(57)【要約】  【課題】  本発明は、背景技術で説明したように、一般的なパルスレーダでは、定期的にパルスを送信するため、周波数スペクトラムを観測されると線状の成分が発生し、他システムへの干渉が問題となる。  本発明では、周波数スペクトラム上で観測される線状の成分を低減し、平滑化することができることを目的とする。【解決手段】  本発明では、対象物までの距離を測定するパルスレーダ装置において、パルスの送信間隔を、パルス送信から対象物に反射して戻ってくるパルスを受信する最大時間以上で、且つシステムが許容できる時間内で送信毎にランダムに変化させて、パルスを送信する送信手段と、送信したパルスが対象物に反射して戻ってきたパルスを受信する受信手段とを有するパルスレーダ装置を用いる。【選択図】        図１
2006112818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物までの距離を測定するパルスレーダ装置において、パルスの送信間隔を、パルス送信から対象物に反射して戻ってくるパルスを受信する最大時間以上で、且つシステムが許容できる時間内で送信毎にランダムに変化させて、パルスを送信する送信手段と、送信したパルスが対象物に反射して戻ってきたパルスを受信する受信手段とを有するパルスレーダ装置。
【請求項２】
請求項１の前記送信間隔は、さらに疑似雑音符号を用いて変化させることを特徴とするパルスレーダ装置。
【請求項３】
請求項２の前記パルスの符号は送信毎にランダムに変化させることを特徴とするパルスレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスレーダ装置において、パルスレーダ装置から送出されるパルスの送信間隔を制御するパルスレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、疑似雑音符号等を用いて、パルス位置変調を行う公知例としては、特許文献１、２などがある。これらには、通信を行う際に、パルス変調を用いてパルス位置を変化させ、そのスペクトラムを平滑化する手段についての記載が含まれている。
【特許文献１】特開２００３−５２１１４３号公報
【特許文献２】特表平１０−５０８７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
背景技術で説明したように、一般的なパルスレーダでは、定期的にパルスを送信するため、周波数スペクトラムを観測されると線状の成分が発生し、他システムへの干渉が問題となる。
【０００４】
また、前記特許文献のように、送信するパルスに疑似雑音符号等を用いて位置変調(PPM: Pulse Position Modulation) を行って、周波数成分の平滑化を図る方法もあるが、そのままレーダ装置に適用すると、パルスが送信されない無信号区間が一定以上保証されない。
【０００５】
そのため、例えば連続するパルスの間隔が検出すべき時間以下になる可能性もあり、送信と受信のタイミングを別にすることができず、アンテナの共有化および、送受タイミングを別にして信号処理等を簡易にして低コスト化を図るなどの手段がとれない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明では、対象物までの距離を測定するパルスレーダ装置において、パルスの送信間隔を、パルス送信から対象物に反射して戻ってくるパルスを受信する最大時間以上で、且つシステムが許容できる時間内で送信毎にランダムに変化させて、パルスを送信する送信手段と、送信したパルスが対象物に反射して戻ってきたパルスを受信する受信手段とを有する。
（２）本発明では、前記送信間隔はさらに疑似雑音符号を用いて変化させる。
（３）本発明では、前記符号は送信毎にランダムに変化させる。
【発明の効果】
【０００７】
周波数スペクトラム上で観測される線状の成分を低減し、平滑化することができる。そのため、他システムとの与干渉/被干渉を低減する事ができる。また、送信間隔の最短時間が決められているため、少なくともその時間は受信のみの時間に割り当てる事が可能となり、例えば送信機と受信機とアンテナ間をスイッチで切り替えて運用する事が可能となり、アンテナ設置面積などを削減することが可能となる。
【０００８】
さらに、送信間隔の最大時間が定められているため、送受信にかかる最大の時間を把握する事が可能で、信号処理のタイミング上有利である。
【０００９】
その上、符号もランダムに変化させる手段を併用することにより、パルスの送信間隔のみで運用するよりもさらなる周波数スペクトラムの平滑化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
・  本発明に係る第１の実施形態の説明
本発明の第１の実施形態の例を示す図を図１に示す。
【００１２】
送信パルスタイミング生成部(Timing Control)１では、後で詳細を述べるTmax からTmin の範囲内でランダムなタイミングが生成され、パルス発生器(Pulse Generator)２では、そのタイミングに従って、パルスが発生し、送信機(Transmitter)３において、空間に放射するに適した形となって、送受信切り替えスイッチ(Switch)７を介してアンテナ(Antenna) から空間に放射される。放射された信号は測定対象物体で反射・再放射され、再びアンテナで受信され、スイッチを介して受信機(Receiver)６に入力される。受信機６では送信した信号のタイミングを元に、信号の遅延量をサーチし、信号処理部(Signal Processor)５ において、送信パルスと受信タイミングの時間差から距離を計算する等の信号処理がなされ、表示部(Distance)４で距離等の情報が表示される。Tmax,Tminについては、以下のとおり詳細を述べる。
【００１３】
本発明においては、パルスの送信間隔を一定の範囲内でランダムに変更する事により解決する。送信間隔の最小値Tminは、少なくとも、観測すべき最大距離Dmaxおよび光速Cを用いて、
【００１４】
【数１】
2006112818.tif 000003
を満たすように設定される。
【００１５】
また送信間隔の最大値Tmax には、(ａ)製造しようとするパルスレーダシステムが測定にかかる最大の時間として許容できる最大値と、(ｂ)線スペクトラムの値をどの程度低減させるべきかによって決定される。
【００１６】
具体的には、以下に示す。
【００１７】
(ａ)パルスレーダでは、一つのパルスを送信して得られた測定結果をN 回平均し、SN 比の改善を行った後に、一回の測定とするのが一般的である。よって、一回の測定にかかる時間Tmは、パルス間隔をTp とすれば、
【００１８】
【数２】
2006112818.tif 000004
となる。ここで、パルス送信間隔を一定の範囲内でランダムに変化させるとき、その平均パルス間隔Tavg は、パルス間隔の最小値Tmin および最大間隔Tmax を用いて、
【００１９】
【数３】
2006112818.tif 000005
となる。ここで、システムが許容できる平均測定時間をTsys とすれば、
【００２０】
【数４】
2006112818.tif 000006
なる関係を満たせば良いことから、Tmax は次のように決定すれば良い。
【００２１】
【数５】
2006112818.tif 000007
(ｂ)パルス間隔をTmin に固定したときの線スペクトラムのピーク値がPp だった際に、パルス送信間隔を一定の範囲内でランダムに変化させて、スペクトラムのピーク値をPp‘ 程度に低減したいとき、上記パルス間隔の最大値Tmax を
【００２２】
【数６】
2006112818.tif 000008
のように決定する。
【００２３】
上記の(ａ),(ｂ)の2通りの方法のうち、優先するものを選択すれば良い
送信パルス間隔は、パルスが送信されるたびに、上記の最小値Tmin から最大値Tmax までの範囲内で、ランダムに決定される。さらに、パルスの符号をパルスの送信ごとに、疑似雑音符号等を元に決定しても良い。
【００２４】
図２は第１の実施形態のパルス送信タイミング等を示す図である。
【００２５】
図２には、このときの送信パルスの様子およびタイミング、送受信切り替えスイッチの状態を示す。
【００２６】
送信パルスは、図２のパルス送信タイミング(Pulse Transmission Timing) のTx Pulse スロット内のどこかでランダムに発生され、Tx Pulse スロットの後に、前記Tmin だけ間を置いて、再びTx Pulse 内のどこかにランダムに発生する。ここで、Tx Pulse スロット長は、前記TmaxからTmin を引いた時間を有する。このとき、スイッチの状態は、パルスが送信される瞬間のみ送信状態(Tx) となって、送信機側がON になっており、それ以外では受信状態(Rx) にされている。従って、送信した直後は少なくともTmin 分の時間は受信が可能であることが保証される。図３は本発明の送信パルスタイミング生成部の構成を示す。
【００２７】
ここで、送信パルスタイミング生成部は、例えば図３のように実現される。ベースタイミング（Base CLK）１１は、平均送信パルス間隔、すなわち前記Tavg の一定のタイミングであり、遅延回路部（Delay）１２では入力されたベースタイミングを、ランダム発生器（Random Generator）１３によって決まる値だけ遅延させる。
【００２８】
また、上記ランダム発生器１３は、Ｍ系列やＧＯＬＤ符号などに代表される、疑似雑音符号発生器(ＰＮ符号) でも良い。
【００２９】
・  本発明に係る第２の実施形態の説明
図４は、本発明の第２の実施形態の例を示す。
【００３０】
先の第１の実施形態の例でのパルス信号発生器１の後に、符号変調回路８が付加されている。符号変調回路８では、パルスの符号をランダムにプラス/マイナスに変更し、送信機３に送る。
【００３１】
図５は、第２の実施形態の送信パルスタイミング等を示す図である。図５には、このときの送信パルスの様子およびタイミング、送受信切り替えスイッチの状態を示す。パルス間隔は、これまでと同様に前記Tmax からTmin までランダムに変化し、それに加えてパルスの符号もランダムに変化する。
【００３２】
このとき、パルスの符号変化は、Ｍ系列やＧＯＬＤ符号などに代表される、疑似雑音符号発生器(PN 符号発生器) を元にしても良い
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態の例を示す図である。
【図２】第１の実施形態のパルス送信タイミング等を示す図である。
【図３】本発明の送信パルスタイミング生成部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の例を示す図である。
【図５】第２の実施形態の送信パルスタイミング等を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１          送信パルスタイミング生成部（Timing Control）
２          パルス発生器（Pulse Generator）
３          送信機（Transmitter）
４          表示部（Distance）
５          信号処理部（Signal Processor）
６          受信機（Receiver）
７          スイッチ（Switch）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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