遅延時間検出装置、遅延時間検出方法、遅延時間検出機および遅延時間検出プログラム
【課題】送信機１００と受信機２００の同期が不要で、かつ、直接波と反射波の到来方位を推定する必要がなく、直接波と反射波が混成した受信信号から直接波と反射波を識別でき、かつ、直接波と反射波との遅延時間差を検出できるようにすることを目的とする。
【解決手段】送信機１００において変調器１３０が振幅変調と周波数変調と位相変調とのいずれかの変調を行い、送信器１２０が振幅と周波数と位相とのいずれかに特定の変化を有する送信波を送信アンテナ１１０を介して送信する。受信機２００において受信器２２０が受信アンテナ２１０を介して送信機１００からの直接波と目標物３００で反射した反射波とそれ他の不要波とを混成波として受信し、復調器２３０が混成波を復調し、遅延時間検出器２４０が特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を送信波と反射波との遅延時間差として算出する。
【解決手段】送信機１００において変調器１３０が振幅変調と周波数変調と位相変調とのいずれかの変調を行い、送信器１２０が振幅と周波数と位相とのいずれかに特定の変化を有する送信波を送信アンテナ１１０を介して送信する。受信機２００において受信器２２０が受信アンテナ２１０を介して送信機１００からの直接波と目標物３００で反射した反射波とそれ他の不要波とを混成波として受信し、復調器２３０が混成波を復調し、遅延時間検出器２４０が特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を送信波と反射波との遅延時間差として算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、送信機からの直接波の遅延時間と目標からの反射波の遅延時間との遅延時間差を用いて目標の位置を探知する目標探知装置において、送信機と受信機を同期させることなく、送信機からの直接波と目標からの反射波とが混成した受信信号から直接波と反射波との遅延時間差を検出する遅延時間検出装置、遅延時間検出方法、遅延時間検出機および遅延時間検出プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送信機からの直接波と目標からの反射波とを受信するバイスタティックレーダ装置は、送信機と受信機が異なるプラットフォームに搭載され、送信機と受信機を同期させ、微弱な目標からの反射波を受信するために直接波と反射波とをそれぞれ別々のアンテナで受信する必要があった。
その点を解決した特許文献１に開示されたパッシブレーダ装置は、ＭＵＳＩＣ等の超分解能アルゴリズムを用いることによって同一の受信アンテナで直接波と反射波を分離抽出することを可能にした。しかし、特許文献１に開示されたパッシブレーダ装置は、直接波と反射波とを分離抽出するために、複数の素子アンテナからなるアンテナ装置と複雑な処理を実行して直接波と反射波の到来方向を推定する方位推定装置とを必要とした。
【０００３】
図１２は特許文献１に開示されたパッシブレーダ装置を示す図である。
図において、８１３は送信源、８１４は目標、８１５はアンテナ装置、８１６は受信装置、８１７は方位推定装置、８１８は信号分離装置、８１９は相関処理装置、８２０は積分処理装置、８２１は目標検出装置、８２２は表示装置である。
図１２に示すパッシブレーダ装置は、送信源８１３からの直接波及び目標８１４からの反射波をアンテナ装置８１５で受信し、受信装置８１６で受信信号に変換して、方位推定装置８１７へ入力する。そして、方位推定装置８１７は、信号分離装置８１８が送信源８１３からの送信波と目標８１４からの反射波とを分離抽出できるようにするために、複雑な処理を実行して直接波と反射波の到来方向を推定する必要があった。また、パッシブレーダ装置は、方位推定装置８１７が直接波と反射波の到来方位を推定できるようにするために、複数の素子アンテナからなるアンテナ装置８１５を有する必要があった。
【特許文献１】特開２００２−１８１９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、従来のバイスタティックレーダ装置は、送信機と受信機を同期させ、直接波と反射波をそれぞれ別々のアンテナで受信する必要があり、小型化できないという課題があった。
また、直接波と反射波を同一の受信アンテナで受信するパッシブレーダ装置は、直接波と反射波とを識別するために、複数の素子アンテナからなる受信アンテナと複雑な処理を実行する方位推定装置とを用いて直接波と反射波の到来方位を推定する必要があった。
【０００５】
本発明は、例えば、送信機からの直接波の遅延時間と目標からの反射波の遅延時間との遅延時間差を用いて目標の位置を探知するシステム（目標探知装置）において、送信機と受信機の同期が不要で、かつ、直接波と反射波の到来方位を推定する必要がなく、直接波と反射波が混成した受信信号から直接波と反射波を識別でき、かつ、送信機からの直接波の遅延時間と目標からの反射波の遅延時間との遅延時間差を検出できる遅延時間検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の遅延時間検出装置は、変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機と、前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信し、前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出する受信機とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、送信機が特定の変化を与えた送信波を発信することにより、受信機は、送信機との同期が不要で、かつ、直接波と反射波の到来方位を推定する必要がなく、特定の変化を有するか否かに基づいて直接波と反射波とを識別することができる。そして、本発明の受信機（遅延時間検出機）は送信機からの直接波の遅延時間と目標からの反射波の遅延時間との遅延時間差を検出することができる。
これにより、上記送信機と上記受信機とを有する本発明の遅延時間検出装置、また、受信機（遅延時間検出機）は、例えば、直接波と反射波との遅延時間差を用いて目標の位置を探知するシステム（目標探知装置）において、複数の素子アンテナからなる受信アンテナと複雑な処理を実行する方位推定装置とを不要にすることができる。つまり、本発明によれば、目標探知システム（目標探知装置）の小型化、軽量化を実現し、目標探知システムの製造、設置、メンテナンスなどの費用を削減し、目標探知処理に掛かる時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１では、送信機が振幅変調と周波数変調と位相変調との少なくともいずれかの変調により送信波に特定の変化を与え、受信機が特定の変化を有するか否かにより送信機からの直接波と目標物からの反射波とを不要波が含まれる混成波から識別し、直接波と反射波との遅延時間差を検出する形態について説明する。
【０００９】
図１は、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図である。
図１において、遅延時間検出装置１９９（目標探知装置）は送信機１００と受信機２００（遅延時間検出機、目標探知機）とを有し、送信機１００は送信アンテナ１１０と送信器１２０と変調器１３０とを有し、受信機２００は受信アンテナ２１０と受信器２２０と復調器２３０と遅延時間検出器２４０（識別器の一例）と目標探知器２５０とを有する。
また、目標物３００は位置や送信機１００および受信機２００からの距離を検出する対象の目標物である。
【００１０】
送信機１００において、変調器１３０は電気信号に特定の変化（特定のパターン）を与える変調を行い、送信器１２０は変調器１３０が変調した電気信号を電磁波（電波または光波）に変換し、送信アンテナ１１０は送信器１２０が変換した電磁波を送信波として発信する。
【００１１】
実施の形態１における送信機１００は、変調器１３０が変調により電気信号に特定の変化を与え、送信器１２０が特定の変化を有する電気信号を電磁波に変換して電磁波の振幅と電磁波の周波数と電磁波の位相との少なくともいずれかに特定の変化を与え、送信アンテナ１１０が特定の変化を有する電磁波を送信波として発信することを特徴とする。
【００１２】
以下、変調器１３０（および送信器１２０）により送信波の振幅に特定の変化を与える処理を振幅変調とし、変調器１３０（および送信器１２０）により送信波の周波数に特定の変化を与える処理を周波数変調とし、変調器１３０（および送信器１２０）により送信波の位相に特定の変化を与える処理を位相変調とする。
【００１３】
受信機２００において、受信アンテナ２１０は送信機１００の発信した送信波が目標物で反射した反射波や送信機１００の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波や送信機１００の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波といった電磁波を受信する。
受信機２００において、受信器２２０は特定の時間帯に受信アンテナ２１０が受信した電磁波を電気信号に変換する。
受信器２２０が電磁波の電気信号への変換を行う対象とする特定の時間帯において直接波、反射波および不要波が受信アンテナ２１０に到来し受信される。以下、受信アンテナ２１０が受信した特定の時間帯に到来した電磁波であり直接波と反射波と不要波とが含まれる電磁波を混成波とし、混成波を変換した電気信号を混成信号とする。
受信機２００において、復調器２３０は受信器２２０が変換した電気信号（混成信号）を復調する。
また、受信機２００において、遅延時間検出器２４０は復調器２３０が復調した電気信号（混成信号）から直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分とを識別して直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を算出する。
また、受信機２００において、目標探知器２５０は遅延時間検出器２４０の算出した直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間に基づいて送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を特定する。
【００１４】
実施の形態１における受信機２００は、遅延時間検出器２４０が特定パターンの変化を有する直接波に相当する信号部分と特定パターンの変化を有する反射波に相当する信号部分とを混成信号から識別し、識別した直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分との信号間隔に基づいて直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出することを特徴とする。
【００１５】
以下、送信機１００により発信された電磁波が受信機２００に到達するまでに要する時間を遅延時間とし、直接波の遅延時間と反射波の遅延時間との差であり直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を遅延時間差とする。
【００１６】
実施の形態１における受信機２００は、遅延時間差を算出することにより送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を検出することができる。実施の形態１の遅延時間検出装置１９９では、受信機２００が遅延時間差を算出するに際して、送信機１００と受信機２００との内部時計を同期させて電磁波の送受信を行うことを要せず、また、直接波と反射波の到来方位を推定することを要しない。
【００１７】
図２は、送信機１００と受信機２００と目標物３００との位置関係を示す図である。
目標探知装置は、例えば、送信機１００と受信機２００と目標物３００とが、図２に示すように、送信機１００による送信波の発信位置Ａと受信機２００による反射波の受信位置Ｂとを定点とし、送信機１００による送信波の発信位置Ａと目標物３００の位置Ｑとの間の距離ａｑと受信機２００による反射波の受信位置Ｂと目標物３００の位置Ｑとの間の距離ｂｑとの和が反射波の遅延時間に相当する距離（反射波の遅延時間に電磁波の進行速度に相当する光波を乗じて算出される距離）に等しい楕円面Ｐを形成するという関係に基づいて、送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離（ａｑ＋ｂｑ）や目標物３００の位置Ｑを検出することができる。
【００１８】
つまり、送信機１００の位置Ａと受信機２００の位置Ｂと反射波の遅延時間に相当する距離とが分かれば送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離（ａｑ＋ｂｑ）や目標物３００の位置Ｑを検出できる。
しかし、反射波の遅延時間を知るためには送信機１００による送信波の発信時刻と受信機２００による反射波の受信時刻とを正確に知る必要があるため、送信機１００と受信機２００との内部時計を同期させて電磁波の送受信を行う必要がある。
そこで、各実施の形態における遅延時間検出装置１９９では、例えば、送信機１００と受信機２００との同期を不要にして反射波の遅延時間に相当する距離を算出できるように、直接波と反射波との遅延時間差を検出する。
反射波は直接波と反射波との遅延時間差に相当する距離だけ直接波より長い距離を伝搬するため、反射波の遅延時間に相当する距離は、直接波の伝搬距離（ａｂ）に直接波と反射波との遅延時間差に相当する距離を加算することで算出できる。直接波の伝搬距離（ａｂ）は直接波の遅延時間に相当する距離であり、送信機１００の位置Ａと受信機２００の位置Ｂとの距離である。直接波と反射波との遅延時間差に相当する距離は直接波と反射波との遅延時間差に光波を乗じて算出される距離である。
【００１９】
また、以下に説明するように、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９の遅延時間検出処理（目標探知処理）では、直接波と反射波の到来方位を推定していない。つまり、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９には、直接波と反射波の到来方位を推定するための複数の素子アンテナからなるアンテナ装置や複雑な処理を実行する方位推定装置は不要である。
【００２０】
図３は、実施の形態における送信機１００および受信機２００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図３において、送信機１００および受信機２００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。通信ボード９１５は送信アンテナ１１０や受信アンテナ２１０を用いて電磁波の受発信を行う。磁気ディスク装置９２０の代わりにその他の記憶装置（例えば、ＲＡＭやフラッシュメモリなどの半導体メモリ）を用いてもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信ボード９１５は、入出力機器、入出力装置あるいは入出力部の一例である。また、入出力データが記憶されている記憶装置は入出力機器、入出力装置あるいは入出力部の一例である。
【００２１】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１により実行される。
【００２２】
上記プログラム群９２３には、各実施の形態における「〜器」を動作させるプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００２３】
ファイル群９２４には、各実施の形態において、変調器１３０および送信器１２０が使用する変調方式、復調器２３０および受信器２２０が使用する復調方式、変調により送信波に与える特定パターン、送信機１００の位置、受信機２００の位置、送信機１００による送信波の発信方向、送信機１００による送信波の発信時間帯、検出した送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離、検出した目標物３００の位置などの情報が記憶される。
また、各実施の形態において説明するフローチャートの矢印の部分は主として（デジタル・アナログ）データや（電気）信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００２４】
また、各実施の形態において「〜器」として説明するものは、「〜部」、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜器」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスクやその他の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、遅延時間検出プログラム（目標探知プログラム）は、コンピュータにより「〜器」を機能させるものである。あるいは、「〜器」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【００２５】
図４は、実施の形態における遅延時間検出装置１９９の遅延時間検出方法を示す遅延時間検出処理のフローチャートである。
送信機１００および受信機２００は、以下に説明する遅延時間検出処理（目標探知処理）を実行するために、遅延時間検出プログラム（目標探知プログラム）に従い、ＣＰＵを用いて、各「〜器」を制御する。
【００２６】
＜Ｓ１０１〜Ｓ１０２：変調処理＞
＜Ｓ１０１：信号変化処理＞
まず、送信機１００の変調器１３０は電気信号に対する変調を行って電気信号に特定の変化を与える。このとき、変調器１３０は送信機１００から発信する送信波に振幅と周波数と位相との少なくともいずれかに特定パターンの変化を与えるために電気信号に対する変調を行う。
＜Ｓ１０２：電気信号−電磁波変換処理＞
次に、送信機１００の送信器１２０は変調器１３０の変調した電気信号であり特定の変化を有する電気信号を電磁波に変換する。送信器１２０は特定の変化を有する電気信号を電磁波に変換する際、電気信号が有する特定の変化に相当する変化を電磁波の振幅と電磁波の周波数と電磁波の位相との少なくともいずれかに与える。
【００２７】
＜Ｓ１０３：発信処理＞
次に、送信機１００の送信アンテナ１１０は送信器１２０の変換した電磁波を送信波として発信する。
【００２８】
（混成波が受信機２００に到来）
そして、送信機１００が発信した送信波は、目標物３００に向かって伝搬し目標物３００で反射した反射波および目標物３００には向かわず受信機２００に向かって伝搬する直接波として受信機２００に到来する。
また、受信機２００には送信機１００が発信した送信波に基づく直接波および反射波以外の不要波が到来する。
【００２９】
＜Ｓ１０４：受信処理＞
次に、受信機２００の受信アンテナ２１０は到来した直接波、反射波および不要波を受信する。直接波と反射波とは送信機１００が与えた特定の変化（振幅の変化、周波数の変化、位相の変化）を有する。
【００３０】
＜Ｓ１０５〜Ｓ１０６：復調処理＞
＜Ｓ１０５：電磁波−電気信号変換処理＞
次に、受信機２００の受信器２２０は特定の時間帯に受信アンテナ２１０に到来し受信された直接波と反射波と不要波とを含んだ混成波を混成信号に変換する。受信器２２０は混成波を混成信号に変換する際、混成波の振幅の変化と周波数の変化と位相の変化との少なくともいずれかの変化を混成信号が表すように変換する。受信器２２０の変換により、混成信号において直接波が受信アンテナ２１０に到来した時間帯に相当する信号部分と反射波が受信アンテナ２１０に到来した時間帯に相当する信号部分とには送信機１００が与えた特定の変化が現れる。
＜Ｓ１０６：抽出処理＞
次に、受信機２００の復調器２３０は受信器２２０の変換した混成信号を復調して混成信号が有する変化パターンを抽出する。例えば、復調器２３０は混成信号を復調して混成信号が有する変化パターンをデジタルデータに変換して表す。
【００３１】
＜Ｓ１０７〜Ｓ１０８：遅延時間検出処理＞
＜Ｓ１０７：識別処理＞
次に、受信機２００の遅延時間検出器２４０は復調器２３０の抽出した混成信号の変化パターンに基づいて送信機１００が与えた特定の変化を有する直接波に相当する信号部分と送信機１００が与えた特定の変化を有する反射波に相当する信号部分とを混成信号から識別する。遅延時間検出器２４０は、直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分とを識別する際、まず、送信機１００が与えた特定の変化を有する信号部分を混成信号から抽出する。この抽出により、直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分との２つの信号部分が抽出される。そして、遅延時間検出器２４０は、検出した２つの信号部分のうち時間帯が早い方の信号部分または信号強度が強い方の信号部分を直接波に相当する信号部分と識別し、検出した２つの信号部分のうち直接波に相当する信号部分と識別しなかった方の信号部分であり、時間帯が遅い方の信号部分または信号強度が弱い方の信号部分を反射波に相当する信号部分と識別する。直接波は目標物３００を経由せずに送信機１００から直接到来するため、伝搬距離が短い分、反射波より到達時刻が早く、反射波より信号強度が強い。
＜Ｓ１０８：検出処理＞
そして、受信機２００の遅延時間検出器２４０が識別した直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分との信号間隔に相当する時間を直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間として算出する。遅延時間検出器２４０が算出する直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間は直接波と反射波との遅延時間差を示し、送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を特定する情報である。
【００３２】
＜Ｓ１０９：特定処理＞
また、受信機２００の目標探知器２５０は遅延時間検出器２４０の算出した遅延時間差に基づいて送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を特定する。例えば、目標探知器２５０は遅延時間差に光波を乗じた距離（直接波と反射波との伝搬距離差、直接波と反射波との遅延時間差に相当する距離）を送信機１００の位置と受信機２００の位置との距離（直接波の伝搬距離、直接波の遅延時間に相当する距離）に加算して反射波の伝搬距離（反射波の遅延時間に相当する距離）を送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離として算出する。また例えば、目標探知器２５０は、前述した図２に示すように、送信機１００の位置Ａと受信機２００の位置Ｂとを定点とし、送信機１００から目標物３００までの距離ａｑと受信機２００から目標物３００までの距離ｂｑとの和が反射波の伝搬距離に等しい楕円面Ｐを示す式を目標物３００の位置Ｑとして算出する。
【００３３】
以下、実施の形態１における遅延時間検出処理（Ｓ１０７〜Ｓ１０８）の具体例について図を用いて説明する。
【００３４】
図５は、実施の形態１における振幅変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図である。
例えば、送信機１００は図５（Ａ）のパルス波（矩形波）に示すように振幅に特定の変化を与えた送信波を発信する。このとき、送信機１００は、例えば、α部分の振幅とβ部分の振幅との比が２：１という特定の変化を有するように変調器１３０および送信器１２０が振幅変調して生成した送信波を発信する。
そして、図５（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、遅延時間検出器２４０は２：１の振幅比を有するもの（直接波と反射波）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
図５において、直接波、反射波および送信波について振幅の変化点の時刻を当該波の時刻としているが、各波について開始点の時刻や終了点の時刻などを当該波の時刻としてもよい。
図５において、送信波の時刻（ｔ１）から直接波の時刻（ｔ２）までの時間（ｔ２−ｔ１）は直接波の遅延時間を示し、送信波の時刻（ｔ１）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ１）は反射波の遅延時間を示す。
【００３５】
図６は、実施の形態１における周波数変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示した図である。
例えば、送信機１００は図６（Ａ）のパルス波（正弦波）に示すように周波数・波長に特定の変化を与えた送信波を発信する。
そして、図６（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、遅延時間検出器２４０は特定の周波数・波長を有するもの（直接波と反射波）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
図６において、直接波、反射波および送信波について開始点の時刻を当該波の時刻としているが、各波について、例えば、終了点の時刻を当該波の時刻としてもよい。
図６において、送信波の時刻（ｔ１）から直接波の時刻（ｔ２）までの時間（ｔ２−ｔ１）は直接波の遅延時間を示し、送信波の時刻（ｔ１）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ１）は反射波の遅延時間を示す。
【００３６】
図７は、実施の形態１における位相変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示した図である。
例えば、送信機１００は図７（Ａ）のパルス波（正弦波）に示すように位相に特定の変化を与えた送信波を発信する。
そして、図７（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、遅延時間検出器２４０は特定の位相を有するもの（直接波と反射波）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
図７において、直接波、反射波および送信波について開始点の時刻を当該波の時刻としているが、各波について、例えば、終了点の時刻を当該波の時刻としてもよい。
図７において、送信波の時刻（ｔ１）から直接波の時刻（ｔ２）までの時間（ｔ２−ｔ１）は直接波の遅延時間を示し、送信波の時刻（ｔ１）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ１）は反射波の遅延時間を示す。
【００３７】
実施の形態１における遅延時間検出装置１９９は、送信機１００が変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信し、受信機２００が反射波と直接波と不要波とが含まれる混成波を受信し、送信機１００が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出することを特徴とする。
【００３８】
特に、送信機１００が電磁波の振幅に特定の変化を与える特定の振幅変調と電磁波の周波数に特定の変化を与える特定の周波数変調と電磁波の位相に特定の変化を与える特定の位相変調との少なくともいずれかの変調を行って電磁波を送信波として発信し、受信機２００が送信機１００が変調により送信波に与えた振幅の特定の変化と周波数の特定の変化と位相の特定の変化との少なくともいずれかの特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別することを特徴とする。
【００３９】
以上のように、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９は、予め規定した方式で変調された送信電波を用いることによって、送信機１００と受信機２００との同期を不要とし、また、直接波と反射波の到来方位を推定するための高価な受信アンテナ及び方位推定装置を不要とし、直接波と反射波の遅延時間差を検出することを可能とする。
【００４０】
なお、実施の形態１では変調方式として振幅変調、周波数変調および位相変調を例に説明したが、その他の変調方式を用いても構わない。例えば、実施の形態における遅延時間検出装置１９９は、パルス変調（パルス幅変調、パルス振幅変調、パルス密度変調、パルス位相変調、パルス符号変調）やデジタル変調（振幅偏移変調、位相偏移変調、周波数偏移変調、直交振幅変調）を用いて送信波に特定の変化を与えることにより、振幅変調や周波数変調や位相変調を用いた場合と同様にして、直接波と反射波との遅延時間差、送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離、目標物３００の位置を検出してもよい。
【００４１】
実施の形態２．
実施の形態２では、送信機がパルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調により送信波に特定の変化を与え、受信機が受信した混成波を送信機の利用した圧縮により復調して送信機からの直接波と目標物からの反射波とを不要波が含まれる混成波から識別し、直接波と反射波との遅延時間差を検出する形態について説明する。
ここで、「パルス圧縮」とは符号変調を用いるパルス圧縮方式を示し、「チャープ圧縮」とは（直線・線形）周波数変調を用いるパルス圧縮方式を示すものとする。
以下、実施の形態１と異なる事項を中心に説明し、説明しない事項は実施の形態１と同様であるものとする。
【００４２】
図８は、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図である。
図８において、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９は送信機１００がＳ／Ｎ改善機能付き変調器１４０を有する点を特徴とする。Ｓ／Ｎ改善機能付き変調器１４０は実施の形態１における構成（図１参照）の変調器１３０に代わるものである。
Ｓ／Ｎ改善機能付き変調器１４０はパルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調を行って送信器１２０が送信アンテナ１１０を介して発信する送信波に特定の変化を与える。
実施の形態２における遅延時間検出装置１９９では、パルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用することにより、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９に対してＳ／Ｎ比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を改善することを特徴とする。
【００４３】
次に、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９の遅延時間検出方法について図４に基づいて説明する。
Ｓ１０１において、実施の形態２では、送信機１００の変調器１３０は送信機１００から発信する送信波にパルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかを利用した特定の変化を与えるために電気信号に対する変調を行う。変調器１３０は、例えばパルス圧縮用の符号を電気信号に付加し、また例えばチャープ圧縮用の周波数変化帯域やパルス幅を電気信号に付加する。パルス圧縮用の符号にはバーカー符号、擬似バーカー符号、相補系列符号などが存在する。
Ｓ１０２において、実施の形態２では、送信機１００の送信器１２０は特定の変化を有する電気信号を電磁波に変換する際、電磁波にパルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかを利用した特定の変化を与える。
Ｓ１０３において、実施の形態１と同様に、送信機１００の送信アンテナ１１０は送信器１２０の変換した電磁波を送信波として発信する。
【００４４】
Ｓ１０４において、実施の形態１と同様に、受信機２００の受信アンテナ２１０は到来した直接波、反射波および不要波を含んだ混成波を受信する。実施の形態２では、直接波と反射波とは送信機１００が利用した圧縮に基づく特定の変化を有する。
Ｓ１０５において、実施の形態２では、受信機２００の受信器２２０は混成波を混成信号に変換する際、送信機１００が利用した圧縮に基づく特定の変化を混成信号が表すように変換する。
Ｓ１０６において、実施の形態２では、受信機２００の復調器２３０は送信機１００が利用した圧縮により混成信号を復調する。受信機２００の復調器２３０は送信機１００のＳ／Ｎ改善機能付き変調器１４０により変調された送信波の電気信号との相互相関を取ることで混成信号を復調して特定パターンの変化を有する直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分とを圧縮する。
Ｓ１０７において、実施の形態２では、受信機２００の遅延時間検出器２４０は圧縮された直接波の信号部分と反射波の信号部分とを混成信号から識別する。
Ｓ１０８において、実施の形態１と同様に、受信機２００の遅延時間検出器２４０は直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分との信号間隔に相当する時間を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
Ｓ１０９において、実施の形態１と同様に、受信機２００の受信アンテナ制御装置２６０は直接波と反射波との遅延時間差に基づいて送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を特定する。
【００４５】
以下、実施の形態２における遅延時間検出処理（Ｓ１０７〜Ｓ１０８）の具体例について図を用いて説明する。
【００４６】
図９は、実施の形態２におけるパルス圧縮時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図である。
例えば、送信機１００は図９（Ａ）のパルス波（矩形波）に示すように特定の符号パターンを与えた送信波を発信する。
図９（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、復調器２３０および受信器２２０は各波に対して送信波が有する符号パターンとの相互相関を取ってパルス圧縮を行う。パルス圧縮により、図９（Ｃ）のパルス波（三角波）に示すように送信波と符号パターンが相関する直接波および反射波の信号部分のみが大きな振幅として現れる。
遅延時間検出器２４０は大きな振幅を有する信号部分（例えば、所定の閾値より振幅が大きい信号部分）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
【００４７】
図１０は、実施の形態２におけるチャープ圧縮時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図である。
例えば、送信機１００は図１０（Ａ）のパルス波（正弦波）に示すように特定の周波数パターンを与えた送信波を発信する。
図１０（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、復調器２３０および受信器２２０は各波に対して送信波が有する周波数パターンとの相互相関を取ってチャープ圧縮を行う。チャープ圧縮により、図１０（Ｃ）のパルス波（正弦波）に示すように送信波と周波数パターンが相関する直接波および反射波の信号部分のみが大きな振幅として現れる。
遅延時間検出器２４０は大きな振幅を有する信号部分（例えば、所定の閾値より振幅が大きい信号部分）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
【００４８】
実施の形態２における遅延時間検出装置１９９は、送信機１００が電磁波に特定のパルス圧縮と特定のチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調を行って電磁波を送信波として発信し、受信機２００が送信機１００が変調に利用した圧縮を利用して混成波を復調して直接波と反射波とを混成波から識別することを特徴とする。
【００４９】
以上のように、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９は、送信機１００が送信波にパルス圧縮用の符号を付加し、受信機２００が受信波を復調する際にパルス圧縮を行うことによって、送信側での送信電力を低下させつつ、受信側でのＳ／Ｎを稼ぐことができる。つまり、送信機１００の送信波の電力が小さくても受信機２００が直接波と反射波とを識別することができるため、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９は、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９の効果に加え、秘匿性を向上することができる。また、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９はチャープ圧縮を用いてもパルス圧縮を用いた場合と同様に秘匿性を向上することができる。
【００５０】
実施の形態３．
実施の形態３では、受信機が送信機との位置関係と送信機による送信波の発信方向とに基づいて直接波の到来方向と反射波の到来方向とを推定し、推定した方向から到来する電磁波を受信する受信制御を行う形態について説明する。
実施の形態３における送信波に特定の変化を与える方法や直接波と反射波とを識別する方法や直接波と反射波との遅延時間差を算出する方法や目標物との距離・目標物の位置を特定する方法などは実施の形態１や実施の形態２と同様である。
以下、実施の形態１や実施の形態２と異なる事項を中心に説明し、説明しない事項は実施の形態１や実施の形態２と同様であるものとする。
【００５１】
図１１は、実施の形態３における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図である。
図１１において、実施の形態３における遅延時間検出装置１９９は送信機１００が送信アンテナ制御装置１６０、ＧＰＳ受信器１７０（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、情報伝達装置１８０を有し、受信機２００が受信アンテナ制御装置２６０、ＧＰＳ受信器２７０、情報伝達装置２８０を有する点を特徴とする。変調器１３０は実施の形態２と同様にＳ／Ｎ改善機能付き変調器１４０であってもよい。
送信アンテナ制御装置１６０は所定の時刻（時間帯）において所定の方向に送信波を発信する送信ビーム制御を行い、受信アンテナ制御装置２６０は特定の時刻（時間帯）に特定の方向から到来する電磁波を受信する受信ビーム制御を行う。例えば、送信アンテナ制御装置１６０は送信アンテナ１１０のアンテナ方向や送信アンテナ１１０における各アンテナ部分の送信特性などを制御することにより、送信ビーム制御を行い、受信アンテナ制御装置２６０は受信アンテナ２１０のアンテナ方向や受信アンテナ２１０における各アンテナ部分の受信特性などを制御することにより、受信ビーム制御を行う。
ＧＰＳ受信器１７０およびＧＰＳ受信器２７０はＧＰＳを利用して自機の位置を測位する。但し、送信機１００および受信機２００はその他の測位装置（例えば、ジャイロを用いた測位装置）を用いて自機の位置を測位してもよい。
情報伝達装置１８０（通信器）および情報伝達装置２８０（通信器）は有線または無線によりデータ通信を行う通信装置である。
【００５２】
送信機１００において、情報伝達装置１８０は、送信アンテナ１１０が送信波を発信する前に、ＧＰＳ受信器１７０が測位した送信機１００の存在する位置（送信機１００が送信波を送信する位置）と送信アンテナ制御装置１６０が送信ビーム制御により送信アンテナ１１０に送信波を発信させる方向・時刻を受信機２００の情報伝達装置２８０に送信する。そして、送信アンテナ制御装置１６０が送信ビーム制御により所定の時刻において送信アンテナ１１０に所定の方向に送信波を発信させる。
受信機２００において、情報伝達装置２８０は送信機１００の情報伝達装置１８０から送信機１００の存在する位置と送信機１００が送信波を発信する方向および時刻とを受信する。次に、受信アンテナ制御装置２６０はＧＰＳ受信器２７０が測位した受信機２００の存在する位置（受信機２００が直接波および反射波を受信する位置）と情報伝達装置２８０が受信した送信機１００の存在する位置および送信機１００が送信波を発信する方向・時刻に基づいて直接波および反射波が到来する方向・時刻を算出する。そして、受信アンテナ制御装置２６０は算出した時刻に算出した方向から到来する電磁波（混成波）を受信するように受信アンテナ２１０に対して受信ビーム制御を行う。
例えば、送信機１００が北、受信機２００が南に位置し、送信機１００が南西の方向に送信波を発信する場合、受信アンテナ制御装置２６０は北および北西から到来する電磁波を受信するように受信アンテナ２１０に対して受信ビーム制御を行う。
以下、受信機２００は受信ビーム制御により受信した混成波に対して、実施の形態１や実施の形態２と同様にして、直接波と反射波とを識別し、直接波と反射波との遅延時間差を算出し、目標物３００との距離・目標物３００の位置を特定する。
【００５３】
実施の形態３において、受信機２００は情報伝達装置２８０が情報伝達装置１８０と通信することにより送信機１００の存在する位置と送信機１００が送信波を発信する方向および時刻とを取得するように説明したが、送信機１００が送信波を発信する位置、方向・時刻を予め定めておき、受信機２００は定められた情報を予め記憶機器に記憶しておき、予め記憶されている情報に基づいて受信ビーム制御を行ってもよい。
【００５４】
実施の形態３における遅延時間検出装置１９９は、送信機１００が所定の位置において所定の方向に送信波を発信し、受信機２００が自受信機の位置と送信機１００の所定の位置と送信機１００が送信波を発信する所定の方向とに基づく特定の方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信することを特徴とする。
【００５５】
以上のように、実施の形態３における遅延時間検出装置１９９は、受信機２００が、送信機１００が送信波を送信する前に送信機１００の位置、送信波の送信時間及び送信ビーム方位を入手して受信ビームを所望の方位に制御することにより、効率良く電波を受信できる。
【００５６】
前記実施の形態１では以下のような遅延時間検出装置１９９について説明した。
遅延時間検出装置１９９は独立したプラットフォームに搭載された以下のような送信機１００と受信機２００とを有する。送信機１００は送信アンテナ１１０、送信器１２０、送信波を振幅変調または周波数変調または位相変調するための変調器１３０を備える。受信機２００は送信機１００からの直接波及び目標からの反射波を受信する受信アンテナ２１０、受信アンテナで受信した直接波と反射波とが含まれる混成波を混成信号に変換する受信器２２０、混成信号を復調する復調器２３０、復調された直接波と反射波とが含まれる混成信号から直接波と反射波を識別して直接波と反射波との遅延時間差を検出する遅延時間検出器２４０を備える。
【００５７】
前記実施の形態２では以下のような遅延時間検出装置１９９について説明した。
遅延時間検出装置１９９は独立したプラットフォームに搭載された以下のような送信機１００と受信機２００とを有する。送信機１００は送信アンテナ１１０、送信器１２０、送信波をパルス圧縮あるいは直線周波数変調によるチャープ圧縮するために送信波を変調するための変調器Ｓ／Ｎ改善機能付き変調器１４０を備える。受信機２００は送信機１００からの直接波及び目標からの反射波を受信する受信アンテナ２１０、受信アンテナ２１０で受信した直接波と反射波とが含まれる混成波を混成信号に変換する受信器２２０、混成信号をパルス圧縮あるいはチャープ圧縮で復調する復調器２３０、復調された直接波と反射波とが含まれる混成信号から直接波と反射波を識別して直接波と反射波との遅延時間差を検出する遅延時間検出器２４０を備える。
【００５８】
前記実施の形態３では以下のような遅延時間検出装置１９９について説明した。
遅延時間検出装置１９９は独立したプラットフォームに搭載された以下のような送信機１００と受信機２００とを有する。送信機１００は送信アンテナ１１０、送信ビーム制御を行う送信アンテナ制御装置１６０、送信器１２０、実施の形態１における変調器１３０または実施の形態２におけるＳ／Ｎ改善機能付き変調器１４０、位置情報を入手するためのＧＰＳ受信器１７０、受信機２００との間で情報を伝達する情報伝達装置１８０を備える。受信機２００は直接波及び目標からの反射波を受信する受信アンテナ２１０、受信ビーム制御を行う受信アンテナ制御装置２６０、受信アンテナ２１０で受信した直接波と反射波が含まれる混成波を混成信号に変換する受信器２２０、実施の形態１または実施の形態２における復調器２３０、復調された直接波と反射波とが含まれる混成信号から直接波と反射波を識別して直接波と反射波との遅延時間差を検出する遅延時間検出器２４０、位置情報を入手するためのＧＰＳ受信器２７０、送信機１００との間で情報を伝達する情報伝達装置２８０を備える。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施の形態１における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図。
【図２】送信機１００と受信機２００と目標物３００との位置関係を示す図。
【図３】実施の形態１における送信機１００および受信機２００のハードウェア資源の一例を示す図。
【図４】実施の形態における遅延時間検出装置１９９の遅延時間検出方法を示す遅延時間検出処理のフローチャート。
【図５】実施の形態１における振幅変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図。
【図６】実施の形態１における周波数変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示した図。
【図７】実施の形態１における位相変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示した図。
【図８】実施の形態２における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図。
【図９】実施の形態２におけるパルス圧縮時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図。
【図１０】実施の形態２におけるチャープ圧縮時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図。
【図１１】実施の形態３における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図。
【図１２】特許文献１に開示されたパッシブレーダ装置。
【符号の説明】
【００６０】
１００ 送信機、１１０ 送信アンテナ、１２０ 送信器、１３０ 変調器、１４０ Ｓ／Ｎ改善機能付き変調器、１６０ 送信アンテナ制御装置、１７０ ＧＰＳ受信器、１８０ 情報伝達装置、１９９ 遅延時間検出装置、２００ 受信機、２１０ 受信アンテナ、２２０ 受信器、２３０ 復調器、２４０ 遅延時間検出器、２５０ 目標探知器、２６０ 受信アンテナ制御装置、２７０ ＧＰＳ受信器、２８０ 情報伝達装置、３００ 目標物、８１３ 送信源、８１４ 目標、８１５ アンテナ装置、８１６ 受信装置、８１７ 方位推定装置、８１８ 信号分離装置、８１９ 相関処理装置、８２０ 積分処理装置、８２１ 目標検出装置、８２２ 表示装置、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、送信機からの直接波の遅延時間と目標からの反射波の遅延時間との遅延時間差を用いて目標の位置を探知する目標探知装置において、送信機と受信機を同期させることなく、送信機からの直接波と目標からの反射波とが混成した受信信号から直接波と反射波との遅延時間差を検出する遅延時間検出装置、遅延時間検出方法、遅延時間検出機および遅延時間検出プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送信機からの直接波と目標からの反射波とを受信するバイスタティックレーダ装置は、送信機と受信機が異なるプラットフォームに搭載され、送信機と受信機を同期させ、微弱な目標からの反射波を受信するために直接波と反射波とをそれぞれ別々のアンテナで受信する必要があった。
その点を解決した特許文献１に開示されたパッシブレーダ装置は、ＭＵＳＩＣ等の超分解能アルゴリズムを用いることによって同一の受信アンテナで直接波と反射波を分離抽出することを可能にした。しかし、特許文献１に開示されたパッシブレーダ装置は、直接波と反射波とを分離抽出するために、複数の素子アンテナからなるアンテナ装置と複雑な処理を実行して直接波と反射波の到来方向を推定する方位推定装置とを必要とした。
【０００３】
図１２は特許文献１に開示されたパッシブレーダ装置を示す図である。
図において、８１３は送信源、８１４は目標、８１５はアンテナ装置、８１６は受信装置、８１７は方位推定装置、８１８は信号分離装置、８１９は相関処理装置、８２０は積分処理装置、８２１は目標検出装置、８２２は表示装置である。
図１２に示すパッシブレーダ装置は、送信源８１３からの直接波及び目標８１４からの反射波をアンテナ装置８１５で受信し、受信装置８１６で受信信号に変換して、方位推定装置８１７へ入力する。そして、方位推定装置８１７は、信号分離装置８１８が送信源８１３からの送信波と目標８１４からの反射波とを分離抽出できるようにするために、複雑な処理を実行して直接波と反射波の到来方向を推定する必要があった。また、パッシブレーダ装置は、方位推定装置８１７が直接波と反射波の到来方位を推定できるようにするために、複数の素子アンテナからなるアンテナ装置８１５を有する必要があった。
【特許文献１】特開２００２−１８１９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、従来のバイスタティックレーダ装置は、送信機と受信機を同期させ、直接波と反射波をそれぞれ別々のアンテナで受信する必要があり、小型化できないという課題があった。
また、直接波と反射波を同一の受信アンテナで受信するパッシブレーダ装置は、直接波と反射波とを識別するために、複数の素子アンテナからなる受信アンテナと複雑な処理を実行する方位推定装置とを用いて直接波と反射波の到来方位を推定する必要があった。
【０００５】
本発明は、例えば、送信機からの直接波の遅延時間と目標からの反射波の遅延時間との遅延時間差を用いて目標の位置を探知するシステム（目標探知装置）において、送信機と受信機の同期が不要で、かつ、直接波と反射波の到来方位を推定する必要がなく、直接波と反射波が混成した受信信号から直接波と反射波を識別でき、かつ、送信機からの直接波の遅延時間と目標からの反射波の遅延時間との遅延時間差を検出できる遅延時間検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の遅延時間検出装置は、変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機と、前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信し、前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出する受信機とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、送信機が特定の変化を与えた送信波を発信することにより、受信機は、送信機との同期が不要で、かつ、直接波と反射波の到来方位を推定する必要がなく、特定の変化を有するか否かに基づいて直接波と反射波とを識別することができる。そして、本発明の受信機（遅延時間検出機）は送信機からの直接波の遅延時間と目標からの反射波の遅延時間との遅延時間差を検出することができる。
これにより、上記送信機と上記受信機とを有する本発明の遅延時間検出装置、また、受信機（遅延時間検出機）は、例えば、直接波と反射波との遅延時間差を用いて目標の位置を探知するシステム（目標探知装置）において、複数の素子アンテナからなる受信アンテナと複雑な処理を実行する方位推定装置とを不要にすることができる。つまり、本発明によれば、目標探知システム（目標探知装置）の小型化、軽量化を実現し、目標探知システムの製造、設置、メンテナンスなどの費用を削減し、目標探知処理に掛かる時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１では、送信機が振幅変調と周波数変調と位相変調との少なくともいずれかの変調により送信波に特定の変化を与え、受信機が特定の変化を有するか否かにより送信機からの直接波と目標物からの反射波とを不要波が含まれる混成波から識別し、直接波と反射波との遅延時間差を検出する形態について説明する。
【０００９】
図１は、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図である。
図１において、遅延時間検出装置１９９（目標探知装置）は送信機１００と受信機２００（遅延時間検出機、目標探知機）とを有し、送信機１００は送信アンテナ１１０と送信器１２０と変調器１３０とを有し、受信機２００は受信アンテナ２１０と受信器２２０と復調器２３０と遅延時間検出器２４０（識別器の一例）と目標探知器２５０とを有する。
また、目標物３００は位置や送信機１００および受信機２００からの距離を検出する対象の目標物である。
【００１０】
送信機１００において、変調器１３０は電気信号に特定の変化（特定のパターン）を与える変調を行い、送信器１２０は変調器１３０が変調した電気信号を電磁波（電波または光波）に変換し、送信アンテナ１１０は送信器１２０が変換した電磁波を送信波として発信する。
【００１１】
実施の形態１における送信機１００は、変調器１３０が変調により電気信号に特定の変化を与え、送信器１２０が特定の変化を有する電気信号を電磁波に変換して電磁波の振幅と電磁波の周波数と電磁波の位相との少なくともいずれかに特定の変化を与え、送信アンテナ１１０が特定の変化を有する電磁波を送信波として発信することを特徴とする。
【００１２】
以下、変調器１３０（および送信器１２０）により送信波の振幅に特定の変化を与える処理を振幅変調とし、変調器１３０（および送信器１２０）により送信波の周波数に特定の変化を与える処理を周波数変調とし、変調器１３０（および送信器１２０）により送信波の位相に特定の変化を与える処理を位相変調とする。
【００１３】
受信機２００において、受信アンテナ２１０は送信機１００の発信した送信波が目標物で反射した反射波や送信機１００の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波や送信機１００の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波といった電磁波を受信する。
受信機２００において、受信器２２０は特定の時間帯に受信アンテナ２１０が受信した電磁波を電気信号に変換する。
受信器２２０が電磁波の電気信号への変換を行う対象とする特定の時間帯において直接波、反射波および不要波が受信アンテナ２１０に到来し受信される。以下、受信アンテナ２１０が受信した特定の時間帯に到来した電磁波であり直接波と反射波と不要波とが含まれる電磁波を混成波とし、混成波を変換した電気信号を混成信号とする。
受信機２００において、復調器２３０は受信器２２０が変換した電気信号（混成信号）を復調する。
また、受信機２００において、遅延時間検出器２４０は復調器２３０が復調した電気信号（混成信号）から直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分とを識別して直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を算出する。
また、受信機２００において、目標探知器２５０は遅延時間検出器２４０の算出した直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間に基づいて送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を特定する。
【００１４】
実施の形態１における受信機２００は、遅延時間検出器２４０が特定パターンの変化を有する直接波に相当する信号部分と特定パターンの変化を有する反射波に相当する信号部分とを混成信号から識別し、識別した直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分との信号間隔に基づいて直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出することを特徴とする。
【００１５】
以下、送信機１００により発信された電磁波が受信機２００に到達するまでに要する時間を遅延時間とし、直接波の遅延時間と反射波の遅延時間との差であり直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を遅延時間差とする。
【００１６】
実施の形態１における受信機２００は、遅延時間差を算出することにより送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を検出することができる。実施の形態１の遅延時間検出装置１９９では、受信機２００が遅延時間差を算出するに際して、送信機１００と受信機２００との内部時計を同期させて電磁波の送受信を行うことを要せず、また、直接波と反射波の到来方位を推定することを要しない。
【００１７】
図２は、送信機１００と受信機２００と目標物３００との位置関係を示す図である。
目標探知装置は、例えば、送信機１００と受信機２００と目標物３００とが、図２に示すように、送信機１００による送信波の発信位置Ａと受信機２００による反射波の受信位置Ｂとを定点とし、送信機１００による送信波の発信位置Ａと目標物３００の位置Ｑとの間の距離ａｑと受信機２００による反射波の受信位置Ｂと目標物３００の位置Ｑとの間の距離ｂｑとの和が反射波の遅延時間に相当する距離（反射波の遅延時間に電磁波の進行速度に相当する光波を乗じて算出される距離）に等しい楕円面Ｐを形成するという関係に基づいて、送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離（ａｑ＋ｂｑ）や目標物３００の位置Ｑを検出することができる。
【００１８】
つまり、送信機１００の位置Ａと受信機２００の位置Ｂと反射波の遅延時間に相当する距離とが分かれば送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離（ａｑ＋ｂｑ）や目標物３００の位置Ｑを検出できる。
しかし、反射波の遅延時間を知るためには送信機１００による送信波の発信時刻と受信機２００による反射波の受信時刻とを正確に知る必要があるため、送信機１００と受信機２００との内部時計を同期させて電磁波の送受信を行う必要がある。
そこで、各実施の形態における遅延時間検出装置１９９では、例えば、送信機１００と受信機２００との同期を不要にして反射波の遅延時間に相当する距離を算出できるように、直接波と反射波との遅延時間差を検出する。
反射波は直接波と反射波との遅延時間差に相当する距離だけ直接波より長い距離を伝搬するため、反射波の遅延時間に相当する距離は、直接波の伝搬距離（ａｂ）に直接波と反射波との遅延時間差に相当する距離を加算することで算出できる。直接波の伝搬距離（ａｂ）は直接波の遅延時間に相当する距離であり、送信機１００の位置Ａと受信機２００の位置Ｂとの距離である。直接波と反射波との遅延時間差に相当する距離は直接波と反射波との遅延時間差に光波を乗じて算出される距離である。
【００１９】
また、以下に説明するように、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９の遅延時間検出処理（目標探知処理）では、直接波と反射波の到来方位を推定していない。つまり、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９には、直接波と反射波の到来方位を推定するための複数の素子アンテナからなるアンテナ装置や複雑な処理を実行する方位推定装置は不要である。
【００２０】
図３は、実施の形態における送信機１００および受信機２００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図３において、送信機１００および受信機２００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。通信ボード９１５は送信アンテナ１１０や受信アンテナ２１０を用いて電磁波の受発信を行う。磁気ディスク装置９２０の代わりにその他の記憶装置（例えば、ＲＡＭやフラッシュメモリなどの半導体メモリ）を用いてもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信ボード９１５は、入出力機器、入出力装置あるいは入出力部の一例である。また、入出力データが記憶されている記憶装置は入出力機器、入出力装置あるいは入出力部の一例である。
【００２１】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１により実行される。
【００２２】
上記プログラム群９２３には、各実施の形態における「〜器」を動作させるプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００２３】
ファイル群９２４には、各実施の形態において、変調器１３０および送信器１２０が使用する変調方式、復調器２３０および受信器２２０が使用する復調方式、変調により送信波に与える特定パターン、送信機１００の位置、受信機２００の位置、送信機１００による送信波の発信方向、送信機１００による送信波の発信時間帯、検出した送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離、検出した目標物３００の位置などの情報が記憶される。
また、各実施の形態において説明するフローチャートの矢印の部分は主として（デジタル・アナログ）データや（電気）信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００２４】
また、各実施の形態において「〜器」として説明するものは、「〜部」、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜器」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスクやその他の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、遅延時間検出プログラム（目標探知プログラム）は、コンピュータにより「〜器」を機能させるものである。あるいは、「〜器」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【００２５】
図４は、実施の形態における遅延時間検出装置１９９の遅延時間検出方法を示す遅延時間検出処理のフローチャートである。
送信機１００および受信機２００は、以下に説明する遅延時間検出処理（目標探知処理）を実行するために、遅延時間検出プログラム（目標探知プログラム）に従い、ＣＰＵを用いて、各「〜器」を制御する。
【００２６】
＜Ｓ１０１〜Ｓ１０２：変調処理＞
＜Ｓ１０１：信号変化処理＞
まず、送信機１００の変調器１３０は電気信号に対する変調を行って電気信号に特定の変化を与える。このとき、変調器１３０は送信機１００から発信する送信波に振幅と周波数と位相との少なくともいずれかに特定パターンの変化を与えるために電気信号に対する変調を行う。
＜Ｓ１０２：電気信号−電磁波変換処理＞
次に、送信機１００の送信器１２０は変調器１３０の変調した電気信号であり特定の変化を有する電気信号を電磁波に変換する。送信器１２０は特定の変化を有する電気信号を電磁波に変換する際、電気信号が有する特定の変化に相当する変化を電磁波の振幅と電磁波の周波数と電磁波の位相との少なくともいずれかに与える。
【００２７】
＜Ｓ１０３：発信処理＞
次に、送信機１００の送信アンテナ１１０は送信器１２０の変換した電磁波を送信波として発信する。
【００２８】
（混成波が受信機２００に到来）
そして、送信機１００が発信した送信波は、目標物３００に向かって伝搬し目標物３００で反射した反射波および目標物３００には向かわず受信機２００に向かって伝搬する直接波として受信機２００に到来する。
また、受信機２００には送信機１００が発信した送信波に基づく直接波および反射波以外の不要波が到来する。
【００２９】
＜Ｓ１０４：受信処理＞
次に、受信機２００の受信アンテナ２１０は到来した直接波、反射波および不要波を受信する。直接波と反射波とは送信機１００が与えた特定の変化（振幅の変化、周波数の変化、位相の変化）を有する。
【００３０】
＜Ｓ１０５〜Ｓ１０６：復調処理＞
＜Ｓ１０５：電磁波−電気信号変換処理＞
次に、受信機２００の受信器２２０は特定の時間帯に受信アンテナ２１０に到来し受信された直接波と反射波と不要波とを含んだ混成波を混成信号に変換する。受信器２２０は混成波を混成信号に変換する際、混成波の振幅の変化と周波数の変化と位相の変化との少なくともいずれかの変化を混成信号が表すように変換する。受信器２２０の変換により、混成信号において直接波が受信アンテナ２１０に到来した時間帯に相当する信号部分と反射波が受信アンテナ２１０に到来した時間帯に相当する信号部分とには送信機１００が与えた特定の変化が現れる。
＜Ｓ１０６：抽出処理＞
次に、受信機２００の復調器２３０は受信器２２０の変換した混成信号を復調して混成信号が有する変化パターンを抽出する。例えば、復調器２３０は混成信号を復調して混成信号が有する変化パターンをデジタルデータに変換して表す。
【００３１】
＜Ｓ１０７〜Ｓ１０８：遅延時間検出処理＞
＜Ｓ１０７：識別処理＞
次に、受信機２００の遅延時間検出器２４０は復調器２３０の抽出した混成信号の変化パターンに基づいて送信機１００が与えた特定の変化を有する直接波に相当する信号部分と送信機１００が与えた特定の変化を有する反射波に相当する信号部分とを混成信号から識別する。遅延時間検出器２４０は、直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分とを識別する際、まず、送信機１００が与えた特定の変化を有する信号部分を混成信号から抽出する。この抽出により、直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分との２つの信号部分が抽出される。そして、遅延時間検出器２４０は、検出した２つの信号部分のうち時間帯が早い方の信号部分または信号強度が強い方の信号部分を直接波に相当する信号部分と識別し、検出した２つの信号部分のうち直接波に相当する信号部分と識別しなかった方の信号部分であり、時間帯が遅い方の信号部分または信号強度が弱い方の信号部分を反射波に相当する信号部分と識別する。直接波は目標物３００を経由せずに送信機１００から直接到来するため、伝搬距離が短い分、反射波より到達時刻が早く、反射波より信号強度が強い。
＜Ｓ１０８：検出処理＞
そして、受信機２００の遅延時間検出器２４０が識別した直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分との信号間隔に相当する時間を直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間として算出する。遅延時間検出器２４０が算出する直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間は直接波と反射波との遅延時間差を示し、送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を特定する情報である。
【００３２】
＜Ｓ１０９：特定処理＞
また、受信機２００の目標探知器２５０は遅延時間検出器２４０の算出した遅延時間差に基づいて送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を特定する。例えば、目標探知器２５０は遅延時間差に光波を乗じた距離（直接波と反射波との伝搬距離差、直接波と反射波との遅延時間差に相当する距離）を送信機１００の位置と受信機２００の位置との距離（直接波の伝搬距離、直接波の遅延時間に相当する距離）に加算して反射波の伝搬距離（反射波の遅延時間に相当する距離）を送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離として算出する。また例えば、目標探知器２５０は、前述した図２に示すように、送信機１００の位置Ａと受信機２００の位置Ｂとを定点とし、送信機１００から目標物３００までの距離ａｑと受信機２００から目標物３００までの距離ｂｑとの和が反射波の伝搬距離に等しい楕円面Ｐを示す式を目標物３００の位置Ｑとして算出する。
【００３３】
以下、実施の形態１における遅延時間検出処理（Ｓ１０７〜Ｓ１０８）の具体例について図を用いて説明する。
【００３４】
図５は、実施の形態１における振幅変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図である。
例えば、送信機１００は図５（Ａ）のパルス波（矩形波）に示すように振幅に特定の変化を与えた送信波を発信する。このとき、送信機１００は、例えば、α部分の振幅とβ部分の振幅との比が２：１という特定の変化を有するように変調器１３０および送信器１２０が振幅変調して生成した送信波を発信する。
そして、図５（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、遅延時間検出器２４０は２：１の振幅比を有するもの（直接波と反射波）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
図５において、直接波、反射波および送信波について振幅の変化点の時刻を当該波の時刻としているが、各波について開始点の時刻や終了点の時刻などを当該波の時刻としてもよい。
図５において、送信波の時刻（ｔ１）から直接波の時刻（ｔ２）までの時間（ｔ２−ｔ１）は直接波の遅延時間を示し、送信波の時刻（ｔ１）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ１）は反射波の遅延時間を示す。
【００３５】
図６は、実施の形態１における周波数変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示した図である。
例えば、送信機１００は図６（Ａ）のパルス波（正弦波）に示すように周波数・波長に特定の変化を与えた送信波を発信する。
そして、図６（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、遅延時間検出器２４０は特定の周波数・波長を有するもの（直接波と反射波）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
図６において、直接波、反射波および送信波について開始点の時刻を当該波の時刻としているが、各波について、例えば、終了点の時刻を当該波の時刻としてもよい。
図６において、送信波の時刻（ｔ１）から直接波の時刻（ｔ２）までの時間（ｔ２−ｔ１）は直接波の遅延時間を示し、送信波の時刻（ｔ１）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ１）は反射波の遅延時間を示す。
【００３６】
図７は、実施の形態１における位相変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示した図である。
例えば、送信機１００は図７（Ａ）のパルス波（正弦波）に示すように位相に特定の変化を与えた送信波を発信する。
そして、図７（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、遅延時間検出器２４０は特定の位相を有するもの（直接波と反射波）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
図７において、直接波、反射波および送信波について開始点の時刻を当該波の時刻としているが、各波について、例えば、終了点の時刻を当該波の時刻としてもよい。
図７において、送信波の時刻（ｔ１）から直接波の時刻（ｔ２）までの時間（ｔ２−ｔ１）は直接波の遅延時間を示し、送信波の時刻（ｔ１）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ１）は反射波の遅延時間を示す。
【００３７】
実施の形態１における遅延時間検出装置１９９は、送信機１００が変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信し、受信機２００が反射波と直接波と不要波とが含まれる混成波を受信し、送信機１００が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出することを特徴とする。
【００３８】
特に、送信機１００が電磁波の振幅に特定の変化を与える特定の振幅変調と電磁波の周波数に特定の変化を与える特定の周波数変調と電磁波の位相に特定の変化を与える特定の位相変調との少なくともいずれかの変調を行って電磁波を送信波として発信し、受信機２００が送信機１００が変調により送信波に与えた振幅の特定の変化と周波数の特定の変化と位相の特定の変化との少なくともいずれかの特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別することを特徴とする。
【００３９】
以上のように、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９は、予め規定した方式で変調された送信電波を用いることによって、送信機１００と受信機２００との同期を不要とし、また、直接波と反射波の到来方位を推定するための高価な受信アンテナ及び方位推定装置を不要とし、直接波と反射波の遅延時間差を検出することを可能とする。
【００４０】
なお、実施の形態１では変調方式として振幅変調、周波数変調および位相変調を例に説明したが、その他の変調方式を用いても構わない。例えば、実施の形態における遅延時間検出装置１９９は、パルス変調（パルス幅変調、パルス振幅変調、パルス密度変調、パルス位相変調、パルス符号変調）やデジタル変調（振幅偏移変調、位相偏移変調、周波数偏移変調、直交振幅変調）を用いて送信波に特定の変化を与えることにより、振幅変調や周波数変調や位相変調を用いた場合と同様にして、直接波と反射波との遅延時間差、送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離、目標物３００の位置を検出してもよい。
【００４１】
実施の形態２．
実施の形態２では、送信機がパルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調により送信波に特定の変化を与え、受信機が受信した混成波を送信機の利用した圧縮により復調して送信機からの直接波と目標物からの反射波とを不要波が含まれる混成波から識別し、直接波と反射波との遅延時間差を検出する形態について説明する。
ここで、「パルス圧縮」とは符号変調を用いるパルス圧縮方式を示し、「チャープ圧縮」とは（直線・線形）周波数変調を用いるパルス圧縮方式を示すものとする。
以下、実施の形態１と異なる事項を中心に説明し、説明しない事項は実施の形態１と同様であるものとする。
【００４２】
図８は、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図である。
図８において、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９は送信機１００がＳ／Ｎ改善機能付き変調器１４０を有する点を特徴とする。Ｓ／Ｎ改善機能付き変調器１４０は実施の形態１における構成（図１参照）の変調器１３０に代わるものである。
Ｓ／Ｎ改善機能付き変調器１４０はパルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調を行って送信器１２０が送信アンテナ１１０を介して発信する送信波に特定の変化を与える。
実施の形態２における遅延時間検出装置１９９では、パルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用することにより、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９に対してＳ／Ｎ比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を改善することを特徴とする。
【００４３】
次に、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９の遅延時間検出方法について図４に基づいて説明する。
Ｓ１０１において、実施の形態２では、送信機１００の変調器１３０は送信機１００から発信する送信波にパルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかを利用した特定の変化を与えるために電気信号に対する変調を行う。変調器１３０は、例えばパルス圧縮用の符号を電気信号に付加し、また例えばチャープ圧縮用の周波数変化帯域やパルス幅を電気信号に付加する。パルス圧縮用の符号にはバーカー符号、擬似バーカー符号、相補系列符号などが存在する。
Ｓ１０２において、実施の形態２では、送信機１００の送信器１２０は特定の変化を有する電気信号を電磁波に変換する際、電磁波にパルス圧縮とチャープ圧縮との少なくともいずれかを利用した特定の変化を与える。
Ｓ１０３において、実施の形態１と同様に、送信機１００の送信アンテナ１１０は送信器１２０の変換した電磁波を送信波として発信する。
【００４４】
Ｓ１０４において、実施の形態１と同様に、受信機２００の受信アンテナ２１０は到来した直接波、反射波および不要波を含んだ混成波を受信する。実施の形態２では、直接波と反射波とは送信機１００が利用した圧縮に基づく特定の変化を有する。
Ｓ１０５において、実施の形態２では、受信機２００の受信器２２０は混成波を混成信号に変換する際、送信機１００が利用した圧縮に基づく特定の変化を混成信号が表すように変換する。
Ｓ１０６において、実施の形態２では、受信機２００の復調器２３０は送信機１００が利用した圧縮により混成信号を復調する。受信機２００の復調器２３０は送信機１００のＳ／Ｎ改善機能付き変調器１４０により変調された送信波の電気信号との相互相関を取ることで混成信号を復調して特定パターンの変化を有する直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分とを圧縮する。
Ｓ１０７において、実施の形態２では、受信機２００の遅延時間検出器２４０は圧縮された直接波の信号部分と反射波の信号部分とを混成信号から識別する。
Ｓ１０８において、実施の形態１と同様に、受信機２００の遅延時間検出器２４０は直接波に相当する信号部分と反射波に相当する信号部分との信号間隔に相当する時間を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
Ｓ１０９において、実施の形態１と同様に、受信機２００の受信アンテナ制御装置２６０は直接波と反射波との遅延時間差に基づいて送信機１００および受信機２００から目標物３００までの距離や目標物３００の位置を特定する。
【００４５】
以下、実施の形態２における遅延時間検出処理（Ｓ１０７〜Ｓ１０８）の具体例について図を用いて説明する。
【００４６】
図９は、実施の形態２におけるパルス圧縮時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図である。
例えば、送信機１００は図９（Ａ）のパルス波（矩形波）に示すように特定の符号パターンを与えた送信波を発信する。
図９（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、復調器２３０および受信器２２０は各波に対して送信波が有する符号パターンとの相互相関を取ってパルス圧縮を行う。パルス圧縮により、図９（Ｃ）のパルス波（三角波）に示すように送信波と符号パターンが相関する直接波および反射波の信号部分のみが大きな振幅として現れる。
遅延時間検出器２４０は大きな振幅を有する信号部分（例えば、所定の閾値より振幅が大きい信号部分）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
【００４７】
図１０は、実施の形態２におけるチャープ圧縮時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図である。
例えば、送信機１００は図１０（Ａ）のパルス波（正弦波）に示すように特定の周波数パターンを与えた送信波を発信する。
図１０（Ｂ）のパルス波に示すように直接波と反射波と共に不要波ａと不要波ｂとが受信機２００に到達した場合、復調器２３０および受信器２２０は各波に対して送信波が有する周波数パターンとの相互相関を取ってチャープ圧縮を行う。チャープ圧縮により、図１０（Ｃ）のパルス波（正弦波）に示すように送信波と周波数パターンが相関する直接波および反射波の信号部分のみが大きな振幅として現れる。
遅延時間検出器２４０は大きな振幅を有する信号部分（例えば、所定の閾値より振幅が大きい信号部分）を混成波から抽出し、抽出したもののうち時刻（直接波：ｔ２、反射波：ｔ３）が早い方であり、振幅（電磁波の強度・電力）が大きい方を直接波、もう一方を反射波と識別し、直接波の時刻（ｔ２）から反射波の時刻（ｔ３）までの時間（ｔ３−ｔ２）を直接波と反射波との遅延時間差として算出する。
【００４８】
実施の形態２における遅延時間検出装置１９９は、送信機１００が電磁波に特定のパルス圧縮と特定のチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調を行って電磁波を送信波として発信し、受信機２００が送信機１００が変調に利用した圧縮を利用して混成波を復調して直接波と反射波とを混成波から識別することを特徴とする。
【００４９】
以上のように、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９は、送信機１００が送信波にパルス圧縮用の符号を付加し、受信機２００が受信波を復調する際にパルス圧縮を行うことによって、送信側での送信電力を低下させつつ、受信側でのＳ／Ｎを稼ぐことができる。つまり、送信機１００の送信波の電力が小さくても受信機２００が直接波と反射波とを識別することができるため、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９は、実施の形態１における遅延時間検出装置１９９の効果に加え、秘匿性を向上することができる。また、実施の形態２における遅延時間検出装置１９９はチャープ圧縮を用いてもパルス圧縮を用いた場合と同様に秘匿性を向上することができる。
【００５０】
実施の形態３．
実施の形態３では、受信機が送信機との位置関係と送信機による送信波の発信方向とに基づいて直接波の到来方向と反射波の到来方向とを推定し、推定した方向から到来する電磁波を受信する受信制御を行う形態について説明する。
実施の形態３における送信波に特定の変化を与える方法や直接波と反射波とを識別する方法や直接波と反射波との遅延時間差を算出する方法や目標物との距離・目標物の位置を特定する方法などは実施の形態１や実施の形態２と同様である。
以下、実施の形態１や実施の形態２と異なる事項を中心に説明し、説明しない事項は実施の形態１や実施の形態２と同様であるものとする。
【００５１】
図１１は、実施の形態３における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図である。
図１１において、実施の形態３における遅延時間検出装置１９９は送信機１００が送信アンテナ制御装置１６０、ＧＰＳ受信器１７０（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、情報伝達装置１８０を有し、受信機２００が受信アンテナ制御装置２６０、ＧＰＳ受信器２７０、情報伝達装置２８０を有する点を特徴とする。変調器１３０は実施の形態２と同様にＳ／Ｎ改善機能付き変調器１４０であってもよい。
送信アンテナ制御装置１６０は所定の時刻（時間帯）において所定の方向に送信波を発信する送信ビーム制御を行い、受信アンテナ制御装置２６０は特定の時刻（時間帯）に特定の方向から到来する電磁波を受信する受信ビーム制御を行う。例えば、送信アンテナ制御装置１６０は送信アンテナ１１０のアンテナ方向や送信アンテナ１１０における各アンテナ部分の送信特性などを制御することにより、送信ビーム制御を行い、受信アンテナ制御装置２６０は受信アンテナ２１０のアンテナ方向や受信アンテナ２１０における各アンテナ部分の受信特性などを制御することにより、受信ビーム制御を行う。
ＧＰＳ受信器１７０およびＧＰＳ受信器２７０はＧＰＳを利用して自機の位置を測位する。但し、送信機１００および受信機２００はその他の測位装置（例えば、ジャイロを用いた測位装置）を用いて自機の位置を測位してもよい。
情報伝達装置１８０（通信器）および情報伝達装置２８０（通信器）は有線または無線によりデータ通信を行う通信装置である。
【００５２】
送信機１００において、情報伝達装置１８０は、送信アンテナ１１０が送信波を発信する前に、ＧＰＳ受信器１７０が測位した送信機１００の存在する位置（送信機１００が送信波を送信する位置）と送信アンテナ制御装置１６０が送信ビーム制御により送信アンテナ１１０に送信波を発信させる方向・時刻を受信機２００の情報伝達装置２８０に送信する。そして、送信アンテナ制御装置１６０が送信ビーム制御により所定の時刻において送信アンテナ１１０に所定の方向に送信波を発信させる。
受信機２００において、情報伝達装置２８０は送信機１００の情報伝達装置１８０から送信機１００の存在する位置と送信機１００が送信波を発信する方向および時刻とを受信する。次に、受信アンテナ制御装置２６０はＧＰＳ受信器２７０が測位した受信機２００の存在する位置（受信機２００が直接波および反射波を受信する位置）と情報伝達装置２８０が受信した送信機１００の存在する位置および送信機１００が送信波を発信する方向・時刻に基づいて直接波および反射波が到来する方向・時刻を算出する。そして、受信アンテナ制御装置２６０は算出した時刻に算出した方向から到来する電磁波（混成波）を受信するように受信アンテナ２１０に対して受信ビーム制御を行う。
例えば、送信機１００が北、受信機２００が南に位置し、送信機１００が南西の方向に送信波を発信する場合、受信アンテナ制御装置２６０は北および北西から到来する電磁波を受信するように受信アンテナ２１０に対して受信ビーム制御を行う。
以下、受信機２００は受信ビーム制御により受信した混成波に対して、実施の形態１や実施の形態２と同様にして、直接波と反射波とを識別し、直接波と反射波との遅延時間差を算出し、目標物３００との距離・目標物３００の位置を特定する。
【００５３】
実施の形態３において、受信機２００は情報伝達装置２８０が情報伝達装置１８０と通信することにより送信機１００の存在する位置と送信機１００が送信波を発信する方向および時刻とを取得するように説明したが、送信機１００が送信波を発信する位置、方向・時刻を予め定めておき、受信機２００は定められた情報を予め記憶機器に記憶しておき、予め記憶されている情報に基づいて受信ビーム制御を行ってもよい。
【００５４】
実施の形態３における遅延時間検出装置１９９は、送信機１００が所定の位置において所定の方向に送信波を発信し、受信機２００が自受信機の位置と送信機１００の所定の位置と送信機１００が送信波を発信する所定の方向とに基づく特定の方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信することを特徴とする。
【００５５】
以上のように、実施の形態３における遅延時間検出装置１９９は、受信機２００が、送信機１００が送信波を送信する前に送信機１００の位置、送信波の送信時間及び送信ビーム方位を入手して受信ビームを所望の方位に制御することにより、効率良く電波を受信できる。
【００５６】
前記実施の形態１では以下のような遅延時間検出装置１９９について説明した。
遅延時間検出装置１９９は独立したプラットフォームに搭載された以下のような送信機１００と受信機２００とを有する。送信機１００は送信アンテナ１１０、送信器１２０、送信波を振幅変調または周波数変調または位相変調するための変調器１３０を備える。受信機２００は送信機１００からの直接波及び目標からの反射波を受信する受信アンテナ２１０、受信アンテナで受信した直接波と反射波とが含まれる混成波を混成信号に変換する受信器２２０、混成信号を復調する復調器２３０、復調された直接波と反射波とが含まれる混成信号から直接波と反射波を識別して直接波と反射波との遅延時間差を検出する遅延時間検出器２４０を備える。
【００５７】
前記実施の形態２では以下のような遅延時間検出装置１９９について説明した。
遅延時間検出装置１９９は独立したプラットフォームに搭載された以下のような送信機１００と受信機２００とを有する。送信機１００は送信アンテナ１１０、送信器１２０、送信波をパルス圧縮あるいは直線周波数変調によるチャープ圧縮するために送信波を変調するための変調器Ｓ／Ｎ改善機能付き変調器１４０を備える。受信機２００は送信機１００からの直接波及び目標からの反射波を受信する受信アンテナ２１０、受信アンテナ２１０で受信した直接波と反射波とが含まれる混成波を混成信号に変換する受信器２２０、混成信号をパルス圧縮あるいはチャープ圧縮で復調する復調器２３０、復調された直接波と反射波とが含まれる混成信号から直接波と反射波を識別して直接波と反射波との遅延時間差を検出する遅延時間検出器２４０を備える。
【００５８】
前記実施の形態３では以下のような遅延時間検出装置１９９について説明した。
遅延時間検出装置１９９は独立したプラットフォームに搭載された以下のような送信機１００と受信機２００とを有する。送信機１００は送信アンテナ１１０、送信ビーム制御を行う送信アンテナ制御装置１６０、送信器１２０、実施の形態１における変調器１３０または実施の形態２におけるＳ／Ｎ改善機能付き変調器１４０、位置情報を入手するためのＧＰＳ受信器１７０、受信機２００との間で情報を伝達する情報伝達装置１８０を備える。受信機２００は直接波及び目標からの反射波を受信する受信アンテナ２１０、受信ビーム制御を行う受信アンテナ制御装置２６０、受信アンテナ２１０で受信した直接波と反射波が含まれる混成波を混成信号に変換する受信器２２０、実施の形態１または実施の形態２における復調器２３０、復調された直接波と反射波とが含まれる混成信号から直接波と反射波を識別して直接波と反射波との遅延時間差を検出する遅延時間検出器２４０、位置情報を入手するためのＧＰＳ受信器２７０、送信機１００との間で情報を伝達する情報伝達装置２８０を備える。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施の形態１における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図。
【図２】送信機１００と受信機２００と目標物３００との位置関係を示す図。
【図３】実施の形態１における送信機１００および受信機２００のハードウェア資源の一例を示す図。
【図４】実施の形態における遅延時間検出装置１９９の遅延時間検出方法を示す遅延時間検出処理のフローチャート。
【図５】実施の形態１における振幅変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図。
【図６】実施の形態１における周波数変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示した図。
【図７】実施の形態１における位相変調時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示した図。
【図８】実施の形態２における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図。
【図９】実施の形態２におけるパルス圧縮時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図。
【図１０】実施の形態２におけるチャープ圧縮時の送信波と混成波と遅延時間差との関係を示す図。
【図１１】実施の形態３における遅延時間検出装置１９９の構成を示すブロック図。
【図１２】特許文献１に開示されたパッシブレーダ装置。
【符号の説明】
【００６０】
１００ 送信機、１１０ 送信アンテナ、１２０ 送信器、１３０ 変調器、１４０ Ｓ／Ｎ改善機能付き変調器、１６０ 送信アンテナ制御装置、１７０ ＧＰＳ受信器、１８０ 情報伝達装置、１９９ 遅延時間検出装置、２００ 受信機、２１０ 受信アンテナ、２２０ 受信器、２３０ 復調器、２４０ 遅延時間検出器、２５０ 目標探知器、２６０ 受信アンテナ制御装置、２７０ ＧＰＳ受信器、２８０ 情報伝達装置、３００ 目標物、８１３ 送信源、８１４ 目標、８１５ アンテナ装置、８１６ 受信装置、８１７ 方位推定装置、８１８ 信号分離装置、８１９ 相関処理装置、８２０ 積分処理装置、８２１ 目標検出装置、８２２ 表示装置、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機と、
前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信し、前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出する受信機と
を有することを特徴とする遅延時間検出装置。
【請求項２】
前記送信機は電磁波の振幅に特定の変化を与える特定の振幅変調と電磁波の周波数に特定の変化を与える特定の周波数変調と電磁波の位相に特定の変化を与える特定の位相変調との少なくともいずれかの変調を行って電磁波を送信波として発信し、
前記受信機は前記送信機が変調により送信波に与えた振幅の特定の変化と周波数の特定の変化と位相の特定の変化との少なくともいずれかの特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別する
ことを特徴とする請求項１記載の遅延時間検出装置。
【請求項３】
前記送信機は変調して信号に特定の変化を与え、特定の変化を与えた信号を電磁波に変換して電磁波の振幅と電磁波の周波数と電磁波の位相との少なくともいずれかに前記特定の変化に相当する変化を与え、前記特定の変化に相当する変化を与えた電磁波を送信波として発信し、
前記受信機は受信した混成波を信号に変換し、混成波の信号を復調して特定の変化を有する直接波の信号と反射波の信号とを混成波の信号から識別する
ことを特徴とする請求項２記載の遅延時間検出装置。
【請求項４】
前記送信機は電磁波に特定のパルス圧縮と特定のチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調を行って電磁波を送信波として発信し、
前記受信機は前記送信機が変調に利用した圧縮を利用して混成波を復調して直接波と反射波とを混成波から識別する
ことを特徴とする請求項１記載の遅延時間検出装置。
【請求項５】
前記送信機は所定の位置において所定の方向に送信波を発信し、
前記受信機は自受信機の位置と前記送信機の所定の位置と前記送信機が送信波を発信する所定の方向とに基づく特定の方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の遅延時間検出装置。
【請求項６】
前記送信機は送信波の発信前に自送信機が存在する位置と送信波を発信する方向とを前記受信機に通信し、
前記受信機は自受信機が存在する位置と前記送信機から通信された前記送信機が存在する位置と前記送信機から通信された前記送信波が送信波を発信する方向とに基づいて混成波が到来する方向を算出し、算出した方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の遅延時間検出装置。
【請求項７】
送信機が変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信し、
受信機が前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信し、前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出する
ことを特徴とする遅延時間検出方法。
【請求項８】
変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信する受信器と、
前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを前記受信器が受信した混成波から識別する識別器と、
前記識別器の識別結果に基づいて直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出する遅延時間検出器と
を備えることを特徴とする遅延時間検出機。
【請求項９】
前記受信器は電磁波の振幅に特定の変化を与える特定の振幅変調と電磁波の周波数に特定の変化を与える特定の周波数変調と電磁波の位相に特定の変化を与える特定の位相変調との少なくともいずれかの変調を行って電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、反射波と直接波と不要波とが含まれる混成波を受信し、
前記識別器は前記送信機が変調により送信波に与えた振幅の特定の変化と周波数の特定の変化と位相の特定の変化との少なくともいずれかの特定の変化を有する直接波と反射波とを前記受信器が受信した混成波から識別する
ことを特徴とする請求項８記載の遅延時間検出機。
【請求項１０】
前記遅延時間検出機は、さらに、変調された信号を復調する復調器を備え、
前記受信器は変調して信号に特定の変化を与え、特定の変化を与えた信号を電磁波に変換して電磁波の振幅と電磁波の周波数と電磁波の位相との少なくともいずれかに前記特定の変化に相当する変化を与え、前記特定の変化に相当する変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、反射波と直接波と不要波とが含まれる混成波を受信し、受信した混成波を信号に変換し、
前記復調器は前記受信器の変換した混成波の信号を復調し、
前記識別器は特定の変化を有する直接波の信号と反射波の信号とを前記復調器が復調した混成波の信号から識別する
ことを特徴とする請求項９記載の遅延時間検出機。
【請求項１１】
前記遅延時間検出機は、さらに、変調された信号を復調する復調器を備え、
前記受信器は電磁波に特定のパルス圧縮と特定のチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調を行って電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、反射波と直接波と不要波とが含まれる混成波を受信し、
前記復調器は前記送信機が変調に利用した圧縮を利用して前記受信器が受信した混成波を復調し、
前記識別器は直接波と反射波とを前記復調器が復調した混成波から識別する
ことを特徴とする請求項８記載の遅延時間検出機。
【請求項１２】
前記受信器は自受信機の位置と前記送信機の所定の位置と前記送信機が送信波を発信する所定の方向とに基づく特定の方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信する
ことを特徴とする請求項８〜請求項１１いずれかに記載の遅延時間検出機。
【請求項１３】
前記遅延時間検出機は、さらに、前記送信機が送信波の発信前に通信する前記送信機の存在する位置と送信波を発信する方向とを受信する通信器を備え、
前記受信器は自受信機が存在する位置と前記通信器が受信した前記送信機の存在する位置と前記通信器が受信した前記送信波の送信波を発信する方向とに基づいて混成波が到来する方向を算出し、算出した方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信する
ことを特徴とする請求項８〜請求項１１いずれかに記載の遅延時間検出機。
【請求項１４】
変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信器に受信させる受信処理と、
前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを前記受信器が受信した混成波から識別器に識別させる識別処理と、
前記識別器の識別結果に基づいて直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として遅延時間検出器に算出させる遅延時間検出処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする遅延時間検出プログラム。
【請求項１】
変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機と、
前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信し、前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出する受信機と
を有することを特徴とする遅延時間検出装置。
【請求項２】
前記送信機は電磁波の振幅に特定の変化を与える特定の振幅変調と電磁波の周波数に特定の変化を与える特定の周波数変調と電磁波の位相に特定の変化を与える特定の位相変調との少なくともいずれかの変調を行って電磁波を送信波として発信し、
前記受信機は前記送信機が変調により送信波に与えた振幅の特定の変化と周波数の特定の変化と位相の特定の変化との少なくともいずれかの特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別する
ことを特徴とする請求項１記載の遅延時間検出装置。
【請求項３】
前記送信機は変調して信号に特定の変化を与え、特定の変化を与えた信号を電磁波に変換して電磁波の振幅と電磁波の周波数と電磁波の位相との少なくともいずれかに前記特定の変化に相当する変化を与え、前記特定の変化に相当する変化を与えた電磁波を送信波として発信し、
前記受信機は受信した混成波を信号に変換し、混成波の信号を復調して特定の変化を有する直接波の信号と反射波の信号とを混成波の信号から識別する
ことを特徴とする請求項２記載の遅延時間検出装置。
【請求項４】
前記送信機は電磁波に特定のパルス圧縮と特定のチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調を行って電磁波を送信波として発信し、
前記受信機は前記送信機が変調に利用した圧縮を利用して混成波を復調して直接波と反射波とを混成波から識別する
ことを特徴とする請求項１記載の遅延時間検出装置。
【請求項５】
前記送信機は所定の位置において所定の方向に送信波を発信し、
前記受信機は自受信機の位置と前記送信機の所定の位置と前記送信機が送信波を発信する所定の方向とに基づく特定の方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の遅延時間検出装置。
【請求項６】
前記送信機は送信波の発信前に自送信機が存在する位置と送信波を発信する方向とを前記受信機に通信し、
前記受信機は自受信機が存在する位置と前記送信機から通信された前記送信機が存在する位置と前記送信機から通信された前記送信波が送信波を発信する方向とに基づいて混成波が到来する方向を算出し、算出した方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の遅延時間検出装置。
【請求項７】
送信機が変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信し、
受信機が前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信し、前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを混成波から識別し、直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出する
ことを特徴とする遅延時間検出方法。
【請求項８】
変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信する受信器と、
前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを前記受信器が受信した混成波から識別する識別器と、
前記識別器の識別結果に基づいて直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として算出する遅延時間検出器と
を備えることを特徴とする遅延時間検出機。
【請求項９】
前記受信器は電磁波の振幅に特定の変化を与える特定の振幅変調と電磁波の周波数に特定の変化を与える特定の周波数変調と電磁波の位相に特定の変化を与える特定の位相変調との少なくともいずれかの変調を行って電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、反射波と直接波と不要波とが含まれる混成波を受信し、
前記識別器は前記送信機が変調により送信波に与えた振幅の特定の変化と周波数の特定の変化と位相の特定の変化との少なくともいずれかの特定の変化を有する直接波と反射波とを前記受信器が受信した混成波から識別する
ことを特徴とする請求項８記載の遅延時間検出機。
【請求項１０】
前記遅延時間検出機は、さらに、変調された信号を復調する復調器を備え、
前記受信器は変調して信号に特定の変化を与え、特定の変化を与えた信号を電磁波に変換して電磁波の振幅と電磁波の周波数と電磁波の位相との少なくともいずれかに前記特定の変化に相当する変化を与え、前記特定の変化に相当する変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、反射波と直接波と不要波とが含まれる混成波を受信し、受信した混成波を信号に変換し、
前記復調器は前記受信器の変換した混成波の信号を復調し、
前記識別器は特定の変化を有する直接波の信号と反射波の信号とを前記復調器が復調した混成波の信号から識別する
ことを特徴とする請求項９記載の遅延時間検出機。
【請求項１１】
前記遅延時間検出機は、さらに、変調された信号を復調する復調器を備え、
前記受信器は電磁波に特定のパルス圧縮と特定のチャープ圧縮との少なくともいずれかの圧縮を利用する変調を行って電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、反射波と直接波と不要波とが含まれる混成波を受信し、
前記復調器は前記送信機が変調に利用した圧縮を利用して前記受信器が受信した混成波を復調し、
前記識別器は直接波と反射波とを前記復調器が復調した混成波から識別する
ことを特徴とする請求項８記載の遅延時間検出機。
【請求項１２】
前記受信器は自受信機の位置と前記送信機の所定の位置と前記送信機が送信波を発信する所定の方向とに基づく特定の方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信する
ことを特徴とする請求項８〜請求項１１いずれかに記載の遅延時間検出機。
【請求項１３】
前記遅延時間検出機は、さらに、前記送信機が送信波の発信前に通信する前記送信機の存在する位置と送信波を発信する方向とを受信する通信器を備え、
前記受信器は自受信機が存在する位置と前記通信器が受信した前記送信機の存在する位置と前記通信器が受信した前記送信波の送信波を発信する方向とに基づいて混成波が到来する方向を算出し、算出した方向から電磁波を受信するように受信制御を行って混成波を受信する
ことを特徴とする請求項８〜請求項１１いずれかに記載の遅延時間検出機。
【請求項１４】
変調して特定の変化を与えた電磁波を送信波として発信する送信機からの送信波に対して、前記送信機の発信した送信波が目標物で反射した反射波と前記送信機の発信した送信波が目標物で反射せずに直接到達した直接波と前記送信機の発信した送信波に基づく反射波および直接波以外の不要波とが含まれる混成波を受信器に受信させる受信処理と、
前記送信機が変調により送信波に与えた特定の変化を有する直接波と反射波とを前記受信器が受信した混成波から識別器に識別させる識別処理と、
前記識別器の識別結果に基づいて直接波の受信時刻から反射波の受信時刻までの時間を目標物との距離を特定する情報として遅延時間検出器に算出させる遅延時間検出処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする遅延時間検出プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
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【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１５１６６０（Ｐ２００８−１５１６６０Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４０３２０（Ｐ２００６−３４０３２０）
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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