(57)【要約】【課題】出力される高周波パルスをフィードバックしてパルス波形を調整することにより、好適なパルス波形の高周波パルスを出力する送受信装置を提供する。【解決手段】送受信装置１００は、送信パルスを生成して出力する高周波送信部１１０と、少なくとも送信パルスの一部を取り込んでフィードバック信号として出力するフィードバック手段１２０と、フィードバック手段１２０で取り込んだフィードバック信号を復調処理する高周波受信部１３０と、高周波受信部１３０で処理された信号を入力して所定の演算処理を行う信号処理部１４０とを備えている。信号処理部１４０は、フィードバック信号を復調した信号が所定の条件を満たすように、高周波送信部１１０における送信パルスの生成にフィードバックさせるための制御信号を生成して高周波送信部１１０に出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の搬送波を出力する局部発振器と、所定のパルスパターンを生成して出力するパルス生成器と、前記局部発振器から入力した前記搬送波を前記パルスパターンで振幅変調して送信パルスを出力する変調部と、を有する高周波送信部と、
所定の変調された信号を入力して前記局部発振器から入力した前記搬送波でベースバンド信号に復調する復調部を有する高周波受信部と、
前記高周波受信部から前記ベースバンド信号を入力して所定の信号処理を行う信号処理部と、を備え、
さらに、前記高周波送信部で生成される所定の信号の一部を取り込んでフィードバック信号として前記信号処理部に出力するフィードバック手段を備え、
前記信号処理部は、前記フィードバック手段から前記フィードバック信号を入力すると、前記送信パルスが所定の条件を満たすように前記パルスパターンを調整するための制御信号を前記パルス生成器に出力し、
前記パルス生成器は、前記信号処理部から前記制御信号を入力すると、前記パルスパターンを調整して出力する
ことを特徴とする送受信装置。
【請求項２】
前記パルスパターンは、１以上のモノパルスを配列したパルス列で形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の送受信装置。
【請求項３】
前記パルス生成器は、前記制御信号に従って前記パルスパターンのパルス幅、振幅、及びパルス間隔の少なくとも１つを調整する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の送受信装置。
【請求項４】
前記変調部が所定の速い応答特性を有するときは、
前記高周波送信部は、前記パルス生成器から前記パルスパターンを入力して所定の遅延特性を与えて前記変調部に出力する帯域制限フィルタをさらに有し、
前記変調部は、前記局部発振器から入力した前記搬送波を前記遅延特性が与えられたパルスパターンで振幅変調して送信パルスを出力する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の送受信装置。
【請求項５】
前記遅延特性が与えられたパルスパターンの形状と前記変調部から出力される前記送信パルスの包絡線の形状とが線形の関係を有するとき、
前記フィードバック手段は、前記所定の信号として前記帯域制限フィルタの出力信号の一部を取り込んで前記フィードバック信号として出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の送受信装置。
【請求項６】
前記高周波送信部は、前記送信パルスを空間に放射するための送信アンテナをさらに有し、
前記高周波受信部は、前記送信パルスを受信する受信アンテナをさらに有している
ことを特徴とする請求項４に記載の送受信装置。
【請求項７】
前記フィードバック信号は、前記高周波送信部で生成された前記所定の信号の一部が外部に放射されずに内部の所定の経路を経由して前記信号処理部に出力された信号である
ことを特徴とする請求項４に記載の送受信装置。
【請求項８】
前記フィードバック手段は、前記送信アンテナから放射された前記送信パルスが近接する所定の反射体で反射されて前記受信アンテナで受信された反射波を前記フィードバック信号として出力する
ことを特徴とする請求項６に記載の送受信装置。
【請求項９】
前記フィードバック手段は、前記送信アンテナから放射された前記送信パルスが前記受信アンテナに回り込んだ信号を前記フィードバック信号として出力する
ことを特徴とする請求項４６に記載の送受信装置。
【請求項１０】
前記フィードバック手段は、前記変調部の出力側の線路と前記復調部の入力側の線路とが空間または基板を介して結合されて前記送信パルスが前記復調部の入力側の線路に回り込む信号を前記フィードバック信号として出力する
ことを特徴とする請求項６に記載の送受信装置。
【請求項１１】
前記フィードバック手段は、前記変調部の出力側の線路と前記復調部の入力側の線路とが空間または基板を介して結合される位置と前記送信アンテナ及び／または前記受信アンテナとの間に、信号の伝送を遅延させる遅延部を有している
ことを特徴とする請求項１０に記載の送受信装置。
【請求項１２】
前記フィードバック手段は、前記変調部と前記送信アンテナとの間に配置された第１のカプラと、前記復調部と前記受信アンテナとの間に配置されて前記第１のカプラに接続された第２のカプラと、を有し、前記送信パルスが前記第１のカプラ及び前記第２のカプラを経由して伝搬する信号を前記フィードバック信号として出力する
ことを特徴とする請求項６に記載の送受信装置。
【請求項１３】
前記フィードバック手段は、前記第１のカプラと前記送信アンテナとの間及び／または前記第２のカプラと前記受信アンテナとの間に、信号の伝送を遅延させる遅延部をさらに有している
ことを特徴とする請求項１２に記載の送受信装置。
【請求項１４】
前記フィードバック手段は、前記変調部と前記送信アンテナとの間に配置された第１のスイッチと、前記復調部と前記受信アンテナとの間に配置された第２のスイッチと、を有し、
通常の送受信を行うときは、前記変調部と前記送信アンテナとを接続する側に前記第１のスイッチが切り替えられるとともに前記復調部と前記受信アンテナとを接続する側に前記第２のスイッチが切り替えられ、
前記フィードバック信号を前記復調部に出力するときは、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを介して前記変調部と前記復調部とが接続される側に前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチが切り替えられる
ことを特徴とする請求項６に記載の送受信装置。
【請求項１５】
前記フィードバック手段は、前記第１のスイッチと前記送信アンテナとの間及び／または前記第２のスイッチと前記受信アンテナとの間に、信号の伝送を遅延させる遅延部をさらに有している
ことを特徴とする請求項１４に記載の送受信装置。
【請求項１６】
前記送信アンテナ及び／または前記受信アンテナは、切り替えて使用可能な２以上のアンテナで構成されている
ことを特徴とする請求項６乃至１５のいずれか１項に記載の送受信装置。
【請求項１７】
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、１つの送受信共用アンテナを用いるものであり、
前記変調部及び前記復調部と前記送受信共用アンテナとがサーキュレータを介して接続されている
ことを特徴とする請求項６、８及び１０乃至１４のいずれか１項に記載の送受信装置。
【請求項１８】
前記信号処理部は、前記フィードバック信号を時間軸と周波数軸で解析することにより前記制御信号を算出している
ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波パルスを用いて送受信する送受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波パルスを用いて送受信する装置では、パルス生成器で所定のパルス幅のパルス信号を生成し、これを所定の周波数特性を持った帯域制限フィルタに入力してモノパルスを生成し、このモノパルスをミキサに入力して所定周波数の高周波発振器から入力した搬送波と掛け合わせることで高周波パルスを生成する。生成された高周波パルスは、送信アンテナから放射されて通信やレーダ等の用途に用いられる。
【０００３】
アンテナから外部に放射される高周波パルスに対しては、他の送受信装置等との干渉を回避するために、法規制が定められている。法規制を遵守するように、高周波パルスのパルスパターンを調整するための技術が従来より知られている。例えば、上記の一般的な高周波パルスを用いる送受信装置では、パルス生成器から出力されるパルス信号を、帯域制限フィルタを用いてパターン調整している。
【０００４】
また特許文献１には、他の無線方式を検知した際に、パルス形状の変更や中心周波数の変更を行うことで帯域を変更することが可能な技術が開示されている。これにより、干渉波を検出すると、法規制を遵守しうる範囲において、干渉波が有する帯域以外の帯域へ送信波をシフトさせることが可能となっている。特許文献１では、複数のパルスの時間差を変更し、パルスの立ち上がり、立下りのエッジを利用してパルス形状を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３３６０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の高周波パルスを用いる送受信装置では、適切なパルス波形の高周波パルスが得られるように、パルス波形をあらかじめ調整して用いていた。パルス生成器から出力される信号を帯域制限フィルタで調整する上記の一般的な送受信装置では、法規制を遵守するモノパルスを生成するように帯域制限フィルタを調整していた。また特許文献１では、パルス整形部でパルスの形状を変化させて送信波の帯域をシフトさせる、といった方法で他の送受信装置等との干渉を回避していた。
【０００７】
しかしながら、上記従来の送受信装置では、法規制を遵守する高周波パルスが得られるようにあらかじめ調整したのちは、生成された高周波パルスのスペクトラムを確認することはないため、スペクトラムが当初のものから変化してもわからない。その結果、法規制を逸脱した高周波パルスを出力してしまうおそれがあった。また、高周波パルスの生成に用いられる帯域制限フィルタや変調部等の特性が、温度変化や経年劣化等により変化してしまうと、高周波パルスのスペクトラムが法規制から逸脱してしまうおそれがある、といった問題がある。
【０００８】
温度変化によるパルス波形への影響の一例を、図１４に示す。同図（ａ）は、パルス生成器で生成されるパルスの波形が温度によって変化する一例を示す時間軸上のパルス波形図を示し、同図（ｂ）は、変調部で変調されたのちの高周波パルスのスペクトラムが温度によって変化する一例を示す周波数軸上のパルス波形図を示している。同図（ａ）、（ｂ）において、符号９１、９２、９３はそれぞれ雰囲気温度が常温、高温、低温のときのパルス波形を示している。
【０００９】
図１４では、パルス波形が温度変化に伴って変化することが示されており、特に同図（ｂ）では、雰囲気温度が低温になると占有周波数帯幅が法規制を逸脱することが示されている。このように、従来の高周波パルスを用いた送受信装置では、高周波パルスの生成に用いられる局部発振器、パルス生成器、帯域制限フィルタ、変調部等が温度変化や経年劣化等により特性が変化して法規制から逸脱するおそれがある、といった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、出力される高周波パルスをフィードバックしてパルス波形を調整することにより、好適なパルス波形の高周波パルスを出力する送受信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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の送受信装置の第１の態様は、所定周波数の搬送波を出力する局部発振器と、所定のパルスパターンを生成して出力するパルス生成器と、前記局部発振器から入力した前記搬送波を前記パルスパターンで振幅変調して送信パルスを出力する変調部と、を有する高周波送信部と、所定の変調された信号を入力して前記局部発振器から入力した前記搬送波でベースバンド信号に復調する復調部を有する高周波受信部と、前記高周波受信部から前記ベースバンド信号を入力して所定の信号処理を行う信号処理部と、を備え、さらに、前記高周波送信部で生成される所定の信号の一部を取り込んでフィードバック信号として前記信号処理部に出力するフィードバック手段を備え、前記信号処理部は、前記フィードバック手段から前記フィードバック信号を入力すると、前記送信パルスが所定の条件を満たすように前記パルスパターンを調整するための制御信号を前記パルス生成器に出力し、前記パルス生成器は、前記信号処理部から前記制御信号を入力すると、前記パルスパターンを調整して出力することを特徴とする。
【００１２】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記パルスパターンは、１以上のモノパルスを配列したパルス列で形成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記パルス生成器は、前記制御信号に従って前記パルスパターンのパルス幅、振幅、及びパルス間隔の少なくとも１つを調整することを特徴とする。
【００１４】
本発明の送受信装置の他の態様は、  前記変調部が所定の速い応答特性を有するときは、前記高周波送信部は、前記パルス生成器から前記パルスパターンを入力して所定の遅延特性を与えて前記変調部に出力する帯域制限フィルタをさらに有し、前記変調部は、前記局部発振器から入力した前記搬送波を前記遅延特性が与えられたパルスパターンで振幅変調して送信パルスを出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明の送受信装置の他の態様は、  前記遅延特性が与えられたパルスパターンの形状と前記変調部から出力される前記送信パルスの包絡線の形状とが線形の関係を有するとき、前記フィードバック手段は、前記所定の信号として前記帯域制限フィルタの出力信号の一部を取り込んで前記フィードバック信号として出力することを特徴とする。
【００１６】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記高周波送信部は、前記送信パルスを空間に放射するための送信アンテナをさらに有し、前記高周波受信部は、前記送信パルスを受信する受信アンテナをさらに有していることを特徴とする。
【００１７】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記フィードバック信号は、前記高周波送信部で生成された前記所定の信号の一部が外部に放射されずに内部の所定の経路を経由して前記信号処理部に出力された信号であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記フィードバック手段は、前記送信アンテナから放射された前記送信パルスが近接する所定の反射体で反射されて前記受信アンテナで受信された反射波を前記フィードバック信号として出力することを特徴とする。
【００１９】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記フィードバック手段は、前記送信アンテナから放射された前記送信パルスが前記受信アンテナに回り込んだ信号を前記フィードバック信号として出力することを特徴とする。
【００２０】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記フィードバック手段は、前記変調部の出力側の線路と前記復調部の入力側の線路とが空間または基板を介して結合されて前記送信パルスが前記復調部の入力側の線路に回り込む信号を前記フィードバック信号として出力することを特徴とする。
【００２１】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記フィードバック手段は、前記変調部の出力側の線路と前記復調部の入力側の線路とが空間または基板を介して結合される位置と前記送信アンテナ及び／または前記受信アンテナとの間に、信号の伝送を遅延させる遅延部を有していることを特徴とする。
【００２２】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記フィードバック手段は、前記変調部と前記送信アンテナとの間に配置された第１のカプラと、前記復調部と前記受信アンテナとの間に配置されて前記第１のカプラに接続された第２のカプラと、を有し、前記送信パルスが前記第１のカプラ及び前記第２のカプラを経由して伝搬する信号を前記フィードバック信号として出力することを特徴とする。
【００２３】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記フィードバック手段は、前記第１のカプラと前記送信アンテナとの間及び／または前記第２のカプラと前記受信アンテナとの間に、信号の伝送を遅延させる遅延部をさらに有していることを特徴とする。
【００２４】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記フィードバック手段は、前記変調部と前記送信アンテナとの間に配置された第１のスイッチと、前記復調部と前記受信アンテナとの間に配置された第２のスイッチと、を有し、通常の送受信を行うときは、前記変調部と前記送信アンテナとを接続する側に前記第１のスイッチが切り替えられるとともに前記復調部と前記受信アンテナとを接続する側に前記第２のスイッチが切り替えられ、前記フィードバック信号を前記復調部に出力するときは、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを介して前記変調部と前記復調部とが接続される側に前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチが切り替えられることを特徴とする。
【００２５】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記フィードバック手段は、前記第１のスイッチと前記送信アンテナとの間及び／または前記第２のスイッチと前記受信アンテナとの間に、信号の伝送を遅延させる遅延部をさらに有していることを特徴とする。
【００２６】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記送信アンテナ及び／または前記受信アンテナは、切り替えて使用可能な２以上のアンテナで構成されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、１つの送受信共用アンテナを用いるものであり、前記変調部及び前記復調部と前記送受信共用アンテナとがサーキュレータを介して接続されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明の送受信装置の他の態様は、前記信号処理部は、前記フィードバック信号を時間軸と周波数軸で解析することにより前記制御信号を算出していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、出力される高周波パルスをフィードバックしてパルス波形を調整することにより、好適なパルス波形の高周波パルスを出力する送受信装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態のパルス生成器で生成されるパルスパターンの一例を示す時間波形図である。
【図３】第１実施形態の帯域制限フィルタで得られるベースバンドパルスの一例を示す時間波形図である。
【図４】第１実施形態の高周波送信部で生成される送信パルスのスペクトラムを示すグラフである。
【図５】パルスパターンの調整パラメータを変化させたときの送信パルス波形の変化の一例を示すグラフである。
【図６】ＦＦＴポイント数によるフィードバック信号の特性評価への影響を示すグラフである。
【図７】第１実施形態のフィードバック手段の第１の構成例を示すブロック図である。
【図８】第１実施形態のフィードバック手段の第２の構成例を示すブロック図である。
【図９】第１実施形態のフィードバック手段の第３の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】送信アンテナ及び受信アンテナが複数のアンテナで構成されるときの構成を示すブロック図である。
【図１３】送信アンテナ及び受信アンテナが１つのアンテナで構成されるときのブロック図である。
【図１４】温度変化によるパルス波形への影響の一例を示す時間軸上のパルス波形図及び周波数軸上のパルス波形図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の好ましい実施の形態における送受信装置について、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００３２】
（第１実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る送受信装置を、図１を用いて以下に説明する。図１は、本実施形態の送受信装置１００の構成を示すブロック図である。本実施形態の送受信装置１００は、所定の高周波帯域の送信パルスを用いて送受信する装置であり、送信パルスを生成して出力する高周波送信部１１０と、少なくとも送信パルスの一部を取り込んでフィードバック信号として出力するフィードバック手段１２０と、フィードバック手段１２０で取り込んだフィードバック信号を復調処理する高周波受信部１３０と、高周波受信部１３０で処理された信号を入力して所定の演算処理を行う信号処理部１４０とを備えている。
【００３３】
高周波送信部１１０は、所定周波数の搬送波を出力する局部発振器１１１と、所定のパルスパターンを生成して出力するパルス生成器１１２と、パルス生成器１１２で生成されたパルスパターンを入力して帯域制限し、これをベースバンドパルスとして出力する帯域制限フィルタ１１３と、高周波発振器１１１から入力した搬送波を帯域制限フィルタ１１３から入力したベースバンドパルスで振幅変調して送信パルスを出力する変調部（変調器）１１４と、を備えている。
【００３４】
高周波受信部１３０は、フィードバック手段１２０からフィードバック信号を入力してベースバンドのフィードバック信号（以下ではベースバンドＦＢ信号とする）に復調する復調部１３１を備えている。信号処理部１４０は、高周波受信部１３０からベースバンドＦＢ信号を入力し、これが所定の条件を満たすように高周波送信部１１０にフィードバックするための制御信号を生成する。そして、この制御信号をパルス生成器１１２に出力する。パルス生成器１１２は、信号処理部１３０から入力した制御信号に従ってパルスパターンを変更して出力する。
【００３５】
本実施形態の送受信装置１００は、例えば対象物までの距離等を測定するレーダ装置等に適用することができる。この場合、高周波送信部１１０から出力される送信パルスは、送信アンテナから放射され、対象物で反射された反射波が受信アンテナで受信され、これが復調部１３１で復調されたのち、信号処理部１４０で対象物までの距離等の算出に用いられる。本実施形態の送受信装置１００は、このようなレーダ機能とは別に、高周波送信部１１０から好適な波形の送信パルスを出力させるために、フィードバック手段１２０を設けてパルス生成器１１２におけるパルスパターンの生成にフィードバックさせる構成としている。
【００３６】
高周波送信部１１０において、送信パルスが生成される過程を以下に説明する。まず、パルス生成器１１２において、図２に示すようなパルスパターンＰＰが生成される。図２は、パルス生成器１１２で生成されるパルスパターンの一例を示す図であり、横軸を時間とし、縦軸をパルス振幅としている。図２に例示するパルスパターンＰＰは、３つのモノパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３からなり、パルス幅の長いメインパルスＰ２の前後に、パルス幅の短いパルスＰ２、Ｐ３を組み合わせたパターンとしている。
【００３７】
パルス生成器１１２から図２に示すパルスパターンＰＰを出力し、これを帯域制限フィルタ１１３に入力して通過させると、図３に示すような波形のベースバンドパルスＰｂが得られる。図３は、帯域制限フィルタ１１３を通過させて得られるベースバンドパルスＰｂの時間波形を示す図であり、横軸を時間とし、縦軸をパルス振幅としている。パルス生成器１１２から出力されるパルスパターンＰＰは、３つのモノパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３を組み合わせたパターンであったが、帯域制限フィルタ１１３を通過させることで１つのベースバンドパルスＰｂに波形成形される。
【００３８】
ベースバンドパルスは、１つのモノパルス、例えば図２に示すメインパルスＰ２のみを帯域制限フィルタ１１３に入力して通過させても生成することができる。しかしながら、メインパルスＰ２のみの場合には、生成されるベースバンドパルスの周波数軸上のサイドローブのレベルが比較的高く、例えば法規制の制限を超過してしまうといった問題が生じる。
【００３９】
そこで、本実施形態のパルス生成器１１２では、単体のメインパルスＰ２から得られるベースバンドパルスで生じたサイドローブのレベルを抑圧するために、メインパルスＰ２に別のモノパルスＰ１、Ｐ３を組み合わせて帯域制限フィルタ１１３に入力させるようにしている。図２に示すように、メインパルスＰ２と２つのモノパルスＰ１、Ｐ３を組み合わせたとき、ベースバンドパルスの波形を調整するためのパラメータとして、各モノパルスのパルス幅（特にメインパルスＰ２のパルス幅）、メインパルスＰ２とモノパルスＰ１、Ｐ３とのパルス間隔、及び各モノパルスのパルス振幅がある。
【００４０】
図２に示すパルスパターンＰＰを用いて高周波送信部１１０で生成される送信パルスの周波数軸上の波形（スペクトラム）を、メインパルスＰ２のみを用いたときと比較して図４に示す。ここで、横軸は周波数を示し、縦軸はレベルを示している。図４において、パルスパターンＰＰを用いたときの送信パルスのスペクトラムを符号１０で示し、メインパルスＰ２のみを用いたときのスペクトラムを符号１１で示している。また、矩形波（メインパルスＰ２）を帯域制限フィルタ１１３を通過させずに変調したときのスペクトラムを符号１２で示している。
【００４１】
図４より、矩形波（メインパルスＰ２）のスペクトラム１２は、帯域制限フィルタ１１３を通過させることで、符号１１のスペクトラムに見られるように、サイドローブが抑圧されることがわかる。しかしながら、メインパルスＰ２のみを用いたときの送信パルスのサイドローブは、まだ十分に抑圧されているとは言えない。これに対し、パルスパターンＰＰを用いたときの送信パルスのスペクトラム１０は、サイドローブがさらに抑圧されている。また、メインローブの幅は、メインパルスＰ２のみを用いた場合とほぼ同等に維持されている。
【００４２】
図４を用いて説明したように、本実施形態の高周波送信部１１０では、メインパルスＰ２に別のモノパルスＰ１、Ｐ３を組み合わせたパルスパターンＰＰを帯域制限フィルタ１１３に通過させることで、サイドローブが抑圧された好適な送信パルスを得ることができる。パルスパターンＰＰの調整パラメータであるパルス幅、パルス間隔、及びパルス振幅を調整することで、好適な送信パルスを得ることが可能となっている。
【００４３】
上記の調整パラメータを変化させることにより、送信パルスの波形がどのように調整されるかの一例を、図５を用いて以下に説明する。図５（ａ）は、パルス間隔を固定とし、メインパルスＰ２のパルス幅を変化させたときの送信パルスのパルス幅及び振幅の変化を示しており、図５（ｂ）は、同じくパルス間隔を固定とし、メインパルスＰ２のパルス幅を変化させたときの送信パルスの占有周波数帯幅及びサイドローブ抑圧量の変化を示している。また、図５（ｃ）は、メインパルスＰ２のパルス幅を固定とし、パルス間隔を変化させたときの送信パルスのパルス幅及び振幅の変化を示しており、図５（ｄ）は、同じくメインパルスＰ２のパルス幅を固定とし、パルス間隔を変化させたときの送信パルスの占有周波数帯幅及びサイドローブ抑圧量の変化を示している。
【００４４】
図５より、パルス間隔を固定してメインパルスＰ２のパルス幅を変化させると、送信パルスのパルス幅、振幅、占有周波数帯幅及びサイドローブ抑圧量が比較的大きく変化することがわかる。また、メインパルスＰ２のパルス幅を固定してパルス間隔を変化させると、送信パルスのパルス幅及び振幅の変化は大きくないものの、占有周波数帯幅及びサイドローブ抑圧量は比較的大きく変化することがわかる。従って、調整パラメータであるパルス幅、パルス間隔、及びパルス振幅を変化させることで、送信パルスの波形を調整できることがわかる。
【００４５】
本実施形態の送受信装置１００では、高周波送信部１１０から送信パルスが出力されると、送信パルスの一部をフィードバック手段１２０によりフィードバック信号として取り込み、これを復調部１３１で復調したのち、信号処理部１４０で信号処理を行っている。信号処理部１４０では、復調部１３１から入力したベースバンドＦＢ信号をＦＦＴ処理しており、ＦＦＴ処理結果から時間軸上のパルス波形及び周波数軸上のパルス波形（スペクトラム）を求めている。そして、これらの結果をもとに、送信パルスのパルス幅やサイドローブのレベル等を取得し、送信パルスが適切なパルス波形となっているかを判定する。
【００４６】
信号処理部１４０は、送信パルスのパルス波形が適切でないと判定したときは、例えば図５に示すような特性に基づいて、パルス生成器１１２で生成するパルスパターンのパルス幅、パルス間隔、及びパルス振幅の少なくともいずれか１つを変更させるための制御信号を生成し、これをパルス生成器１１２に出力する。これにより、パルス生成器１１２で生成されるパルスパターンが調整され、高周波送信部１１０から好適な送信パルスが出力されるようになる。
【００４７】
上記説明のように、信号処理部１４０ではベースバンドＦＢ信号をＦＦＴ処理して制御信号を生成しているが、ＦＦＴ処理のポイント数が少なすぎると、ベースバンドＦＢ信号から正確な情報を得ることができなくなる。また、ＦＦＴポイント数を増やすほど処理時間が長くなることから、ＦＦＴポイント数を適切に設定しておく必要がある。そこで、ＦＦＴポイント数を変えてＦＦＴ処理を行ったときのベースバンドＦＢ信号の時間軸上での振幅、及び周波数軸上でのレベルの一例を、それぞれ図６（ａ）、（ｂ）に示す。また、ＦＦＴポイント数に対するサイドローブ抑圧量の変化を図６（ｃ）に示す。
【００４８】
図６では、ＦＦＴポイント数を３２、６４、１２８、及び１０２４に変化させたときの結果を示しており、ＦＦＴポイント数が最も多い１０２４ポイントのときの結果が最も精度が高いものとなっている。図６（ａ）、（ｂ）ではＦＦＴポイント数による差がほとんど見られないが、図６（ｃ）に示すサイドローブ抑圧量では、ＦＦＴポイント数の少ない３２ポイントのときの結果が、１０２４ポイントのときの結果と異なっている。これより、ＦＦＴポイント数が３２のときは十分に高い精度が得られず、ＦＦＴポイント数を６４ポイントとするのが好適であることがわかる。
【００４９】
上記では、送信パルスのパルス波形を好適に調整するために、送信パルスの一部を取り込んでフィードバックするフィードバック手段１２０を設けることを説明したが、以下ではフィードバック手段１２０の具体的な構成例について説明する。フィードバック手段１２０でフィードバックされる信号は、送信パルスが外部の対象物等で反射されて高周波受信部１３０に入力される信号以外の信号であり、送信パルスの一部が送受信装置１００の構成から決まる経路を経由して高周波受信部１３０に入力される信号である。
【００５０】
フィードバック信号を取得するフィードバック手段１２０の第１の構成例を、図７を用いて説明する。図７は、フィードバック手段１２０の第１の構成例を示すブロック図である。フィードバック手段１２０の第１の構成例では、高周波送信部１１０から出力された送信パルスが、送信アンテナ１１５から放射されて近接の反射体５０で反射され、この反射波が受信アンテナ１３２で受信された信号をフィードバック信号に用いる。近接する反射体５０として、例えば送信アンテナ１１５及び受信アンテナ１３２を覆うレドームがある。あるいは、送受信装置１００が車両の前面あるいは後面のバンパーの裏側に搭載されるときは、このバンパーが反射体５０となる場合が考えられる。
【００５１】
第１の構成例のフィードバック手段１２０を用いるときは、近接する反射体５０からの反射波をフィードバック信号に用いることから、より遠方にある対象物からの反射波と容易に区別することができる。その結果、信号処理部１４０において、フィードバック信号を正しく識別してパルス生成器１１２におけるパルスパターンの生成にフィードバックさせることが可能となる。
【００５２】
フィードバック信号を取得するフィードバック手段１２０の第２の構成例を、図８を用いて説明する。図８は、フィードバック手段１２０の第２の構成例を示すブロック図である。フィードバック手段１２０の第２の構成例では、高周波送信部１１０から出力された送信パルスが送信アンテナ１１５から放射され、これが受信アンテナ１３２に回り込んで直接受信される信号をフィードバック信号に用いるものである。
【００５３】
第２の構成例のフィードバック手段１２０を用いるときは、送信アンテナ１１５から放射されて受信アンテナで受信されるまでの時間がさらに短いことから、遠方にある対象物からの反射波とさらに容易に区別することができる。その結果、信号処理部１４０において、フィードバック信号を正しく識別してパルス生成器１１２におけるパルスパターンの生成にフィードバックさせることが可能となる。
【００５４】
フィードバック信号を取得するフィードバック手段１２０の第３の構成例を、図９を用いて説明する。図９は、フィードバック手段１２０の第３の構成例を示すブロック図である。フィードバック手段１２０の第３の構成例では、送信アンテナ１１５から放射された送信パルスをフィードバック信号として受信するのではなく、送受信装置１００の内部で送信パルスが受信側に回り込む信号をフィードバック信号に用いるものである。送信パルスの受信側への回り込みとして、空間的に結合するものや基板を介して回り込むものがある。
【００５５】
このような回り込み信号は、送信パルスが変調部１１４から出力されて復調部１３１に入力されるまでの時間が極めて短いことから、遠方にある対象物からの反射波と容易に区別することができる。その結果、信号処理部１４０において、回り込み信号であるフィードバック信号を正しく識別してパルス生成器１１２におけるパルスパターンの生成にフィードバックさせることが可能となる。
【００５６】
第３の構成例のフィードバック手段１２０では、フィードバック信号と、受信アンテナ１３２で受信した対象物からの反射波とをより確実に区別できるようにするために、変調器１１４と送信アンテナ１１５との間に遅延部１１６を設けるか、または受信アンテナ１３２と復調部１３１との間に遅延部１３３を設けることができる。あるいは、遅延部１１６と１３３の両方を設けてもよい。
【００５７】
送信パルス及び反射波はいずれも高周波の信号であることから、遅延部１１６、１３３を分布定数系の回路で形成するのがよい。たとえば、マイクロストリップラインで所定長さの線路を形成したものを遅延部１１６、１３３に用いることができる。これにより、遅延部１１６、１３３の所定長さの線路を伝搬する時間だけ遅延させることができる。
【００５８】
遅延部１１６を設けたときは、変調器１１４から送信パルスが出力されるとフィードバック信号は直ちに受信側に回り込むのに対し、送信アンテナ１１５からは送信パルスが遅れて放射される。その結果、受信アンテナ１３２で反射波を受信するタイミングも遅れることから、復調部１３１でフィードバック信号を処理するタイミングと受信アンテナ１３２で受信した受信信号を処理するタイミングとの差を大きくすることができる。また、遅延部１３３を設けたときでも、受信アンテナ１３２で受信した受信信号を復調部１３１に出力するタイミングを遅らせることになるから、フィードバック信号と受信信号とのタイミング差を同様に大きくすることができる。遅延部１１６と１３３の両方を設けたときには、タイミング差を大きくする効果をさらに高めることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る送受信装置を、図１０を用いて以下に説明する。図１０は、本実施形態の送受信装置２００の構成を示すブロック図である。本実施形態の送受信装置２００は、フィードバック手段２２０が第１実施形態のフィードバック手段１２０と異なっている。本実施形態のフィードバック手段２２０は、フィードバック信号を送信側から受信側に直接取り込むラインを有している。すなわち、送信側の変調部１１４と送信アンテナ１１５との間のラインと、受信側の復調部１３１と受信アンテナ１３２との間のラインとを、それぞれカプラ２１７、２３４を介して接続している。
【００６０】
このような構成とすることで、カプラ２１７で送信パルスの一部が受信側に伝送され、これをフィードバック信号に用いることができる。カプラ２１７として、例えば２０ｄＢ低い信号を分岐するものを用いることで、送信アンテナ１１５に伝送される送信パルスの電力にほとんど影響を与えないようにすることができる。また、同様のカプラをカプラ２３４に用いることで、受信アンテナ１３２で受信した受信信号の電力にほとんど影響を与えないようにすることができる。本実施形態では、カプラ２１７、２３４を介して入力したフィードバック信号を用いて、パルス生成器１１２におけるパルスパターンの生成にフィードバックさせることが可能となっている。
【００６１】
なお、本実施形態の送受信装置２００でも、フィードバック信号と、受信アンテナ１３２で受信した対象物からの反射波とをより確実に区別できるようにするために、カプラ２１７と送信アンテナ１１５との間に遅延部１１６を設けるか、または受信アンテナ１３２とカプラ２３４との間に遅延部１３３を設けることができる。あるいは、遅延部１１６と１３３の両方を設けてもよい。
【００６２】
（第３実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る送受信装置を、図１１を用いて以下に説明する。図１１は、本実施形態の送受信装置３００の構成を示すブロック図である。本実施形態の送受信装置３００でも、フィードバック手段３２０がフィードバック信号を送信側から受信側に直接取り込むラインを有しており、第２実施形態のカプラ２１７、２３４に代えて、ＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）スイッチ３１７、３３４を備えている。
【００６３】
本実施形態の送受信装置３００では、通常の送受信時とフィードバック信号を取得するときとで、ＳＰＤＴスイッチ３１７、３３４を切り替える構成としている。通常の送受信時は、変調器１１４と送信アンテナ１１５とを接続する側にＳＰＤＴスイッチ３１７を切り替え、復調部１３１と受信アンテナ１３２とを接続する側にＳＰＤＴスイッチ３３４を切り替える。これにより、変調部１１４から出力された送信パルスが送信アンテナ１１５から放射され、受信アンテナ１３２で受信された受信信号が復調部１３１に入力されて所定の信号処理が行われる。
【００６４】
これに対し、フィードバック信号を取得するときは、ＳＰＤＴスイッチ３１７、３３４が両者を接続する側に切り替えられる。これにより、変調部１１４から出力された送信パルスが、フィードバック信号としてＳＰＤＴスイッチ３１７と３３４とを接続する線路を経由して復調部１３１に入力される。本実施形態では、ＳＰＤＴスイッチ３１７と３３４とを接続する線路を経由して入力したフィードバック信号を用いて、パルス生成器１１２におけるパルスパターンの生成にフィードバックさせることが可能となっている。
【００６５】
なお、本実施形態の送受信装置３００でも、フィードバック信号と、受信アンテナ１３２で受信した対象物からの反射波とをより確実に区別できるようにするために、ＳＰＤＴスイッチ３１７と送信アンテナ１１５との間に遅延部１１６を設けるか、または受信アンテナ１３２とＳＰＤＴスイッチ３３４との間に遅延部１３３を設けることができる。あるいは、遅延部１１６と１３３の両方を設けてもよい。
【００６６】
上記各実施形態の説明では、送信アンテナ１１５及び受信アンテナ１３２が、それぞれ１つのアンテナで構成される場合を例に説明したが、これに限定されず、送信アンテナ１１５または受信アンテナ１３２が複数のアンテナで構成されたものであってもよい。あるいは、送信アンテナ１１５と受信アンテナ１３２の両方が複数のアンテナで構成されていてもよい。一例として、第１実施形態の送受信装置１００が第１の構成例のフィードバック手段１２０を備え、送信アンテナ１１５と受信アンテナ１３２の両方が複数のアンテナで構成されるときのブロック図を図１２に示す。ここでは、送信アンテナ１１５及び受信アンテナ１３２のそれぞれの複数のアンテナが、アンテナ切替部１１５ａ及び１３２ａで切り替えて用いられるものとしている。
【００６７】
送信アンテナ１１５のアンテナ切替部１１５ａで選択されたアンテナから放射された送信パルスが、近接の反射体５０で反射され、この反射波が受信アンテナ１３２のアンテナ切替部１３２ａで選択されたアンテナで受信されてフィードバック信号に用いられる。
【００６８】
また、上記説明の各実施形態では、送信アンテナ１１５と受信アンテナ１３２の両方を設けていたが、これに代えて１つのアンテナを送信用と受信用の両方に用いるようにすることも可能である。一例として、第１実施形態の送受信装置１００が第１の構成例のフィードバック手段１２０を備え、１つのアンテナを送信用と受信用の両方に用いるように構成されたときのブロック図を図１３に示す。ここでは、１つの送受信共用アンテナ１５０がサーキュレータ１５１を介して変調部１１４と復調部１３１に接続されている。
【００６９】
上記構成では、変調部１１４から出力される送信パルスがサーキュレータ１５１を介して送受信共用アンテナ１５０に出力される一方、送受信共用アンテナ１５０で受信された信号がサーキュレータ１５１を介して復調部１３１に出力される。よって、送受信共用アンテナ１５０から放射された送信パルスが近接の反射体５０で反射されて再び送受信共用アンテナ１５０で受信されると、これをフィードバック信号として復調部１３１に出力することができる。なお、アンテナを１つだけ備える本構成では、第１実施形態の第２の構成例のフィードバック手段１２０を適用することはできない。
【００７０】
（第４実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る送受信装置を、図１５を用いて以下に説明する。図１５は、本実施形態の送受信装置４００の構成を示すブロック図である。本実施形態の送受信装置４００では、高周波送信部４１０が第１実施形態の帯域制限フィルタ１１３を有さず、パルス生成部４１２で生成されたパルスパターンが変調器４１４に直接入力される構成としている。
【００７１】
本実施形態の送受信装置４００では、変調器４１４が帯域制限フィルタ１１３の群遅延特性と同程度の応答特性を有している。これにより、変調器４１４は、パルス生成器１１２から入力したパルスパターンで振幅変調されると同時に帯域制限された送信パルスを出力することが可能となっている。
【００７２】
なお、本実施形態の送受信装置４００では、フィードバック手段として上記各実施形態で用いられたフィードバック手段１２０、２２０、３２０のいずれかを用いることができる。
【００７３】
（第５実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る送受信装置を、図１６を用いて以下に説明する。図１６は、本実施形態の送受信装置５００の構成を示すブロック図である。本実施形態の送受信装置５００では、帯域制限フィルタ５１３と変調器５１４との間にフィードバック手段５２０が設けられており、その出力信号であるフィードバック信号が信号処理部１４０に出力されるように構成されている。フィードバック手段５２０は、帯域制限フィルタ５１３から入力したベースバンドパルスをそのまま変調器５１４に出力するとともに、その一部をフィードバック信号として信号処理部１４０に出力する。
【００７４】
本実施形態の送受信装置５００では、変調器５１４に入力されるベースバンドパルスの形状と、変調器５１４から出力される送信パルスの包絡線の形状とが線形になるような特性を有する変調器５１４を用いている。これにより、変調器５１４の出力信号である送信パルスに代えて、変調器５１４の入力信号であるベースバンドパルスをフィードバック信号に用いても、パルス生成器１１２で生成されるパルスパターンにフィードバックさせて好適な送信パルスを生成することが可能となる。このような特性を有する変調部５１４として、例えばミキサを用いることができる。
【００７５】
なお、本実施形態の送受信装置５００では、フィードバック手段５２０を例えば分配器やカプラのようなもので構成することができる。
【００７６】
上記第４、第５の実施形態の説明では、送信アンテナ１１５及び受信アンテナ１３２については記述していないが、上記各実施形態でのアンテナの構成が用いられるものとする。
【００７７】
本実施の形態における記述は、本発明に係る送受信装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における送受信装置の細部構成及び詳細な動作などに関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１００、２００、３００、４００、５００    送受信装置
１１０、４１０、５１０    高周波送信部
１１１、４１１、５１１    局部発振器
１１２、４１２、５１２    パルス生成器
１１３、５１３    帯域制限フィルタ
１１４、４１４、５１４    変調部
１１５    送信アンテナ
１１６、１３３    遅延部
１２０、２２０、３２０、５２０    フィードバック手段
１３０    高周波受信部
１３１    復調部
１３２    受信アンテナ
１４０    信号処理部
１５０    送受信共用アンテナ
１５１    サーキュレータ
２１７、２３４    カプラ
３１７、３３４    ＳＰＤＴスイッチ
【図１】
2014209110.tif 000003
【図２】
2014209110.tif 000004
【図３】
2014209110.tif 000005
【図４】
2014209110.tif 000006
【図５】
2014209110.tif 000007
【図６】
2014209110.tif 000008
【図７】
2014209110.tif 000009
【図８】
2014209110.tif 000010
【図９】
2014209110.tif 000011
【図１０】
2014209110.tif 000012
【図１１】
2014209110.tif 000013
【図１２】
2014209110.tif 000014
【図１３】
2014209110.tif 000015
【図１４】
2014209110.tif 000016
【図１５】
2014209110.tif 000017
【図１６】
2014209110.tif 000018