広帯域レーダ装置
【課題】レーダ装置に関し、特に、超広帯域の電波を送受信して移動物体等の目標の位置を高精度で検出する広帯域レーダ装置に関し、複数の受信波を合成して目標物体の距離や方位等を検出するレーダ装置において、送信及び受信アンテナ間の距離が小さく、目標物体が広帯域レーダ装置から距離が離れた場合でも、目標物体の方位精度を高めた小型かつ超広帯域レーダ装置を得る。
【解決手段】２つの受信アンテナ部で受信した２つの受信パルス信号が、サンプリング積分検波されて２つのデジタル信号に変換された後、移動物体を検出した２つの応答差分信号が得られる。２つの信号から、任意の距離離れた第１の仮想受信アンテナ部及び第２の仮想受信アンテナ部で受信する擬似応答差分信号が算出される。この信号を用いて移動目標の距離と方位を検出することで、目標物体の距離がある程度離れても、方位精度を高めることができる。
【解決手段】２つの受信アンテナ部で受信した２つの受信パルス信号が、サンプリング積分検波されて２つのデジタル信号に変換された後、移動物体を検出した２つの応答差分信号が得られる。２つの信号から、任意の距離離れた第１の仮想受信アンテナ部及び第２の仮想受信アンテナ部で受信する擬似応答差分信号が算出される。この信号を用いて移動目標の距離と方位を検出することで、目標物体の距離がある程度離れても、方位精度を高めることができる。
【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、特に、超広帯域（ＵＷＢ：Ultra-Wideband）の電波を送受信して移動物体等の目標（ターゲット）の位置（距離、方位）を高精度で検出する広帯域レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超広帯域の電波を送受信して移動物体の位置（距離、方位、高さ）を高精度で検出するＵＷＢレーダ装置が知られている。
ＵＷＢレーダ装置は、超高距離分解能で高精度の位置評定ができることが特徴である。また、超広帯域の電波は、その周波数が数ＧＨｚ以下の低い帯域が含まれる場合、コンクリートや木材等の非金属（減衰媒質）を透過する性質がある。そして、この２つの特徴を活かして種々のレーダやセンサへの適用が検討されている。
【０００３】
超高距離分解能と減衰媒質透過性の２つの特徴を活かしたＵＷＢレーダとして、例えば、建物内や部屋内の不正侵入者の動きを壁越しに検知するＵＷＢレーダ（壁透過レーダ、スルーウォールレーダ）、森林に潜む危険動物等の動きを植林や植栽を透過させて検知するＵＷＢレーダ（森林透過レーダ、群葉透過レーダ、ＦＯＰＥＮレーダ：Foliage Penetration Radar）、瓦礫や土砂等の下に埋もれた生存者を検知するＵＷＢレーダ（生存者探知レーダ）、施設等の侵入者が危険物を隠し持っていないかを服越しに検知するＵＷＢレーダ（セキュリティゲート用危険物探知レーダ）、自動車のフロント内部に設置して非金属のバンパーやフロントグリル越しに前方を走行する自動車や停車する自動車、駐車場の壁等との距離を高精度に計測するＵＷＢレーダ（衝突防止レーダ）等が検討されている。
【０００４】
図３５は従来の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
同期制御部１が送信クロック信号を繰り返しＵＷＢパルス発生部２に送信する。ＵＷＢパルス発生部２は同期制御部１から送信された送信クロック信号のタイミングで繰り返しＵＷＢ送信パルス信号を発生する。
【０００５】
ＵＷＢパルス発生部２が発生したＵＷＢパルス送信信号は、送信アンテナ部３から目標物体が存在する自由空間に放射される。
目標物体からの反射波は、受信アンテナ部４、５で繰り返し受信され、第１のＵＷＢ受信パルス信号と第２のＵＷＢパルス信号となる。
【０００６】
第１のＵＷＢゲートパルス発生部６及び第２のＵＷＢゲートパルス発生部７は、同期制御部１から送信される受信クロック信号のタイミングでＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ発生する。第１の受信アンテナ部４で受信された第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２の受信アンテナ部５で受信された第２のＵＷＢ受信パルス信号は、第１のＵＷＢゲートパルス発生部６が発生したゲートパルス信号と第２のＵＷＢゲートパルス発生部７が発生したゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ導通となり、第１の検波部８及び第２の検波部９でそれぞれ検波され、それぞれ第１の受信パルス検波信号と第２の受信パルス検波信号となる。
【０００７】
第１の受信パルス検波信号及び第２の受信パルス検波信号は、第１の積分部１０及び第２の積分部１１で積分され、それぞれ第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号となる。
【０００８】
同期制御部１で発生させる受信クロックの繰り返し周期を、受信アンテナ部４で受信す
るＵＷＢ受信パルス信号の繰り返し周期（送信クロック周期）と、数Ｈｚずらすことによって、超高速の繰り返し周波数で受信される信号が、第１の検波部８と第１の積分部１０及び第２の検波部９と第２の積分部１１においてそれぞれサンプリング積分検波（等価時間サンプリング）され、時間伸張された第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号になる。
【０００９】
サンプリング積分検波された第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号は、第１のベースバンド信号ＡＤ変換部１２及び第２のベースバンド信号ＡＤ変換部１３でアナログ−ディジタル変換（ＡＤ変換）されて、それぞれ第１のディジタル信号と第２のディジタル信号となる。
【００１０】
第１のベースバンド信号ＡＤ変換部１２及び第２のベースバンド信号ＡＤ変換部１３でＡＤ変換された第１のディタジル信号及び第２のディジタル信号は、第１の移動物体検出部Ｓ１及び第２の移動物体検出部Ｓ２で移動物体の成分のみが検出され、それぞれ第１の応答差分信号と第２の応答差分信号となる。
【００１１】
第１の移動物体検出部Ｓ１及び第２の移動物体検出部Ｓ２で移動物体成分のみ検出された第１の応答差分信号と第２の応答差分信号は、第１の移動物体データ変換部Ｓ２８及び第２の移動物体データ変換部Ｓ２９で１次元から２次元のデータに変換され、それぞれ第１の２次元応答差分信号と第２の２次元応答差分信号となる。
【００１２】
第１の移動物体データ変換部Ｓ２８及び第２の移動物体データ変換部Ｓ２９でデータ変換された第１の２次元応答差分信号と第２の２次元応答差分信号は、第１の移動物体データシフト部Ｓ３０と第２の移動物体データシフト部Ｓ３１で第１の受信アンテナ部４及び第２の受信アンテナ部５の離隔距離分だけデータがシフトされ、第１の２次元応答シフト信号及び第２の２次元応答シフト信号となる。
【００１３】
第１の移動物体データシフト部Ｓ３０及び第２の移動物体データシフト部Ｓ３１でデータシフトした第１の２次元応答シフト信号及び第２の２次元応答シフト信号は、移動物体データ合成部Ｓ２７でデータ合成され、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号となる。
【００１４】
移動物体データ合成部Ｓ２７でデータ合成されたＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、移動物体データ表示部１４においてデータ表示される。
【特許文献１】特開平７−２８０９２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１２４８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、上記従来の技術を用いて、第１の２次元応答シフト信号と第２の２次元応答シフト信号からＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号にデータ合成を行った場合、第１の受信アンテナ部と第２の受信アンテナ部の間の距離が小さく、目標物体の距離が大きくなると目標物体の方位方向の成分が広がってしまう。
【００１６】
すなわち、図１５（ｂ）に示すように２つのアンテナを接近して設置した場合、目標物体の距離が大きい程、方位方向の精度が悪くなる。また、図１５（ａ）に示すように２つのアンテナ間の距離を大きく設置した場合、目標物体の距離が大きくなっても、方位方向の成分の広がりは小さくなる。しかしながら、携帯用レーダ装置や過般型レーダ装置等の小型なレーダ構成とする場合、受信アンテナの間の距離を広げるには限界がある。
【００１７】
従って従来、２つの受信波を合成して目標物体の距離と方位を検出する広帯域レーダ装
置では、レーダ装置の大きさを小型にしつつ（２つの受信アンテナ間の距離を小さくしつつ）、目標物体が広帯域レーダ装置から離れた場合に方位方向を高精度に探知することは期待できないという問題点を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の課題は、複数の受信波を合成して目標物体の距離や方位等を検出する広帯域レーダ装置において、受信アンテナ間の距離が小さく、目標物体が広帯域レーダ装置から距離が離れた場合でも、目標物体の方位精度を高めた広帯域レーダ装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の各態様は、観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置を前提とする。
【００２０】
本発明の第１の態様は、以下の構成を有する。
ＵＷＢパルス発生手段（２）は、広帯域パルスを発生する。
送信アンテナ手段（３）は、ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する。
【００２１】
２つの受信アンテナ手段（４、５）は、ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する。
同期制御手段（１）は、ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する。
【００２２】
２つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７）は、受信クロックに基づいて２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する。
２つの検波手段（８、９）は、２つの受信アンテナ手段で受信した２つのＵＷＢ受信パルス信号を２つのＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する。
【００２３】
２つの積分手段（１０、１１）は、２つの検波手段で検波した２つの受信パルス検波信号を積分する。
２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段（１２、１３）は、２つの検波手段と２つの積分手段でサンプリング積分検波した２つのベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する。
【００２４】
２つの移動物体検出手段（Ｓ１、Ｓ２）は、２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換された２つのディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する。
２つの擬似移動物体データ生成手段（Ｓ３、Ｓ４）は、２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号から２つの受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する。
【００２５】
２つの擬似移動物体データ変換手段（Ｓ５、Ｓ６）は、２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する。
２つの擬似移動物体データシフト手段（Ｓ７、Ｓ８）は、２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする。
【００２６】
擬似移動物体データ合成手段（Ｓ９）は、２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する。
移動物体データ表示手段（１４）は、擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する。
【００２７】
本発明の第２の態様は、上記本発明の第１の態様の構成に加えて、更に以下の構成を追加的に有する。
２つの移動物体データ変換手段（Ｓ１０、Ｓ１１）は、２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する。
【００２８】
２つの移動物体データシフト手段（Ｓ１２、Ｓ１３）は、２つの移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元応答差分信号を２つの受信アンテナ手段の距離間隔分だけデータシフトする。
【００２９】
移動物体／擬似移動物体データ合成手段（Ｓ１４）は、２つの移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元応答シフト信号と、２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号をデータ合成する。
【００３０】
本発明の第３の態様では、本発明の第１の態様における２つの擬似移動物体データ生成手段（Ｓ１５、Ｓ１６）は、２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号に対して、目標物体からの距離に応じて仮想的な距離間隔を変化させて２つの擬似応答差分信号を生成するように構成される。
【００３１】
本発明の第４の態様では、本発明の第１の態様における２つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７）を１つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６）で共用化し、ＵＷＢゲートパルス分配手段（２５）が、その１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で発生させたＵＷＢゲートパルス信号を分配させ、その結果得られる２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ２つの検波手段に出力するように構成される。
【００３２】
本発明の第５の態様では、２つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７）をＵＷＢパルス発生手段（２）で代用し、ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を、送信アンテナ手段に供給されるＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段（２６）と、そのＵＷＢパルス分配手段で分配された第２のＵＷＢ送信パルス信号を更に２つに分配するＵＷＢ送信パルス分配手段（２７）と、そのＵＷＢ送信パルス分配手段で分配した２つのＵＷＢ送信パルス分配信号をそれぞれ時間遅延させ、それぞれ２つのＵＷＢゲートパルス信号として２つの検波手段に出力する２つのＵＷＢパルス遅延手段（２８、２９）とを含むように構成される。
【００３３】
本発明の第６の態様では、２つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７）をＵＷＢパルス発生手段（２）で代用し、ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を、送信アンテナ手段に供給されるＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段（２６）と、そのＵＷＢパルス分配手段で分配された第２のＵＷＢ送信パルス信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号を出力するＵＷＢパルス遅延手段（３１）と、そのＵＷＢゲートパルス信号を２つに分配し、その結果得られる２つの分配信号をそれぞれ２つのＵＷＢゲートパルス信号として２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段（２５）とを含むように構成される。
【００３４】
本発明の第７の態様は、上記本発明の第１の態様の構成において、ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を所定の周波数帯域のみ通過させ、その結果得られる信号をＵＷＢ送信パルス信号として出力するＵＷＢパルス帯域ろ波手段（３３）を更に含むように構成される。
【００３５】
本発明の第８の態様は、上記本発明の第１の態様の構成において、ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を変調し、その結果得られる信号をＵＷＢパルス信号として出力するＵＷＢパルス変調手段（３８）を更に含むように構成される。
【００３６】
本発明の第９の態様は、以下の構成を有する。
２つのＵＷＢパルス発生手段（３９、４０）は、広帯域パルスを発生する。
２つの送信アンテナ手段（４１、４２）は、２つのＵＷＢパルス発生手段で発生させた２つのＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間にそれぞれ時分割で連続するように送信する。
【００３７】
１つの受信アンテナ手段（４５）は、２つのＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射してそれぞれ戻ってくる信号を時分割で受信する。
ＵＷＢゲートパルス発生手段（４４）は、受信クロックに基づいてＵＷＢゲートパルス信号を生成する。
【００３８】
検波手段（４６）は、受信アンテナ手段で受信したＵＷＢ受信パルス信号をＵＷＢゲートパルス信号のパルス幅の間に検波する。
積分手段（４７）は、検波手段で検波した受信パルス検波信号を積分する。
【００３９】
ベースバンド信号ＡＤ変換手段（４８）は、検波手段と積分手段でサンプリング積分検波したベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する。
移動物体検出手段（Ｓ２８）は、ベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する。
【００４０】
２つの移動物体信号記録手段（Ｓ２９、Ｓ３０）は、移動物体検出手段で検出した時分割で連続する２つの応答差分信号を記録する。
２つの擬似移動物体データ生成手段（Ｓ３、Ｓ４）２つの移動物体信号記録手段で記録した２つの応答差分信号から２つの送信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する。
【００４１】
２つの擬似移動物体データ変換手段（Ｓ５、Ｓ６）は、２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する。
２つの擬似移動物体データシフト手段（Ｓ７、Ｓ８）は、２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を送信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする。
【００４２】
擬似移動物体データ合成手段（Ｓ９）は、２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する。
移動物体データ表示手段（１４）は、擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する。
【００４３】
本発明の第１０の態様は、以下の構成を有する。
送信アンテナ手段（３）は、ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する。
【００４４】
ｎ個（ｎは２以上の整数）の受信アンテナ手段（４、５、１５、・・・、４９）は、ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する。
同期制御手段（１）は、ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する。
【００４５】
ｎ個のＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７、１７、・・・、５０）は、受信クロックに基づいてｎ個のＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する。
ｎ個の検波手段（８、９、１９、・・・、５１）は、ｎ個の受信アンテナ手段で受信したｎ個のＵＷＢ受信パルス信号をｎ個のＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する。
【００４６】
ｎ個の積分手段（１０、１１、２１、・・・、５２）は、ｎ個の検波手段で検波したｎ個の受信パルス検波信号を積分する。
ｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段（１２、１３、２３、・・・、５３）は、ｎ個の検波手段とｎ個の積分手段でサンプリング積分検波したｎ個のベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する。
【００４７】
ｎ個の移動物体検出手段（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１９、・・・、Ｓ３１）は、ｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたｎ個のディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する。
【００４８】
ｎ個の擬似移動物体データ生成手段（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ２１、・・・、Ｓ３２）は、ｎ個の移動物体検出手段で検出したｎ個の応答差分信号からｎ個の受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろうｎ個の擬似応答差分信号を生成する。
【００４９】
ｎ個の擬似移動物体データ変換手段（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ２３、・・・、Ｓ３３）は、ｎ個の擬似移動物体データ生成手段で生成したｎ個の擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する。
【００５０】
ｎ個の擬似移動物体データシフト手段（Ｓ７、Ｓ８、Ｓ２５、・・・、Ｓ３４）は、ｎ個の擬似移動物体データ変換手段でデータ変換したｎ個の２次元擬似応答差分信号を受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする。
【００５１】
擬似移動物体データ合成手段（Ｓ９）は、ｎ個の擬似移動物体データシフト手段でデータシフトしたｎ個の２次元擬似応答シフト信号を合成する。
移動物体データ表示手段（１４）は、擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する。
【発明の効果】
【００５２】
本発明の第１の態様によれば、２つの受信アンテナ間の距離が小さい小型なレーダ装置において、目標物体の距離が大きくなった場合でも、目標物体の方位方向の広がりを小さく抑えることができ、方位精度を高めることが可能となる。
【００５３】
本発明の第２の態様によれば、合成した後の目標物体成分の強調具合が大きくなり、探知確度を高めることが可能となる。
本発明の第３の態様によれば、移動目標の距離が変化しても、距離方法及び方位方向の精度をともに高めることが可能となる。
【００５４】
本発明の第４の態様によれば、ＵＷＢゲートパルス発生手段を２個設けることなく、ＵＷＢゲートパルス分配手段を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することが可能となる。
【００５５】
本発明の第５の態様によれば、ＵＷＢゲートパルス発生手段を設けることなく、ＵＷＢパルス分配手段とＵＷＢ送信パルス分配手段とＵＷＢパルス分配部と２つのＵＷＢパルス遅延手段を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することが可能となる
。
【００５６】
本発明の第６の態様によれば、ＵＷＢゲートパルス発生手段を設けることなく、ＵＷＢパルス分配手段とＵＷＢパルス遅延手段とＵＷＢゲートパルス分配手段を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することが可能となる。
【００５７】
本発明の第７の態様によれば、例えば、日本国内のＵＷＢスペクトラムマスクに準拠した周波数帯域のみ送信アンテナ手段から放射させるようにすることが可能となる。
本発明の第８の態様によれば、送信アンテナ手段から放射されるＵＷＢ送信パルス信号のスペクトラムを拡散させ、平均送信電力を抑えることができ、平均送信電力が法律等で定められたＵＷＢ制限以下とすることが可能となる。
【００５８】
本発明の第９の態様によれば、１つの受信アンテナ手段及びそれに続く受信回路系にて時分割的な受信処理が可能となるため、回路構成が複雑な受信回路系を１系統で構成することが可能となる。
【００５９】
本発明の第１０の態様によれば、ｎ系統の受信処理系を有することにより、目標物体の信号がより強調されて、探知確度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態
図１は、本発明による広帯域レーダ装置の第１の実施形態の構成図である。
【００６１】
同図において、数字が付された部分はハードウェアにより実現され、Ｓ１等のＳが付された部分は、ソフトウェア処理により実現される。これらの処理は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、主記憶メモリ、補助記憶装置、入出力装置等がバスによって相互に接続された構成を有する一般的なコンピュータにおいて、ＣＰＵが補助記憶装置等に記憶された各機能を実現する制御プログラムを主記憶メモリにロードして実行する動作として実現される。或いは、当該処理が、専用のＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）によって実行されてもよい。
【００６２】
同期制御部１は、ＵＷＢパルス発生部２に対して、送信クロック信号を送信する。ＵＷＢパルス発生部１は、同期制御部１から送信された送信クロック信号のタイミングで繰り返しＵＷＢ送信パルス信号を発生する。
【００６３】
ＵＷＢ送信パルス信号のパルス幅は、例えば２００〜３００ピコ秒とされる。周波数帯域は、例えば、数ＭＨｚ〜５ＧＨｚの超広帯域とされる。パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）は、送信クロック信号により決定され、例えば１０ＭＨｚとされる。ＵＷＢ送信パルス信号のパルス振幅は、例えば４Ｖとされる。
【００６４】
ＵＷＢ送信パルス信号は、送信アンテナ部３において、目標物体に対して自由空間に放射される。ＵＷＢ送信パルス信号の一例を図２（ａ）に示す。ＵＷＢ送信パルス信号は、同期制御部１から送信される送信クロック信号の周期毎に繰り返し発生し、放射される。
【００６５】
目標物体で反射した反射波は、第１の受信アンテナ部４と第２の受信アンテナ部５で受信され、第１のＵＷＢ受信パルス信号と第２のＵＷＢ受信パルス信号となる。
第１のＵＷＢ受信パルス信号の一例を図２（ｂ）に示す。第１のＵＷＢ受信パルス信号は、ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体からの反射した反射波であるため、ＵＷＢ送信パルス信号同様、送信クロック信号の周期毎に繰り返し受信される。
【００６６】
同期制御部１は、第１のＵＷＢゲートパルス発生部６と第２のＵＷＢゲートパルス発生部７に対して、それぞれ第１の受信クロック信号と第２の受信クロック信号を送信する。第１のＵＷＢゲートパルス発生部６及び第２のＵＷＢゲートパルス発生部７は、同期制御部１から送信された受信クロック信号のタイミングで繰り返しゲートパルス信号を発生させる。
【００６７】
受信クロック信号は、送信クロック信号に対して、少し低い周波数のＰＲＦの信号に設定する。例えば、送信クロック信号のＰＲＦは１０ＭＨｚであるのに対し、受信クロック信号のＰＲＦは９．９９９９８ＭＨｚとする。送信クロック信号と受信クロック信号のずれは２０Ｈｚとなる。この場合、送信クロック信号のパルス繰り返し間隔（ＰＲＩ）は１００ｎｓ（１／１０ＭＨｚ）に対し、受信クロック信号のＰＲＩは１００．０００２ｎｓ（１／９．９９９９８ＭＨｚ）となる。
【００６８】
ゲートパルス信号の一例を図２（ｃ）に示す。第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２のＵＷＢ受信パルス信号は、各ゲートパルス信号のパルス幅の間にそれぞれ導通となり、第１の検波部８及び第２の検波部９で検波され、それぞれ第１の受信パルス検波信号と第２の受信パルス検波信号となる。
【００６９】
検波は、図３に示すように、検波器に入力される入力レベルに応じた検波電圧を出力するため、第１の検波部８及び第２の検波部９は、それぞれ第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２のＵＷＢ受信パルス信号の入力レベルに応じて、電圧信号である第１の受信パルス検波信号及び第２の受信パルス検波信号を出力する。
【００７０】
第１の検波部８及び第２の検波部９は、例えば、Ｓ帯検波用ショットキーバリアダイオードを用いた検波器で構成される。
第１の受信パルス検波信号の一例を図２（ｄ）に示す。
【００７１】
第１の受信パルス検波信号及び第２の受信パルス検波信号は、第１の積分部１０及び第２の積分部１１でそれぞれ積分される。積分は第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２のＵＷＢ受信パルス信号とゲートパルス信号のタイミングが一致するまで繰り返され、第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号として出力される（等価時間サンプリング）。
【００７２】
例えば、上記の場合、第１のＵＷＢ受信パルス信号の周期は１００ｎｓであり、ゲートパルス信号の周期は１００．０００２ｎｓであるため、それぞれのタイミングが一致するまで５０００００回積分され、時間軸が５０００００倍に拡張された第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号となり、その周期は５０ｍｓとなる。
【００７３】
第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号は、最小距離地点から最大距離地点に向かって時間軸上に信号を並べたデータとなる。第１のベースバンド信号の一例を図２（ｅ）に示す。
【００７４】
第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号は、第１のベースバンド信号ＡＤ変換部１２及び第２のベースバンド信号ＡＤ変換部１３においてＡＤ変換され、それぞれ第１のディジタル信号と第２のディジタル信号となる。
【００７５】
例えば、ＡＤ変換のサンプリングレートを１５０００サンプル／秒とすると、ベースバンド信号の周期５０ｍｓあたり７５０サンプルのデータとなる。ＵＷＢ送信パルス信号のＰＲＦが１０ＭＨｚであることから、最大探知距離は１５ｍ（光速３×１０８［ｍ／ｓ］
／１０［ＭＨｚ］／２）であり、距離分解能が０．０２ｍのディジタル信号となる。
【００７６】
第１のディジタル信号及び第２のディジタル信号は、第１の移動物体検出部Ｓ１及び第２の移動物体検出部Ｓ２において移動物体成分のみが検出され、それぞれ第１の応答差分信号と第２の応答差分信号となる。
【００７７】
例えば、移動物体検出は図４に示すように実施される。すなわち、図４（ａ）はベースバンド周期のうち、あるサンプリング時刻ｔ１におけるディジタル信号、（ｂ）は次のサンプリング時刻ｔ２におけるディジタル信号、（ｃ）はさらに次のサンプリング時刻ｔ３におけるディジタル信号の場合、（ａ’）のように時刻ｔ１と時刻ｔ２の信号の差分と、（ｂ’）にように時刻ｔ２と時刻ｔ３の差分を計算することにより、静止物体からの応答成分は消去され、移動物体からの応答成分のみが検出される。
【００７８】
第１の応答差分信号と第２の応答差分信号は、第１の擬似移動物体データ生成部Ｓ３及び第２の擬似移動物体データ生成部Ｓ４に入力し、これらにおいて、それぞれ第１の擬似応答差分信号及び第２の擬似応答差分信号が生成される。
【００７９】
擬似応答差分信号とは、図５に示すように、第１の受信アンテナ部からの第１のＵＷＢ受信パルス信号から得られた第１の応答差分信号と、第２の受信アンテナ部からの第２のＵＷＢ受信パルス信号から得られた第２の応答差分信号を用いて、任意の距離離れた第１の仮想受信アンテナ部及び第２の仮想受信アンテナ部で受信するであろう応答差分信号として算出される信号のことである。
【００８０】
図６は、まず第１の仮想受信アンテナ部Ｃ１での擬似応答差分信号を算出する根拠を示している。
送信アンテナ部の位置をＡ０、第１の受信アンテナ部の位置をＡ１、第２の受信アンテナ部の位置をＡ２、目標物体の位置をＴ０とし、Ａ１−Ｔ０間の距離をx、Ａ２−Ｔ０間の距離をy、ＡＯ−Ｔ０間の距離をb、Ａ１−Ｃ１間の距離をc、Ａ０−Ｔ０間の角度をθとすると、図７に示す３つの三角形に分解できる。図７（ａ）の三角形において余弦定理から、下記数１式が成り立つ。
【数１】
【００８１】
また、図７（ｂ）の三角形においては、下記数２式の関係が成り立つ。
【数２】
【００８２】
さらに、図７（ｃ）の三角形においては、下記数３式の関係が成り立つ。
【数３】
【００８３】
数１式＋数２式により、下記数４式が得られる。
【数４】
【００８４】
数１式−数２式により、下記数５式が得られる。
【数５】
【００８５】
数４式と数５式を数３式に代入して変形すると、下記数６式となる。
【数６】
すなわち、数６式を計算することにより、第１の仮想受信アンテナ部で得られる目標物体までの距離zを算出することができる。
【００８６】
第１の擬似移動物体データ生成部Ｓ３の処理は、図８に示すフローチャートで実施される。このフローチャートの処理は、特には図示しないコンピュータがプログラムを実行する動作として実現される。
【００８７】
すなわち、ステップＳ１３１とステップＳ１３６のループ処理によって、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｘが、１から第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号のデータポイント数までの間で順次増加させられながら、その各第１の距離ポイント値についてさらに、ステップＳ１３２とステップＳ１３５のループ処理によって、第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｙが、（第１の距離ポイント−アンテナ離隔距離分ポイント数／２）から（第１の距離ポイント＋アンテナ離隔距離分ポイント数／２）までの間で順次増加させられる。
【００８８】
これらの二重ループによって決定される各第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントと第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントの組合せ毎に、ステップＳ１３３において、数６式に基づいて、第１の擬似ＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｚが算出される。
【００８９】
そして、ステップＳ１３４において、元々の距離ポイントｚの振幅データに今回算出された距離ポイントｚの振幅データが加算されることにより、新たな距離ポイントｚの振幅データが、第１の擬似ＵＷＢレーダパルス応答差分信号の振幅データとして算出される。
【００９０】
以上の演算処理が、二重ループによって決定される各第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントと第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントの全ての組合せについて実行される。
【００９１】
図９は、第２の仮想受信アンテナ部Ｃ２での擬似応答差分信号を算出する根拠を示している。送信アンテナ部の位置をＡ０、第１の受信アンテナ部の位置をＡ１、第２の受信ア
ンテナ部の位置をＡ２、目標物体の位置をＴ０とし、Ａ１−Ｔ０間の距離をx、Ａ２−Ｔ０間の距離をy、ＡＯ−Ｔ０間の距離をb、Ａ２−Ｃ２間の距離をd、Ａ０−Ｔ０間の角度をθとすると、図１０に示す３つの三角形に分解できる。図１０（ａ）の三角形において余弦定理から、
【数７】
の式が成り立つ。また、図１０（ｂ）の三角形においては
【数８】
の関係が成り立つ。さらに、図１０（ｃ）の三角形においては、
【数９】
の関係が成り立つ。数７式＋数８式により、
【数１０】
が得られ、数７式−数８式により
【数１１】
が得られる。数４式と数５式を数３式に代入して変形すると、
【数１２】
となる。すなわち、数１２式を計算することにより、第２の仮想受信アンテナ部で得られる目標物体までの距離wを算出することができる。
【００９２】
第２の擬似移動物体データ生成部Ｓ４の処理は、図１１に示すフローチャートで実施される。このフローチャートの処理も、図８の場合と同様、特には図示しないコンピュータがプログラムを実行する動作として実現される。
【００９３】
すなわち、ステップＳ１４１とステップＳ１４６のループ処理によって、第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｙが、１から第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号のデータポイント数までの間で順次増加させられながら、その各第２の距離ポイント値についてさらに、ステップＳ１４２とステップＳ１４５のループ処理によって、第１
のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｘが、（第２の距離ポイント−アンテナ離隔距離分ポイント数／２）から（第２の距離ポイント＋アンテナ離隔距離分ポイント数／２）までの間で順次増加させられる。
【００９４】
これらの二重ループによって決定される各第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントと第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントの組合せ毎に、ステップＳ１４３において、数１２式に基づいて、第２の擬似ＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｗが算出される。
【００９５】
そして、ステップＳ１４４において、元々の距離ポイントｗの振幅データに今回算出された距離ポイントｗの振幅データが加算されることにより、新たな距離ポイントｗの振幅データが、第２の擬似ＵＷＢレーダパルス応答差分信号の振幅データとして算出される。
【００９６】
以上の演算処理が、二重ループによって決定される各第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントと第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントの全ての組合せについて実行される。
【００９７】
第１の擬似応答差分信号及び第２の擬似応答差分信号は、第１の擬似移動物体データ変換部Ｓ５及び第２の擬似移動物体データ変換部Ｓ６において、１次元から２次元の応答差分信号に変換され、それぞれ第１の２次元擬似応答差分信号と第２の２次元擬似応答差分信号となる。
【００９８】
１次元から２次元の応答差分信号の変換は、図１２に示すように、受信アンテナ部の位置を中心として同心円を描くように変換される。
第１の２次元擬似応答差分信号及び第２の２次元擬似応答差分信号は、第１の擬似移動物体データシフト部Ｓ７及び第２の擬似移動物体データシフト部Ｓ８において、送信アンテナ部から第１の受信アンテナ部と第２の受信アンテナ部までの距離分だけデータシフトされ、それぞれ第１の２次元擬似応答シフト信号と第２の２次元擬似応答シフト信号となる。擬似移動物体データシフト処理は、図１３に示すように、送信アンテナ部から受信アンテナ部の距離分だけ、方位方向にデータがシフトされる。
【００９９】
第１の２次元擬似応答シフト信号と第２の２次元擬似応答シフト信号は、擬似移動物体データ合成部Ｓ９においてデータ合成され、２次元擬似応答合成信号となる。データ合成は、図１４に示すように、距離方向と方位方向を合わせたマトリクス上の各要素（マス目）を加算もしくは乗算等することにより行う。２次元擬似応答合成信号は、移動物体データ表示部１４において表示される。
【０１００】
ここで、第１の実施形態の広帯域レーダ装置によって取得できる２次元擬似応答合成信号と、従来の広帯域レーダ装置によって取得できる２次元応答合成信号を比較する。
図１５（ａ）は、第１の実施形態の広帯域レーダ装置によって取得できる２次元擬似応答合成信号を示す図である。図１５（ａ）では、送信アンテナ部と第１の仮想受信アンテナ部１までの距離及び第２の仮想受信アンテナ部２までの距離が離れており、目標物体の距離がある程度離れた場合においても、方位方法の広がりを小さく抑えることができる（同心円の交わり部分が小さい面積となる）。すなわち、移動する目標物体を探知した際の方位精度が高くなる。
【０１０１】
これに対して、従来の広帯域レーダ装置によって取得できる２次元応答合成信号は、図１５（ｂ）に示すように、送信アンテナ部と第１の受信アンテナ部１までの距離及び第２の受信アンテナ部２までの距離が近づいており、目標物体の距離がある程度離れた場合には、方位方向の広がりが大きくなってなる（同心円の交わり部分の面積が大きくなる）。
【０１０２】
図１６は実際の移動人物の受信波から取得した応答差分信号と擬似応答差分信号である。第１の受信アンテナ部と第２の受信アンテナ部は送信アンテナ部から０．２ｍ離れており、第１の仮想受信アンテナ部と第２の仮想受信アンテナ部は送信アンテナ部から１．０ｍ離れたところに仮想設置したものである。図１６（ａ）は第１の擬似応答差分信号、（ｂ）は第１の応答差分信号、（ｃ）は第２の応答差分信号、（ｄ）は第２の擬似応答差分信号である。図１７（ａ）は図１６（ｂ）と図１６（ｃ）を合成した２次元応答合成信号であり、図１７（ｂ）は図１６（ａ）と図１６（ｄ）を合成した２次元擬似応答合成信号である。
【０１０３】
従って、第１の実施形態の広帯域レーダ装置の構成とすることにより、送信アンテナと２つの受信アンテナの距離を小さくした小型なレーダ装置とした場合において、目標物体の距離がある程度離れても、方位方向の精度を高めることができる。
【０１０４】
本発明の第２の実施形態
次に、図１８は、本発明の第２の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図１８において、図１と同じブロック及び処理は、同じ符号で示している。
【０１０５】
図１８は、第１の応答差分信号から第１の２次元応答シフト信号を得る第１の移動物体データ変換部Ｓ１１及び第１の移動物体データシフト部Ｓ１３と、第２の応答差分信号から第２の２次元応答シフト信号を得る第２の移動物体データ変換部Ｓ１２及び第２の移動物体データシフト部Ｓ１４を設け、これら第１の２次元応答シフト信号及び第２の２次元応答シフト信号と、第１の擬似移動物体データシフト部Ｓ７及び第２の擬似移動物体データシフト部から得られる第１の２次元擬似応答シフト信号及び第２の２次元擬似応答シフト信号とを合成する移動物体／擬似移動物体データ合成部Ｓ１５を設けるようにした。
【０１０６】
図１８の構成にすることにより、移動物体／擬似移動物体データ合成部Ｓ１５で合成する信号は４つとなるため、合成した後の目標物体成分の強調具合が大きくなり、探知確度を高めることができる。
【０１０７】
本発明の第３の実施形態
図１９は、本発明の第３の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図１９は、第１の応答差分信号と第２の応答差分信号から、第１の距離に応じた擬似移動物体データ生成部Ｓ１６及び第１の距離に応じた擬似移動物体データ変換部Ｓ１８を設け、第１の距離に応じた２次元擬似応答差分信号を得るようにし、第２の距離に応じた擬似移動物体データ生成部Ｓ１７及び第２の距離に応じた擬似移動物体データ変換部Ｓ１９を設け、第２の距離に応じた２次元擬似応答差分信号を得るようにした。
【０１０８】
図２０に示すように、エリアａに目標物体がいるような場合、仮想アンテナＤ−Ｄ’の擬似受信波を生成すると、方位方向の精度は高まるが、逆に距離方法の精度が悪くなってしまう。従って、仮想受信アンテナの離隔距離を一定にするのではなく、目標物体の距離によって、仮想受信アンテナの離隔距離を変えるようにする。
【０１０９】
例えば、目標物体がエリアａにいるような近い場合には、受信アンテナはＡ−Ａ’による受信波を使用し、目標物体の距離が離れて、エリアｄにいるような遠い場合には、仮想受信アンテナＤ−Ｄ’による擬似受信波を使用して、擬似移動物体データを生成するようにする。
こうすることにより、移動目標の距離が変化しても、距離方法及び方位方向の精度をともに高めることができる。
【０１１０】
本発明の第４の実施形態
図２１は、本発明の第４の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２１は、受信アンテナ部を水平方向の２系統だけでなく、垂直方向にも２系統、すなわち、第３の受信アンテナ部１５、第３のＵＷＢゲートパルス発生部１７、第３の検波部１９、第３の積分部２１、第３のベースバンド信号ＡＤ変換部２３、第３の移動物体検出部Ｓ２０、第３の擬似移動物体データ生成部Ｓ２２、第３の擬似移動物体データ変換部Ｓ２４、第３の擬似移動物体データシフト部Ｓ２６及び第４の受信アンテナ部１６、第４のＵＷＢゲートパルス発生部１８、第４の検波部２０、第４の積分部２２、第４のベースバンド信号ＡＤ変換部２４、第４の移動物体検出部Ｓ２１、第４の擬似移動物体データ生成部Ｓ２３、第４の擬似移動物体データ変換部Ｓ２５、第４の擬似移動物体データシフト部Ｓ２７を設けるようにした。
図２１の構成にすることにより、目標物体の方位方向だけでなく高さ方向の精度も高めることができる。
【０１１１】
本発明の第５の実施形態
図２２は、本発明の第５の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２２は、第１のＵＷＢゲートパルス発生部６で発生したＵＷＢゲートパルス信号を分配するＵＷＢゲートパルス分配部２５を設け、ＵＷＢゲートパルス分配部２５で分配されるＵＷＢゲートパルス分配信号のパルス幅の間に、第１の検波部８及び第２の検波部９を動作させるようにした。
【０１１２】
図２２の構成にすることにより、ゲートパルス発生部を２個設けることなく、ＵＷＢゲートパルス分配部を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することができる。
【０１１３】
本発明の第６の実施形態
図２３は、本発明の第６の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２３は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号を分配するＵＷＢパルス分配部２６と、分配したＵＷＢ送信パルス信号をさらに分配するＵＷＢ送信パルス分配部２７と、そのＵＷＢ送信パルス分配信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号にする第１のＵＷＢパルス遅延部２８及び第２のＵＷＢパルス遅延部２９を設けるようにした。
【０１１４】
図２３の構成にすることにより、ゲートパルス発生部を設けることなく、ＵＷＢパルス分配部とＵＷＢパルス遅延部を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することができる。
【０１１５】
本発明の第７の実施形態
図２４は、本発明の第７の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２４は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号を方向性結合するＵＷＢパルス方向性結合部３０と、方向性結合したＵＷＢ送信パルス信号を分配するＵＷＢ送信パルス分配部２７と、そのＵＷＢ送信パルス分配信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号にする第１のＵＷＢパルス遅延部２８及び第２のＵＷＢパルス遅延部２９を設けるようにした。
【０１１６】
図２４の構成にすることにより、ゲートパルス発生部を設けることなく、ＵＷＢパルス遅延部とＵＷＢパルス分配部及びＵＷＢパルス遅延部を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することができる。
【０１１７】
本発明の第８の実施形態
図２５は、本発明の第８の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２５は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号を分配するＵＷＢパルス分配部２６と、分配したＵＷＢ送信パルス信号を時間遅延させるＵＷＢパルス遅延部３１と、時間遅延させたＵＷＢゲートパルス信号を分配するＵＷＢゲートパルス分配部２５を設けるようにした。
【０１１８】
図２５の構成にすることにより、ゲートパルス発生部を設けることなく、ＵＷＢパルス分配部とＵＷＢパルス遅延部及びＵＷＢゲートパルス分配部を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することができる。
【０１１９】
本発明の第９の実施形態
図２６は、本発明の第９の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２６は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号をＵＷＢパルス増幅部３２で増幅するようにした。
図２６の構成にすることにより、送信アンテナ部３から放射されるＵＷＢ送信パルス信号の電力が大きくなり、より遠距離の目標物体を探知することができる。
【０１２０】
本発明の第１０の実施形態
図２７は、本発明の第１０の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２７は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号を所定の周波数帯域のみ通過させるＵＷＢパルス帯域ろ波部３３で帯域通過させるようにした。
図２７の構成にすることにより、例えば、日本国内のＵＷＢスペクトラムマスクに準拠した３．４〜４．８ＧＨｚの周波数帯域のみ送信アンテナ部３から放射することができる。
【０１２１】
本発明の第１１の実施形態
図２８は、本発明の第１１の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２８は、第１の受信アンテナ部４及び第２の受信アンテナ部５でそれぞれ受信した第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２のＵＷＢ受信パルス信号を、第１の受信パルス増幅部３４と第２の受信パルス増幅部３５でそれぞれ増幅するようにした。
【０１２２】
図２８の構成にすることにより、第１の受信アンテナ部４及び第２の受信アンテナ部５で受信するＵＷＢ受信パルス信号の電力が大きくなり、より遠距離の目標物体を探知することができる。
【０１２３】
本発明の第１２の実施形態
図２９は、本発明の第１２の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２９は、第１の積分部１０及び第２の積分部１１で出力される第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号を、第１のベースバンド信号増幅部３６と第２のベースバンド信号増腹部で増幅させるようにした。
図２９の構成にするにより、第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号の電圧が大きくなり、より遠距離の目標物体を探知することができる。
【０１２４】
本発明の第１３の実施形態
図３０は、本発明の第１３の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図３０は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号をＵＷＢパルス変調部
３８で変調するようにした。
図３０の構成にすることにより、送信アンテナ部３から放射されるＵＷＢ送信パルス信号のスペクトラムを拡散させ、平均送信電力を抑えることができる。
【０１２５】
例えば、図３１（ａ）に示されるように、変調が行われないＵＷＢパルス信号が用いられた場合には、そのスペクトラム特性は図３１（ｂ）に示されるように櫛状となって、平均送信電力が法律等で定められたＵＷＢ制限を超えてしまう場合がある。
【０１２６】
これに対して、図３１（ｃ）に示されるように、パルス位置変調（ＰＰＭ）が行われたＵＷＢパルス信号が用いられた場合には、そのスペクトラム特性は図３１（ｄ）に示されるように拡散スペクトラムとなって、平均送信電力が法律等で定められたＵＷＢ制限以下とすることができる。
【０１２７】
本発明の第１４の実施形態
図３２は、本発明の第１４の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図３２は、２つの送信クロック信号と１つの受信クロック信号を発生させ送受信の同期を制御する同期制御部１と、ＵＷＢパルスを発生させる第１のＵＷＢパルス発生部３９と第２のＵＷＢパルス発生部４０と、第１のＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号を自由空間に放射する第１の送信アンテナ部４１と第２の送信アンテナ部４２と、目標物体からの反射波を受信する受信アンテナ部４５と、受信クロック信号のタイミングでＵＷＢゲートパルス信号を発生させるＵＷＢゲートパルス発生部４４と、ＵＷＢ受信パルス信号をゲートパルス信号のパルス幅の間に検波する検波部４６と、受信パルス検波信号を積分する積分部４７と、ベースバンド信号をＡＤ変換するベースバンド信号ＡＤ変換部４８と、ディジタル信号から移動物体成分のみを検出する移動物体検出部Ｓ２８と、第１の応答差分信号を記録する第１の移動物体信号記録部Ｓ２９と、第２の応答差分信号を記録する第２の移動物体信号記録部Ｓ３０と、第１の応答差分信号と第２の応答差分信号から第１の受信アンテナ手段から任意の距離離れた第１の仮想受信アンテナ手段で擬似的に受信したデータを生成する第１の擬似移動物体データ生成部Ｓ３と、第１の応答差分信号と第２の応答差分信号から第２の受信アンテナ手段から任意の距離離れた第２の仮想受信アンテナ手段で擬似的に受信したデータを生成する第２の擬似移動物体データ生成部Ｓ４と、第１の擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する第１の擬似移動物体データ変換部Ｓ５と、第２の擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する第２の擬似移動物体データ変換部Ｓ６と、第１の２次元擬似応答差分信号を第１の仮想アンテナ手段の距離分データシフトする第１の擬似移動物体データシフト部Ｓ７と、第２の２次元擬似応答差分信号を第２の仮想アンテナ手段の距離分データシフトする第２の擬似移動物体データシフト部Ｓ８と、第１の２次元擬似応答シフト信号と第２の２次元擬似応答シフト信号をデータ合成する擬似移動物体データ合成部Ｓ９と、擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示部１４を設けるようにした。
【０１２８】
この結果、図３３に示されるように、第１のＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号がそれぞれ第１の送信アンテナ部４１及び第２の送信アンテナ部４２から時分割されて送信されることにより、１つの受信アンテナ部４５及びそれに続く受信回路系にて時分割的な受信処理が可能となるため、回路構成が複雑な受信回路系を１系統で構成することができる。
【０１２９】
本発明の第１５の実施形態
図３４は、本発明の第１５の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図３４は、受信アンテナ部を２系統だけでなく、３系統からｎ系統まで、すなわち、第３の受信アンテナ部１５、第３のＵＷＢゲートパルス発生部１７、第３の検波部１９、第３の積分部２１、第３のベースバンド信号ＡＤ変換部２３、第３の移動物体検出部Ｓ２０
、第３の擬似移動物体データ生成部Ｓ２２、第３の擬似移動物体データ変換部Ｓ２４、第３の擬似移動物体データシフト部Ｓ２６から第ｎの受信アンテナ部４９、第ｎのＵＷＢゲートパルス発生部５０、第ｎの検波部５１、第ｎの積分部５２、第ｎのベースバンド信号ＡＤ変換部５３、第ｎの移動物体検出部Ｓ３１、第ｎの擬似移動物体データ生成部Ｓ３２、第ｎの擬似移動物体データ変換部Ｓ３３、第ｎの擬似移動物体データシフト部Ｓ３４を設けるようにした。
図３４の構成にすることにより、目標物体の信号がより強調されて、探知確度を高めることができる。
【０１３０】
本発明の第１〜第１５の実施形態に対する補足
以上の第１〜第１５の実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する２つの受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいて２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する２つのＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記２つの受信アンテナ手段で受信した２つのＵＷＢ受信パルス信号を前記２つのＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する２つの検波手段と、
前記２つの検波手段で検波した２つの受信パルス検波信号を積分する２つの積分手段と、
前記２つの検波手段と前記２つの積分手段でサンプリング積分検波した２つのベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換された２つのディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する２つの移動物体検出手段と、
前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号から前記２つの受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する２つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
（付記２）
前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの移動物体データ変換手段と、
前記２つの移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元応答差分信号を前記
２つの受信アンテナ手段の距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元応答シフト信号と、前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号をデータ合成する移動物体／擬似移動物体データ合成手段と、
を更に含むことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記３）
前記２つの擬似移動物体データ生成手段は、前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号に対して、前記目標物体からの距離に応じて前記仮想的な距離間隔を変化させて前記２つの擬似応答差分信号を生成する、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記４）
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する４つの受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいて４つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する４つのＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記４つの受信アンテナ手段で受信した４つのＵＷＢ受信パルス信号を前記４つのＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する４つの検波手段と、
前記４つの検波手段で検波した４つの受信パルス検波信号を積分する４つの積分手段と、
前記４つの検波手段と前記４つの積分手段でサンプリング積分検波した４つのベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する４つのベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記４つのベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換された４つのディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する４つの移動物体検出手段と、
前記４つの移動物体検出手段で検出した４つの応答差分信号から前記４つの受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう４つの擬似応答差分信号を生成する４つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記４つの擬似移動物体データ生成手段で生成した４つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する４つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記４つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した４つの２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする４つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記４つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした４つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
（付記５）
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で共用化し、
該１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で発生させたＵＷＢゲートパルス信号を分配させ
、その結果得られる２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ前記２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。（４、図２２）
（付記６）
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で分配された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を更に２つに分配するＵＷＢ送信パルス分配手段と、
該ＵＷＢ送信パルス分配手段で分配した２つのＵＷＢ送信パルス分配信号をそれぞれ時間遅延させ、それぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力する２つのＵＷＢパルス遅延手段と、
を含むことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記７）
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に方向性結合させるＵＷＢパルス方向性結合手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で方向性結合された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を更に２つに分配するＵＷＢ送信パルス分配手段と、
該ＵＷＢ送信パルス分配手段で分配した２つのＵＷＢ送信パルス分配信号をそれぞれ時間遅延させ、その結果得られる２つの遅延信号をそれぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力する２つのＵＷＢパルス遅延手段と、
を含むことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記８）
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で分配された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号を出力するＵＷＢパルス遅延手段と、
該ＵＷＢゲートパルス信号を２つに分配し、その結果得られる２つの分配信号をそれぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段と、
を含むことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記９）
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を増幅し、その結果得られる信号を前記ＵＷＢ送信パルス信号として出力するＵＷＢパルス増幅手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１０）
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を所定の周波数帯域のみ通過させ、その結果得られる信号を前記ＵＷＢ送信パルス信号として出力するＵＷＢパルス帯域ろ波手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１１）
前記２つの受信アンテナ手段で受信したＵＷＢ受信パルス信号をそれぞれ増幅し、前記２つの検波手段に出力する２つの受信パルス増幅手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１２）
前記２つの積分手段で積分した２つのベースバンド信号をそれぞれ増幅し、前記２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段に出力する２つのベースバンド信号増幅手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１３）
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を変調し、その結果得られる信号を前記ＵＷＢパルス信号として出力するＵＷＢパルス変調手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１４）
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生する２つのＵＷＢパルス発生手段と、
前記２つのＵＷＢパルス発生手段で発生させた２つのＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間にそれぞれ時分割で連続するように送信する２つの送信アンテナ手段と、
前記２つのＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射してそれぞれ戻ってくる信号を時分割で受信する１つの受信アンテナ手段と、
前記受信クロックに基づいてＵＷＢゲートパルス信号を生成するＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記受信アンテナ手段で受信したＵＷＢ受信パルス信号を前記ＵＷＢゲートパルス信号のパルス幅の間に検波する検波手段と、
前記検波手段で検波した受信パルス検波信号を積分する積分手段と、
前記検波手段と前記積分手段でサンプリング積分検波したベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換するベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記ベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する移動物体検出手段と、
前記移動物体検出手段で検出した時分割で連続する２つの応答差分信号を記録する２つの移動物体信号記録手段と、
前記２つの移動物体信号記録手段で記録した２つの応答差分信号から前記２つの送信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する２つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を前記送信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
（付記１５）
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信するｎ個（ｎは２以上の整数）の受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいてｎ個のＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成するｎ個のＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記ｎ個の受信アンテナ手段で受信したｎ個のＵＷＢ受信パルス信号を前記ｎ個のＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波するｎ個の検波手段と、
前記ｎ個の検波手段で検波したｎ個の受信パルス検波信号を積分するｎ個の積分手段と、
前記ｎ個の検波手段と前記ｎ個の積分手段でサンプリング積分検波したｎ個のベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換するｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記ｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたｎ個のディジタル信号から移動物体の成分のみを検出するｎ個の移動物体検出手段と、
前記ｎ個の移動物体検出手段で検出したｎ個の応答差分信号から前記ｎ個の受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろうｎ個の擬似応答差分信号を生成するｎ個の擬似移動物体データ生成手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データ生成手段で生成したｎ個の擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換するｎ個の擬似移動物体データ変換手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データ変換手段でデータ変換したｎ個の２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトするｎ個の擬似移動物体データシフト手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データシフト手段でデータシフトしたｎ個の２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２】移動物体検出処理の動作を説明する図である。
【図３】検波部の動作を説明する図である。
【図４】移動物体検出処理の動作を説明する図である。
【図５】応答差分信号と擬似応答差分信号の関係を説明する図である。
【図６】第１の擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図（その１）である。
【図７】第１の擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図（その２）である。
【図８】第１の擬似移動物体データ生成処理のフローチャートを説明する図である。
【図９】第２の擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図（その１）である。
【図１０】第２の擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図（その２）である。
【図１１】第２の擬似移動物体データ生成処理のフローチャートを説明する図である。
【図１２】擬似移動物体データ変換処理の動作を説明する図である。
【図１３】擬似移動物体データシフト処理の動作を説明する図である。
【図１４】擬似移動物体データ合成処理の動作を説明する図である。
【図１５】受信アンテナ間の距離と目標物体の距離及び方位精度の関係を説明する図である。
【図１６】擬似応答差分信号を説明する図である。
【図１７】２次元擬似応答合成信号を説明する図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２０】距離に応じた擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２３】本発明の第６の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２４】本発明の第７の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２５】本発明の第８の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２６】本発明の第９の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２７】本発明の第１０の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２８】本発明の第１１の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２９】本発明の第１２の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図３０】本発明の第１３の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図３１】本発明の第１３の実施形態による広帯域レーダ装置における電力削減効果を説明するための説明図である。
【図３２】本発明の第１４の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図３３】本発明の第１４の実施形態による広帯域レーダ装置における時分割処理を説明するための説明図である。
【図３４】本発明の第１５の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図３５】従来の形態の広帯域レーダ装置の構成図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 同期制御部
２ ＵＷＢパルス発生部
３ 送信アンテナ部
４ 第１の受信アンテナ部
５ 第２の受信アンテナ部
６ 第１のＵＷＢゲートパルス発生部
７ 第２のＵＷＢゲートパルス発生部
８ 第１の検波部
９ 第２の検波部
１０ 第１の積分部
１１ 第２の積分部
１２ 第１のベースバンド信号ＡＤ変換部
１３ 第２のベースバンド信号ＡＤ変換部
１４ 移動物体データ表示部
１５ 第３の受信アンテナ部
１６ 第４の受信アンテナ部
１７ 第３のＵＷＢゲートパルス発生部
１８ 第４のＵＷＢゲートパルス発生部
１９ 第３の検波部
２０ 第４の検波部
２１ 第３の積分部
２２ 第４の積分部
２３ 第３のベースバンド信号ＡＤ変換部
２４ 第４のベースバンド信号ＡＤ変換部
２５ ＵＷＢゲートパルス分配部
２６ ＵＷＢパルス分配部
２７ ＵＷＢ送信パルス分配部
２８ 第１のＵＷＢパルス遅延部
２９ 第２のＵＷＢパルス遅延部
３０ ＵＷＢパルス方向性結合部
３１ ＵＷＢパルス遅延部
３２ ＵＷＢパルス増幅部
３３ ＵＷＢパルス帯域ろ波部
３４ 第１の受信パルス増幅部
３５ 第２の受信パルス増幅部
３６ 第１のベースバンド信号増幅部
３７ 第２のベースバンド信号増幅部
３８ ＵＷＢパルス変調部
３９ 第１のＵＷＢパルス発生部
４０ 第２のＵＷＢパルス発生部
４１ 第１の送信アンテナ部
４２ 第２の送信アンテナ部
４３ 受信アンテナ部
４４ ＵＷＢゲートパルス発生部
４５ 受信アンテナ部
４６ 検波部
４７ 積分部
４８ ベースバンド信号ＡＤ変換部
４９ 第ｎの受信アンテナ部
５０ 第ｎのＵＷＢゲートパルス発生部
５１ 第ｎの検波部
５２ 第ｎの積分部
５３ 第ｎのベースバンド信号ＡＤ変換部
Ｓ１ 第１の移動物体検出部
Ｓ２ 第２の移動物体検出部
Ｓ３ 第１の擬似移動物体データ生成部
Ｓ４ 第２の擬似移動物体データ生成部
Ｓ５ 第１の擬似移動物体データ変換部
Ｓ６ 第２の擬似移動物体データ変換部
Ｓ７ 第１の擬似移動物体データシフト部
Ｓ８ 第２の擬似移動物体データシフト部
Ｓ９ 擬似移動物体データ合成部
Ｓ１０ 第１の移動物体データ変換部
Ｓ１１ 第２の移動物体データ変換部
Ｓ１２ 第１の移動物体データシフト部
Ｓ１３ 第２の移動物体データシフト部
Ｓ１４ 移動物体／擬似移動物体データ合成部
Ｓ１５ 第１の距離に応じた擬似移動物体データ生成部
Ｓ１６ 第２の距離に応じた擬似移動物体データ生成部
Ｓ１７ 第１の距離に応じた擬似移動物体データ変換部
Ｓ１８ 第２の距離に応じた擬似移動物体データ変換部
Ｓ１９ 第３の移動物体検出部
Ｓ２０ 第４の移動物体検出部
Ｓ２１ 第３の擬似移動物体データ生成部
Ｓ２２ 第４の擬似移動物体データ生成部
Ｓ２３ 第３の擬似移動物体データ変換部
Ｓ２４ 第４の擬似移動物体データ変換部
Ｓ２５ 第３の擬似移動物体データシフト部
Ｓ２６ 第４の擬似移動物体データシフト部
Ｓ２７ 移動物体データ合成部
Ｓ２８ 移動物体検出部
Ｓ２９ 第１の移動物体信号記録部
Ｓ３０ 第２の移動物体信号記録部
Ｓ３１ 第ｎの移動物体検出部
Ｓ３２ 第ｎの擬似移動物体データ生成部
Ｓ３３ 第ｎの擬似移動物体データ変換部
Ｓ３４ 第ｎの擬似移動物体データシフト部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置に関し、特に、超広帯域（ＵＷＢ：Ultra-Wideband）の電波を送受信して移動物体等の目標（ターゲット）の位置（距離、方位）を高精度で検出する広帯域レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超広帯域の電波を送受信して移動物体の位置（距離、方位、高さ）を高精度で検出するＵＷＢレーダ装置が知られている。
ＵＷＢレーダ装置は、超高距離分解能で高精度の位置評定ができることが特徴である。また、超広帯域の電波は、その周波数が数ＧＨｚ以下の低い帯域が含まれる場合、コンクリートや木材等の非金属（減衰媒質）を透過する性質がある。そして、この２つの特徴を活かして種々のレーダやセンサへの適用が検討されている。
【０００３】
超高距離分解能と減衰媒質透過性の２つの特徴を活かしたＵＷＢレーダとして、例えば、建物内や部屋内の不正侵入者の動きを壁越しに検知するＵＷＢレーダ（壁透過レーダ、スルーウォールレーダ）、森林に潜む危険動物等の動きを植林や植栽を透過させて検知するＵＷＢレーダ（森林透過レーダ、群葉透過レーダ、ＦＯＰＥＮレーダ：Foliage Penetration Radar）、瓦礫や土砂等の下に埋もれた生存者を検知するＵＷＢレーダ（生存者探知レーダ）、施設等の侵入者が危険物を隠し持っていないかを服越しに検知するＵＷＢレーダ（セキュリティゲート用危険物探知レーダ）、自動車のフロント内部に設置して非金属のバンパーやフロントグリル越しに前方を走行する自動車や停車する自動車、駐車場の壁等との距離を高精度に計測するＵＷＢレーダ（衝突防止レーダ）等が検討されている。
【０００４】
図３５は従来の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
同期制御部１が送信クロック信号を繰り返しＵＷＢパルス発生部２に送信する。ＵＷＢパルス発生部２は同期制御部１から送信された送信クロック信号のタイミングで繰り返しＵＷＢ送信パルス信号を発生する。
【０００５】
ＵＷＢパルス発生部２が発生したＵＷＢパルス送信信号は、送信アンテナ部３から目標物体が存在する自由空間に放射される。
目標物体からの反射波は、受信アンテナ部４、５で繰り返し受信され、第１のＵＷＢ受信パルス信号と第２のＵＷＢパルス信号となる。
【０００６】
第１のＵＷＢゲートパルス発生部６及び第２のＵＷＢゲートパルス発生部７は、同期制御部１から送信される受信クロック信号のタイミングでＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ発生する。第１の受信アンテナ部４で受信された第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２の受信アンテナ部５で受信された第２のＵＷＢ受信パルス信号は、第１のＵＷＢゲートパルス発生部６が発生したゲートパルス信号と第２のＵＷＢゲートパルス発生部７が発生したゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ導通となり、第１の検波部８及び第２の検波部９でそれぞれ検波され、それぞれ第１の受信パルス検波信号と第２の受信パルス検波信号となる。
【０００７】
第１の受信パルス検波信号及び第２の受信パルス検波信号は、第１の積分部１０及び第２の積分部１１で積分され、それぞれ第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号となる。
【０００８】
同期制御部１で発生させる受信クロックの繰り返し周期を、受信アンテナ部４で受信す
るＵＷＢ受信パルス信号の繰り返し周期（送信クロック周期）と、数Ｈｚずらすことによって、超高速の繰り返し周波数で受信される信号が、第１の検波部８と第１の積分部１０及び第２の検波部９と第２の積分部１１においてそれぞれサンプリング積分検波（等価時間サンプリング）され、時間伸張された第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号になる。
【０００９】
サンプリング積分検波された第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号は、第１のベースバンド信号ＡＤ変換部１２及び第２のベースバンド信号ＡＤ変換部１３でアナログ−ディジタル変換（ＡＤ変換）されて、それぞれ第１のディジタル信号と第２のディジタル信号となる。
【００１０】
第１のベースバンド信号ＡＤ変換部１２及び第２のベースバンド信号ＡＤ変換部１３でＡＤ変換された第１のディタジル信号及び第２のディジタル信号は、第１の移動物体検出部Ｓ１及び第２の移動物体検出部Ｓ２で移動物体の成分のみが検出され、それぞれ第１の応答差分信号と第２の応答差分信号となる。
【００１１】
第１の移動物体検出部Ｓ１及び第２の移動物体検出部Ｓ２で移動物体成分のみ検出された第１の応答差分信号と第２の応答差分信号は、第１の移動物体データ変換部Ｓ２８及び第２の移動物体データ変換部Ｓ２９で１次元から２次元のデータに変換され、それぞれ第１の２次元応答差分信号と第２の２次元応答差分信号となる。
【００１２】
第１の移動物体データ変換部Ｓ２８及び第２の移動物体データ変換部Ｓ２９でデータ変換された第１の２次元応答差分信号と第２の２次元応答差分信号は、第１の移動物体データシフト部Ｓ３０と第２の移動物体データシフト部Ｓ３１で第１の受信アンテナ部４及び第２の受信アンテナ部５の離隔距離分だけデータがシフトされ、第１の２次元応答シフト信号及び第２の２次元応答シフト信号となる。
【００１３】
第１の移動物体データシフト部Ｓ３０及び第２の移動物体データシフト部Ｓ３１でデータシフトした第１の２次元応答シフト信号及び第２の２次元応答シフト信号は、移動物体データ合成部Ｓ２７でデータ合成され、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号となる。
【００１４】
移動物体データ合成部Ｓ２７でデータ合成されたＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、移動物体データ表示部１４においてデータ表示される。
【特許文献１】特開平７−２８０９２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１２４８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、上記従来の技術を用いて、第１の２次元応答シフト信号と第２の２次元応答シフト信号からＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号にデータ合成を行った場合、第１の受信アンテナ部と第２の受信アンテナ部の間の距離が小さく、目標物体の距離が大きくなると目標物体の方位方向の成分が広がってしまう。
【００１６】
すなわち、図１５（ｂ）に示すように２つのアンテナを接近して設置した場合、目標物体の距離が大きい程、方位方向の精度が悪くなる。また、図１５（ａ）に示すように２つのアンテナ間の距離を大きく設置した場合、目標物体の距離が大きくなっても、方位方向の成分の広がりは小さくなる。しかしながら、携帯用レーダ装置や過般型レーダ装置等の小型なレーダ構成とする場合、受信アンテナの間の距離を広げるには限界がある。
【００１７】
従って従来、２つの受信波を合成して目標物体の距離と方位を検出する広帯域レーダ装
置では、レーダ装置の大きさを小型にしつつ（２つの受信アンテナ間の距離を小さくしつつ）、目標物体が広帯域レーダ装置から離れた場合に方位方向を高精度に探知することは期待できないという問題点を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の課題は、複数の受信波を合成して目標物体の距離や方位等を検出する広帯域レーダ装置において、受信アンテナ間の距離が小さく、目標物体が広帯域レーダ装置から距離が離れた場合でも、目標物体の方位精度を高めた広帯域レーダ装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の各態様は、観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置を前提とする。
【００２０】
本発明の第１の態様は、以下の構成を有する。
ＵＷＢパルス発生手段（２）は、広帯域パルスを発生する。
送信アンテナ手段（３）は、ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する。
【００２１】
２つの受信アンテナ手段（４、５）は、ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する。
同期制御手段（１）は、ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する。
【００２２】
２つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７）は、受信クロックに基づいて２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する。
２つの検波手段（８、９）は、２つの受信アンテナ手段で受信した２つのＵＷＢ受信パルス信号を２つのＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する。
【００２３】
２つの積分手段（１０、１１）は、２つの検波手段で検波した２つの受信パルス検波信号を積分する。
２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段（１２、１３）は、２つの検波手段と２つの積分手段でサンプリング積分検波した２つのベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する。
【００２４】
２つの移動物体検出手段（Ｓ１、Ｓ２）は、２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換された２つのディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する。
２つの擬似移動物体データ生成手段（Ｓ３、Ｓ４）は、２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号から２つの受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する。
【００２５】
２つの擬似移動物体データ変換手段（Ｓ５、Ｓ６）は、２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する。
２つの擬似移動物体データシフト手段（Ｓ７、Ｓ８）は、２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする。
【００２６】
擬似移動物体データ合成手段（Ｓ９）は、２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する。
移動物体データ表示手段（１４）は、擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する。
【００２７】
本発明の第２の態様は、上記本発明の第１の態様の構成に加えて、更に以下の構成を追加的に有する。
２つの移動物体データ変換手段（Ｓ１０、Ｓ１１）は、２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する。
【００２８】
２つの移動物体データシフト手段（Ｓ１２、Ｓ１３）は、２つの移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元応答差分信号を２つの受信アンテナ手段の距離間隔分だけデータシフトする。
【００２９】
移動物体／擬似移動物体データ合成手段（Ｓ１４）は、２つの移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元応答シフト信号と、２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号をデータ合成する。
【００３０】
本発明の第３の態様では、本発明の第１の態様における２つの擬似移動物体データ生成手段（Ｓ１５、Ｓ１６）は、２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号に対して、目標物体からの距離に応じて仮想的な距離間隔を変化させて２つの擬似応答差分信号を生成するように構成される。
【００３１】
本発明の第４の態様では、本発明の第１の態様における２つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７）を１つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６）で共用化し、ＵＷＢゲートパルス分配手段（２５）が、その１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で発生させたＵＷＢゲートパルス信号を分配させ、その結果得られる２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ２つの検波手段に出力するように構成される。
【００３２】
本発明の第５の態様では、２つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７）をＵＷＢパルス発生手段（２）で代用し、ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を、送信アンテナ手段に供給されるＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段（２６）と、そのＵＷＢパルス分配手段で分配された第２のＵＷＢ送信パルス信号を更に２つに分配するＵＷＢ送信パルス分配手段（２７）と、そのＵＷＢ送信パルス分配手段で分配した２つのＵＷＢ送信パルス分配信号をそれぞれ時間遅延させ、それぞれ２つのＵＷＢゲートパルス信号として２つの検波手段に出力する２つのＵＷＢパルス遅延手段（２８、２９）とを含むように構成される。
【００３３】
本発明の第６の態様では、２つのＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７）をＵＷＢパルス発生手段（２）で代用し、ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を、送信アンテナ手段に供給されるＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段（２６）と、そのＵＷＢパルス分配手段で分配された第２のＵＷＢ送信パルス信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号を出力するＵＷＢパルス遅延手段（３１）と、そのＵＷＢゲートパルス信号を２つに分配し、その結果得られる２つの分配信号をそれぞれ２つのＵＷＢゲートパルス信号として２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段（２５）とを含むように構成される。
【００３４】
本発明の第７の態様は、上記本発明の第１の態様の構成において、ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を所定の周波数帯域のみ通過させ、その結果得られる信号をＵＷＢ送信パルス信号として出力するＵＷＢパルス帯域ろ波手段（３３）を更に含むように構成される。
【００３５】
本発明の第８の態様は、上記本発明の第１の態様の構成において、ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を変調し、その結果得られる信号をＵＷＢパルス信号として出力するＵＷＢパルス変調手段（３８）を更に含むように構成される。
【００３６】
本発明の第９の態様は、以下の構成を有する。
２つのＵＷＢパルス発生手段（３９、４０）は、広帯域パルスを発生する。
２つの送信アンテナ手段（４１、４２）は、２つのＵＷＢパルス発生手段で発生させた２つのＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間にそれぞれ時分割で連続するように送信する。
【００３７】
１つの受信アンテナ手段（４５）は、２つのＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射してそれぞれ戻ってくる信号を時分割で受信する。
ＵＷＢゲートパルス発生手段（４４）は、受信クロックに基づいてＵＷＢゲートパルス信号を生成する。
【００３８】
検波手段（４６）は、受信アンテナ手段で受信したＵＷＢ受信パルス信号をＵＷＢゲートパルス信号のパルス幅の間に検波する。
積分手段（４７）は、検波手段で検波した受信パルス検波信号を積分する。
【００３９】
ベースバンド信号ＡＤ変換手段（４８）は、検波手段と積分手段でサンプリング積分検波したベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する。
移動物体検出手段（Ｓ２８）は、ベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する。
【００４０】
２つの移動物体信号記録手段（Ｓ２９、Ｓ３０）は、移動物体検出手段で検出した時分割で連続する２つの応答差分信号を記録する。
２つの擬似移動物体データ生成手段（Ｓ３、Ｓ４）２つの移動物体信号記録手段で記録した２つの応答差分信号から２つの送信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する。
【００４１】
２つの擬似移動物体データ変換手段（Ｓ５、Ｓ６）は、２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する。
２つの擬似移動物体データシフト手段（Ｓ７、Ｓ８）は、２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を送信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする。
【００４２】
擬似移動物体データ合成手段（Ｓ９）は、２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する。
移動物体データ表示手段（１４）は、擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する。
【００４３】
本発明の第１０の態様は、以下の構成を有する。
送信アンテナ手段（３）は、ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する。
【００４４】
ｎ個（ｎは２以上の整数）の受信アンテナ手段（４、５、１５、・・・、４９）は、ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する。
同期制御手段（１）は、ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する。
【００４５】
ｎ個のＵＷＢゲートパルス発生手段（６、７、１７、・・・、５０）は、受信クロックに基づいてｎ個のＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する。
ｎ個の検波手段（８、９、１９、・・・、５１）は、ｎ個の受信アンテナ手段で受信したｎ個のＵＷＢ受信パルス信号をｎ個のＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する。
【００４６】
ｎ個の積分手段（１０、１１、２１、・・・、５２）は、ｎ個の検波手段で検波したｎ個の受信パルス検波信号を積分する。
ｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段（１２、１３、２３、・・・、５３）は、ｎ個の検波手段とｎ個の積分手段でサンプリング積分検波したｎ個のベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する。
【００４７】
ｎ個の移動物体検出手段（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１９、・・・、Ｓ３１）は、ｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたｎ個のディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する。
【００４８】
ｎ個の擬似移動物体データ生成手段（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ２１、・・・、Ｓ３２）は、ｎ個の移動物体検出手段で検出したｎ個の応答差分信号からｎ個の受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろうｎ個の擬似応答差分信号を生成する。
【００４９】
ｎ個の擬似移動物体データ変換手段（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ２３、・・・、Ｓ３３）は、ｎ個の擬似移動物体データ生成手段で生成したｎ個の擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する。
【００５０】
ｎ個の擬似移動物体データシフト手段（Ｓ７、Ｓ８、Ｓ２５、・・・、Ｓ３４）は、ｎ個の擬似移動物体データ変換手段でデータ変換したｎ個の２次元擬似応答差分信号を受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする。
【００５１】
擬似移動物体データ合成手段（Ｓ９）は、ｎ個の擬似移動物体データシフト手段でデータシフトしたｎ個の２次元擬似応答シフト信号を合成する。
移動物体データ表示手段（１４）は、擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する。
【発明の効果】
【００５２】
本発明の第１の態様によれば、２つの受信アンテナ間の距離が小さい小型なレーダ装置において、目標物体の距離が大きくなった場合でも、目標物体の方位方向の広がりを小さく抑えることができ、方位精度を高めることが可能となる。
【００５３】
本発明の第２の態様によれば、合成した後の目標物体成分の強調具合が大きくなり、探知確度を高めることが可能となる。
本発明の第３の態様によれば、移動目標の距離が変化しても、距離方法及び方位方向の精度をともに高めることが可能となる。
【００５４】
本発明の第４の態様によれば、ＵＷＢゲートパルス発生手段を２個設けることなく、ＵＷＢゲートパルス分配手段を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することが可能となる。
【００５５】
本発明の第５の態様によれば、ＵＷＢゲートパルス発生手段を設けることなく、ＵＷＢパルス分配手段とＵＷＢ送信パルス分配手段とＵＷＢパルス分配部と２つのＵＷＢパルス遅延手段を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することが可能となる
。
【００５６】
本発明の第６の態様によれば、ＵＷＢゲートパルス発生手段を設けることなく、ＵＷＢパルス分配手段とＵＷＢパルス遅延手段とＵＷＢゲートパルス分配手段を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することが可能となる。
【００５７】
本発明の第７の態様によれば、例えば、日本国内のＵＷＢスペクトラムマスクに準拠した周波数帯域のみ送信アンテナ手段から放射させるようにすることが可能となる。
本発明の第８の態様によれば、送信アンテナ手段から放射されるＵＷＢ送信パルス信号のスペクトラムを拡散させ、平均送信電力を抑えることができ、平均送信電力が法律等で定められたＵＷＢ制限以下とすることが可能となる。
【００５８】
本発明の第９の態様によれば、１つの受信アンテナ手段及びそれに続く受信回路系にて時分割的な受信処理が可能となるため、回路構成が複雑な受信回路系を１系統で構成することが可能となる。
【００５９】
本発明の第１０の態様によれば、ｎ系統の受信処理系を有することにより、目標物体の信号がより強調されて、探知確度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態
図１は、本発明による広帯域レーダ装置の第１の実施形態の構成図である。
【００６１】
同図において、数字が付された部分はハードウェアにより実現され、Ｓ１等のＳが付された部分は、ソフトウェア処理により実現される。これらの処理は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、主記憶メモリ、補助記憶装置、入出力装置等がバスによって相互に接続された構成を有する一般的なコンピュータにおいて、ＣＰＵが補助記憶装置等に記憶された各機能を実現する制御プログラムを主記憶メモリにロードして実行する動作として実現される。或いは、当該処理が、専用のＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）によって実行されてもよい。
【００６２】
同期制御部１は、ＵＷＢパルス発生部２に対して、送信クロック信号を送信する。ＵＷＢパルス発生部１は、同期制御部１から送信された送信クロック信号のタイミングで繰り返しＵＷＢ送信パルス信号を発生する。
【００６３】
ＵＷＢ送信パルス信号のパルス幅は、例えば２００〜３００ピコ秒とされる。周波数帯域は、例えば、数ＭＨｚ〜５ＧＨｚの超広帯域とされる。パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）は、送信クロック信号により決定され、例えば１０ＭＨｚとされる。ＵＷＢ送信パルス信号のパルス振幅は、例えば４Ｖとされる。
【００６４】
ＵＷＢ送信パルス信号は、送信アンテナ部３において、目標物体に対して自由空間に放射される。ＵＷＢ送信パルス信号の一例を図２（ａ）に示す。ＵＷＢ送信パルス信号は、同期制御部１から送信される送信クロック信号の周期毎に繰り返し発生し、放射される。
【００６５】
目標物体で反射した反射波は、第１の受信アンテナ部４と第２の受信アンテナ部５で受信され、第１のＵＷＢ受信パルス信号と第２のＵＷＢ受信パルス信号となる。
第１のＵＷＢ受信パルス信号の一例を図２（ｂ）に示す。第１のＵＷＢ受信パルス信号は、ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体からの反射した反射波であるため、ＵＷＢ送信パルス信号同様、送信クロック信号の周期毎に繰り返し受信される。
【００６６】
同期制御部１は、第１のＵＷＢゲートパルス発生部６と第２のＵＷＢゲートパルス発生部７に対して、それぞれ第１の受信クロック信号と第２の受信クロック信号を送信する。第１のＵＷＢゲートパルス発生部６及び第２のＵＷＢゲートパルス発生部７は、同期制御部１から送信された受信クロック信号のタイミングで繰り返しゲートパルス信号を発生させる。
【００６７】
受信クロック信号は、送信クロック信号に対して、少し低い周波数のＰＲＦの信号に設定する。例えば、送信クロック信号のＰＲＦは１０ＭＨｚであるのに対し、受信クロック信号のＰＲＦは９．９９９９８ＭＨｚとする。送信クロック信号と受信クロック信号のずれは２０Ｈｚとなる。この場合、送信クロック信号のパルス繰り返し間隔（ＰＲＩ）は１００ｎｓ（１／１０ＭＨｚ）に対し、受信クロック信号のＰＲＩは１００．０００２ｎｓ（１／９．９９９９８ＭＨｚ）となる。
【００６８】
ゲートパルス信号の一例を図２（ｃ）に示す。第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２のＵＷＢ受信パルス信号は、各ゲートパルス信号のパルス幅の間にそれぞれ導通となり、第１の検波部８及び第２の検波部９で検波され、それぞれ第１の受信パルス検波信号と第２の受信パルス検波信号となる。
【００６９】
検波は、図３に示すように、検波器に入力される入力レベルに応じた検波電圧を出力するため、第１の検波部８及び第２の検波部９は、それぞれ第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２のＵＷＢ受信パルス信号の入力レベルに応じて、電圧信号である第１の受信パルス検波信号及び第２の受信パルス検波信号を出力する。
【００７０】
第１の検波部８及び第２の検波部９は、例えば、Ｓ帯検波用ショットキーバリアダイオードを用いた検波器で構成される。
第１の受信パルス検波信号の一例を図２（ｄ）に示す。
【００７１】
第１の受信パルス検波信号及び第２の受信パルス検波信号は、第１の積分部１０及び第２の積分部１１でそれぞれ積分される。積分は第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２のＵＷＢ受信パルス信号とゲートパルス信号のタイミングが一致するまで繰り返され、第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号として出力される（等価時間サンプリング）。
【００７２】
例えば、上記の場合、第１のＵＷＢ受信パルス信号の周期は１００ｎｓであり、ゲートパルス信号の周期は１００．０００２ｎｓであるため、それぞれのタイミングが一致するまで５０００００回積分され、時間軸が５０００００倍に拡張された第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号となり、その周期は５０ｍｓとなる。
【００７３】
第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号は、最小距離地点から最大距離地点に向かって時間軸上に信号を並べたデータとなる。第１のベースバンド信号の一例を図２（ｅ）に示す。
【００７４】
第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号は、第１のベースバンド信号ＡＤ変換部１２及び第２のベースバンド信号ＡＤ変換部１３においてＡＤ変換され、それぞれ第１のディジタル信号と第２のディジタル信号となる。
【００７５】
例えば、ＡＤ変換のサンプリングレートを１５０００サンプル／秒とすると、ベースバンド信号の周期５０ｍｓあたり７５０サンプルのデータとなる。ＵＷＢ送信パルス信号のＰＲＦが１０ＭＨｚであることから、最大探知距離は１５ｍ（光速３×１０８［ｍ／ｓ］
／１０［ＭＨｚ］／２）であり、距離分解能が０．０２ｍのディジタル信号となる。
【００７６】
第１のディジタル信号及び第２のディジタル信号は、第１の移動物体検出部Ｓ１及び第２の移動物体検出部Ｓ２において移動物体成分のみが検出され、それぞれ第１の応答差分信号と第２の応答差分信号となる。
【００７７】
例えば、移動物体検出は図４に示すように実施される。すなわち、図４（ａ）はベースバンド周期のうち、あるサンプリング時刻ｔ１におけるディジタル信号、（ｂ）は次のサンプリング時刻ｔ２におけるディジタル信号、（ｃ）はさらに次のサンプリング時刻ｔ３におけるディジタル信号の場合、（ａ’）のように時刻ｔ１と時刻ｔ２の信号の差分と、（ｂ’）にように時刻ｔ２と時刻ｔ３の差分を計算することにより、静止物体からの応答成分は消去され、移動物体からの応答成分のみが検出される。
【００７８】
第１の応答差分信号と第２の応答差分信号は、第１の擬似移動物体データ生成部Ｓ３及び第２の擬似移動物体データ生成部Ｓ４に入力し、これらにおいて、それぞれ第１の擬似応答差分信号及び第２の擬似応答差分信号が生成される。
【００７９】
擬似応答差分信号とは、図５に示すように、第１の受信アンテナ部からの第１のＵＷＢ受信パルス信号から得られた第１の応答差分信号と、第２の受信アンテナ部からの第２のＵＷＢ受信パルス信号から得られた第２の応答差分信号を用いて、任意の距離離れた第１の仮想受信アンテナ部及び第２の仮想受信アンテナ部で受信するであろう応答差分信号として算出される信号のことである。
【００８０】
図６は、まず第１の仮想受信アンテナ部Ｃ１での擬似応答差分信号を算出する根拠を示している。
送信アンテナ部の位置をＡ０、第１の受信アンテナ部の位置をＡ１、第２の受信アンテナ部の位置をＡ２、目標物体の位置をＴ０とし、Ａ１−Ｔ０間の距離をx、Ａ２−Ｔ０間の距離をy、ＡＯ−Ｔ０間の距離をb、Ａ１−Ｃ１間の距離をc、Ａ０−Ｔ０間の角度をθとすると、図７に示す３つの三角形に分解できる。図７（ａ）の三角形において余弦定理から、下記数１式が成り立つ。
【数１】
【００８１】
また、図７（ｂ）の三角形においては、下記数２式の関係が成り立つ。
【数２】
【００８２】
さらに、図７（ｃ）の三角形においては、下記数３式の関係が成り立つ。
【数３】
【００８３】
数１式＋数２式により、下記数４式が得られる。
【数４】
【００８４】
数１式−数２式により、下記数５式が得られる。
【数５】
【００８５】
数４式と数５式を数３式に代入して変形すると、下記数６式となる。
【数６】
すなわち、数６式を計算することにより、第１の仮想受信アンテナ部で得られる目標物体までの距離zを算出することができる。
【００８６】
第１の擬似移動物体データ生成部Ｓ３の処理は、図８に示すフローチャートで実施される。このフローチャートの処理は、特には図示しないコンピュータがプログラムを実行する動作として実現される。
【００８７】
すなわち、ステップＳ１３１とステップＳ１３６のループ処理によって、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｘが、１から第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号のデータポイント数までの間で順次増加させられながら、その各第１の距離ポイント値についてさらに、ステップＳ１３２とステップＳ１３５のループ処理によって、第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｙが、（第１の距離ポイント−アンテナ離隔距離分ポイント数／２）から（第１の距離ポイント＋アンテナ離隔距離分ポイント数／２）までの間で順次増加させられる。
【００８８】
これらの二重ループによって決定される各第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントと第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントの組合せ毎に、ステップＳ１３３において、数６式に基づいて、第１の擬似ＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｚが算出される。
【００８９】
そして、ステップＳ１３４において、元々の距離ポイントｚの振幅データに今回算出された距離ポイントｚの振幅データが加算されることにより、新たな距離ポイントｚの振幅データが、第１の擬似ＵＷＢレーダパルス応答差分信号の振幅データとして算出される。
【００９０】
以上の演算処理が、二重ループによって決定される各第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントと第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントの全ての組合せについて実行される。
【００９１】
図９は、第２の仮想受信アンテナ部Ｃ２での擬似応答差分信号を算出する根拠を示している。送信アンテナ部の位置をＡ０、第１の受信アンテナ部の位置をＡ１、第２の受信ア
ンテナ部の位置をＡ２、目標物体の位置をＴ０とし、Ａ１−Ｔ０間の距離をx、Ａ２−Ｔ０間の距離をy、ＡＯ−Ｔ０間の距離をb、Ａ２−Ｃ２間の距離をd、Ａ０−Ｔ０間の角度をθとすると、図１０に示す３つの三角形に分解できる。図１０（ａ）の三角形において余弦定理から、
【数７】
の式が成り立つ。また、図１０（ｂ）の三角形においては
【数８】
の関係が成り立つ。さらに、図１０（ｃ）の三角形においては、
【数９】
の関係が成り立つ。数７式＋数８式により、
【数１０】
が得られ、数７式−数８式により
【数１１】
が得られる。数４式と数５式を数３式に代入して変形すると、
【数１２】
となる。すなわち、数１２式を計算することにより、第２の仮想受信アンテナ部で得られる目標物体までの距離wを算出することができる。
【００９２】
第２の擬似移動物体データ生成部Ｓ４の処理は、図１１に示すフローチャートで実施される。このフローチャートの処理も、図８の場合と同様、特には図示しないコンピュータがプログラムを実行する動作として実現される。
【００９３】
すなわち、ステップＳ１４１とステップＳ１４６のループ処理によって、第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｙが、１から第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号のデータポイント数までの間で順次増加させられながら、その各第２の距離ポイント値についてさらに、ステップＳ１４２とステップＳ１４５のループ処理によって、第１
のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｘが、（第２の距離ポイント−アンテナ離隔距離分ポイント数／２）から（第２の距離ポイント＋アンテナ離隔距離分ポイント数／２）までの間で順次増加させられる。
【００９４】
これらの二重ループによって決定される各第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントと第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントの組合せ毎に、ステップＳ１４３において、数１２式に基づいて、第２の擬似ＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントｗが算出される。
【００９５】
そして、ステップＳ１４４において、元々の距離ポイントｗの振幅データに今回算出された距離ポイントｗの振幅データが加算されることにより、新たな距離ポイントｗの振幅データが、第２の擬似ＵＷＢレーダパルス応答差分信号の振幅データとして算出される。
【００９６】
以上の演算処理が、二重ループによって決定される各第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントと第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の距離ポイントの全ての組合せについて実行される。
【００９７】
第１の擬似応答差分信号及び第２の擬似応答差分信号は、第１の擬似移動物体データ変換部Ｓ５及び第２の擬似移動物体データ変換部Ｓ６において、１次元から２次元の応答差分信号に変換され、それぞれ第１の２次元擬似応答差分信号と第２の２次元擬似応答差分信号となる。
【００９８】
１次元から２次元の応答差分信号の変換は、図１２に示すように、受信アンテナ部の位置を中心として同心円を描くように変換される。
第１の２次元擬似応答差分信号及び第２の２次元擬似応答差分信号は、第１の擬似移動物体データシフト部Ｓ７及び第２の擬似移動物体データシフト部Ｓ８において、送信アンテナ部から第１の受信アンテナ部と第２の受信アンテナ部までの距離分だけデータシフトされ、それぞれ第１の２次元擬似応答シフト信号と第２の２次元擬似応答シフト信号となる。擬似移動物体データシフト処理は、図１３に示すように、送信アンテナ部から受信アンテナ部の距離分だけ、方位方向にデータがシフトされる。
【００９９】
第１の２次元擬似応答シフト信号と第２の２次元擬似応答シフト信号は、擬似移動物体データ合成部Ｓ９においてデータ合成され、２次元擬似応答合成信号となる。データ合成は、図１４に示すように、距離方向と方位方向を合わせたマトリクス上の各要素（マス目）を加算もしくは乗算等することにより行う。２次元擬似応答合成信号は、移動物体データ表示部１４において表示される。
【０１００】
ここで、第１の実施形態の広帯域レーダ装置によって取得できる２次元擬似応答合成信号と、従来の広帯域レーダ装置によって取得できる２次元応答合成信号を比較する。
図１５（ａ）は、第１の実施形態の広帯域レーダ装置によって取得できる２次元擬似応答合成信号を示す図である。図１５（ａ）では、送信アンテナ部と第１の仮想受信アンテナ部１までの距離及び第２の仮想受信アンテナ部２までの距離が離れており、目標物体の距離がある程度離れた場合においても、方位方法の広がりを小さく抑えることができる（同心円の交わり部分が小さい面積となる）。すなわち、移動する目標物体を探知した際の方位精度が高くなる。
【０１０１】
これに対して、従来の広帯域レーダ装置によって取得できる２次元応答合成信号は、図１５（ｂ）に示すように、送信アンテナ部と第１の受信アンテナ部１までの距離及び第２の受信アンテナ部２までの距離が近づいており、目標物体の距離がある程度離れた場合には、方位方向の広がりが大きくなってなる（同心円の交わり部分の面積が大きくなる）。
【０１０２】
図１６は実際の移動人物の受信波から取得した応答差分信号と擬似応答差分信号である。第１の受信アンテナ部と第２の受信アンテナ部は送信アンテナ部から０．２ｍ離れており、第１の仮想受信アンテナ部と第２の仮想受信アンテナ部は送信アンテナ部から１．０ｍ離れたところに仮想設置したものである。図１６（ａ）は第１の擬似応答差分信号、（ｂ）は第１の応答差分信号、（ｃ）は第２の応答差分信号、（ｄ）は第２の擬似応答差分信号である。図１７（ａ）は図１６（ｂ）と図１６（ｃ）を合成した２次元応答合成信号であり、図１７（ｂ）は図１６（ａ）と図１６（ｄ）を合成した２次元擬似応答合成信号である。
【０１０３】
従って、第１の実施形態の広帯域レーダ装置の構成とすることにより、送信アンテナと２つの受信アンテナの距離を小さくした小型なレーダ装置とした場合において、目標物体の距離がある程度離れても、方位方向の精度を高めることができる。
【０１０４】
本発明の第２の実施形態
次に、図１８は、本発明の第２の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図１８において、図１と同じブロック及び処理は、同じ符号で示している。
【０１０５】
図１８は、第１の応答差分信号から第１の２次元応答シフト信号を得る第１の移動物体データ変換部Ｓ１１及び第１の移動物体データシフト部Ｓ１３と、第２の応答差分信号から第２の２次元応答シフト信号を得る第２の移動物体データ変換部Ｓ１２及び第２の移動物体データシフト部Ｓ１４を設け、これら第１の２次元応答シフト信号及び第２の２次元応答シフト信号と、第１の擬似移動物体データシフト部Ｓ７及び第２の擬似移動物体データシフト部から得られる第１の２次元擬似応答シフト信号及び第２の２次元擬似応答シフト信号とを合成する移動物体／擬似移動物体データ合成部Ｓ１５を設けるようにした。
【０１０６】
図１８の構成にすることにより、移動物体／擬似移動物体データ合成部Ｓ１５で合成する信号は４つとなるため、合成した後の目標物体成分の強調具合が大きくなり、探知確度を高めることができる。
【０１０７】
本発明の第３の実施形態
図１９は、本発明の第３の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図１９は、第１の応答差分信号と第２の応答差分信号から、第１の距離に応じた擬似移動物体データ生成部Ｓ１６及び第１の距離に応じた擬似移動物体データ変換部Ｓ１８を設け、第１の距離に応じた２次元擬似応答差分信号を得るようにし、第２の距離に応じた擬似移動物体データ生成部Ｓ１７及び第２の距離に応じた擬似移動物体データ変換部Ｓ１９を設け、第２の距離に応じた２次元擬似応答差分信号を得るようにした。
【０１０８】
図２０に示すように、エリアａに目標物体がいるような場合、仮想アンテナＤ−Ｄ’の擬似受信波を生成すると、方位方向の精度は高まるが、逆に距離方法の精度が悪くなってしまう。従って、仮想受信アンテナの離隔距離を一定にするのではなく、目標物体の距離によって、仮想受信アンテナの離隔距離を変えるようにする。
【０１０９】
例えば、目標物体がエリアａにいるような近い場合には、受信アンテナはＡ−Ａ’による受信波を使用し、目標物体の距離が離れて、エリアｄにいるような遠い場合には、仮想受信アンテナＤ−Ｄ’による擬似受信波を使用して、擬似移動物体データを生成するようにする。
こうすることにより、移動目標の距離が変化しても、距離方法及び方位方向の精度をともに高めることができる。
【０１１０】
本発明の第４の実施形態
図２１は、本発明の第４の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２１は、受信アンテナ部を水平方向の２系統だけでなく、垂直方向にも２系統、すなわち、第３の受信アンテナ部１５、第３のＵＷＢゲートパルス発生部１７、第３の検波部１９、第３の積分部２１、第３のベースバンド信号ＡＤ変換部２３、第３の移動物体検出部Ｓ２０、第３の擬似移動物体データ生成部Ｓ２２、第３の擬似移動物体データ変換部Ｓ２４、第３の擬似移動物体データシフト部Ｓ２６及び第４の受信アンテナ部１６、第４のＵＷＢゲートパルス発生部１８、第４の検波部２０、第４の積分部２２、第４のベースバンド信号ＡＤ変換部２４、第４の移動物体検出部Ｓ２１、第４の擬似移動物体データ生成部Ｓ２３、第４の擬似移動物体データ変換部Ｓ２５、第４の擬似移動物体データシフト部Ｓ２７を設けるようにした。
図２１の構成にすることにより、目標物体の方位方向だけでなく高さ方向の精度も高めることができる。
【０１１１】
本発明の第５の実施形態
図２２は、本発明の第５の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２２は、第１のＵＷＢゲートパルス発生部６で発生したＵＷＢゲートパルス信号を分配するＵＷＢゲートパルス分配部２５を設け、ＵＷＢゲートパルス分配部２５で分配されるＵＷＢゲートパルス分配信号のパルス幅の間に、第１の検波部８及び第２の検波部９を動作させるようにした。
【０１１２】
図２２の構成にすることにより、ゲートパルス発生部を２個設けることなく、ＵＷＢゲートパルス分配部を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することができる。
【０１１３】
本発明の第６の実施形態
図２３は、本発明の第６の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２３は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号を分配するＵＷＢパルス分配部２６と、分配したＵＷＢ送信パルス信号をさらに分配するＵＷＢ送信パルス分配部２７と、そのＵＷＢ送信パルス分配信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号にする第１のＵＷＢパルス遅延部２８及び第２のＵＷＢパルス遅延部２９を設けるようにした。
【０１１４】
図２３の構成にすることにより、ゲートパルス発生部を設けることなく、ＵＷＢパルス分配部とＵＷＢパルス遅延部を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することができる。
【０１１５】
本発明の第７の実施形態
図２４は、本発明の第７の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２４は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号を方向性結合するＵＷＢパルス方向性結合部３０と、方向性結合したＵＷＢ送信パルス信号を分配するＵＷＢ送信パルス分配部２７と、そのＵＷＢ送信パルス分配信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号にする第１のＵＷＢパルス遅延部２８及び第２のＵＷＢパルス遅延部２９を設けるようにした。
【０１１６】
図２４の構成にすることにより、ゲートパルス発生部を設けることなく、ＵＷＢパルス遅延部とＵＷＢパルス分配部及びＵＷＢパルス遅延部を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することができる。
【０１１７】
本発明の第８の実施形態
図２５は、本発明の第８の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２５は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号を分配するＵＷＢパルス分配部２６と、分配したＵＷＢ送信パルス信号を時間遅延させるＵＷＢパルス遅延部３１と、時間遅延させたＵＷＢゲートパルス信号を分配するＵＷＢゲートパルス分配部２５を設けるようにした。
【０１１８】
図２５の構成にすることにより、ゲートパルス発生部を設けることなく、ＵＷＢパルス分配部とＵＷＢパルス遅延部及びＵＷＢゲートパルス分配部を設けることで、それぞれのＵＷＢ受信パルス信号を検波することができる。
【０１１９】
本発明の第９の実施形態
図２６は、本発明の第９の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２６は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号をＵＷＢパルス増幅部３２で増幅するようにした。
図２６の構成にすることにより、送信アンテナ部３から放射されるＵＷＢ送信パルス信号の電力が大きくなり、より遠距離の目標物体を探知することができる。
【０１２０】
本発明の第１０の実施形態
図２７は、本発明の第１０の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２７は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号を所定の周波数帯域のみ通過させるＵＷＢパルス帯域ろ波部３３で帯域通過させるようにした。
図２７の構成にすることにより、例えば、日本国内のＵＷＢスペクトラムマスクに準拠した３．４〜４．８ＧＨｚの周波数帯域のみ送信アンテナ部３から放射することができる。
【０１２１】
本発明の第１１の実施形態
図２８は、本発明の第１１の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２８は、第１の受信アンテナ部４及び第２の受信アンテナ部５でそれぞれ受信した第１のＵＷＢ受信パルス信号及び第２のＵＷＢ受信パルス信号を、第１の受信パルス増幅部３４と第２の受信パルス増幅部３５でそれぞれ増幅するようにした。
【０１２２】
図２８の構成にすることにより、第１の受信アンテナ部４及び第２の受信アンテナ部５で受信するＵＷＢ受信パルス信号の電力が大きくなり、より遠距離の目標物体を探知することができる。
【０１２３】
本発明の第１２の実施形態
図２９は、本発明の第１２の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図２９は、第１の積分部１０及び第２の積分部１１で出力される第１のベースバンド信号及び第２のベースバンド信号を、第１のベースバンド信号増幅部３６と第２のベースバンド信号増腹部で増幅させるようにした。
図２９の構成にするにより、第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号の電圧が大きくなり、より遠距離の目標物体を探知することができる。
【０１２４】
本発明の第１３の実施形態
図３０は、本発明の第１３の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図３０は、ＵＷＢパルス発生部２で発生させたＵＷＢパルス信号をＵＷＢパルス変調部
３８で変調するようにした。
図３０の構成にすることにより、送信アンテナ部３から放射されるＵＷＢ送信パルス信号のスペクトラムを拡散させ、平均送信電力を抑えることができる。
【０１２５】
例えば、図３１（ａ）に示されるように、変調が行われないＵＷＢパルス信号が用いられた場合には、そのスペクトラム特性は図３１（ｂ）に示されるように櫛状となって、平均送信電力が法律等で定められたＵＷＢ制限を超えてしまう場合がある。
【０１２６】
これに対して、図３１（ｃ）に示されるように、パルス位置変調（ＰＰＭ）が行われたＵＷＢパルス信号が用いられた場合には、そのスペクトラム特性は図３１（ｄ）に示されるように拡散スペクトラムとなって、平均送信電力が法律等で定められたＵＷＢ制限以下とすることができる。
【０１２７】
本発明の第１４の実施形態
図３２は、本発明の第１４の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図３２は、２つの送信クロック信号と１つの受信クロック信号を発生させ送受信の同期を制御する同期制御部１と、ＵＷＢパルスを発生させる第１のＵＷＢパルス発生部３９と第２のＵＷＢパルス発生部４０と、第１のＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号を自由空間に放射する第１の送信アンテナ部４１と第２の送信アンテナ部４２と、目標物体からの反射波を受信する受信アンテナ部４５と、受信クロック信号のタイミングでＵＷＢゲートパルス信号を発生させるＵＷＢゲートパルス発生部４４と、ＵＷＢ受信パルス信号をゲートパルス信号のパルス幅の間に検波する検波部４６と、受信パルス検波信号を積分する積分部４７と、ベースバンド信号をＡＤ変換するベースバンド信号ＡＤ変換部４８と、ディジタル信号から移動物体成分のみを検出する移動物体検出部Ｓ２８と、第１の応答差分信号を記録する第１の移動物体信号記録部Ｓ２９と、第２の応答差分信号を記録する第２の移動物体信号記録部Ｓ３０と、第１の応答差分信号と第２の応答差分信号から第１の受信アンテナ手段から任意の距離離れた第１の仮想受信アンテナ手段で擬似的に受信したデータを生成する第１の擬似移動物体データ生成部Ｓ３と、第１の応答差分信号と第２の応答差分信号から第２の受信アンテナ手段から任意の距離離れた第２の仮想受信アンテナ手段で擬似的に受信したデータを生成する第２の擬似移動物体データ生成部Ｓ４と、第１の擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する第１の擬似移動物体データ変換部Ｓ５と、第２の擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する第２の擬似移動物体データ変換部Ｓ６と、第１の２次元擬似応答差分信号を第１の仮想アンテナ手段の距離分データシフトする第１の擬似移動物体データシフト部Ｓ７と、第２の２次元擬似応答差分信号を第２の仮想アンテナ手段の距離分データシフトする第２の擬似移動物体データシフト部Ｓ８と、第１の２次元擬似応答シフト信号と第２の２次元擬似応答シフト信号をデータ合成する擬似移動物体データ合成部Ｓ９と、擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示部１４を設けるようにした。
【０１２８】
この結果、図３３に示されるように、第１のＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号がそれぞれ第１の送信アンテナ部４１及び第２の送信アンテナ部４２から時分割されて送信されることにより、１つの受信アンテナ部４５及びそれに続く受信回路系にて時分割的な受信処理が可能となるため、回路構成が複雑な受信回路系を１系統で構成することができる。
【０１２９】
本発明の第１５の実施形態
図３４は、本発明の第１５の実施形態の広帯域レーダ装置の構成を示す図である。
図３４は、受信アンテナ部を２系統だけでなく、３系統からｎ系統まで、すなわち、第３の受信アンテナ部１５、第３のＵＷＢゲートパルス発生部１７、第３の検波部１９、第３の積分部２１、第３のベースバンド信号ＡＤ変換部２３、第３の移動物体検出部Ｓ２０
、第３の擬似移動物体データ生成部Ｓ２２、第３の擬似移動物体データ変換部Ｓ２４、第３の擬似移動物体データシフト部Ｓ２６から第ｎの受信アンテナ部４９、第ｎのＵＷＢゲートパルス発生部５０、第ｎの検波部５１、第ｎの積分部５２、第ｎのベースバンド信号ＡＤ変換部５３、第ｎの移動物体検出部Ｓ３１、第ｎの擬似移動物体データ生成部Ｓ３２、第ｎの擬似移動物体データ変換部Ｓ３３、第ｎの擬似移動物体データシフト部Ｓ３４を設けるようにした。
図３４の構成にすることにより、目標物体の信号がより強調されて、探知確度を高めることができる。
【０１３０】
本発明の第１〜第１５の実施形態に対する補足
以上の第１〜第１５の実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する２つの受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいて２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する２つのＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記２つの受信アンテナ手段で受信した２つのＵＷＢ受信パルス信号を前記２つのＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する２つの検波手段と、
前記２つの検波手段で検波した２つの受信パルス検波信号を積分する２つの積分手段と、
前記２つの検波手段と前記２つの積分手段でサンプリング積分検波した２つのベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換された２つのディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する２つの移動物体検出手段と、
前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号から前記２つの受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する２つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
（付記２）
前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの移動物体データ変換手段と、
前記２つの移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元応答差分信号を前記
２つの受信アンテナ手段の距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元応答シフト信号と、前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号をデータ合成する移動物体／擬似移動物体データ合成手段と、
を更に含むことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記３）
前記２つの擬似移動物体データ生成手段は、前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号に対して、前記目標物体からの距離に応じて前記仮想的な距離間隔を変化させて前記２つの擬似応答差分信号を生成する、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記４）
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する４つの受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいて４つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する４つのＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記４つの受信アンテナ手段で受信した４つのＵＷＢ受信パルス信号を前記４つのＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する４つの検波手段と、
前記４つの検波手段で検波した４つの受信パルス検波信号を積分する４つの積分手段と、
前記４つの検波手段と前記４つの積分手段でサンプリング積分検波した４つのベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する４つのベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記４つのベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換された４つのディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する４つの移動物体検出手段と、
前記４つの移動物体検出手段で検出した４つの応答差分信号から前記４つの受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう４つの擬似応答差分信号を生成する４つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記４つの擬似移動物体データ生成手段で生成した４つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する４つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記４つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した４つの２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする４つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記４つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした４つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
（付記５）
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で共用化し、
該１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で発生させたＵＷＢゲートパルス信号を分配させ
、その結果得られる２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ前記２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。（４、図２２）
（付記６）
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で分配された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を更に２つに分配するＵＷＢ送信パルス分配手段と、
該ＵＷＢ送信パルス分配手段で分配した２つのＵＷＢ送信パルス分配信号をそれぞれ時間遅延させ、それぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力する２つのＵＷＢパルス遅延手段と、
を含むことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記７）
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に方向性結合させるＵＷＢパルス方向性結合手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で方向性結合された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を更に２つに分配するＵＷＢ送信パルス分配手段と、
該ＵＷＢ送信パルス分配手段で分配した２つのＵＷＢ送信パルス分配信号をそれぞれ時間遅延させ、その結果得られる２つの遅延信号をそれぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力する２つのＵＷＢパルス遅延手段と、
を含むことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記８）
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で分配された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号を出力するＵＷＢパルス遅延手段と、
該ＵＷＢゲートパルス信号を２つに分配し、その結果得られる２つの分配信号をそれぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段と、
を含むことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記９）
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を増幅し、その結果得られる信号を前記ＵＷＢ送信パルス信号として出力するＵＷＢパルス増幅手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１０）
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を所定の周波数帯域のみ通過させ、その結果得られる信号を前記ＵＷＢ送信パルス信号として出力するＵＷＢパルス帯域ろ波手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１１）
前記２つの受信アンテナ手段で受信したＵＷＢ受信パルス信号をそれぞれ増幅し、前記２つの検波手段に出力する２つの受信パルス増幅手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１２）
前記２つの積分手段で積分した２つのベースバンド信号をそれぞれ増幅し、前記２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段に出力する２つのベースバンド信号増幅手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１３）
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を変調し、その結果得られる信号を前記ＵＷＢパルス信号として出力するＵＷＢパルス変調手段を更に含む、
ことを特徴とする付記１に記載の広帯域レーダ装置。
（付記１４）
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生する２つのＵＷＢパルス発生手段と、
前記２つのＵＷＢパルス発生手段で発生させた２つのＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間にそれぞれ時分割で連続するように送信する２つの送信アンテナ手段と、
前記２つのＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射してそれぞれ戻ってくる信号を時分割で受信する１つの受信アンテナ手段と、
前記受信クロックに基づいてＵＷＢゲートパルス信号を生成するＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記受信アンテナ手段で受信したＵＷＢ受信パルス信号を前記ＵＷＢゲートパルス信号のパルス幅の間に検波する検波手段と、
前記検波手段で検波した受信パルス検波信号を積分する積分手段と、
前記検波手段と前記積分手段でサンプリング積分検波したベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換するベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記ベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する移動物体検出手段と、
前記移動物体検出手段で検出した時分割で連続する２つの応答差分信号を記録する２つの移動物体信号記録手段と、
前記２つの移動物体信号記録手段で記録した２つの応答差分信号から前記２つの送信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する２つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を前記送信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
（付記１５）
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信するｎ個（ｎは２以上の整数）の受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいてｎ個のＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成するｎ個のＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記ｎ個の受信アンテナ手段で受信したｎ個のＵＷＢ受信パルス信号を前記ｎ個のＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波するｎ個の検波手段と、
前記ｎ個の検波手段で検波したｎ個の受信パルス検波信号を積分するｎ個の積分手段と、
前記ｎ個の検波手段と前記ｎ個の積分手段でサンプリング積分検波したｎ個のベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換するｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記ｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたｎ個のディジタル信号から移動物体の成分のみを検出するｎ個の移動物体検出手段と、
前記ｎ個の移動物体検出手段で検出したｎ個の応答差分信号から前記ｎ個の受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろうｎ個の擬似応答差分信号を生成するｎ個の擬似移動物体データ生成手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データ生成手段で生成したｎ個の擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換するｎ個の擬似移動物体データ変換手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データ変換手段でデータ変換したｎ個の２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトするｎ個の擬似移動物体データシフト手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データシフト手段でデータシフトしたｎ個の２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２】移動物体検出処理の動作を説明する図である。
【図３】検波部の動作を説明する図である。
【図４】移動物体検出処理の動作を説明する図である。
【図５】応答差分信号と擬似応答差分信号の関係を説明する図である。
【図６】第１の擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図（その１）である。
【図７】第１の擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図（その２）である。
【図８】第１の擬似移動物体データ生成処理のフローチャートを説明する図である。
【図９】第２の擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図（その１）である。
【図１０】第２の擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図（その２）である。
【図１１】第２の擬似移動物体データ生成処理のフローチャートを説明する図である。
【図１２】擬似移動物体データ変換処理の動作を説明する図である。
【図１３】擬似移動物体データシフト処理の動作を説明する図である。
【図１４】擬似移動物体データ合成処理の動作を説明する図である。
【図１５】受信アンテナ間の距離と目標物体の距離及び方位精度の関係を説明する図である。
【図１６】擬似応答差分信号を説明する図である。
【図１７】２次元擬似応答合成信号を説明する図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２０】距離に応じた擬似移動物体データ生成処理の動作を説明する図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２３】本発明の第６の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２４】本発明の第７の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２５】本発明の第８の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２６】本発明の第９の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２７】本発明の第１０の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２８】本発明の第１１の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図２９】本発明の第１２の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図３０】本発明の第１３の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図３１】本発明の第１３の実施形態による広帯域レーダ装置における電力削減効果を説明するための説明図である。
【図３２】本発明の第１４の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図３３】本発明の第１４の実施形態による広帯域レーダ装置における時分割処理を説明するための説明図である。
【図３４】本発明の第１５の実施形態による広帯域レーダ装置を示す構成図である。
【図３５】従来の形態の広帯域レーダ装置の構成図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 同期制御部
２ ＵＷＢパルス発生部
３ 送信アンテナ部
４ 第１の受信アンテナ部
５ 第２の受信アンテナ部
６ 第１のＵＷＢゲートパルス発生部
７ 第２のＵＷＢゲートパルス発生部
８ 第１の検波部
９ 第２の検波部
１０ 第１の積分部
１１ 第２の積分部
１２ 第１のベースバンド信号ＡＤ変換部
１３ 第２のベースバンド信号ＡＤ変換部
１４ 移動物体データ表示部
１５ 第３の受信アンテナ部
１６ 第４の受信アンテナ部
１７ 第３のＵＷＢゲートパルス発生部
１８ 第４のＵＷＢゲートパルス発生部
１９ 第３の検波部
２０ 第４の検波部
２１ 第３の積分部
２２ 第４の積分部
２３ 第３のベースバンド信号ＡＤ変換部
２４ 第４のベースバンド信号ＡＤ変換部
２５ ＵＷＢゲートパルス分配部
２６ ＵＷＢパルス分配部
２７ ＵＷＢ送信パルス分配部
２８ 第１のＵＷＢパルス遅延部
２９ 第２のＵＷＢパルス遅延部
３０ ＵＷＢパルス方向性結合部
３１ ＵＷＢパルス遅延部
３２ ＵＷＢパルス増幅部
３３ ＵＷＢパルス帯域ろ波部
３４ 第１の受信パルス増幅部
３５ 第２の受信パルス増幅部
３６ 第１のベースバンド信号増幅部
３７ 第２のベースバンド信号増幅部
３８ ＵＷＢパルス変調部
３９ 第１のＵＷＢパルス発生部
４０ 第２のＵＷＢパルス発生部
４１ 第１の送信アンテナ部
４２ 第２の送信アンテナ部
４３ 受信アンテナ部
４４ ＵＷＢゲートパルス発生部
４５ 受信アンテナ部
４６ 検波部
４７ 積分部
４８ ベースバンド信号ＡＤ変換部
４９ 第ｎの受信アンテナ部
５０ 第ｎのＵＷＢゲートパルス発生部
５１ 第ｎの検波部
５２ 第ｎの積分部
５３ 第ｎのベースバンド信号ＡＤ変換部
Ｓ１ 第１の移動物体検出部
Ｓ２ 第２の移動物体検出部
Ｓ３ 第１の擬似移動物体データ生成部
Ｓ４ 第２の擬似移動物体データ生成部
Ｓ５ 第１の擬似移動物体データ変換部
Ｓ６ 第２の擬似移動物体データ変換部
Ｓ７ 第１の擬似移動物体データシフト部
Ｓ８ 第２の擬似移動物体データシフト部
Ｓ９ 擬似移動物体データ合成部
Ｓ１０ 第１の移動物体データ変換部
Ｓ１１ 第２の移動物体データ変換部
Ｓ１２ 第１の移動物体データシフト部
Ｓ１３ 第２の移動物体データシフト部
Ｓ１４ 移動物体／擬似移動物体データ合成部
Ｓ１５ 第１の距離に応じた擬似移動物体データ生成部
Ｓ１６ 第２の距離に応じた擬似移動物体データ生成部
Ｓ１７ 第１の距離に応じた擬似移動物体データ変換部
Ｓ１８ 第２の距離に応じた擬似移動物体データ変換部
Ｓ１９ 第３の移動物体検出部
Ｓ２０ 第４の移動物体検出部
Ｓ２１ 第３の擬似移動物体データ生成部
Ｓ２２ 第４の擬似移動物体データ生成部
Ｓ２３ 第３の擬似移動物体データ変換部
Ｓ２４ 第４の擬似移動物体データ変換部
Ｓ２５ 第３の擬似移動物体データシフト部
Ｓ２６ 第４の擬似移動物体データシフト部
Ｓ２７ 移動物体データ合成部
Ｓ２８ 移動物体検出部
Ｓ２９ 第１の移動物体信号記録部
Ｓ３０ 第２の移動物体信号記録部
Ｓ３１ 第ｎの移動物体検出部
Ｓ３２ 第ｎの擬似移動物体データ生成部
Ｓ３３ 第ｎの擬似移動物体データ変換部
Ｓ３４ 第ｎの擬似移動物体データシフト部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する２つの受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいて２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する２つのＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記２つの受信アンテナ手段で受信した２つのＵＷＢ受信パルス信号を前記２つのＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する２つの検波手段と、
前記２つの検波手段で検波した２つの受信パルス検波信号を積分する２つの積分手段と、
前記２つの検波手段と前記２つの積分手段でサンプリング積分検波した２つのベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換された２つのディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する２つの移動物体検出手段と、
前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号から前記２つの受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する２つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
【請求項２】
前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの移動物体データ変換手段と、
前記２つの移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元応答差分信号を前記２つの受信アンテナ手段の距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元応答シフト信号と、前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号をデータ合成する移動物体／擬似移動物体データ合成手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項３】
前記２つの擬似移動物体データ生成手段は、前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号に対して、前記目標物体からの距離に応じて前記仮想的な距離間隔を変化させて前記２つの擬似応答差分信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項４】
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で共用化し、
該１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で発生させたＵＷＢゲートパルス信号を分配させ、その結果得られる２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ前記２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項５】
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で分配された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を更に２つに分配するＵＷＢ送信パルス分配手段と、
該ＵＷＢ送信パルス分配手段で分配した２つのＵＷＢ送信パルス分配信号をそれぞれ時間遅延させ、それぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力する２つのＵＷＢパルス遅延手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項６】
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で分配された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号を出力するＵＷＢパルス遅延手段と、
該ＵＷＢゲートパルス信号を２つに分配し、その結果得られる２つの分配信号をそれぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項７】
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を所定の周波数帯域のみ通過させ、その結果得られる信号を前記ＵＷＢ送信パルス信号として出力するＵＷＢパルス帯域ろ波手段を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項８】
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を変調し、その結果得られる信号を前記ＵＷＢパルス信号として出力するＵＷＢパルス変調手段を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項９】
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生する２つのＵＷＢパルス発生手段と、
前記２つのＵＷＢパルス発生手段で発生させた２つのＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間にそれぞれ時分割で連続するように送信する２つの送信アンテナ手段と、
前記２つのＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射してそれぞれ戻ってくる信号を時分割で受信する１つの受信アンテナ手段と、
前記受信クロックに基づいてＵＷＢゲートパルス信号を生成するＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記受信アンテナ手段で受信したＵＷＢ受信パルス信号を前記ＵＷＢゲートパルス信号のパルス幅の間に検波する検波手段と、
前記検波手段で検波した受信パルス検波信号を積分する積分手段と、
前記検波手段と前記積分手段でサンプリング積分検波したベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換するベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記ベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する移動物体検出手段と、
前記移動物体検出手段で検出した時分割で連続する２つの応答差分信号を記録する２つの移動物体信号記録手段と、
前記２つの移動物体信号記録手段で記録した２つの応答差分信号から前記２つの送信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する２つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を前記送信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
【請求項１０】
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信するｎ個（ｎは２以上の整数）の受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいてｎ個のＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成するｎ個のＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記ｎ個の受信アンテナ手段で受信したｎ個のＵＷＢ受信パルス信号を前記ｎ個のＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波するｎ個の検波手段と、
前記ｎ個の検波手段で検波したｎ個の受信パルス検波信号を積分するｎ個の積分手段と、
前記ｎ個の検波手段と前記ｎ個の積分手段でサンプリング積分検波したｎ個のベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換するｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記ｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたｎ個のディジタル信号から移動物体の成分のみを検出するｎ個の移動物体検出手段と、
前記ｎ個の移動物体検出手段で検出したｎ個の応答差分信号から前記ｎ個の受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろうｎ個の擬似応答差分信号を生成するｎ個の擬似移動物体データ生成手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データ生成手段で生成したｎ個の擬似応答差分信号を１次元か
ら２次元のデータに変換するｎ個の擬似移動物体データ変換手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データ変換手段でデータ変換したｎ個の２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトするｎ個の擬似移動物体データシフト手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データシフト手段でデータシフトしたｎ個の２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
【請求項１】
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信する２つの受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいて２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成する２つのＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記２つの受信アンテナ手段で受信した２つのＵＷＢ受信パルス信号を前記２つのＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波する２つの検波手段と、
前記２つの検波手段で検波した２つの受信パルス検波信号を積分する２つの積分手段と、
前記２つの検波手段と前記２つの積分手段でサンプリング積分検波した２つのベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換する２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記２つのベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換された２つのディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する２つの移動物体検出手段と、
前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号から前記２つの受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する２つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
【請求項２】
前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの移動物体データ変換手段と、
前記２つの移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元応答差分信号を前記２つの受信アンテナ手段の距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元応答シフト信号と、前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号をデータ合成する移動物体／擬似移動物体データ合成手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項３】
前記２つの擬似移動物体データ生成手段は、前記２つの移動物体検出手段で検出した２つの応答差分信号に対して、前記目標物体からの距離に応じて前記仮想的な距離間隔を変化させて前記２つの擬似応答差分信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項４】
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で共用化し、
該１つのＵＷＢゲートパルス発生手段で発生させたＵＷＢゲートパルス信号を分配させ、その結果得られる２つのＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ前記２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項５】
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で分配された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を更に２つに分配するＵＷＢ送信パルス分配手段と、
該ＵＷＢ送信パルス分配手段で分配した２つのＵＷＢ送信パルス分配信号をそれぞれ時間遅延させ、それぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力する２つのＵＷＢパルス遅延手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項６】
前記２つのＵＷＢゲートパルス発生手段を前記ＵＷＢパルス発生手段で代用し、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させた前記ＵＷＢ送信パルス信号を、前記送信アンテナ手段に供給される前記ＵＷＢ送信パルス信号と第２のＵＷＢ送信パルス信号に分配するＵＷＢパルス分配手段と、
該ＵＷＢパルス分配手段で分配された前記第２のＵＷＢ送信パルス信号を時間遅延させてＵＷＢゲートパルス信号を出力するＵＷＢパルス遅延手段と、
該ＵＷＢゲートパルス信号を２つに分配し、その結果得られる２つの分配信号をそれぞれ２つの前記ＵＷＢゲートパルス信号として前記２つの検波手段に出力するＵＷＢゲートパルス分配手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項７】
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を所定の周波数帯域のみ通過させ、その結果得られる信号を前記ＵＷＢ送信パルス信号として出力するＵＷＢパルス帯域ろ波手段を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項８】
前記ＵＷＢパルス発生手段が発生させたＵＷＢパルス信号を変調し、その結果得られる信号を前記ＵＷＢパルス信号として出力するＵＷＢパルス変調手段を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーダ装置。
【請求項９】
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生する２つのＵＷＢパルス発生手段と、
前記２つのＵＷＢパルス発生手段で発生させた２つのＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間にそれぞれ時分割で連続するように送信する２つの送信アンテナ手段と、
前記２つのＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射してそれぞれ戻ってくる信号を時分割で受信する１つの受信アンテナ手段と、
前記受信クロックに基づいてＵＷＢゲートパルス信号を生成するＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記受信アンテナ手段で受信したＵＷＢ受信パルス信号を前記ＵＷＢゲートパルス信号のパルス幅の間に検波する検波手段と、
前記検波手段で検波した受信パルス検波信号を積分する積分手段と、
前記検波手段と前記積分手段でサンプリング積分検波したベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換するベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記ベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたディジタル信号から移動物体の成分のみを検出する移動物体検出手段と、
前記移動物体検出手段で検出した時分割で連続する２つの応答差分信号を記録する２つの移動物体信号記録手段と、
前記２つの移動物体信号記録手段で記録した２つの応答差分信号から前記２つの送信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろう２つの擬似応答差分信号を生成する２つの擬似移動物体データ生成手段と、
前記２つの擬似移動物体データ生成手段で生成した２つの擬似応答差分信号を１次元から２次元のデータに変換する２つの擬似移動物体データ変換手段と、
前記２つの擬似移動物体データ変換手段でデータ変換した２つの２次元擬似応答差分信号を前記送信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトする２つの擬似移動物体データシフト手段と、
前記２つの擬似移動物体データシフト手段でデータシフトした２つの２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
【請求項１０】
観測対象となる目標物体に対して、広帯域レーダパルスを繰り返し発生させ送信し、上記目標物体からの反射波を受信して、サンプリング積分検波してベースバンド信号に時間伸張し、アナログ−ディジタル変換し、移動目標成分を検出した後、移動目標の距離と方位を検出して表示する広帯域レーダ装置において、
広帯域パルスを発生するＵＷＢパルス発生手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段で発生させたＵＷＢ送信パルス信号を目標物体の存在する自由空間に送信する送信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢ送信パルス信号が目標物体に反射して戻ってくる信号を受信するｎ個（ｎは２以上の整数）の受信アンテナ手段と、
前記ＵＷＢパルス発生手段に送信クロックを送信すると共に、受信クロックを出力する同期制御手段と、
前記受信クロックに基づいてｎ個のＵＷＢゲートパルス信号をそれぞれ生成するｎ個のＵＷＢゲートパルス発生手段と、
前記ｎ個の受信アンテナ手段で受信したｎ個のＵＷＢ受信パルス信号を前記ｎ個のＵＷＢゲートパルス信号の各パルス幅の間にそれぞれ検波するｎ個の検波手段と、
前記ｎ個の検波手段で検波したｎ個の受信パルス検波信号を積分するｎ個の積分手段と、
前記ｎ個の検波手段と前記ｎ個の積分手段でサンプリング積分検波したｎ個のベースバンド信号をアナログ−ディジタル変換するｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段と、
前記ｎ個のベースバンド信号ＡＤ変換手段でＡＤ変換されたｎ個のディジタル信号から移動物体の成分のみを検出するｎ個の移動物体検出手段と、
前記ｎ個の移動物体検出手段で検出したｎ個の応答差分信号から前記ｎ個の受信アンテナ手段が仮想的な距離間隔で配置されたときに受信されるであろうｎ個の擬似応答差分信号を生成するｎ個の擬似移動物体データ生成手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データ生成手段で生成したｎ個の擬似応答差分信号を１次元か
ら２次元のデータに変換するｎ個の擬似移動物体データ変換手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データ変換手段でデータ変換したｎ個の２次元擬似応答差分信号を前記受信アンテナ手段の仮想的な距離間隔分だけデータシフトするｎ個の擬似移動物体データシフト手段と、
前記ｎ個の擬似移動物体データシフト手段でデータシフトしたｎ個の２次元擬似応答シフト信号を合成する擬似移動物体データ合成手段と、
前記擬似移動物体データ合成手段でデータ合成した擬似ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示する移動物体データ表示手段と、
を含むことを特徴とする広帯域レーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−７８３６７（Ｐ２０１０−７８３６７Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４４５６６（Ｐ２００８−２４４５６６）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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