもよい。
【００３３】
次に、実施例１のレーダ装置の動作について説明する。
【００３４】
送信アンテナ１０−１〜１０−５全体としての送信方向が、水平面内の車両前方右側、車両前方中央、車両前方左側の３つの方向である信号が重畳されて同時に送信される。車両前方右側に送信されるのは擬似雑音符号Ａで変調された信号であり、車両前方中央に送信されるのは擬似雑音符号Ｂで変調された信号であり、車両前方左側に送信されるのは擬似雑音符号Ｃで変調された信号である。これら３つの信号は、それぞれ擬似雑音符号Ａ〜Ｃで変調されており、それぞれの擬似雑音符号Ａ〜Ｃが直交しているため、重畳されて同時に送信されたとしても干渉レベルを極めて低く抑えることができる。
【００３５】
なお、これら３つの送信方向については、移相器１１４Ａ〜Ｃによって５つの信号の位相差を制御することによって変更することが可能である。
【００３６】
また、送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５からは、斜め鉛直上方に信号が放射され、送信アンテナ１０−２、１０−４からは、斜め鉛直下方に信号が放射される。また、送信アンテナ１０−１〜１０−５全体としては、水平方向に信号が放射される。ここで、送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５から放射される信号は、擬似雑音符号Ｄで変調された信号と擬似雑音符号Ｅで変調された信号とを含む信号であり、送信アンテナ１０−２、１０−４から放射される信号は、擬似雑音符号Ｅで変調された信号と擬似雑音符号Ｆで変調された信号とを含む信号である。つまり、斜め鉛直上方に擬似雑音符号Ｄ、斜め鉛直下方に擬似雑音符号Ｆ、水平方向に擬似雑音符号Ｅを用いて信号を送信することとなる。擬似雑音符号Ｄ〜Ｆは互いに直交しているため、同時に送信したとしても干渉レベルを極めて低く抑えることができる。
【００３７】
送信アンテナ１０−１〜１０−５から放射された信号は、対象物によって反射され、受信アンテナ１２−１、１２−２により受信される。信号処理部１３０には、受信アンテナ１２−１で受信して擬似雑音符号Ａ〜Ｆを用いてそれぞれ復調された信号と、受信アンテナ１２−２で受信して擬似雑音符号Ａ〜Ｆを用いてそれぞれ復調された信号とが入力される。擬似雑音符号Ａ〜Ｆは互いに直交しているため、それぞれの信号を区別して受信することができる。
【００３８】
信号処理部１３０では、擬似雑音符号Ａ〜Ｃと水平方向の方位との対応と、信号処理部１３０に入力された信号の強度から、対象物の水平方向の方位が測定される。つまり、対象物が車両前方の右側に存在する場合、その対象物によって反射された信号は擬似雑音符号Ａを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が車両前方右側に存在するものと推定することができる。また、対象物が車両前方の中央に存在する場合、その対象物によって反射された信号は擬似雑音符号Ｂを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が車両前方中央に存在するものと推定することができる。また、対象物が車両前方の左側に存在する場合、その対象物によって反射された信号は擬似雑音符号Ｃを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が車両前方左側に存在するものと推定することができる。このようにして、対象物が車両前方の右側、中央、左側のいずれの方向に存在するのかを推定することができる。
【００３９】
また、擬似雑音符号Ｄ〜Ｆと鉛直方向の方位との対応と、信号処理部１３０に入力された信号の強度から、対象物の鉛直方向の方位が測定される。たとえば、対象物が車両の前方の斜め鉛直上方に存在する看板などである場合、その看板によって反射された信号は擬似雑音符号Ｄを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が斜め鉛直上方に存在するものと推定することができる。また、対象物が車両の前方の斜め鉛直下方に存在する路上の工事用鉄板などである場合、その工事用鉄板によって反射された信号は擬似雑音符号Ｆを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が斜め鉛直下方で路上に近いものと推定することができる。また、対象物が車両前方の水平方向に存在する歩行者などである場合、その歩行者によって反射された信号は擬似雑音符号Ｅを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が水平方向に存在するものと推定することができる。このようにして、対象物が車両前方の斜め鉛直上方、水平方向、斜め鉛直下方のいずれの方向に存在するのかを推定することができる。
【００４０】
また、受信アンテナ１２−１で受信した信号と、受信アンテナ１２−２で受信した信号の位相差から、対象物のより詳細な方位を推定することができる。
【００４１】
以上のように、実施例１のレーダ装置によると、水平方向（ｘ軸方向）の方位と鉛直方向（ｙ軸方向）の方位、すなわち２次元的な方位の測定を行うことができる。
【００４２】
実施例１のレーダ装置では、擬似雑音符号Ａ、Ｂ、Ｃと、水平面内の車両前方右側、車両前方中央、車両前方左側の３つの方向とを対応させ、擬似雑音符号Ａ、Ｂ、Ｃを用いて復調された信号の強度から対象物の水平方向（ｘ軸方向）の方位を測定している（図７（ａ）参照）。そのため、水平面内でほぼ同じ距離に対象物が位置していたとしても、対象物に照射される電磁波の擬似雑音符号が方向によって異なるため、容易に方位を分離検出することができる。また、方位ごとに符号が異なっているため、壁面ある所やトンネル内で発生する虚像の誤検出を抑制することができる。
【００４３】
また、実施例１のレーダ装置では、擬似雑音符号Ｄ、Ｅ、Ｆと車両前方の斜め鉛直上方、水平方向、斜め鉛直下方のとを対応させ、擬似雑音符号Ｄ、Ｅ、Ｆを用いて復調された信号の強度から対象物の鉛直方向（ｙ軸方向）の方位を測定している（図７（ｂ）参照）。そのため、路面からの反射波が存在している場合であっても精度よく測定することができる。また、擬似雑音符号Ｄ、Ｅ、Ｆで変調された信号を同時に送信しており、送信アンテナの指向性を機械的もしくは電子的に走査することを要しないため、短時間で対象物の鉛直方向の方位が測定できる。また、擬似雑音符号Ｅに対応させる水平方向については、送信アンテナ１０−１〜１０−５全体の放射方向としており、水平方向に指向性を有した送信アンテナを別途設ける必要がない。そのため、レーダ装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４４】
対象物の方位について、図７（ａ）のように擬似雑音符号Ａ〜Ｃに対応して水平面内の車両前方右側、車両前方中央、車両前方左側の３つの方向を測定でき、図７（ｂ）のように、擬似雑音符号Ｄ〜Ｆに対応して斜め鉛直上方、水平方向、斜め鉛直下方の３つの方向を測定できる結果、図７（ｃ）のように、マトリクス状に２次元的に対象物の方位を測定することができる。たとえば、擬似雑音符号Ｃと擬似雑音符号Ｆを用いて復調された信号の強度が最も強かった場合、対象物が車両前方右側であって斜め鉛直下方に存在しているものと推定することができる。
【００４５】
なお、実施例１のレーダ装置では、受信アンテナを複数として位相モノパルス方式を用い、方位測定の分解能の向上を図っているが、必ずしもその必要はなく、受信アンテナを単数としてもよい。
【００４６】
また、実施例１のレーダ装置では、送信アンテナ、受信アンテナをアレイアンテナとしたが、アレイアンテナ以外のアンテナを用いてもよい。ただし、送信アンテナとしてアレイアンテナを用いると、放射方向の設計が容易となるので望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は車載レーダ装置などに用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０−１〜１０−５：送信アンテナ
１１：デジタル符号発生器
１２−１、１２−２：受信アンテナ
１３：デジタル復調器
１４：高周波発振器
１５−１〜１５−５、１６−１、１６−２：混合器
１１０Ａ〜Ｆ：符号発生器
１１１：発振器
１１２Ａ〜Ｆ：混合器
１１３Ａ〜Ｃ、１１７Ａ、Ｂ：分配器
１１４Ａ〜Ｃ：移相器
１１５Ａ〜Ｅ、１１６Ａ、Ｂ、１１８Ａ〜Ｅ：加算器
１３０：信号処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似雑音符号で変調した信号を放射して対象物の検出を行うレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載レーダ装置では、送信アンテナを１つ、受信アンテナを複数用意して、モノパルス方式やデジタル・ビーム・フォーミング方式などによって対象物の方位推定を行っている。
【０００３】
また、特許文献１には、搬送波を複数に分配し、それぞれ異なる擬似雑音符号で変調し、その変調された信号をそれぞれ放射方向の異なる複数の送信アンテナによって放射するレーダ装置が示されている。特許文献１では、障害物の存在方向は、強度が強い反射波を受信したアンテナにより、決定されている。また、車両の右、左の旋回方向に応じて、右、中央、左の各領域毎の擬似雑音符号の割り当て関係を反転することにより、旋回時に対向車からの電磁波と同一拡散符号による電波が重畳しないように工夫されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１４６１２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、送信アンテナが１つである従来の車載レーダ装置では、対象物を検出したい範囲全体に電波を照射する必要があり、多くの対象物が様々な方向に存在する場合、受信方式に工夫をしても正しく対象物を区別してそれぞれの方位を検出することは困難である。特にモノパルス方式では、ほぼ同じ距離にある複数の対象物からの反射波は合成され、反射波の位相や強度だけでは対象物の方位を区別することができなくなってしまう。
【０００６】
また、特許文献１のレーダ装置では、送信アンテナの放射方向が固定されており、放射方向が変更されるものではなく、対象物の方位測定精度を向上させることは難しい。
【０００７】
そこで本発明の目的は、対象物の分離測定性能が向上されたレーダ装置を実現することである。
また、他の目的は、水平方向の領域と垂直方向の領域とを有した格子状の領域毎に、対象物の存在を検出することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、擬似雑音符号によって変調された信号を送信し、対象物による反射波を受信して対象物を検出するレーダ装置において、所定の方向に配列された複数の送信アンテナと、互いに直交する擬似雑音符号でそれぞれ変調され、擬似雑音符号毎にかつ複数の送信アンテナ毎に分配される信号であって、擬似雑音符号毎に異なる一定の位相差で隣接する送信アンテナ間の位相が変化する信号を生成し、擬似雑音符号毎でかつ送信アンテナ毎に分配された信号のうち、同一の送信アンテナで送信される信号同士を合成して、各送信アンテナに送出する変調部と、対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、各擬似雑音符号を用いてそれぞれ復調し、復調された各信号の強度から、対象物の方位が擬似雑音符号に対応した方向のいずれであるかを測定する復調部と、を有することを特徴とするレーダ装置である。
【０００９】
送信アンテナおよび受信アンテナはアレイアンテナとするのが望ましい。放射方向の設計が容易となるためである。受信アンテナは、複数であってもよいし単数であってもよい。受信アンテナを複数として位相モノパルス方式を用いることにより、さらなる方位測定精度の向上を図ることが可能である。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、変調部は、互いに直交する擬似雑音符号でそれぞれ変調され、その擬似雑音符号で変調された各信号が送信アンテナと同数に分配され、それらの分配された信号間に、擬似雑音符号に対応した所定の送信方向となるように位相差が設けられた信号を生成する、ことを有することを特徴とするレーダ装置である。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、複数の送信アンテナは水平方向に配列され、擬似雑音符号に対応した所定の送信方向とは、水平面内の方向である、ことを特徴とするレーダ装置である。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明において、送信アンテナは、放射方向が斜め鉛直上方である第１送信アンテナと、放射方向が斜め鉛直下方である第２送信アンテナと、を有し、変調部は、第１送信アンテナにより送信する信号として、擬似雑音符号にそれぞれ直交する擬似雑音符号である第１符号によって変調した信号と、擬似雑音符号にそれぞれ直交し第１符号に直交する擬似雑音符号である第２符号によって変調した信号とを合わせた信号を生成し、第２送信アンテナにより送信する信号として、第１符号または第２符号によって変調した信号と、擬似雑音符号にそれぞれ直交し、第１符号および第２符号に直交する擬似雑音符号である第３符号によって変調した信号とを合わせた信号を生成して、第１送信アンテナおよび第２送信アンテナより送出し、復調部は、第１符号、第２符号、および第３符号を用いてそれぞれ復調し、復調された各信号の強度から、対象物の方位が斜め鉛直上方、斜め鉛直下方、または第１送信アンテナと第２送信アンテナとを合わせた全体での放射方向のいずれであるかを測定する、ことを特徴とするレーダ装置である。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明において、送信アンテナは、アレイアンテナであることを特徴とするレーダ装置である。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明または第５の発明において、受信アンテナは複数であり、復調部は、各受信アンテナで受信した信号間の位相差を測定する、ことを特徴とするレーダ装置である。
【００１５】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明において、変調部および復調部は、デジタル処理であることを特徴とするレーダ装置である。
【００１６】
第８の発明は、第１の発明から第７の発明において、車載用であることを特徴とするレーダ装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のレーダ装置によると、同程度の距離にある複数の対象物を、それぞれ分離して精度よく検出することができる。また、方位ごとに異なる擬似雑音符号を対応させているため、本発明のレーダ装置を車載用として用いると、トンネル内や壁面のある場所で発生する虚像の誤検出を抑制することができる。また、本発明のレーダ装置では、信号の送信方向が固定されていないため、環境等に応じて送信方向を可変とすることができ、対象物の測定精度の向上を図ることが可能である。また、第４の発明によると、対象物の水平方向の方位と、鉛直方向の方位とを測定することができるので、対象物の２次元的な方位の測定を簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１のレーダ装置の構成を示した図。
【図２】送信アンテナ１０−１〜１０−５の構成を示した図。
【図３】デジタル符号発生器１１の構成を示した図。
【図４】デジタル復調器１３の構成を示した図。
【図５】デジタル符号発生器１１の構成の変形例を示した図。
【図６】デジタル符号発生器１１の構成の変形例を示した図。
【図７】実施例１のレーダ装置による測定方位について示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は、実施例１のレーダ装置の構成を示した図である。レーダ装置は、送信アンテナ１０−１〜１０−５と、デジタル符号発生器１１（本発明の変調部に相当）と、受信アンテナ１２−１、１２−２と、デジタル復調器１３（本発明の復調部に相当）と、高周波発振器１４と、混合器１５−１〜１５−５、１６−１、１６−２と、を有している。高周波発振器１４の発振周波数は７６ＧＨｚである。図１のように、デジタル符号発生器１１から出力される５つの信号は、混合器１５−１〜１５−５において高周波発振器１４からの信号と混合されてアップコンバートされ、送信アンテナ１０−１〜１０−５より目標物に照射される。また、受信アンテナ１２−１、１２−２により受信した信号は、混合器１６−１、１６−２において高周波発振器１４からの信号と混合されてダウンコンバートされ、デジタル復調器１３に入力される。このレーダ装置は車載用であり、車両のフロントグリル部に取り付けられ、車両の進行方向前方の対象物を検出するのに用いる。
【００２１】
送信アンテナ１０−１〜１０−５は、図１、２に示すように、車両の幅方向である水平方向（図中ｘ軸方向）に１列に配列されている。また、図２のように、送信アンテナ１０−１〜１０−５は、鉛直方向（図中ｙ軸方向）にアンテナ素子１００が配列されたアレイアンテナである。送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５については、放射方向が車両前方の斜め鉛直上方となるように設計され、送信アンテナ１０−２、１０−４については、放射方向が車両前方の斜め鉛直下方となるように設計されている。このような放射方向の設計は、それぞれの送信アンテナ１０−１〜１０−５における各アンテナ素子１００の間隔を調整して、各アンテナ素子１００から放射される電磁波の位相差を、放射方向に応じて設定することにより容易に行うことができる。また、送信アンテナ１０−１〜１０−５全体で見た場合の放射方向は、車両の前方で水平方向となるように設計されている。送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５は本発明の第１送信アンテナに相当し、送信アンテナ１０−２、１０−４は本発明の第２送信アンテナに相当する。
【００２２】
デジタル符号発生器１１は、図３に示す構成であり、すべてがデジタルで処理される。図３のように、デジタル符号発生器１１は、符号発生器１１０Ａ〜Ｆ、混合器１１２Ａ〜Ｆ、分配器１１３Ａ〜Ｃ、移相器１１４Ａ〜Ｃと、加算器１１５Ａ〜Ｅとを有している。符号発生器１１０Ａ〜Ｆは、擬似雑音符号Ａ〜Ｆをそれぞれ発生させて出力する。これらの擬似雑音符号Ａ〜Ｆは互いに直交している。擬似雑音符号Ｄは本発明の第１符号、擬似雑音符号Ｅは本発明の第２符号、擬似雑音符号Ｆは本発明の第３符号に相当する。符号発生器１１０Ａ〜Ｆからの擬似雑音符号Ａ〜Ｆは、それぞれ混合器１１２Ａ〜Ｆにおいて、発振周波数１０ＭＨｚの発振器１１１からの信号と混合され、中間周波数にアップコンバートされる。混合器１１２Ａ〜Ｃからの信号は分配器１１３Ａ〜Ｃによってそれぞれが５つの信号に分配され、その５つの信号は、移相器１１４Ａ〜Ｃにおいて位相差が制御される。
【００２３】
移相器１１４Ａから出力される５つの信号は、送信アンテナ１０−１〜１０−５からそれぞれ送出される際に、送信方向が水平面内であって車両前方右側となるように、移相器１１４Ａにおいて位相差が制御される。また、移相器１１４Ｂから出力される５つの信号は、送信アンテナ１０−１〜１０−５からそれぞれ送出される際に、送信方向が水平面内であって車両前方中央となるように、移相器１１４Ｂにおいて位相差が制御される。また、移相器１１４Ｃから出力される５つの信号は、送信アンテナ１０−１〜１０−５からそれぞれ送出される際に、送信方向が水平面内であって車両前方左側となるように、移相器１１４Ｃにおいて位相差が制御される。
【００２４】
なお、各移相器１１４Ａ〜Ｃにおける５つの信号の移相量は固定である必要はなく、環境等に応じて移相量を変化させて、送信アンテナ１０−１〜１０−５から送出される際の送信方向を変化させる用にしてもよい。これにより、さらなる対象物の検出精度向上を図ることも可能である。
【００２５】
移相器１１４Ａから出力される５つの信号のうち、送信アンテナ１０−１へ送出される信号と、移相器１１４Ｂから出力される５つの信号のうち、送信アンテナ１０−１へ送出される信号と、移相器１１４Ｃから出力される５つの信号のうち、送信アンテナ１０−１へ送出される信号の３つの信号は、加算器１１５Ａにおいて加算されて出力される。同様に、送信アンテナ１０−２へ送出される３つの信号は、加算器１１５Ｂにおいて加算され、送信アンテナ１０−３へ送出される３つの信号は、加算器１１５Ｃにおいて加算され、送信アンテナ１０−４へ送出される３つの信号は、加算器１１５Ｄにおいて加算され、送信アンテナ１０−５へ送出される３つの信号は、加算器１１５Ｅにおいて加算されて出力される。
【００２６】
なお、このように加算器１１５Ａ〜Ｃにおいて３つの信号を重畳したとしても、擬似雑音符号Ａ〜Ｃが直交しているため、移相器１１４Ａ〜Ｃで制御した位相情報は保持される。
【００２７】
また、実施例１のレーダ装置では、図３のようにデジタル符号発生器１１を構成しているが、互いに直交する擬似雑音符号Ａ〜Ｃでそれぞれ変調され、擬似雑音符号Ａ〜Ｃ毎にかつ送信アンテナ１０−１〜１０−５毎に分配される信号であって、擬似雑音符号Ａ〜Ｃ毎に異なる一定の位相差で隣接する送信アンテナ間の位相が変化する信号を生成するのであれば、他の構成であってもよい。たとえば、図５のように、各符号発生器２１０から擬似雑音符号を５分配して出力し、この５つの出力された信号間に移相器２１４によって位相差を設け、その後、混合器２１２Ａ〜Ｅにおいて発振器２１１からの信号と混合する構成としてもよい。また、図６のように、各符号発生器３１０から擬似雑音符号を５分配して出力し、発振器３１１からの信号を移相器３１４によって位相差を設けて５分配し、混合器３１２Ａ〜Ｅにおいて、符号発生器３１０からの信号と移相器３１４からの信号を混合する構成としてもよい。
【００２８】
また、デジタル符号発生器１１は、加算器１１６Ａ、Ｂ、１１８Ａ〜Ｅ、分配器１１７Ａ、Ｂをさらに有している。加算器１１６Ａでは、混合器１１２Ｄからの出力と混合器１１２Ｅからの出力が加算されて出力され、加算器１１６Ｂでは、混合器１１２Ｅからの出力と混合器１１２Ｆからの出力が加算されて出力される。加算器１１６Ａからの出力は分配器１１７Ａによって３つに分配され、それぞれ加算器１１８Ａ、Ｃ、Ｅにおいて加算器１１５Ａ、Ｃ、Ｅからの出力に加算されて送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５へと出力される。また、加算器１１６Ｂからの出力は、分配器１１７Ｂによって２つに分配され、それぞれ加算器１１８Ｂ、Ｄにおいて加算器１１５Ｂ、Ｄからの出力に加算されてて送信アンテナ１０−２、１０−４へと出力される。
【００２９】
なお、上記のデジタル符号発生器１１では、混合器１１２Ａ〜Ｆを用いて中間周波数にアップコンバートしているが、これは必ずしも必要ではない。上記のデジタル符号発生器１１では、図３に示された構成のすべてをデジタル処理としているが、一部ないし全部をアナログとしてもよい。
【００３０】
受信アンテナ１２−１、１２−２は、いずれも送信アンテナ１０−１〜１０−５と同様の構造である。すなわち、一方向にアンテナ素子１００が配列されたアレイアンテナである。
【００３１】
デジタル復調器１３は、図４に示す構成であり、すべてがデジタルで処理される。図４のように、デジタル復調器１３は、信号処理部１３０と、混合器１３１Ａ−１〜１３１Ｆ−１、１３１Ａ−２〜１３１Ｆ−２とを有している。受信アンテナ１２−１、１２−２により受信した信号は、それぞれ６つに分配され、その１つは混合器１３１Ａ−１、１３１Ａ−２において擬似雑音符号Ａと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｂ−１、１３１Ｂ−２において擬似雑音符号Ｂと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｃ−１、１３１Ｃ−２において擬似雑音符号Ｃと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｄ−１、１３１Ｄ−２において擬似雑音符号Ｄと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｅ−１、１３１Ｅ−２において擬似雑音符号Ｅと混合されて復調され、他の１つは混合器１３１Ｆ−１、１３１Ｆ−２において擬似雑音符号Ｆと混合されて復調される。復調された信号は信号処理部１３０に入力される。
【００３２】
なお、デジタル復調器１３は、図４に示された構成のすべてをデジタル処理としているが、一部ないし全部をアナログ処理としてもよい。
【００３３】
次に、実施例１のレーダ装置の動作について説明する。
【００３４】
送信アンテナ１０−１〜１０−５全体としての送信方向が、水平面内の車両前方右側、車両前方中央、車両前方左側の３つの方向である信号が重畳されて同時に送信される。車両前方右側に送信されるのは擬似雑音符号Ａで変調された信号であり、車両前方中央に送信されるのは擬似雑音符号Ｂで変調された信号であり、車両前方左側に送信されるのは擬似雑音符号Ｃで変調された信号である。これら３つの信号は、それぞれ擬似雑音符号Ａ〜Ｃで変調されており、それぞれの擬似雑音符号Ａ〜Ｃが直交しているため、重畳されて同時に送信されたとしても干渉レベルを極めて低く抑えることができる。
【００３５】
なお、これら３つの送信方向については、移相器１１４Ａ〜Ｃによって５つの信号の位相差を制御することによって変更することが可能である。
【００３６】
また、送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５からは、斜め鉛直上方に信号が放射され、送信アンテナ１０−２、１０−４からは、斜め鉛直下方に信号が放射される。また、送信アンテナ１０−１〜１０−５全体としては、水平方向に信号が放射される。ここで、送信アンテナ１０−１、１０−３、１０−５から放射される信号は、擬似雑音符号Ｄで変調された信号と擬似雑音符号Ｅで変調された信号とを含む信号であり、送信アンテナ１０−２、１０−４から放射される信号は、擬似雑音符号Ｅで変調された信号と擬似雑音符号Ｆで変調された信号とを含む信号である。つまり、斜め鉛直上方に擬似雑音符号Ｄ、斜め鉛直下方に擬似雑音符号Ｆ、水平方向に擬似雑音符号Ｅを用いて信号を送信することとなる。擬似雑音符号Ｄ〜Ｆは互いに直交しているため、同時に送信したとしても干渉レベルを極めて低く抑えることができる。
【００３７】
送信アンテナ１０−１〜１０−５から放射された信号は、対象物によって反射され、受信アンテナ１２−１、１２−２により受信される。信号処理部１３０には、受信アンテナ１２−１で受信して擬似雑音符号Ａ〜Ｆを用いてそれぞれ復調された信号と、受信アンテナ１２−２で受信して擬似雑音符号Ａ〜Ｆを用いてそれぞれ復調された信号とが入力される。擬似雑音符号Ａ〜Ｆは互いに直交しているため、それぞれの信号を区別して受信することができる。
【００３８】
信号処理部１３０では、擬似雑音符号Ａ〜Ｃと水平方向の方位との対応と、信号処理部１３０に入力された信号の強度から、対象物の水平方向の方位が測定される。つまり、対象物が車両前方の右側に存在する場合、その対象物によって反射された信号は擬似雑音符号Ａを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が車両前方右側に存在するものと推定することができる。また、対象物が車両前方の中央に存在する場合、その対象物によって反射された信号は擬似雑音符号Ｂを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が車両前方中央に存在するものと推定することができる。また、対象物が車両前方の左側に存在する場合、その対象物によって反射された信号は擬似雑音符号Ｃを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が車両前方左側に存在するものと推定することができる。このようにして、対象物が車両前方の右側、中央、左側のいずれの方向に存在するのかを推定することができる。
【００３９】
また、擬似雑音符号Ｄ〜Ｆと鉛直方向の方位との対応と、信号処理部１３０に入力された信号の強度から、対象物の鉛直方向の方位が測定される。たとえば、対象物が車両の前方の斜め鉛直上方に存在する看板などである場合、その看板によって反射された信号は擬似雑音符号Ｄを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が斜め鉛直上方に存在するものと推定することができる。また、対象物が車両の前方の斜め鉛直下方に存在する路上の工事用鉄板などである場合、その工事用鉄板によって反射された信号は擬似雑音符号Ｆを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が斜め鉛直下方で路上に近いものと推定することができる。また、対象物が車両前方の水平方向に存在する歩行者などである場合、その歩行者によって反射された信号は擬似雑音符号Ｅを用いて復調された信号の強度が最も強くなるため、対象物が水平方向に存在するものと推定することができる。このようにして、対象物が車両前方の斜め鉛直上方、水平方向、斜め鉛直下方のいずれの方向に存在するのかを推定することができる。
【００４０】
また、受信アンテナ１２−１で受信した信号と、受信アンテナ１２−２で受信した信号の位相差から、対象物のより詳細な方位を推定することができる。
【００４１】
以上のように、実施例１のレーダ装置によると、水平方向（ｘ軸方向）の方位と鉛直方向（ｙ軸方向）の方位、すなわち２次元的な方位の測定を行うことができる。
【００４２】
実施例１のレーダ装置では、擬似雑音符号Ａ、Ｂ、Ｃと、水平面内の車両前方右側、車両前方中央、車両前方左側の３つの方向とを対応させ、擬似雑音符号Ａ、Ｂ、Ｃを用いて復調された信号の強度から対象物の水平方向（ｘ軸方向）の方位を測定している（図７（ａ）参照）。そのため、水平面内でほぼ同じ距離に対象物が位置していたとしても、対象物に照射される電磁波の擬似雑音符号が方向によって異なるため、容易に方位を分離検出することができる。また、方位ごとに符号が異なっているため、壁面ある所やトンネル内で発生する虚像の誤検出を抑制することができる。
【００４３】
また、実施例１のレーダ装置では、擬似雑音符号Ｄ、Ｅ、Ｆと車両前方の斜め鉛直上方、水平方向、斜め鉛直下方のとを対応させ、擬似雑音符号Ｄ、Ｅ、Ｆを用いて復調された信号の強度から対象物の鉛直方向（ｙ軸方向）の方位を測定している（図７（ｂ）参照）。そのため、路面からの反射波が存在している場合であっても精度よく測定することができる。また、擬似雑音符号Ｄ、Ｅ、Ｆで変調された信号を同時に送信しており、送信アンテナの指向性を機械的もしくは電子的に走査することを要しないため、短時間で対象物の鉛直方向の方位が測定できる。また、擬似雑音符号Ｅに対応させる水平方向については、送信アンテナ１０−１〜１０−５全体の放射方向としており、水平方向に指向性を有した送信アンテナを別途設ける必要がない。そのため、レーダ装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４４】
対象物の方位について、図７（ａ）のように擬似雑音符号Ａ〜Ｃに対応して水平面内の車両前方右側、車両前方中央、車両前方左側の３つの方向を測定でき、図７（ｂ）のように、擬似雑音符号Ｄ〜Ｆに対応して斜め鉛直上方、水平方向、斜め鉛直下方の３つの方向を測定できる結果、図７（ｃ）のように、マトリクス状に２次元的に対象物の方位を測定することができる。たとえば、擬似雑音符号Ｃと擬似雑音符号Ｆを用いて復調された信号の強度が最も強かった場合、対象物が車両前方右側であって斜め鉛直下方に存在しているものと推定することができる。
【００４５】
なお、実施例１のレーダ装置では、受信アンテナを複数として位相モノパルス方式を用い、方位測定の分解能の向上を図っているが、必ずしもその必要はなく、受信アンテナを単数としてもよい。
【００４６】
また、実施例１のレーダ装置では、送信アンテナ、受信アンテナをアレイアンテナとしたが、アレイアンテナ以外のアンテナを用いてもよい。ただし、送信アンテナとしてアレイアンテナを用いると、放射方向の設計が容易となるので望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は車載レーダ装置などに用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０−１〜１０−５：送信アンテナ
１１：デジタル符号発生器
１２−１、１２−２：受信アンテナ
１３：デジタル復調器
１４：高周波発振器
１５−１〜１５−５、１６−１、１６−２：混合器
１１０Ａ〜Ｆ：符号発生器
１１１：発振器
１１２Ａ〜Ｆ：混合器
１１３Ａ〜Ｃ、１１７Ａ、Ｂ：分配器
１１４Ａ〜Ｃ：移相器
１１５Ａ〜Ｅ、１１６Ａ、Ｂ、１１８Ａ〜Ｅ：加算器
１３０：信号処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
擬似雑音符号によって変調された信号を送信し、対象物による反射波を受信して対象物を検出するレーダ装置において、
所定の方向に配列された複数の送信アンテナと、
互いに直交する擬似雑音符号でそれぞれ変調され、前記擬似雑音符号毎にかつ前記複数の送信アンテナ毎に分配される信号であって、前記擬似雑音符号毎に異なる一定の位相差で隣接する送信アンテナ間の位相が変化する信号を生成し、
前記擬似雑音符号毎でかつ前記送信アンテナ毎に分配された信号のうち、同一の前記送信アンテナで送信される信号同士を合成して、各前記送信アンテナに送出する変調部と、
前記対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
各前記擬似雑音符号を用いてそれぞれ復調し、復調された各信号の強度から、前記対象物の方位が前記擬似雑音符号に対応した方向のいずれであるかを測定する復調部と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記変調部は、互いに直交する擬似雑音符号でそれぞれ変調され、その擬似雑音符号で変調された各信号が前記送信アンテナと同数に分配され、それらの分配された前記信号間に、前記擬似雑音符号に対応した所定の送信方向となるように位相差が設けられた信号を生成する、
ことを有することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
複数の前記送信アンテナは水平方向に配列され、
前記擬似雑音符号に対応した所定の送信方向とは、水平面内の方向である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記送信アンテナは、放射方向が斜め鉛直上方である第１送信アンテナと、放射方向が斜め鉛直下方である第２送信アンテナと、を有し、
前記変調部は、第１送信アンテナにより送信する信号として、前記擬似雑音符号にそれぞれ直交する擬似雑音符号である第１符号によって変調した信号と、前記擬似雑音符号にそれぞれ直交し前記第１符号に直交する擬似雑音符号である第２符号によって変調した信号とを合わせた信号を生成し、第２送信アンテナにより送信する信号として、前記第１符号または前記第２符号によって変調した信号と、前記擬似雑音符号にそれぞれ直交し、前記第１符号および前記第２符号に直交する擬似雑音符号である第３符号によって変調した信号とを合わせた信号を生成して、前記第１送信アンテナおよび前記第２送信アンテナより送出し、
前記復調部は、前記第１符号、前記第２符号、および前記第３符号を用いてそれぞれ復調し、復調された各信号の強度から、前記対象物の方位が斜め鉛直上方、斜め鉛直下方、または前記第１送信アンテナと前記第２送信アンテナとを合わせた全体での放射方向のいずれであるかを測定する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記送信アンテナは、アレイアンテナであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記受信アンテナは複数であり、
前記復調部は、各前記受信アンテナで受信した信号間の位相差を測定する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記変調部および前記復調部は、デジタル処理であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
車載用であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１】
擬似雑音符号によって変調された信号を送信し、対象物による反射波を受信して対象物を検出するレーダ装置において、
所定の方向に配列された複数の送信アンテナと、
互いに直交する擬似雑音符号でそれぞれ変調され、前記擬似雑音符号毎にかつ前記複数の送信アンテナ毎に分配される信号であって、前記擬似雑音符号毎に異なる一定の位相差で隣接する送信アンテナ間の位相が変化する信号を生成し、
前記擬似雑音符号毎でかつ前記送信アンテナ毎に分配された信号のうち、同一の前記送信アンテナで送信される信号同士を合成して、各前記送信アンテナに送出する変調部と、
前記対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
各前記擬似雑音符号を用いてそれぞれ復調し、復調された各信号の強度から、前記対象物の方位が前記擬似雑音符号に対応した方向のいずれであるかを測定する復調部と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記変調部は、互いに直交する擬似雑音符号でそれぞれ変調され、その擬似雑音符号で変調された各信号が前記送信アンテナと同数に分配され、それらの分配された前記信号間に、前記擬似雑音符号に対応した所定の送信方向となるように位相差が設けられた信号を生成する、
ことを有することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
複数の前記送信アンテナは水平方向に配列され、
前記擬似雑音符号に対応した所定の送信方向とは、水平面内の方向である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記送信アンテナは、放射方向が斜め鉛直上方である第１送信アンテナと、放射方向が斜め鉛直下方である第２送信アンテナと、を有し、
前記変調部は、第１送信アンテナにより送信する信号として、前記擬似雑音符号にそれぞれ直交する擬似雑音符号である第１符号によって変調した信号と、前記擬似雑音符号にそれぞれ直交し前記第１符号に直交する擬似雑音符号である第２符号によって変調した信号とを合わせた信号を生成し、第２送信アンテナにより送信する信号として、前記第１符号または前記第２符号によって変調した信号と、前記擬似雑音符号にそれぞれ直交し、前記第１符号および前記第２符号に直交する擬似雑音符号である第３符号によって変調した信号とを合わせた信号を生成して、前記第１送信アンテナおよび前記第２送信アンテナより送出し、
前記復調部は、前記第１符号、前記第２符号、および前記第３符号を用いてそれぞれ復調し、復調された各信号の強度から、前記対象物の方位が斜め鉛直上方、斜め鉛直下方、または前記第１送信アンテナと前記第２送信アンテナとを合わせた全体での放射方向のいずれであるかを測定する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記送信アンテナは、アレイアンテナであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記受信アンテナは複数であり、
前記復調部は、各前記受信アンテナで受信した信号間の位相差を測定する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記変調部および前記復調部は、デジタル処理であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
車載用であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１３６４５（Ｐ２０１３−１１３６４５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８４５０（Ｐ２０１１−２５８４５０）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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