(57)【要約】【解決手段】レーダベースのセンサ検出システムは、出力部で連続波信号を提供するよう作動するマイクロ波発生源１０を具備する。パルス形成器１３は、発生源の出力部に結合され、物体検出のレンジに従ってレーダシステムの送信エネルギーを増加させる可変長パルスを出力部で提供するよう作動する。変調器１６は、変調パルス信号を提供するパルス形成器の出力部に結合される。変調器の出力部に結合された送受信スイッチ１８は、第１送信位置及び第２受信位置間で選択的に作動する。送受信スイッチに結合された送信チャンネル２５，２６，３０は、スイッチが送信位置で作動するとパルス信号を送信する。送受信スイッチに結合された受信チャンネルは、スイッチが受信位置で作動すると変調器信号を受信する。第１及び第２電圧マルチプライヤ４４，４５はそれぞれ、受信位置で変調器信号を受信するローカル発振器入力部、入力信号ポート及び出力ポートを有する。
2005521067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数での連続波信号を出力部に提供するためのマイクロ波発振器と、
該発振器の前記出力部に結合された入力部と、第１及び第２切換え可能な出力部とを有するパルス形成器であって、前記発振器信号を、パルス形成器の制御端子に印加される制御信号に従っていずれかの出力部に印加可能であるパルス形成器と、
該パルス形成器の前記制御端子に結合された出力部を有し、前記第１及び第２出力部間で前記パルス形成器の前記出力部を選択的に切換えるよう作動し、所望のパルス間隔を示しレンジ開閉時間遅延に従って選択された前記発振器の多数のサイクルを具備するパルスを第１出力部に提供するスイッチドライバと、
前記パルス形成器の第１出力部に結合された入力部をし、２位相変調信号を出力部に提供する２位相変調器と、
選択された物体レンジに従って前記２位相変調信号を送信するために前記２位相変調器の前記出力部に結合されたアンテナと
を具備することを特徴とする、高解像度レーダシステム用の送信器。
【請求項２】
前記位相変調器の前記出力に結合された入力部、前記アンテナに結合された出力部、及びゲイン制御入力部を有する増幅器と、
前記増幅器のゲイン及び送信信号の大きさを変更するために前記増幅器の前記ゲイン制御入力部に結合された可変ゲイン制御回路と
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の送信器。
【請求項３】
前記選択された物体レンジの関数として、前記変調器の位相反転の数を制御するために前記変調器に結合された変調ドライバをさらに具備することを特徴とする請求項２記載の送信器。
【請求項４】
前記パルス形成器が前記第２出力部に切換わる際に前記発振器信号を散逸させるために前記パルス形成器の前記第２切換え可能出力部に結合される散逸負荷をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の送信器。
【請求項５】
温度変化又は電源変動を補償する方向に前記発振器信号の周波数を変更するために前記発振器に結合されたＦＭ変調回路をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の送信器。
【請求項６】
前記発振器、前記パルス形成器、前記スイッチドライバ、前記２位相変調器及び前記アンテナは、共通の基板上に形成され送信器集積回路を提供することを特徴とする請求項１記載の送信器。
【請求項７】
パルスコード化されたパルス圧縮信号を送信するための送信器を有するタイプの高解像度レーダ用の受信器であって、
送信信号を遮断し受信アンテナへの信号の一部を妨害する位置にある物体からの反射信号を受信することができ、出力部で前記信号を提供する受信アンテナと、
ローカル発振器入力ポート、前記受信アンテナの前記出力部に結合された受信信号入力ポート、及び出力ポートをそれぞれ有する第１及び第２電圧マルチプライヤと、
送信器信号に同期し、所定周波数での連続波信号を出力部に提供するマイクロ波発振器と、
前記発振器の前記出力部並びに第１及び第２切換え可能な出力部に結合された入力部を有することにより、前記発振器の信号は、パルス形成器の制御端子に印加される制御信号に従っていずれかの出力部に印加できるパルス形成器と、
該パルス形成器の前記制御端子に結合された出力部を有し、前記第１及び第２出力部間で前記パルス形成器の出力を選択的に切換えるよう作動し、所望のパルス間隔を示し且つレンジ開閉時間遅延に従って選択された多数の発振器サイクルを具備するパルスを前記第１出力部に提供するスイッチドライバと、
前記パルス形成器の前記第１出力部に結合され２位相変調信号を出力部に提供する入力部を有する２位相変調器と、
該２位相変調器の前記出力部に結合された入力部を有し出力部で位相をシフトする移相器であって、該移相器の前記出力部は前記第１電圧マルチプライヤの前記ローカル発振器入力ポートに結合され、前記２位相変調器の前記出力部は前記第２電圧マルチプライヤの前記ローカル発振器入力ポートに直接結合され、前記第１変調器の前記出力ポートは直角位相出力（Ｑ）信号を提供し、前記第２電圧マルチプライヤの前記出力ポートは同相（Ｉ）出力信号を提供する移相器と、
前記電圧マルチプライヤからの前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号に応答し、前記物体の存在及び距離を示す検出信号を提供するために前記信号を処理する自動相関器と
を具備することを特徴とする受信器。
【請求項８】
入力部及び出力部をそれぞれ有する第１及び第２積分器であって、該第１積分器の前記入力部は前記第１電圧マルチプライヤの前記出力部に結合され、前記第２積分器の前記入力部は前記第２電圧マルチプライヤの前記出力部に結合された第１及び第２積分器と、
入力部及び出力部をそれぞれ有する第１及び第２ドップラフィルタであって、該第１ドップラフィルタの前記入力部は前記第１積分器の前記出力部に結合され、前記第２ドップラフィルタの前記入力部は前記第２積分器の前記出力部に結合された第１及び第２ドップラフィルタとをさらに具備し、
該ドップラフィルタの前記出力部は、パルス繰返しレートで切換えられたスイッチング回路の入力部に結合されて前記物体に関する情報を示す出力信号を提供することを特徴とする請求項７記載の受信器。
【請求項９】
出力部に連続波信号を提供するよう作動するマイクロ波発生源と、
該マイクロ波発生源の出力部に結合され、物体識別のレンジに従ってレーダシステムの送信エネルギーを増大させる可変長パルスを出力部に提供するよう作動するパルス形成器と、
出力部に変調パルス信号を提供するために前記パルス形成器の前記出力部に結合される変調器と、
前記変調器の前記出力部に結合され、第１の送信位置及び第２の受信位置間を選択的に作動する送受信スイッチと、
該送受信スイッチが前記送信位置で作動する際に前記パルス信号を送信するために前記送受信スイッチに結合された送信チャンネルと、
前記送受信スイッチが前記受信位置で作動する際に前記変調器信号を受信するために前記送受信スイッチに結合された受信チャンネルと、
前記受信位置で前記変調器信号を受信するためのローカル発振器入力部、入力信号ポート及び出力ポートをそれぞれ有する第１及び第２電圧マルチプライヤと、
出力部から送信された反射信号を受信すると共に該受信された信号を前記電圧マルチプライヤの前記受信信号入力ポートに印加するための受信器チャンネルと、
前記受信信号を相関するために前記電圧マルチプライヤの前記出力ポートに結合され前記物体の検出及び位置を示す出力信号を生成する相関器と
を具備することを特徴とするレーダベースセンサ検出システム。
【請求項１０】
前記変調器は、前記物体検出レンジを示す所望のパルス長の関数として一連の位相反転を提供するための２位相変調器であることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記パルス形成器は、前記印加された発振器信号を開閉するよう作動するスイッチドライバを有することを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
単一アンテナと、
該アンテナに結合されると共に送信位置及び受信位置間で作動するスイッチとをさらに具備し、
前記送信位置は前記送信チャンネルに結合され、
前記受信位置は前記受信チャンネルに結合され、
前記スイッチングは、前記送信及び受信位置間で作動して送信動作及び受信動作の両方のために前記単一アンテナを使用することを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１３】
前記可変長パルスは、接近したレンジ距離を有する物体のための単一副パルスからなると共に前記レンジ距離が増大すると７，１１又は１３副パルスからなる増加した長さチップからなるチップで構成されることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１４】
物体のレンジ距離の関数として、時間遅延に従って前記送信位置及び受信位置間の切換えを制御するために前記送受信スイッチに結合されたスイッチドライバをさらに具備することを特徴とする請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記受信チャンネルは、前記受信信号に応答して合致したフィルタを提供することを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１６】
前記合致フィルタの応答は、前記受信信号の複素共役である周波数領域での衝撃応答を有することを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記送信チャンネルは、前記送受信スイッチの前記送信位置に結合された入力部と、送信アンテナに結合された出力部とを有する出力増幅器を具備し、
該増幅器は、前記送信パルス信号の大きさを制御するための可変ゲイン制御器を有することを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１８】
前記パルス形成器は、前記マイクロ波発生源出力部を前記変調器に結合する第１位置と、前記マイクロ波発生源出力部を散逸負荷に結合して前記マイクロ波信号を前記負荷に向かせる第２位置との間で作動するスイッチを具備し、
変調器ドライバは、前記スイッチに結合されると共に、前記第１及び第２位置間で前記スイッチを制御するよう作動することを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１９】
前記パルス形成器からの前記パルス幅は、所望の物体レンジに従って前記変調器ドライバにより制御されると変化することを特徴とする請求項１０記載のシステム。
【請求項２０】
前記マイクロ波発生源、前記パルス形成器、前記変調器、前記送受信スイッチ、前記送信チャンネル、前記受信チャンネル、前記第１及び第２電圧マルチプライヤ、並びに前記自動相関器は、共通の基板上に形成され、レーダベースセンサ集積回路（ＩＣ）を提供することを特徴とする請求項９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に集積回路としての製造に適する短レンジパルス圧縮レーダシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車及び他の商業用途に適する短レンジレーダシステムに対するニーズがある。このようなシステムは、約0.15〜30mのレンジ半径以内又はそれ以上で移動又は静止する他の車両及び物体の接近を検知することができる。自動車用途を有するレーダシステムは、妨害危険又は車道にいる動物又は人間等の障害物を車両の運転手に警告し、自動ブレーキ用のレーダを利用するシステムを有する従来技術で提案されている。
【０００３】
物体レンジ検出に加え、（例えば、約15cm離間している際の）非常に近接する２つの物体間の距離を識別又は決定することができることも有用である。知的レーダ検出システムは、電磁エネルギー用のトランシーバとして作動する多数（１個以上）のセンサを具備する。センサは、規定された空間範囲にわたるアンテナを介して規定された周波数及び電力の電磁エネルギーを送受信するのが典型的である。同様に、システムは、当該範囲内のいかなる照射された物体の部分的な反射からの反響信号を受信する。照射された範囲内に接近して位置する２個以上の物体を決定するセンサ能力は、高解像度レーダ（ＨＲＲ）という説明的名称となる。
【０００４】
また、従来技術は、指定された高レンジ解像度単パルスレーダシステム（ＨＲＲＭ）についても言及している。例えば、マクグローヒル社発行の「レーダハンドブック」（１９９０年）と題されたテキストを参照されたい。このテキストは、高解像度システムを含むレーダシステムを説明している。誰でも確かめることができるように、他の商業用途と同様に自動車用レーダに潜在的な大きな市場がある。このような用途には、自動ドア、衛生機器、電子境界検出器すなわちフェンス、電子カメラ焦点、航法装置、駐車補助センサ、及び他の潜在的用途のホストが含まれるが、これらに限定されない。しかし、このような市場を創設するために、要求された性能度合いで作動することができるのみならず、より低コストセンサへの潜在的道筋を与える技術的解決が提供されねばならない。価格低下は、規模経済及び他の確立された大量生産技法をうまく利用されるべきである。さらに、センサの基本設計概念は、意図される最終使用に依って、用途変更及び特注要求を可能にするために複数の差動モードを提供するよう十分に柔軟性を有するべきである。
【０００５】
従来技術は、低コストで高解像度レーダのニーズを認識している。２０００年５月２３日発行の米国特許第６０６７０４０号「商業及び工業用途の低コスト高解像度レーダ」を参照する。この特許は、第１及び第２狭パルス変調器に接続されたパルス繰返し周波数発生器を有する低コスト高解像度レーダベースの検出システムについて説明する。このシステムは、第１狭パルス変調器に接続された送信チャンネルを使用し、所定周波数及び所定持続時間を有するパルス変調器搬送（carrier）ベースの送信信号を放出する。受信チャンネルは第２狭パルス変調器に接続される。受信チャンネルに対して第２パルス変調器の出力を遅延する遅延回路と、物体で反射されたパルス変調搬送ベース送信信号の一部を第２狭パルス変調器の出力と混成するミキサがある。
【０００６】
１９９９年１月２０日の優先日を有する国際出願公開００／４３８０１号「物体からの距離測定用のセンサ」は、物体からの距離を測定するセンサについて説明する。この装置は、搬送信号を発生する発振器を有する。第１変調スイッチは搬送信号のパルスを変調し、第１パルス信号を発生する。第１パルス信号は物体の方向に放出される。第１パルス信号は、物体で反射され、伝搬時間だけ遅延する。発振器及び第１変調器スイッチ間に位置する電力分割器は、第２変調器スイッチに搬送信号を伝送する。第２変調器スイッチは、搬送信号上のパルスを変調すると共に可変遅延により遅延された第２パルス信号を発生する。第２パルス信号の遅延を第１パルス信号の伝搬時間と比較し、伝搬時間を検出し物体に対する距離を決定する。
【特許文献１】米国特許第４６２６８５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一側面は、発振器及び電力分割器間に位置する第３変調スイッチ用に提供することにより、変調スイッチの通過帯域伝送損失を増加することである。上述した技法から分かるように、上述のシステムに現れる典型的な作動の筋書きはソフト基板上に分配された伝送線要素に結合された個別回路部品の組合せに基づく。これらの従来技術のやり方は、製造許容差の問題とセンサの性能と妥協する作動筋書きとの組合せとなる。個別部品に基づくセンサの設計及び組立は比較的大きな装置となってしまうことが理解されよう。センサの機能的動作は、各付加回路ブロックが追加すると比較的高価であるので、寸法及び交差制約のため制限されている。分配された伝送線回路を使用することは、高周波マイクロ波及びミリ波回路の設計には一般的な技法であるが、回路に定常波が存在する基礎的仮定に基づく。この仮定は短パルス条件下では最早真ではなく、作動の余裕を低減する過渡的で短期の回路効果となり、センサ性能と妥協する。最後に、短パルスセンサの中レンジから長レンジ作動は、２つの問題のために最適ではない。検出された物体の部分的反射からセンサにより受信されるエネルギーは、物体の第４電力のレンジの逆比例関数として変化する。レンジが増加するにつれ、センサの物体を検出する能力は、物体に入射し物体で反射されるエネルギーが大幅に減少する関数として減少する。従来、センサにより伝送され得るエネルギー（電力）量を制限する２つの制限があった。２つの目標間を識別する能力（レンジ識別）はパルス化レーダシステムにおけるパルス長の関数であり、チャープ（chirp）すなわちＣＷ（連続波）レーダシステムにおける周波数変調帯域幅である。より長いパルス長は、センサの能力の結果としての減少した状態でセンサで伝送されるエネルギー量が増加し、接近して位置する物体間を識別する。また、パルス間隔（すなわちパルス繰返し周波数（p.r.f.））は、無差別に減少せず、明確なレンジ測定を維持する必要のために伝送されたエネルギーが増加する。さらに、センサは、センサの電磁スペクトルと同じ電磁スペクトルの部分で電磁エネルギーを生成し伝送する帯域内干渉源に敏感である。干渉源の形態には、ＣＷすなわち他のシステムによりパルス化された伝送、第２センサすなわち同一又は同様の目的で作動するセンサシステムからの相互干渉、送信ポートアンテナ及び受信ポートアンテナ間の不完全な隔離を通した自己妨害電波、及び広帯域熱ノイズがある。
【０００８】
こうして、これらの問題が、例えば自動車産業で使用されるこのようなセンサ装置と共に増加することは容易に理解できる。例えば、１本の高速道路の何百台もの自動車はすべて、同じレーダレンジ又は同様の周波数帯域で作動する信号を生成し受信する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に従って、可変長パルスが導入され、より長いレンジでのセンサの送信エネルギーを増加する。拡大した送信パルス上の短持続位相コード化の重ね合わせは、より長いパルス持続の場合のためのセンサの要求レンジ解像度を維持するために使用される。また、位相コード化は、他の信号源からの干渉に対するセンサ免疫を増加するのに有用でもある。さらに、特定の位相コードをレンジの関数として可変とすることにより、レンジの曖昧さと妥協することなく、センサのパルス繰返し周波数を増加することができる。この工程を補完し強化する他の回路機能は、時間にわたり、及び観察の下でレンジゲートの関数として、送信シーケンスのパルス繰返し周波数を変更すること、センサにより任意の場合に送信されるエネルギー量を制御し変更するために使用される可変利得増幅器及びセンサ内でローカル発振器に周波数変調を加えることを含む。センサの受信器は、２段階予検出積分工程を有し、センサが捉えた反射エネルギーが所与の場合に可能な限り大きく、正しい検出決定の可能性を最大にする。
【００１０】
本発明に従ったセンサの増加した機能性は、製造し易さ及びコストの問題を同時に考慮しながら対処できる。本発明の一側面を実施するシステムは、回路機能を、単一のトランシーバ集積回路（ＩＣ）か、別体の送信器ＩＣ及び受信器ＩＣからなるデュアルＩＣチップセットか、又はこれらの組合せに組み込む。集積回路工程の高い集積能力により、いくつかの回路機能を単一チップ上に近接配置することができる。さらに、小さくした回路寸法及び部品間相互接続距離により、従来のアナログ及び一括回路理論を用いて回路を設計することができる。この技法により、短パルス過度条件では理想的ではない分配回路設計の必要がなくなる。単一端（single-ended）の回路設計も可能であるが、回路はコモンモードノイズ除去を最大にするために平衡回路構造を使用して優先的に設計される。作動強化及び回路密度の増大を達成するのに好適な集積回路工程は、同じ回路の一部としてのバイポーラトランジスタ及びＣＭＯＳトランジスタ（BiCMOS）の双方を有する珪素ゲルマニウム（SiGe）工程である。また、有用と考えられる他の適当な技術は、SiGeバイポーラのみの工程、GaAsベース又はInPベースのＭＥＳＦＥＴ、ｐＨＥＭＴ又はＨＢＴデバイス等のIII-Ｖ族工程である。システムの基本設計概念のため、及びより長いレンジでのセンサの送信エネルギーを基本的に増加させる可変パルス長を使用してシステムが実施される方法のため、このような集積回路技法が使用可能であることが理解されよう。
【００１１】
改良された短レンジレーダシステムは、約0.1mから約30mまで及びそれ以上の半径レンジ内の車両又は物体の接近を検知する自動車及び他の短レンジ商業用途に適する。
【００１２】
本発明の一側面は、従来の集積回路技法を用いて実施できる短レンジレーダシステム用のシステム基本設計概念で実施される。
【００１３】
本発明の更なる側面は、干渉源に対して免疫を増加するレンジの関数としてコード長を変更し得る可変長位相コードを使用することである。短位相コードで長パルスを送信して短レンジ識別を維持する能力と、高い明確なレンジを依然として維持しながら、従来のレーダセンサと比較して比較的高いパルス繰返し周波数を維持する手段として可変長コードを使用する能力である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照すると、本発明の一側面に従った高解像度レーダ（ＨＲＲ）のセンサ基本設計概念が示される。典型的レーダセンサの一般的な作動原理は、物体検出、位置及び速度測定の作動原理である。代表的一レーダにおいて、搬送信号はアンテナを介してセンサから送信される。アンテナは固定されてもよいし、ビームの焦点が電子的又は機械的制御により動的に変動する場所で操縦されてもよい。図１において、個別の送信アンテナ（Tx）３０及び受信アンテナ（Rx）３１が示される。送信アンテナに隣接するのは、送信された信号を示すTxで指定される矢印である。同様に、Rxで指定される受信アンテナ３１での受信信号を示す矢印がある。こうして、送受信に個別のアンテナを使用することができるが、説明される本発明の原理を変更することなく、付加的なスイッチ要素を追加することにより送受信作動を実行するよう単一アンテナを使用することも可能である。
【００１５】
送信された信号Txは、送受信アンテナの平面から、又はセンサの平面からレンジＲにおける物体３５により部分的に反射される。
【００１６】
送信作動は以下の通りである。図１に示されるように、マイクロ波発生源すなわち発振器１０は、連続波（ＣＷ）信号である搬送信号を発生する。このＣＷ信号は、自励型（free-running）か、外部参照発振器に対して周波数又は位相がロックされたものかのいずれでもよい。マイクロ波発生源１０は、４〜８ＧHzのＣ帯域レンジか、８〜12ＧHz、18〜25ＧHz又はそれ以上の周波数であるＸ帯域レンジかで作動するのが典型的であろう。0.15mのレンジを識別する能力は、幅が少なくとも２ＧHzの周波数スペクトル特性を有する信号を要求する。この信号は、「チャーピング」すなわち２ＧHz周波数レンジにわたってＣＷ信号を変調すること、或いは0.5ナノ秒又はより短い持続パルスを有することにより達成することができる。こうして、送信器はパルスを送信し、各パルスは、Ｃ帯域、Ｘ帯域又は他の周波数帯域での作動のために上述の周波数で周波数の持続数だけ持続する。これは、例えば図３（Ａ）の下の波形に示されている。また、マイクロ波発生源は、ＦＭ変調器及び周波数矯正モジュール１１に結合されている。マイクロ波発生源１０が生ずる搬送信号の周波数は、搬送周波数に重ねられた短期変調信号を印加することにより変更可能である。この短期変調信号はＦＭ変調モジュール１１が発生する。周波数矯正は、温度の関数又は変位の他の環境要因として規定された周波数レンジ内で発振器周波数を安定化し、上述の周波数又は位相ロック技法を使用して達成可能な制御電圧の或る形態であってもよい。このような作動は、マイクロ波発振器１０に関連した電圧制御調整ポートにより実施可能である。発振器のこのような電圧制御は周知であり、標準的技法は可変リアクタンスでバイスの使用であることにより、マイクロ波発生源１０の周波数の偏差は、印加された直流又は交流制御信号の大きさに比例する。このような発振器は電圧制御発振器（ＶＣＯ）と称されることがある。マイクロ波発生源として使用可能な電圧制御発振器の多くの周知例には、バラクタダイオード又は他の可変制御可能なリアクタントデバイスの使用がある。ＦＭ変調モジュール１１は、マイクロ波発生源１０に矯正を提供し、温度、電力供給変動及び他の可変パラメータ等の外的影響の関数として発生源周波数の変動を変更し補償するのに使用される。温度変動に従ったマイクロ波発生源１０の出力周波数を安定化させる技法は周知である。マイクロ波発生源１０の出力部はバッファ増幅器１２の入力部に結合される。バッファ増幅器１２の入力部は、切換え過渡電流の関数として出力負荷ネットワーク内の変動から発振器を隔離する目的で発振器１０の信号出力部に結合される。増幅器１２は、増幅器出力部で搬送信号の大きさを増加する結果となるゲインを与えることができる。増幅器１２の主機能は周波数の引き寄せの効果を低減することである。周波数の引き寄せは、負荷ネットワークの大きさ及び位相の一方又は両方が変化する際に発振器が受ける効果である。発振器１０は連続波（ＣＷ）出力搬送信号を提供する。物体検出に使用される搬送信号（送信されたパルス）は、パルス形成ネットワーク又はパルス形成器１３で所定時間発振器又はＣＷ搬送信号を開閉（gating）することにより形成される。パルス形成器１３は、吸収性単極単投（ＳＰＳＴ）スイッチか単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチのいずれかで構成される２又は３ポートスイッチ網の理想的実施として、図１に示される。選択された２アーム３の一方は、合致した又は散逸負荷１４に終端される。スイッチの通常状態は、増幅器１２の出力部が散逸負荷すなわち抵抗１４に結合された状態にある。この状態では、端子１すなわちパルス形成器の入力端子は、散逸負荷１４に接続された端子である端子３に接続される。パルス形成器１３は、送信パルス間隔の関数として、及びレンジが開閉された時間遅延の関数として、理想スイッチの位置２にエネルギーを向けるよう開閉される。このため、パルス形成器１３に結合されると共に所望の作動に従ってパルス形成器の状態を制御するスイッチドライバモジュール１５がある。
【００１７】
パルス形成器１３の入力端子１が位置３に接続されると、バッファ増幅器１２の出力部は散逸負荷１４を介して接地に短絡される。スイッチ入力端子１が出力端子２に接続するようスイッチドライバ１５がパルス形成器１３を制御すると、バッファ増幅器１２からの出力信号は２位相（bi-phase）変調器１６の入力端子に方向付けられる。パルス形成スイッチ１３は多くの公知回路構成により実施可能である。電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチは周知であり、大規模集積技術は、バイポーラトランジスタ、ＰＩＮダイオードと同様に多くの他のデバイスを加え、スイッチで使用されるように、ＭＯＳシリコンゲートトランジスタにより提供される多くの可能性を巧みに利用する。
【００１８】
パルス形成工程中に、バッファ増幅器１２の出力部に発生するＣＷ発振器１０の出力は、発生するパルス長に相応する長さだけ、位置２で示されるパルス形成器スイッチの出力路に接続される。パルス長は、スイッチドライバ１５が発生する適当な制御信号により決定され、センサにより考慮されるレンジＲと２位相変調器１６により重ねられる特定位相コードの長さとの関数である。
【００１９】
スイッチドライバ１５により実行される２つの異なる機能がある。第１の機能は、ポート２及びポート３間でＣＷ発生源信号を開閉することにより搬送パルスの幅を制御することである。スイッチドライバ１５の第２の機能は、パルスのパターンを発生する間隔（すなわちパルス繰返し周波数p.r.f.）を決定することである。理解されるように、センサは、パルス繰返し周波数により決定される周波数でレンジＲに位置する物体で複数のパルスを送信する。この周波数は、同様の搬送周波数で作動する発生源及び他のセンサからの相互干渉の効果を低減するよう補助するために、動的に変動可能である。パルス繰返し周波数は、センサにより送信される２パルス間の間隔として定義される。同一のマイクロ波発生源１０及びパルス形成ネットワーク１３も受信器のローカル発振（ＬＯ）機能を形成するために使用されるので、スイッチドライバ１５は送信パルスの送信間の時間でパルス形成器１３からのパルスを開閉するのに付加的に使用される。
【００２０】
２位相変調器１６は変調器ドライバ１７により制御される。位相フリップの数及び非変調パルスに対するそれらの極性は、変調器ドライバ１７により決定される。２位相変調器１６の出力は、Tx/Rxスイッチ又は送受信選択スイッチとして指定されるスイッチ１８に向けられる。一旦形成された送信パルスは、マイクロ波発生源１０のＣＷ搬送周波数の中心の広帯域周波数ドメイン信号の特性（property）を担う。このため、出力信号パルスは、搬送周波数での中心周波数と、パルス幅がτの場合の１／τのオーダーで展開するフーリエ成分とを具備するフーリエ変換を有する。発生するパルスの性質は図３に関連してさらに説明される。上で指示されるような送信パルスは、搬送パルスの単一又は一連の位相反転を重ねるよう作動する位相変調ネットワーク１６の入力部に向けられる。これは、パルスが２位相変調器１６を通過することにより達成される。変調器１６は、パルス信号の現存位相を保存するか、或いは位相を１８０°反転させる。指示されたこの作動は、変調器ドライバ１７の制御下にある。パルスの振幅特性は、重ねられた位相状態に係わらず、理想的には同一状態を維持する。受信パルスの特性が送信パルスのローカルで発生するコピーと比較される理想的相関受信器としてセンサが作用するために、回路により導入されるいかなる歪も元の送信パルス及び受信機能のために使用されるコピーパルス間で共通（可能な限り）であることが重要である。
【００２１】
指示されたように、位相フリップの数及び非変調パルスに対するフリップの極性は、変調器ドライバ１７により決定される。これは、いかなる所与の場合にもセンサの物体検出レンジＲの関数であるパルス長の関数である。各位相フリップの長さは、パルス形成ネットワーク１３から利用できる最短パルス及びその整数倍に等しい。特に、パルス形成ネットワーク１３から利用できる代表的な公称（最短）パルス持続すなわち長さは、単一パルスと考えられセンサの作動の最も基礎的モードと考えられる約400ピコ秒である。最短パルスの特定長は400ピコ秒である必要はないが、センサの要求された所望の解像度に依存しその解像度の関数である。センサは、例えば10mより小さいレンジに関して、近レンジ作動用の位相変調を付加することなく単一のチップパルスを送信する。400ピコ秒パルスに関連するレンジ解像度は約12cmである。
【００２２】
パルス圧縮工程により、レーダセンサは、短パルスのレンジ解像度を同時に維持しながらより大きなパルスを用いて放射エネルギーを増加させる。用いられるパルス圧縮のより特定の形態は、持続時間Ｔのチップとして指定された長パルスを取って長さτのＮ個の副パルスに分割する。次に各副パルスの位相が０ラジアンかπラジアンとなるよう選択される。他の側面と同様にパルス様式が図３に示され、続いて説明される。副パルスの位相が０かπかという選択はランダムに行われ、或るレーダ用途に対しては或るシーケンスが好適である。シーケンスの品質を判定する基準は、シーケンスの自動相関関数の時間サイドローブ（time-sidelobe）レベルにアクセスすることによる。シーケンスの時間サイドローブのレベルは、自動相関関数のピーク値と比較して等しく且つ最小レベルであることが望ましい。このようなシーケンスの一つはバーカー（Barker）コードシーケンスとして公知であるが、適当な自動相関関数を有する任意の関数も使用可能である。チップ長（サブパルスの数）に対するこれら時間サイドローブの値及びシーケンスの適当な位相コード化は、図３に示される。
【００２３】
このようにして異なる作動モードで作動する際のレーダセンサは、近レンジ距離にある物体に対してコード長が１（パルス長τ）に等しい単一副パルスからなるチップを送信することができ、（合計パルス長が７τ、１１τ又は１３τとなる）７、１１又は１３の副パルスを含むようチップ（コード長）の長さが徐々に増加する。チップ長のこの増加は、レーダレンジが増大すると起こる。これは、パルス形成器及び変調ドライバの制御により自動的に行うことができる。パルス長がいかなるものかを示す例及び対応する位相コードを示す図５の図表は、レンジの関数として変化可能であり、長さτ、３τ、５τ、７τ、１１τ及び１３τの位相コードのシーケンスを示すが、他の組合せも可能である。
【００２４】
パルス圧縮レーダを実現する際に考慮することは、受信器は受信信号の応答して合致したフィルタを提供するということである。これは、拡大信号が圧縮され、受信器で利用できる信号対ノイズ比を最大にしながら適当な情報が回復されるよう要求される。合致したフィルタ受信器を実現するための技法は、搬送周波数受信信号をベースバンド表現に翻訳するための変換機構として相関器を有することである。合致したフィルタは、周波数領域での衝撃応答が受信信号の複素共役表現である構造として通常定義される。合致したフィルタの時間領域での等価物が相関の工程であることにより、受信信号をその時間遅延したものと積をとり、結果の出力は、特定時間又は所定の時間間隔にわたって積分される。このようにして、送信経路内の送信パルスシーケンスの発生用に使用される同じネットワークも、受信工程又は受信経路に使用される。
【００２５】
図１からわかるように、２位相変調器の出力は、（閉成した）送信位置に示されるTx/Rx選択スイッチ１８の入力に向けられる。スイッチ１８はスイッチドライバ２８によりさらに制御される。スイッチドライバ１８は、レンジゲートに依存する時間遅延を発生する。送信工程中に、スイッチ１８は出力増幅器２５，２６に接続する。出力増幅器２６は可変ゲイン制御器２７に結合してもよく、出力増幅器２６の出力は送信アンテナ３０に結合される。増幅器２６の出力に発生した信号は、レンジでＲ物体３５から部分的に反射された送信信号である。上述した通り、送信経路作動中に、スイッチ１８は出力送付茎２５，２６に接続され、送信パルスは振幅レベルが増大し、送信アンテナ３０から放射される。送信パルスの増幅は、もちろん出力増幅器２５，２６のゲイン又は電力ゲインのためである。送信パルスに印加された増幅量は、周知の技法である可変ゲイン制御器２７を調整することにより制御される。このように、増幅器２６の出力ゲインは可変ゲイン回路２７により制御可能である。スイッチ１８動作は、レンジゲートに依存する時間遅延を含むスイッチドライバ２８により制御される。送信工程中に、スイッチ１８は出力増幅器２５，２６に接続されるのに対し、受信モード中にスイッチ（破線で示される）は位相変調器１６の出力を受信経路に接続する。スイッチドライバ２８は、２位相変調器１６の出力を受信経路に接続、すなわちローカル発振器（ＬＯ）信号により電圧マルチプライヤすなわちミキサ４４，４５に印加される。適当な位相変調で送信された最後のパルスを複製する第２パルスが形成され、受信経路で組み込まれる電圧マルチプライヤ４４，４５のローカル発振器ポートに結合される。受信アンテナ３１は物体３５で反射された信号を受信する。この信号は、この信号を増幅する低ノイズ増幅器４０，４１の入力部に通される。入力増幅器は、もちろん周知の低ノイズ増幅器デバイスである。２位相変調器１６及び送受信スイッチ１８からの出力は、任意の周知の電力分割技法を使用して等しい２部分に分割される。第１部分は、移相器４３の入力部及び４４で指定された第１マルチプライヤのＬＯ入力部に接続される。移相器の出力部は、第２電圧マルチプライヤ４５のＬＯ入力部に接続される。各マルチプライヤへの入力は、基本的に増幅された受信信号である低ノイズ増幅器４１の出力から派生する。２個の電圧マルチプライヤ４４，４５は、一方が同相すなわちＩ信号を提供し、他方が直角位相すなわちＱ信号を提供するように使用される。直角位相ＬＯ駆動は、２位相変調器１６からのＬＯパルス信号から派生し、搬送周波数で信号を９０°遅延させる。この治安は、電圧マルチプライヤ４５用の移相器４３により提供される。
【００２６】
各電圧マルチプライヤ４４，４５の出力は積分回路４７，４８にそれぞれ関連する。これら集積回路は、コンデンサ又は他の記憶デバイスを含んでもよく、増幅器４１の出力部における現在の受信信号上で自動相関関数の一部を基本的に実行する。次に、回復された信号情報は、ドップラフィルタ４９，５０により濾波されてベースバンドのみの信号を生成する。フィルタ５０，５１からのこれら信号は次に、サンプラ回路５１により作動する入力スイッチ５２，５３に向けられる。濾波された回復後の信号情報は、切換えられて積分及び棄て工程としても指定され、スイッチ出力は第２積分器５３，５５に印加される。積分器５３，５５は、Ｉチャンネル出力及びＱチャンネル出力としてそれぞれ指定される。
【００２７】
スイッチを制御するサンプラ５１は、パルス繰返し周波数レートでスイッチ５２，５４を開閉する。スイッチ５４の通常状態は、ドップラフィルタ４９，５０と第２段積分器５３，５５とを接続しないように開放する。次に、検出決定が為される前に、第２段積分工程を使用して多数のパルスからの累積情報が集められる。レーダセンサが十分に作動する能力は、積分回路解法の増大した積分及び関数能力を活用することにより可能になる位相コード化パルス圧縮スキームを使用することにより強化される。
【００２８】
上述したように、同一のマイクロ波発生源及びパルス形成ネットワークは、受信器のローカル発振器（ＬＯ）機能をも遂行するのに使用される。マルチプライヤ４５，４４は、送受信スイッチング１８を介して２位相変調器から実際の出力を受信する。この出力は、マイクロ波発生源１０から派生し、ローカル発振器信号である。スイッチドライバ１５は、送信パルスの送信間で時折パルス形成器からのパルスを開閉するためにさらに使用される。この第２動作は、可変レートで起こり、考慮しているレンジＲの物体３５に対する電磁パルスの戻り時間に相応する。センサは、多数のパルスにわたって遅延が一定のままであるモードで作動するので、センサが複数のパルスにより特定長の時間だけ特定のレンジを監視することができる。或いは、遅延は、物体を検索する一連の異なるレンジを走査するか移動中の物体を動的に追跡するセンサに対応する時間の関数として変更可能である。デジタルパルス圧縮技法はフィルタ発生及びレーダ波形の合致した濾波の両方を通常使用することが、もちろん理解されよう。例えば、２進コードの特殊クラスを表現するバーカーコードを使用することは公知である。自動相関関数のピークはＮであり、最小ピークサイドローブの大きさは１である。ここでＮは、コード上の長さを決定する副パルスの数である。付加情報として、パルス圧縮レーダ下のバーカーコードを説明する「レーダハンドブック」（第２版、１９９０年発行）の１０．１７ページ以下を参照されたい。
【００２９】
図３（Ａ）を参照すると、本発明の一側面に従ったパルスシーケンスの一パルスコード化を示す図が示される。パルスは、＋１及び−１のレベル（＋，−）間を変化可能である。これは、パルスシーケンス中における所定数の搬送波信号の明確な送信に対応する。このため、例えば図３（Ａ）に示されるように、マイクロ波発生源１０は、図３（Ａ）の波形６０により表現される。マイクロ波発生源の周波数は正弦波形の１サイクルと等価である。バッファ増幅器１２に結合されたマイクロ波発振器１０は、上述したことに関連したパルス形成器モジュール１３により変更される。スイッチドライバ１５は信号６０を生成する。このため信号６６は、マイクロ波発振器の送信のサイクル数を制御し、基本的にはパルス形成器１３の出力部（端子２）での信号である。スイッチドライバの出力は、図３（Ａ）に示される信号６６である。
【００３０】
図３（Ｂ）は、２〜７及び１３をも含む１１要素バーカーコードのパルス長Ｎ、副パルス（チップ）長τを、時間軸を拡大して示す。周知であるように、コードＮの長さによって最適の２進コードに対しては、最小ピークサイドローブの大きさを決定することができる。図３（Ｃ）の表は、コードＮの長さ、第２欄にコードシーケンス、及びデシベル表示のピークサイドローブを示す。このようにして、２の長さＮに対しては、ピークサイドローブ比は６である。７の長さＮに対しては、ピークサイドローブ比は16.9である。公知のバーカーコードは、一つの最小ピークサイドローブを有するコードである。現在理解されているように、13より大きいバーカーコードはない。このため、バーカーコードを使用する圧縮レーダは、13の最大圧縮比に通常限定されている。
【００３１】
図３（Ｄ）は、レンジビン対相関を示し、副パルス（チップ）長τの効果を示す。レンジビン中において自動相関は実質的に増加するので、自動相関は容易に実施可能であることがわかる。基本的には、相関工程は、２波形の時間畳み込みのスペクトルはこれら信号のスペクトルの結果に等しいという原理で作動する。同じレンジのサンプルは一つの相関処理器により提供されなければならない。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）におけるサンプル数は、Ｎに参照波形のサンプル数を加えたものに等しくなるべきである。これら加えられたＮサンプルは、参照波形ＦＦＴにおいてゼロで埋められている。延長したレンジ範囲について、繰返し相関作業は、隣接作業間のＮサンプルのレンジ遅延が要求される。パルスコード化を使用するパルス圧縮スキームを実施する際のシステムの全体側面は、集積回路工程を極端に簡素化し、使用にあたり非常に便利にする。上述したように、レーダシステムの機能性の増加は、図１に示された回路機能を単一のトランシーバ集積回路（ＩＣ）、別体の送信器ＩＣ及び受信器ＩＣを具備するＩＣチップセット、又はこれら機能の適当な組合せに組み込むことができることにより、高価でない製造及びコストの問題を考慮している。集積回路工程の高い集積能力により、図１に記載された回路機能の全てを単一チップ上に近接させて配置することが可能になる。さらに、部品間の相互接続距離が減少した回路寸法により、回路を従来のアナログ及び一括回路理論を使用して設計することが可能になる。これは、短パルス過渡条件には適当でない分配回路設計の必要性を無くす。
【００３２】
回路は、好適には平衡回路構造を使用してコモンモードノイズ除去を最大化することができる。しかし、単エンドの回路設計も考えられる。回路密度を含む強化作業を達成するのに好適な集積回路工程は、同一回路の一部であるバイポーラトランジスタ及びＣＭＯＳトランジスタの両方を有するシリコンゲルマニウム（SiGe）工程である。有用と考えられる他の技法は、シリコンゲルマニウムバイポーラのみの工程、及びＭＥＳＦＥＴ及びｐＨＥＭＴ又はＨＢＴデバイスに基づくガリウム砒素（GaAs）工程である。このため、図１に示されるデバイスを実施するのに使用される回路は、利用可能であると共に周知である。例えば、ＭＯＳデバイスは、フィルタと同様にスイッチング技法、変調器、発振器、増幅器、マルチプライヤ、積分器を提供するために利用されてきた。
【００３３】
図２を参照すると、上述したように、送信アンテナ及び受信アンテナの両方として単一アンテナ７０を利用する別の実施形態の概略図が示される。スイッチ７１，７２の送信（Tx）位置は図２に示される。図２に示される位置は、増幅器２６（図１参照）の出力部が入力端子７５に結合されていることを特定する。この出力は、共通のアンテナ７０に直接送信されるであろう。受信モード中に、スイッチ７１，７２は、アンテナ７０が低ノイズ増幅器４０に結合されている破線の位置で作動する。図１に関連して増幅器４１の出力は電圧マルチプライヤ４４，４５に進む。また、スイッチ７１，７２も、例えばモジュール１１，１５，１７，２８，２７をも制御することができる別体の制御手段すなわち処理器により制御可能であることに留意されよう。上述したように、各モジュールは中央処理要素により、又は内部のタイミングプログラムにより制御可能であることはもちろん理解されよう。
【００３４】
図４を参照すると、単一のトランシーバ集積回路（ＩＣ）における集積回路用の代表的レイアウトが示される。チップも別体の送受信ＩＣとして実施可能であることは理解されよう。チップ全体は基本的に、シリコン、ゲルマニウム、シリコン及びゲルマニウムの組合せ、ガリウム砒素、又は他の半導体材料等の代表的には半導体ウエハであるウエハ７０上に製造される。図１に示されたモジュールは、利用可能な従来の半導体回路構成により実施することができる。実施には、ショットキーダイオード、ＰＩＮダイオード及び他のマイクロ波デバイスと同様にＦＥＴデバイスも含まれる。これらのデバイスは、制御パルスを使用して切換えることができる。また、多くの回路も、ＣＭＯＳインバータ技術を使用して実施することができる。上述のシステムは、４〜８ＧHz又は他の適当なマイクロ波周波数で作動するマイクロ波発生源すなわち発振器７１を有することが指摘されよう。マイクロ波発振器７１は、ガンデバイスと同様にバイポーラトランジスタ又は電界効果トランジスタも含む多くの異なるデバイスを使用して作ることができる。マイクロ波発生源（図１の参照番号１０）に関連した変調器７２（図１の参照番号１１）は、一領域の発生源上に配置され、最小量の干渉を生ずる。誰もが確認可能であるように、図１に示されたものは、例えば代表的レイアウトを示すために基板７０上に示されラベルが付される。送信アンテナ及び受信アンテナは標準的なアンテナアレーを表現しており、ＩＣの一部である必要はなく、別体のアンテナ構造又はＩＣデバイスとすることができることにも留意されたい。いかなるレーダセンサ、アンテナ構造の基本的部分もＩＣ上に含まれないかもしれないが、より大きな組立体の一部になることができる。
【００３５】
チップ７０は、送信アンテナ結合器すなわち送信アンテナ経路８０及び受信アンテナ結合器すなわち受信アンテナ経路８１を具備する。また、基板７０上に配置されるのは図２のアンテナスイッチ８２である。アンテナスイッチ８２は図２に示されたように作動する。電圧マルチプライヤ等の他の部品は参照番号８５（図１の４４，４５）で示される。送信スイッチ８５は、干渉を低減するためチップのほぼ中央領域に配置される。図１に示される増幅器、フィルタ、スイッチ及び他のデバイスは、ＦＥＴ又は他のデバイスを使用して実施可能である。例えば、１９８５年ＩＥＥＥプレス発行のテキスト「モノリシックマイクロ波集積回路」を参照されたい。また、２００１年ＩＥＥＥプレス発行のテキスト「マイクロ波回路概論」も参照されたい。両テキストは共に、発振器、増幅器、送受信モジュール、並びに低ノイズ増幅器及び他のデバイスを有する回路における回路用途を示す。当業者であれば、使用可能な多数の回路構成があることを理解し実感するであろう。また、図４は集積回路のほぼ拡大した表現であり、このような回路は例えばミリメートルレンジで極端に小さいことがもちろん理解されよう。
【００３６】
また、図４に示されるのは、タイミング関係を変更し又は所望の間隔でスイッチングが起こることをさらに確保するために、スイッチングを制御し又は種々のドライバ又はスイッチを駆動するための処理器モジュール８７である。パルス長及びパルス数に対して与えられるチップはレーダレンジの関数であることが明らかであるので、どのように間隔が選択されるかは当業者に明白である。受信器チャンネルすなわち受信器経路はチップの下半分に基本的に閉じ込められているのに対し、送信器チャンネルすなわち送信器経路はチップの上半分に閉じ込められていることが図４でわかる。上に示される単一チップと同様に、２個の別体のチップも実施可能であることが理解されよう。これら２個のチップは、例えば異なる技術を使用して異なるウエハ上に作ることができる。例えば、或る部品はより電力の大きな送信チップ用にガリウム砒素部品として製造可能であるのに対し、シリコン製造はより電力の小さいモジュール用に与えることができる。
【００３７】
図５は、センサにより送信されるパルス長がレンジの関数としていかの増加するかの一例を示す図表である。パルス上に重ねられるパルスコードも変化し得ることが図５から理解されよう。このため、図５において、レンジはＸ軸にメートルで示されるのに対し、コード長と同様にパルス幅もＹ軸に示される。
【００３８】
このようにして、高解像度レーダシステム用の送信器は、所定周波数での連続波信号を出力に提供するためのマイクロ波発振器と、発振器の出力部に結合された入力部及び第１及び第２切換え可能な出力部を有するパルス形成器とを具備することにより、発振器信号を、パルス形成器の制御端子に印加される制御信号に従っていずれかの出力部に印加可能である。パルス形成器の制御端子に結合された出力部を有するスイッチドライバは、第１及び第２出力部間でパルス形成器の出力部を選択的に切換えるよう作動し、所望のパルス間隔を示しレンジ開閉時間遅延に従って選択された発振器の多数のサイクルを具備するパルスを第１出力部に提供する。２位相変調器は、パルス形成器の第１出力部に結合された入力部を有し、２位相変調信号を出力部に提供する。２位相変調器の出力部に結合されたアンテナは、選択された物体レンジに従って２位相変調信号を送信する。
【００３９】
さらに、位相コード化されたパルス圧縮信号を送信するための送信器を有するタイプの高解像度レーダ用の受信器は、送信信号を遮断し受信アンテナへの信号の一部を妨害する位置にある物体からの反射信号を受信することができ、出力部で信号を提供する受信アンテナを具備する。第１及び第２電圧マルチプライヤは、ローカル発振器入力ポート、受信信号入力ポート及び出力ポートをそれぞれ有する。ここで、受信アンテナの出力部は、第１及び第２マルチプライヤの受信入力ポートに結合される。送信器信号に同期するマイクロ波発振器は、所定周波数での連続波信号を出力部に提供する。パルス形成器が、発振器の出力部並びに第１及び第２切換え可能な出力部に結合された入力部を有することにより、発振器信号は、パルス形成器の制御端子に印加される制御信号に従っていずれかの出力部に印加できる。スイッチドライバは、パルス形成器の制御端子に結合された出力部を有し、第１及び第２出力部間でパルス形成器の出力を選択的に切換えるよう作動し、所望のパルス間隔を示し且つレンジ開閉時間遅延に従って選択された多数の発振器サイクルを具備するパルスを第１出力部に提供する。２位相変調器は、パルス形成器の第１出力部に結合され２位相変調信号を出力部に提供する入力部と、２位相変調器の出力部に結合された入力部を有し出力部で位相をシフトする移相器とを有する。移相器の出力部は、第１電圧マルチプライヤのローカル発振器入力ポートに結合される。２位相変調器の出力部は第２電圧マルチプライヤのローカル発振器入力ポートに直接結合され、第１変調器の出力ポートは直角位相出力（Ｑ）信号を提供し、第２電圧マルチプライヤの出力ポートは同相（Ｉ）出力信号を提供する。電圧マルチプライヤからのＩ信号及びＱ信号に応答する自動相関器は、物体の存在及び距離を示す検出信号を提供するために信号を処理する。
【００４０】
さらにまた、レーダベースのセンサ検出システムは、出力部で連続波信号を提供するよう作動するマイクロ波発生源を具備する。パルス形成器は、発生源の出力部に結合され、物体検出のレンジに従ってレーダシステムの送信エネルギーを増加する可変長パルスを出力部に提供するよう作動する。変調器は、変調パルス信号を提供するためにパルス形成器の出力部に結合される。変調器の出力部に結合された送受信スイッチは、第１送信位置及び第２送信位置間で選択的に作動する。送受信スイッチに結合された送信チャンネルは、スイッチが送信位置で作動する際にパルス信号を送信する。送受信スイッチに結合された受信チャンネルは、スイッチが受信位置で作動する際に変調器信号を受信する。第１及び第２電圧マルチプライヤは、受信位置で変調器信号を受信するためのローカル発振器入力部、入力信号ポート及び出力ポートをそれぞれ有する。受信器チャンネルは、出力部からの反射送信信号を受信し、電圧マルチプライヤの受信信号入力ポートに受信信号を印加する。電圧マルチプライヤの出力ポートに結合された自動相関器は、受信信号を相関し、物体の検出及び位置を示す出力信号を生成する。
【００４１】
このようにして、可変長パルスを提供するレーダシステムは、より長いレンジにおけるセンサの送信位置の送信エネルギーを増加させる。拡張送信パルス上には短期間持続位相コード化の重なりがあり、より長いパルス持続時間の場合に必要とされるセンサのレンジ解像度を維持するのに使用される。また、位相コード化は、他の発生源からの干渉に対するセンサの免疫を増加させるために使用される。送信パルスに印加される位相コード化は、適当な不明確レンジを維持しながら、レーダ用の通常のパルス繰返し周波数よりも大きくなるようさらに免疫を与えるためにレンジ又は距離の関数として変更可能である。工程を補完し強化する他の回路関数には、送信シーケンスのパルス繰返し周波数を変えること、センサ内でローカル発振器に周波数変調を加えること、いかなる場合にもセンサにより送信されるエネルギー量を制御し変更するために可変ゲイン増幅器がある。センサの受信器部は、２段予検出積分工程を使用し、センサにより捕捉された反射エネルギーを所与の場合でできる限り大きくし、正しい検出決定の可能性を最大にする。センサの機能性の増大は、低コスト製造及び簡単な走査の問題を考慮しながら対処される。従って、或る機能を、単一のトランシーバ集積回路（ＩＣ）又は別体の送信器及び受信器からなる二重ＩＣチップセットのいずれかに組み込むことができる。集積回路工程の高い集積能力により、いくつかの回路機能を単一チップ上に近接して配置することができる。
【００４２】
上述の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の真髄から逸脱することなく、種々の変形及び変更が可能である。従って、このような変形及び変更の全ては、添付請求項の範囲内にあると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一側面に従ったパルスコード化されたパルス圧縮レーダセンサのブロック図である。
【図２】本発明の一側面に従った単一アンテナを提供するために使用される送受信スイッチの別の実施形態のブロック図である。
【図３】（Ａ）ないし（Ｄ）は、図１に示されたパルスコード化されたパルス圧縮レーダセンサの作動を説明するために必要な表を含む、一連のタイミングチャート及び波形を示す図である。
【図４】本発明の一側面に従ったレーダセンサ用の典型的な集積回路レイアウトの平面図である。
【図５】レンジの一関数、パルスに付加された位相コードも変化すると、センサにより伝送されるパルス長が増加する様子の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  マイクロ波発生源
１１  ＦＭ変調器
１３  パルス形成器
１４  散逸負荷
１５  スイッチドライバ
１６  ２位相変調器
１７  変調器ドライバ
１８  送受信スイッチ
２６  出力増幅器
２７  可変ゲイン制御器
２８  スイッチドライバ
３０  送信アンテナ
３１  受信アンテナ
４３  移相器
４４，４５  電圧マルチプライヤ
４７，４８  積分器
４９，５０  ドップラフィルタ
【図１】
2005521067.tif 000003
【図２】
2005521067.tif 000004
【図３】
2005521067.tif 000005
【図４】
2005521067.tif 000006
【図５】
2005521067.tif 000007
【国際調査報告】
2005521067.tif 000008
2005521067.tif 000009
2005521067.tif 000010