(57)【要約】  レーダ信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換するレーダ信号変換部（１１）と、通信信号に含まれている複数のビット信号のそれぞれを複素シンボルにマッピングし、それぞれの複素シンボルにサブキャリア周波数を割り当てる周波数割当部（１５）と、レーダ信号変換部（１１）により変換されている周波数領域の信号とサブキャリア周波数が割り当てられている複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化する多重化部（１９）と、多重化部（１９）により多重化されている周波数領域の信号を信号時間領域の信号に変換し、時間領域の信号を時系列信号に変換する多重化信号変換部（２０）とを備えるように、送信装置（１）を構成した。
2019224923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換するレーダ信号変換部と、
通信信号に含まれている複数のビット信号のそれぞれを複素シンボルにマッピングし、それぞれの複素シンボルにサブキャリア周波数を割り当てる周波数割当部と、
前記レーダ信号変換部により変換されている複数の周波数領域の信号と前記サブキャリア周波数が割り当てられている複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化し、周波数領域で多重化した信号である多重化信号を出力する多重化部と、
前記多重化部から出力された多重化信号を時間領域の信号に変換する多重化信号変換部と、
前記多重化信号変換部により変換された時間領域の信号からパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号生成部により生成されたパルス信号を目標に向けて送信する送信部と
を備えた送信装置。
【請求項２】
前記レーダ信号変換部は、前記レーダ信号である時系列信号として、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号とすることを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
目標に反射されたパルス信号を繰り返し受信する受信部と、
前記受信部により繰り返し受信されたパルス信号のそれぞれを周波数領域の信号に変換するパルス信号変換部と、
前記レーダ信号の参照信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換して、それぞれの周波数領域の信号の複素共役信号を出力する参照信号変換部と、
前記パルス信号変換部により変換されたそれぞれの周波数領域の信号と、前記参照信号変換部から出力されたそれぞれの複素共役信号との積を時間領域の信号に変換する時間領域信号出力部と、
前記時間領域信号出力部により変換された時間領域の信号から、前記レーダ信号を検出するレーダ信号検出部と、
前記パルス信号変換部により変換されたそれぞれの周波数領域の信号のうち、前記複数の複素シンボルが割り当てられている周波数領域の信号から、前記複数の複素シンボルに対応するビット信号を含む通信信号を復調する復調部と
を備えた受信装置。
【請求項４】
前記目標に向けて送信されるパルス信号の間隔で、前記時間領域信号出力部により変換されたそれぞれの時間領域の信号を蓄積し、蓄積した時間領域の信号であるそれぞれの時系列信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域信号出力部とを備え、
前記レーダ信号検出部は、前記周波数領域信号出力部により変換された周波数領域の信号から、前記レーダ信号を検出することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
パルス信号を目標に向けて送信する送信装置と、前記送信装置からパルス信号が送信されたのち、前記目標に反射されたパルス信号を繰り返し受信する受信装置とを備えており、
前記送信装置は、
レーダ信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換するレーダ信号変換部と、
通信信号に含まれている複数のビット信号のそれぞれを複素シンボルにマッピングし、それぞれの複素シンボルにサブキャリア周波数を割り当てる周波数割当部と、
前記レーダ信号変換部により変換されている複数の周波数領域の信号と前記サブキャリア周波数が割り当てられている複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化し、周波数領域で多重化した信号である多重化信号を出力する多重化部と、
前記多重化部から出力された多重化信号を時間領域の信号に変換する多重化信号変換部と、
前記多重化信号変換部により変換された時間領域の信号からパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号生成部により生成されたパルス信号を目標に向けて送信する送信部と
を備えていることを特徴とする送受信装置。
【請求項６】
前記受信装置は、
前記目標に反射されたパルス信号を繰り返し受信する受信部と、
前記受信部により繰り返し受信されたパルス信号のそれぞれを周波数領域の信号に変換するパルス信号変換部と、
前記レーダ信号の参照信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換して、それぞれの周波数領域の信号の複素共役信号を出力する参照信号変換部と、
前記パルス信号変換部により変換されたそれぞれの周波数領域の信号と、前記参照信号変換部から出力されたそれぞれの複素共役信号との積を時間領域の信号に変換する時間領域信号出力部と、
前記時間領域信号出力部により変換された時間領域の信号から、前記レーダ信号を検出するレーダ信号検出部と、
前記パルス信号変換部により変換されたそれぞれの周波数領域の信号のうち、前記複数の複素シンボルが割り当てられている周波数領域の信号から、前記複数の複素シンボルに対応するビット信号を含む通信信号を復調する復調部と
を備えていることを特徴とする請求項５記載の送受信装置。
【請求項７】
前記目標に向けて送信されるパルス信号の間隔で、前記時間領域信号出力部により変換されたそれぞれの時間領域の信号を蓄積し、蓄積した時間領域の信号であるそれぞれの時系列信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域信号出力部とを備え、
前記レーダ信号検出部は、前記周波数領域信号出力部により変換された周波数領域の信号から、前記レーダ信号を検出することを特徴とする請求項６記載の送受信装置。
【請求項８】
前記レーダ信号検出部は、前記周波数領域信号出力部により変換された周波数領域の信号からドップラー周波数を検出するとともに、前記時間領域信号出力部により変換された時間領域の信号から、前記パルス信号の遅延時間を検出することを特徴とする請求項７記載の送受信装置。
【請求項９】
前記参照信号変換部は、前記パルス信号生成部により生成されたパルス信号を周波数領域の信号に変換することを特徴とする請求項６記載の送受信装置。
【請求項１０】
前記レーダ信号変換部は、前記レーダ信号である時系列信号として、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号とすることを特徴とする請求項５記載の送受信装置。
【請求項１１】
前記多重化部により多重化されている複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルにおけるそれぞれの波形を調整する波形調整部を備え、
前記多重化信号変換部は、前記波形調整部により波形が調整されたそれぞれの周波数領域の信号及び前記波形調整部により波形が調整されたそれぞれの複素シンボルを時間領域の信号に変換することを特徴とする請求項５記載の送受信装置。
【請求項１２】
前記波形調整部は、前記多重化部により多重化された周波数領域の信号が時間領域の信号に変換されたとき、時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比が１に近づくように、前記多重化部により多重化されている複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルにおけるそれぞれの波形を調整することを特徴とする請求項１１記載の送受信装置。
【請求項１３】
前記波形調整部は、前記多重化部により多重化された周波数領域の信号が時間領域の信号に変換されたとき、時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比が目標値に近づくように、前記多重化部により多重化されている複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルにおけるそれぞれの波形を調整することを特徴とする請求項１１記載の送受信装置。
【請求項１４】
前記波形調整部は、前記多重化部により多重化されている複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルにおけるそれぞれの振幅のみを調整することで、波形を調整することを特徴とする請求項１１記載の送受信装置。
【請求項１５】
前記レーダ信号検出部により検出されたドップラー周波数に基づいて、前記受信部により受信されたパルス信号が有しているドップラーシフトを除去するドップラーシフト補償部を備えたことを特徴とする請求項６記載の送受信装置。
【請求項１６】
前記パルス信号変換部により変換されたそれぞれの周波数領域の信号のうち、前記複数の複素シンボルが割り当てられている周波数領域の信号を、前記レーダ信号検出部により検出されたレーダ信号又は前記時間領域信号出力部により変換されたそれぞれの時間領域の信号で除算することで、前記復調部により復調される通信信号の位相回転を補償する位相回転補償部を備えたことを特徴とする請求項６記載の送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のパルス信号のそれぞれを目標に向けて順番に送信する送信装置と、目標に反射されたパルス信号を繰り返し受信する受信装置と、複数のパルス信号のそれぞれを目標に向けて順番に送信し、目標に反射されたパルス信号を繰り返し受信する送受信装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下の非特許文献１には、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）で伝送される通信信号をレーダ信号として用いる技術が開示されている。
通信装置が、非特許文献１に開示されている技術を用いることで、レーダ信号と通信信号の送受信を同時に実現することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】C. Sturm, T. Zwick, and W. Wiesbeck, "An OFDM System Concept for Joint Radar and Communications Operations," VTC Spring 2009 - IEEE 69th Vehicular Technology Conference, 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に開示されている技術を用いる通信装置は、レーダ信号を目標に向けて送信したのち、目標に反射されて戻ってきたレーダ信号を受信することが可能である。検出対象の目標が高速に移動する飛行機などの場合、通信装置の受信信号の周波数には、大きなドップラーシフトが発生する。
しかし、非特許文献１に開示されている技術は、検出対象の目標が自動車である場合を想定しており、自動車よりも高速に移動する飛行機などを想定していないため、発生している大きなドップラーシフトをキャンセルする手段を備えていない。
したがって、通信装置は、目標に反射されて戻ってきたレーダ信号を受信しても、目標を検出することができないことがあるという課題があった。【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、検出対象の目標が自動車よりも高速に移動する飛行機などの場合でも、受信装置又は送受信装置において、目標を検出することが可能なレーダ信号と、通信信号との双方を送信することができる送信装置及び送受信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る送信装置は、レーダ信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換するレーダ信号変換部と、通信信号に含まれている複数のビット信号のそれぞれを複素シンボルにマッピングし、それぞれの複素シンボルにサブキャリア周波数を割り当てる周波数割当部と、レーダ信号変換部により変換されている複数の周波数領域の信号とサブキャリア周波数が割り当てられている複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化し、周波数領域で多重化した信号である多重化信号を出力する多重化部と、多重化部から出力された多重化信号を時間領域の信号に変換する多重化信号変換部と、多重化信号変換部により変換された時間領域の信号からパルス信号を生成するパルス信号生成部と、パルス信号生成部により生成されたパルス信号を目標に向けて送信する送信部とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、レーダ信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換するレーダ信号変換部と、通信信号に含まれている複数のビット信号のそれぞれを複素シンボルにマッピングし、それぞれの複素シンボルにサブキャリア周波数を割り当てる周波数割当部と、レーダ信号変換部により変換されている複数の周波数領域の信号とサブキャリア周波数が割り当てられている複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化し、周波数領域で多重化した信号である多重化信号を出力する多重化部と、多重化部から出力された多重化信号を時間領域の信号に変換する多重化信号変換部とを備えるように、送信装置を構成した。したがって、この発明に係る送信装置は、検出対象の目標が自動車よりも高速に移動する飛行機などの場合でも、受信装置又は送受信装置において、目標を検出することが可能なレーダ信号と、通信信号との双方を送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による送受信装置を示す構成図である。
【図２】フーリエ変換回路１４により変換された周波数領域の信号を示す説明図である。
【図３】シンボルマッパ１８によりマッピングされる複素シンボルを示す説明図である。
【図４】サブキャリア周波数が割り当てられている複素シンボル＃１〜＃Ｎｃを示す説明図である。
【図５】多重化部１９により周波数領域で多重化された信号である多重化信号を示す説明図である。
【図６】パルス化回路２４ａ及びパルス化回路２４ｂのそれぞれに生成されるパルス信号の包絡線を示す説明図である。
【図７】実施の形態２による送受信装置を示す構成図である。
【図８】実施の形態４による送受信装置を示す構成図である。
【図９】実施の形態７による送受信装置における受信装置２の一部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による送受信装置を示す構成図である。
図１において、送信装置１は、複数のパルス信号のそれぞれを目標に向けて順番に送信する装置である。
受信装置２は、送信装置１からパルス信号が繰り返し送信されたのち、目標に反射されたパルス信号を繰り返し受信する装置である。
図１に示す送受信装置では、送信装置１と受信装置２が、１つのアンテナ３３を共用しているが、送信装置１が使用するアンテナと、受信装置２が使用するアンテナとが別個に設けられている送受信装置であってもよい。
【００１１】
レーダ信号変換部１１は、レーダ信号生成部１２、直列並列変換回路１３及びフーリエ変換回路１４を備えている。
レーダ信号変換部１１は、レーダ信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換する。
レーダ信号生成部１２は、レーダ信号として時系列信号を生成し、時系列信号を直列並列変換回路１３に出力する。
レーダ信号生成部１２により生成されるレーダ信号は、例えば、時間Ｔ秒内で一定の振幅値を有するパルス信号である。
【００１２】
直列並列変換回路１３は、レーダ信号生成部１２から出力された時系列信号をＮｒ（Ｎｒは２以上の整数）個の並列信号＃１〜＃Ｎｒとし、それぞれの並列信号＃１〜＃Ｎｒをフーリエ変換回路１４に出力する。
フーリエ変換回路１４は、直列並列変換回路１３から出力されたそれぞれの並列信号＃１〜＃Ｎｒを時間領域の信号から周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒに変換し、それぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒを多重化部１９に出力する。
周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒは、それぞれサブキャリア周波数が割り当てられた信号である。
【００１３】
周波数割当部１５は、通信信号生成部１６、直列並列変換回路１７及びシンボルマッパ１８を備えている。
周波数割当部１５は、通信信号に含まれている複数のビット信号のそれぞれを複素シンボルにマッピングし、それぞれの複素シンボルにサブキャリア周波数を割り当てる。
周波数割当部１５は、サブキャリア周波数を割り当てたそれぞれの複素シンボルを多重化部１９に出力する。
【００１４】
通信信号生成部１６は、Ｎｃ（Ｎｃは１以上の整数）個のビット信号＃１〜＃Ｎｃを含んでいる通信信号を生成し、通信信号を直列並列変換回路１７に出力する。Ｎｒ＞Ｎｃである。
ビット信号は、通信情報に対応している０又は１の信号である。
直列並列変換回路１７は、通信信号生成部１６から出力された通信信号に含まれているＮｃ個のビット信号＃１〜＃Ｎｃのそれぞれをシンボルマッパ１８に出力する。
シンボルマッパ１８は、直列並列変換回路１７から出力されたそれぞれのビット信号＃１〜＃Ｎｃを複素シンボル＃１〜＃Ｎｃにマッピングし、それぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃにサブキャリア周波数を割り当てる。
シンボルマッパ１８は、サブキャリア周波数を割り当てたそれぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃを多重化部１９に出力する。
【００１５】
多重化部１９は、フーリエ変換回路１４から出力された周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒとシンボルマッパ１８から出力された複素シンボル＃１〜＃Ｎｃとを周波数領域で多重化する。
即ち、多重化部１９は、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒの一部を複素シンボル＃１〜＃Ｎｃに置き換えることで、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒと複素シンボル＃１〜＃Ｎｃとを周波数領域で多重化する。
多重化部１９は、周波数領域で多重化した信号である多重化信号＃１〜＃Ｎｒを多重化信号変換部２０に出力する。
１９ａは、多重化信号＃１〜＃Ｎｒに含まれている周波数領域の信号、１９ｂは、多重化信号＃１〜＃Ｎｒに含まれている複素シンボルである。
【００１６】
多重化信号変換部２０は、フーリエ逆変換回路２１及び並列直列変換回路２２を備えている。
多重化信号変換部２０は、多重化部１９から出力された多重化信号＃１〜＃Ｎｒを時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒに変換する。
フーリエ逆変換回路２１は、多重化信号＃１〜＃Ｎｒを時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒに変換し、時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒを並列直列変換回路２２に出力する。
並列直列変換回路２２は、多重化信号変換部２０から出力されたそれぞれの時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒを時系列信号に変換し、時系列信号である複素信号をパルス信号生成部２３に出力する。
【００１７】
パルス信号生成部２３は、パルス化回路２４ａ，２４ｂ、デジタルアナログ変換器（以下、「Ｄ／Ａ変換器」と称する）２５ａ，２５ｂ、送信用局部発振器２６、移相器２７、送信用ミクサ２８ａ，２８ｂ、信号合成回路２９及び送信用増幅器３０を備えている。
パルス信号生成部２３は、並列直列変換回路２２より出力された複素信号からパルス信号を生成する。
パルス化回路２４ａは、並列直列変換回路２２から出力された複素信号の実部の信号系列に、複数のヌル信号を追加することで、パルス信号を生成する。
パルス化回路２４ｂは、並列直列変換回路２２から出力された複素信号の虚部の信号系列に、複数のヌル信号を追加することで、パルス信号を生成する。
【００１８】
Ｄ／Ａ変換器２５ａは、パルス化回路２４ａにより生成されたパルス信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アナログのパルス信号を送信用ミクサ２８ａに出力する。
Ｄ／Ａ変換器２５ｂは、パルス化回路２４ｂにより生成されたパルス信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アナログのパルス信号を送信用ミクサ２８ｂに出力する。
送信用局部発振器２６は、高周波の搬送波信号を移相器２７及び送信用ミクサ２８ａのそれぞれに出力する。
移相器２７は、送信用局部発振器２６から出力された搬送波信号の位相を９０度遅らせて、位相遅延後の搬送波信号を送信用ミクサ２８ｂに出力する。
【００１９】
送信用ミクサ２８ａは、Ｄ／Ａ変換器２５ａから出力されたアナログのパルス信号に、送信用局部発振器２６から出力された搬送波信号を乗算することで、パルス信号の周波数を例えば高周波（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に変換する。
送信用ミクサ２８ａは、周波数変換後のパルス信号である高周波パルス信号を信号合成回路２９に出力する。
送信用ミクサ２８ｂは、Ｄ／Ａ変換器２５ｂから出力されたアナログのパルス信号に、移相器２７から出力された位相遅延後の搬送波信号を乗算することで、パルス信号の周波数を例えば高周波に変換する。
送信用ミクサ２８ｂは、周波数変換後のパルス信号である高周波パルス信号を信号合成回路２９に出力する。
信号合成回路２９は、送信用ミクサ２８ａから出力された高周波パルス信号と送信用ミクサ２８ｂから出力された高周波パルス信号とを合成し、合成後の高周波パルス信号を送信用増幅器３０に出力する。
送信用増幅器３０は、信号合成回路２９から出力された高周波パルス信号を増幅し、増幅後の高周波パルス信号を送受信部３１に出力する。
【００２０】
送受信部３１は、送信装置１の送信部と、受信装置２の受信部とを兼ねている。
送受信部３１は、送受切替回路３２及びアンテナ３３を備えている。
送受切替回路３２は、送信用増幅器３０から出力された高周波パルス信号をアンテナ３３に出力し、アンテナ３３から出力された高周波パルス信号をパルス信号変換部４１に出力する。
アンテナ３３は、送受共用のアンテナである。
アンテナ３３は、送受切替回路３２から高周波パルス信号を受ける毎に、高周波パルス信号を目標に向けて空間に出力し、目標に反射されて戻ってきた高周波パルス信号を繰り返し受信し、受信した高周波パルス信号を送受切替回路３２に出力する。
【００２１】
パルス信号変換部４１は、受信用増幅器４２、受信用局部発振器４３、移相器４４、受信用ミクサ４５ａ，４５ｂ、アナログデジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する）４６ａ，４６ｂ、直列並列変換回路４７及びフーリエ変換回路４８を備えている。
パルス信号変換部４１は、送受信部３１により繰り返し受信されたパルス信号のそれぞれを周波数領域の信号に変換する。
受信用増幅器４２は、送受切替回路３２から出力されたそれぞれの高周波パルス信号を増幅し、増幅後のそれぞれの高周波パルス信号を受信用ミクサ４５ａ，４５ｂに出力する。
【００２２】
受信用局部発振器４３は、高周波の搬送波信号を移相器４４及び受信用ミクサ４５ａのそれぞれに出力する。
移相器４４は、受信用局部発振器４３から出力された搬送波信号の位相を９０度遅らせて、位相遅延後の搬送波信号を受信用ミクサ４５ｂに出力する。
受信用ミクサ４５ａは、受信用増幅器４２から出力されたそれぞれの高周波パルス信号に、受信用局部発振器４３から出力された搬送波信号を乗算することで、それぞれの高周波パルス信号の周波数を例えば中間周波数（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に変換する。
受信用ミクサ４５ａは、周波数変換後のパルス信号をＡ／Ｄ変換器４６ａに出力する。
受信用ミクサ４５ｂは、受信用増幅器４２から出力されたそれぞれの高周波パルス信号に、移相器４４から出力された位相遅延後の搬送波信号を乗算することで、それぞれの高周波パルス信号の周波数を例えば中間周波数に変換する。
受信用ミクサ４５ｂは、周波数変換後のパルス信号をＡ／Ｄ変換器４６ｂに出力する。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器４６ａは、受信用ミクサ４５ａから出力されたそれぞれのパルス信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、それぞれのデジタルのパルス信号を直列並列変換回路４７に出力する。Ａ／Ｄ変換器４６ａから出力されるパルス信号は、複素信号の実部に相当する。
Ａ／Ｄ変換器４６ｂは、受信用ミクサ４５ｂから出力されたそれぞれのパルス信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、それぞれのデジタルのパルス信号を直列並列変換回路４７に出力する。Ａ／Ｄ変換器４６ｂから出力されるパルス信号は、複素信号の虚部に相当する。
【００２４】
直列並列変換回路４７は、Ａ／Ｄ変換器４６ａから出力されたそれぞれの複素信号の実部と、Ａ／Ｄ変換器４６ｂから出力されたそれぞれの複素信号の虚部とから、Ｎｐ（Ｎｐは２以上の整数）個の並列信号＃１〜＃Ｎｐを構築する。
直列並列変換回路４７は、それぞれの並列信号＃１〜＃Ｎｐをフーリエ変換回路４８に出力する。
フーリエ変換回路４８は、直列並列変換回路４７から出力されたそれぞれの並列信号＃１〜＃Ｎｐを時間領域の信号から周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換し、それぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐを相関処理部５５に出力する。
【００２５】
参照信号変換部４９は、参照信号生成部５０、直列並列変換回路５１、フーリエ変換回路５２及びＮｐ個の複素共役部５３を備えている。
参照信号変換部４９は、レーダ信号の参照信号として、レーダ信号の複製信号であるＮｐ個の時系列信号をＮｐ個の並列信号＃１〜＃Ｎｐとし、並列信号＃１〜＃Ｎｐを周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換する。
参照信号変換部４９は、それぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐの複素共役信号を相関処理部５５に出力する。
参照信号生成部５０は、参照信号として、レーダ信号の複製信号を直列並列変換回路５１に出力する。
【００２６】
直列並列変換回路５１は、参照信号生成部５０から出力された複製信号であるＮｐ個の時系列信号をＮｐ個の並列信号＃１〜＃Ｎｐとし、並列信号＃１〜＃Ｎｐをフーリエ変換回路５２に出力する。
フーリエ変換回路５２は、直列並列変換回路５１から出力された並列信号＃１〜＃Ｎｐを周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換し、周波数領域の信号＃１〜＃ＮｐをＮｐ個の複素共役部５３に出力する。
Ｎｐ個の複素共役部５３は、フーリエ変換回路５２から出力された周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、いずれか１つの周波数領域の信号の複素共役信号を相関処理部５５に出力する。
【００２７】
時間領域信号出力部５４は、相関処理部５５及びフーリエ逆変換回路５６を備えている。
時間領域信号出力部５４は、フーリエ変換回路４８から出力されたそれぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐと、Ｎｐ個の複素共役部５３から出力されたそれぞれの複素共役信号＃１〜＃Ｎｐとの積を算出する。
時間領域信号出力部５４は、それぞれの積の結果を時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換する。
【００２８】
相関処理部５５は、Ｎｐ個のミクサ５５ａを備えている。図１では、図面の煩雑化を防ぐため、Ｎｐ個のミクサ５５ａのうち、一部のミクサ５５ａに対する複素共役部５３からの矢印が省略されている。
相関処理部５５は、フーリエ変換回路４８から出力されたそれぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐと、Ｎｐ個の複素共役部５３から出力されたそれぞれの複素共役信号＃１〜＃Ｎｐとの相関処理を実施する。
Ｎｐ個のミクサ５５ａは、Ｎｐ個の周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、いずれか１つの周波数領域の信号と、Ｎｐ個の複素共役信号＃１〜＃Ｎｐのうち、いずれか１つの複素共役信号との積を算出する。
いずれか１つの周波数領域の信号に割り当てられているサブキャリ周波数と、いずれか１つの複素共役信号に割り当てられているサブキャリ周波数とは、同じサブキャリ周波数である。
Ｎｐ個のミクサ５５ａは、積の結果を示す積信号をフーリエ逆変換回路５６に出力する。
フーリエ逆変換回路５６は、Ｎｐ個のミクサ５５ａから出力されたそれぞれの積信号を時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換し、それぞれの時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐを周波数領域信号出力部５７に出力する。
【００２９】
周波数領域信号出力部５７は、Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａを備えている。
周波数領域信号出力部５７は、目標に向けて送信される高周波パルス信号の間隔で、時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐのそれぞれを蓄積して時系列信号＃１〜＃Ｎｐを生成する。
周波数領域信号出力部５７は、それぞれの時系列信号＃１〜＃Ｎｐを周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換する。
Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａは、アンテナ３３から送信される高周波パルス信号の間隔で、フーリエ逆変換回路５６から出力された時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐを蓄積し、蓄積した時間領域の信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換する。
Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａによる変換後の周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐの中で、ピークを有する周波数領域の信号は、送受信装置から目標までの往復距離に相当する遅延時間に対応している信号である。ピークを有しない周波数領域の信号は、送受信装置から目標までの往復距離に相当する遅延時間に対応していない信号である。
Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａは、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐと遅延時間の二次元データをレーダ信号検出部５８に出力する。
【００３０】
レーダ信号検出部５８は、Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａから二次元データを受けると、二次元データに含まれている周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐの中で、ピークを有する周波数領域の信号を検出する。
レーダ信号検出部５８は、ピークを有する周波数領域の信号を検出すると、ピークに対応する周波数をドップラー周波数として検出する。
また、レーダ信号検出部５８は、ピークを有する周波数領域の信号を含んでいる二次元データから遅延時間を取得する。
【００３１】
復調部５９は、通信信号検出部６０及び並列直列変換回路６１を備えている。
復調部５９は、フーリエ変換回路４８から出力された周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃが割り当てられている周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｃから、Ｎｃ個の複素シンボル＃１〜＃Ｎｃに対応するビット信号＃１〜＃Ｎｃを検出する。
復調部５９は、ビット信号＃１〜＃Ｎｃから通信信号を復調する。
【００３２】
通信信号検出部６０は、フーリエ変換回路４８から出力された周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃが割り当てられている周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｃから、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃに対応するビット信号＃１〜＃Ｎｃを検出する。
通信信号検出部６０は、Ｎｃ個のビット信号＃１〜＃Ｎｃを並列直列変換回路６１に出力する。
並列直列変換回路６１は、通信信号検出部６０から出力されたＮｃ個のビット信号＃１〜＃Ｎｃを時系列信号に変換し、時系列信号である通信信号を出力する。
【００３３】
次に、図１に示す送受信装置の動作について説明する。
最初に、送信装置１の動作について説明する。
まず、レーダ信号生成部１２は、レーダ信号として時系列信号を生成し、時系列信号を直列並列変換回路１３に出力する。
レーダ信号生成部１２により生成されるレーダ信号は、例えば、時間Ｔ秒内で一定の振幅値を有するパルス信号である。
【００３４】
直列並列変換回路１３は、レーダ信号生成部１２から時系列信号を受けると、時系列信号をＮｒ個の並列信号＃１〜＃Ｎｒとし、並列信号＃１〜＃Ｎｒをフーリエ変換回路１４に出力する。
フーリエ変換回路１４は、直列並列変換回路１３からＮｒ個の並列信号＃１〜＃Ｎｒを受けると、図２に示すように、並列信号＃１〜＃Ｎｒを周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒに変換する。
図２は、フーリエ変換回路１４により変換された周波数領域の信号を示す説明図である。
フーリエ変換回路１４は、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒを多重化部１９に出力する。
【００３５】
通信信号生成部１６は、通信情報に対応している０又は１のビット信号をＮｃ個含んでいる通信信号を生成し、通信信号を直列並列変換回路１７に出力する。Ｎｒ＞Ｎｃである。
直列並列変換回路１７は、通信信号生成部１６から通信信号を受けると、通信信号に含まれているＮｃ個のビット信号＃１〜＃Ｎｃのそれぞれをシンボルマッパ１８に出力する。
【００３６】
シンボルマッパ１８は、直列並列変換回路１７からＮｃ個のビット信号＃１〜＃Ｎｃを受けると、図３に示すように、それぞれのビット信号＃１〜＃Ｎｃを複素シンボル＃１〜＃Ｎｃにマッピングする。
図３は、シンボルマッパ１８によりマッピングされる複素シンボルを示す説明図である。
図３では、ビット信号の変調方式がＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）である場合の複素シンボルを示している。ビット信号は、ＱＰＳＫによって、“００”、“１０”、“０１”又は“１１”の複素シンボルにマッピングされる。
ここでは、シンボルマッパ１８が、変調方式としてＱＰＳＫを用いているが、これは一例に過ぎない。
シンボルマッパ１８は、例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）又はＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の変調方式を用いるようにしてもよい。
【００３７】
シンボルマッパ１８は、図４に示すように、それぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃにサブキャリア周波数を割り当てる。
図４は、サブキャリア周波数が割り当てられている複素シンボル＃１〜＃Ｎｃを示す説明図である。
シンボルマッパ１８により複素シンボル＃１〜＃Ｎｃに割り当てられるサブキャリア周波数は、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒに割り当てられるサブキャリア周波数のうち、レーダ信号の変調帯域幅内であってもよいし、変調帯域外であってもよい。
図４では、Ｎｃ＝４であり、複素シンボル＃１，＃２のそれぞれには、周波数領域の信号＃１，＃２に割り当てられているそれぞれのサブキャリア周波数と同じサブキャリア周波数が割り当てられている。
また、図４では、複素シンボル＃Ｎｃ−１，＃Ｎｃのそれぞれには、周波数領域の信号＃Ｎｒ−１，＃Ｎｒに割り当てられているそれぞれのサブキャリア周波数と同じサブキャリア周波数が割り当てられている。
シンボルマッパ１８は、サブキャリア周波数を割り当てたそれぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃを多重化部１９に出力する。
【００３８】
多重化部１９は、フーリエ変換回路１４から出力された周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒとシンボルマッパ１８から出力された複素シンボル＃１〜＃Ｎｃとを周波数領域で多重化する。
即ち、多重化部１９は、図５に示すように、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒの一部を複素シンボル＃１〜＃Ｎｃに置き換えることで、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒと複素シンボル＃１〜＃Ｎｃとを周波数領域で多重化する。
図５は、多重化部１９により周波数領域で多重化された信号である多重化信号を示す説明図である。
図５では、Ｎｃ＝４であり、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒのうち、周波数領域の信号＃１，＃２，＃Ｎｒ−１，＃Ｎｒが、複素シンボル＃１，＃２，＃Ｎ３，＃Ｎ４に置き換えられている例を示している。＃３〜＃Ｎｒ−２は、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃに置き換えられずに残っている周波数領域の信号である。
図５では、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒのうち、低周波数側の周波数領域の信号及び高周波数側の周波数領域の信号のそれぞれが、多重化部１９によって、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃに置き換えられている。しかし、これは一例に過ぎず、例えば、低周波数側の周波数領域の信号だけ又は高周波数側の周波数領域の信号だけが、多重化部１９によって、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃに置き換えられているものであってもよい。
以下、実施の形態１では、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃに置き換えられずに残っている周波数領域の信号が、＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）であるとして説明する。
多重化部１９は、周波数領域で多重化した信号である多重化信号＃１〜＃Ｎｒをフーリエ逆変換回路２１に出力する。
【００３９】
フーリエ逆変換回路２１は、多重化部１９から多重化信号＃１〜＃Ｎｒを受けると、多重化信号＃１〜＃Ｎｒを時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒに変換する。
フーリエ逆変換回路２１は、Ｎｒ個の時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒを並列直列変換回路２２に出力する。
並列直列変換回路２２は、フーリエ逆変換回路２１からＮｒ個の時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒを受けると、Ｎｒ個の時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒを時系列信号に変換する。
並列直列変換回路２２は、時系列信号である複素信号の実部をパルス化回路２４ａに出力し、時系列信号である複素信号の虚部をパルス化回路２４ｂに出力する。
【００４０】
パルス化回路２４ａは、並列直列変換回路２２から複素信号の実部を受けると、複素信号の実部の信号系列に、複数のヌル信号を追加することで、パルス信号を生成する。
パルス化回路２４ａは、図６に示すように、パルス幅がＴで、周期がＣであるパルス信号をＤ／Ａ変換器２５ａに繰り返し出力する。
パルス化回路２４ｂは、並列直列変換回路２２から複素信号の虚部を受けると、複素信号の虚部の信号系列に、複数のヌル信号を追加することで、パルス信号を生成する。
パルス化回路２４ｂは、図６に示すように、パルス幅がＴで、周期がＣであるパルス信号をＤ／Ａ変換器２５ｂに繰り返し出力する。
図６は、パルス化回路２４ａ及びパルス化回路２４ｂのそれぞれに生成されるパルス信号の包絡線を示す説明図である。
【００４１】
Ｄ／Ａ変換器２５ａは、パルス化回路２４ａから出力されたそれぞれのパルス信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、それぞれのアナログのパルス信号を送信用ミクサ２８ａに出力する。
Ｄ／Ａ変換器２５ｂは、パルス化回路２４ｂから出力されたそれぞれのパルス信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、それぞれのアナログのパルス信号を送信用ミクサ２８ｂに出力する。
【００４２】
送信用局部発振器２６は、高周波の搬送波信号を移相器２７及び送信用ミクサ２８ａのそれぞれに出力する。
移相器２７は、送信用局部発振器２６から搬送波信号を受けると、搬送波信号の位相を９０度遅らせて、位相遅延後の搬送波信号を送信用ミクサ２８ｂに出力する。
【００４３】
送信用ミクサ２８ａは、Ｄ／Ａ変換器２５ａから出力されたそれぞれのアナログのパルス信号に、送信用局部発振器２６から出力された搬送波信号を乗算することで、それぞれのパルス信号の周波数を例えば高周波に変換する。
送信用ミクサ２８ａは、周波数変換後のパルス信号である高周波パルス信号を信号合成回路２９に出力する。
送信用ミクサ２８ｂは、Ｄ／Ａ変換器２５ｂから出力されたそれぞれのアナログのパルス信号に、移相器２７から出力された位相遅延後の搬送波信号を乗算することで、それぞれのパルス信号の周波数を例えば高周波に変換する。
送信用ミクサ２８ｂは、周波数変換後のパルス信号である高周波パルス信号を信号合成回路２９に出力する。
【００４４】
信号合成回路２９は、送信用ミクサ２８ａから出力された高周波パルス信号と送信用ミクサ２８ｂから出力された高周波パルス信号とを合成し、合成後の高周波パルス信号を送信用増幅器３０に出力する。
送信用増幅器３０は、信号合成回路２９から合成後の高周波パルス信号を受ける毎に、合成後の高周波パルス信号を増幅し、増幅後の高周波パルス信号を送受切替回路３２に出力する。
【００４５】
送受切替回路３２は、送信用増幅器３０から増幅後の高周波パルス信号を受ける毎に、増幅後の高周波パルス信号をアンテナ３３に出力する。
アンテナ３３は、送受切替回路３２から高周波パルス信号を受ける毎に、高周波パルス信号を目標に向けて空間に出力する。
【００４６】
次に、受信装置２の動作について説明する。
アンテナ３３は、目標に反射されて戻ってきた高周波パルス信号を繰り返し受信し、受信した高周波パルス信号を送受切替回路３２に出力する。
送受切替回路３２は、アンテナ３３から高周波パルス信号を受ける毎に、高周波パルス信号を受信用増幅器４２に出力する。
受信用増幅器４２は、送受切替回路３２から高周波パルス信号を受ける毎に、高周波パルス信号を増幅し、増幅後の高周波パルス信号を受信用ミクサ４５ａ，４５ｂに出力する。
【００４７】
受信用局部発振器４３は、高周波の搬送波信号を移相器４４及び受信用ミクサ４５ａのそれぞれに出力する。
移相器４４は、受信用局部発振器４３から搬送波信号を受けると、搬送波信号の位相を９０度遅らせて、位相遅延後の搬送波信号を受信用ミクサ４５ｂに出力する。
【００４８】
受信用ミクサ４５ａは、受信用増幅器４２から高周波パルス信号を受ける毎に、高周波パルス信号に、受信用局部発振器４３から出力された搬送波信号を乗算することで、高周波パルス信号の周波数を例えば中間周波数に変換する。
受信用ミクサ４５ａは、周波数変換後のパルス信号をＡ／Ｄ変換器４６ａに出力する。
受信用ミクサ４５ｂは、受信用増幅器４２から高周波パルス信号を受ける毎に、高周波パルス信号に、移相器４４から出力された位相遅延後の搬送波信号を乗算することで、高周波パルス信号の周波数を例えば中間周波数に変換する。
受信用ミクサ４５ｂは、周波数変換後のパルス信号をＡ／Ｄ変換器４６ｂに出力する。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換器４６ａは、受信用ミクサ４５ａから周波数変換後のパルス信号を受ける毎に、パルス信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタルのパルス信号を直列並列変換回路４７に出力する。Ａ／Ｄ変換器４６ａから出力されるパルス信号は、複素信号の実部に相当する。
Ａ／Ｄ変換器４６ｂは、受信用ミクサ４５ｂから周波数変換後のパルス信号を受ける毎に、パルス信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタルのパルス信号を直列並列変換回路４７に出力する。Ａ／Ｄ変換器４６ｂから出力されるパルス信号は、複素信号の虚部に相当する。
【００５０】
直列並列変換回路４７は、Ａ／Ｄ変換器４６ａから出力された複素信号の実部を受け、Ａ／Ｄ変換器４６ａから出力された複素信号の虚部を受けると、複素信号の実部と複素信号の虚部とから、並列信号の１つとして、複素信号を構築する。
直列並列変換回路４７は、Ｎｐ個の並列信号＃１〜＃Ｎｐを構築して、Ｎｐ個の並列信号＃１〜＃Ｎｐをフーリエ変換回路４８に出力する。
フーリエ変換回路４８は、直列並列変換回路４７からＮｐ個の並列信号＃１〜＃Ｎｐを受けると、それぞれの並列信号＃１〜＃Ｎｐを周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換し、それぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐを相関処理部５５に出力する。
【００５１】
参照信号生成部５０は、参照信号として、レーダ信号の複製信号を生成し、複製信号を直列並列変換回路５１に出力する。
参照信号生成部５０により生成される複製信号は、レーダ信号生成部１２により生成されるレーダ信号と同様に、例えば、時間Ｔ秒内で一定の振幅値を有するパルス信号である。
直列並列変換回路５１は、参照信号生成部５０から出力された複製信号である時系列信号をＮｐ個の並列信号＃１〜＃Ｎｐとし、並列信号＃１〜＃Ｎｐをフーリエ変換回路５２に出力する。
フーリエ変換回路５２は、直列並列変換回路５１から並列信号＃１〜＃Ｎｐを受けると、並列信号＃１〜＃Ｎｐを周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換し、それぞれの周波数領域の信号＃１〜＃ＮｐをＮｐ個の複素共役部５３に出力する。
Ｎｐ個の複素共役部５３は、フーリエ変換回路５２から出力された周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、いずれか１つの周波数領域の信号の複素共役信号を相関処理部５５に出力する。
【００５２】
相関処理部５５は、フーリエ変換回路４８から出力されたそれぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐと、Ｎｐ個の複素共役部５３から出力されたそれぞれの複素共役信号＃１〜＃Ｎｐとの相関処理を実施する。
即ち、Ｎｐ個のミクサ５５ａは、Ｎｐ個の周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、いずれか１つの周波数領域の信号と、Ｎｐ個の複素共役信号＃１〜＃Ｎｐのうち、いずれか１つの複素共役信号との積を算出する。
いずれか１つの周波数領域の信号に割り当てられているサブキャリ周波数と、いずれか１つの複素共役信号に割り当てられているサブキャリ周波数とは、同じサブキャリ周波数である。
Ｎｐ個のミクサ５５ａは、算出した積の結果を示す積信号＃１〜＃Ｎｐをフーリエ逆変換回路５６に出力する。
【００５３】
フーリエ逆変換回路５６は、Ｎｐ個のミクサ５５ａから積信号＃１〜＃Ｎｐを受けると、それぞれの積信号＃１〜＃Ｎｐを時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換し、それぞれの時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐを周波数領域信号出力部５７に出力する。
なお、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐと複素共役信号＃１〜＃Ｎｐとの相関処理は、マッチドフィルタによって、送受信装置から目標までの往復距離に相当する遅延時間にピークを有する信号を検出する処理に相当する。
【００５４】
周波数領域信号出力部５７は、フーリエ逆変換回路５６から時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐを受けると、アンテナ３３から目標に向けて送信される高周波パルス信号の間隔で、時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐのそれぞれを蓄積して時系列信号＃１〜＃Ｎｐを生成する。
周波数領域信号出力部５７は、それぞれの時系列信号＃１〜＃Ｎｐを周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換する。
即ち、Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａは、アンテナ３３から送信される高周波パルス信号毎に、フーリエ逆変換回路５６から出力される時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐを蓄積し、パルス間の時系列信号を形成する。
Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａは、パルス間の時系列信号を周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換する。
Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａによる変換後の周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐの中で、ピークを有する周波数領域の信号は、送受信装置から目標までの往復距離に相当する遅延時間に対応している信号である。ピークを有しない周波数領域の信号は、送受信装置から目標までの往復距離に相当する遅延時間に対応していない信号である。
Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａは、周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐと遅延時間の二次元データをレーダ信号検出部５８に出力する。
【００５５】
レーダ信号検出部５８は、Ｎｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａから二次元データを受けると、二次元データに含まれている周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐの中で、ピークを有する周波数領域の信号を検出する。
レーダ信号検出部５８は、ピークを有する周波数領域の信号を検出すると、ピークに対応する周波数をドップラー周波数として検出する。
また、レーダ信号検出部５８は、ピークを有する周波数領域の信号を含んでいる二次元データから遅延時間を取得する。
これにより、レーダ信号検出部５８によって、ドップラー周波数と遅延時間が、レーダ信号として検出されている。
【００５６】
通信信号検出部６０は、フーリエ変換回路４８から出力された周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃが割り当てられている周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｃから、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃを検出する。
通信信号検出部６０は、それぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃをビット信号＃１〜＃Ｎｃに変換する。
通信信号検出部６０は、それぞれのビット信号＃１〜＃Ｎｃを並列直列変換回路６１に出力する。
並列直列変換回路６１は、通信信号検出部６０から出力されたＮｃ個のビット信号＃１〜＃Ｎｃを時系列信号に変換し、時系列信号である通信信号を出力する。
並列直列変換回路６１から出力される時系列信号の順番は、事前決まっている順番である。時系列信号の出力順序として、例えば、割り当てられているサブキャリア周波数が低い複素シンボルに係るビット信号から先に出力される順番が考えられる。
【００５７】
以上の実施の形態１は、レーダ信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換するレーダ信号変換部１１と、通信信号に含まれている複数のビット信号のそれぞれを複素シンボルにマッピングし、それぞれの複素シンボルにサブキャリア周波数を割り当てる周波数割当部１５と、レーダ信号変換部１１により変換されている複数の周波数領域の信号とサブキャリア周波数が割り当てられている複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化し、周波数領域で多重化した信号である多重化信号を出力する多重化部１９と、多重化部１９から出力された多重化信号を時間領域の信号に変換する多重化信号変換部２０とを備えるように、送信装置１を構成した。したがって、送信装置１は、検出対象の目標が自動車よりも高速に移動する飛行機などの場合でも、受信装置２又は送受信装置において、目標を検出することが可能なレーダ信号と、通信信号との双方を送信することができる。
【００５８】
また、実施の形態１は、送受信部３１により繰り返し受信されたパルス信号のそれぞれを周波数領域の信号に変換するパルス信号変換部４１と、レーダ信号の参照信号である時系列信号を周波数領域の信号に変換して、それぞれの周波数領域の信号の複素共役信号を出力する参照信号変換部４９と、パルス信号変換部４１により変換されたそれぞれの周波数領域の信号と、参照信号変換部４９から出力されたそれぞれの複素共役信号との積を時間領域の信号に変換する時間領域信号出力部５４と、時間領域信号出力部５４により変換された時間領域の信号から、レーダ信号を検出するレーダ信号検出部５８と、パルス信号変換部４１により変換されたそれぞれの周波数領域の信号のうち、複数の複素シンボルが割り当てられている周波数領域の信号から、複数の複素シンボルに対応するビット信号を含む通信信号を復調する復調部５９とを備えるように、受信装置２を構成した。したがって、受信装置２は、検出対象の目標が自動車よりも高速に移動する飛行機などの場合でも、目標を検出することが可能なレーダ信号と通信信号を一緒に受信することができる。
【００５９】
実施の形態２．
実施の形態１の送受信装置では、参照信号生成部５０により生成される複製信号はレーダ信号であり、レーダ信号を周波数領域の信号に変換している。
実施の形態２では、複製信号をレーダ信号とする代わりに、パルス信号生成部２３により生成されたパルス信号を周波数領域の信号に変換している送受信装置について説明する。
【００６０】
図７は、実施の形態２による送受信装置を示す構成図である。図７において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
参照信号変換部７１は、直列並列変換回路７２、フーリエ変換回路５２及びＮｐ個の複素共役部５３を備えている。
参照信号変換部７１は、参照信号生成部５０を備えていない。
直列並列変換回路７２は、パルス化回路２４ａにより生成されたパルス信号の実部と、パルス化回路２４ｂにより生成されたパルス信号の虚部とから複素信号を生成する。
直列並列変換回路７２は、Ｎｐ個の複素信号＃１〜＃Ｎｐを生成すると、Ｎｐ個の複素信号＃１〜＃Ｎｐを並列信号＃１〜＃Ｎｐとしてフーリエ変換回路５２に出力する。
【００６１】
次に、図７に示す送受信装置の動作について説明する。
参照信号変換部７１以外の動作は、図１に示す送受信装置と同様であるため、ここでは、参照信号変換部７１の動作だけを説明する。
直列並列変換回路７２は、パルス化回路２４ａからパルス信号の実部を受けて、パルス化回路２４ｂからパルス信号の虚部を受ける毎に、パルス信号の実部とパルス信号の虚部とから複素信号を生成する。
直列並列変換回路７２は、Ｎｐ個の複素信号＃１〜＃Ｎｐを生成すると、Ｎｐ個の複素信号＃１〜＃Ｎｐを並列信号＃１〜＃Ｎｐとしてフーリエ変換回路５２に出力する。
【００６２】
フーリエ変換回路５２は、直列並列変換回路７２から並列信号＃１〜＃Ｎｐを受けると、並列信号＃１〜＃Ｎｐを周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐに変換し、周波数領域の信号＃１〜＃ＮｐをＮｐ個の複素共役部５３に出力する。
Ｎｐ個の複素共役部５３は、フーリエ変換回路５２から出力された周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐの複素共役信号を相関処理部５５に出力する。
【００６３】
以上の実施の形態２では、参照信号変換部７１が、複製信号を複数の並列信号とする代わりに、パルス信号生成部２３により生成された複数のパルス信号を周波数領域の信号に変換するように、受信装置２を構成した。したがって、受信装置２は、通信情報が変化しても、相関処理部５５における相関処理精度の低下を防いで、レーダ信号検出部５８におけるレーダ信号の検出性能を維持することができる。
【００６４】
実施の形態３．
実施の形態１の送受信装置では、レーダ信号生成部１２が、レーダ信号である時系列信号として、時間Ｔ秒内で一定の振幅値を有する複数のパルス信号を生成している。
即ち、実施の形態１の送受信装置では、レーダ信号生成部１２が、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号によって変調されていない複数のパルス信号を生成している。
実施の形態３の送受信装置では、レーダ信号生成部１２が、レーダ信号である時系列信号として、チャープ信号によって変調された複数のパルス信号を生成するものとする。
実施の形態３の送受信装置を示す構成図は、実施の形態１の送受信装置と同様に、図１である。
【００６５】
レーダ信号生成部１２が、チャープ信号によって変調された複数のパルス信号を生成する場合、チャープ信号によって変調されていない複数のパルス信号を生成する場合と比べて、送受信装置は、より大きなドップラーシフトの発生に対応可能である。
したがって、送受信装置は、アンテナ３３から送信される高周波パルス信号の周波数と、アンテナ３３により受信される高周波パルス信号の周波数との周波数差が大きい場合でも、相関処理部５５における相関処理精度の低下を防ぐことができる。
【００６６】
実施の形態４．
実施の形態１の送受信装置では、多重化部１９から出力された多重化信号＃１〜＃Ｎｒが多重化信号変換部２０に直接出力されている。
実施の形態４では、多重化部１９と多重化信号変換部２０の間に、波形調整部８１が設けられている送受信装置について説明する。
【００６７】
図８は、実施の形態４による送受信装置を示す構成図である。図８において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
波形調整部８１は、波形制御部８２及び係数乗算部８３を備えている。
波形調整部８１は、多重化部１９と多重化信号変換部２０の間に配置されている。
波形調整部８１は、多重化部１９から出力された多重化信号＃１〜＃Ｎｒに含まれている周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び複素シンボル＃１〜＃Ｎｃにおけるそれぞれの波形を調整する。
波形調整部８１は、波形調整後のそれぞれの周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び波形調整後のそれぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃを多重化信号変換部２０に出力する。
【００６８】
波形制御部８２は、多重化信号＃１〜＃Ｎｒのそれぞれが時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒに変換されたとき、それぞれの時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒのピーク電力に対する瞬時電力の比が１に近づくような複素係数αｎをそれぞれ算出する。複素係数αｎは、複素数であり、波形制御部８２は、Ｎｒ個の複素係数αｎを算出する。
波形制御部８２は、それぞれの複素係数αｎを係数乗算部８３に出力する。
係数乗算部８３は、Ｎｒ個のミクサ８３ａを備えている。
係数乗算部８３は、周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び複素シンボル＃１〜＃Ｎｃのそれぞれに、波形制御部８２から出力されたそれぞれの複素係数αｎを乗算する。
係数乗算部８３は、係数乗算後のそれぞれの周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び係数乗算後のそれぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃをフーリエ逆変換回路２１に出力する。
Ｎｒ個のミクサ８３ａは、周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び複素シンボル＃１〜＃Ｎｃのうち、いずれか１つの信号と、Ｎｒ個の複素係数αｎのうち、いずれか１つの複素係数とを乗算する。
【００６９】
次に、図８に示す送受信装置について説明する。
ただし、波形調整部８１以外は、図１に示す送受信装置と同様であるため、ここでは、波形調整部８１の動作だけを説明する。
まず、周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び複素シンボル＃１〜＃Ｎｃのそれぞれは、以下の式（１）で表される。
2019224923.tif 000003
式（１）において、Ｂｎは、周波数領域の信号又は複素シンボルの信号振幅、φｎは、周波数領域の信号又は複素シンボルの信号位相である。
【００７０】
時間領域の信号は、周波数領域の信号をフーリエ変換することによって求めることができる。
したがって、多重化された周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｒが時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒに変換された場合、それぞれの時間領域の信号＃１〜＃Ｎｒであるｘｉは、以下の式（２）で表される。
2019224923.tif 000004
式（２）において、ｉは、時刻を示す変数である。
【００７１】
時間領域の信号ｘｉは、図６のようになり、時間領域の信号ｘｉのピーク電力は、以下の式（３）で表される。
2019224923.tif 000005
式（３）において、ｊは、パルス内の時間サンプリングを示す変数である。
【００７２】
時間領域の信号ｘｉのピーク電力に対する瞬時電力｜ｘｉ｜２の比を指標とする評価関数Ｆは、以下の式（４）で表される。
2019224923.tif 000006
式（４）において、Ｎｓは、パルス内の時間サンプリングの総数である。
【００７３】
波形制御部８２は、それぞれの時間領域の信号ｘｉについて、例えば、非線形最適化手法によって、評価関数Ｆが最小になるＮｒ個の複素係数αｎをそれぞれ算出する。
波形制御部８２は、それぞれの時間領域の信号ｘｉについてのＮｒ個の複素係数αｎを係数乗算部８３に出力する。
【００７４】
係数乗算部８３は、波形制御部８２からＮｒ個の複素係数αｎを受けると、以下の式（５）に示すように、周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び複素シンボル＃１〜＃Ｎｃのそれぞれに、それぞれの複素係数αｎを乗算する。
2019224923.tif 000007
係数乗算部８３は、それぞれの時間領域の信号ｘｉとして、係数乗算後のそれぞれの周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び係数乗算後のそれぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃをフーリエ逆変換回路２１に出力する。
【００７５】
以上の実施の形態４は、波形調整部８１が、多重化部１９により多重化されている複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルのそれぞれが時間領域の信号に変換されたとき、それぞれの時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比が１に近づくように、多重化部１９により多重化されている複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルにおけるそれぞれの波形を調整するように、送信装置１を構成した。したがって、送信装置１は、時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比を１に近づけることができるため、アンテナ３３から送信される高周波パルス信号の平均電力が向上し、レーダ信号検出部５８におけるレーダ信号の検出性能を高めることができる。
【００７６】
実施の形態５．
実施の形態４の送受信装置では、波形調整部８１が、時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比が１に近づくように、多重化部１９により多重化されている複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルにおけるそれぞれの波形を調整している。
実施の形態５では、波形調整部８１が、時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比が目標値に近づくように、複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルにおけるそれぞれの波形を調整する送受信装置について説明する。
実施の形態５の送受信装置を示す構成図は、実施の形態４の送受信装置と同様に、図８である。
【００７７】
時間領域の信号ｘｉのピーク電力に対する瞬時電力｜ｘｉ｜２の比を指標とする評価関数Ｆは、以下の式（６）のように表すことも可能である。
2019224923.tif 000008
式（６）において、Ｐｇｏａｌは、目標値である。目標値は、波形制御部８２の内部メモリに格納されているものとしてもよいし、外部から与えられるものとしてもよい。
【００７８】
波形制御部８２は、それぞれの時間領域の信号ｘｉについて、例えば、非線形最適化手法によって、評価関数Ｆが最小になるＮｒ個の複素係数αｎをそれぞれ算出する。
波形制御部８２は、それぞれの時間領域の信号ｘｉについてのＮｒ個の複素係数αｎを係数乗算部８３に出力する。
【００７９】
係数乗算部８３は、波形制御部８２からＮｒ個の複素係数αｎを受けると、式（５）に示すように、周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び複素シンボル＃１〜＃Ｎｃのそれぞれに、それぞれの複素係数αｎを乗算する。
係数乗算部８３は、それぞれの時間領域の信号ｘｉとして、係数乗算後のそれぞれの周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び係数乗算後のそれぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃをフーリエ逆変換回路２１に出力する。
【００８０】
以上の実施の形態５は、波形調整部８１が、多重化部１９により多重化されている複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルのそれぞれが時間領域の信号に変換されたとき、それぞれの時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比が目標値に近づくように、多重化部１９により多重化されている複数の周波数領域の信号及び複数の複素シンボルにおけるそれぞれの波形を調整するように、送信装置１を構成した。したがって、送信装置１は、時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比を目標値に近づけることができるため、通信情報が変化しても、時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比を概ね一定に保持することができる。したがって、送信装置１は、通信情報が変化しても、レーダ信号検出部５８におけるレーダ信号の検出性能を概ね一定に保持することができる。
【００８１】
実施の形態６．
実施の形態６の送信装置１では、レーダ信号生成部１２が、レーダ信号である時系列信号として、チャープ信号によって変調された複数のパルス信号を生成するものとする。
また、実施の形態６の送信装置１では、波形制御部８２により算出される複素係数αｎが、正の実数に制限されるものとする。
実施の形態６の送受信装置を示す構成図は、実施の形態４の送受信装置と同様に、図８である。
【００８２】
実施の形態６の送信装置１では、レーダ信号がチャープ信号によって変調された複数のパルス信号であり、複素係数αｎが正の実数に制限されるため、周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び複素シンボル＃１〜＃Ｎｃにおけるそれぞれの振幅のみが調整されて、それぞれの位相φｎは保持されるようになる。
波形制御部８２は、式（４）に示す評価関数Ｆ又は式（６）に示す評価関数Ｆが最小になるＮｒ個の複素係数αｎを算出する。しかし、波形制御部８２により算出される複素係数αｎは、振幅のみを調整する係数である。
波形制御部８２は、それぞれの時間領域の信号ｘｉについてのＮｒ個の複素係数αｎを係数乗算部８３に出力する。
【００８３】
係数乗算部８３は、波形制御部８２からＮｒ個の複素係数αｎを受けると、式（５）に示すように、周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び複素シンボル＃１〜＃Ｎｃのそれぞれに、それぞれの複素係数αｎを乗算する。
係数乗算部８３は、それぞれの時間領域の信号ｘｉとして、係数乗算後のそれぞれの周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び係数乗算後のそれぞれの複素シンボル＃１〜＃Ｎｃをフーリエ逆変換回路２１に出力する。
【００８４】
実施の形態６の送信装置１では、周波数領域の信号＃１〜（＃Ｎｒ−＃Ｎｃ）及び複素シンボル＃１〜＃Ｎｃの位相φｎが保持される。したがって、アンテナ３３から送信される高周波パルス信号の周波数と、アンテナ３３により受信される高周波パルス信号の周波数との周波数差が大きい場合でも、相関処理部５５における相関処理精度の低下を防ぐことができる。したがって、送受信装置は、レーダ信号検出部５８におけるレーダ信号の検出性能を維持することができる。
【００８５】
実施の形態７．
実施の形態７では、アンテナ３３により受信された高周波パルス信号が有しているドップラーシフトを除去する機能と、通信信号の位相回転を補償する機能とを有する送受信装置について説明する。
【００８６】
図９は、実施の形態７による送受信装置における受信装置２の一部を示す構成図である。図９において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
パルス信号変換部９０は、受信用増幅器４２、受信用局部発振器４３、移相器４４、受信用ミクサ４５ａ，４５ｂ、Ａ／Ｄ変換器４６ａ，４６ｂ、直列並列変換回路４７及びフーリエ変換回路４８を備えている。
また、パルス信号変換部９０は、ドップラーシフト補償部９１の一部として、ミクサ９３ａ，９３ｂ及びローパスフィルタ（以下、「ＬＰＦ」と称する）９４ａ，９４ｂを備えている。
パルス信号変換部９０は、図１に示すパルス信号変換部４１と同様に、送受信部３１により繰り返し受信された高周波パルス信号のそれぞれを周波数領域の信号に変換する。
【００８７】
ドップラーシフト補償部９１は、基準信号源９２、ミクサ９３ａ，９３ｂ及びＬＰＦ９４ａ，９４ｂを備えている。
ドップラーシフト補償部９１は、レーダ信号検出部５８により検出されたドップラー周波数に基づいて、送受信部３１により受信された高周波パルス信号が有しているドップラーシフトを除去する。
基準信号源９２は、レーダ信号検出部５８により検出されたドップラー周波数を示す周波数信号をミクサ９３ａ，９３ｂに出力する信号源である。
【００８８】
ミクサ９３ａは、Ａ／Ｄ変換器４６ａから出力された複素信号の実部に、基準信号源９２から出力された周波数信号を乗算し、周波数信号乗算後の複素信号の実部をＬＰＦ９４ａに出力する。
ミクサ９３ｂは、Ａ／Ｄ変換器４６ｂから出力された複素信号の虚部に、基準信号源９２から出力された周波数信号を乗算し、周波数信号乗算後の複素信号の虚部をＬＰＦ９４ｂに出力する。
ＬＰＦ９４ａは、ミクサ９３ａから出力された複素信号の実部のうち、低周波成分のみを通過させるフィルタである。
ＬＰＦ９４ｂは、ミクサ９３ｂから出力された複素信号の虚部のうち、低周波成分のみを通過させるフィルタである。
【００８９】
位相回転補償部９５は、フーリエ変換回路４８から出力されたそれぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃが割り当てられている周波数領域の信号を取得する。
位相回転補償部９５は、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃが割り当てられている周波数領域の信号を、レーダ信号検出部５８により検出されたレーダ信号で除算することで、復調部５９により復調される通信信号の位相回転を補償する。
位相回転補償部９５は、レーダ信号で除算したそれぞれの周波数領域の信号を通信信号検出部６０に出力する。
【００９０】
次に、図９に示す受信装置２の動作について説明する。
レーダ信号検出部５８は、検出したレーダ信号を位相回転補償部９５に出力し、検出したドップラー周波数をドップラーシフト補償部９１の基準信号源９２に通知する。
基準信号源９２は、レーダ信号検出部５８からドップラー周波数の通知を受けると、ドップラー周波数を示す周波数信号をミクサ９３ａ，９３ｂに出力する。
【００９１】
ドップラーシフト補償部９１のミクサ９３ａは、Ａ／Ｄ変換器４６ａから出力された複素信号の実部に、基準信号源９２から出力された周波数信号を乗算し、周波数信号乗算後の複素信号の実部をＬＰＦ９４ａに出力する。
ミクサ９３ｂは、Ａ／Ｄ変換器４６ｂから出力された複素信号の虚部に、基準信号源９２から出力された周波数信号を乗算し、周波数信号乗算後の複素信号の虚部をＬＰＦ９４ｂに出力する。
ミクサ９３ａ，９３ｂが、ドップラー周波数を示す周波数信号を複素信号に乗算することで、複素信号の周波数とドップラー周波数との差の周波数成分のみが抽出されるため、複素信号が有するドップラーシフトを除去することができる。
【００９２】
ＬＰＦ９４ａは、ミクサ９３ａから複素信号の実部を受けると、複素信号の実部に含まれているノイズなどの高周波成分を除去することで、複素信号の実部に含まれている低周波成分のみを直列並列変換回路４７に出力する。
ＬＰＦ９４ｂは、ミクサ９３ｂから複素信号の虚部を受けると、複素信号の虚部に含まれているノイズなどの高周波成分を除去することで、複素信号の虚部に含まれている低周波成分のみを直列並列変換回路４７に出力する。
【００９３】
位相回転補償部９５は、フーリエ変換回路４８から出力されたそれぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃが割り当てられている周波数領域の信号を取得する。
位相回転補償部９５は、レーダ信号検出部５８からレーダ信号を受けると、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃが割り当てられている周波数領域の信号をレーダ信号で除算することで、復調部５９により復調される通信信号の位相回転を補償する。
レーダ信号検出部５８により検出されたレーダ信号には、信号の伝搬遅延及び伝搬路のそれぞれに起因する位相回転が加わっている。位相回転補償部９５が、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃが割り当てられている周波数領域の信号をレーダ信号で除算することで、当該位相回転が除去される。
位相回転補償部９５は、レーダ信号で除算したそれぞれの周波数領域の信号＃１〜＃Ｎｃを通信信号検出部６０に出力する。
【００９４】
以上の実施の形態７は、レーダ信号検出部５８により検出されたドップラー周波数に基づいて、送受信部３１により受信されたパルス信号が有しているドップラーシフトを除去するドップラーシフト補償部９１を備えるように、受信装置２を構成した。したがって、受信装置２は、ドップラーシフトによって、アンテナ３３から送信される高周波パルス信号の周波数と、アンテナ３３により受信される高周波パルス信号の周波数との周波数差が大きくなる場合でも、相関処理部５５における相関処理精度の低下を防ぐことができる。したがって、受信装置２は、レーダ信号検出部５８におけるレーダ信号の検出性能を維持することができる。
【００９５】
以上の実施の形態７は、パルス信号変換部９０により変換されたそれぞれの周波数領域の信号のうち、複数の複素シンボルが割り当てられている周波数領域の信号を、レーダ信号検出部５８により検出されたレーダ信号で除算することで、復調部５９により復調される通信信号の位相回転を補償する位相回転補償部９５を備えるように、受信装置２を構成した。したがって、復調部５９では、信号の伝搬遅延及び伝搬路のそれぞれに起因する位相回転が加わっていない通信信号を検出することが可能になる。
【００９６】
図９に示す受信装置２では、位相回転補償部９５が、レーダ信号検出部５８により検出されたレーダ信号を用いて、復調部５９により復調される通信信号の位相回転を補償している。しかし、これは一例に過ぎず、位相回転補償部９５は、フーリエ逆変換回路５６から出力された時間領域の信号を用いて、復調部５９により復調される通信信号の位相回転を補償するようにしてもよい。
具体的には、位相回転補償部９５は、フーリエ逆変換回路５６からＮｐ個のパルス間フーリエ変換回路５７ａに出力される時間領域の信号＃１〜＃Ｎｐのうち、ピークを有する周波数領域の信号に対応している時間領域の信号を取得する。
位相回転補償部９５は、複素シンボル＃１〜＃Ｎｃが割り当てられている周波数領域の信号を、ピークを有する周波数領域の信号に対応している時間領域の信号で除算することで、復調部５９により復調される通信信号の位相回転を補償する。
【００９７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
この発明は、複数のパルス信号のそれぞれを目標に向けて順番に送信する送信装置に適している。
この発明は、目標に反射されたパルス信号を繰り返し受信する受信装置に適している。
この発明は、複数のパルス信号のそれぞれを目標に向けて順番に送信し、目標に反射されたパルス信号を繰り返し受信する送受信装置に適している。
【符号の説明】
【００９９】
１  送信装置、２  受信装置、１１  レーダ信号変換部、１２  レーダ信号生成部、１３  直列並列変換回路、１４  フーリエ変換回路、１５  周波数割当部、１６  通信信号生成部、１７  直列並列変換回路、１８  シンボルマッパ、１９  多重化部、１９ａ  多重化信号に含まれている周波数領域の信号、１９ｂ  多重化信号に含まれている複素シンボル、２０  多重化信号変換部、２１  フーリエ逆変換回路、２２  並列直列変換回路、２３  パルス信号生成部、２４ａ，２４ｂ  パルス化回路、２５ａ，２５ｂ  Ｄ／Ａ変換器、２６  送信用局部発振器、２７  移相器、２８ａ，２８ｂ  送信用ミクサ、２９  信号合成回路、３０  送信用増幅器、３１  送受信部（送信部、受信部）、３２  送受切替回路、３３  アンテナ、４１  パルス信号変換部、４２  受信用増幅器、４３  受信用局部発振器、４４  移相器、４５ａ，４５ｂ  受信用ミクサ、４６ａ，４６ｂ  Ａ／Ｄ変換器、４７  直列並列変換回路、４８  フーリエ変換回路、４９  参照信号変換部、５０  参照信号生成部、５１  直列並列変換回路、５２  フーリエ変換回路、５３  複素共役部、５４  時間領域信号出力部、５５  相関処理部、５５ａ  ミクサ、５６  フーリエ逆変換回路、５７  周波数領域信号出力部、５７ａ  パルス間フーリエ変換回路、５８  レーダ信号検出部、５９  復調部、６０  通信信号検出部、６１  並列直列変換回路、７１  参照信号変換部、７２  直列並列変換回路、８１  波形調整部、８２  波形制御部、８３  係数乗算部、８３ａ  ミクサ、９０  パルス信号変換部、９１  ドップラーシフト補償部、９２  基準信号源、９３ａ，９３ｂ  ミクサ、９４ａ，９４ｂ  ＬＰＦ、９５  位相回転補償部。
【図１】
2019224923.tif 000009
【図２】
2019224923.tif 000010
【図３】
2019224923.tif 000011
【図４】
2019224923.tif 000012
【図５】
2019224923.tif 000013
【図６】
2019224923.tif 000014
【図７】
2019224923.tif 000015
【図８】
2019224923.tif 000016
【図９】
2019224923.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月25日(2019.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係る送信装置は、時系列信号であるレーダ信号を、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた複数の周波数領域の信号に変換して出力するレーダ信号変換部と、レーダ信号変換部から出力される複数の周波数領域の信号より個数が少ない通信情報に対応したビット信号を含む通信信号を、それぞれのビット信号が複素シンボルにマッピングされ、サブキャリア周波数を割り当てられた複数の複素シンボルとして出力する周波数割当部と、レーダ信号変換部から出力された複数の周波数領域の信号と周波数割当部から出力された複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化し、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた、周波数領域の信号と複素シンボルとを有する複数の多重化信号を出力する多重化部と、多重化部から出力された多重化信号を時系列信号である複素信号に変換する多重化信号変換部と、多重化信号変換部により変換された複素信号から搬送波信号が乗算された高周波パルス信号を生成するパルス信号生成部と、パルス信号生成部により生成された高周波パルス信号を目標に向けて送信する送信部とを備えるようにしたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明によれば、時系列信号であるレーダ信号を、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた複数の周波数領域の信号に変換して出力するレーダ信号変換部と、レーダ信号変換部から出力される複数の周波数領域の信号より個数が少ない通信情報に対応したビット信号を含む通信信号を、それぞれのビット信号が複素シンボルにマッピングされ、サブキャリア周波数を割り当てられた複数の複素シンボルとして出力する周波数割当部と、レーダ信号変換部から出力された複数の周波数領域の信号と周波数割当部から出力された複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化し、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた、周波数領域の信号と複素シンボルとを有する複数の多重化信号を出力する多重化部と、多重化部から出力された多重化信号を時系列信号である複素信号に変換する多重化信号変換部とを備えるように、送信装置を構成した。したがって、この発明に係る送信装置は、検出対象の目標が自動車よりも高速に移動する飛行機などの場合でも、受信装置又は送受信装置において、目標を検出することが可能なレーダ信号と、通信信号との双
方を送信することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列信号であるレーダ信号を、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた複数の周波数領域の信号に変換して出力するレーダ信号変換部と、
前記レーダ信号変換部から出力される複数の周波数領域の信号より個数が少ない通信情報に対応したビット信号を含む通信信号を、それぞれのビット信号が複素シンボルにマッピングされ、サブキャリア周波数を割り当てられた複数の複素シンボルとして出力する周波数割当部と、
前記レーダ信号変換部から出力された複数の周波数領域の信号と前記周波数割当部から出力された複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化し、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた、周波数領域の信号と複素シンボルとを有する複数の多重化信号を出力する多重化部と、
前記多重化部から出力された多重化信号を時系列信号である複素信号に変換する多重化信号変換部と、
前記多重化信号変換部により変換された複素信号から、搬送波信号が乗算された高周波パルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号生成部により生成された高周波パルス信号を目標に向けて送信する送信部と
を備えた送信装置。
【請求項２】
前記多重化部における、前記レーダ信号変換部から出力された複数の周波数領域の信号と前記周波数割当部から出力された複数の複素シンボルとの周波数領域での多重化は、前記複数の周波数領域の信号の一部を前記複素シンボルに置き換えることで多重化することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記レーダ信号は、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の送信装置。
【請求項４】
目標に反射された、レーダ信号に基づく複数の周波数領域の信号と通信信号に基づく複数の複素シンボルが多重化され、時系列信号である複素信号に変換されて搬送波信号が乗算された高周波パルス信号を繰り返し受信する受信部と、
前記受信部により繰り返し受信された高周波パルス信号のそれぞれを、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた複数の周波数領域の信号に変換して出力するパルス信号変換部と、
時系列信号である前記レーダ信号の参照信号を、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた周波数領域の信号に変換された複数の複素共役信号として出力する参照信号変換部と、
前記パルス信号変換部から出力された複数の周波数領域の信号と、前記参照信号変換部から出力された複数の複素共役信号とから、同じサブキャリア周波数である周波数領域の信号と複素共役信号の積を算出し、算出した結果を複数の時間領域の信号に変換する時間領域信号出力部と、
前記時間領域信号出力部により変換された時間領域の信号から、前記レーダ信号を検出するレーダ信号検出部と、
前記パルス信号変換部から出力された複数の周波数領域信号のうち、前記複数の複素シンボルに対してサブキャリア周波数が割り当てられた複数の周波数領域信号から、前記複数の複素シンボルに対応するビット信号を含む時系列信号である通信信号を復調する復調部と
を備えた受信装置。
【請求項５】
前記高周波パルス信号の間隔で、前記時間領域信号出力部により変換された複数の時間領域の信号を蓄積し、蓄積した複数の時間領域の信号を複数の周波数領域の信号に変換して前記レーダ信号検出部に出力する周波数領域信号出力部を備え、
前記レーダ信号検出部は、前記周波数領域信号出力部から出力された複数の周波数領域の信号から、ピークを有する周波数領域の信号を検出することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項６】
高周波パルス信号を目標に向けて送信する送信装置と、前記送信装置から送信された高周波パルス信号が前記目標により反射された高周波パルス信号を繰り返し受信する受信装置とを備えており、
前記送信装置は、
時系列信号であるレーダ信号を、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた複数の周波数領域の信号に変換して出力するレーダ信号変換部と、
前記レーダ信号変換部から出力される複数の周波数領域の信号より個数が少ない通信情報に対応したビット信号を含む通信信号を、それぞれのビット信号が複素シンボルにマッピングされ、サブキャリア周波数を割り当てられた複数の複素シンボルとして出力する周波数割当部と、
前記レーダ信号変換部から出力された複数の周波数領域の信号と前記周波数割当部から出力された複数の複素シンボルとを周波数領域で多重化し、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた、周波数領域の信号と複素シンボルとを有する複数の多重化信号を出力する多重化部と、
前記多重化部から出力された多重化信号を時系列信号である複素信号に変換する多重化信号変換部と、
前記多重化信号変換部により変換された複素信号から搬送波信号が乗算された高周波パルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号生成部により生成された高周波パルス信号を目標に向けて送信する送信部と
を備えていることを特徴とする送受信装置。
【請求項７】
前記多重化部における、前記レーダ信号変換部から出力された複数の周波数領域の信号と前記周波数割当部から出力された複数の複素シンボルとの周波数領域での多重化は、前記複数の周波数領域の信号の一部を前記複素シンボルに置き換えることで多重化することを特徴とする請求項６記載の送受信装置。
【請求項８】
前記受信装置は、
前記目標に反射された高周波パルス信号を繰り返し受信する受信部と、
前記受信部により繰り返し受信された高周波パルス信号のそれぞれを、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた複数の周波数領域の信号に変換して出力するパルス信号変換部と、
時系列信号である前記レーダ信号の参照信号を、それぞれがサブキャリア周波数を割り当てられた周波数領域の信号に変換された複数の複素共役信号として出力する参照信号変換部と、
前記パルス信号変換部から出力された複数の周波数領域の信号と、前記参照信号変換部から出力された複数の複素共役信号とから、同じサブキャリア周波数である周波数領域の信号と複素共役信号の積を算出し、算出した結果を複数の時間領域の信号に変換する時間領域信号出力部と、
前記時間領域信号出力部により変換された時間領域の信号から、前記レーダ信号を検出するレーダ信号検出部と、
前記パルス信号変換部から出力された複数の周波数領域信号のうち、前記複数の複素シンボルに対してサブキャリア周波数が割り当てられた複数の周波数領域信号から、前記複数の複素シンボルに対応するビット信号を含む時系列信号である通信信号を復調する復調部と
を備えていることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の送受信装置。
【請求項９】
前記高周波パルス信号の間隔で、前記時間領域信号出力部により変換された複数の時間領域の信号を蓄積し、蓄積した複数の時間領域の信号を複数の周波数領域の信号に変換して前記レーダ信号検出部に出力する周波数領域信号出力部を備え、
前記レーダ信号検出部は、前記周波数領域信号出力部から出力された複数の周波数領域の信号から、ピークを有する周波数領域の信号を検出することを特徴とする請求項８記載の受信装置。
【請求項１０】
前記レーダ信号検出部は、ピークを有する周波数領域の信号を検出することにより、検出したピークに対応する周波数をドップラー周波数として検出するとともに、ピークを有する周波数領域の信号から、前記高周波パルス信号の遅延時間を検出することを特徴とする請求項９記載の送受信装置。
【請求項１１】
前記参照信号変換部における前記レーダ信号の参照信号は、前記パルス信号生成部により生成されたパルス信号であることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の送受信装置。
【請求項１２】
前記レーダ信号は、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号であることを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の送受信装置。
【請求項１３】
前記多重化部から出力された複数の多重化信号それぞれにおける周波数領域の信号及び複素シンボルの波形を調整し、出力する波形調整部を備え、
前記多重化信号変換部は、前記波形調整部から出力された複数の多重化信号それぞれにおける波形が調整された周波数領域の信号及び複素シンボルを時間領域の信号に変換された複素信号として前記パルス信号生成部に出力することを特徴とする請求項６から請求項１２のいずれか１項に記載の送受信装置。
【請求項１４】
前記波形調整部の多重化信号それぞれにおける周波数領域の信号及び複素シンボルの波形の調整は、前記多重化部から出力された複数の多重化信号それぞれにおける周波数領域の信号が前記多重化信号変換部により時間領域の信号に変換されるとき、時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比が１に近づくように、それぞれの波形が調整されることを特徴とする請求項１３記載の送受信装置。
【請求項１５】
前記波形調整部の多重化信号それぞれにおける周波数領域の信号及び複素シンボルの波形の調整は、前記多重化部から出力された複数の多重化信号それぞれにおける周波数領域の信号が前記多重化信号変換部により時間領域の信号に変換されるとき、時間領域の信号のピーク電力に対する瞬時電力の比が目標値に近づくように、それぞれの波形が調整されることを特徴とする請求項１３記載の送受信装置。
【請求項１６】
前記波形調整部の多重化信号それぞれにおける周波数領域の信号及び複素シンボルの波形の調整は、前記多重化部から出力された複数の多重化信号それぞれにおける周波数領域の信号及び複素シンボルの振幅のみを調整することを特徴とする請求項１３記載の送受信装置。
【請求項１７】
前記レーダ信号検出部により検出されたドップラー周波数に基づいて、前記受信部により受信された高周波パルス信号が有しているドップラーシフトを除去するドップラーシフト補償部を備え、
前記パルス信号変換部は、前記ドップラーシフト補償部にてドップラーシフトが除去された複数の周波数領域の信号に変換して出力することを特徴とする請求項８から請求項１６のいずれか１項に記載の送受信装置。
【請求項１８】
前記パルス信号変換部から出力された複数の周波数領域信号のうち、前記複数の複素シンボルに対してサブキャリア周波数が割り当てられた複数の周波数領域信号を、前記レーダ信号検出部により検出されたレーダ信号又は前記時間領域信号出力部により変換されたそれぞれの時間領域の信号で除算し、除算した複数の周波数領域信号を前記復調部に出力する位相回転補償部を備えたことを特徴とする請求項８から請求項１７のいずれか１項に記載の送受信装置。
【国際調査報告】
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