【手続補正書】
【提出日】平成17年4月25日(2005.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
図１２に示すＰＬＬ回路では、第１の可変周波数発振回路１６の発振出力（発振周波数ｆ１）と、可変周波数発振器１６より低い発振周波数ｆ２の第２の可変周波数発振回路２４の発振出力を混合回路５９で混合して、可変周波数発振回路１６及び２４の発振周波数の和及び差の信号を、それぞれフィルタ５７及び５８を介し、ＰＬＬ回路の発振出力信号及び帰還ループの入力信号とする。帰還ループは上記差の周波数の発振信号を分周する分周回路１９もつ。分周回路１９の出力信号は位相比較回路１４で基準周波数ｆｒの信号と位相比較される。位相比較回路１４の出力信号は低域通過フィルタ１８を介して、可変周波数発振回路１６及び２４の発振周波数を制御する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【数１】
2004056172.tif 000001
で表される。ここで、Ｎは分周器の分周数、Ｋはループゲイン、τはハローパスフィルタの時定数、ωｎは自然角周波数であり、ループゲインＫ、及び分周数Ｎを小さくしてロックアップ時間を短縮できる。
その結果、ミリ波等の高周波帯の発振器においてもＰＬＬ回路化を図ることにより、物理的な加工精度や外乱に伴う温度特性等の諸特性を制御可能となり、ミリ波の高周波出力信号周波数とステップ周波数を高精度に安定して設定可能となる。特に２周波ＣＷレーダ方式を採用するミリ波レーダにおいて、短時間で周期的に周波数をステップする多周波ＣＷ発振器を実現し、出力信号の安定度増すことにより、検知距離や角度情報等のレーダ諸性能向上が実現され、安定性、高性能及びコスト低減が可能なＣＷレーダを実現出来る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
基準周波数源１１及び１２は、ＰＬＬ回路のループ帯域特性すなわち低域通過フィルタ特性の倍以上の周波数で発振し、基準周波数源１１及び１２の周波数差が多周波ＰＬＬ発振器１０の出力foutのステップ周波数のＮ倍となるように設定される。
固定基準周波数源１８は、混合器１７において所望する周波数のミリ波出力信号へのミキシングアップと、ＰＬＬループの帰還信号となるマイクロ波帯信号へミキシングダウンの両方を得るため、ＰＬＬ回路に所望するシステム仕様に応じた適格な発振周波数を出力する。分周器１９は、混合器１７で得られた下側波帯fmix-downをＰＬＬ基準周波数と等しくなるよう分周する回路であり、分周器１９の分周出力は位相比較器１４に入力される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、混合器１７でミキシングアップによって所望周波数のミリ波信号を生成すると同時にＰＬＬループの帰還信号をミリ波からマイクロ波へミキシングダウンすることで、分周器１９の分周数を小さくでき、ループゲインKを大きくすることができる。さらに、周波数ステップと分周器が無関係であることから、分周数は小さくし、固定して分周器を構成する論理回路を簡単化が促進でき、分周による論理遅延時間の短縮ができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本実施形態も図1のＰＬＬ発振器の基準周波数源１１、１２、１８を全てＰＬＬ回路で構成し、それぞれに用いる基準周波数を基準周波数源１１で統一することにより、多周波ＰＬＬ回路１０がコヒーレント性の整ったＰＬＬ回路であると共に、２周波の基準周波数源の周波数ｆ１及びｆ２がリファレンスデバイダ５１、６１、分周器５５、６５の分周数の設定値により自由に制御可能となり、基準周波数源１８のプログラマブル分周器２５の分周数を設定可能であることから、ミリ波の発振周波数とステップ周波数をプログラム的に制御できる。
実施形態９
図９は本発明のミリ波２周波CWレーダを搭載した自動車の一実施形態を示す図である。自動車２９には本発明によるミリ波２周波ＰＬＬ発振器をもつレーダモジュール３８が自動車の前側（必要によっては後側にも）に設けられる。レーダモジュール３８はデータ処理回路３２を介してマイクロプロセッサ等の中央処理装置（ＣＰＵ）３５に結合される。中央処理装置３５はレーダモジュール３８で得た信号に基づき、被検出物体の位置情報あるいは速度情報を求め、アクティブ・クルーズ・コントローラ（ＡＣＣ）３０に加える。アクティブ・クルーズ・コントローラ３０は、上記位置情報あるいは速度情報に基づき、必要によって、エンジン３１、アクセルランプ３６、方向指示器３７、ブレーキ４０等の制御を行うと共に、表示装置３３に必要な情報を表示する。
図１０は、上記自動車に搭載する２周波ＣＷレーザのレーダモジュール３８部及びデータ処理回路３２の１実施例の構成を示すブロック図である。レーダモジュール３８は本発明による２周波ＰＬＬ発振器１０と、２周波ＰＬＬ発振器１０により生成されたミリ波信号を電力増幅する電力増幅器４１と、増幅されたミリ波信号を空間に放射する送信アンテナ４２と、空間に放射された送信信号Ｒｘが他の自動車等の被検体で反射された信号Ｔｘを受信する２つの受信アンテナ４３、４４と、受信アンテナ４３、４４から得られたミリ波信号を増幅するする低ノイズ増幅器４５−１、４５−２と、２周波ＰＬＬ発振器１０により生成されたミリ波信号と増幅器４５−１、４５−２のそれぞれの出力を混合する混合器４６−１、４６−２をもつ。混合器４６からドップラー信号成分が抽出される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
Ｒ＝Ｃ・Δφ／(４πΔｆ)
Ｖ＝Ｃ／２・ｆｄ１／ｆ１  又はＣ／２・ｆｄ２／ｆ２
ここで、Ｃは電波の伝搬速度、Δｆは送信周波数差（ステップ周波数＝ｆ１−ｆ２）、Δφはドップラー波の位相差、ｆ１、ｆ２は送信周波数、ｆｄ１、ｆｄ２はドップラー周波数である。また、２つの混合器４６−１、４６−２の出力の和差の値から被検出物の方位を求める。
ディジタル信号処理回路４８はインターフェース回路４９を介して、図９のアクティブ・クルーズ・コントローラ３０と信号の授受を行う。Ａ/Ｄ変換器４７、信号処理回路４８及びインターフェース回路４９には電源５６から電源が供給される。
以下本実施例における具体的数値例について述べる。レーダモジュール３８の出力周波数をfout=76.5ＧＨｚ、出力周波数のステップ周波数分３００ｋＨｚ、ロックアップ時間は所望する0.15μsとする。基準周波数源1の出力周波数fr1、基準周波数源２の出力周波数fr2は、上記ステップ周波数又は上記ステップ周波数を分周器の分周数Ｎ（＝５）で割った周波数fp（例えば60ｋＨｚ）だけ異なる値に設定する。また、所望するロックアップ時間0.15μsの逆数からＰＬＬループの自然角周波数ωｎが設定され、周波数fr1、fr2及びfpは自然角周波数ωｎより倍以上高い周波数60ＭＨｚに設定する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
上述のように、ループ帯域6ＭＨｚを維持して所望の周波数に到達するまでのロックアップ時間を0.15μs以下へ短縮可能とし、ステップ周波数を300ｋＨｚに設定可能な２周波ＣＷレーダ発振器を使用する。
上記ミリ波２周波ＣＷレーダは、自動車２９に搭載され、動体もしくは静体の車や人等の障害物監視装置に有効である。システムＳ/Ｎが向上したミリ波レーダを移動体もしくは静体に障害物監視装置として用いると、障害物を迂回しながら走行可能な自動運転制御の距離角度センサとして高度に機能する。２周波ＣＷレーダ方式の特徴である最小検知距離分解能性能を最大限利用し、ある目標場所で所定位置に自立制御型で停止あるいは停車する場合の距離、角度センサとしても利用できる。