(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する受信部と、
前記第１信号と前記第１符号に対応する符号との相関を示す第１相関データ、及び前記第２信号と前記第２符号に対応する符号との相関を示す第２相関データを算出する相関データ算出部と、
前記第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び前記第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する抽出部と、
前記時間ラグごとに、前記抽出部により抽出された前記第１相関値及び前記第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する展開部と、
前記展開部により周波数領域に展開された際の前記相関値群に含まれる周波数成分の周波数の大きさに基づいて、所定の前記時間ラグに対応する相関値群を特定する特定部と、
を備える受信装置。
【請求項２】
前記展開部は、それぞれの前記時間ラグに対応する時間領域の前記相関値群が通過可能なデジタルフィルタの通過可能帯域に基づいて、周波数領域に展開する、
請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記展開部は、それぞれの前記時間ラグに対応する時間領域の前記相関値群をフーリエ変換することにより、周波数領域に展開する、
請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記展開部により周波数領域に展開された際の強度が最も大きい相関値群を特定する特定部を備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項５】
前記展開部は、前記特定部により特定された前記相関値群を逆フーリエ変換することにより、前記相関値群を時間領域に展開する、
請求項３又は４に記載の受信装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の受信装置と、
前記第１符号により符号化された前記第１信号、及び前記第２符号により符号化された前記第２信号を送信する送信装置と、
を備える送受信システム。
【請求項７】
第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する手順と、
前記第１信号と前記第１符号との相関を示す第１相関データ、及び前記第２信号と前記第２符号との相関を示す第２相関データを算出する手順と、
前記第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び前記第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて、第１相関値及び第２相関値を抽出する手順と、
前記時間ラグごとに、前記抽出する手順において抽出された前記第１相関値及び前記第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する手順と、
前記展開する手順において周波数領域に展開された際の前記相関値群に含まれる周波数成分の周波数の大きさに基づいて、所定の前記時間ラグに対応する相関値群を特定する手順と、
を備える受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を受信する受信装置、受信方法及び送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送信時に所定の符号を用いて符号化された変調信号を受信し、送信時に用いられた符号に対応する符号と、受信した変調信号との相関の大きさに基づいて、変調信号を受信したことを検出する方法が知られている。レーダーにおいては、送信装置から送信された符号化信号が物体（以下、散乱体という）で散乱されることにより生じる散乱波の検出感度を高めるために、送信装置において送信パルスを所定の符号で変調している。そして、受信装置において所定の符号で復調することにより、距離方向の分解能を低下させることなく検出感度を高めるパルス圧縮技術が用いられている。受信装置における復調時には、受信した変調信号と所定の符号との相関処理が行われる（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３２２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、受信装置において、相関処理を行うことで変調信号を復調する場合、相関値が最大値を示す主応答であるメインローブのタイミングと異なるタイミングにおいて、０以外の相関値を示す副応答であるレンジサイドローブが生じる。レーダーの受信装置において相関処理した結果にレンジサイドローブが存在すると、距離方向の偽像が観測データに生じるので、散乱体までの距離が誤認識されてしまう。
【０００５】
レンジサイドローブの大きさは、符号の自己相関関数により規定される。つまり、自己相関関数におけるサイドローブが小さい符号を選択することにより、偽像が小さいパルス圧縮が可能になる。サイドローブが小さい符号として、ｎビット符号の主応答の大きさがｎであり、全ての副応答の値が±１であるバーカー符号が知られている。
【０００６】
さらに、それぞれの自己相関関数を加算すると、加算後のサイドローブが０になる複数の符号を組み合わせて用いる方法も知られている。例えば、加算後のサイドローブが０になる複数の符号として相補符号（コンプリメンタリー符号ともいう）が知られている。相補符号のような複数の符号を順次異なるタイミングで送受信することにより、偽像がない応答を得ることができる。
【０００７】
図１は、レーダーの送信装置１及び受信装置２を示す図である。図２は、レーダーを送受信する動作のイメージ図である。送信装置１は、まず、符号Ａで変調された変調信号Ａを送信する。変調信号Ａが散乱体３で散乱されることにより生じる散乱波は、レーダーの受信装置２に入力される。受信装置２が受信する信号は、変調信号Ａと散乱体による散乱パターンとのたたみ込み積分である受信信号Ａ’となっている。
【０００８】
送信装置１は、変調信号Ａを送信してから所定の時間が経過した後に、符号Ｂで変調された変調信号Ｂを送信する。受信装置２が受信する信号は、変調信号Ｂと散乱体による散乱パターンとの畳み込み積分である受信信号Ｂ’となっている。以下、送信装置１は、変調信号Ａ及び変調信号Ｂを順次異なるタイミングで送信し、受信装置２は、受信信号Ａ’及び受信信号Ｂ’を順次異なるタイミングで受信する。
【０００９】
図３は、従来の受信装置２の構成を示す図である。受信装置２は、受信部１１０、符号発生器１２０、相関データ算出部１３０及び復号化部１４０を備える。受信部１１０は、直交検波器１１１、発振器１１２及びＡＤ変換器１１３を有する。直交検波器１１１は、入力された受信信号を、発振器１１２からの発振信号を用いて直交検波し、Ｉチャネル信号及びＱチャネル信号から成る検波信号を出力する。ＡＤ変換器１１３は、直交検波器１１１から出力された検波信号をＡＤ変換する。ＡＤ変換器１１３によりＡＤ変換された検波信号は、符号発生器１２０により発生された符号を用いて、相関データ算出部１３０において相関処理される。
【００１０】
図４は、相関データ算出部１３０における相関処理の概要を示す図である。相関データ算出部１３０には、検波信号Ａと検波信号Ｂとが、順次異なるタイミングで入力される。相関データ算出部１３０は、例えばマッチトフィルタを用いて、符号Ａに対応する符号Ａ＊と検波信号Ａとの相関値を算出する。ここで、符号Ａ＊は、例えば符号Ａと共役の関係にある符号である。変調信号Ａにノイズの影響等による歪みが生じていない状態においては、相関データ算出部１３０が算出する複数の相関値から成る相関データγＡは、符号Ａの自己相関関数と散乱パターンを畳み込んだものとなる。
【００１１】
同様に、相関データ算出部１３０は、符号Ｂに対応する符号Ｂ＊と検波信号Ｂとの相関値を算出する。ここで、符号Ｂ＊は、例えば符号Ｂと共役の関係にある符号である。変調信号Ｂにノイズの影響等による歪みが生じていない状態においては、相関データ算出部１３０が算出する複数の相関値から成る相関データγＢは、符号Ｂの自己相関関数と散乱パターンを畳み込んだものとなる。なお、図４においては、散乱がインパルス応答である場合の例が示されている。
【００１２】
ここで、図４における時間ラグは、自己相関関数が最大となる時間を基準とする時間を示す。時間ラグ０における相関値はメインローブに対応し、時間ラグ０と異なる時間ラグにおける相関値はレンジサイドローブに対応する。時間ラグ０は、受信装置２と散乱体３との距離に対応し、符号内の時間ラグは、散乱体３からの距離に対応する。
【００１３】
復号化部１４０は、符号Ａの相関データγＡと符号Ｂの相関データγＢとを加算することで、復号化データγを生成し、復号化を完成する。符号Ａと符号Ｂとが相補符号を構成する符号である場合、符号Ａの自己相関関数と符号Ｂの自己相関関数とを加算すると、時間ラグ０の位置において最大のピークが生じ、時間ラグ０と異なる時間ラグにおけるレンジサイドローブが０となる。したがって、復号化部１４０は、受信信号Ａ’と受信信号Ｂ’との間で位相回転が生じていない状態において、図４に示したレンジサイドローブが０の復号化データγを出力し、送信装置が符号Ａを送信したタイミングを基準とする時間ラグ０のタイミングに基づいて、散乱体までの距離を推定することができる。
【００１４】
ところが、散乱体が移動している場合、受信信号Ａ’と受信信号Ｂ’との間では、位相回転が生じる。具体的には、散乱体が移動している場合、送信装置１が変調信号Ａを送信してから受信装置２が受信信号Ａ’を受信するまでの時間と、送信装置１が変調信号Ｂを送信してから受信装置２が受信信号Ｂ’を受信するまでの時間とが異なるので、送信装置１が変調信号Ａを送信したタイミングを基準にした場合の受信信号Ａ’の位相と、送信装置１が変調信号Ｂを送信したタイミングを基準にした場合の受信信号Ｂ’の位相とが異なる。
【００１５】
図５は、このように、受信信号Ａ’と受信信号Ｂ’との間で位相回転が生じている場合の相関データγＡ、相関データγＢ、及びγＡとγＢを加算した復号化データγを示す図である。図５の実線、点線はそれぞれ直交するＩチャンネル、Ｑチャンネルの信号に相当するが、相関データγＡがＩチャンネルに一致するように便宜的に位相の基準を選んでいるため、相関データγＡのＱチャンネルは０となっている。この相関データγＡに対して位相差を持つ相関データγＢは、ＩチャンネルとＱチャンネル両方に信号が現れ、結果として加算後の複合化信号γにレンジサイドローブが出現している。このように、相補符号のように複数の符号を用いたパルス圧縮符号系を従来の受信方法で複合化する場合、散乱体が移動すると、複合化データにレンジサイドローブが生じるので、高い精度での観測ができず、物体の位置の推定が困難であるという問題があった。
【００１６】
従来、この問題を解決するために、複数の符号の送信間隔を短くすることにより、相補符号を構成する複数の符号による観測時間内の散乱体の移動量を小さくしたり、波長を長くすることにより、位相回転量を抑制したりするという対策が提案されている。しかし、複数の符号の送信間隔を短くすると、観測可能な距離範囲が小さくなるという問題があった。また、変調信号の波長を長くすると、分解能が低下するという問題があった。
【００１７】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、移動する物体の位置の推定精度を向上させる受信装置、受信方法及び送受信システム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】
【００１８】
本発明の第１の態様に係る受信装置は、第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する受信部と、前記第１信号と前記第１符号に対応する符号との相関を示す第１相関データ、及び前記第２信号と前記第２符号に対応する符号との相関を示す第２相関データを算出する相関データ算出部と、前記第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び前記第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する抽出部と、前記時間ラグごとに、前記抽出部により抽出された前記第１相関値及び前記第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する展開部と、を備える。
【００１９】
前記展開部は、例えば、それぞれの前記時間ラグに対応する時間領域の前記相関値群が通過可能なデジタルフィルタの通過可能帯域に基づいて、周波数領域に展開する。前記展開部は、それぞれの前記時間ラグに対応する時間領域の前記相関値群をフーリエ変換することにより、周波数領域に展開してもよい。
【００２０】
前記受信装置は、前記展開部により周波数領域に展開された際の周波数に基づいて、所定の前記時間ラグに対応する相関値群を特定する特定部を備えてもよい。前記受信装置は、前記展開部により周波数領域に展開された際の強度が最も大きい相関値群を特定する特定部を備えてもよい。
【００２１】
また、前記展開部は、前記展開部は、前記特定部により特定された前記相関値群を逆フーリエ変換することにより、前記相関値群を時間領域に展開してもよい。
【００２２】
本発明の第２の態様に係る送受信システムは、上記の受信装置と、第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を送信する送信装置とを備える。
【００２３】
本発明の第３の態様に係る受信方法は、第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する手順と、前記第１信号と前記第１符号との相関を示す第１相関データ、及び前記第２信号と前記第２符号との相関を示す第２相関データを算出する手順と、前記第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び前記第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて、第１相関値及び第２相関値を抽出する手順と、前記時間ラグごとに、前記抽出部により抽出された前記第１相関値及び前記第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する手順と、を備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、移動する物体の位置の推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】レーダーの送信装置及び受信装置を示す図である。
【図２】レーダーが信号を送受信する動作のイメージ図である。
【図３】従来の受信装置の構成を示す図である。
【図４】相関データ算出部における相関処理の概要を示す図である。
【図５】相関データγＡ、相関データγＢ、及び相関データγＡと相関データγＢとを加算した復号化データγを示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る受信装置の構成を示す図である。
【図７】抽出部の動作を説明するための図である。
【図８】時間領域の相関値群、及び周波数領域に展開された相関値群を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る受信装置の構成を示す図である。
【図１０】周波数領域に展開された相関値群を示す図である。
【図１１】４値位相変調４ビットによる４つの符号を用いた場合の相関データの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図６は、第１の実施形態に係る受信装置２の構成を示す図である。受信装置２は、図１に示した送信装置１から送信された変調信号が散乱体で散乱されることにより生じた散乱波を受信する。送信装置１及び受信装置２は、送受信システムＳを構成する。
【００２７】
送信装置１は、第１符号により符号化された第１信号、及び第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を送信する。送信装置１は、例えば、相補符号を構成する第１符号及び第２符号を用いて、第１信号及び第２信号を送信する。
受信装置２は、受信部１０、符号発生部２０、相関データ算出部３０、抽出部４０、展開部５０及び特定部６０を備える。
【００２８】
受信部１０は、第１符号により符号化された第１信号、及び第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する。以下、第１符号を符号Ａと称し、第２符号を符号Ｂと称する。符号Ａ及び符号Ｂは、例えば相補符号を構成する符号である。受信部１０は、例えば、図３に示した受信部１１０と同等の構成を有し、受信した第１信号及び第２信号を検波することにより、検波信号Ａ及び検波信号Ｂを出力する。
【００２９】
符号発生部２０は、図３に示した符号発生器１２０と同等の構成を有する。符号発生部２０は、例えば、相補符号を構成する複数の符号を記憶するメモリを有し、ＣＰＵの制御により、受信部１１０が受信する第１信号及び第２信号に対応する符号を選択して出力する。符号発生部２０は、例えば、符号Ａ及び符号Ｂと共役な符号Ａ＊及び符号Ｂ＊を出力する。
【００３０】
相関データ算出部３０は、第１信号と符号Ａ＊との相関を示す第１相関データ、及び第２信号と符号Ｂ＊との相関を示す第２相関データを算出する。第１相関データは、図４に示した符号Ａの自己相関関数に対応し、例えば、時間ラグ０において最大値を示し、時間ラグ０以外の時間ラグにおいて、時間ラグ０における相関値よりも小さい振幅を有する複数の第１相関値から構成されている。第２相関データは、図４に示した符号Ｂの自己相関関数に対応し、例えば、時間ラグ０において最大値を示し、時間ラグ０以外の時間ラグにおいて時間ラグ０における相関値よりも小さい振幅を有する複数の第２相関値から構成されている。散乱体の速度が非常に速い場合などに対応するために、相関データ算出部３０は、符号Ａ＊およびＢ＊に予め位相回転を加えた複数の符号パターンを用いて相関処理を行う、ドップラーパルス圧縮を行ってもよい。
【００３１】
抽出部４０は、第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する。具体的には、抽出部４０は、異なるタイミングで順次入力される複数の第１相関データの時間ラグごとに、それぞれの時間ラグに対応する第１相関値を選択し、展開部５０に入力する。また、異なるタイミングで順次入力される複数の第２相関データの時間ラグごとに、それぞれの時間ラグに対応する第２相関値を選択し、展開部５０に対して出力する。抽出部４０は、時間ラグごとに、順次受信した複数の第１信号及び複数の第２信号に対応する複数の第１相関値及び複数の第２相関値から構成される相関値群を生成して、展開部５０に対して出力する。
【００３２】
図７は、抽出部４０の動作を説明するための図である。水平方向は、時間ラグ−４から＋４までに対応し、垂直方向は、送信装置１が変調信号Ａ１を送信してからの経過時間に対応している。最初に送信された変調信号Ａ１に対応する第１相関データは、「０、２、０、−１、８、−１、０、２、０」である。２番目に送信された変調信号Ｂ１に対応する第２相関データは、「０、−２、０、１、８、１、０、−２、０」である。３番目に送信された変調信号Ａ２に対応する第１相関データは、「０、２、１、−２、７、−１、０、２、０」である。４番目に送信された変調信号Ｂ２に対応する第２相関データは、「−１、−１、２、１、８、１、２、０、−１」である。
【００３３】
変調信号Ａ１及び時間ラグ−４に対応する相関値０は、時間ラグ−４に対応する第１相関値の一つである。変調信号Ｂ１及び時間ラグ−４に対応する相関値０は、時間ラグ−４に対応する第２相関値の一つである。抽出部４０は、時間ラグ−４に対応する相関値群として、Ｃ（−４）＝「０、０、０、−１、０、１、・・・」を抽出する。抽出部４０は、時間ラグ−３に対応する相関値群として、Ｃ（−３）＝「２、−２、２、−１、２、−２、・・・」を抽出する。抽出部４０は、時間ラグ０に対応する相関値群として、Ｃ（０）＝「８，８，７，８，８，７、・・・」を抽出する。このようにして、抽出部４０は、それぞれの時間ラグに対応する相関値群を抽出する。
【００３４】
展開部５０は、抽出部４０から相関値群を受け、時間ラグごとに、抽出部により抽出された第１相関値及び第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する。展開部５０は、例えば、それぞれ通過周波数帯域が異なる複数のデジタルフィルタ５１、デジタルフィルタ５２及びデジタルフィルタ５３を含むデジタルフィルタ群を有する。展開部５０は、それぞれの時間ラグに対応する時間領域の相関値群が通過可能なデジタルフィルタの通過可能帯域に基づいて、周波数領域に展開する。
【００３５】
具体的には、抽出部４０により抽出された相関値群は、時間ラグごとにデジタルフィルタ群に入力される。展開部５０は、例えば複数のデジタルフィルタ群を有し、相関値群が、時間ラグごとに割り当てられたデジタルフィルタ群に入力する。展開部５０は、相関値群を時間ラグに関連付けて格納するバッファを有し、バッファに蓄積された相関値群を、時間ラグごとに順次１つのデジタルフィルタ群に入力してもよい。デジタルフィルタ群に入力された相関値群は、相関値群に含まれる周波数成分を通過することができるデジタルフィルタを通過する。
【００３６】
展開部５０は、相関値群が通過したデジタルフィルタを特定することにより、相関値群に含まれる信号成分の周波数を特定することができる。展開部５０は、それぞれの相関値群ごとに特定した周波数を周波数領域にマッピングすることにより、時間領域の相関値群を周波数領域に展開する。展開部５０は、例えば、要求される周波数分解能に基づいて、周波数領域に展開する対象となる相関値群の時間領域における長さを選択する。
【００３７】
図８は、時間領域の相関値群、及び周波数領域に展開された相関値群を示す図である。上記のＣ（−４）及びＣ（−３）の相関値群と、Ｃ（０）の相関値群とを比較すると、Ｃ（０）に含まれる相関値はほとんど変化しておらず直流に近いので低周波数成分が多く含まれる。他方、Ｃ（−４）及びＣ（−３）に含まれる相関値は、正の値と負の値との間で頻繁に変化するので、Ｃ（０）よりも高い周波数成分が多く含まれる。特に、符号Ａと符号Ｂとが相補符号を構成する場合、符号Ａに対応する第１相関値と符号Ｂに対応する第２相関値とが、絶対値が同じで符号が逆になる時間ラグが多いので、Ｃ（０）の相関値群と他の相関値群とを分離しやすくなる。
【００３８】
図８に示すように、時間ラグ０に対応する相関値群は、周波数領域において最も低い周波数に位置し、その他の時間ラグに対応する相関値群は、Ｃ（０）から離れた、Ｃ（０）よりも高い周波数に位置する。また、Ｃ（０）は振幅が大きいので、その他の相関値群よりも強度が大きい。
【００３９】
これらの性質を用いることで、特定部６０は、展開部５０により周波数領域に展開された際の周波数に基づいて、所定の時間ラグに対応する相関値群を特定する。例えば、特定部６０は、時間ラグ０に対応する相関値群を特定する。具体的には、特定部６０は、例えば抽出部４０により周波数領域に展開された際の周波数が最も低い相関値群を、時間ラグ０に対応する相関値群として特定する。また、特定部６０は、抽出部４０により周波数領域に展開された際の強度が最も大きい相関値群を、時間ラグ０に対応する相関値群として特定してもよい。以上のとおり、特定部６０が、時間ラグ０に対応する相関値群を特定することで、移動している物体までの位置を推定することが可能になる。
【００４０】
また、特定部６０は、周波数領域に展開された際の隣接する相関値群との距離に基づいて、所定の時間ラグに対応する相関値群を特定してもよい。時間ラグ０に対応する相関値群の周波数領域における位置は、時間ラグ０以外のレンジサイドローブに対応する相関値群の周波数領域から最も離れている場合が多い。そこで、特定部６０は、周波数領域に展開された際の隣接する相関値群との距離が最大の相関値群を、時間ラグ０に対応する相関値群であると特定してもよい。
【００４１】
なお、散乱体３が移動していない場合、Ｃ（０）に含まれる複数の相関値間の変化量は最も少なく、周波数領域における位置は直流付近であると考えられる。散乱体３の移動速度が大きくなるにつれて、Ｃ（０）に含まれる複数の相関値間の変化量が大きくなり、周波数が高くなる。そこで、特定部６０は、周波数領域に展開された際の周波数に基づいて、散乱体３の移動速度を特定してもよい。
【００４２】
また、展開部５０は、特定部６０により特定された相関値群を逆フーリエ変換することにより、時間ラグ０に対応する相関値群を時間領域に展開してもよい。このようにすることで、受信装置２は、時間領域において、レンジサイドローブが０の相関データを生成することができる。
【００４３】
また、送信装置１が送信する第１符号及び第２符号の送信順序は、周波数領域においてＣ（０）の相関値群と他の相関値群とを分離することができる順序であれば、どのような順序であってもよい。第１符号及び第２符号の送信順序は、レンジサイドローブの各時間ラグにおける第１相関値と第２相関値とが、頻繁に変化する順序であることが好ましい。
【００４４】
以上のとおり、受信装置２は、従来のように、相補符号を構成する複数の符号の相関データを加算して相補符号の復号化を完成させることなく、抽出部４０により抽出された相関値群を、時間ラグに関連付けて、展開部５０により周波数領域に展開することにより、所望のエコー部分とレンジサイドローブに相当する部分を周波数領域で分離する。したがって、レンジサイドローブによる偽像が高域に掃き出され、メインローブの像が鮮明になる。その結果、散乱体が移動することにより複数の符号に対応する受信信号の間に位相回転が生じることでレンジサイドローブが大きい状態であっても、所望の信号のタイミングを示す時間ラグ０のタイミングを特定できる。
【００４５】
また、本実施形態に係る受信装置２は、従来の方法において問題となっていた符号間の時間変化の影響を受けないので、メインローブの像を鮮明に得ることができる。さらに、本実施形態に係る受信装置２は、従来の方法に比べて、送受信間の発振器の周波数及び位相同期度の精度が低くても、時間ラグ０のタイミングを特定することができる。
【００４６】
また、本実施形態に係る受信装置２は、従来よりも短い波長の信号を用いることが可能になるので、レーダー観測における分解能を高めることができる。さらに、本実施形態に係る受信装置２は、従来よりも長い送信周期の信号を用いることができるので、レーダーで探査できる距離を大きくすることができる。このように、受信装置２は、散乱体が移動する場合であっても、空間分解能及び時間分解能を犠牲にすることなく、散乱体までの距離を高い精度で算出することができる。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
図９は、第２の実施形態に係る受信装置２の構成を示す図である。図９に示す受信装置２は、図６に示した受信装置２における展開部５０の代わりに展開部７０を備える点で異なり、他の点で同じである。
【００４８】
展開部７０は、バッファ部７１と、フーリエ変換部７２とを有する。展開部７０は、それぞれの時間ラグに対応する時間領域の相関値群をフーリエ変換することにより、周波数領域に展開する。具体的には、まず、バッファ部７１が、抽出部４０から入力される相関値群を、時間ラグに関連付けて記憶する。続いて、フーリエ変換部７２が、時間ラグごとに相関値群をバッファ部７１から読み出して、フーリエ変換することにより、相関値群を周波数領域に展開する。
【００４９】
フーリエ変換部７２により相関値群が周波数領域に展開された後の処理は、第１の実施形態と同様である。周波数領域の相関値群から、特定部６０が、時間ラグ０に対応する相関値群を特定することにより、受信装置２は、時間ラグ０のタイミングを特定し、散乱体までの距離を高い精度で推定することが可能になる。
【００５０】
展開部７０が、フーリエ変換をすることにより相関値群を周波数領域に展開する場合、相関値群をバッファ部７１に蓄積するので、移動している散乱体が多く存在する場合であっても、それぞれの散乱体までの距離を高い精度で推定することができる。
図１０は、移動している散乱体が複数存在する場合の、周波数領域に展開された相関値群を示す図である。図１０においては、−１０Ｈｚ付近に複数の相関値群があり、異なる距離に複数の散乱体が存在することが示されている。
【００５１】
＜第３の実施形態＞
上記の実施形態においては、相補符号を構成する第１符号及び第２符号を用いて構成する場合について説明したが、より多くの種類から構成される相補符号を用いることもできる。図１１は、４値位相変調（ＱＰＳＫ）４ビットで構成された４つの符号の自己相関データの例を示すものである。
【００５２】
このような符号を用いる場合、受信部１０は、３つ以上の符号に対応する信号を受信する。抽出部４０は、受信した３つ以上の符号に基づいて算出された３つ以上の相関データに基づいて、時間ラグに関連づけて、複数の相関値を抽出する。
【００５３】
展開部５０又は展開部７０は、３つ以上の符号に対応する複数の相関値から構成される相関値群を、周波数領域に展開する。このように、本発明は、２つの符号から構成される相補符号に限定されるものではなく、互いに加算することにより、レンジサイドローブが所定の範囲内に収まる他の複数の符号を用いることができる。
【００５４】
＜第４の実施形態＞
上記の実施形態においては、受信装置２がレーダーの受信装置であり、受信装置２が、散乱体において散乱された散乱波を受信し、受信した散乱波に基づいて散乱体までの距離を特定するという実施形態について説明した。しかし、本実施形態に係る受信装置２は、通信装置の受信機として機能する点で、上記の実施形態と異なる。例えば、送信装置１は携帯電話網の基地局であり、受信装置２は携帯端末であり、散乱体３は基地局と携帯端末との間の通信チャネルである。
【００５５】
本実施形態に係る受信部１０は、例えば、送信装置１が送信したトレーニング信号に含まれる第１信号及び第２信号を受信する。相関データ算出部３０は、受信した第１信号及び第２信号に基づいて第１相関データ及び第２相関データを算出する。抽出部４０は、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する。展開部５０又は展開部７０は、時間ラグごとに、抽出部４０により抽出された第１相関値及び第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する。特定部６０は、時間ラグに関連付けて、周波数領域における位置を特定することにより、通信チャネルの伝搬特性を推定することができる。
【００５６】
＜第５の実施形態＞
上記の実施形態においては、受信部１０が、第１信号と第２信号とを順次異なるタイミングで受信し、展開部５０又は展開部７０が、時間ラグに対応する時間領域の相関値群を周波数領域に展開したのに対して、本実施形態においては、受信部１０が、それぞれ異なる空間配置に対応する第１信号と第２信号とを受信する点で異なる。
【００５７】
送信装置１は、例えば、複数の第１信号及び複数の第２信号を、散乱体のＸ軸方向の異なる位置に向けて照射し、所定の時間間隔で、照射方向をＹ軸方向に移動する。展開部７０は、空間配置ごとに、抽出部４０により抽出された第１相関値及び第２相関値から構成される空間の相関値群を、波数領域に展開する。特定部６０は、空間配置に関連付けて、相関値群の波数領域における位置を特定することにより、第１信号及び第２信号が照射された散乱体の形状を特定することができる。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５９】
例えば、本発明に係る受信装置及び受信方法は、レーダー、ソナー、地質調査や資源探査で用いられる波動探査装置、トモグラフィ装置、像や物理特性の推定を行う装置に用いることにより、推定精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  送信装置
２  受信装置
３  散乱体
１０  受信部
２０  符号発生部
３０  相関データ算出部
４０  抽出部
５０  展開部
５１〜５３  デジタルフィルタ
６０  特定部
７０  展開部
７１  バッファ部
７２  フーリエ変換部
１１０  受信部
１１１  直交検波器
１１２  発振器
１１３  変換器
１２０  符号発生器
１３０  相関データ算出部
１４０  復号化部
【要約】
【課題】移動する物体の位置の推定精度を向上させる。
【解決手段】第１符号により符号化された第１信号、及び第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する受信部１０と、第１信号と第１符号に対応する符号との相関を示す第１相関データ、及び第２信号と第２符号に対応する符号との相関を示す第２相関データを算出する相関データ算出部３０と、第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する抽出部４０と、時間ラグごとに、抽出部により抽出された第１相関値及び第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する展開部５０と、を備える。
【選択図】図６【図１】
0005464724.tif 000002
【図２】
0005464724.tif 000003
【図３】
0005464724.tif 000004
【図６】
0005464724.tif 000005
【図７】
0005464724.tif 000006
【図９】
0005464724.tif 000007
【図１１】
0005464724.tif 000008
【図４】
0005464724.tif 000009
【図５】
0005464724.tif 000010
【図８】
0005464724.tif 000011
【図１０】
0005464724.tif 000012