障害物検知レーダシステム
【課題】 レーダ送受信機の分解能を仮想的に細かくする。
【解決手段】 レーダ送受信機１０は、水平広ビームアンテナから、複数の検出反射体２ａ〜２ｅを包含する広範囲の空間に放射されるレーダ波である送信波３を送信する。また、垂直偏波受信用と水平偏波受信用の２種類の受信アンテナと、これら受信アンテナを交互に切り替える為のスイッチを備える。一方、各検出反射体２ａ〜２ｅは、同一偏波用と異偏波用の２種類を交互に設置し且つ同一種類同士はレーダ送受信機１０の距離分解能によって決定される最小間隔以上の間隔となるようにしてある。上記送信波３が水平偏波の偏波送信波である場合には、同一偏波用は水平偏波、異偏波用は垂直偏波を反射波としてレーダ送受信機１０に返す。上記スイッチを交互に切り替えることで、レーダ送受信機１０は、送信波３送信毎に、同一偏波用と異偏波用の何れか一方からの反射波による受信信号のみを入力する。
【解決手段】 レーダ送受信機１０は、水平広ビームアンテナから、複数の検出反射体２ａ〜２ｅを包含する広範囲の空間に放射されるレーダ波である送信波３を送信する。また、垂直偏波受信用と水平偏波受信用の２種類の受信アンテナと、これら受信アンテナを交互に切り替える為のスイッチを備える。一方、各検出反射体２ａ〜２ｅは、同一偏波用と異偏波用の２種類を交互に設置し且つ同一種類同士はレーダ送受信機１０の距離分解能によって決定される最小間隔以上の間隔となるようにしてある。上記送信波３が水平偏波の偏波送信波である場合には、同一偏波用は水平偏波、異偏波用は垂直偏波を反射波としてレーダ送受信機１０に返す。上記スイッチを交互に切り替えることで、レーダ送受信機１０は、送信波３送信毎に、同一偏波用と異偏波用の何れか一方からの反射波による受信信号のみを入力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検知レーダシステムに係わり、特に、レーダによる障害物の監視、侵入監視等の物体検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダを用いた障害物の検知技術としては、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載のレーダ送受信装置は、角度制御信号θ１、θ２、・・・θm、・・・θn-m、・・・θｎによって送受信アンテナの走査角度を順次変えつつ、送受信アンテナから電波を送信する。角度θmの方向には他のレーダ送受信装置が設置されており、角度θn-mの方向には反射板が設置されている。他のレーダ送受信装置からの送信電波又は反射板からの反射電波は、自己診断機能に用いられ、送受信アンテナが角度θm又は角度θn-mのときに電波受信すれば、正常動作していると判定する。送受信アンテナの角度が、角度θm、θn-m以外の角度のときに反射電波を受信した場合には、障害物がある状態であると判定する。
【０００３】
また、特許文献２に記載の技術においても、アンテナを走査しながらレーダ波を送信する。すなわち、常時、アンテナを水平面に走査展開しながら、収束したレーダ波を踏切全体に送信する。そして、リフレクタやマーカや踏切内の障害物からの反射波のデータを処理して、装置が正常動作しているか否かを確認したり、障害物の有無と大きさを認識する。
そして、この特許文献２では、レーダ装置を利用して検出された障害物データにチェックコードを付加して外部の入出力制御装置に出力することにより、入出力制御装置の側で障害物データの正常性を確認可能にしている。
【特許文献１】特開２００１−３２５６９０号公報
【特許文献２】特開２００２−３７０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１，２の技術では、アンテナを走査しなければならない。すなわち、鋭い指向性を持ったアンテナの角度を順次変えていく為の構成が必要となる。
また、反射板付近に不要物体などが存在すると、反射板からの反射電力以外に不要物体からの反射電力が混在して検出される。不要物体が不安定な場合は、振動、風などのわずかな変位でＲＣＳレベルが変動することになる。そして、本来の反射板からの反射波よりも大きいＲＣＳレベルの変動があると障害物分離性能（すなわち障害物の有無の判定精度）が劣化し、また不要物体からの反射波の検出レベルの変動による誤検知（監視対象領域に障害物が存在しないにも関わらず、不要物体からの反射波の検出レベル変動により障害物が存在すると誤認する）等、障害物の検知に支障をきたすといった問題があった。
【０００５】
この様な問題に対して、本出願の出願人は、既に、特願2004-323417号（以下、先願と呼ぶ）に記載の技術を提案している。
この先願の発明では、例えば図２１に示すように、障害物検知対象領域（踏切１０１内等）を挟んで一方に（図上左側）一つのレーダ送受信機１１０を設置し、他方に（図上右側）に複数の検出反射体１３０を配置している。図示の例では、踏切１０１の長手方向（人や車等が踏切を渡るときの移動方向）に沿って複数の検出反射体１３０を配列し、踏切１０１を挟んで反対側にレーダ送受信機１１０を設置している。レーダ送受信機１１０は、水平広ビームアンテナ１１１を備えており、この水平広ビームアンテナ１１１から送信波１２１を送信する。水平広ビームアンテナ１１１は、広い水平面指向性（広いビーム幅）を持たせたアンテナであり、送信波１２１は、図示の様に、上記複数の検出反射体１３０を包含する広範囲の空間に放射されるレーダ波となる。
【０００６】
この構成では、障害物検知領域内に障害物が存在しない場合には、水平広ビームアンテナ１１１から送信波１２１を一回送信する毎に、全ての検出反射体１３０から各々、反射波１２２が返されてくるが、各検出反射体１３０（検出反射体ａ〜ｆ）から水平広ビームアンテナ１１１までの距離は、全て異なっているので（Ｒ１〜Ｒ６）、当然、送信波１２１の送信から各反射波１２２を受信するまでの時間（往復所要時間）も全て異なるので、この往復所要時間によって、各反射波１２２がどの検出反射体１３０からの反射波であるのかを区別できる。すなわち、上記各検出反射体１３０毎の往復所要時間に合わせて、レーダ送受信機１１０における各受信波１２２の検出タイミングを設定すればよい。
【０００７】
これより、レーダ送受信機１１０では、任意のタイミングで上記送信波１２１を放射してから、各検出反射体１３０に対応する往復所要時間に応じたタイムスロット毎に、各反射波１２２の受信電力の変動判定を順次実行する（このような処理を、“時分割で処理する”というものとする）。もし、任意の検出反射体１３０との間に障害物（人間、バイク、車等）が存在する場合には、この検出反射体１３０からの反射波１２２が障害物によって遮断される為、受信電力が低下し、所定の閾値レベル以下となることから、障害物があることを検知できる。
【０００８】
また、先願の特徴は上記検出反射体１３０とアンテナにある。まず、先願におけるレーダ送受信機１１０の送信アンテナは、水平偏波の偏波送信波を送信する。一方、受信アンテナは、垂直偏波の偏波受信波を受信する垂直偏波受信アンテナである。そして、検出反射体１３０は、水平偏波の偏波送信波を垂直偏波の偏波受信波として反射する機能を備えている。これにより、もし検出反射体１３０以外の何らかの構造物から反射があっても、それは水平偏波の偏波受信波であるので、垂直偏波受信アンテナによる受信電力レベルは非常に低いので、影響されないことになる。
【０００９】
ここで、図２１に示す、隣り合う二つの検出反射体１３０の配列間隔ΔＧは、レーダ送受信機１１０の距離分解能によって、その最小間隔が決定される。すなわち、各検出反射体１３０のレーダ送受信機１１０（水平広ビームアンテナ１１１）に対する距離Ｒ１〜Ｒ６の差ΔＲ（たとえばＲ１とＲ２との差）が、レーダ送受信機１１０の距離分解能よりも大きくなるように、配列間隔ΔＧを設定する必要がある。換言すれば、配列間隔ΔＧは、レーダ送受信機１１０の距離分解能によって決定される所定値（最小間隔）Ｚより大きくする必要がある。検出反射体１３０の配列間隔ΔＧを、上記所定値Ｚよりも小さくすると、以下に述べる問題が生じるからである。尚、所定値Ｚは、全ての検出反射体間について同一の値となるわけではない。例えば検出反射体ｅ−ｆ間の所定値Ｚと検出反射体ｄ−ｅ間の所定値Ｚとは、異なる値となる。
【００１０】
図２２（ａ）、（ｂ）に、図２１における検出反射体ｅ，ｆを例にして、これら検出反射体ｅ，ｆからの反射波による受信信号を示す。検出反射体ｅまでの距離Ｒ２と検出反射体ｆまでの距離Ｒ１は、Ｒ１＜Ｒ２であるので、まず送信から受信までの時間ｔ１のタイミングで検出反射体ｆからの受信信号があり、その後、送信から受信までの時間ｔ２のタイミングで検出反射体ｅからの受信信号がある。
【００１１】
検出反射体１３０の配列間隔ΔＧが、上記所定値Ｚよりも大きければ、隣り合う二つの検出反射体ｅ，ｆからの反射波による受信信号は、図２２（ａ）に示すように正常な状態である。つまり、図示の“山”が２つある状態となる。そして、レーダ送受信機１１０と検出反射体ｅ又はｆとの間の何処かに障害物がある場合には、時間ｔ１又はｔ２における受信電力は大幅に減少するので、所定の閾値と比較することで、レーダ送受信機１１０と検出反射体ｅ又はｆとの間に障害物があることを検知できる。
【００１２】
一方、もし、検出反射体１３０の配列間隔ΔＧを、上記所定値Ｚよりも小さくすると、図２２（ｂ）に示すように、隣り合う二つの検出反射体ｅ，ｆからの反射波による受信信号が重複して１つの“山”となってしまう。この為、遮断検知を正常に行えなくなる。
よって、上記の通り、検出反射体１３０の配列間隔ΔＧは、上記所定値Ｚよりも大きくしなければならない。
【００１３】
しかしながら、障害物が小さなもの（人間等）である場合、すなわち図２３に示すように、障害物１０２が検出反射体１３０の配列間隔ΔＧの間に収まるような小さなものであるときには、反射波を遮断しないので、“障害物無し”と誤判定してしまうという問題が生じる。
【００１４】
本発明の課題は、検出反射体の配置間隔をレーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔未満としても問題なく遮断検知できるようにすることで、小さな障害物であっても検知し易くする障害物検知レーダシステム等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による第１の障害物検知レーダシステムは、入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、前記レーダ送受信機は、前記第１電波を送信する送信アンテナと、前記第２電波を受信できる第１の受信アンテナと、前記第３電波を受信できる第２の受信アンテナと、該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有するように構成する。
【００１６】
第１の障害物検知レーダシステムでは、該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力する。つまり、１回の測定毎に（第１電波送信毎）、同一偏波反射体からの反射波又は異偏波反射体からの反射波の何れか一方の反射波による受信信号のみを入力する。ここで、上記２種類の反射体のうち同じ種類の反射体同士の設置間隔は、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上としているので、この受信信号は、図２２（ｂ）で説明したような問題は生じない。一方、上記の通り、２種類の反射体を交互に設置しており、隣合う反射体の間隔、すなわち同一偏波反射体と異偏波反射体との間隔は、上記最小間隔よりも狭くできる。よって、受信アンテナを切り替えて測定を２回行えば、実質的に、上記最小間隔よりも狭い間隔で設置された反射体を用いた障害物検知を行えることになる。
【００１７】
尚、異偏波反射体は、例えば、前記第１電波の偏波面を９０°回転させた反射波を返す機能を有する。この反射波が上記第３電波である。よって、上記第１電波が例えば水平偏波の電波である場合には、上記第２電波も水平偏波の電波となるが、上記第３電波は垂直偏波の電波となる。
【００１８】
本発明による第２の障害物検知レーダシステムは、入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、前記レーダ送受信機は、前記第１電波として水平偏波の電波を送信する第１の送信アンテナと、前記第１電波として垂直偏波の電波を送信する第２の送信アンテナと、水平偏波の電波又は垂直偏波の電波の何れか一方のみを受信できる受信アンテナと、該第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとを切り替えて何れか一方から前記第１電波を送信させることで、前記受信アンテナに前記第２電波と第３電波の何れか一方を受信させ、受信した電波の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有するように構成する。
【００１９】
上記第２の障害物検知レーダシステムは、受信アンテナではなく、送信アンテナを交互に切り替えることで、上記第１の障害物検知レーダシステムと同様の機能を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の障害物検知レーダシステム等によれば、検出反射体の配置間隔をレーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔未満としても問題なく遮断検知できるので、小さな障害物であっても検知し易くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態の障害物検知レーダシステム全体の構成を示す図である。
この例では、障害物検知対象領域は、踏切１内であるものとし、本例の障害物検知レーダシステムは、先願と同様に、当該踏切１を挟んで対向するように、レーダ送受信機１０と、複数の検出反射体２ａ〜２ｅが配置されている。検出反射体２ａ〜２ｅは、踏切１の上記長手方向に沿って設置される。
【００２２】
レーダ送受信機１０は、上記先願と同様に、送信アンテナとして水平広ビームアンテナを備えており、少なくとも全ての検出反射体２ａ〜２ｅを含む領域をレーダ覆域とする、水平方向に広いビーム幅の送信波を送信する。よって、この送信波は、全ての検出反射体２ａ〜２ｅに届く。そして、ここでは、この送信波は、水平偏波の偏波送信波３であるものとする。勿論、垂直偏波の偏波送信波を送信してもよいが、ここでは、水平偏波の偏波送信波３を送信するものとする。
【００２３】
レーダ送受信機１０（そのレーダ信号処理制御部１４）は、先願と同様、任意のタイミングで上記送信波３を放射してから、各検出反射体２ａ〜２ｅに対応する往復所要時間に応じたタイムスロット毎に、各反射波（垂直偏波の偏波受信波４ｏｒ水平偏波の偏波受信波５）による受信電力の変動判定を実行する（このような処理を、“時分割で処理する”というものとする）。もし、任意の検出反射体との間に障害物（人間、バイク、車等）が存在する場合には、この検出反射体からの反射波が障害物によって遮断される為、受信電力が低下し、所定の閾値レベル以下となることから、障害物があることを検知できる。
ここで、本例では、先願とは異なり、検出反射体は２種類あり、この２種類の検出反射体を交互に設置する。すなわち、例えば図示の検出反射体２ｂ、２ｄは、上記先願の検出反射体１３０に相当するものであり（以下、異偏波用の検出反射体と呼ぶ）、入射波の偏波面を９０°回転させて反射するものである。よって、検出反射体２ｂ、２ｄは、上記水平偏波の偏波送信波３に対する反射波として垂直偏波の偏波受信波４をレーダ送受信機１０に返す。勿論、垂直偏波の偏波送信波に対しては水平偏波の偏波受信波を返す。
【００２４】
一方、検出反射体２ａ、２ｃ、２ｅは、既存のリフレクタであり（以下、同一偏波用の検出反射体と呼ぶ）、上記水平偏波の偏波送信波３に対する反射波として水平偏波の偏波受信波５を返す。勿論、垂直偏波の偏波送信波に対しては垂直偏波の偏波受信波を返す。そして、図示の通り、検出反射体を２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの順に設置してある。
【００２５】
レーダ送受信機１０は、後に図３で説明する構成例では、１種類の送信アンテナと、２種類の受信アンテナ（垂直偏波受信アンテナ１１ｃ、水平偏波受信アンテナ１１ｄ）と、スイッチ（ＳＷ）１５を備えており、ＳＷ１５によって上記２種類の受信アンテナの何れか一方を選択して（基本的には交互に選択する）、選択した受信アンテナによる反射波受信信号を入力して、先願と同様、この受信信号レベル（受信電力）と閾値とに基づいて、障害物の有／無を判定する。
【００２６】
上記スイッチ（ＳＷ１５）によって受信アンテナを切り替えることで、１回の測定毎に、上記２種類の検出反射体の何れか一方の種類の検出反射体からの反射波による受信信号のみを入力するので（他方の種類の検出反射体からの反射波による受信信号レベルは非常に低いので、ここでは無いものとして扱う）、同じ種類の検出反射体同士の間隔（異偏波用の検出反射体２ｂと２ｄの間隔ΔＧＴ、あるいは同一偏波用の検出反射体２ａと２ｃ及び２ｃと２ｅの間隔ΔＧＳ）が、上述してあるレーダ送受信機１０の距離分解能によって定められる所定値Ｚ（最小間隔）よりも大きければ、上記図２２（ｂ）で説明した問題は生じない。且つ、各検出反射体の配列間隔ΔＧを、上記所定値Ｚよりも小さくすることができる（例えばＺ／２程度とすることができる）。そして、測定を２回行えば、実質的に、先願よりも短い配列間隔で設置された検出反射体を用いた障害物検知を行えることになる。すなわち、仮想的に、レーダ送受信機の分解能が細かくなる。
【００２７】
従って、検知対象物（障害物）が小さくても、先願よりも検知し易くなる。
尚、レーダ送受信機１０は、後に図５で説明する構成例の様に２種類の送信アンテナを備える構成としてもよい（この場合、受信アンテナは１種類）。この場合も、２種類の送信アンテナをスイッチ１５によって交互に切り替えることで、上記図３の構成と同様、各検出反射体の配列間隔ΔＧを上記所定値Ｚよりも小さくしても問題なく、きめ細かい障害物検知を行うことができる。
【００２８】
尚、レーダ送受信機１０の水平広ビームアンテナ（送信アンテナ）の指向性は、遠方の放射電力を強め、近くなるほど放射電力を弱める、矩形ビームとしてもよい。図１の例で言えば、検出反射体２ａの方向に対しては放射電力を強め、検出反射体２ｅの方向に対しては放射電力を弱めるようにしてもよい。これによって、受信電力レベルをほぼ均等にし、遮断検知の為の閾値を１つのみとすることができる。
【００２９】
以下、上記障害物検知レーダシステムについて、更に詳細に説明する。
まず、図２に、上記レーダ送受信機１０の構成例を示す。
図２に示すレーダ送受信機１０は、スイッチ（ＳＷ）１５を介して送受信アンテナ１１に接続される送信部１２および受信部１３と、レーダ信号処理制御部１４と、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）１７、外部入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１８およびユーザインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１９を備えている。
【００３０】
送受信アンテナ１１は、水平偏波送信アンテナ１１ａ、垂直偏波送信アンテナ１１ｂ、垂直偏波受信アンテナ１１ｃ、水平偏波受信アンテナ１１ｄの４つのアンテナより成る。この４つのアンテナ全てを有する構成としてもよいが、本手法は、この４つのアンテナのうちの何れか３つのアンテナを有する構成とすれば実現できる。すなわち、送受信アンテナ１１は、基本的には、「２種類の送信アンテナ＋１種類の受信アンテナ」又は「１種類の送信アンテナ＋２種類の受信アンテナ」として構成する。後に説明する図３、図５の例では、図３における送受信アンテナ１１は、水平偏波送信アンテナ１１ａ、垂直偏波受信アンテナ１１ｃ、及び水平偏波受信アンテナ１１ｄより成り、図５における送受信アンテナ１１は、水平偏波送信アンテナ１１ａ、垂直偏波送信アンテナ１１ｂ、及び垂直偏波受信アンテナ１１ｃより成る。
【００３１】
図３の例では、スイッチ（ＳＷ）１５によって、垂直偏波受信アンテナ１１ｃと水平偏波受信アンテナ１１ｄの何れか一方が、受信部１３に接続される。そして、送信部１２は、水平偏波送信アンテナ１１ａを介してレーダ波を外部に出力する。受信部１３は、垂直偏波受信アンテナ１１ｃまたは水平偏波受信アンテナ１１ｄを介して、上記送信したレーダ波に対する反射波（偏波受信波４ｏｒ５）による受信信号を入力する。すなわち、水平偏波の電波（偏波受信波）５または垂直偏波の電波（偏波受信波）４による受信信号を選択的に受信する。送信部１２は、一定周期で送信アンテナからレーダ波を出力させるものであり、スイッチ１５は基本的にはこの送信周期（計測周期）に合わせて切り替える。すなわち、任意の計測時に垂直偏波受信アンテナ１１ｃを選択させたら、次の計測時には水平偏波受信アンテナ１１ｄを選択させる。これは、図５の送信アンテナ切り替えの場合にも同様である。
【００３２】
また、図５の例では、スイッチ（ＳＷ）１５によって、水平偏波送信アンテナ１１ａと垂直偏波送信アンテナ１１ｂの何れか一方が、送信部１２に接続される。送信部１２は、水平偏波送信アンテナ１１ａまたは垂直偏波送信アンテナ１１ｂを介してレーダ波を外部に出力させる。受信部１３は、垂直偏波受信アンテナ１１ｃを介して、上記送信したレーダ波に対する反射波（垂直偏波の偏波受信波４）による受信信号を受信する。
【００３３】
レーダ信号処理制御部１４は、送信部１２および受信部１３を制御するとともに、送受信アンテナ１１を介して受信部１３にて検出された偏波受信波４ｏｒ５の受信電力と、予め設定される閾値とに基づいて、送受信アンテナ１１と各検出反射体２ａ〜２ｅとの間に障害物６が存在するか否かを判別する。すなわち、障害物検知対象領域内に障害物が存在するか否かを判別する。また、レーダ信号処理制御部１４は、スイッチ１５を切り替え制御して、上記２種類のアンテナの何れか一方を選択する。
【００３４】
尚、レーダ信号処理制御部１４はＭＰＵ（マイクロプロセッサ）によって実現される。ＭＰＵは、レーダ送受信機１０の全体を制御するものであり、不揮発性メモリ１７に格納されている制御プログラムやデータを読出し・実行することにより、各種処理を実行するものであり、レーダ信号処理制御部１４は当該各種処理機能の一部である。よって、勿論、ＭＰＵによって実行される処理機能は、レーダ信号処理制御部１４の機能に限らず、他にも例えば、レーダ信号処理制御部１４による障害物６の検出結果を、外部入出力インターフェイス１８を介して外部システムに出力する機能等がある。
【００３５】
ユーザインターフェイス１９は、ボタンスイッチ、キーボード、ディスプレイ等で構成され、作業者が、レーダ送受信機１０を操作する場合に用いられる。
以下、図３、図５の構成について更に詳しく説明する。
【００３６】
まず、図３の構成について説明する。図３（ａ）に示す構成は、既に説明した通り、送信アンテナは水平偏波送信アンテナ１１ａを用い、受信アンテナは垂直偏波受信アンテナ１１ｃと水平偏波受信アンテナ１１ｄの何れか一方をスイッチ１５によって交互に選択して用いる。尚、図３におけるレーダシステム本体２０とは、基本的には図２に示す構成のうち送受信アンテナ１１とスイッチ１５を除く全ての構成を意味するが、特に送信部１２、受信部１３、及びレーダ信号処理制御部１４を意味するものとする。これは図５（ａ）においても同様である。
【００３７】
尚、図３（ａ）、図５（ａ）においては、簡単の為、検出反射体は上記異偏波用、同一偏波用を１つづつ示す（図１の検出反射体２ａ、２ｂのみを示す）。よって、アンテナから異偏波用の検出反射体２ｂまでの距離はＲ１、アンテナから同一偏波用の検出反射体２ａまでの距離はＲ２であり（Ｒ１＞Ｒ２）、これら２つの検出反射体は隣り合っており、その配列間隔ΔＧは、上記レーダ送受信機１０の距離分解能に基づいて決定される所定値Ｚよりも小さい（例えばＺ／２程度）ものである。つまり、検出反射体は従来の２倍程度の密度で設置されており、小さな障害物であっても検知し易くなっている。
【００３８】
図４は、図３の構成におけるレーダシステム本体（レーダ信号処理制御部１４）による障害物検知処理のフローチャート図である。また、図３（ｂ）には、受信アンテナの切り替えタイミング、及び２種類の受信アンテナのどちらから受信信号を入力するかを示す。
【００３９】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、レーダ信号処理制御部１４は、自己が生成する基準クロック信号を、スイッチ１５に対して出力しており、スイッチ１５は、基準クロック信号が‘１’になると垂直偏波受信アンテナ１１ｃ側に切り替わり、基準クロック信号が‘０’になると水平偏波受信アンテナ１１ｄ側に切り替わるようになっている。
【００４０】
また、レーダ信号処理制御部１４は、基準クロック信号が‘１’になったとき、及び‘０’になったときに、送信部１２を制御して、水平偏波送信アンテナ１１ａから水平偏波の送信波を出力させる。
【００４１】
まず、レーダ信号処理制御部１４は、基準クロック信号が‘１’になると、送信部１２を制御して、水平偏波送信アンテナ１１ａから水平偏波の送信波を出力させる（ステップＳ１１）。この水平偏波の送信波に対しては、図３（ａ）に示すように、異偏波用の検出反射体２ｂは、垂直偏波の反射波を返し、同一偏波用の検出反射体２ａは水平偏波の反射波を返す。垂直偏波受信アンテナ１１ｃは垂直偏波の電波を受信でき、水平偏波受信アンテナ１１ｄは水平偏波の電波を受信できる。
【００４２】
尚、厳密に言えば、垂直偏波受信アンテナ１１ｃは水平偏波の電波も交差偏波識別度で決まる電力で受信できるが、受信電力レベルが非常に小さいので、図２２（ｂ）の様な問題は生じない為、ここでは水平偏波の電波は受信できないものとして扱う。勿論、これは、水平偏波受信アンテナ１１ｄについても同様である。
【００４３】
そして、ここでは受信アンテナは垂直偏波受信アンテナ１１ｃ側に切り替わっているので、レーダシステム本体２０には、図３（ｂ）に示す通り、垂直偏波の反射波の受信信号のみが入力されることになる（ステップＳ１２）。これより、レーダ信号処理制御部１４は、この１つの受信信号のレベルが、予め設定される閾値以下であるか否かを判定し（ステップＳ１３）、閾値以下であった場合には（ステップＳ１３，ＹＥＳ）、レーダ送受信機１０と異偏波用の検出反射体２ｂとを結ぶ線上の何処かに、障害物があると判定する（ステップＳ１４）。尚、図３（ｂ）に示す通り、水平偏波受信アンテナ１１ｄは検出反射体２ａからの水平偏波の反射波を受信しているが、この受信信号はレーダシステム本体２０には入力されない。
【００４４】
続いて、基準クロック信号が‘０’になると、スイッチ１５が水平偏波受信アンテナ１１ｄ側に切り替わると共に、レーダ信号処理制御部１４は、送信部１２を制御して、水平偏波送信アンテナ１１ａから水平偏波の送信波を出力させる（ステップＳ１５）。そして、この場合には、レーダシステム本体２０には、図３（ｂ）に示す通り、検出反射体２ａからの水平偏波の反射波による受信信号のみが入力されることになり（ステップＳ１６）、レーダ信号処理制御部１４は、この１つの受信信号のレベルが、予め設定される閾値以下であるか否かを判定し（ステップＳ１７）、閾値以下であった場合には（ステップＳ１７，ＹＥＳ）、レーダ送受信機１０と同一偏波用の検出反射体２ａとを結ぶ線上の何処かに、障害物があると判定する（ステップＳ１８）。
【００４５】
このように、反射体２ａ−２ｂ間の間隔が所定値Ｚ未満であっても、何れか一方の反射波のみが受信されるので、２つの受信波の“山”が重なることで区別出来なくなるという問題は生じない。
【００４６】
尚、ここでは分かり易くする為に、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理とステップＳ１５〜Ｓ１８との処理を分けて示してあるが、これら２つの処理に違いはない。同じ処理であっても、スイッチ１５が受信アンテナ１１ｃ、１１ｄの何れを選択しているかによって、レーダ信号処理制御部１４が受け取る受信信号が異なることを示しているだけである。
【００４７】
次に図５の構成例について説明する。図５（ａ）の構成例に対応するレーダ信号処理制御部１４による障害物検知処理のフローチャート図を図６に示す。また、図５（ｂ）には、基準クロックによる送信アンテナの切り替えタイミングを示す。
【００４８】
但し、図６に示す処理は、本質的には、図４の処理と変わらない。レーダ信号処理制御部１４による処理自体は、「送信制御→受信信号のレベル判定による障害物の有無検知」である。ここでは、スイッチ１５が切り替わることによって、使用する送信アンテナが変わることから、図４とは別に示しているだけである。
【００４９】
すなわち、まず、図５（ａ）の構成では、スイッチ１５は、基準クロック信号が‘１’になると垂直偏波送信アンテナ１１ｂ側に切り替わり、基準クロック信号が‘０’になると水平偏波送信アンテナ１１ａ側に切り替わるようになっている。これより、レーダ信号処理制御部１４が基準クロック信号が‘１’になったときに送信制御した場合には垂直偏波送信アンテナ１１ｂから垂直偏波の送信波が出力され（ステップＳ２１）、基準クロック信号が‘０’になったときに送信制御した場合には水平偏波送信アンテナ１１ａから水平偏波の送信波が出力されることになる（ステップＳ２５）。そして、受信アンテナは垂直偏波受信アンテナ１１ｃのみであるので、ステップＳ２１，Ｓ２５の何れの場合にも、垂直偏波の反射波のみが受信できる（ステップＳ２２、２６）。これは、図５（ａ）に示す通り、ステップＳ２１の送信波に対しては同一偏波用の検出反射体２ａによる反射波のみが受信でき、ステップＳ２５の送信波に対しては異偏波用の検出反射体２ｂによる反射波のみが受信できる。
【００５０】
もちろん、アンテナ１１ｃを水平偏波受信アンテナとし、ステップＳ２２およびステップＳ２６で水平偏波の反射波のみを受信するようにしても構わない。
よって、検出反射体２ａ−２ｂ間の間隔が所定値Ｚ（最小間隔）未満であっても、何れか一方の反射波のみが受信されるので、２つの受信波の“山”が重なることで区別出来なくなるという問題は生じることなく、受信信号のレベルを閾値と比較して障害物の有無を判定する処理を問題なく行える（ステップＳ２３，Ｓ２４又はＳ２７，Ｓ２８）。
【００５１】
図７（ａ）、（ｂ）に、上記図３（ａ）又は図５（ａ）の構成における、レーダシステム本体２０に入力される受信信号の一例を示す。ここでは、検出反射体は、図１における検出反射体２ａ〜２ｄの４つを例にする。図１に示す通り、レーダ送受信機１０から各検出反射体２ａ〜２ｄまでの距離は、検出反射体２ｄが最も近く（Ｒ４）、検出反射体２ａが最も遠い（Ｒ１）。また、検出反射体２ａ，２ｃが同一偏波用、検出反射体２ｂ，２ｄが異偏波用である。尚、図示のｔ１〜ｔ４は、これら距離Ｒ１〜Ｒ４に応じた受信タイミング（送信から受信までに掛かる時間）を意味する。
【００５２】
まず、上記ステップＳ１２又はＳ２６で受信する受信信号は、図７（ａ）に示す通り、異偏波用の検出反射体２ｂ，２ｄによる反射波の受信信号（上記距離Ｒ２、Ｒ４に応じたタイミングｔ２、ｔ４で生じる２つの“山”）のみとなる。同じ種類の検出反射体間の間隔は、レーダ送受信機１０の距離分解能に基づいて決定される所定値Ｚよりも大きいので、図２２（ｂ）のような状態にはならず、問題なくステップＳ１３等による障害物検知の判定が行える。
【００５３】
一方、上記ステップＳ１６又はＳ２２で受信する受信信号は、図７（ｂ）に示す通り、同一偏波用の検出反射体２ａ，２ｃによる反射波の受信信号のみとなり、上記反射体２ｂ、２ｄの場合と同様に、受信信号が重複して１つの“山”となってしまうことはない。
【００５４】
そして、例えば何らかの小さな障害物がレーダ送受信機１０−検出反射体２ｃ間の何処かに居る場合、図７（ａ）のときには検知できないが、図７（ｂ）のときに検知できる。つまり、測定を２回行えば、実質的に、距離分解能による制限を受けずに高い密度で配置された検出反射体によって障害物検知を行える。よって、小さな障害物であっても検知し易くなる。
【００５５】
更に、先願と同様の効果も得られる。すなわち、異偏波用の検出反射体による反射波を受信するときには、他の何らかの反射体による反射波があっても影響されないので、設置環境等に影響されることなく、高精度の障害物検出を実現することができる。
【００５６】
図８に、上記検出反射体の一例、及びその設置例を示す。
図示の検出反射体は、既に先願で示した三面体コーナレフレクタであり、３つの反射面を備えている。検出反射体は、この三つの反射面の交点を通る中心軸を送受信アンテナ１１に向ける姿勢で設置される。送信アンテナから出力される送信電波は、この３つの反射面に順次反射された後、反射波となって送受信アンテナ１１側に戻される。
【００５７】
なお、三面体コーナレフレクタによる電波の反射機能については、たとえば、McGraw-Hill Book Company、１９６１年発行、「Antenna Engineering Handbook second edition」、P17-27、Fig.17-27、等の文献に記載されている。
【００５８】
上記同一偏波用の検出反射体は、この様な既存の三面体コーナレフレクタを用いる。一方、異偏波用の検出反射体は、「水平偏波→垂直偏波」又は「垂直偏波→水平偏波」とする為の構成が加わっており、これについては先願で提案してあるが、後に簡単に説明するものとする。
【００５９】
そして、本例では、図８に示す通り、例えば踏切沿いに存在する縁石２１に各検出反射体を埋め込む。当然、図１で説明したように、同一偏波用の検出反射体と異偏波用の検出反射体とを交互に設置する。検出反射体を踏切上にそのまま置くと、設置位置のずれ等から、距離精度に影響を及ぼすことが起こり得る。検出反射体を縁石２１に埋め込むことによって、この様な問題が生じることなく、且つ検出反射体の設置工事が簡略になる。尚、この例では踏切沿いに存在する縁石２１を用いたが、この例に限らず、何らかの道路境界物（例えば、道路と歩道の間の段差部分等）に埋め込むようにすればよい。
【００６０】
ここで、図１の設置例では、各検出反射体を踏切１の長手方向（図上、縦方向）に沿って設置しているが、踏切１の短手方向（図上、横方向）には設置していない。この為、図１に示す通り、踏切１内の図上左上側のエリアに、障害物検知できない領域が生じる。
【００６１】
この為、踏切１の短手方向にも検出反射体を設置することを考えるが、踏切１の長手方向の場合には既存の縁石２１があるので、これを利用して、縁石２１に検出反射体を埋め込むことで、歩行や車両走行の邪魔にならないように設置できるが、踏切１の短手方向には縁石は無い。検出反射体をそのまま踏切上に設置すると、歩行や車両走行の邪魔になる。
【００６２】
この問題を解決する為に、本例では、図９に示すように、踏切の遮断棒２２にも、各検出反射体２を取り付ける。当然、同一偏波用の検出反射体と異偏波用の検出反射体とを交互に設置する。これにより、踏切の遮断棒２２が下りているときには、図示の通り、踏切１の短手方向に沿って各検出反射体が配置されることになる。尚、踏切の遮断棒２２が上がっているときには、通常、安全に通行できる状態であるので、障害物検知できなくても問題ない。また、遮断棒２２は、縁石２１よりも高い位置にあるが、図１１に示す通り、レーダ送受信機１０の送信アンテナの指向性は、ある程度の高さまで対応できるものであるので、問題はない。
【００６３】
以上述べたように、踏切１の長手方向、短手方向の両方に検出反射体を配置することで、障害物検知できない領域を更に少なくすることができる。尚、これは、当然、踏切の場合に限らず、他の障害物検知対象領域についても同様である。
【００６４】
更に、図１０に示すようにレーダ送受信機１０を２台設置し、踏切１（長方形）の４辺全てに検出反射体を配置することで、踏切内の障害物を殆ど死角無しに検知できるようになる。尚、これは、当然、踏切の場合に限らず、他の障害物検知対象領域についても同様である。尚、図１１には、送信アンテナの指向性を示す。図示の通り、ある程度の高さに設置されたレーダ送受信機１０から、踏切１の反対側の縁石２１に埋め込まれた検出反射体２に向けて、すなわち斜め下方向に向けて、水平広ビーム（例えば水平偏波の偏波送信波３）が送信される。
【００６５】
図１２に、同じ種類の検出反射体間の間隔の決定方法の一例を示す。
図示の例では、検出反射体２ａ〜２ｅを例にし、検出反射体２ａ，２ｃ，２ｅが同一偏波用、検出反射体２ｂ、２ｄが異偏波用である（但し、図１とは配置が異なる）。本例では、既に説明してあるように、同一種類の検出反射体間の配列間隔が、上記所定値Ｚよりも大きくなるように設定する。
【００６６】
ここでは、同一偏波用の検出反射体２ａ，２ｃ，２ｅを例にする。そして、ここでは、レーダ送受信機１０の距離分解能は、０．７５（ｍ）であるとする。そして、障害物検知対象領域は１０（ｍ）×１０（ｍ）のエリアであり、レーダ送受信機１０から検出反射体２ａまでの距離Ｒ１が最も短く、Ｒ１＝１０（ｍ）であるとする。
【００６７】
この場合、まず、レーダ送受信機１０から検出反射体２ｃまでの距離Ｒ２は、１０＋０．７５＝１０．７５（ｍ）以上とする必要がある。ここでは、Ｒ２＝１０．７５（ｍ）とすると、レーダ送受信機１０から検出反射体２ｅまでの距離Ｒ３は、１０．７５＋０．７５＝１１．５（ｍ）以上とする必要がある。
【００６８】
これより、検出反射体２ａ−２ｃ間の最小間隔Ｚ（ΔＧ1）は、１０．７５２＝１０２＋ΔＧ1２より、ΔＧ1＝３．９５≒４となり、検出反射体２ａ−２ｃ間の設置間隔ΔＧ1は、約４（ｍ）以上とする必要がある。検出反射体２ｃ−２ｅ間の最小間隔Ｚ（ΔＧ2）も同様にして求めることで、ΔＧ2は、約１．７（ｍ）以上とする必要があることが分かる。
【００６９】
異偏波用の検出反射体２ｂ−２ｄ間の設置間隔も、同様にして求める。
この様にして求めた同一種類の検出反射体間の最小設置間隔を守るように配置する限り、異なる種類の検出反射体間の設置間隔は、任意でよい。例えば、検出反射体２ａ−２ｂ間の設置間隔は、任意でよい（勿論、検出反射体２ｂは、検出反射体２ａと２ｃの間に設置しなければならず、且つ検出反射体２ｂ−２ｄ間の最小設置間隔を守るように検出反射体２ｄを設置したときに、検出反射体２ｄが検出反射体２ｃと２ｅの間に設置されるように、しなければならない。
【００７０】
本例の障害物検知レーダシステムは、上述した例では踏切に設置するものとしたが、勿論、この例に限らない。他の設置例を図１３、図１４に示す。
図１３は、本例の障害物検知レーダシステムを家屋敷地内（庭等）に設置して、ホームセキュリティシステムとして利用する例である。
【００７１】
図示の通り、レーダ送受信機１０を庭の一角に設置し、各検出反射体を敷地の隅の任意の場所に設置する。勿論、同一偏波用と異偏波用とを交互に設置する。これによって、敷地内に不法な侵入者等があったときには、この侵入者を検知できる。
【００７２】
図１４は、本例の障害物検知レーダシステムを駅のプラットフォームに設置して、転落者検知に用いる例である。図示の通り、レーダ送受信機１０をプラットフォームに設置して、各検出反射体を、線路を挟んで反対側に設置する。プラットフォームは非常に長いので、レーダ送受信機１０は複数設置している。
【００７３】
ここで、従来の光線式の遮断検知方式では、落ち葉、紙等の遮断によって誤検知する場合があった。また、従来の一対の電波送信器−受信器を用いた対向式検知方式では、送信器、受信器の両方の設置及び配線が必須であり、コスト高になるという欠点があった。
これに対して、障害物検知レーダシステムでは、庭木の落ち葉や紙等によって遮断されても大きなレベル変動がないので誤検知することなく、確実に検出対象（人等）のみを検出することができる。また、１台のレーダ送受信機１０を設置し配線すれば（検出反射体は配線の必要はない）、広範囲を検知対象エリアとすることができ、上記対向式検知方式や従来技術に比べて、設置の手間が掛からず且つコスト安となる。
【００７４】
尚、上記の例に限らず、他にも例えば美術館の館内等のような各種施設内のセキュリティシステムとして利用してもよい。あるいは、宝石店の各種店内等のセキュリティシステムとして利用してもよい。
【００７５】
また、上記説明では、水平偏波と垂直偏波の両方を扱えるレーダ送受信機による構成を述べたが、これを水平偏波のみを送受信する第一のレーダ送受信機と、垂直偏波のみを送受信する第二のレーダ送受信機との２台に分けてそれらを併設するようにする構成をとることもできる。その場合には、図１のレーダ送受信機１０の位置に水平偏波用と垂直偏波用の２台のレーダ送受信機が設置され、また同様に図１０のレーダAとレーダBの位置にもそれぞれ水平偏波用と垂直偏波用の２台のレーダ送受信機が設置される（即ち、図１０には計４台のレーダ送受信機が含まれる）ことになる。
【００７６】
最後に、上記検出反射体の構成例について説明する。
まず、上記先願で既に提案している検出反射体について説明する。
先願では、三面体コーナレフレクタを用いる。図１５に既存の三面体コーナレフレクタの例を示す。本例では例えば図１５の三面体コーナレフレクタを上記同一偏波用の検出反射体として用いる。
【００７７】
図１５には、反射面３１、反射面３２および反射面３３という互いに直交する三つの反射面を備えた三面体コーナレフレクタ３０を示す。本例では、直交する三つの反射面の交点（頂点３０ａ）を通る中心軸をレーダ送受信機１０のアンテナに向ける姿勢で、この三面体コーナレフレクタ３０を設置する。これにより、レーダ送受信機１０の送信アンテナから三面体コーナレフレクタ３０に入射する入射波（偏波送信波３）は、反射面３１、反射面３２および反射面３３の、第１反射点３１ａ、第２反射点３２ａおよび第３反射点３３ａにおいて順次反射された後、反射波（偏波受信波５）となってレーダ送受信機１０側に戻される。
【００７８】
そして、本例の上記異偏波用の検出反射体は、図１６に示すように、上記三面体コーナレフレクタ３０における反射波の通過経路（三面体コーナレフレクタ３０の開口部の右側半分程度）を覆うように、偏波変更膜３４が備えられた構成となっている。この偏波変更膜３４は、当該偏波変更膜３４への入射波が水平偏波の電波であれば、これを垂直偏波の電波に変換する機能を備えている。勿論、入射波が垂直偏波の電波である場合には、これを水平偏波の電波に変換する。
【００７９】
この偏波変更膜３４は、例えば図１７に示すように、絶縁膜３４ａの両面に、互いに逆方向に±４５°に傾斜するように配置されたメタルストリップパターン３４ｂおよびメタルストリップパターン３４ｃで構成されるミリ波変換膜からなる。メタルストリップパターン３４ｂおよびメタルストリップパターン３４ｃの幅ｗおよび間隔ｓは、入射波の周波数に応じて適宜設定される。そして、このような構成の偏波変更膜３４を通過する入射波の電界方向Ｅｉ（偏波面）は、９０°回転し、電界方向Ｅｏとなる。尚、偏波変更膜３４を通過する入射波は、偏波面が９０°回転するだけであり、強さは減衰しない。
【００８０】
そして、偏波変更膜３４は、水平偏波の入射面を三面体コーナレフレクタ３０の反射面側に向けた姿勢で当該三面体コーナレフレクタ３０に装着される。
これより、図１の例の場合、図１６に示す構成の検出反射体２ｂ、２ｄに水平偏波として入射する偏波送信波３は、反射面３３で反射された後、裏面側から偏波変更膜３４を通過することによって、ほとんど減衰することなく偏波面が９０°回転し、垂直偏波の偏波受信波４としてレーダ送受信機１０側に返される。また、偏波変更膜３４の表面（出射面）側に入射した電波は散乱される。
【００８１】
尚、検出反射体は、上記三面体コーナレフレクタを用いる例に限らず、例えばレンズリフレクタを用いてもよい。図１８に、既存のレンズリフレクタの構成例を示す。図１８（ａ）には９０°ＣＡＰを備える例、図１８（ｂ）には１８０°ＣＡＰを備える例、図１８（ｃ）にはＣＡＰ無しの例を示す（参考文献；「ANTENNA ENGINEERING HANDBOOK second edition」、ｐ１７−２８、Ｆｉｇ．１７−２９）
図１８に示す既存のレンズリフレクタを上記同一偏波用の検出反射体として用いる。
【００８２】
そして、上記異偏波用の検出反射体は、図１９に示すような、図１８のレンズリフレクタに上記偏波変更膜３４を挿入したものを用いる。
上記三面体コーナレフレクタは、その形状ゆえにゴミ等が溜まる為、これが検知性能の劣化に繋がる可能性がある。これに対して、レンズリフレクタは、球であるので、ゴミが溜まることなく、検知性能が劣化する可能性は極めて低くなる。
【００８３】
レンズリフレクタを用いる場合、図１１の設置状況が図２０に示すようになる。
（付記１） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、前記第１電波を送信する送信アンテナと、前記第２電波を受信できる第１の受信アンテナと、前記第３電波を受信できる第２の受信アンテナと、該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【００８４】
（付記２） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、前記第１電波として水平偏波の電波を送信する第１の送信アンテナと、前記第１電波として垂直偏波の電波を送信する第２の送信アンテナと、水平偏波の電波又は垂直偏波の電波の何れか一方のみを受信できる受信アンテナと、該第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとを切り替えて何れか一方から前記第１電波を送信させることで、前記受信アンテナに前記第２電波と第３電波の何れか一方を受信させ、受信した電波の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【００８５】
（付記３） 前記異偏波用反射体は、前記第１電波が垂直偏波の電波である場合には前記第３電波を水平偏波の電波とし、前記第１電波が水平偏波の電波である場合には前記第３電波を垂直偏波の電波とすることを特徴とする付記１又は２記載の障害物検知レーダシステム。
【００８６】
（付記４） 前記異偏波用反射体は、前記第１電波の偏波面を９０°回転させる偏波変更体を備えることを特徴とする付記１〜３の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【００８７】
（付記５） 前記送信アンテナが前記第１電波として水平偏波の電波を送信するアンテナである場合には、前記第１の受信アンテナは水平偏波受信用アンテナであり、前記第２の受信アンテナは垂直偏波受信用アンテナであり、
前記制御手段は、前記第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを交互に切り替えることで、前記第２電波による前記受信信号と前記第３電波による前記受信信号とを交互に入力することを特徴とする付記１記載の障害物検知レーダシステム。
【００８８】
（付記６） 前記制御手段は、前記第１の送信アンテナと前記第２の送信アンテナとを交互に切り替えて前記第１電波を送信させることで、前記第２電波による前記受信信号と前記第３電波による前記受信信号とを交互に入力することを特徴とする付記２記載の障害物検知レーダシステム。
【００８９】
（付記７） 前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、道路境界構造物に埋め込むことで設置することを特徴とする付記１〜６の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【００９０】
（付記８） 前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、前記障害物検知対象領域が踏切である場合には、遮断棒に取り付けることで設置することを特徴とする付記１〜６の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【００９１】
（付記９） 前記障害物検知対象領域が踏切である場合には、前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、踏切の長手方向に設けられる縁石に埋め込むと共に遮断棒に取り付けることで設置することを特徴とする付記１〜６の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【００９２】
（付記１０） 前記同一偏波反射体はレンズリフレクタであり、前記異偏波用反射体は該レンズリフレクタに前記偏波変更体を取り付けたものであることを特徴とする付記４記載の障害物検知レーダシステム。
【００９３】
（付記１１） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、水平偏波の電波を送受信する第１の送受信アンテナを有する第１のレーダ送受信機と、垂直偏波の電波を送受信する第２の送受信アンテナを有する第２のレーダ送受信機とが併設されたものであり、
該第１のレーダ送受信機と第２のレーダ送受信機は、各々、前記第１又は第２の送受信アンテナによって前記第２電波と第３電波の何れか一方を受信し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段を有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【００９４】
（付記１２） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とが交互に、且つ、同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔が、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上となるように設置された障害物検知対象領域に対して、前記第１電波を送信する送信アンテナと、
前記第２電波を受信できる第１の受信アンテナと、
前記第３電波を受信できる第２の受信アンテナと、
該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知を行う制御手段と、
を有することを特徴とするレーダ送受信機。
【００９５】
（付記１３） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とが交互に、且つ、同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔が、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上となるように設置された障害物検知対象領域に対して、前記第１電波を送信する送信アンテナとして、前記第１電波として水平偏波の送信波を送信する第１の送信アンテナと、前記第１電波として垂直偏波の送信波を送信する第２の送信アンテナとを備え、更に、
前記第２電波又は第３電波を受信する受信アンテナと、
該第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとを切り替えて何れか一方から前記第１電波を送信させることで、前記受信アンテナに前記第２電波と前記第３電波の何れか一方を受信させて、該受信した電波による受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知を行う制御手段と、
を有することを特徴とするレーダ送受信機。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】障害物検知レーダシステム全体の構成を示す図である。
【図２】レーダ送受信機全体の構成例である。
【図３】（ａ）は２種類の受信アンテナを交互に切り替えて使用するレーダ送受信機の構成例であり、（ｂ）は切り替えタイミングを示す。
【図４】図３の構成におけるレーダ信号処理制御部による障害物検知処理のフローチャート図である。
【図５】（ａ）は２種類の送信アンテナを交互に切り替えて使用するレーダ送受信機の構成例であり、（ｂ）は切り替えタイミングを示す。
【図６】図５の構成におけるレーダ信号処理制御部による障害物検知処理のフローチャート図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、レーダシステム本体に入力される受信信号の一例である。
【図８】検出反射体の一例、及びその設置例である。
【図９】検出反射体を遮断棒に取り付けた例である。
【図１０】検出反射体及びレーダ送受信機の設置例である。
【図１１】送信アンテナの指向性を示す図である。
【図１２】同じ種類の検出反射体間の間隔の決定方法の一例を示す図である。
【図１３】障害物検知レーダシステムをホームセキュリティシステムとして利用する例である。
【図１４】障害物検知レーダシステムを転落者検知に用いる例である。
【図１５】同一偏波用の検出反射体の具体例であり、既存の三面体コーナレフレクタの例である。
【図１６】異偏波用の検出反射体の具体例（その１）である。
【図１７】偏波変更膜の構成例である。
【図１８】同一偏波用の検出反射体の具体例であり、既存のレンズリフレクタの例である。
【図１９】異偏波用の検出反射体の具体例（その２）である。
【図２０】レンズリフレクタの設置例である。
【図２１】先願の障害物検知レーダシステムの構成例である。
【図２２】（ａ）、（ｂ）は、図２１のシステムにおける各検出反射体からの反射波による受信信号である。
【図２３】障害物を検知できない状況例である。
【符号の説明】
【００９７】
２ａ，２ｃ，２ｅ （同一偏波用）検出反射体
２ｂ、２ｄ （異偏波用）検出反射体
３ 水平偏波の偏波送信波
４ 垂直偏波の偏波受信波
５ 水平偏波の偏波受信波
１０ レーダ送受信機
１１ 送受信アンテナ
１１ａ 水平偏波送信アンテナ
１１ｂ 垂直偏波送信アンテナ
１１ｃ 垂直偏波受信アンテナ
１１ｄ 水平偏波受信アンテナ
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ レーダ信号処理制御部
１５ スイッチ（ＳＷ）
１７ 不揮発性メモリ（ＲＯＭ）
１８ 外部入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
１９ ユーザインターフェイス（Ｉ／Ｆ）
２１ 縁石
２２ 遮断棒
３０ 三面体コーナレフレクタ
３１，３２，３３ 反射面
３１ａ 第１反射点
３２ａ 第２反射点
３３ａ 第３反射点
３４ 偏波変更膜
３４ａ 絶縁膜
３４ｂ メタルストリップパターン
３４ｃ メタルストリップパターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検知レーダシステムに係わり、特に、レーダによる障害物の監視、侵入監視等の物体検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダを用いた障害物の検知技術としては、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載のレーダ送受信装置は、角度制御信号θ１、θ２、・・・θm、・・・θn-m、・・・θｎによって送受信アンテナの走査角度を順次変えつつ、送受信アンテナから電波を送信する。角度θmの方向には他のレーダ送受信装置が設置されており、角度θn-mの方向には反射板が設置されている。他のレーダ送受信装置からの送信電波又は反射板からの反射電波は、自己診断機能に用いられ、送受信アンテナが角度θm又は角度θn-mのときに電波受信すれば、正常動作していると判定する。送受信アンテナの角度が、角度θm、θn-m以外の角度のときに反射電波を受信した場合には、障害物がある状態であると判定する。
【０００３】
また、特許文献２に記載の技術においても、アンテナを走査しながらレーダ波を送信する。すなわち、常時、アンテナを水平面に走査展開しながら、収束したレーダ波を踏切全体に送信する。そして、リフレクタやマーカや踏切内の障害物からの反射波のデータを処理して、装置が正常動作しているか否かを確認したり、障害物の有無と大きさを認識する。
そして、この特許文献２では、レーダ装置を利用して検出された障害物データにチェックコードを付加して外部の入出力制御装置に出力することにより、入出力制御装置の側で障害物データの正常性を確認可能にしている。
【特許文献１】特開２００１−３２５６９０号公報
【特許文献２】特開２００２−３７０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１，２の技術では、アンテナを走査しなければならない。すなわち、鋭い指向性を持ったアンテナの角度を順次変えていく為の構成が必要となる。
また、反射板付近に不要物体などが存在すると、反射板からの反射電力以外に不要物体からの反射電力が混在して検出される。不要物体が不安定な場合は、振動、風などのわずかな変位でＲＣＳレベルが変動することになる。そして、本来の反射板からの反射波よりも大きいＲＣＳレベルの変動があると障害物分離性能（すなわち障害物の有無の判定精度）が劣化し、また不要物体からの反射波の検出レベルの変動による誤検知（監視対象領域に障害物が存在しないにも関わらず、不要物体からの反射波の検出レベル変動により障害物が存在すると誤認する）等、障害物の検知に支障をきたすといった問題があった。
【０００５】
この様な問題に対して、本出願の出願人は、既に、特願2004-323417号（以下、先願と呼ぶ）に記載の技術を提案している。
この先願の発明では、例えば図２１に示すように、障害物検知対象領域（踏切１０１内等）を挟んで一方に（図上左側）一つのレーダ送受信機１１０を設置し、他方に（図上右側）に複数の検出反射体１３０を配置している。図示の例では、踏切１０１の長手方向（人や車等が踏切を渡るときの移動方向）に沿って複数の検出反射体１３０を配列し、踏切１０１を挟んで反対側にレーダ送受信機１１０を設置している。レーダ送受信機１１０は、水平広ビームアンテナ１１１を備えており、この水平広ビームアンテナ１１１から送信波１２１を送信する。水平広ビームアンテナ１１１は、広い水平面指向性（広いビーム幅）を持たせたアンテナであり、送信波１２１は、図示の様に、上記複数の検出反射体１３０を包含する広範囲の空間に放射されるレーダ波となる。
【０００６】
この構成では、障害物検知領域内に障害物が存在しない場合には、水平広ビームアンテナ１１１から送信波１２１を一回送信する毎に、全ての検出反射体１３０から各々、反射波１２２が返されてくるが、各検出反射体１３０（検出反射体ａ〜ｆ）から水平広ビームアンテナ１１１までの距離は、全て異なっているので（Ｒ１〜Ｒ６）、当然、送信波１２１の送信から各反射波１２２を受信するまでの時間（往復所要時間）も全て異なるので、この往復所要時間によって、各反射波１２２がどの検出反射体１３０からの反射波であるのかを区別できる。すなわち、上記各検出反射体１３０毎の往復所要時間に合わせて、レーダ送受信機１１０における各受信波１２２の検出タイミングを設定すればよい。
【０００７】
これより、レーダ送受信機１１０では、任意のタイミングで上記送信波１２１を放射してから、各検出反射体１３０に対応する往復所要時間に応じたタイムスロット毎に、各反射波１２２の受信電力の変動判定を順次実行する（このような処理を、“時分割で処理する”というものとする）。もし、任意の検出反射体１３０との間に障害物（人間、バイク、車等）が存在する場合には、この検出反射体１３０からの反射波１２２が障害物によって遮断される為、受信電力が低下し、所定の閾値レベル以下となることから、障害物があることを検知できる。
【０００８】
また、先願の特徴は上記検出反射体１３０とアンテナにある。まず、先願におけるレーダ送受信機１１０の送信アンテナは、水平偏波の偏波送信波を送信する。一方、受信アンテナは、垂直偏波の偏波受信波を受信する垂直偏波受信アンテナである。そして、検出反射体１３０は、水平偏波の偏波送信波を垂直偏波の偏波受信波として反射する機能を備えている。これにより、もし検出反射体１３０以外の何らかの構造物から反射があっても、それは水平偏波の偏波受信波であるので、垂直偏波受信アンテナによる受信電力レベルは非常に低いので、影響されないことになる。
【０００９】
ここで、図２１に示す、隣り合う二つの検出反射体１３０の配列間隔ΔＧは、レーダ送受信機１１０の距離分解能によって、その最小間隔が決定される。すなわち、各検出反射体１３０のレーダ送受信機１１０（水平広ビームアンテナ１１１）に対する距離Ｒ１〜Ｒ６の差ΔＲ（たとえばＲ１とＲ２との差）が、レーダ送受信機１１０の距離分解能よりも大きくなるように、配列間隔ΔＧを設定する必要がある。換言すれば、配列間隔ΔＧは、レーダ送受信機１１０の距離分解能によって決定される所定値（最小間隔）Ｚより大きくする必要がある。検出反射体１３０の配列間隔ΔＧを、上記所定値Ｚよりも小さくすると、以下に述べる問題が生じるからである。尚、所定値Ｚは、全ての検出反射体間について同一の値となるわけではない。例えば検出反射体ｅ−ｆ間の所定値Ｚと検出反射体ｄ−ｅ間の所定値Ｚとは、異なる値となる。
【００１０】
図２２（ａ）、（ｂ）に、図２１における検出反射体ｅ，ｆを例にして、これら検出反射体ｅ，ｆからの反射波による受信信号を示す。検出反射体ｅまでの距離Ｒ２と検出反射体ｆまでの距離Ｒ１は、Ｒ１＜Ｒ２であるので、まず送信から受信までの時間ｔ１のタイミングで検出反射体ｆからの受信信号があり、その後、送信から受信までの時間ｔ２のタイミングで検出反射体ｅからの受信信号がある。
【００１１】
検出反射体１３０の配列間隔ΔＧが、上記所定値Ｚよりも大きければ、隣り合う二つの検出反射体ｅ，ｆからの反射波による受信信号は、図２２（ａ）に示すように正常な状態である。つまり、図示の“山”が２つある状態となる。そして、レーダ送受信機１１０と検出反射体ｅ又はｆとの間の何処かに障害物がある場合には、時間ｔ１又はｔ２における受信電力は大幅に減少するので、所定の閾値と比較することで、レーダ送受信機１１０と検出反射体ｅ又はｆとの間に障害物があることを検知できる。
【００１２】
一方、もし、検出反射体１３０の配列間隔ΔＧを、上記所定値Ｚよりも小さくすると、図２２（ｂ）に示すように、隣り合う二つの検出反射体ｅ，ｆからの反射波による受信信号が重複して１つの“山”となってしまう。この為、遮断検知を正常に行えなくなる。
よって、上記の通り、検出反射体１３０の配列間隔ΔＧは、上記所定値Ｚよりも大きくしなければならない。
【００１３】
しかしながら、障害物が小さなもの（人間等）である場合、すなわち図２３に示すように、障害物１０２が検出反射体１３０の配列間隔ΔＧの間に収まるような小さなものであるときには、反射波を遮断しないので、“障害物無し”と誤判定してしまうという問題が生じる。
【００１４】
本発明の課題は、検出反射体の配置間隔をレーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔未満としても問題なく遮断検知できるようにすることで、小さな障害物であっても検知し易くする障害物検知レーダシステム等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による第１の障害物検知レーダシステムは、入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、前記レーダ送受信機は、前記第１電波を送信する送信アンテナと、前記第２電波を受信できる第１の受信アンテナと、前記第３電波を受信できる第２の受信アンテナと、該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有するように構成する。
【００１６】
第１の障害物検知レーダシステムでは、該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力する。つまり、１回の測定毎に（第１電波送信毎）、同一偏波反射体からの反射波又は異偏波反射体からの反射波の何れか一方の反射波による受信信号のみを入力する。ここで、上記２種類の反射体のうち同じ種類の反射体同士の設置間隔は、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上としているので、この受信信号は、図２２（ｂ）で説明したような問題は生じない。一方、上記の通り、２種類の反射体を交互に設置しており、隣合う反射体の間隔、すなわち同一偏波反射体と異偏波反射体との間隔は、上記最小間隔よりも狭くできる。よって、受信アンテナを切り替えて測定を２回行えば、実質的に、上記最小間隔よりも狭い間隔で設置された反射体を用いた障害物検知を行えることになる。
【００１７】
尚、異偏波反射体は、例えば、前記第１電波の偏波面を９０°回転させた反射波を返す機能を有する。この反射波が上記第３電波である。よって、上記第１電波が例えば水平偏波の電波である場合には、上記第２電波も水平偏波の電波となるが、上記第３電波は垂直偏波の電波となる。
【００１８】
本発明による第２の障害物検知レーダシステムは、入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、前記レーダ送受信機は、前記第１電波として水平偏波の電波を送信する第１の送信アンテナと、前記第１電波として垂直偏波の電波を送信する第２の送信アンテナと、水平偏波の電波又は垂直偏波の電波の何れか一方のみを受信できる受信アンテナと、該第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとを切り替えて何れか一方から前記第１電波を送信させることで、前記受信アンテナに前記第２電波と第３電波の何れか一方を受信させ、受信した電波の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有するように構成する。
【００１９】
上記第２の障害物検知レーダシステムは、受信アンテナではなく、送信アンテナを交互に切り替えることで、上記第１の障害物検知レーダシステムと同様の機能を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の障害物検知レーダシステム等によれば、検出反射体の配置間隔をレーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔未満としても問題なく遮断検知できるので、小さな障害物であっても検知し易くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態の障害物検知レーダシステム全体の構成を示す図である。
この例では、障害物検知対象領域は、踏切１内であるものとし、本例の障害物検知レーダシステムは、先願と同様に、当該踏切１を挟んで対向するように、レーダ送受信機１０と、複数の検出反射体２ａ〜２ｅが配置されている。検出反射体２ａ〜２ｅは、踏切１の上記長手方向に沿って設置される。
【００２２】
レーダ送受信機１０は、上記先願と同様に、送信アンテナとして水平広ビームアンテナを備えており、少なくとも全ての検出反射体２ａ〜２ｅを含む領域をレーダ覆域とする、水平方向に広いビーム幅の送信波を送信する。よって、この送信波は、全ての検出反射体２ａ〜２ｅに届く。そして、ここでは、この送信波は、水平偏波の偏波送信波３であるものとする。勿論、垂直偏波の偏波送信波を送信してもよいが、ここでは、水平偏波の偏波送信波３を送信するものとする。
【００２３】
レーダ送受信機１０（そのレーダ信号処理制御部１４）は、先願と同様、任意のタイミングで上記送信波３を放射してから、各検出反射体２ａ〜２ｅに対応する往復所要時間に応じたタイムスロット毎に、各反射波（垂直偏波の偏波受信波４ｏｒ水平偏波の偏波受信波５）による受信電力の変動判定を実行する（このような処理を、“時分割で処理する”というものとする）。もし、任意の検出反射体との間に障害物（人間、バイク、車等）が存在する場合には、この検出反射体からの反射波が障害物によって遮断される為、受信電力が低下し、所定の閾値レベル以下となることから、障害物があることを検知できる。
ここで、本例では、先願とは異なり、検出反射体は２種類あり、この２種類の検出反射体を交互に設置する。すなわち、例えば図示の検出反射体２ｂ、２ｄは、上記先願の検出反射体１３０に相当するものであり（以下、異偏波用の検出反射体と呼ぶ）、入射波の偏波面を９０°回転させて反射するものである。よって、検出反射体２ｂ、２ｄは、上記水平偏波の偏波送信波３に対する反射波として垂直偏波の偏波受信波４をレーダ送受信機１０に返す。勿論、垂直偏波の偏波送信波に対しては水平偏波の偏波受信波を返す。
【００２４】
一方、検出反射体２ａ、２ｃ、２ｅは、既存のリフレクタであり（以下、同一偏波用の検出反射体と呼ぶ）、上記水平偏波の偏波送信波３に対する反射波として水平偏波の偏波受信波５を返す。勿論、垂直偏波の偏波送信波に対しては垂直偏波の偏波受信波を返す。そして、図示の通り、検出反射体を２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの順に設置してある。
【００２５】
レーダ送受信機１０は、後に図３で説明する構成例では、１種類の送信アンテナと、２種類の受信アンテナ（垂直偏波受信アンテナ１１ｃ、水平偏波受信アンテナ１１ｄ）と、スイッチ（ＳＷ）１５を備えており、ＳＷ１５によって上記２種類の受信アンテナの何れか一方を選択して（基本的には交互に選択する）、選択した受信アンテナによる反射波受信信号を入力して、先願と同様、この受信信号レベル（受信電力）と閾値とに基づいて、障害物の有／無を判定する。
【００２６】
上記スイッチ（ＳＷ１５）によって受信アンテナを切り替えることで、１回の測定毎に、上記２種類の検出反射体の何れか一方の種類の検出反射体からの反射波による受信信号のみを入力するので（他方の種類の検出反射体からの反射波による受信信号レベルは非常に低いので、ここでは無いものとして扱う）、同じ種類の検出反射体同士の間隔（異偏波用の検出反射体２ｂと２ｄの間隔ΔＧＴ、あるいは同一偏波用の検出反射体２ａと２ｃ及び２ｃと２ｅの間隔ΔＧＳ）が、上述してあるレーダ送受信機１０の距離分解能によって定められる所定値Ｚ（最小間隔）よりも大きければ、上記図２２（ｂ）で説明した問題は生じない。且つ、各検出反射体の配列間隔ΔＧを、上記所定値Ｚよりも小さくすることができる（例えばＺ／２程度とすることができる）。そして、測定を２回行えば、実質的に、先願よりも短い配列間隔で設置された検出反射体を用いた障害物検知を行えることになる。すなわち、仮想的に、レーダ送受信機の分解能が細かくなる。
【００２７】
従って、検知対象物（障害物）が小さくても、先願よりも検知し易くなる。
尚、レーダ送受信機１０は、後に図５で説明する構成例の様に２種類の送信アンテナを備える構成としてもよい（この場合、受信アンテナは１種類）。この場合も、２種類の送信アンテナをスイッチ１５によって交互に切り替えることで、上記図３の構成と同様、各検出反射体の配列間隔ΔＧを上記所定値Ｚよりも小さくしても問題なく、きめ細かい障害物検知を行うことができる。
【００２８】
尚、レーダ送受信機１０の水平広ビームアンテナ（送信アンテナ）の指向性は、遠方の放射電力を強め、近くなるほど放射電力を弱める、矩形ビームとしてもよい。図１の例で言えば、検出反射体２ａの方向に対しては放射電力を強め、検出反射体２ｅの方向に対しては放射電力を弱めるようにしてもよい。これによって、受信電力レベルをほぼ均等にし、遮断検知の為の閾値を１つのみとすることができる。
【００２９】
以下、上記障害物検知レーダシステムについて、更に詳細に説明する。
まず、図２に、上記レーダ送受信機１０の構成例を示す。
図２に示すレーダ送受信機１０は、スイッチ（ＳＷ）１５を介して送受信アンテナ１１に接続される送信部１２および受信部１３と、レーダ信号処理制御部１４と、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）１７、外部入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１８およびユーザインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１９を備えている。
【００３０】
送受信アンテナ１１は、水平偏波送信アンテナ１１ａ、垂直偏波送信アンテナ１１ｂ、垂直偏波受信アンテナ１１ｃ、水平偏波受信アンテナ１１ｄの４つのアンテナより成る。この４つのアンテナ全てを有する構成としてもよいが、本手法は、この４つのアンテナのうちの何れか３つのアンテナを有する構成とすれば実現できる。すなわち、送受信アンテナ１１は、基本的には、「２種類の送信アンテナ＋１種類の受信アンテナ」又は「１種類の送信アンテナ＋２種類の受信アンテナ」として構成する。後に説明する図３、図５の例では、図３における送受信アンテナ１１は、水平偏波送信アンテナ１１ａ、垂直偏波受信アンテナ１１ｃ、及び水平偏波受信アンテナ１１ｄより成り、図５における送受信アンテナ１１は、水平偏波送信アンテナ１１ａ、垂直偏波送信アンテナ１１ｂ、及び垂直偏波受信アンテナ１１ｃより成る。
【００３１】
図３の例では、スイッチ（ＳＷ）１５によって、垂直偏波受信アンテナ１１ｃと水平偏波受信アンテナ１１ｄの何れか一方が、受信部１３に接続される。そして、送信部１２は、水平偏波送信アンテナ１１ａを介してレーダ波を外部に出力する。受信部１３は、垂直偏波受信アンテナ１１ｃまたは水平偏波受信アンテナ１１ｄを介して、上記送信したレーダ波に対する反射波（偏波受信波４ｏｒ５）による受信信号を入力する。すなわち、水平偏波の電波（偏波受信波）５または垂直偏波の電波（偏波受信波）４による受信信号を選択的に受信する。送信部１２は、一定周期で送信アンテナからレーダ波を出力させるものであり、スイッチ１５は基本的にはこの送信周期（計測周期）に合わせて切り替える。すなわち、任意の計測時に垂直偏波受信アンテナ１１ｃを選択させたら、次の計測時には水平偏波受信アンテナ１１ｄを選択させる。これは、図５の送信アンテナ切り替えの場合にも同様である。
【００３２】
また、図５の例では、スイッチ（ＳＷ）１５によって、水平偏波送信アンテナ１１ａと垂直偏波送信アンテナ１１ｂの何れか一方が、送信部１２に接続される。送信部１２は、水平偏波送信アンテナ１１ａまたは垂直偏波送信アンテナ１１ｂを介してレーダ波を外部に出力させる。受信部１３は、垂直偏波受信アンテナ１１ｃを介して、上記送信したレーダ波に対する反射波（垂直偏波の偏波受信波４）による受信信号を受信する。
【００３３】
レーダ信号処理制御部１４は、送信部１２および受信部１３を制御するとともに、送受信アンテナ１１を介して受信部１３にて検出された偏波受信波４ｏｒ５の受信電力と、予め設定される閾値とに基づいて、送受信アンテナ１１と各検出反射体２ａ〜２ｅとの間に障害物６が存在するか否かを判別する。すなわち、障害物検知対象領域内に障害物が存在するか否かを判別する。また、レーダ信号処理制御部１４は、スイッチ１５を切り替え制御して、上記２種類のアンテナの何れか一方を選択する。
【００３４】
尚、レーダ信号処理制御部１４はＭＰＵ（マイクロプロセッサ）によって実現される。ＭＰＵは、レーダ送受信機１０の全体を制御するものであり、不揮発性メモリ１７に格納されている制御プログラムやデータを読出し・実行することにより、各種処理を実行するものであり、レーダ信号処理制御部１４は当該各種処理機能の一部である。よって、勿論、ＭＰＵによって実行される処理機能は、レーダ信号処理制御部１４の機能に限らず、他にも例えば、レーダ信号処理制御部１４による障害物６の検出結果を、外部入出力インターフェイス１８を介して外部システムに出力する機能等がある。
【００３５】
ユーザインターフェイス１９は、ボタンスイッチ、キーボード、ディスプレイ等で構成され、作業者が、レーダ送受信機１０を操作する場合に用いられる。
以下、図３、図５の構成について更に詳しく説明する。
【００３６】
まず、図３の構成について説明する。図３（ａ）に示す構成は、既に説明した通り、送信アンテナは水平偏波送信アンテナ１１ａを用い、受信アンテナは垂直偏波受信アンテナ１１ｃと水平偏波受信アンテナ１１ｄの何れか一方をスイッチ１５によって交互に選択して用いる。尚、図３におけるレーダシステム本体２０とは、基本的には図２に示す構成のうち送受信アンテナ１１とスイッチ１５を除く全ての構成を意味するが、特に送信部１２、受信部１３、及びレーダ信号処理制御部１４を意味するものとする。これは図５（ａ）においても同様である。
【００３７】
尚、図３（ａ）、図５（ａ）においては、簡単の為、検出反射体は上記異偏波用、同一偏波用を１つづつ示す（図１の検出反射体２ａ、２ｂのみを示す）。よって、アンテナから異偏波用の検出反射体２ｂまでの距離はＲ１、アンテナから同一偏波用の検出反射体２ａまでの距離はＲ２であり（Ｒ１＞Ｒ２）、これら２つの検出反射体は隣り合っており、その配列間隔ΔＧは、上記レーダ送受信機１０の距離分解能に基づいて決定される所定値Ｚよりも小さい（例えばＺ／２程度）ものである。つまり、検出反射体は従来の２倍程度の密度で設置されており、小さな障害物であっても検知し易くなっている。
【００３８】
図４は、図３の構成におけるレーダシステム本体（レーダ信号処理制御部１４）による障害物検知処理のフローチャート図である。また、図３（ｂ）には、受信アンテナの切り替えタイミング、及び２種類の受信アンテナのどちらから受信信号を入力するかを示す。
【００３９】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、レーダ信号処理制御部１４は、自己が生成する基準クロック信号を、スイッチ１５に対して出力しており、スイッチ１５は、基準クロック信号が‘１’になると垂直偏波受信アンテナ１１ｃ側に切り替わり、基準クロック信号が‘０’になると水平偏波受信アンテナ１１ｄ側に切り替わるようになっている。
【００４０】
また、レーダ信号処理制御部１４は、基準クロック信号が‘１’になったとき、及び‘０’になったときに、送信部１２を制御して、水平偏波送信アンテナ１１ａから水平偏波の送信波を出力させる。
【００４１】
まず、レーダ信号処理制御部１４は、基準クロック信号が‘１’になると、送信部１２を制御して、水平偏波送信アンテナ１１ａから水平偏波の送信波を出力させる（ステップＳ１１）。この水平偏波の送信波に対しては、図３（ａ）に示すように、異偏波用の検出反射体２ｂは、垂直偏波の反射波を返し、同一偏波用の検出反射体２ａは水平偏波の反射波を返す。垂直偏波受信アンテナ１１ｃは垂直偏波の電波を受信でき、水平偏波受信アンテナ１１ｄは水平偏波の電波を受信できる。
【００４２】
尚、厳密に言えば、垂直偏波受信アンテナ１１ｃは水平偏波の電波も交差偏波識別度で決まる電力で受信できるが、受信電力レベルが非常に小さいので、図２２（ｂ）の様な問題は生じない為、ここでは水平偏波の電波は受信できないものとして扱う。勿論、これは、水平偏波受信アンテナ１１ｄについても同様である。
【００４３】
そして、ここでは受信アンテナは垂直偏波受信アンテナ１１ｃ側に切り替わっているので、レーダシステム本体２０には、図３（ｂ）に示す通り、垂直偏波の反射波の受信信号のみが入力されることになる（ステップＳ１２）。これより、レーダ信号処理制御部１４は、この１つの受信信号のレベルが、予め設定される閾値以下であるか否かを判定し（ステップＳ１３）、閾値以下であった場合には（ステップＳ１３，ＹＥＳ）、レーダ送受信機１０と異偏波用の検出反射体２ｂとを結ぶ線上の何処かに、障害物があると判定する（ステップＳ１４）。尚、図３（ｂ）に示す通り、水平偏波受信アンテナ１１ｄは検出反射体２ａからの水平偏波の反射波を受信しているが、この受信信号はレーダシステム本体２０には入力されない。
【００４４】
続いて、基準クロック信号が‘０’になると、スイッチ１５が水平偏波受信アンテナ１１ｄ側に切り替わると共に、レーダ信号処理制御部１４は、送信部１２を制御して、水平偏波送信アンテナ１１ａから水平偏波の送信波を出力させる（ステップＳ１５）。そして、この場合には、レーダシステム本体２０には、図３（ｂ）に示す通り、検出反射体２ａからの水平偏波の反射波による受信信号のみが入力されることになり（ステップＳ１６）、レーダ信号処理制御部１４は、この１つの受信信号のレベルが、予め設定される閾値以下であるか否かを判定し（ステップＳ１７）、閾値以下であった場合には（ステップＳ１７，ＹＥＳ）、レーダ送受信機１０と同一偏波用の検出反射体２ａとを結ぶ線上の何処かに、障害物があると判定する（ステップＳ１８）。
【００４５】
このように、反射体２ａ−２ｂ間の間隔が所定値Ｚ未満であっても、何れか一方の反射波のみが受信されるので、２つの受信波の“山”が重なることで区別出来なくなるという問題は生じない。
【００４６】
尚、ここでは分かり易くする為に、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理とステップＳ１５〜Ｓ１８との処理を分けて示してあるが、これら２つの処理に違いはない。同じ処理であっても、スイッチ１５が受信アンテナ１１ｃ、１１ｄの何れを選択しているかによって、レーダ信号処理制御部１４が受け取る受信信号が異なることを示しているだけである。
【００４７】
次に図５の構成例について説明する。図５（ａ）の構成例に対応するレーダ信号処理制御部１４による障害物検知処理のフローチャート図を図６に示す。また、図５（ｂ）には、基準クロックによる送信アンテナの切り替えタイミングを示す。
【００４８】
但し、図６に示す処理は、本質的には、図４の処理と変わらない。レーダ信号処理制御部１４による処理自体は、「送信制御→受信信号のレベル判定による障害物の有無検知」である。ここでは、スイッチ１５が切り替わることによって、使用する送信アンテナが変わることから、図４とは別に示しているだけである。
【００４９】
すなわち、まず、図５（ａ）の構成では、スイッチ１５は、基準クロック信号が‘１’になると垂直偏波送信アンテナ１１ｂ側に切り替わり、基準クロック信号が‘０’になると水平偏波送信アンテナ１１ａ側に切り替わるようになっている。これより、レーダ信号処理制御部１４が基準クロック信号が‘１’になったときに送信制御した場合には垂直偏波送信アンテナ１１ｂから垂直偏波の送信波が出力され（ステップＳ２１）、基準クロック信号が‘０’になったときに送信制御した場合には水平偏波送信アンテナ１１ａから水平偏波の送信波が出力されることになる（ステップＳ２５）。そして、受信アンテナは垂直偏波受信アンテナ１１ｃのみであるので、ステップＳ２１，Ｓ２５の何れの場合にも、垂直偏波の反射波のみが受信できる（ステップＳ２２、２６）。これは、図５（ａ）に示す通り、ステップＳ２１の送信波に対しては同一偏波用の検出反射体２ａによる反射波のみが受信でき、ステップＳ２５の送信波に対しては異偏波用の検出反射体２ｂによる反射波のみが受信できる。
【００５０】
もちろん、アンテナ１１ｃを水平偏波受信アンテナとし、ステップＳ２２およびステップＳ２６で水平偏波の反射波のみを受信するようにしても構わない。
よって、検出反射体２ａ−２ｂ間の間隔が所定値Ｚ（最小間隔）未満であっても、何れか一方の反射波のみが受信されるので、２つの受信波の“山”が重なることで区別出来なくなるという問題は生じることなく、受信信号のレベルを閾値と比較して障害物の有無を判定する処理を問題なく行える（ステップＳ２３，Ｓ２４又はＳ２７，Ｓ２８）。
【００５１】
図７（ａ）、（ｂ）に、上記図３（ａ）又は図５（ａ）の構成における、レーダシステム本体２０に入力される受信信号の一例を示す。ここでは、検出反射体は、図１における検出反射体２ａ〜２ｄの４つを例にする。図１に示す通り、レーダ送受信機１０から各検出反射体２ａ〜２ｄまでの距離は、検出反射体２ｄが最も近く（Ｒ４）、検出反射体２ａが最も遠い（Ｒ１）。また、検出反射体２ａ，２ｃが同一偏波用、検出反射体２ｂ，２ｄが異偏波用である。尚、図示のｔ１〜ｔ４は、これら距離Ｒ１〜Ｒ４に応じた受信タイミング（送信から受信までに掛かる時間）を意味する。
【００５２】
まず、上記ステップＳ１２又はＳ２６で受信する受信信号は、図７（ａ）に示す通り、異偏波用の検出反射体２ｂ，２ｄによる反射波の受信信号（上記距離Ｒ２、Ｒ４に応じたタイミングｔ２、ｔ４で生じる２つの“山”）のみとなる。同じ種類の検出反射体間の間隔は、レーダ送受信機１０の距離分解能に基づいて決定される所定値Ｚよりも大きいので、図２２（ｂ）のような状態にはならず、問題なくステップＳ１３等による障害物検知の判定が行える。
【００５３】
一方、上記ステップＳ１６又はＳ２２で受信する受信信号は、図７（ｂ）に示す通り、同一偏波用の検出反射体２ａ，２ｃによる反射波の受信信号のみとなり、上記反射体２ｂ、２ｄの場合と同様に、受信信号が重複して１つの“山”となってしまうことはない。
【００５４】
そして、例えば何らかの小さな障害物がレーダ送受信機１０−検出反射体２ｃ間の何処かに居る場合、図７（ａ）のときには検知できないが、図７（ｂ）のときに検知できる。つまり、測定を２回行えば、実質的に、距離分解能による制限を受けずに高い密度で配置された検出反射体によって障害物検知を行える。よって、小さな障害物であっても検知し易くなる。
【００５５】
更に、先願と同様の効果も得られる。すなわち、異偏波用の検出反射体による反射波を受信するときには、他の何らかの反射体による反射波があっても影響されないので、設置環境等に影響されることなく、高精度の障害物検出を実現することができる。
【００５６】
図８に、上記検出反射体の一例、及びその設置例を示す。
図示の検出反射体は、既に先願で示した三面体コーナレフレクタであり、３つの反射面を備えている。検出反射体は、この三つの反射面の交点を通る中心軸を送受信アンテナ１１に向ける姿勢で設置される。送信アンテナから出力される送信電波は、この３つの反射面に順次反射された後、反射波となって送受信アンテナ１１側に戻される。
【００５７】
なお、三面体コーナレフレクタによる電波の反射機能については、たとえば、McGraw-Hill Book Company、１９６１年発行、「Antenna Engineering Handbook second edition」、P17-27、Fig.17-27、等の文献に記載されている。
【００５８】
上記同一偏波用の検出反射体は、この様な既存の三面体コーナレフレクタを用いる。一方、異偏波用の検出反射体は、「水平偏波→垂直偏波」又は「垂直偏波→水平偏波」とする為の構成が加わっており、これについては先願で提案してあるが、後に簡単に説明するものとする。
【００５９】
そして、本例では、図８に示す通り、例えば踏切沿いに存在する縁石２１に各検出反射体を埋め込む。当然、図１で説明したように、同一偏波用の検出反射体と異偏波用の検出反射体とを交互に設置する。検出反射体を踏切上にそのまま置くと、設置位置のずれ等から、距離精度に影響を及ぼすことが起こり得る。検出反射体を縁石２１に埋め込むことによって、この様な問題が生じることなく、且つ検出反射体の設置工事が簡略になる。尚、この例では踏切沿いに存在する縁石２１を用いたが、この例に限らず、何らかの道路境界物（例えば、道路と歩道の間の段差部分等）に埋め込むようにすればよい。
【００６０】
ここで、図１の設置例では、各検出反射体を踏切１の長手方向（図上、縦方向）に沿って設置しているが、踏切１の短手方向（図上、横方向）には設置していない。この為、図１に示す通り、踏切１内の図上左上側のエリアに、障害物検知できない領域が生じる。
【００６１】
この為、踏切１の短手方向にも検出反射体を設置することを考えるが、踏切１の長手方向の場合には既存の縁石２１があるので、これを利用して、縁石２１に検出反射体を埋め込むことで、歩行や車両走行の邪魔にならないように設置できるが、踏切１の短手方向には縁石は無い。検出反射体をそのまま踏切上に設置すると、歩行や車両走行の邪魔になる。
【００６２】
この問題を解決する為に、本例では、図９に示すように、踏切の遮断棒２２にも、各検出反射体２を取り付ける。当然、同一偏波用の検出反射体と異偏波用の検出反射体とを交互に設置する。これにより、踏切の遮断棒２２が下りているときには、図示の通り、踏切１の短手方向に沿って各検出反射体が配置されることになる。尚、踏切の遮断棒２２が上がっているときには、通常、安全に通行できる状態であるので、障害物検知できなくても問題ない。また、遮断棒２２は、縁石２１よりも高い位置にあるが、図１１に示す通り、レーダ送受信機１０の送信アンテナの指向性は、ある程度の高さまで対応できるものであるので、問題はない。
【００６３】
以上述べたように、踏切１の長手方向、短手方向の両方に検出反射体を配置することで、障害物検知できない領域を更に少なくすることができる。尚、これは、当然、踏切の場合に限らず、他の障害物検知対象領域についても同様である。
【００６４】
更に、図１０に示すようにレーダ送受信機１０を２台設置し、踏切１（長方形）の４辺全てに検出反射体を配置することで、踏切内の障害物を殆ど死角無しに検知できるようになる。尚、これは、当然、踏切の場合に限らず、他の障害物検知対象領域についても同様である。尚、図１１には、送信アンテナの指向性を示す。図示の通り、ある程度の高さに設置されたレーダ送受信機１０から、踏切１の反対側の縁石２１に埋め込まれた検出反射体２に向けて、すなわち斜め下方向に向けて、水平広ビーム（例えば水平偏波の偏波送信波３）が送信される。
【００６５】
図１２に、同じ種類の検出反射体間の間隔の決定方法の一例を示す。
図示の例では、検出反射体２ａ〜２ｅを例にし、検出反射体２ａ，２ｃ，２ｅが同一偏波用、検出反射体２ｂ、２ｄが異偏波用である（但し、図１とは配置が異なる）。本例では、既に説明してあるように、同一種類の検出反射体間の配列間隔が、上記所定値Ｚよりも大きくなるように設定する。
【００６６】
ここでは、同一偏波用の検出反射体２ａ，２ｃ，２ｅを例にする。そして、ここでは、レーダ送受信機１０の距離分解能は、０．７５（ｍ）であるとする。そして、障害物検知対象領域は１０（ｍ）×１０（ｍ）のエリアであり、レーダ送受信機１０から検出反射体２ａまでの距離Ｒ１が最も短く、Ｒ１＝１０（ｍ）であるとする。
【００６７】
この場合、まず、レーダ送受信機１０から検出反射体２ｃまでの距離Ｒ２は、１０＋０．７５＝１０．７５（ｍ）以上とする必要がある。ここでは、Ｒ２＝１０．７５（ｍ）とすると、レーダ送受信機１０から検出反射体２ｅまでの距離Ｒ３は、１０．７５＋０．７５＝１１．５（ｍ）以上とする必要がある。
【００６８】
これより、検出反射体２ａ−２ｃ間の最小間隔Ｚ（ΔＧ1）は、１０．７５２＝１０２＋ΔＧ1２より、ΔＧ1＝３．９５≒４となり、検出反射体２ａ−２ｃ間の設置間隔ΔＧ1は、約４（ｍ）以上とする必要がある。検出反射体２ｃ−２ｅ間の最小間隔Ｚ（ΔＧ2）も同様にして求めることで、ΔＧ2は、約１．７（ｍ）以上とする必要があることが分かる。
【００６９】
異偏波用の検出反射体２ｂ−２ｄ間の設置間隔も、同様にして求める。
この様にして求めた同一種類の検出反射体間の最小設置間隔を守るように配置する限り、異なる種類の検出反射体間の設置間隔は、任意でよい。例えば、検出反射体２ａ−２ｂ間の設置間隔は、任意でよい（勿論、検出反射体２ｂは、検出反射体２ａと２ｃの間に設置しなければならず、且つ検出反射体２ｂ−２ｄ間の最小設置間隔を守るように検出反射体２ｄを設置したときに、検出反射体２ｄが検出反射体２ｃと２ｅの間に設置されるように、しなければならない。
【００７０】
本例の障害物検知レーダシステムは、上述した例では踏切に設置するものとしたが、勿論、この例に限らない。他の設置例を図１３、図１４に示す。
図１３は、本例の障害物検知レーダシステムを家屋敷地内（庭等）に設置して、ホームセキュリティシステムとして利用する例である。
【００７１】
図示の通り、レーダ送受信機１０を庭の一角に設置し、各検出反射体を敷地の隅の任意の場所に設置する。勿論、同一偏波用と異偏波用とを交互に設置する。これによって、敷地内に不法な侵入者等があったときには、この侵入者を検知できる。
【００７２】
図１４は、本例の障害物検知レーダシステムを駅のプラットフォームに設置して、転落者検知に用いる例である。図示の通り、レーダ送受信機１０をプラットフォームに設置して、各検出反射体を、線路を挟んで反対側に設置する。プラットフォームは非常に長いので、レーダ送受信機１０は複数設置している。
【００７３】
ここで、従来の光線式の遮断検知方式では、落ち葉、紙等の遮断によって誤検知する場合があった。また、従来の一対の電波送信器−受信器を用いた対向式検知方式では、送信器、受信器の両方の設置及び配線が必須であり、コスト高になるという欠点があった。
これに対して、障害物検知レーダシステムでは、庭木の落ち葉や紙等によって遮断されても大きなレベル変動がないので誤検知することなく、確実に検出対象（人等）のみを検出することができる。また、１台のレーダ送受信機１０を設置し配線すれば（検出反射体は配線の必要はない）、広範囲を検知対象エリアとすることができ、上記対向式検知方式や従来技術に比べて、設置の手間が掛からず且つコスト安となる。
【００７４】
尚、上記の例に限らず、他にも例えば美術館の館内等のような各種施設内のセキュリティシステムとして利用してもよい。あるいは、宝石店の各種店内等のセキュリティシステムとして利用してもよい。
【００７５】
また、上記説明では、水平偏波と垂直偏波の両方を扱えるレーダ送受信機による構成を述べたが、これを水平偏波のみを送受信する第一のレーダ送受信機と、垂直偏波のみを送受信する第二のレーダ送受信機との２台に分けてそれらを併設するようにする構成をとることもできる。その場合には、図１のレーダ送受信機１０の位置に水平偏波用と垂直偏波用の２台のレーダ送受信機が設置され、また同様に図１０のレーダAとレーダBの位置にもそれぞれ水平偏波用と垂直偏波用の２台のレーダ送受信機が設置される（即ち、図１０には計４台のレーダ送受信機が含まれる）ことになる。
【００７６】
最後に、上記検出反射体の構成例について説明する。
まず、上記先願で既に提案している検出反射体について説明する。
先願では、三面体コーナレフレクタを用いる。図１５に既存の三面体コーナレフレクタの例を示す。本例では例えば図１５の三面体コーナレフレクタを上記同一偏波用の検出反射体として用いる。
【００７７】
図１５には、反射面３１、反射面３２および反射面３３という互いに直交する三つの反射面を備えた三面体コーナレフレクタ３０を示す。本例では、直交する三つの反射面の交点（頂点３０ａ）を通る中心軸をレーダ送受信機１０のアンテナに向ける姿勢で、この三面体コーナレフレクタ３０を設置する。これにより、レーダ送受信機１０の送信アンテナから三面体コーナレフレクタ３０に入射する入射波（偏波送信波３）は、反射面３１、反射面３２および反射面３３の、第１反射点３１ａ、第２反射点３２ａおよび第３反射点３３ａにおいて順次反射された後、反射波（偏波受信波５）となってレーダ送受信機１０側に戻される。
【００７８】
そして、本例の上記異偏波用の検出反射体は、図１６に示すように、上記三面体コーナレフレクタ３０における反射波の通過経路（三面体コーナレフレクタ３０の開口部の右側半分程度）を覆うように、偏波変更膜３４が備えられた構成となっている。この偏波変更膜３４は、当該偏波変更膜３４への入射波が水平偏波の電波であれば、これを垂直偏波の電波に変換する機能を備えている。勿論、入射波が垂直偏波の電波である場合には、これを水平偏波の電波に変換する。
【００７９】
この偏波変更膜３４は、例えば図１７に示すように、絶縁膜３４ａの両面に、互いに逆方向に±４５°に傾斜するように配置されたメタルストリップパターン３４ｂおよびメタルストリップパターン３４ｃで構成されるミリ波変換膜からなる。メタルストリップパターン３４ｂおよびメタルストリップパターン３４ｃの幅ｗおよび間隔ｓは、入射波の周波数に応じて適宜設定される。そして、このような構成の偏波変更膜３４を通過する入射波の電界方向Ｅｉ（偏波面）は、９０°回転し、電界方向Ｅｏとなる。尚、偏波変更膜３４を通過する入射波は、偏波面が９０°回転するだけであり、強さは減衰しない。
【００８０】
そして、偏波変更膜３４は、水平偏波の入射面を三面体コーナレフレクタ３０の反射面側に向けた姿勢で当該三面体コーナレフレクタ３０に装着される。
これより、図１の例の場合、図１６に示す構成の検出反射体２ｂ、２ｄに水平偏波として入射する偏波送信波３は、反射面３３で反射された後、裏面側から偏波変更膜３４を通過することによって、ほとんど減衰することなく偏波面が９０°回転し、垂直偏波の偏波受信波４としてレーダ送受信機１０側に返される。また、偏波変更膜３４の表面（出射面）側に入射した電波は散乱される。
【００８１】
尚、検出反射体は、上記三面体コーナレフレクタを用いる例に限らず、例えばレンズリフレクタを用いてもよい。図１８に、既存のレンズリフレクタの構成例を示す。図１８（ａ）には９０°ＣＡＰを備える例、図１８（ｂ）には１８０°ＣＡＰを備える例、図１８（ｃ）にはＣＡＰ無しの例を示す（参考文献；「ANTENNA ENGINEERING HANDBOOK second edition」、ｐ１７−２８、Ｆｉｇ．１７−２９）
図１８に示す既存のレンズリフレクタを上記同一偏波用の検出反射体として用いる。
【００８２】
そして、上記異偏波用の検出反射体は、図１９に示すような、図１８のレンズリフレクタに上記偏波変更膜３４を挿入したものを用いる。
上記三面体コーナレフレクタは、その形状ゆえにゴミ等が溜まる為、これが検知性能の劣化に繋がる可能性がある。これに対して、レンズリフレクタは、球であるので、ゴミが溜まることなく、検知性能が劣化する可能性は極めて低くなる。
【００８３】
レンズリフレクタを用いる場合、図１１の設置状況が図２０に示すようになる。
（付記１） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、前記第１電波を送信する送信アンテナと、前記第２電波を受信できる第１の受信アンテナと、前記第３電波を受信できる第２の受信アンテナと、該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【００８４】
（付記２） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、前記第１電波として水平偏波の電波を送信する第１の送信アンテナと、前記第１電波として垂直偏波の電波を送信する第２の送信アンテナと、水平偏波の電波又は垂直偏波の電波の何れか一方のみを受信できる受信アンテナと、該第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとを切り替えて何れか一方から前記第１電波を送信させることで、前記受信アンテナに前記第２電波と第３電波の何れか一方を受信させ、受信した電波の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【００８５】
（付記３） 前記異偏波用反射体は、前記第１電波が垂直偏波の電波である場合には前記第３電波を水平偏波の電波とし、前記第１電波が水平偏波の電波である場合には前記第３電波を垂直偏波の電波とすることを特徴とする付記１又は２記載の障害物検知レーダシステム。
【００８６】
（付記４） 前記異偏波用反射体は、前記第１電波の偏波面を９０°回転させる偏波変更体を備えることを特徴とする付記１〜３の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【００８７】
（付記５） 前記送信アンテナが前記第１電波として水平偏波の電波を送信するアンテナである場合には、前記第１の受信アンテナは水平偏波受信用アンテナであり、前記第２の受信アンテナは垂直偏波受信用アンテナであり、
前記制御手段は、前記第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを交互に切り替えることで、前記第２電波による前記受信信号と前記第３電波による前記受信信号とを交互に入力することを特徴とする付記１記載の障害物検知レーダシステム。
【００８８】
（付記６） 前記制御手段は、前記第１の送信アンテナと前記第２の送信アンテナとを交互に切り替えて前記第１電波を送信させることで、前記第２電波による前記受信信号と前記第３電波による前記受信信号とを交互に入力することを特徴とする付記２記載の障害物検知レーダシステム。
【００８９】
（付記７） 前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、道路境界構造物に埋め込むことで設置することを特徴とする付記１〜６の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【００９０】
（付記８） 前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、前記障害物検知対象領域が踏切である場合には、遮断棒に取り付けることで設置することを特徴とする付記１〜６の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【００９１】
（付記９） 前記障害物検知対象領域が踏切である場合には、前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、踏切の長手方向に設けられる縁石に埋め込むと共に遮断棒に取り付けることで設置することを特徴とする付記１〜６の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【００９２】
（付記１０） 前記同一偏波反射体はレンズリフレクタであり、前記異偏波用反射体は該レンズリフレクタに前記偏波変更体を取り付けたものであることを特徴とする付記４記載の障害物検知レーダシステム。
【００９３】
（付記１１） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、水平偏波の電波を送受信する第１の送受信アンテナを有する第１のレーダ送受信機と、垂直偏波の電波を送受信する第２の送受信アンテナを有する第２のレーダ送受信機とが併設されたものであり、
該第１のレーダ送受信機と第２のレーダ送受信機は、各々、前記第１又は第２の送受信アンテナによって前記第２電波と第３電波の何れか一方を受信し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段を有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【００９４】
（付記１２） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とが交互に、且つ、同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔が、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上となるように設置された障害物検知対象領域に対して、前記第１電波を送信する送信アンテナと、
前記第２電波を受信できる第１の受信アンテナと、
前記第３電波を受信できる第２の受信アンテナと、
該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知を行う制御手段と、
を有することを特徴とするレーダ送受信機。
【００９５】
（付記１３） 入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とが交互に、且つ、同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔が、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上となるように設置された障害物検知対象領域に対して、前記第１電波を送信する送信アンテナとして、前記第１電波として水平偏波の送信波を送信する第１の送信アンテナと、前記第１電波として垂直偏波の送信波を送信する第２の送信アンテナとを備え、更に、
前記第２電波又は第３電波を受信する受信アンテナと、
該第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとを切り替えて何れか一方から前記第１電波を送信させることで、前記受信アンテナに前記第２電波と前記第３電波の何れか一方を受信させて、該受信した電波による受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知を行う制御手段と、
を有することを特徴とするレーダ送受信機。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】障害物検知レーダシステム全体の構成を示す図である。
【図２】レーダ送受信機全体の構成例である。
【図３】（ａ）は２種類の受信アンテナを交互に切り替えて使用するレーダ送受信機の構成例であり、（ｂ）は切り替えタイミングを示す。
【図４】図３の構成におけるレーダ信号処理制御部による障害物検知処理のフローチャート図である。
【図５】（ａ）は２種類の送信アンテナを交互に切り替えて使用するレーダ送受信機の構成例であり、（ｂ）は切り替えタイミングを示す。
【図６】図５の構成におけるレーダ信号処理制御部による障害物検知処理のフローチャート図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、レーダシステム本体に入力される受信信号の一例である。
【図８】検出反射体の一例、及びその設置例である。
【図９】検出反射体を遮断棒に取り付けた例である。
【図１０】検出反射体及びレーダ送受信機の設置例である。
【図１１】送信アンテナの指向性を示す図である。
【図１２】同じ種類の検出反射体間の間隔の決定方法の一例を示す図である。
【図１３】障害物検知レーダシステムをホームセキュリティシステムとして利用する例である。
【図１４】障害物検知レーダシステムを転落者検知に用いる例である。
【図１５】同一偏波用の検出反射体の具体例であり、既存の三面体コーナレフレクタの例である。
【図１６】異偏波用の検出反射体の具体例（その１）である。
【図１７】偏波変更膜の構成例である。
【図１８】同一偏波用の検出反射体の具体例であり、既存のレンズリフレクタの例である。
【図１９】異偏波用の検出反射体の具体例（その２）である。
【図２０】レンズリフレクタの設置例である。
【図２１】先願の障害物検知レーダシステムの構成例である。
【図２２】（ａ）、（ｂ）は、図２１のシステムにおける各検出反射体からの反射波による受信信号である。
【図２３】障害物を検知できない状況例である。
【符号の説明】
【００９７】
２ａ，２ｃ，２ｅ （同一偏波用）検出反射体
２ｂ、２ｄ （異偏波用）検出反射体
３ 水平偏波の偏波送信波
４ 垂直偏波の偏波受信波
５ 水平偏波の偏波受信波
１０ レーダ送受信機
１１ 送受信アンテナ
１１ａ 水平偏波送信アンテナ
１１ｂ 垂直偏波送信アンテナ
１１ｃ 垂直偏波受信アンテナ
１１ｄ 水平偏波受信アンテナ
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ レーダ信号処理制御部
１５ スイッチ（ＳＷ）
１７ 不揮発性メモリ（ＲＯＭ）
１８ 外部入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
１９ ユーザインターフェイス（Ｉ／Ｆ）
２１ 縁石
２２ 遮断棒
３０ 三面体コーナレフレクタ
３１，３２，３３ 反射面
３１ａ 第１反射点
３２ａ 第２反射点
３３ａ 第３反射点
３４ 偏波変更膜
３４ａ 絶縁膜
３４ｂ メタルストリップパターン
３４ｃ メタルストリップパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、前記第１電波を送信する送信アンテナと、前記第２電波を受信できる第１の受信アンテナと、前記第３電波を受信できる第２の受信アンテナと、該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【請求項２】
入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、前記第１電波として水平偏波の電波を送信する第１の送信アンテナと、前記第１電波として垂直偏波の電波を送信する第２の送信アンテナと、水平偏波の電波又は垂直偏波の電波の何れか一方のみを受信できる受信アンテナと、該第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとを切り替えて何れか一方から前記第１電波を送信させることで、前記受信アンテナに前記第２電波と第３電波の何れか一方を受信させ、受信した電波の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【請求項３】
前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、道路境界構造物に埋め込むことで設置することを特徴とする請求項１又は２記載の障害物検知レーダシステム。
【請求項４】
前記障害物検知対象領域が踏切である場合には、前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、踏切の長手方向に設けられる縁石に埋め込むと共に遮断棒に取り付けることで設置することを特徴とする請求項１又は２記載の障害物検知レーダシステム。
【請求項５】
前記同一偏波反射体はレンズリフレクタであり、前記異偏波用反射体は該レンズリフレクタに前記第１電波の偏波面を９０°回転させる偏波変更体を取り付けたものであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【請求項１】
入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、前記第１電波を送信する送信アンテナと、前記第２電波を受信できる第１の受信アンテナと、前記第３電波を受信できる第２の受信アンテナと、該第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることで、前記第２電波と第３電波の何れか一方の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【請求項２】
入射される第１電波を第２電波として反射する同一偏波反射体と、入射される第１電波を該第１電波の偏波面を変化させた第３電波として反射する異偏波用反射体とを交互に配置すると共に同一偏波反射体間の設置間隔及び異偏波用反射体の設置間隔を、レーダ送受信機の距離分解能によって定められる最小間隔以上の間隔とし、
前記レーダ送受信機は、前記第１電波として水平偏波の電波を送信する第１の送信アンテナと、前記第１電波として垂直偏波の電波を送信する第２の送信アンテナと、水平偏波の電波又は垂直偏波の電波の何れか一方のみを受信できる受信アンテナと、該第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとを切り替えて何れか一方から前記第１電波を送信させることで、前記受信アンテナに前記第２電波と第３電波の何れか一方を受信させ、受信した電波の受信信号を入力し、該受信信号を時分割で処理することで障害物検知対象領域内の障害物検知を行う制御手段とを有することを特徴とする障害物検知レーダシステム。
【請求項３】
前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、道路境界構造物に埋め込むことで設置することを特徴とする請求項１又は２記載の障害物検知レーダシステム。
【請求項４】
前記障害物検知対象領域が踏切である場合には、前記同一偏波反射体及び異偏波用反射体は、踏切の長手方向に設けられる縁石に埋め込むと共に遮断棒に取り付けることで設置することを特徴とする請求項１又は２記載の障害物検知レーダシステム。
【請求項５】
前記同一偏波反射体はレンズリフレクタであり、前記異偏波用反射体は該レンズリフレクタに前記第１電波の偏波面を９０°回転させる偏波変更体を取り付けたものであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の障害物検知レーダシステム。
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図３】
【図５】
【図１２】
【図１３】
【図１７】
【図１９】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図３】
【図５】
【図１２】
【図１３】
【図１７】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−１７３５６（Ｐ２００７−１７３５６Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２００９３６（Ｐ２００５−２００９３６）
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]