(57)【要約】【課題】本発明は、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムにおいて、レーダ送信装置が送信タイミングをランダムにしたとしても、レーダ受信装置がレーダパルス信号をサンプリングできるようにする。【解決手段】レーダパルス信号及び符号化パルス信号は、レーダ送信装置１から同一のタイミングで送信され、それぞれ反射波及び直達波として伝搬する。よって、レーダパルス信号は、符号化パルス信号より、レーダ受信装置２へと遅れて到達する。そこで、レーダ受信装置２は、符号化パルス信号及び基準信号の相関結果に基づいて、符号化パルス信号の受信タイミングを検出し、符号化パルス信号の受信タイミングの情報を、レーダパルス信号のサンプリングトリガとして出力し、レーダパルス信号のサンプリングトリガの出力後に、レーダパルス信号のサンプリングを開始可能である。【選択図】図２
2014206430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ送信装置及びレーダ受信装置が無線通信を行なうレーダシステムであって、
前記レーダ送信装置は、
レーダパルス信号を生成するレーダパルス信号生成部と、
前記レーダパルス信号生成部が前記レーダパルス信号を生成するタイミングと同一のタイミングで、符号化パルス信号を生成する符号化パルス信号生成部と、
繰り返し周期性を有する符号化繰り返し信号を生成する符号化繰り返し信号生成部と、
前記レーダパルス信号生成部が生成した前記レーダパルス信号、前記符号化パルス信号生成部が生成した前記符号化パルス信号、及び、前記符号化繰り返し信号生成部が生成した前記符号化繰り返し信号を、無線周波数へと周波数上方変換する周波数上方変換部と、
前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記レーダパルス信号を、レーダ測定対象へと送信するレーダパルス信号送信部と、
前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、前記レーダ受信装置へと送信する符号化信号送信部と、
を備え、
前記レーダ受信装置は、
前記レーダパルス信号送信部が前記レーダ測定対象へと送信した前記レーダパルス信号を、前記レーダ測定対象から受信するレーダパルス信号受信部と、
前記符号化信号送信部が前記レーダ受信装置へと送信した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、前記レーダ送信装置から受信する符号化信号受信部と、
前記レーダパルス信号受信部が受信した前記レーダパルス信号、並びに、前記符号化信号受信部が受信した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、無線周波数から周波数下方変換する周波数下方変換部と、
前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記符号化繰り返し信号と、前記レーダ受信装置が格納する前記符号化繰り返し信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、前記周波数下方変換部が有する発振器の周波数及び位相を、前記周波数上方変換部が有する発振器の周波数及び位相に同期させる発振周波数・位相同期部と、
前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記レーダパルス信号に対して、サンプリングを行なうレーダパルス信号サンプリング部と、
前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記符号化パルス信号と、前記レーダ受信装置が格納する前記符号化パルス信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングを検出し、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングについての情報を、前記レーダパルス信号サンプリング部が前記レーダパルス信号に対してサンプリングを行なうためのトリガとして出力するサンプリングトリガ生成部と、
を備えることを特徴とするレーダシステム。
【請求項２】
前記レーダ受信装置は、
前記サンプリングトリガ生成部及び前記レーダパルス信号サンプリング部に対して、動作クロック信号を供給する動作クロック信号供給部、
をさらに備え、
前記サンプリングトリガ生成部は、
前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、前記符号化パルス信号に関する相関結果を算出し、
前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給しないタイミングにおいて、前記符号化パルス信号に関する相関結果を補間し、
補間がされている前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングを、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングとして検出し、
補間がされていない前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングと、補間がされている前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングの差分を、１クロック内の遅延補正量として出力し、
前記レーダパルス信号サンプリング部は、
前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記レーダパルス信号に対して、前記サンプリングトリガ生成部が出力した前記１クロック内の遅延補正量の分だけ遅延補正を行なった後に、前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、サンプリングを行なう
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダシステム。
【請求項３】
レーダ送信装置及びレーダ受信装置が無線通信を行なうレーダシステムであって、
前記レーダ送信装置は、
レーダパルス信号を生成するレーダパルス信号生成部と、
前記レーダパルス信号生成部が前記レーダパルス信号を生成するタイミングと同一のタイミングで、符号化パルス信号を生成する符号化パルス信号生成部と、
繰り返し周期性を有する符号化繰り返し信号を生成する符号化繰り返し信号生成部と、
前記レーダパルス信号生成部が生成した前記レーダパルス信号、前記符号化パルス信号生成部が生成した前記符号化パルス信号、及び、前記符号化繰り返し信号生成部が生成した前記符号化繰り返し信号を、無線周波数へと周波数上方変換する周波数上方変換部と、
前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記レーダパルス信号を、前記レーダ受信装置へと送信するレーダパルス信号送信部と、
前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、前記レーダ受信装置へと送信する符号化信号送信部と、
を備え、
前記レーダ受信装置は、
前記レーダパルス信号送信部が前記レーダ受信装置へと送信した前記レーダパルス信号を、前記レーダ送信装置から受信するレーダパルス信号受信部と、
前記符号化信号送信部が前記レーダ受信装置へと送信した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、前記レーダ送信装置から受信する符号化信号受信部と、
前記レーダパルス信号受信部が受信した前記レーダパルス信号、並びに、前記符号化信号受信部が受信した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、無線周波数から周波数下方変換する周波数下方変換部と、
前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記符号化繰り返し信号と、前記レーダ受信装置が格納する前記符号化繰り返し信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、前記周波数下方変換部が有する発振器の周波数及び位相を、前記周波数上方変換部が有する発振器の周波数及び位相に同期させる発振周波数・位相同期部と、
前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記レーダパルス信号に対して、前記レーダ受信装置において予め定められた遅延補正量の分だけ遅延補正を行なった後に、サンプリングを行なうレーダパルス信号サンプリング部と、
前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記符号化パルス信号と、前記レーダ受信装置が格納する前記符号化パルス信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングを検出し、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングについての情報を、前記レーダパルス信号サンプリング部が前記レーダパルス信号に対してサンプリングを行なうためのトリガとして出力するサンプリングトリガ生成部と、
を備えることを特徴とするレーダシステム。
【請求項４】
前記レーダ受信装置は、
前記サンプリングトリガ生成部及び前記レーダパルス信号サンプリング部に対して、動作クロック信号を供給する動作クロック信号供給部、
をさらに備え、
前記サンプリングトリガ生成部は、
前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、前記符号化パルス信号に関する相関結果を算出し、
前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給しないタイミングにおいて、前記符号化パルス信号に関する相関結果を補間し、
補間がされている前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングを、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングとして検出し、
補間がされていない前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングと、補間がされている前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングの差分を、１クロック内の遅延補正量として出力し、
前記レーダパルス信号サンプリング部は、
前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記レーダパルス信号に対して、前記レーダ受信装置において予め定められた遅延補正量の分だけ遅延補正を行なうとともに、前記サンプリングトリガ生成部が出力した前記１クロック内の遅延補正量の分だけ遅延補正を行なった後に、前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、サンプリングを行なう
ことを特徴とする請求項３に記載のレーダシステム。
【請求項５】
前記レーダ送信装置は、
前記レーダパルス信号生成部が前記レーダパルス信号を生成するタイミングと同一のタイミングで、送受信に必要なパラメータ信号を生成する送受信パラメータ信号生成部、
をさらに備え、
前記周波数上方変換部は、前記送受信パラメータ信号生成部が生成した前記送受信に必要なパラメータ信号を、無線周波数へと周波数上方変換し、
前記符号化信号送信部は、前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記送受信に必要なパラメータ信号を、前記レーダ受信装置へと送信し、
前記符号化信号受信部は、前記符号化信号送信部が前記レーダ受信装置へと送信した前記送受信に必要なパラメータ信号を、前記レーダ送信装置から受信し、
前記周波数下方変換部は、前記符号化信号受信部が受信した前記送受信に必要なパラメータ信号を、無線周波数から周波数下方変換し、
前記レーダ受信装置は、
前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記送受信に必要なパラメータ信号を、復調して検出する送受信パラメータ信号検出部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のレーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムを、物標の距離及び速度の高精度な測定を行なう目的や、送受信側のアレーアンテナの高精度なキャリブレーションを行なう目的で、適用するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルスレーダシステムは、物標の距離及び速度の測定を行なう目的で、適用されている。レーダ送信装置は、生成されたレーダパルス信号を、物標へと送信する。物標では、照射されたレーダパルス信号が反射される。レーダ受信装置は、反射されたレーダパルス信号を受信する。レーダパルス信号の往復遅延時間に基づいて、物標の距離を測定する。レーダパルス信号のドップラ周波数に基づいて、レーダ方向の物標の速度を測定する。
【０００３】
物標の距離及び速度の測定方法を説明する。レーダ送信装置が送信するレーダパルス信号Ｐｔ及びレーダ受信装置が受信するレーダパルス信号Ｐｒは、次式により表わされる。
Ｐｔ＝Ａｔｃｏｓ（ωｔ＋θｔ），Ｐｒ＝Ａｒｃｏｓ｛ω（ｔ−τ）＋θｒ｝．
【０００４】
レーダパルス信号の往復遅延時間τに基づいて、物標の距離ｘは、次式により求められる。位相差Δφ＝θｒ−θｔを所定時間にわたって測定することにより、レーダパルス信号のドップラ周波数ｆｄが求められる。レーダパルス信号のドップラ周波数ｆｄに基づいて、レーダ方向の物標の速度ｖは、次式により求められる。
ｘ＝ｃτ／２（ｃは光速），ｖ＝（ｆｄ／２ｆ）ｃ（ｆは送信周波数）．
【０００５】
ところで、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が一体となっているレーダシステムでは、レーダ送信方向及びレーダ受信方向が一致するため、レーダパルス信号が照射された方向と異なる方向にレーダパルス信号が反射される物標が捉えられにくい。
【０００６】
一方で、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムでは、レーダ送信方向及びレーダ受信方向が一致しないため、レーダパルス信号が照射された方向と異なる方向にレーダパルス信号が反射される物標が捉えられやすい。このように、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムを、物標の距離及び速度の測定を行なう目的で適用する文献として、例えば特許文献１などがある。
【０００７】
更には、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムでは、送受信側のアレーアンテナを対向させて設置することにより、送受信側のアレーアンテナのキャリブレーションを行なうことも可能である。このように、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムを、送受信側のアレーアンテナのキャリブレーションを行なう目的で適用する文献として、例えば特許文献２などがある。
【０００８】
ここで、パラボラアンテナを適用するレーダシステムでは、１個のアンテナは、鋭いビーム指向性を有する。よって、全方向のレーダ測定のためには、アンテナを全方向にスキャンする必要がある。一方で、アレーアンテナを適用するレーダシステムでは、複数のアンテナは、それぞれ比較的広いビーム指向性を有し、それぞれ測定した振幅・位相情報をビームフォーミング処理し、仮想的にビームを任意の方向にスキャンすることが可能である。よって、全方向のレーダ測定のためにも、アンテナを全方向にスキャンする必要がない。このように、アレーアンテナを適用するレーダシステムでは、パラボラアンテナを適用するレーダシステムより、高速なビームのスキャンが可能である。
【０００９】
アレーアンテナを適用するレーダシステムでは、複数のアンテナがそれぞれ測定した振幅・位相情報のばらつきは、複数のアンテナがそれぞれ有するビーム指向性のばらつきを反映しており、事前のアレーアンテナのキャリブレーションによる補正が必要である。事前のアレーアンテナのキャリブレーションでは、送受信側のアレーアンテナを対向させて設置したうえで、一方のアレーアンテナにおいて他方のアンテナからの直達波を測定することで、一方のアレーアンテナにおいて振幅・位相情報のばらつきを補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−１９１０９９号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７１８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が一体となっているレーダシステムでは、送受信タイミングの差分を測定することは容易であり、送受信側で同一の基準周波数を適用すれば、送信信号の位相を基準として受信信号の位相を測定することは容易である。
【００１２】
一方で、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムでは、レーダ受信装置は、遅延測定用の送信タイミングを、レーダ送信装置から取得する必要があり、位相測定用の基準周波数を、レーダ送信装置と一致させる必要がある。
【００１３】
レーダ送信装置及びレーダ受信装置間で、発振周波数を同期させる方法として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号を利用する方法がある（例えば特許文献１などを参照）。よって、レーダ受信装置は、ＧＰＳ信号を利用することにより、基準周波数をレーダ送信装置と一致させることができる。
【００１４】
そして、レーダ受信装置は、ＧＰＳ信号を利用することにより、規則的な送信タイミングであれば、レーダ送信装置から取得することができる。しかし、レーダ受信装置は、ＧＰＳ信号を利用したとしても、ランダムな送信タイミングであれば、レーダ送信装置から取得することができない。ここで、レーダ送信装置が、送信タイミングをランダムにするのは、測定が可能な距離の上限を様々に変更するため、パルス繰り返し周波数を変更するときであり、或いは、他のレーダからの同期性干渉を抑えるため、スタガ機能を適用するときである。
【００１５】
レーダ受信装置は、レーダ送信装置から、ランダムな送信タイミングを取得することができないため、自装置において、レーダパルス信号をサンプリングすることができない。
【００１６】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムにおいて、レーダ送信装置が送信タイミングをランダムにしたとしても、レーダ受信装置がレーダパルス信号をサンプリングできるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、レーダ受信装置は、符号化繰り返し信号をレーダ送信装置から受信し、符号化繰り返し信号及び基準信号の相関結果に基づいて、レーダ送信装置及びレーダ受信装置間で、発振の周波数及び位相を同期させる。
【００１８】
レーダパルス信号及び符号化パルス信号は、レーダ送信装置から同一のタイミングで送信される。レーダパルス信号は、物標の距離及び速度の測定を行なうときには、レーダ送信装置から物標を経てレーダ受信装置へと、反射波として伝搬する。符号化パルス信号は、レーダ送信装置からレーダ受信装置へと、直達波として伝搬する。つまり、レーダパルス信号は、符号化パルス信号より、レーダ受信装置へと遅れて到達する。
【００１９】
レーダ受信装置は、符号化パルス信号をレーダ送信装置から受信し、符号化パルス信号及び基準信号の相関結果に基づいて、符号化パルス信号の受信タイミングを検出する。そして、レーダ受信装置は、符号化パルス信号の受信タイミングの情報を、レーダパルス信号のサンプリングトリガとして出力する。すると、レーダ受信装置は、レーダパルス信号のサンプリングトリガの出力後に、レーダパルス信号のサンプリングを開始可能である。
【００２０】
具体的には、本発明は、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が無線通信を行なうレーダシステムであって、前記レーダ送信装置は、レーダパルス信号を生成するレーダパルス信号生成部と、前記レーダパルス信号生成部が前記レーダパルス信号を生成するタイミングと同一のタイミングで、符号化パルス信号を生成する符号化パルス信号生成部と、繰り返し周期性を有する符号化繰り返し信号を生成する符号化繰り返し信号生成部と、前記レーダパルス信号生成部が生成した前記レーダパルス信号、前記符号化パルス信号生成部が生成した前記符号化パルス信号、及び、前記符号化繰り返し信号生成部が生成した前記符号化繰り返し信号を、無線周波数へと周波数上方変換する周波数上方変換部と、前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記レーダパルス信号を、レーダ測定対象へと送信するレーダパルス信号送信部と、前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、前記レーダ受信装置へと送信する符号化信号送信部と、を備え、前記レーダ受信装置は、前記レーダパルス信号送信部が前記レーダ測定対象へと送信した前記レーダパルス信号を、前記レーダ測定対象から受信するレーダパルス信号受信部と、前記符号化信号送信部が前記レーダ受信装置へと送信した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、前記レーダ送信装置から受信する符号化信号受信部と、前記レーダパルス信号受信部が受信した前記レーダパルス信号、並びに、前記符号化信号受信部が受信した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、無線周波数から周波数下方変換する周波数下方変換部と、前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記符号化繰り返し信号と、前記レーダ受信装置が格納する前記符号化繰り返し信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、前記周波数下方変換部が有する発振器の周波数及び位相を、前記周波数上方変換部が有する発振器の周波数及び位相に同期させる発振周波数・位相同期部と、前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記レーダパルス信号に対して、サンプリングを行なうレーダパルス信号サンプリング部と、前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記符号化パルス信号と、前記レーダ受信装置が格納する前記符号化パルス信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングを検出し、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングについての情報を、前記レーダパルス信号サンプリング部が前記レーダパルス信号に対してサンプリングを行なうためのトリガとして出力するサンプリングトリガ生成部と、を備えることを特徴とするレーダシステムである。
【００２１】
この構成によれば、送受信側が離れた場所にあるレーダシステムにおいて、物標の距離及び速度の測定を行なうとき、レーダ送信装置が送信タイミングをランダムにしたとしても、レーダ受信装置がレーダパルス信号をサンプリングできるようになる。また、基準周波数及び送信タイミングを、ケーブルでなく無線通信により低コストで伝送可能である。
【００２２】
上記目的を達成するために、レーダ受信装置は、符号化繰り返し信号をレーダ送信装置から受信し、符号化繰り返し信号及び基準信号の相関結果に基づいて、レーダ送信装置及びレーダ受信装置間で、発振の周波数及び位相を同期させる。
【００２３】
レーダパルス信号及び符号化パルス信号は、レーダ送信装置から同一のタイミングで送信される。レーダパルス信号は、送受信側のアレーアンテナのキャリブレーションを行なうときには、レーダ送信装置からレーダ受信装置へと、直達波として伝搬する。符号化パルス信号は、レーダ送信装置からレーダ受信装置へと、直達波として伝搬する。つまり、レーダパルス信号は、符号化パルス信号と、レーダ受信装置へと同時に到達する。
【００２４】
レーダ受信装置は、符号化パルス信号をレーダ送信装置から受信し、符号化パルス信号及び基準信号の相関結果に基づいて、符号化パルス信号の受信タイミングを検出する。そして、レーダ受信装置は、符号化パルス信号の受信タイミングの情報を、レーダパルス信号のサンプリングトリガとして出力する。さらに、レーダ受信装置は、レーダパルス信号に対して、予め定められた分だけの遅延補正を行なう。すると、レーダ受信装置は、レーダパルス信号のサンプリングトリガの出力後に、予め定められた分だけの遅延補正を行なったレーダパルス信号のサンプリングを開始可能である。
【００２５】
具体的には、本発明は、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が無線通信を行なうレーダシステムであって、前記レーダ送信装置は、レーダパルス信号を生成するレーダパルス信号生成部と、前記レーダパルス信号生成部が前記レーダパルス信号を生成するタイミングと同一のタイミングで、符号化パルス信号を生成する符号化パルス信号生成部と、繰り返し周期性を有する符号化繰り返し信号を生成する符号化繰り返し信号生成部と、前記レーダパルス信号生成部が生成した前記レーダパルス信号、前記符号化パルス信号生成部が生成した前記符号化パルス信号、及び、前記符号化繰り返し信号生成部が生成した前記符号化繰り返し信号を、無線周波数へと周波数上方変換する周波数上方変換部と、前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記レーダパルス信号を、前記レーダ受信装置へと送信するレーダパルス信号送信部と、前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、前記レーダ受信装置へと送信する符号化信号送信部と、を備え、前記レーダ受信装置は、前記レーダパルス信号送信部が前記レーダ受信装置へと送信した前記レーダパルス信号を、前記レーダ送信装置から受信するレーダパルス信号受信部と、前記符号化信号送信部が前記レーダ受信装置へと送信した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、前記レーダ送信装置から受信する符号化信号受信部と、前記レーダパルス信号受信部が受信した前記レーダパルス信号、並びに、前記符号化信号受信部が受信した前記符号化パルス信号及び前記符号化繰り返し信号を、無線周波数から周波数下方変換する周波数下方変換部と、前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記符号化繰り返し信号と、前記レーダ受信装置が格納する前記符号化繰り返し信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、前記周波数下方変換部が有する発振器の周波数及び位相を、前記周波数上方変換部が有する発振器の周波数及び位相に同期させる発振周波数・位相同期部と、前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記レーダパルス信号に対して、前記レーダ受信装置において予め定められた遅延補正量の分だけ遅延補正を行なった後に、サンプリングを行なうレーダパルス信号サンプリング部と、前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記符号化パルス信号と、前記レーダ受信装置が格納する前記符号化パルス信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングを検出し、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングについての情報を、前記レーダパルス信号サンプリング部が前記レーダパルス信号に対してサンプリングを行なうためのトリガとして出力するサンプリングトリガ生成部と、を備えることを特徴とするレーダシステムである。
【００２６】
この構成によれば、送受信側が離れた場所にあるレーダシステムにおいて、送受信側のアレーアンテナのキャリブレーションを行なうとき、レーダ送信装置が送信タイミングをランダムにしたとしても、レーダ受信装置がレーダパルス信号をサンプリングできるようになる。また、基準周波数及び送信タイミングを、ケーブルでなく無線通信により低コストで伝送可能である。
【００２７】
レーダ受信装置は、動作クロック信号の供給タイミングで、符号化パルス信号及び基準信号の相関結果を算出するとともに、レーダパルス信号に対してサンプリングを行なう。
【００２８】
ここで、送信タイミング、伝搬遅延時間及びクロック周期は、相互に無相関である。よって、レーダ受信装置は、符号化パルス信号及び基準信号の相関結果について、動作クロック信号の供給タイミングで、真の最大値を検出することができず、動作クロックの非供給タイミングで、真の最大値を生ずることがある。具体的には、検出した最大値は、真の最大値から、最大で０．５クロック分ずれた時刻に生ずることがある。
【００２９】
すると、レーダ受信装置は、符号化パルス信号の受信タイミングについて、真の時刻から最大で０．５クロック分ずれた時刻を検出することがある。そして、レーダ受信装置は、サンプリングトリガについて、真の時刻から最大で０．５クロック分ずれた時刻を出力することがある。よって、レーダ受信装置は、各パルス繰り返し周期において、送信タイミングから一定時間後に、サンプリングを開始することができない。
【００３０】
そこで、レーダ受信装置は、符号化パルス信号の受信タイミングについて、検出した時刻から最大で０．５クロック分ずれた時刻を、真の時刻として検出する。そして、レーダ受信装置は、サンプリングトリガについて、出力前の時刻から最大で０．５クロック分ずれた時刻を、真の時刻として出力する。よって、レーダ受信装置は、各パルス繰り返し周期において、送信タイミングから一定時間後に、サンプリングを開始することができる。
【００３１】
具体的には、本発明は、前記レーダ受信装置は、前記サンプリングトリガ生成部及び前記レーダパルス信号サンプリング部に対して、動作クロック信号を供給する動作クロック信号供給部、をさらに備え、前記サンプリングトリガ生成部は、前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、前記符号化パルス信号に関する相関結果を算出し、前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給しないタイミングにおいて、前記符号化パルス信号に関する相関結果を補間し、補間がされている前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングを、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングとして検出し、補間がされていない前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングと、補間がされている前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングの差分を、１クロック内の遅延補正量として出力し、前記レーダパルス信号サンプリング部は、前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記レーダパルス信号に対して、前記サンプリングトリガ生成部が出力した前記１クロック内の遅延補正量の分だけ遅延補正を行なった後に、前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、サンプリングを行なうことを特徴とするレーダシステムである。
【００３２】
具体的には、本発明は、前記レーダ受信装置は、前記サンプリングトリガ生成部及び前記レーダパルス信号サンプリング部に対して、動作クロック信号を供給する動作クロック信号供給部、をさらに備え、前記サンプリングトリガ生成部は、前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、前記符号化パルス信号に関する相関結果を算出し、前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給しないタイミングにおいて、前記符号化パルス信号に関する相関結果を補間し、補間がされている前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングを、前記レーダ受信装置が前記符号化パルス信号を受信したタイミングとして検出し、補間がされていない前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングと、補間がされている前記符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングの差分を、１クロック内の遅延補正量として出力し、前記レーダパルス信号サンプリング部は、前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記レーダパルス信号に対して、前記レーダ受信装置において予め定められた遅延補正量の分だけ遅延補正を行なうとともに、前記サンプリングトリガ生成部が出力した前記１クロック内の遅延補正量の分だけ遅延補正を行なった後に、前記動作クロック信号供給部が前記動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、サンプリングを行なうことを特徴とするレーダシステムである。
【００３３】
この構成によれば、レーダ受信装置は、符号化パルス信号の受信タイミングの検出、サンプリングトリガの出力、及び、サンプリングタイミングのずれの補正を、高精度に行なうことができる。よって、レーダ受信装置は、物標の距離及び速度の測定、又は、送受信側のアレーアンテナのキャリブレーションを、高精度に行なうことができる。
【００３４】
また、本発明は、前記レーダ送信装置は、前記レーダパルス信号生成部が前記レーダパルス信号を生成するタイミングと同一のタイミングで、送受信に必要なパラメータ信号を生成する送受信パラメータ信号生成部、をさらに備え、前記周波数上方変換部は、前記送受信パラメータ信号生成部が生成した前記送受信に必要なパラメータ信号を、無線周波数へと周波数上方変換し、前記符号化信号送信部は、前記周波数上方変換部が無線周波数へと周波数上方変換した前記送受信に必要なパラメータ信号を、前記レーダ受信装置へと送信し、前記符号化信号受信部は、前記符号化信号送信部が前記レーダ受信装置へと送信した前記送受信に必要なパラメータ信号を、前記レーダ送信装置から受信し、前記周波数下方変換部は、前記符号化信号受信部が受信した前記送受信に必要なパラメータ信号を、無線周波数から周波数下方変換し、前記レーダ受信装置は、前記周波数下方変換部が無線周波数から周波数下方変換した前記送受信に必要なパラメータ信号を、復調して検出する送受信パラメータ信号検出部、をさらに備えることを特徴とするレーダシステムである。
【００３５】
この構成によれば、レーダ受信装置は、各パルス繰り返し周期毎に、送受信に必要なパラメータとして、送信波形情報及び走査方向情報等を、レーダ送信装置から取得することができる。よって、レーダ受信装置は、物標の距離及び速度の測定、又は、送受信側のアレーアンテナのキャリブレーションを、高精度に行なうことができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムにおいて、レーダ送信装置が送信タイミングをランダムにしたとしても、レーダ受信装置がレーダパルス信号をサンプリングできるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態１のレーダ送信装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態１のレーダ受信装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の送信信号を示すタイムチャートである。
【図４】本発明のサンプリングトリガ生成部の構成を示す図である。
【図５】本発明のサンプリングトリガ生成部の処理を示す図である。
【図６】実施形態１のレーダパルス信号サンプリング部の構成を示す図である。
【図７】実施形態２のレーダ送信装置の構成を示す図である。
【図８】実施形態２のレーダ受信装置の構成を示す図である。
【図９】実施形態２のレーダパルス信号サンプリング部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３９】
（実施形態１）
実施形態１では、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムを、物標の距離及び速度の測定を行なう目的で適用する。
【００４０】
まず、レーダシステムの構成について、説明する。レーダシステムでは、レーダ送信装置１及びレーダ受信装置２が、無線通信を行なう。レーダ送信装置１の構成を図１に示す。レーダ受信装置２の構成を図２に示す。送信信号を示すタイムチャートを図３に示す。
【００４１】
レーダ送信装置１は、レーダ受信装置２とは別体であり、レーダパルス信号生成部１１、符号化パルス信号生成部１２、送受信パラメータ信号生成部１３、符号化繰り返し信号生成部１４、周波数上方変換部１５、送信側発振器１６、レーダパルス信号送信部１７及び符号化信号送信部１８から構成される。
【００４２】
レーダパルス信号生成部１１は、レーダパルス信号を生成する。レーダパルス信号は、例えば、無変調短パルス信号及び周波数変調パルス信号等である。
【００４３】
符号化パルス信号生成部１２は、レーダパルス信号生成部１１がレーダパルス信号を生成するタイミングと同一のタイミングで、符号化パルス信号を生成する。符号化パルス信号は、例えば、疑似ランダム（ＰＮ）符号信号等である。
【００４４】
送受信パラメータ信号生成部１３は、レーダパルス信号生成部１１がレーダパルス信号を生成するタイミングと同一のタイミングで、送受信に必要なパラメータ信号を生成する。送受信に必要なパラメータ信号は、例えば、送信波形情報及び走査方向情報等である。
【００４５】
例えば、各パルス繰り返し周期毎に、レーダ送信装置１が、周波数変調パルス信号を変更するとき、レーダ受信装置２が、パルス圧縮の際の基準信号を変更するため、周波数変調パルス信号に対応する送信番号情報が、送信波形情報として送信される。
【００４６】
そして、各パルス繰り返し周期毎に、レーダ送信装置１及びレーダ受信装置２が、相互に同一の走査方向を変更するとき、当該走査方向に対応する走査方向情報が送信される。
【００４７】
符号化繰り返し信号生成部１４は、繰り返し周期性を有する符号化繰り返し信号を生成する。符号化繰り返し信号は、例えば、疑似ランダム（ＰＮ）符号信号等である。
【００４８】
図３を参照する。送信トリガは、符号化パルス信号生成部１２により、生成される。レーダパルス信号、符号化パルス信号及び送受信パラメータ信号は、送信トリガに同期して、生成される。符号化繰り返し信号は、送信トリガと無関係に、生成される。
【００４９】
送信トリガの生成タイミングがランダムであるとき、レーダパルス信号の生成タイミングもランダムである。よって、パルス繰り返し周波数を変更することができ、測定が可能な距離の上限を様々に変更することができる。或いは、スタガ機能を適用することができ、他のレーダからの同期性干渉を抑えることができる。
【００５０】
ここで、符号化パルス信号、送受信パラメータ信号及び符号化繰り返し信号は、一括で、レーダ送信装置１の符号化信号送信部１８から、レーダ受信装置２の符号化信号受信部２２へと、伝送される。よって、符号化パルス信号、送受信パラメータ信号及び符号化繰り返し信号は、相互に直交性の高い符号であることが望ましい。
【００５１】
周波数上方変換部１５は、レーダパルス信号生成部１１が生成したレーダパルス信号、符号化パルス信号生成部１２が生成した符号化パルス信号、送受信パラメータ信号生成部１３が生成した送受信に必要なパラメータ信号、及び、符号化繰り返し信号生成部１４が生成した符号化繰り返し信号を、無線周波数へと周波数上方変換する。
【００５２】
各生成部１１〜１４からの入力信号のうち、Ｉ成分をＩＮ＿Ｉとし、Ｑ成分をＩＮ＿Ｑとする。周波数上方変換部１５からの出力信号のうち、Ｉ成分をＯＵＴ＿Ｉとし、Ｑ成分をＯＵＴ＿Ｑとする。送信側発振器１６は、固定された周波数及び位相の設定に従って、クロック毎にｓｉｎ値及びｃｏｓ値を出力する。入出力の関係式は、次式のようになる。
ＯＵＴ＿Ｉ＝ＩＮ＿Ｉ＊ｃｏｓ−ＩＮ＿Ｑ＊ｓｉｎ
ＯＵＴ＿Ｑ＝ＩＮ＿Ｉ＊ｓｉｎ＋ＩＮ＿Ｑ＊ｃｏｓ
【００５３】
なお、出力信号については、バンドパスフィルタを用いて、イメージ周波数成分を抑圧する。また、ベースバンド周波数から直接的に無線周波数へとアップコンバートしてもよく、ベースバンド周波数から中間周波数を経て無線周波数へとアップコンバートしてもよい。
【００５４】
レーダパルス信号送信部１７は、周波数上方変換部１５が無線周波数へと周波数上方変換したレーダパルス信号を、レーダ測定対象へと送信する。符号化信号送信部１８は、周波数上方変換部１５が無線周波数へと周波数上方変換した符号化パルス信号、送受信に必要なパラメータ信号及び符号化繰り返し信号を、レーダ受信装置２へと送信する。
【００５５】
レーダ受信装置２は、レーダ送信装置１とは別体であり、レーダパルス信号受信部２１、符号化信号受信部２２、周波数下方変換部２３、受信側発振器２４、発振周波数・位相同期部２５、レーダパルス信号サンプリング部２６、サンプリングトリガ生成部２７、送受信パラメータ信号検出部２８及び動作クロック信号供給部２９から構成される。
【００５６】
レーダパルス信号受信部２１は、レーダパルス信号送信部１７がレーダ測定対象へと送信したレーダパルス信号を、レーダ測定対象から受信する。符号化信号受信部２２は、符号化信号送信部１８がレーダ受信装置２へと送信した符号化パルス信号、送受信に必要なパラメータ信号及び符号化繰り返し信号を、レーダ送信装置１から受信する。
【００５７】
周波数下方変換部２３は、レーダパルス信号受信部２１が受信したレーダパルス信号、並びに、符号化信号受信部２２が受信した符号化パルス信号、送受信に必要なパラメータ信号及び符号化繰り返し信号を、無線周波数から周波数下方変換する。
【００５８】
各受信部２１、２２からの入力信号のうち、Ｉ成分をＩＮ＿Ｉとする。周波数下方変換部２３からの出力信号のうち、Ｉ成分をＯＵＴ＿Ｉとし、Ｑ成分をＯＵＴ＿Ｑとする。受信側発振器２４は、発振周波数・位相同期部２５が出力した周波数及び位相の設定に従って、クロック毎にｓｉｎ値及びｃｏｓ値を出力する。受信側発振器２４は、送信側発振器１６と、周波数及び位相が同期する。入出力の関係式は、次式のようになる。
ＯＵＴ＿Ｉ＝ＩＮ＿Ｉ＊ｃｏｓ
ＯＵＴ＿Ｑ＝ＩＮ＿Ｉ＊ｓｉｎ
【００５９】
なお、出力信号については、ローパスフィルタを用いて、高周波成分を抑圧する。また、無線周波数から直接的にベースバンド周波数へとダウンコンバートしてもよく、無線周波数から中間周波数を経てベースバンド周波数へとダウンコンバートしてもよい。
【００６０】
発振周波数・位相同期部２５は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換した符号化繰り返し信号と、レーダ受信装置２が格納する符号化繰り返し信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、周波数下方変換部２３が用いる受信側発振器２４の周波数及び位相を、周波数上方変換部１５が用いる送信側発振器１６の周波数及び位相に同期させる。発振周波数・位相同期部２５は、ＧＰＳの同期方法を用いることができる。
【００６１】
発振周波数・位相同期部２５は、符号化繰り返し信号及び基準信号の相関算出にあたり、符号化繰り返し信号及び基準信号のずれを補正するコードトラッキング処理と、符号化繰り返し信号及び基準信号の相関結果において、Ｑ成分が０となるように受信側発振器２４の周波数及び位相を補正するキャリアトラッキング処理を、同時に行なう。
【００６２】
レーダパルス信号サンプリング部２６は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換したレーダパルス信号に対して、サンプリングを行なう。
【００６３】
サンプリングトリガ生成部２７は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換した符号化パルス信号と、レーダ受信装置２が格納する符号化パルス信号に関する基準信号の相関結果に基づいて、レーダ受信装置２が符号化パルス信号を受信したタイミングを検出する。そして、レーダ受信装置２が符号化パルス信号を受信したタイミングについての情報を、レーダパルス信号サンプリング部２６がレーダパルス信号に対してサンプリングを行なうためのトリガとして出力する。さらに、レーダ受信装置２が符号化パルス信号を受信したタイミングを、送受信パラメータ信号検出部２８に通知する。
【００６４】
これにより、レーダパルス信号サンプリング部２６は、レーダパルス信号のサンプリングトリガの出力後に、レーダパルス信号のサンプリングを開始可能である。
【００６５】
送受信パラメータ信号検出部２８は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換した送受信に必要なパラメータ信号を、復調して検出する。
【００６６】
これにより、レーダ受信装置２は、各パルス繰り返し周期毎の送信波形情報及び走査方向情報等を用いて、物標の距離及び速度の測定を高精度に行なうことができる。
【００６７】
なお、物標の距離及び速度の測定において、背景技術で示した計算処理は、レーダ受信装置２で行なってもよく、レーダ送信装置１で行なってもよく、レーダ送信装置１及びレーダ受信装置２を統括して制御するレーダ制御装置（不図示）で行なってもよい。
【００６８】
動作クロック信号供給部２９は、サンプリングトリガ生成部２７及びレーダパルス信号サンプリング部２６に対して、動作クロック信号を供給する。
【００６９】
次に、サンプリングトリガ及びサンプリングの詳細について、説明する。サンプリングトリガ生成部２７の構成を図４に示す。サンプリングトリガ生成部２７の処理を図５に示す。レーダパルス信号サンプリング部２６の構成を図６に示す。
【００７０】
サンプリングトリガ生成部２７は、スライディング相関部２７１及び最大値検出部２７２から構成される。レーダパルス信号サンプリング部２６は、サンプリング部２６１、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ係数メモリ部２６２、及び、ＦＩＲフィルタ部２６３から構成される。
【００７１】
スライディング相関部２７１は、動作クロック信号供給部２９が動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、符号化パルス信号に関する相関結果を算出する。最大値検出部２７２は、符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングを、レーダ受信装置２が符号化パルス信号を受信したタイミングとして検出する。
【００７２】
図５では、符号化パルス信号のチップ長は、２クロック分であり、符号化パルス信号に関する相関波形は、理想的な三角波形であり、動作クロック信号の供給タイミングは、・・・、Ｔ（−２）、Ｔ（−１）、Ｔ（０）、Ｔ（１）、Ｔ（２）、・・・で表わす。
【００７３】
図５の左側では、時刻Ｔ（−１）での相関結果は１／２であり、時刻Ｔ（０）での相関結果は１であり、時刻Ｔ（１）での相関結果は１／２である。相関結果が最大値をとるタイミングはＴ（０）であるため、検出した受信タイミングはＴ（０）となるところ、検出した受信タイミングＴ（０）は、真の受信タイミングＴ（Ｐ）に等しい。
【００７４】
図５の左側では、送信タイミング、伝搬遅延時間及びクロック周期が、適切な関係にあるため、真の受信タイミングＴ（Ｐ）を検出することができる。よって、受信タイミング、サンプリングトリガ及びサンプリングタイミングを補正する必要がない。
【００７５】
図５の右側では、時刻Ｔ（−１）での相関結果はＥであり、時刻Ｔ（０）での相関結果はＰ（＜１）であり、時刻Ｔ（１）での相関結果はＬである。相関結果が最大値をとるタイミングはＴ（０）であるため、検出した受信タイミングはＴ（０）となるところ、検出した受信タイミングＴ（０）は、真の受信タイミングＴ（Ｐ）と異なる。
【００７６】
図５の右側では、送信タイミング、伝搬遅延時間及びクロック周期が、適切な関係にないため、真の受信タイミングＴ（Ｐ）を検出することができない。よって、レーダ測定の必要な測定精度を考慮し、受信タイミング、サンプリングトリガ及びサンプリングタイミングを補正する必要があるかどうかを判断する必要がある。
【００７７】
図５の左側の場合、及び、図５の右側において、受信タイミング、サンプリングトリガ及びサンプリングタイミングを補正する必要がない場合には、以下の処理を行なう。
【００７８】
最大値検出部２７２は、算出した符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングＴ（０）を、レーダ受信装置２が符号化パルス信号を受信したタイミングとして検出する。そして、レーダ受信装置２が符号化パルス信号を受信したタイミングについての情報を、レーダパルス信号サンプリング部２６のサンプリング部２６１がレーダパルス信号に対してサンプリングを行なうためのトリガとして出力する。
【００７９】
レーダパルス信号サンプリング部２６のサンプリング部２６１は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換したレーダパルス信号に対して、動作クロック信号供給部２９が動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、サンプリングを行なう。
【００８０】
図５の右側において、受信タイミング、サンプリングトリガ及びサンプリングタイミングを補正する必要がある場合には、以下の処理を行なう。
【００８１】
最大値検出部２７２は、動作クロック信号供給部２９が動作クロック信号を供給しないタイミングにおいて、符号化パルス信号に関する相関結果を補間する。そして、補間がされている符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングＴ（Ｐ）を、レーダ受信装置２が符号化パルス信号を受信したタイミングとして検出する。
【００８２】
図５の右側では、Ｔ（Ｐ）＝Ｔ（０）−（Ｅ−Ｌ）／（Ｅ＋Ｌ）と算出される。
【００８３】
最大値検出部２７２は、レーダ受信装置２が符号化パルス信号を受信したタイミングについての情報を、レーダパルス信号サンプリング部２６のサンプリング部２６１がレーダパルス信号に対してサンプリングを行なうためのトリガとして出力する。そして、補間がされていない符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングＴ（０）と、補間がされている符号化パルス信号に関する相関結果が最大値をとるタイミングＴ（Ｐ）の差分を、１クロック内の遅延補正量として出力する。
【００８４】
図５の右側では、１クロック内の遅延補正量＝（Ｅ−Ｌ）／（Ｅ＋Ｌ）と算出される。
【００８５】
ＦＩＲフィルタ部２６３は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換したレーダパルス信号に対して、サンプリングトリガ生成部２７の最大値検出部２７２が出力した１クロック内の遅延補正量の分だけ遅延補正を行なう。ＦＩＲフィルタ係数メモリ部２６２は、様々な群遅延に関するＦＩＲフィルタ係数を格納しており、１クロック内の遅延補正量に応じた群遅延に関するＦＩＲフィルタ係数を読み出す。
【００８６】
サンプリング部２６１は、ＦＩＲフィルタ部２６３が１クロック内の遅延補正量の分だけ遅延補正を行なったレーダパルス信号に対して、動作クロック信号供給部２９が動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、サンプリングを行なう。
【００８７】
（実施形態２）
実施形態２では、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にあるレーダシステムを、送受信側のアレーアンテナのキャリブレーションを行なう目的で適用する。
【００８８】
以下では、実施形態１、２が相違する箇所について、主に説明する。そして、受信側のアレーアンテナのキャリブレーションについて説明する。もっとも、送信側のアレーアンテナのキャリブレーションについても同様である。
【００８９】
レーダ送信装置１の構成を図７に示す。レーダ受信装置２の構成を図８に示す。レーダパルス信号サンプリング部２６の構成を図９に示す。
【００９０】
レーダパルス信号送信部１７は、周波数上方変換部１５が無線周波数へと周波数上方変換したレーダパルス信号を、レーダ受信装置２へと送信する。受信側のアレーアンテナのキャリブレーションでは、レーダパルス信号送信部１７は、１つ使用される。
【００９１】
レーダパルス信号受信部２１は、レーダパルス信号送信部１７がレーダ受信装置２へと送信したレーダパルス信号を、レーダ送信装置１から受信する。受信側のアレーアンテナのキャリブレーションでは、レーダパルス信号受信部２１は、複数使用される。
【００９２】
受信側のアレーアンテナのキャリブレーションでは、レーダパルス信号及び符号化パルス信号は、レーダ送信装置１から同一のタイミングで送信され、レーダ送信装置１からレーダ受信装置２へと、直達波として伝搬し、レーダ受信装置２へと同時に到達する。
【００９３】
レーダパルス信号サンプリング部２６は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換したレーダパルス信号に対して、レーダ受信装置２において予め定められた遅延補正量の分だけ遅延補正を行なった後に、サンプリングを行なう。受信側のアレーアンテナのキャリブレーションでは、レーダパルス信号サンプリング部２６は、各レーダパルス信号受信部２１が受信した各レーダパルス信号に対して、サンプリングを行なう。
【００９４】
レーダパルス信号サンプリング部２６が、サンプリングトリガ生成部２７から出力されたサンプリングトリガを入力された後であっても、周波数下方変換部２３から出力されたレーダパルス信号をその立ち上がり段階からサンプリングすることができるように、上記の遅延補正量が、レーダ受信装置２において予め定められる。
【００９５】
これにより、レーダパルス信号サンプリング部２６は、レーダパルス信号のサンプリングトリガの出力後に、レーダパルス信号のサンプリングを開始可能である。
【００９６】
送受信パラメータ信号検出部２８は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換した送受信に必要なパラメータ信号を、復調して検出する。
【００９７】
これにより、レーダ受信装置２は、各パルス繰り返し周期毎の送信波形情報及び走査方向情報等を用いて、送受信側のアレーアンテナのキャリブレーションを高精度に行なうことができる。例えば、レーダ受信装置２は、パルス圧縮処理を用いることで、高い時間分割性を得ることができ、直達波とマルチパス反射波を分離することができる。
【００９８】
なお、送受信側のアレーアンテナのキャリブレーションにおいて、送受信側のアレーアンテナの振幅・位相情報のばらつきの補正処理は、レーダ受信装置２で行なってもよく、レーダ送信装置１で行なってもよく、レーダ送信装置１及びレーダ受信装置２を統括して制御するレーダ制御装置（不図示）で行なってもよい。
【００９９】
図５の左側の場合、及び、図５の右側において、受信タイミング、サンプリングトリガ及びサンプリングタイミングを補正する必要がない場合には、以下の処理を行なう。
【０１００】
ＦＩＲフィルタ部２６３は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換したレーダパルス信号に対して、レーダ受信装置２において予め定められた遅延補正量の分だけ遅延補正を行なう。ＦＩＲフィルタ係数メモリ部２６２は、様々な群遅延に関するＦＩＲフィルタ係数を格納しており、予め定められた遅延補正量に応じた群遅延に関するＦＩＲフィルタ係数を読み出す。
【０１０１】
サンプリング部２６１は、ＦＩＲフィルタ部２６３が予め定められた遅延補正量の分だけ遅延補正を行なったレーダパルス信号に対して、動作クロック信号供給部２９が動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、サンプリングを行なう。
【０１０２】
図５の右側において、受信タイミング、サンプリングトリガ及びサンプリングタイミングを補正する必要がある場合には、以下の処理を行なう。
【０１０３】
ＦＩＲフィルタ部２６３は、周波数下方変換部２３が無線周波数から周波数下方変換したレーダパルス信号に対して、レーダ受信装置２において予め定められた遅延補正量の分だけ遅延補正を行なうとともに、最大値検出部２７２が出力した１クロック内の遅延補正量の分だけ遅延補正を行なう。ＦＩＲフィルタ係数メモリ部２６２は、様々な群遅延に関するＦＩＲフィルタ係数を格納しており、予め定められた遅延補正量及び１クロック内の遅延補正量の加算分に応じた群遅延に関するＦＩＲフィルタ係数を読み出す。
【０１０４】
サンプリング部２６１は、ＦＩＲフィルタ部２６３が予め定められた遅延補正量及び１クロック内の遅延補正量の加算分だけ遅延補正を行なったレーダパルス信号に対して、動作クロック信号供給部２９が動作クロック信号を供給するタイミングにおいて、サンプリングを行なう。
【０１０５】
ここで、各レーダパルス信号受信部２１が受信した各レーダパルス信号は、マルチパス反射波を除いて同一の直達波である。そして、受信側のアレーアンテナのキャリブレーションでは、受信側のアレーアンテナの振幅・位相情報のばらつきを補正する。よって、受信側のアレーアンテナのキャリブレーションでは、各レーダパルス信号受信部２１が受信した各レーダパルス信号に対して、同時にサンプリングすることができれば十分であり、１クロック内の遅延補正量の分だけの遅延補正をあえて行なわなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明のレーダシステムは、レーダ送信装置及びレーダ受信装置が離れた場所にある場合において、レーダ測定の測定精度を高くする目的で、適用することができる。例えば、物標の距離及び速度の高精度な測定を行なう目的や、送受信側のアレーアンテナの高精度なキャリブレーションを行なう目的で、適用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１：レーダ送信装置
２：レーダ受信装置
１１：レーダパルス信号生成部
１２：符号化パルス信号生成部
１３：送受信パラメータ信号生成部
１４：符号化繰り返し信号生成部
１５：周波数上方変換部
１６：送信側発振器
１７：レーダパルス信号送信部
１８：符号化信号送信部
２１：レーダパルス信号受信部
２２：符号化信号受信部
２３：周波数下方変換部
２４：受信側発振器
２５：発振周波数・位相同期部
２６：レーダパルス信号サンプリング部
２７：サンプリングトリガ生成部
２８：送受信パラメータ信号検出部
２９：動作クロック信号供給部
２６１：サンプリング部
２６２：ＦＩＲフィルタ係数メモリ部
２６３：ＦＩＲフィルタ部
２７１：スライディング相関部
２７２：最大値検出部
【図１】
2014206430.tif 000003
【図２】
2014206430.tif 000004
【図３】
2014206430.tif 000005
【図４】
2014206430.tif 000006
【図５】
2014206430.tif 000007
【図６】
2014206430.tif 000008
【図７】
2014206430.tif 000009
【図８】
2014206430.tif 000010
【図９】
2014206430.tif 000011