レーダ装置
送信部は、所定幅のトリガパルスによってパルス変調された所定の周波数を有するレーダ波を探査対象空間に発射する。受信部は、前記レーダ波の反射波を受信して受信信号を出力する。ローカルパルス発生部は、遅延部によって遅延された前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するローカルパルス信号を出力する。相関値検出部は、前記受信信号とローカルパルス信号との強度についての相関値を検出する。遅延時間可変部は、前記遅延時間を、前記トリガパルスの発生周期である前記所定周期の範囲内で順次変化させる。相関値記憶部は、可変される遅延時間毎に検出される前記相関値を記憶する。度数分布作成部は、記憶された相関値の前記遅延時間に対する度数分布を作成する。探査制御部は、作成された度数分布に基づいて、前記探査対象空間についての解析を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーダ装置に係り、特に、車載用、盲人用、医療用の近距離のレーダ装置において、高い分解能で周囲の状況を探査可能とする技術を採用したレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用、盲人用、医療用の近距離のレーダ装置として、ユーザの周囲に存在する物体の位置（物体までの距離と方位）、大きさ、動き等を探査するために、従来からパルスレーダ装置が用いられている。
【０００３】
図９は、従来のパルスレーダ装置１０の要部構成を示すブロック図である。
【０００４】
すなわち、このパルスレーダ装置１０において、トリガパルス発生部１１は所定幅のトリガパルスＰｔを一定周期で生成して送信部１２に出力する。
【０００５】
送信部１２は、トリガパルスＰｔによってパルス変調されたレーダ波Ｐを、送信アンテナ１２ａを介して探査対象空間に発射する。
【０００６】
受信部１３はレーダ波Ｐを受けた物体１からの反射波Ｒを受信アンテナ１３ａを介して受信し、その受信信号Ｒｒをダイオード検波回路からなる検波部１４によって検波し、その検波信号Ｄを探査制御部１５に出力する。
【０００７】
探査制御部１５は、レーダ波Ｐの発射タイミングから一定時間の間に検波部１４から出力される検波信号Ｄに基づいて探査対象空間内の物体の有無、距離等を調べ、これを観測者が把握できるように表示や音等で出力する。
【０００８】
この場合、図示を省略しているが、検波信号Ｄを受信部１３にフィードバックすることにより、受信部１３に対する利得制御が行われている。
【０００９】
なお、上記のようにトリガパルスＰｔを一定周期Ｔで与えて探査を行なうレーダ装置は、例えば、次の非特許文献１に開示されている。
［特許文献１］Ｍｅｒｒｉｌｌ Ｉ． Ｓｋｏｌｎｉｋ”ＲＡＤＡＲ ＨＡＮＤＢＯＯＫ”２ｎｄ ｅｄ．１９９０，ｐｐ１．２−１．６また、医療用の近距離のレーダ装置に関しては、例えば、次の非特許文献２に開示されている。
［非特許文献２］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｒｖｃｏｎｇｒｅｓｓ．ｏｒｇ／ｓｅｃｏｎｄ／ｆｉｒｓｔ／ｐｌａｃｅｄ＿３／Ｓｔａｎｄｅｒｉｎｉ＿Ａｒｔ＿Ｅｎｇ．ｐｄｆ上記のようなパルスレーダ装置１０としては、古くから飛行機や船舶等の大きな物体を遠くから探査できるように大型で大出力の遠距離用のレーダ装置が知られている。
【００１０】
しかるに、近年では、例えば、自動車の安全走行や目に障害のある者の安全歩行あるいは入院患者の夜間監視等を支援するために、個人的に使用される近距離用のレーダ装置が提案されており、その専用の周波数帯についてもＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）と呼ばれる２３〜２９ＧＨｚの広帯域（６〜７ＧＨｚ）を割り当てることが検討されている。
【００１１】
上記のような個人的に使用される近距離のレーダ装置の場合、他のレーダ装置との干渉は原理的に避けられないが、上記のように広帯域（６〜７ＧＨｚ）を与えることで、周波数による分離と狭いパルス（例えば、１ｎｓｅｃ以下）による送信タイミングの違いを利用することができ、干渉の影響を実用的に問題の無い程度まで低減することができる。
【００１２】
ところが、前記した検波部１４を構成するダイオード検波回路の応答速度は、せいぜい１００ｎｓｅｃ程度であって、上記のような１ｎｓｅｃ以下の狭い幅の反射波Ｒの強度を正しく検出することができず、狭い幅のレーダ波による高分解能の探査が行えないという問題がある。
【００１３】
また、レーダ装置が物体１から受ける反射波Ｒｒの強度は、物体１までの距離の４乗に反比例するため、近距離のレーダ装置の場合、僅かな距離変化で反射波Ｒｒの入力レベルが急激に且つ大きく変動し、従来のフィードバック型の利得制御ではその急激な変動に追従できず、反射波のレベルを正しく認識できない場合もある。
【発明の開示】
【００１４】
そこで、本発明は、上記の問題を解決し、高分解能で周囲の状況を正しく探査できるレーダ装置を提供することを目的としている。
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の第１の態様によると、
所定幅のトリガパルスを所定周期で発生するトリガパルス発生部（２１）と、
前記トリガパルス発生部（２１）からの前記トリガパルスによってパルス変調された所定の周波数を有するレーダ波を探査対象空間に発射する送信部（２２）と、
前記送信部（２２）から出射された前記レーダ波の反射波を受信して受信信号を出力する受信部（２３）と、
前記トリガパルス発生部（２１）からの前記トリガパルスを所定の遅延時間で遅延させる遅延部（２４）と、
前記遅延部（２４）によって前記所定の遅延時間で遅延された前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するローカルパルス信号を出力するローカルパルス発生部（２５）と、
前記受信部（２３）から出力される前記受信信号と前記ローカルパルス発生部（２５）から出力される前記ローカルパルス信号との強度についての相関値を求める相関値検出部（２６）と、
前記遅延部（２４）による前記所定の遅延時間を、前記トリガパルス発生部（２１）による前記トリガパルスの発生周期である前記所定周期の範囲内で順次変化させる遅延時間可変部（３０）と、
前記遅延時間可変部（３０）によって可変される遅延時間毎に前記相関値検出部（２６）によって検出される前記相関値を記憶する相関値記憶部（３１）と、
前記相関値記憶部（３１）に記憶された相関値の前記遅延時間に対する度数分布を作成する度数分布作成部（３２）と、
前記度数分布作成部（３２）によって作成された度数分布に基づいて、前記探査対象空間についての解析を行う探査制御部（３５）と、
を具備するレーダ装置が提供される。
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明の第２の態様によると、
前記受信部は前記反射波に対する受信利得を可変できるように構成され、
前記レーダ装置は、前記受信部の受信利得を前記遅延時間可変部によって可変される遅延時間に応じて可変制御し、遅延時間の違いによる受信信号の出力レベルの変化を抑制する利得可変部をさらに備える第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明の第３の態様によると、
前記相関値検出部（２６）は、
前記受信部から出力される受信信号と前記ローカルパルス発生部から出力される前記ローカルパルス信号とを乗算する乗算回路（２７）と、
前記乗算回路（２７）による乗算出力を積分する積分回路（２８）と、
を備える第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００１８】
前記目的を達成するために、本発明の第４の態様によると、
前記レーダ装置は、前記積分回路（２８）による積分出力をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換するＡ／Ｄ変換器（２９）をさらに備え、
前記相関値記憶部（３１）は、前記Ａ／Ｄ変換器（２９）によってディジタル信号に変換された前記相関値を記憶する第３の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明の第５の態様によると、
前記積分回路（２８）は、ミラー型積分回路によって構成されている第３の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２０】
前記目的を達成するために、本発明の第６の態様によると、
前記相関値検出部（２６）は、
前記ローカルパルス発生部（２５）から出力される前記ローカルパルス信号を互いに９０度位相差のある２信号に分ける９０°移相器（４１）と、
前記受信部（２３）から出力される受信信号を互いに等位相の２信号に分ける０°分配器（４２）と、
前記９０°移相器（４１）によって互いに９０度位相差のある２信号に分けられた前記ローカルパルス信号と、前記０°分配器（４２）によって互いに互いに等位相の２信号に分けられた前記受信信号とを各別に乗算する第１及び第２の乗算回路（２７Ａ，２７Ｂ）と、
前記第１及び第２の乗算回路（２７Ａ，２７Ｂ）による各乗算出力を各別に積分する第１及び第２の積分回路（２８Ａ，２８Ｂ）と、
前記第１及び第２の積分回路（２８Ａ，２８Ｂ）による各積分出力を各別にアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換する第１及び第２のＡ／Ｄ変換器（２９Ａ，２９Ｂ）と、
前記第１及び第２のＡ／Ｄ変換器（２９Ａ，２９Ｂ）によって変換された各ディジタル信号を各別に自乗する第１及び第２の自乗演算器（４３Ａ，４３Ｂ）と、
前記第１及び第２の自乗演算器（４３Ａ，４３Ｂ）による各自乗演算結果を加算することにより、該加算結果を前記相関値として出力する加算器（４４）とを備え、
前記相関値記憶部（３１）は、前記加算器（４４）から前記相関値として出力される前記加算結果を記憶する第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明の第７の態様によると、
前記相関値検出部（２６）は、
前記加算器（４４）による加算結果の平方根を求めることにより、該平方根を前記相関値として出力する平方根演算器（４５）とをさらに備え、
前記相関値記憶部（３１）は、前記平方根演算器（４５）から前記相関値として出力される前記平方根を記憶する第６の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２２】
前記目的を達成するために、本発明の第８の態様によると、
前記トリガパルス発生部（２１）は、前記所定幅Ｗとして、約１ｎｓｅｃのトリガパルスＰｔを前記所定周期Ｔとして約１００ｎｓｅｃで生成して、前記送信部（２２）および遅延部（２４）に出力する第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２３】
前記目的を達成するために、本発明の第９の態様によると、
前記送信部（２２）は、前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するレーダ波としてＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）による２３〜２９ＧＨｚの広帯域６〜７ＧＨｚのレーダ波を生成して前記探査対象空間に発射する第８の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２４】
前記目的を達成するために、本発明の第１０の態様によると、
前記受信部（２３）は、
前記送信部（２２）から探査対象空間に発射されたレーダ波を受けた物体（１）からの反射波を受けて増幅する利得可変型の増幅器（２３ｂ）と、
前記利得可変型の増幅器（２３ｂ）からの増幅出力を帯域制限して前記受信信号として前記相関値検出部（２６）に出力する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）（２３ｃ）と、
を備える第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２５】
前記目的を達成するために、本発明の第１１の態様によると、
前記遅延部（２４）は、前記所定の遅延時間として、前記遅延時間可変部（３０）による可変指令に基づいて大きなステップで変化させることができる粗調整用の遅延手段と、その大きなステップ内で遅延時間を細かく変化させることができる微調整用の遅延手段とを組合せて構成されている第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２６】
前記目的を達成するために、本発明の第１２の態様によると、
前記粗調整用の遅延手段は前記所定の遅延時間を約１０ｎｓｅｃのステップで変化させ、前記微調整用の遅延手段は前記所定の遅延時間を約０．１ｎｓｅｃのステップで変化させる第１１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２７】
前記目的を達成するために、本発明の第１３の態様によると、
車載用の近距離のレーダ装置として適用される第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２８】
前記目的を達成するために、本発明の第１４の態様によると、
盲人用の近距離のレーダ装置として適用される第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２９】
前記目的を達成するために、本発明の第１５の態様によると、
医療用の近距離のレーダ装置として適用される第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００３０】
上記のような態様に係る本発明のレーダ装置では、受信信号を遅延されたトリガパルスによってパルス変調されたローカルパルス信号と乗算し、その乗算出力を積分して、両信号の相関値を検出するとともに、トリガパルスの遅延時間を順次変えて、遅延時間毎の相関値を求め、遅延時間に対する相関値の度数分布を作成し、その度数分布に基づいて探査空間の解析を行うようにしている。
【００３１】
つまり、上記のような態様に係る本発明のレーダ装置では、従来のレーダ装置のように受信信号をダイオード検波していないので、近距離レーダのように狭い幅のレーダ波を用いた場合でも、遅延時間に対する相関値の度数分布から反射波の強度を正しく把握することができ、高分解能の探査が行える。
【００３２】
また、上記のような態様に係る本発明のレーダ装置では、可変する遅延時間に応じて予め反射波に対する受信部の受信利得を可変制御し、遅延時間の違いによる受信信号のレベル変化を抑制するようにしている。
【００３３】
そのため、上記のような態様に係る本発明のレーダ装置では、相関値検出手段に対する過大レベルの信号入力を防ぐことができ、適正動作範囲で正しく相関値を検出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
［図１］図１は、本発明に係るレーダ装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
［図２］図２は、図１の要部の構成例を示すブロック図である。
［図３Ａ］図３Ａは、図１のレーダ装置の動作を説明するためのトリガパルス発生部によるトリガパルスＰｔを示す信号波形図である。
［図３Ｂ］図３Ｂは、図１のレーダ装置の動作を説明するための送信部によるレーダ波Ｐを示す信号波形図である。
［図３Ｃ］図３Ｃは、図１のレーダ装置の動作を説明するための遅延部によって遅延されたトリガパルスＰｔ′を示す信号波形図である。
［図３Ｄ］図３Ｄは、図１のレーダ装置の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるローカルパルス信号Ｌを示す波形図である。
［図３Ｅ］図３Ｅは、図１のレーダ装置の動作を説明するための物体からの反射波Ｒを示す波形図である。
［図３Ｆ］図３Ｆは、図１のレーダ装置の動作を説明するための受信部からの受信信号Ｒｒを示す波形図である。
［図３Ｇ］図３Ｇは、図１のレーダ装置の動作を説明するための相関値検出部による相関値Ｈを示す図である。
［図４Ａ］図４Ａは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ回目のローカルパルス信号Ｌを示す波形図である。
［図４Ｂ］図４Ｂは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する受信部からの受信信号Ｒｒを示す波形図である。
［図４Ｃ］図４Ｃは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する乗算回路による乗算信号Ｂを示す波形図である。
［図４Ｄ］図４Ｄは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する積分回路による積分結果に基づく相関値Ｈを示す波形図である。
［図５Ａ］図５Ａは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌを示す波形図である。
［図５Ｂ］図５Ｂは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する受信部からの受信信号Ｒｒを示す波形図である。
［図５Ｃ］図５Ｃは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する乗算回路による乗算信号Ｂを示す波形図である。
［図５Ｄ］図５Ｄは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する積分回路による積分結果に基づく相関値Ｈを示す波形図である。
［図６Ａ］図６Ａは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ｂ（但し、ｂ＞ａ）回目のローカルパルス信号Ｌを示す波形図である。
［図６Ｂ］図６Ｂは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ｂ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する受信部からの受信信号Ｒｒを示す波形図である。
［図６Ｃ］図６Ｃは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ｂ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する乗算回路による乗算信号Ｂを示す波形図である。
［図６Ｄ］図６Ｄは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ｂ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する積分回路による積分結果に基づく相関値Ｈを示す波形図である。
［図７］図７は、図１のレーダ装置の動作を説明するための度数分布作成部によって作成された度数分布の例を示す図である。
［図８］図８は、本発明に係るレーダ装置の別の実施形態の要部の構成として相関値検出部を示すブロック図である。
［図９］図９は、従来のレータ装置の構成を示すブロック図である。
［図１０］図１０は、図１のレーダ装置における相関値記憶部および度数分布作成部の具体例を説明するために示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００３６】
図１は、車載用、盲人用、医療用等の近距離のレーダ装置として適用される本発明の一実施形態によるレーダ装置２０の構成を示すブロック図である。
【００３７】
本発明に係るレーダ装置の基本的な構成は、図１に示されているように、所定幅のトリガパルスを所定周期で発生するトリガパルス発生部２１と、前記トリガパルス発生部２１からの前記トリガパルスによってパルス変調された所定の周波数を有するレーダ波を探査対象空間に発射する送信部２２と、前記送信部２２から出射された前記レーダ波の反射波を受信て受信信号を出力する受信部２３と、前記トリガパルス発生部２１からの前記トリガパルスを所定の遅延時間で遅延させる遅延部２４と、前記遅延部２４によって前記所定の遅延時間で遅延された前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するローカルパルス信号を出力するローカルパルス発生部２５と、前記受信部２３から出力される前記受信信号と前記ローカルパルス発生部２５から出力される前記ローカルパルス信号との強度についての相関値を求める相関値検出部２６と、前記遅延部２４による前記所定の遅延時間を、前記トリガパルス発生部２１による前記トリガパルスの発生周期である前記所定周期の範囲内で順次変化させる遅延時間可変部３０と、前記遅延時間可変部３０によって可変される遅延時間毎に前記相関値検出部２６によって検出される前記相関値を記憶する相関値記憶部３１と、前記相関値記憶部３１に記憶された相関値の前記遅延時間に対する度数分布を作成する度数分布作成部３２と、前記度数分布作成部３２によって作成された度数分布に基づいて、前記探査対象空間についての解析を行う探査制御部３５とを有している。
【００３８】
具体的には、図１において、トリガパルス発生部２１は、所定幅Ｗ（例えば、１ｎｓｅｃ）のトリガパルスＰｔを所定周期Ｔ（例えば、１００ｎｓｅｃ）で生成して、送信部２２および遅延部２４に出力する。
【００３９】
送信部２２は、トリガパルス発生部２１からのトリガパルスＰｔによってパルス変調された所定の周波数（キャリア周波数）として、例えば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）による周波数２３〜２９ＧＨｚの広帯域６〜７ＧＨｚの探査用のレーダ波Ｐを生成し、送信アンテナ２２ａを介して探査対象空間に発射する。
【００４０】
受信部２３は、送信部２２から探査対象空間に発射されたレーダ波Ｐを受けた物体１からの反射波Ｒを受信アンテナ２３ａを介して受信する。
【００４１】
この場合、受信部２３では、反射波Ｒを利得可変型の増幅器２３ｂで増幅した後、その増幅出力をＢＰＦ（帯域通過フィルタ）２３ｃによって帯域制限して他の通信システム等による妨害波を除去した受信信号Ｒｒとして後述の相関値検出部２６に出力する。
【００４２】
なお、受信部２３における利得の可変は、減衰量を可変できる減衰器によって行うようにしてもよい。
【００４３】
また、送信アンテナ２２ａと受信アンテナ２３ａは共用することもできる。
【００４４】
一方、遅延部２４は、トリガパルス発生部２１から出力されたトリガパルスＰｔを受け、これを後述する遅延時間可変部３０から可変的に指定される所定の遅延時間τだけ遅延してローカルパルス発生部２５に出力する。
【００４５】
一方、遅延部２４は、トリガパルス発生部２１から出力されたトリガパルスＰｔを受け、これを後述する遅延時間可変部３０から指定された遅延時間τだけ遅延してローカルパルス発生部２５に出力する。
【００４６】
この遅延部２４は、遅延時間を大きなステップ（例えば、１０ｎｓｅｃ）で変化させることができる粗（コース）調整用の遅延手段２４ａと、その大きなステップ内で遅延時間を細かく（例えば、０．１ｎｓｅｃ）変化させることができる微（ファイン）調整用の遅延手段２４ｂとを組合せて構成することができる。
【００４７】
ローカルパルス発生部２５は、遅延部２４によって遅延されたトリガパルスＰｔ′によってパルス変調された所定の周波数を有するローカルパルス信号Ｌを生成して、相関値検出部２６に出力する。
【００４８】
ここで、ローカルパルス信号Ｌはその所定の周波数（キャリア周波数）として、送信部２２が発射するレーダ波Ｐのキャリア周波数と等しいものとする。
【００４９】
相関値検出部２６は、受信部２３から出力される受信信号Ｒｒとローカルパルス発生部２５から出力されるローカルパルス信号Ｌとの強度についての相関値Ｈを求めるためのものであり、図１では、乗算回路２７と積分回路２８によって構成されている。
【００５０】
乗算回路２７は、二重平衡型のミキサによって構成され、受信信号Ｒｒとローカルパルス信号Ｌとを乗算し、その乗算結果の積信号Ｂを積分回路２８に出力する。
【００５１】
積分回路２８は、入力される乗算回路２７からの積信号Ｂに対する積分処理を、遅延部２４からトリガパルスＰｔ′が出力されている期間（例えば、１ｎｓｅｃ）だけ行う。
【００５２】
この積分回路２８は、例えば、図２に示すように、ミラー型積分回路を構成する抵抗２８ａ、コンデンサ２８ｂ、反転増幅器２８ｃ、充電用スイッチ２８ｄ、放電用スイッチ２８ｅ、および出力極性反転用の反転増幅器２８ｆによって構成されている。
【００５３】
この構成の積分回路２８は、遅延部２４からトリガパルスＰｔ′が入力している間だけ充電用スイッチ２８ｄを閉じて積信号Ｂを積分し、トリガパルスＰｔ′の入力が終了すると充電用スイッチ２８ｄを開いて、その積分結果を保持し、その保持値の極性を反転した値を相関値Ｈとして出力させる。
【００５４】
そして、この積分回路２８は、次のトリガパルスＰｔ′が入力される前の任意のタイミングに、放電用スイッチ２８ｅを一時的に閉じてコンデンサ２８ｂを放電させ、次のトリガパルスＰｔ′に対する積分に備える。
【００５５】
なお、この積分回路２８の構成は上記構成に限定されるものではなく、例えば、充電用スイッチ２８ｄを省略して、トリガパルスＰｔ′の入力期間の終了直前に、後述のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２９によるサンプリングを行って積分結果を保持するように構成してもよい。
【００５６】
その場合、この積分回路２８では、トリガパルスＰｔ′が入力していない間、放電用スイッチ２８ｅを継続的に閉じていてもよい。
【００５７】
相関値検出部２６によって保持された相関値Ｈは、放電される前にＡ／Ｄ変換器２９によってディジタル値に変換された後、後述する相関値記憶部３１によって、遅延時間τに対応付けされて記憶される。
【００５８】
一方、遅延時間可変部３０は、遅延部２４の所定の遅延時間τをトリガパルスＰｔの発生周期Ｔの間で、トリガパルス発生毎に順次変化させる。
【００５９】
この遅延時間τの可変モードは後述する探査制御部３５によって指定され、例えば、粗探査モードが指定された場合には、トリガパルスＰｒをその幅Ｗ分だけ遅らせたタイミング、すなわちτ＝Ｗを初期値とし、以降、トリガパルスＰｔが出力される毎に遅延時間τをΔτずつ増加させ、遅延時間τをＴ−Δτまで変化させた後、再び初期値τ＝Ｗに戻すという動作を繰り返す。
【００６０】
ここで、変化幅Δτは、上記粗探査モードの場合、遅延部２４の遅延時間の最小可変ステップ以上で、且つ探査対象空間内の物体の有無等が分かる程度（例えば０．４ｎｓｅｃ）にする。
【００６１】
また、探査制御部３５によって所定遅延時間範囲における精密探査モードが指定された場合には、その範囲内でより小さな（例えば、０．１ｎｓｅｃ）変化幅Δτで遅延時間を可変させる。
【００６２】
相関値記憶部３１は、Ａ／Ｄ変換器２９によってディジタル変換された相関値Ｈを、その相関値Ｈが得られたときの遅延時間τに対応付けて記憶する。
【００６３】
より具体的に言えば、相関値記憶部３１は、例えば、図１０に示すようなメモリ（ＲＡＭ）１００に相関値Ｈを記憶する際に、該メモリ（ＲＡＭ）１００が遅延時間τの可変幅（例えば、８ビットで表される遅延量）およびディジタル変換された相関値Ｈ（例えば、８ビットで表される入力値）に対応したアドおよびレス空間を有するものとして、該メモリ（ＲＡＭ）に対して、遅延時間τおよびディジタル変換された相関値Ｈに対応したアドレスを指定して、そのアドレスに相関値Ｈを記憶する。
【００６４】
度数分布作成部３２は、相関値記憶部３１に記憶された相関値Ｈに基づいて、遅延時間τに対する相関値Ｈの度数分布を作成する。
【００６５】
この場合、度数分布作成部３２および相関値記憶部３１は、後述する図１０の具体例に示すように、互いに関連付けて構成され、例えば、特許文献１に開示されているような交差率分布測定技術、特許文献２に開示されているような振幅確率分布測定技術、特許文献２に開示されているような時間幅分布測定技術等を用いて相関値Ｈの度数分布を作成することができる。
［特許文献１］日本国特許第２８９９８７９号
［特許文献２］日本国特許第３１５６１５２号
［特許文献３］日本国特許第２９２０８２８号 これらの特許文献１乃至３に開示されている各分布測定技術は、本願発明者等によってなされているものである。
【００６６】
より具体的に言えば、度数分布作成部３２は、例えば、図１０に示すような相関値記憶部３１としてのメモリ（ＲＡＭ）１００に接続される＋１加算部１０１によってメモリ（ＲＡＭ）１００に記憶されている相関値Ｈに１を加算し、この加算結果をメモリ（ＲＡＭ）１００に再度記憶させて、相関値Ｈを１だけ増加更新することにより、相関値記憶部３１としてのメモリ（ＲＡＭ）１００に記憶された相関値Ｈに基づいて、遅延時間τに対する相関値Ｈの度数分布を作成することができる。
【００６７】
なお、後述するように受信部２３の利得を遅延時間τに応じて可変制御する場合、相関値検出部２６が検出する相関値Ｈは受信部２３の利得に依存して変化するので、その検出された相関値Ｈに対して受信部２３の利得可変分の補正を行い、反射波Ｒの強度に対応した相関値を求めて度数分布を作成する。
【００６８】
また、利得可変部３３は、遅延時間可変部３０によって可変される遅延時間τに応じて反射波Ｒｒに対する受信部２３の受信利得、すなわち、増幅器２３ｂの利得を可変制御する。
【００６９】
この利得の可変は、遅延時間τが小さい程、増幅器２３ｂの利得を下げるようにして、受信部２３から出力される受信信号Ｒｒのレベルを安定化している。
【００７０】
ここで、遅延時間τは距離に比例し、反射波Ｒｒの入力強度は距離の４乗に反比例するので、例えば遅延時間τを１／２に減少変化させる場合に、前もって増幅器２３ｂの利得を１／１６に低下させておくことにより、受信信号Ｒｒの急激且つ大きなレベル変動を確実に抑制することができ、相関値検出部２６に対する過大レベルの信号入力を防止することができる。
【００７１】
探査制御部３５は、度数分布作成部３２によって作成された度数分布に基づいて、探査対象空間についての解析処理、すなわち、探査対象空間内の物体１の有無の判定、その距離の検出、移動方向の検出、遅延時間可変部３０に対する可変モードの指示等を行うとともに、その解析によって得られた情報を音声等による報知する。
【００７２】
次に、上記構成のレーダ装置２０の動作について説明する。
【００７３】
トリガパルス発生部２１から送信部２２および遅延部２４に対して、図３Ａに示すように、幅ＷのトリガパルスＰｔが周期Ｔで出力されると、送信部２２からは、図３Ｂに示すように、トリガパルスＰｔによってパルス変調されたレーダ波Ｐが探査対象空間に発射される。
【００７４】
また、遅延部２４からは、図３Ｃに示すように、τ＝Ｗ、Ｗ＋Δτ、Ｗ＋２・Δτ、Ｗ＋３・Δτ、…というように、所定ステップΔτずつ遅延されたトリガパルスＰｔ′が出力される。
【００７５】
そして、そのトリガパルスＰｔ′を受けたローカルパルス発生部２５からは、図３Ｄに示すように、トリガパルスＰｔ′でパルス変調された前述したような所定の周波数を有するローカルパルス信号Ｌが出力される。
【００７６】
一方、送信部２２から発射されたレーダ波Ｐは探査対象空間内の物体１で反射され、その一部が、図３Ｅに示すような反射波Ｒとして受信部２３に入射され、その反射波Ｒに対応する図３Ｆに示すような受信信号Ｒｒが出力される。
【００７７】
ここで、遅延時間τが小さい初期段階では、受信部２３の利得が非常に低く設定されているため、受信部２３から出力される受信信号Ｒｒのレベルは小さい。
【００７８】
この受信信号Ｒｒとローカルパルス信号Ｌは相関値検出部２６に入力され、その相関値Ｈの検出処理がなされるが、図３Ａ−Ｇに示しているように、初期段階で且つ探査対象空間内の物体１が比較的離れた位置にある場合には、受信信号Ｒｒの入力期間と局発パルス信号Ｌの入力期間とが合わず、その積がゼロとなるので、相関値Ｈ（ｉ，ｊ）は図３Ｇに示しているようにゼロとなる（この場合、雑音等の影響がないと仮定している）。
【００７９】
なお、ここで相関値Ｈ（ｉ，ｊ）の添え字ｉは、遅延時間τを初期値Ｗから最終値（Ｔ−Δτ）まで順番に変化させることを１単位とする探査回数値を表し、添え字ｊは、１回の探査中におけるレーダ波Ｐの出力回数を表すものとする。
【００８０】
そして、トリガパルスＰｔに対する遅延時間τが大きくなり、図４Ａに示すｋ回目のローカルパルス信号Ｌの入力期間に対して、図４Ｂに示すように、受信信号Ｒｒの入力期間の前部が重複し、且つ両信号が同相であれば、相関値検出部２６の乗算回路２７から出力される積信号Ｂは、図４Ｃに示すように正側の全波整流波形となる。
【００８１】
そして、相関値検出部２６の積分回路２８による積分結果は、図４Ｄに示すように、その重複期間が終了するまで段階的に単調増加して、重複期間が終了した時点の積分結果が保持される。
【００８２】
この保持値がＡ／Ｄ変換器２９を介して相関値Ｈ（１，ｋ）として、相関値記憶部３１に遅延時間τ＝Ｗ＋（ｋ−１）Δτに対応付けされて記憶される。
【００８３】
この場合の相関値Ｈ（１，ｋ）は、ローカルパルス信号Ｌと受信信号Ｒｒの入力期間の重複割合に比例した値となる。
【００８４】
また、トリガパルスＰｔに対する遅延時間τがさらに大きくなって、図５Ａに示すｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌの入力期間に対して、図５Ｂに示すように、受信信号Ｒｒのの入力期間がほぼ完全に重複し且つ両信号が同相であれば、相関値検出部２６の乗算回路２７から出力される積信号Ｂは、図５Ｃに示すように正側の全波整流信号となる。
【００８５】
そして、相関値検出部２６の積分回路２８による積分結果は、図５Ｄに示すようにその重複期間が終了するまで段階的に単調増加して、重複期間が終了した時点の積分結果が保持される。
【００８６】
この保持値が遅延時間τ＝Ｗ＋（ｋ＋ａ−１）Δτに対応付けされて記憶される。
【００８７】
この相関値Ｈ（１，ｋ＋ａ）は、上述の相関値Ｈ（１，ｋ）と比べて２信号の重複期間が長いので、より大きな値（最大値）となる。
【００８８】
そして、トリガパルスＰｔに対する遅延時間τがさらに大きくなり、図６Ａに示すｋ＋ｂ（ここで、ｂ＞ａ）回目のローカルパルス信号Ｌの入力期間に対して、図６Ｂに示すように、受信信号Ｒｒの入力期間の後部が重複し、且つ両信号が同相であれば、相関値検出部２６の乗算回路２７から出力される積信号Ｂは、図６Ｃに示すように正側の全波整流波形となる。
【００８９】
そして、相関値検出部２６の積分回路２８による積分結果は、図６Ｄに示すようにその重複期間が終了するまで段階的に単調増加して、重複期間が終了した時点の積分結果が保持される。
【００９０】
この保持値がＡ／Ｄ変換器２９を介して相関値Ｈ（１，ｋ＋ｂ）として、相関値記憶部３１に遅延時間τ＝Ｗ＋（ｋ＋ｂ−１）Δτに対応付けされて記憶される（ｂ＞ａ）。
【００９１】
この相関値（１，ｋ＋ｂ）は、上述した相関値Ｈ（１，ｋ＋ａ）と比べて２信号の重複期間が短いので、より小さな値となる。
【００９２】
なお、図４Ｂ、図５Ｂおよび図６Ｂに破線で示すように、ローカルパルス信号Ｌに対して受信信号Ｒｒの位相が反転している場合、相関値検出部２６での乗算結果は、図４Ｃ、図５Ｃおよび図６Ｃに破線で示すように負側の全波整流波形となる。
【００９３】
そして、相関値検出部２６での積分結果は、図４Ｄ、図６Ｄおよび図６Ｄに破線で示すように重複期間が終了するまで単調減少することになるが、絶対値でみれば重複期間と相関値Ｈとの関係は同相の場合と変わらない。
【００９４】
また、ローカルパルス信号Ｌに対して受信信号Ｒｒの位相が例えば９０度ずれている場合、その乗算結果はゼロを中心に正弦振動し、その積分値も増加と減少を繰り返すので、相関値Ｈ（ｉ，ｊ）は非常に小さい値となる。
【００９５】
このようにして、遅延時間τが初期値Ｗから最終値（Ｔ−Δτ）まで順番に変化され、遅延時間毎の相関値Ｈ（１，１），Ｈ（１，２）…Ｈ（１，Ｍ）が得られ。
【００９６】
そして、この後、遅延時間可変部３０は、２回目の探査のために、再び、遅延時間τを初期値Ｗから最終値（Ｔ−Δτ）まで順番に変化させて、その結果得られた相関値Ｈ（２，１），Ｈ（２，２）…Ｈ（２，Ｍ）が、遅延時間τに対応付けされて記憶される（ここで、ＭはＴ−τをトリガパルスＰｔの幅Ｗで除して得られる商である）。
【００９７】
ここで、レーダ装置２０を携帯所持する者やレーダ装置２０が搭載された自動車と、探査対象空間内の物体との距離の僅かな変化により、重複期間における２信号の位相状態が大きく変化するので、２回目の探査において得られる相関値Ｈ（２，１），Ｈ（２，２）…Ｈ（２，Ｍ）のうち、重複期間およびその近傍における相関値Ｈは、１回目のものに対して正負が逆転したり、絶対値が大きく変化する。
【００９８】
以下、同様の探査動作が所定回数Ｑ（例えば、１００回）行われて、Ｍ・Ｑ個の相関値Ｈ（１，Ｍ），Ｈ（２，Ｍ），…Ｈ（Ｑ，Ｍ）が得られると、度数分布作成部３２による度数分布の作成処理がなされる。
【００９９】
この度数分布作成部３２による度数分布作成処理では、各相関値Ｈ（ｉ，ｊ）を、例えば、正側５段階、負側５段階、および０の合計１１段階に分類し、図７に示すように遅延時間τ毎の各段階の発生頻度を表す度数分布が作成される。
【０１００】
この図７に示される度数分布では、遅延されたトリガパルスＰｔ′に同期するローカルパルス信号Ｌの入力期間と受信信号Ｒｒの入力期間とが重複する時間帯およびその近傍（ｊ＝ｋ＋３の近傍）で発生頻度が各段階にばらついており、そのばらつき幅が最も大きくなるのが、確率的にローカルパルス信号Ｌと受信信号Ｒｒの入力期間がほぼ完全に重複したときと判定することができる。
【０１０１】
探査制御部３５は、この度数分布に基づいて、探査対象空間内の物体の有無、距離等を調べ、その結果を報知するとともに、必要であれば検知した探査対象空間内の物体についてより詳細な探査をするために、遅延時間可変部３０に対する遅延時間τの可変モードを精密探査モードに切替えさせ、その探査で得られた度数分布をさらに解析する等の処理を行う。
【０１０２】
例えば、探査制御部３５は、度数分布の正側の段階値とその頻度との積和演算を遅延時間毎に行い、その演算結果が最大となるときの遅延時間τ′から、探査対象空間内の物体までの距離を求める。
【０１０３】
すなわち、電波の速度をｖとすれば、探査対象空間内の物体までの距離Ｄは、
Ｄ＝ｖ・τ′／２
で求めることができる。
【０１０４】
また、上述したように、受信部２２の利得を遅延時間τに応じて予め可変して、探査対象空間内の物体との距離の違いによる受信信号の大きなレベル変化を抑制しているので、受信信号Ｒｒのレベルの違いは、主に探査対象空間内の物体１のレーダ波Ｐに対する反射率（材質、大きさ、形状）に依存することなる。
【０１０５】
この反射率の違いによる受信信号Ｒｒのレベル変化は、相関値Ｈのばらつき幅の大小となって現れるので、探査制御部３５は、そのばらつき幅の大小から、探査対象空間内の物体が、例えば、金属等のように反射率が高いもの（危険度が高いもの）、人や動物あるいは樹木等のように反射率が低いもの（危険度が低いもの）かを、大まかに判定することができ、その判定結果に応じて警報の種類を変えることができる。
【０１０６】
以上説明したように、本発明の実施形態のレーダ装置２０は、遅延部２４によって遅延されたトリガパルスＰｔ′で変調されたローカルパルス信号Ｌと、反射波Ｒを受信して得られる受信信号Ｒｒとを乗算し、その乗算結果を積分して２信号の相関値Ｈを求めるとともに、遅延部２４の遅延時間を順次変えることで、遅延時間毎の相関値を求め、さらに遅延時間に対する相関値の度数分布を求め、その度数分布に基づいて探査対象空間についての解析処理を行っている。
【０１０７】
このため、本発明の実施形態のレーダ装置２０は、従来のレーダ装置のようにダイオード検波回路では検出できない幅の狭いレーダ波についての反射波の強度検出が可能となり、近距離探査を高分解能で行うことができ、車載用あるいは盲人用の近距離レーダ装置の実現を可能にする。
【０１０８】
また、本発明の実施形態のレーダ装置２０は、遅延時間に応じて受信部２２の利得制御を前もって行うので、探査範囲が近距離の場合であっても、反射波の急激且つ大きな変化による受信信号のレベル変化を確実に抑制でき、相関値検出を適正な動作範囲で正確に行うことができる。
【０１０９】
なお、上記実施形態では、相関値検出部２６で検出される正負両極性の相関値Ｈについて度数分布を作成していたが、積分結果に対する絶対値変換を行い、その絶対値変換された値を相関値として求め、度数分布を作成してもよい。
【０１１０】
ただし、乗算回路２７を構成するミキサの直流オフセットがある場合に、上記のような単純な絶対値変換処理を行うと、直流オフセットの影響を直接受けて相関値を正確に検出できなくなる場合が考えられる。
【０１１１】
このような直流オフセットの影響が問題になる場合には、相関値検出部２６を、図８に示すような直交検波方式にすればよい。
【０１１２】
すなわち、この直交検波方式による相関値検出部２６は、ローカルパルス発生部２５から出力される前記ローカルパルス信号を互いに９０度位相差のある２信号に分ける９０°移相器４１と、受信部２３から出力される受信信号を互いに等位相の２信号に分ける０°分配器４２と、９０°移相器４１によって互いに９０度位相差のある２信号に分けられた前記ローカルパルス信号と、０°分配器４２によって互いに互いに等位相の２信号に分けられた前記受信信号とを各別に乗算する第１及び第２の乗算回路２７Ａ，２７Ｂと、この第１及び第２の乗算回路２７Ａ，２７Ｂによる各乗算出力を各別に積分する第１及び第２の積分回路２８Ａ，２８Ｂと、この第１及び第２の積分回路２８Ａ，２８Ｂによる各積分出力を各別にアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換する第１及び第２のＡ／Ｄ変換器２９Ａ，２９Ｂと、この第１及び第２のＡ／Ｄ変換器２９Ａ，２９Ｂによって変換された各ディジタル信号を各別に自乗する第１及び第２の自乗演算器４３Ａ，４３Ｂと、この第１及び第２の自乗演算器４３Ａ，４３Ｂによる各自乗演算結果を加算することにより、該加算結果を前記相関値として出力する加算器４４とを備えている。
【０１１３】
そして、この場合、相関値記憶部３１は、加算器４４から相関値として出力される前記加算結果を記憶する。
【０１１４】
具体的には、図８の相関値検出部２６では、ローカルパルス信号Ｌが９０°移相器４１によって互いに９０度位相差のある２信号に分けられた後、図１の場合と同様に二重平衡型ミキサからなる２つの乗算回路２７Ａ、２７Ｂにそれぞれ入力される。
【０１１５】
また、受信信号Ｒｒが０°分配器４２によって等位相の２信号に分けられた後、乗算回路２７Ａ、２７Ｂにそれぞれ入力する。
【０１１６】
そして、図１の場合と同様に、乗算回路２７Ａの乗算出力Ｂ１が積分回路２８Ａで積分されるとともに、その積分出力が保持される。
【０１１７】
次に、その保持値ＩがＡ／Ｄ変換器２９Ａによってディジタル値に変換された後、自乗演算器４３Ａによって自乗される。
【０１１８】
また、乗算回路２７Ｂの乗算出力Ｂ２が積分回路２８Ｂで積分されるとともに、その積分出力が保持される。
【０１１９】
次に、その保持値ＱがＡ／Ｄ変換器２９Ｂによってディジタル値に変換された後、自乗演算器４３Ｂによって自乗される。
【０１２０】
そして、保持値Ｉ、Ｑの自乗演算結果同士が加算器４４によって加算された後、その加算結果の平方根が平方根演算器４５によって求められ、この平方根が相関値Ｈとして出力される。
【０１２１】
上記の直交検波方式の構成の相関値検出部２６は、各保持値Ｉ、Ｑを直交成分とする信号の実効電力を相関値Ｈとして求めていることになり、詳しい演算は省略するが各乗算回路の直流オフセットがキャンセルされた正確な正極の相関値Ｈを得ることができる。
【０１２２】
なお、図８に示した相関値検出部２６で平方根演算器４５を省略して加算器４４の出力を相関値Ｈとしてもよい。
【０１２３】
また、上記実施形態では、トリガパルスＰｔの幅Ｗを一定にしていたが、遅延時間τが大きい程、トリガパルス発生部２１から出力されるトリガパルスＰｔの幅Ｗが広くなるように構成することで、遠い端からの反射波に対して大きな相関値を得ることができ、Ｓ／Ｎの高い探査が可能となる。
【０１２４】
この場合、トリガパルス発生部２１が遅延時間可変部３０から指定される遅延時間τに応じて、連続的にあるいは段階的にトリガパルスＰｔの幅Ｗを変化させ、これによって得られた相関値に対して、度数分布作成部３２では、パルス幅の変化分を見込んで相関値の補正を行い、同一幅のパルスを用いたと仮定したときの相関値を求めて、度数分布が作成される。
【０１２５】
したがって、本発明によれば、従来技術の問題を解決し、高分解能で周囲の状況を正しく探査できるレーダ装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明に係るレーダ装置は、高分解能で周囲の状況を正しく探査することが可能であるという技術的効果を有していることにより、車載用、盲人用、医療用等の各種用途に利用に供することができる。
【図１】
【図２】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーダ装置に係り、特に、車載用、盲人用、医療用の近距離のレーダ装置において、高い分解能で周囲の状況を探査可能とする技術を採用したレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用、盲人用、医療用の近距離のレーダ装置として、ユーザの周囲に存在する物体の位置（物体までの距離と方位）、大きさ、動き等を探査するために、従来からパルスレーダ装置が用いられている。
【０００３】
図９は、従来のパルスレーダ装置１０の要部構成を示すブロック図である。
【０００４】
すなわち、このパルスレーダ装置１０において、トリガパルス発生部１１は所定幅のトリガパルスＰｔを一定周期で生成して送信部１２に出力する。
【０００５】
送信部１２は、トリガパルスＰｔによってパルス変調されたレーダ波Ｐを、送信アンテナ１２ａを介して探査対象空間に発射する。
【０００６】
受信部１３はレーダ波Ｐを受けた物体１からの反射波Ｒを受信アンテナ１３ａを介して受信し、その受信信号Ｒｒをダイオード検波回路からなる検波部１４によって検波し、その検波信号Ｄを探査制御部１５に出力する。
【０００７】
探査制御部１５は、レーダ波Ｐの発射タイミングから一定時間の間に検波部１４から出力される検波信号Ｄに基づいて探査対象空間内の物体の有無、距離等を調べ、これを観測者が把握できるように表示や音等で出力する。
【０００８】
この場合、図示を省略しているが、検波信号Ｄを受信部１３にフィードバックすることにより、受信部１３に対する利得制御が行われている。
【０００９】
なお、上記のようにトリガパルスＰｔを一定周期Ｔで与えて探査を行なうレーダ装置は、例えば、次の非特許文献１に開示されている。
［特許文献１］Ｍｅｒｒｉｌｌ Ｉ． Ｓｋｏｌｎｉｋ”ＲＡＤＡＲ ＨＡＮＤＢＯＯＫ”２ｎｄ ｅｄ．１９９０，ｐｐ１．２−１．６また、医療用の近距離のレーダ装置に関しては、例えば、次の非特許文献２に開示されている。
［非特許文献２］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｒｖｃｏｎｇｒｅｓｓ．ｏｒｇ／ｓｅｃｏｎｄ／ｆｉｒｓｔ／ｐｌａｃｅｄ＿３／Ｓｔａｎｄｅｒｉｎｉ＿Ａｒｔ＿Ｅｎｇ．ｐｄｆ上記のようなパルスレーダ装置１０としては、古くから飛行機や船舶等の大きな物体を遠くから探査できるように大型で大出力の遠距離用のレーダ装置が知られている。
【００１０】
しかるに、近年では、例えば、自動車の安全走行や目に障害のある者の安全歩行あるいは入院患者の夜間監視等を支援するために、個人的に使用される近距離用のレーダ装置が提案されており、その専用の周波数帯についてもＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）と呼ばれる２３〜２９ＧＨｚの広帯域（６〜７ＧＨｚ）を割り当てることが検討されている。
【００１１】
上記のような個人的に使用される近距離のレーダ装置の場合、他のレーダ装置との干渉は原理的に避けられないが、上記のように広帯域（６〜７ＧＨｚ）を与えることで、周波数による分離と狭いパルス（例えば、１ｎｓｅｃ以下）による送信タイミングの違いを利用することができ、干渉の影響を実用的に問題の無い程度まで低減することができる。
【００１２】
ところが、前記した検波部１４を構成するダイオード検波回路の応答速度は、せいぜい１００ｎｓｅｃ程度であって、上記のような１ｎｓｅｃ以下の狭い幅の反射波Ｒの強度を正しく検出することができず、狭い幅のレーダ波による高分解能の探査が行えないという問題がある。
【００１３】
また、レーダ装置が物体１から受ける反射波Ｒｒの強度は、物体１までの距離の４乗に反比例するため、近距離のレーダ装置の場合、僅かな距離変化で反射波Ｒｒの入力レベルが急激に且つ大きく変動し、従来のフィードバック型の利得制御ではその急激な変動に追従できず、反射波のレベルを正しく認識できない場合もある。
【発明の開示】
【００１４】
そこで、本発明は、上記の問題を解決し、高分解能で周囲の状況を正しく探査できるレーダ装置を提供することを目的としている。
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の第１の態様によると、
所定幅のトリガパルスを所定周期で発生するトリガパルス発生部（２１）と、
前記トリガパルス発生部（２１）からの前記トリガパルスによってパルス変調された所定の周波数を有するレーダ波を探査対象空間に発射する送信部（２２）と、
前記送信部（２２）から出射された前記レーダ波の反射波を受信して受信信号を出力する受信部（２３）と、
前記トリガパルス発生部（２１）からの前記トリガパルスを所定の遅延時間で遅延させる遅延部（２４）と、
前記遅延部（２４）によって前記所定の遅延時間で遅延された前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するローカルパルス信号を出力するローカルパルス発生部（２５）と、
前記受信部（２３）から出力される前記受信信号と前記ローカルパルス発生部（２５）から出力される前記ローカルパルス信号との強度についての相関値を求める相関値検出部（２６）と、
前記遅延部（２４）による前記所定の遅延時間を、前記トリガパルス発生部（２１）による前記トリガパルスの発生周期である前記所定周期の範囲内で順次変化させる遅延時間可変部（３０）と、
前記遅延時間可変部（３０）によって可変される遅延時間毎に前記相関値検出部（２６）によって検出される前記相関値を記憶する相関値記憶部（３１）と、
前記相関値記憶部（３１）に記憶された相関値の前記遅延時間に対する度数分布を作成する度数分布作成部（３２）と、
前記度数分布作成部（３２）によって作成された度数分布に基づいて、前記探査対象空間についての解析を行う探査制御部（３５）と、
を具備するレーダ装置が提供される。
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明の第２の態様によると、
前記受信部は前記反射波に対する受信利得を可変できるように構成され、
前記レーダ装置は、前記受信部の受信利得を前記遅延時間可変部によって可変される遅延時間に応じて可変制御し、遅延時間の違いによる受信信号の出力レベルの変化を抑制する利得可変部をさらに備える第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明の第３の態様によると、
前記相関値検出部（２６）は、
前記受信部から出力される受信信号と前記ローカルパルス発生部から出力される前記ローカルパルス信号とを乗算する乗算回路（２７）と、
前記乗算回路（２７）による乗算出力を積分する積分回路（２８）と、
を備える第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００１８】
前記目的を達成するために、本発明の第４の態様によると、
前記レーダ装置は、前記積分回路（２８）による積分出力をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換するＡ／Ｄ変換器（２９）をさらに備え、
前記相関値記憶部（３１）は、前記Ａ／Ｄ変換器（２９）によってディジタル信号に変換された前記相関値を記憶する第３の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明の第５の態様によると、
前記積分回路（２８）は、ミラー型積分回路によって構成されている第３の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２０】
前記目的を達成するために、本発明の第６の態様によると、
前記相関値検出部（２６）は、
前記ローカルパルス発生部（２５）から出力される前記ローカルパルス信号を互いに９０度位相差のある２信号に分ける９０°移相器（４１）と、
前記受信部（２３）から出力される受信信号を互いに等位相の２信号に分ける０°分配器（４２）と、
前記９０°移相器（４１）によって互いに９０度位相差のある２信号に分けられた前記ローカルパルス信号と、前記０°分配器（４２）によって互いに互いに等位相の２信号に分けられた前記受信信号とを各別に乗算する第１及び第２の乗算回路（２７Ａ，２７Ｂ）と、
前記第１及び第２の乗算回路（２７Ａ，２７Ｂ）による各乗算出力を各別に積分する第１及び第２の積分回路（２８Ａ，２８Ｂ）と、
前記第１及び第２の積分回路（２８Ａ，２８Ｂ）による各積分出力を各別にアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換する第１及び第２のＡ／Ｄ変換器（２９Ａ，２９Ｂ）と、
前記第１及び第２のＡ／Ｄ変換器（２９Ａ，２９Ｂ）によって変換された各ディジタル信号を各別に自乗する第１及び第２の自乗演算器（４３Ａ，４３Ｂ）と、
前記第１及び第２の自乗演算器（４３Ａ，４３Ｂ）による各自乗演算結果を加算することにより、該加算結果を前記相関値として出力する加算器（４４）とを備え、
前記相関値記憶部（３１）は、前記加算器（４４）から前記相関値として出力される前記加算結果を記憶する第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明の第７の態様によると、
前記相関値検出部（２６）は、
前記加算器（４４）による加算結果の平方根を求めることにより、該平方根を前記相関値として出力する平方根演算器（４５）とをさらに備え、
前記相関値記憶部（３１）は、前記平方根演算器（４５）から前記相関値として出力される前記平方根を記憶する第６の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２２】
前記目的を達成するために、本発明の第８の態様によると、
前記トリガパルス発生部（２１）は、前記所定幅Ｗとして、約１ｎｓｅｃのトリガパルスＰｔを前記所定周期Ｔとして約１００ｎｓｅｃで生成して、前記送信部（２２）および遅延部（２４）に出力する第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２３】
前記目的を達成するために、本発明の第９の態様によると、
前記送信部（２２）は、前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するレーダ波としてＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）による２３〜２９ＧＨｚの広帯域６〜７ＧＨｚのレーダ波を生成して前記探査対象空間に発射する第８の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２４】
前記目的を達成するために、本発明の第１０の態様によると、
前記受信部（２３）は、
前記送信部（２２）から探査対象空間に発射されたレーダ波を受けた物体（１）からの反射波を受けて増幅する利得可変型の増幅器（２３ｂ）と、
前記利得可変型の増幅器（２３ｂ）からの増幅出力を帯域制限して前記受信信号として前記相関値検出部（２６）に出力する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）（２３ｃ）と、
を備える第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２５】
前記目的を達成するために、本発明の第１１の態様によると、
前記遅延部（２４）は、前記所定の遅延時間として、前記遅延時間可変部（３０）による可変指令に基づいて大きなステップで変化させることができる粗調整用の遅延手段と、その大きなステップ内で遅延時間を細かく変化させることができる微調整用の遅延手段とを組合せて構成されている第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２６】
前記目的を達成するために、本発明の第１２の態様によると、
前記粗調整用の遅延手段は前記所定の遅延時間を約１０ｎｓｅｃのステップで変化させ、前記微調整用の遅延手段は前記所定の遅延時間を約０．１ｎｓｅｃのステップで変化させる第１１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２７】
前記目的を達成するために、本発明の第１３の態様によると、
車載用の近距離のレーダ装置として適用される第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２８】
前記目的を達成するために、本発明の第１４の態様によると、
盲人用の近距離のレーダ装置として適用される第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００２９】
前記目的を達成するために、本発明の第１５の態様によると、
医療用の近距離のレーダ装置として適用される第１の態様に従うレーダ装置が提供される。
【００３０】
上記のような態様に係る本発明のレーダ装置では、受信信号を遅延されたトリガパルスによってパルス変調されたローカルパルス信号と乗算し、その乗算出力を積分して、両信号の相関値を検出するとともに、トリガパルスの遅延時間を順次変えて、遅延時間毎の相関値を求め、遅延時間に対する相関値の度数分布を作成し、その度数分布に基づいて探査空間の解析を行うようにしている。
【００３１】
つまり、上記のような態様に係る本発明のレーダ装置では、従来のレーダ装置のように受信信号をダイオード検波していないので、近距離レーダのように狭い幅のレーダ波を用いた場合でも、遅延時間に対する相関値の度数分布から反射波の強度を正しく把握することができ、高分解能の探査が行える。
【００３２】
また、上記のような態様に係る本発明のレーダ装置では、可変する遅延時間に応じて予め反射波に対する受信部の受信利得を可変制御し、遅延時間の違いによる受信信号のレベル変化を抑制するようにしている。
【００３３】
そのため、上記のような態様に係る本発明のレーダ装置では、相関値検出手段に対する過大レベルの信号入力を防ぐことができ、適正動作範囲で正しく相関値を検出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
［図１］図１は、本発明に係るレーダ装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
［図２］図２は、図１の要部の構成例を示すブロック図である。
［図３Ａ］図３Ａは、図１のレーダ装置の動作を説明するためのトリガパルス発生部によるトリガパルスＰｔを示す信号波形図である。
［図３Ｂ］図３Ｂは、図１のレーダ装置の動作を説明するための送信部によるレーダ波Ｐを示す信号波形図である。
［図３Ｃ］図３Ｃは、図１のレーダ装置の動作を説明するための遅延部によって遅延されたトリガパルスＰｔ′を示す信号波形図である。
［図３Ｄ］図３Ｄは、図１のレーダ装置の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるローカルパルス信号Ｌを示す波形図である。
［図３Ｅ］図３Ｅは、図１のレーダ装置の動作を説明するための物体からの反射波Ｒを示す波形図である。
［図３Ｆ］図３Ｆは、図１のレーダ装置の動作を説明するための受信部からの受信信号Ｒｒを示す波形図である。
［図３Ｇ］図３Ｇは、図１のレーダ装置の動作を説明するための相関値検出部による相関値Ｈを示す図である。
［図４Ａ］図４Ａは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ回目のローカルパルス信号Ｌを示す波形図である。
［図４Ｂ］図４Ｂは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する受信部からの受信信号Ｒｒを示す波形図である。
［図４Ｃ］図４Ｃは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する乗算回路による乗算信号Ｂを示す波形図である。
［図４Ｄ］図４Ｄは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する積分回路による積分結果に基づく相関値Ｈを示す波形図である。
［図５Ａ］図５Ａは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌを示す波形図である。
［図５Ｂ］図５Ｂは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する受信部からの受信信号Ｒｒを示す波形図である。
［図５Ｃ］図５Ｃは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する乗算回路による乗算信号Ｂを示す波形図である。
［図５Ｄ］図５Ｄは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する積分回路による積分結果に基づく相関値Ｈを示す波形図である。
［図６Ａ］図６Ａは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ｂ（但し、ｂ＞ａ）回目のローカルパルス信号Ｌを示す波形図である。
［図６Ｂ］図６Ｂは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ｂ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する受信部からの受信信号Ｒｒを示す波形図である。
［図６Ｃ］図６Ｃは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ｂ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する乗算回路による乗算信号Ｂを示す波形図である。
［図６Ｄ］図６Ｄは、図１のレーダ装置における相関値検出部の動作を説明するためのローカルパルス発生部によるｋ＋ｂ回目のローカルパルス信号Ｌに対応する積分回路による積分結果に基づく相関値Ｈを示す波形図である。
［図７］図７は、図１のレーダ装置の動作を説明するための度数分布作成部によって作成された度数分布の例を示す図である。
［図８］図８は、本発明に係るレーダ装置の別の実施形態の要部の構成として相関値検出部を示すブロック図である。
［図９］図９は、従来のレータ装置の構成を示すブロック図である。
［図１０］図１０は、図１のレーダ装置における相関値記憶部および度数分布作成部の具体例を説明するために示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００３６】
図１は、車載用、盲人用、医療用等の近距離のレーダ装置として適用される本発明の一実施形態によるレーダ装置２０の構成を示すブロック図である。
【００３７】
本発明に係るレーダ装置の基本的な構成は、図１に示されているように、所定幅のトリガパルスを所定周期で発生するトリガパルス発生部２１と、前記トリガパルス発生部２１からの前記トリガパルスによってパルス変調された所定の周波数を有するレーダ波を探査対象空間に発射する送信部２２と、前記送信部２２から出射された前記レーダ波の反射波を受信て受信信号を出力する受信部２３と、前記トリガパルス発生部２１からの前記トリガパルスを所定の遅延時間で遅延させる遅延部２４と、前記遅延部２４によって前記所定の遅延時間で遅延された前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するローカルパルス信号を出力するローカルパルス発生部２５と、前記受信部２３から出力される前記受信信号と前記ローカルパルス発生部２５から出力される前記ローカルパルス信号との強度についての相関値を求める相関値検出部２６と、前記遅延部２４による前記所定の遅延時間を、前記トリガパルス発生部２１による前記トリガパルスの発生周期である前記所定周期の範囲内で順次変化させる遅延時間可変部３０と、前記遅延時間可変部３０によって可変される遅延時間毎に前記相関値検出部２６によって検出される前記相関値を記憶する相関値記憶部３１と、前記相関値記憶部３１に記憶された相関値の前記遅延時間に対する度数分布を作成する度数分布作成部３２と、前記度数分布作成部３２によって作成された度数分布に基づいて、前記探査対象空間についての解析を行う探査制御部３５とを有している。
【００３８】
具体的には、図１において、トリガパルス発生部２１は、所定幅Ｗ（例えば、１ｎｓｅｃ）のトリガパルスＰｔを所定周期Ｔ（例えば、１００ｎｓｅｃ）で生成して、送信部２２および遅延部２４に出力する。
【００３９】
送信部２２は、トリガパルス発生部２１からのトリガパルスＰｔによってパルス変調された所定の周波数（キャリア周波数）として、例えば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）による周波数２３〜２９ＧＨｚの広帯域６〜７ＧＨｚの探査用のレーダ波Ｐを生成し、送信アンテナ２２ａを介して探査対象空間に発射する。
【００４０】
受信部２３は、送信部２２から探査対象空間に発射されたレーダ波Ｐを受けた物体１からの反射波Ｒを受信アンテナ２３ａを介して受信する。
【００４１】
この場合、受信部２３では、反射波Ｒを利得可変型の増幅器２３ｂで増幅した後、その増幅出力をＢＰＦ（帯域通過フィルタ）２３ｃによって帯域制限して他の通信システム等による妨害波を除去した受信信号Ｒｒとして後述の相関値検出部２６に出力する。
【００４２】
なお、受信部２３における利得の可変は、減衰量を可変できる減衰器によって行うようにしてもよい。
【００４３】
また、送信アンテナ２２ａと受信アンテナ２３ａは共用することもできる。
【００４４】
一方、遅延部２４は、トリガパルス発生部２１から出力されたトリガパルスＰｔを受け、これを後述する遅延時間可変部３０から可変的に指定される所定の遅延時間τだけ遅延してローカルパルス発生部２５に出力する。
【００４５】
一方、遅延部２４は、トリガパルス発生部２１から出力されたトリガパルスＰｔを受け、これを後述する遅延時間可変部３０から指定された遅延時間τだけ遅延してローカルパルス発生部２５に出力する。
【００４６】
この遅延部２４は、遅延時間を大きなステップ（例えば、１０ｎｓｅｃ）で変化させることができる粗（コース）調整用の遅延手段２４ａと、その大きなステップ内で遅延時間を細かく（例えば、０．１ｎｓｅｃ）変化させることができる微（ファイン）調整用の遅延手段２４ｂとを組合せて構成することができる。
【００４７】
ローカルパルス発生部２５は、遅延部２４によって遅延されたトリガパルスＰｔ′によってパルス変調された所定の周波数を有するローカルパルス信号Ｌを生成して、相関値検出部２６に出力する。
【００４８】
ここで、ローカルパルス信号Ｌはその所定の周波数（キャリア周波数）として、送信部２２が発射するレーダ波Ｐのキャリア周波数と等しいものとする。
【００４９】
相関値検出部２６は、受信部２３から出力される受信信号Ｒｒとローカルパルス発生部２５から出力されるローカルパルス信号Ｌとの強度についての相関値Ｈを求めるためのものであり、図１では、乗算回路２７と積分回路２８によって構成されている。
【００５０】
乗算回路２７は、二重平衡型のミキサによって構成され、受信信号Ｒｒとローカルパルス信号Ｌとを乗算し、その乗算結果の積信号Ｂを積分回路２８に出力する。
【００５１】
積分回路２８は、入力される乗算回路２７からの積信号Ｂに対する積分処理を、遅延部２４からトリガパルスＰｔ′が出力されている期間（例えば、１ｎｓｅｃ）だけ行う。
【００５２】
この積分回路２８は、例えば、図２に示すように、ミラー型積分回路を構成する抵抗２８ａ、コンデンサ２８ｂ、反転増幅器２８ｃ、充電用スイッチ２８ｄ、放電用スイッチ２８ｅ、および出力極性反転用の反転増幅器２８ｆによって構成されている。
【００５３】
この構成の積分回路２８は、遅延部２４からトリガパルスＰｔ′が入力している間だけ充電用スイッチ２８ｄを閉じて積信号Ｂを積分し、トリガパルスＰｔ′の入力が終了すると充電用スイッチ２８ｄを開いて、その積分結果を保持し、その保持値の極性を反転した値を相関値Ｈとして出力させる。
【００５４】
そして、この積分回路２８は、次のトリガパルスＰｔ′が入力される前の任意のタイミングに、放電用スイッチ２８ｅを一時的に閉じてコンデンサ２８ｂを放電させ、次のトリガパルスＰｔ′に対する積分に備える。
【００５５】
なお、この積分回路２８の構成は上記構成に限定されるものではなく、例えば、充電用スイッチ２８ｄを省略して、トリガパルスＰｔ′の入力期間の終了直前に、後述のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２９によるサンプリングを行って積分結果を保持するように構成してもよい。
【００５６】
その場合、この積分回路２８では、トリガパルスＰｔ′が入力していない間、放電用スイッチ２８ｅを継続的に閉じていてもよい。
【００５７】
相関値検出部２６によって保持された相関値Ｈは、放電される前にＡ／Ｄ変換器２９によってディジタル値に変換された後、後述する相関値記憶部３１によって、遅延時間τに対応付けされて記憶される。
【００５８】
一方、遅延時間可変部３０は、遅延部２４の所定の遅延時間τをトリガパルスＰｔの発生周期Ｔの間で、トリガパルス発生毎に順次変化させる。
【００５９】
この遅延時間τの可変モードは後述する探査制御部３５によって指定され、例えば、粗探査モードが指定された場合には、トリガパルスＰｒをその幅Ｗ分だけ遅らせたタイミング、すなわちτ＝Ｗを初期値とし、以降、トリガパルスＰｔが出力される毎に遅延時間τをΔτずつ増加させ、遅延時間τをＴ−Δτまで変化させた後、再び初期値τ＝Ｗに戻すという動作を繰り返す。
【００６０】
ここで、変化幅Δτは、上記粗探査モードの場合、遅延部２４の遅延時間の最小可変ステップ以上で、且つ探査対象空間内の物体の有無等が分かる程度（例えば０．４ｎｓｅｃ）にする。
【００６１】
また、探査制御部３５によって所定遅延時間範囲における精密探査モードが指定された場合には、その範囲内でより小さな（例えば、０．１ｎｓｅｃ）変化幅Δτで遅延時間を可変させる。
【００６２】
相関値記憶部３１は、Ａ／Ｄ変換器２９によってディジタル変換された相関値Ｈを、その相関値Ｈが得られたときの遅延時間τに対応付けて記憶する。
【００６３】
より具体的に言えば、相関値記憶部３１は、例えば、図１０に示すようなメモリ（ＲＡＭ）１００に相関値Ｈを記憶する際に、該メモリ（ＲＡＭ）１００が遅延時間τの可変幅（例えば、８ビットで表される遅延量）およびディジタル変換された相関値Ｈ（例えば、８ビットで表される入力値）に対応したアドおよびレス空間を有するものとして、該メモリ（ＲＡＭ）に対して、遅延時間τおよびディジタル変換された相関値Ｈに対応したアドレスを指定して、そのアドレスに相関値Ｈを記憶する。
【００６４】
度数分布作成部３２は、相関値記憶部３１に記憶された相関値Ｈに基づいて、遅延時間τに対する相関値Ｈの度数分布を作成する。
【００６５】
この場合、度数分布作成部３２および相関値記憶部３１は、後述する図１０の具体例に示すように、互いに関連付けて構成され、例えば、特許文献１に開示されているような交差率分布測定技術、特許文献２に開示されているような振幅確率分布測定技術、特許文献２に開示されているような時間幅分布測定技術等を用いて相関値Ｈの度数分布を作成することができる。
［特許文献１］日本国特許第２８９９８７９号
［特許文献２］日本国特許第３１５６１５２号
［特許文献３］日本国特許第２９２０８２８号 これらの特許文献１乃至３に開示されている各分布測定技術は、本願発明者等によってなされているものである。
【００６６】
より具体的に言えば、度数分布作成部３２は、例えば、図１０に示すような相関値記憶部３１としてのメモリ（ＲＡＭ）１００に接続される＋１加算部１０１によってメモリ（ＲＡＭ）１００に記憶されている相関値Ｈに１を加算し、この加算結果をメモリ（ＲＡＭ）１００に再度記憶させて、相関値Ｈを１だけ増加更新することにより、相関値記憶部３１としてのメモリ（ＲＡＭ）１００に記憶された相関値Ｈに基づいて、遅延時間τに対する相関値Ｈの度数分布を作成することができる。
【００６７】
なお、後述するように受信部２３の利得を遅延時間τに応じて可変制御する場合、相関値検出部２６が検出する相関値Ｈは受信部２３の利得に依存して変化するので、その検出された相関値Ｈに対して受信部２３の利得可変分の補正を行い、反射波Ｒの強度に対応した相関値を求めて度数分布を作成する。
【００６８】
また、利得可変部３３は、遅延時間可変部３０によって可変される遅延時間τに応じて反射波Ｒｒに対する受信部２３の受信利得、すなわち、増幅器２３ｂの利得を可変制御する。
【００６９】
この利得の可変は、遅延時間τが小さい程、増幅器２３ｂの利得を下げるようにして、受信部２３から出力される受信信号Ｒｒのレベルを安定化している。
【００７０】
ここで、遅延時間τは距離に比例し、反射波Ｒｒの入力強度は距離の４乗に反比例するので、例えば遅延時間τを１／２に減少変化させる場合に、前もって増幅器２３ｂの利得を１／１６に低下させておくことにより、受信信号Ｒｒの急激且つ大きなレベル変動を確実に抑制することができ、相関値検出部２６に対する過大レベルの信号入力を防止することができる。
【００７１】
探査制御部３５は、度数分布作成部３２によって作成された度数分布に基づいて、探査対象空間についての解析処理、すなわち、探査対象空間内の物体１の有無の判定、その距離の検出、移動方向の検出、遅延時間可変部３０に対する可変モードの指示等を行うとともに、その解析によって得られた情報を音声等による報知する。
【００７２】
次に、上記構成のレーダ装置２０の動作について説明する。
【００７３】
トリガパルス発生部２１から送信部２２および遅延部２４に対して、図３Ａに示すように、幅ＷのトリガパルスＰｔが周期Ｔで出力されると、送信部２２からは、図３Ｂに示すように、トリガパルスＰｔによってパルス変調されたレーダ波Ｐが探査対象空間に発射される。
【００７４】
また、遅延部２４からは、図３Ｃに示すように、τ＝Ｗ、Ｗ＋Δτ、Ｗ＋２・Δτ、Ｗ＋３・Δτ、…というように、所定ステップΔτずつ遅延されたトリガパルスＰｔ′が出力される。
【００７５】
そして、そのトリガパルスＰｔ′を受けたローカルパルス発生部２５からは、図３Ｄに示すように、トリガパルスＰｔ′でパルス変調された前述したような所定の周波数を有するローカルパルス信号Ｌが出力される。
【００７６】
一方、送信部２２から発射されたレーダ波Ｐは探査対象空間内の物体１で反射され、その一部が、図３Ｅに示すような反射波Ｒとして受信部２３に入射され、その反射波Ｒに対応する図３Ｆに示すような受信信号Ｒｒが出力される。
【００７７】
ここで、遅延時間τが小さい初期段階では、受信部２３の利得が非常に低く設定されているため、受信部２３から出力される受信信号Ｒｒのレベルは小さい。
【００７８】
この受信信号Ｒｒとローカルパルス信号Ｌは相関値検出部２６に入力され、その相関値Ｈの検出処理がなされるが、図３Ａ−Ｇに示しているように、初期段階で且つ探査対象空間内の物体１が比較的離れた位置にある場合には、受信信号Ｒｒの入力期間と局発パルス信号Ｌの入力期間とが合わず、その積がゼロとなるので、相関値Ｈ（ｉ，ｊ）は図３Ｇに示しているようにゼロとなる（この場合、雑音等の影響がないと仮定している）。
【００７９】
なお、ここで相関値Ｈ（ｉ，ｊ）の添え字ｉは、遅延時間τを初期値Ｗから最終値（Ｔ−Δτ）まで順番に変化させることを１単位とする探査回数値を表し、添え字ｊは、１回の探査中におけるレーダ波Ｐの出力回数を表すものとする。
【００８０】
そして、トリガパルスＰｔに対する遅延時間τが大きくなり、図４Ａに示すｋ回目のローカルパルス信号Ｌの入力期間に対して、図４Ｂに示すように、受信信号Ｒｒの入力期間の前部が重複し、且つ両信号が同相であれば、相関値検出部２６の乗算回路２７から出力される積信号Ｂは、図４Ｃに示すように正側の全波整流波形となる。
【００８１】
そして、相関値検出部２６の積分回路２８による積分結果は、図４Ｄに示すように、その重複期間が終了するまで段階的に単調増加して、重複期間が終了した時点の積分結果が保持される。
【００８２】
この保持値がＡ／Ｄ変換器２９を介して相関値Ｈ（１，ｋ）として、相関値記憶部３１に遅延時間τ＝Ｗ＋（ｋ−１）Δτに対応付けされて記憶される。
【００８３】
この場合の相関値Ｈ（１，ｋ）は、ローカルパルス信号Ｌと受信信号Ｒｒの入力期間の重複割合に比例した値となる。
【００８４】
また、トリガパルスＰｔに対する遅延時間τがさらに大きくなって、図５Ａに示すｋ＋ａ回目のローカルパルス信号Ｌの入力期間に対して、図５Ｂに示すように、受信信号Ｒｒのの入力期間がほぼ完全に重複し且つ両信号が同相であれば、相関値検出部２６の乗算回路２７から出力される積信号Ｂは、図５Ｃに示すように正側の全波整流信号となる。
【００８５】
そして、相関値検出部２６の積分回路２８による積分結果は、図５Ｄに示すようにその重複期間が終了するまで段階的に単調増加して、重複期間が終了した時点の積分結果が保持される。
【００８６】
この保持値が遅延時間τ＝Ｗ＋（ｋ＋ａ−１）Δτに対応付けされて記憶される。
【００８７】
この相関値Ｈ（１，ｋ＋ａ）は、上述の相関値Ｈ（１，ｋ）と比べて２信号の重複期間が長いので、より大きな値（最大値）となる。
【００８８】
そして、トリガパルスＰｔに対する遅延時間τがさらに大きくなり、図６Ａに示すｋ＋ｂ（ここで、ｂ＞ａ）回目のローカルパルス信号Ｌの入力期間に対して、図６Ｂに示すように、受信信号Ｒｒの入力期間の後部が重複し、且つ両信号が同相であれば、相関値検出部２６の乗算回路２７から出力される積信号Ｂは、図６Ｃに示すように正側の全波整流波形となる。
【００８９】
そして、相関値検出部２６の積分回路２８による積分結果は、図６Ｄに示すようにその重複期間が終了するまで段階的に単調増加して、重複期間が終了した時点の積分結果が保持される。
【００９０】
この保持値がＡ／Ｄ変換器２９を介して相関値Ｈ（１，ｋ＋ｂ）として、相関値記憶部３１に遅延時間τ＝Ｗ＋（ｋ＋ｂ−１）Δτに対応付けされて記憶される（ｂ＞ａ）。
【００９１】
この相関値（１，ｋ＋ｂ）は、上述した相関値Ｈ（１，ｋ＋ａ）と比べて２信号の重複期間が短いので、より小さな値となる。
【００９２】
なお、図４Ｂ、図５Ｂおよび図６Ｂに破線で示すように、ローカルパルス信号Ｌに対して受信信号Ｒｒの位相が反転している場合、相関値検出部２６での乗算結果は、図４Ｃ、図５Ｃおよび図６Ｃに破線で示すように負側の全波整流波形となる。
【００９３】
そして、相関値検出部２６での積分結果は、図４Ｄ、図６Ｄおよび図６Ｄに破線で示すように重複期間が終了するまで単調減少することになるが、絶対値でみれば重複期間と相関値Ｈとの関係は同相の場合と変わらない。
【００９４】
また、ローカルパルス信号Ｌに対して受信信号Ｒｒの位相が例えば９０度ずれている場合、その乗算結果はゼロを中心に正弦振動し、その積分値も増加と減少を繰り返すので、相関値Ｈ（ｉ，ｊ）は非常に小さい値となる。
【００９５】
このようにして、遅延時間τが初期値Ｗから最終値（Ｔ−Δτ）まで順番に変化され、遅延時間毎の相関値Ｈ（１，１），Ｈ（１，２）…Ｈ（１，Ｍ）が得られ。
【００９６】
そして、この後、遅延時間可変部３０は、２回目の探査のために、再び、遅延時間τを初期値Ｗから最終値（Ｔ−Δτ）まで順番に変化させて、その結果得られた相関値Ｈ（２，１），Ｈ（２，２）…Ｈ（２，Ｍ）が、遅延時間τに対応付けされて記憶される（ここで、ＭはＴ−τをトリガパルスＰｔの幅Ｗで除して得られる商である）。
【００９７】
ここで、レーダ装置２０を携帯所持する者やレーダ装置２０が搭載された自動車と、探査対象空間内の物体との距離の僅かな変化により、重複期間における２信号の位相状態が大きく変化するので、２回目の探査において得られる相関値Ｈ（２，１），Ｈ（２，２）…Ｈ（２，Ｍ）のうち、重複期間およびその近傍における相関値Ｈは、１回目のものに対して正負が逆転したり、絶対値が大きく変化する。
【００９８】
以下、同様の探査動作が所定回数Ｑ（例えば、１００回）行われて、Ｍ・Ｑ個の相関値Ｈ（１，Ｍ），Ｈ（２，Ｍ），…Ｈ（Ｑ，Ｍ）が得られると、度数分布作成部３２による度数分布の作成処理がなされる。
【００９９】
この度数分布作成部３２による度数分布作成処理では、各相関値Ｈ（ｉ，ｊ）を、例えば、正側５段階、負側５段階、および０の合計１１段階に分類し、図７に示すように遅延時間τ毎の各段階の発生頻度を表す度数分布が作成される。
【０１００】
この図７に示される度数分布では、遅延されたトリガパルスＰｔ′に同期するローカルパルス信号Ｌの入力期間と受信信号Ｒｒの入力期間とが重複する時間帯およびその近傍（ｊ＝ｋ＋３の近傍）で発生頻度が各段階にばらついており、そのばらつき幅が最も大きくなるのが、確率的にローカルパルス信号Ｌと受信信号Ｒｒの入力期間がほぼ完全に重複したときと判定することができる。
【０１０１】
探査制御部３５は、この度数分布に基づいて、探査対象空間内の物体の有無、距離等を調べ、その結果を報知するとともに、必要であれば検知した探査対象空間内の物体についてより詳細な探査をするために、遅延時間可変部３０に対する遅延時間τの可変モードを精密探査モードに切替えさせ、その探査で得られた度数分布をさらに解析する等の処理を行う。
【０１０２】
例えば、探査制御部３５は、度数分布の正側の段階値とその頻度との積和演算を遅延時間毎に行い、その演算結果が最大となるときの遅延時間τ′から、探査対象空間内の物体までの距離を求める。
【０１０３】
すなわち、電波の速度をｖとすれば、探査対象空間内の物体までの距離Ｄは、
Ｄ＝ｖ・τ′／２
で求めることができる。
【０１０４】
また、上述したように、受信部２２の利得を遅延時間τに応じて予め可変して、探査対象空間内の物体との距離の違いによる受信信号の大きなレベル変化を抑制しているので、受信信号Ｒｒのレベルの違いは、主に探査対象空間内の物体１のレーダ波Ｐに対する反射率（材質、大きさ、形状）に依存することなる。
【０１０５】
この反射率の違いによる受信信号Ｒｒのレベル変化は、相関値Ｈのばらつき幅の大小となって現れるので、探査制御部３５は、そのばらつき幅の大小から、探査対象空間内の物体が、例えば、金属等のように反射率が高いもの（危険度が高いもの）、人や動物あるいは樹木等のように反射率が低いもの（危険度が低いもの）かを、大まかに判定することができ、その判定結果に応じて警報の種類を変えることができる。
【０１０６】
以上説明したように、本発明の実施形態のレーダ装置２０は、遅延部２４によって遅延されたトリガパルスＰｔ′で変調されたローカルパルス信号Ｌと、反射波Ｒを受信して得られる受信信号Ｒｒとを乗算し、その乗算結果を積分して２信号の相関値Ｈを求めるとともに、遅延部２４の遅延時間を順次変えることで、遅延時間毎の相関値を求め、さらに遅延時間に対する相関値の度数分布を求め、その度数分布に基づいて探査対象空間についての解析処理を行っている。
【０１０７】
このため、本発明の実施形態のレーダ装置２０は、従来のレーダ装置のようにダイオード検波回路では検出できない幅の狭いレーダ波についての反射波の強度検出が可能となり、近距離探査を高分解能で行うことができ、車載用あるいは盲人用の近距離レーダ装置の実現を可能にする。
【０１０８】
また、本発明の実施形態のレーダ装置２０は、遅延時間に応じて受信部２２の利得制御を前もって行うので、探査範囲が近距離の場合であっても、反射波の急激且つ大きな変化による受信信号のレベル変化を確実に抑制でき、相関値検出を適正な動作範囲で正確に行うことができる。
【０１０９】
なお、上記実施形態では、相関値検出部２６で検出される正負両極性の相関値Ｈについて度数分布を作成していたが、積分結果に対する絶対値変換を行い、その絶対値変換された値を相関値として求め、度数分布を作成してもよい。
【０１１０】
ただし、乗算回路２７を構成するミキサの直流オフセットがある場合に、上記のような単純な絶対値変換処理を行うと、直流オフセットの影響を直接受けて相関値を正確に検出できなくなる場合が考えられる。
【０１１１】
このような直流オフセットの影響が問題になる場合には、相関値検出部２６を、図８に示すような直交検波方式にすればよい。
【０１１２】
すなわち、この直交検波方式による相関値検出部２６は、ローカルパルス発生部２５から出力される前記ローカルパルス信号を互いに９０度位相差のある２信号に分ける９０°移相器４１と、受信部２３から出力される受信信号を互いに等位相の２信号に分ける０°分配器４２と、９０°移相器４１によって互いに９０度位相差のある２信号に分けられた前記ローカルパルス信号と、０°分配器４２によって互いに互いに等位相の２信号に分けられた前記受信信号とを各別に乗算する第１及び第２の乗算回路２７Ａ，２７Ｂと、この第１及び第２の乗算回路２７Ａ，２７Ｂによる各乗算出力を各別に積分する第１及び第２の積分回路２８Ａ，２８Ｂと、この第１及び第２の積分回路２８Ａ，２８Ｂによる各積分出力を各別にアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換する第１及び第２のＡ／Ｄ変換器２９Ａ，２９Ｂと、この第１及び第２のＡ／Ｄ変換器２９Ａ，２９Ｂによって変換された各ディジタル信号を各別に自乗する第１及び第２の自乗演算器４３Ａ，４３Ｂと、この第１及び第２の自乗演算器４３Ａ，４３Ｂによる各自乗演算結果を加算することにより、該加算結果を前記相関値として出力する加算器４４とを備えている。
【０１１３】
そして、この場合、相関値記憶部３１は、加算器４４から相関値として出力される前記加算結果を記憶する。
【０１１４】
具体的には、図８の相関値検出部２６では、ローカルパルス信号Ｌが９０°移相器４１によって互いに９０度位相差のある２信号に分けられた後、図１の場合と同様に二重平衡型ミキサからなる２つの乗算回路２７Ａ、２７Ｂにそれぞれ入力される。
【０１１５】
また、受信信号Ｒｒが０°分配器４２によって等位相の２信号に分けられた後、乗算回路２７Ａ、２７Ｂにそれぞれ入力する。
【０１１６】
そして、図１の場合と同様に、乗算回路２７Ａの乗算出力Ｂ１が積分回路２８Ａで積分されるとともに、その積分出力が保持される。
【０１１７】
次に、その保持値ＩがＡ／Ｄ変換器２９Ａによってディジタル値に変換された後、自乗演算器４３Ａによって自乗される。
【０１１８】
また、乗算回路２７Ｂの乗算出力Ｂ２が積分回路２８Ｂで積分されるとともに、その積分出力が保持される。
【０１１９】
次に、その保持値ＱがＡ／Ｄ変換器２９Ｂによってディジタル値に変換された後、自乗演算器４３Ｂによって自乗される。
【０１２０】
そして、保持値Ｉ、Ｑの自乗演算結果同士が加算器４４によって加算された後、その加算結果の平方根が平方根演算器４５によって求められ、この平方根が相関値Ｈとして出力される。
【０１２１】
上記の直交検波方式の構成の相関値検出部２６は、各保持値Ｉ、Ｑを直交成分とする信号の実効電力を相関値Ｈとして求めていることになり、詳しい演算は省略するが各乗算回路の直流オフセットがキャンセルされた正確な正極の相関値Ｈを得ることができる。
【０１２２】
なお、図８に示した相関値検出部２６で平方根演算器４５を省略して加算器４４の出力を相関値Ｈとしてもよい。
【０１２３】
また、上記実施形態では、トリガパルスＰｔの幅Ｗを一定にしていたが、遅延時間τが大きい程、トリガパルス発生部２１から出力されるトリガパルスＰｔの幅Ｗが広くなるように構成することで、遠い端からの反射波に対して大きな相関値を得ることができ、Ｓ／Ｎの高い探査が可能となる。
【０１２４】
この場合、トリガパルス発生部２１が遅延時間可変部３０から指定される遅延時間τに応じて、連続的にあるいは段階的にトリガパルスＰｔの幅Ｗを変化させ、これによって得られた相関値に対して、度数分布作成部３２では、パルス幅の変化分を見込んで相関値の補正を行い、同一幅のパルスを用いたと仮定したときの相関値を求めて、度数分布が作成される。
【０１２５】
したがって、本発明によれば、従来技術の問題を解決し、高分解能で周囲の状況を正しく探査できるレーダ装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明に係るレーダ装置は、高分解能で周囲の状況を正しく探査することが可能であるという技術的効果を有していることにより、車載用、盲人用、医療用等の各種用途に利用に供することができる。
【図１】
【図２】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定幅のトリガパルスを所定周期で発生するトリガパルス発生部と、
前記トリガパルス発生部からの前記トリガパルスによってパルス変調された所定の周波数を有するレーダ波を探査対象空間に発射する送信部と、
前記送信部から出射された前記レーダ波の反射波を受信して受信信号を出力する受信部と、
前記トリガパルス発生部からの前記トリガパルスを所定の遅延時間で遅延させる遅延部と、
前記遅延部によって前記所定の遅延時間で遅延された前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するローカルパルス信号を出力するローカルパルス発生部と、
前記受信部から出力される前記受信信号と前記ローカルパルス発生部から出力される前記ローカルパルス信号との強度についての相関値を求める相関値検出部と、
前記遅延部による前記所定の遅延時間を、前記トリガパルス発生部による前記トリガパルスの発生周期である前記所定周期の範囲内で順次変化させる遅延時間可変部と、
前記遅延時間可変部によって可変される遅延時間毎に前記相関値検出部によって検出される前記相関値を記憶する相関値記憶部と、
前記相関値記憶部に記憶された相関値の前記遅延時間に対する度数分布を作成する度数分布作成部と、
前記度数分布作成部によって作成された度数分布に基づいて、前記探査対象空間についての解析を行う探査制御部と、
を具備するレーダ装置。
【請求項２】
前記受信部は前記反射波に対する受信利得を可変できるように構成され、
前記レーダ装置は、前記受信部の受信利得を前記遅延時間可変部によって可変される遅延時間に応じて可変制御し、遅延時間の違いによる受信信号の出力レベルの変化を抑制する利得可変部をさらに備える請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記相関値検出部は、
前記受信部から出力される受信信号と前記ローカルパルス発生部から出力される前記ローカルパルス信号とを乗算する乗算回路と、
前記乗算回路による乗算出力を積分する積分回路と、
を備える請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記レーダ装置は、前記積分回路による積分出力をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換するＡ／Ｄ変換器をさらに備え、
前記相関値記憶部は、前記Ａ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換された前記相関値を記憶する請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記積分回路は、ミラー型積分回路によって構成されている請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記相関値検出部は、
前記ローカルパルス発生部から出力される前記ローカルパルス信号を互いに９０度位相差のある２信号に分ける９０°移相器と、
前記受信部から出力される受信信号を互いに等位相の２信号に分ける０°分配器と、
前記９０°移相器によって互いに９０度位相差のある２信号に分けられた前記ローカルパルス信号と、前記０°分配器によって互いに互いに等位相の２信号に分けられた前記受信信号とを各別に乗算する第１及び第２の乗算回路と、
前記第１及び第２の乗算回路による各乗算出力を各別に積分する第１及び第２の積分回路と、
前記第１及び第２の積分回路による各積分出力を各別にアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換する第１及び第２のＡ／Ｄ変換器と、
前記第１及び第２のＡ／Ｄ変換器によって変換された各ディジタル信号を各別に自乗する第１及び第２の自乗演算器と、
前記第１及び第２の自乗演算器による各自乗演算結果を加算することにより、該加算結果を前記相関値として出力する加算器とを備え、
前記相関値記憶部は、前記加算器から前記相関値として出力される前記加算結果を記憶する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記相関値検出部は、
前記加算器による加算結果の平方根を求めることにより、該平方根を前記相関値として出力する平方根演算器とをさらに備え、
前記相関値記憶部は、前記平方根演算器から前記相関値として出力される前記平方根を記憶する請求項６に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記トリガパルス発生部は、前記所定幅Ｗとして、約１ｎｓｅｃのトリガパルスＰｔを前記所定周期Ｔとして約１００ｎｓｅｃで生成して、前記送信部および遅延部に出力する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記送信部は、前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するレーダ波としてＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）による２３〜２９ＧＨｚの広帯域６〜７ＧＨｚのレーダ波を生成して前記探査対象空間に発射する請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記受信部は、
前記送信部から探査対象空間に発射されたレーダ波を受けた物体からの反射波を受けて増幅する利得可変型の増幅器と、
前記利得可変型の増幅器からの増幅出力を帯域制限して前記受信信号として前記相関値検出部に出力する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）と、
を備える請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記遅延部は、前記所定の遅延時間として、前記遅延時間可変部による可変指令に基づいて大きなステップで変化させることができる粗調整用の遅延手段と、その大きなステップ内で遅延時間を細かく変化させることができる微調整用の遅延手段とを組合せて構成されている請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記粗調整用の遅延手段は前記所定の遅延時間を約１０ｎｓｅｃのステップで変化させ、前記微調整用の遅延手段は前記所定の遅延時間を約０．１ｎｓｅｃのステップで変化させる請求項１１に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
車載用の近距離のレーダ装置として適用される請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
盲人用の近距離のレーダ装置として適用される請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１５】
医療用の近距離のレーダ装置として適用される請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１】
所定幅のトリガパルスを所定周期で発生するトリガパルス発生部と、
前記トリガパルス発生部からの前記トリガパルスによってパルス変調された所定の周波数を有するレーダ波を探査対象空間に発射する送信部と、
前記送信部から出射された前記レーダ波の反射波を受信して受信信号を出力する受信部と、
前記トリガパルス発生部からの前記トリガパルスを所定の遅延時間で遅延させる遅延部と、
前記遅延部によって前記所定の遅延時間で遅延された前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するローカルパルス信号を出力するローカルパルス発生部と、
前記受信部から出力される前記受信信号と前記ローカルパルス発生部から出力される前記ローカルパルス信号との強度についての相関値を求める相関値検出部と、
前記遅延部による前記所定の遅延時間を、前記トリガパルス発生部による前記トリガパルスの発生周期である前記所定周期の範囲内で順次変化させる遅延時間可変部と、
前記遅延時間可変部によって可変される遅延時間毎に前記相関値検出部によって検出される前記相関値を記憶する相関値記憶部と、
前記相関値記憶部に記憶された相関値の前記遅延時間に対する度数分布を作成する度数分布作成部と、
前記度数分布作成部によって作成された度数分布に基づいて、前記探査対象空間についての解析を行う探査制御部と、
を具備するレーダ装置。
【請求項２】
前記受信部は前記反射波に対する受信利得を可変できるように構成され、
前記レーダ装置は、前記受信部の受信利得を前記遅延時間可変部によって可変される遅延時間に応じて可変制御し、遅延時間の違いによる受信信号の出力レベルの変化を抑制する利得可変部をさらに備える請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記相関値検出部は、
前記受信部から出力される受信信号と前記ローカルパルス発生部から出力される前記ローカルパルス信号とを乗算する乗算回路と、
前記乗算回路による乗算出力を積分する積分回路と、
を備える請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記レーダ装置は、前記積分回路による積分出力をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換するＡ／Ｄ変換器をさらに備え、
前記相関値記憶部は、前記Ａ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換された前記相関値を記憶する請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記積分回路は、ミラー型積分回路によって構成されている請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記相関値検出部は、
前記ローカルパルス発生部から出力される前記ローカルパルス信号を互いに９０度位相差のある２信号に分ける９０°移相器と、
前記受信部から出力される受信信号を互いに等位相の２信号に分ける０°分配器と、
前記９０°移相器によって互いに９０度位相差のある２信号に分けられた前記ローカルパルス信号と、前記０°分配器によって互いに互いに等位相の２信号に分けられた前記受信信号とを各別に乗算する第１及び第２の乗算回路と、
前記第１及び第２の乗算回路による各乗算出力を各別に積分する第１及び第２の積分回路と、
前記第１及び第２の積分回路による各積分出力を各別にアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換する第１及び第２のＡ／Ｄ変換器と、
前記第１及び第２のＡ／Ｄ変換器によって変換された各ディジタル信号を各別に自乗する第１及び第２の自乗演算器と、
前記第１及び第２の自乗演算器による各自乗演算結果を加算することにより、該加算結果を前記相関値として出力する加算器とを備え、
前記相関値記憶部は、前記加算器から前記相関値として出力される前記加算結果を記憶する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記相関値検出部は、
前記加算器による加算結果の平方根を求めることにより、該平方根を前記相関値として出力する平方根演算器とをさらに備え、
前記相関値記憶部は、前記平方根演算器から前記相関値として出力される前記平方根を記憶する請求項６に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記トリガパルス発生部は、前記所定幅Ｗとして、約１ｎｓｅｃのトリガパルスＰｔを前記所定周期Ｔとして約１００ｎｓｅｃで生成して、前記送信部および遅延部に出力する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記送信部は、前記トリガパルスによってパルス変調された前記所定の周波数を有するレーダ波としてＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）による２３〜２９ＧＨｚの広帯域６〜７ＧＨｚのレーダ波を生成して前記探査対象空間に発射する請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記受信部は、
前記送信部から探査対象空間に発射されたレーダ波を受けた物体からの反射波を受けて増幅する利得可変型の増幅器と、
前記利得可変型の増幅器からの増幅出力を帯域制限して前記受信信号として前記相関値検出部に出力する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）と、
を備える請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記遅延部は、前記所定の遅延時間として、前記遅延時間可変部による可変指令に基づいて大きなステップで変化させることができる粗調整用の遅延手段と、その大きなステップ内で遅延時間を細かく変化させることができる微調整用の遅延手段とを組合せて構成されている請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記粗調整用の遅延手段は前記所定の遅延時間を約１０ｎｓｅｃのステップで変化させ、前記微調整用の遅延手段は前記所定の遅延時間を約０．１ｎｓｅｃのステップで変化させる請求項１１に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
車載用の近距離のレーダ装置として適用される請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
盲人用の近距離のレーダ装置として適用される請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１５】
医療用の近距離のレーダ装置として適用される請求項１に記載のレーダ装置。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０７６０３５
【国際公開日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【発行日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１７７３８（Ｐ２００５−５１７７３８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００１６５７
【国際出願日】平成１７年２月４日（２００５．２．４）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【発行日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００１６５７
【国際出願日】平成１７年２月４日（２００５．２．４）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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