(57)【要約】【課題】ＦＭＣＷレーダ装置における広帯域干渉の発生を回避する。【解決手段】レーダ装置１は、電圧が連続的に時間変化する電圧波形を発生する波形発生器１０１と、電圧波形に基づいて送信信号を生成する電圧制御発振器１０２と、電圧制御発振器１０２からの送信信号の出力を許可または禁止するスイッチ１１１とを備える。電圧制御発振器１０２は、送信開始周波数ｆｓから送信終了周波数ｆｅまで周波数が連続的に時間変化する送信期間と、送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数ｆｓまで周波数が連続的に時間変化する戻り期間と、を交互に繰り返して、送信信号を生成する。スイッチ１１１は、送信期間において送信信号の出力を許可し、戻り期間において送信信号の出力を禁止する。【選択図】図４
2019144082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号を送信し、前記送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して前記対象物との距離を測定するＦＭＣＷレーダ装置であって、
前記送信信号は、所定の送信開始周波数から所定の送信終了周波数まで上りまたは下り方向で前記周波数が連続的に時間変化し、
前記送信終了周波数から前記送信開始周波数まで前記周波数を戻すときには前記送信信号を送信しないＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
電圧が連続的に時間変化する電圧波形を発生する波形発生器と、
前記電圧波形に基づいて前記送信信号を生成する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器からの前記送信信号の出力を許可または禁止するスイッチと、を備え、
前記電圧制御発振器は、前記送信開始周波数から前記送信終了周波数まで前記周波数が連続的に時間変化する送信期間と、前記送信終了周波数から前記送信開始周波数まで前記周波数が連続的に時間変化する戻り期間と、を交互に繰り返して、前記送信信号を生成し、
前記スイッチは、前記送信期間において前記送信信号の出力を許可し、前記戻り期間において前記送信信号の出力を禁止するＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
前記電圧制御発振器は、前記送信期間が前記戻り期間よりも長くなるよう鋸歯状に周波数変調された前記送信信号を生成するＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
電圧が連続的に時間変化する電圧波形を発生する波形発生器と、
前記電圧波形に基づいて第１の送信信号を生成する第１電圧制御発振器と、
前記電圧波形に基づいて第２の送信信号を生成する第２電圧制御発振器と、
前記第１の送信信号または前記第２の送信信号を選択し前記送信信号として出力するスイッチと、を備え、
前記第１電圧制御発振器は、前記送信開始周波数から前記送信終了周波数まで前記周波数が連続的に時間変化する送信期間と、前記送信終了周波数から前記送信開始周波数まで前記周波数が連続的に時間変化する戻り期間と、信号生成を行わない非生成期間と、を交互に繰り返して、前記第１の送信信号を生成し、
前記第２電圧制御発振器は、前記第１の送信信号とは異なるタイミングで、前記送信期間、前記戻り期間および前記非生成期間を交互に繰り返して、前記第２の送信信号を生成し、
前記スイッチは、前記第１の送信信号の前記送信期間において前記第１の送信信号を選択し、前記第２の送信信号の前記送信期間において前記第２の送信信号を選択するＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
前記第２電圧制御発振器は、前記第１の送信信号が前記送信期間から前記戻り期間に変化するタイミングに同期して、前記第２の送信信号の前記送信期間を開始し、
前記第１電圧制御発振器は、前記第２の送信信号が前記送信期間から前記戻り期間に変化するタイミングに同期して、前記第１の送信信号の前記送信期間を開始するＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
前記第１電圧制御発振器は、前記送信期間が前記戻り期間よりも長くなるよう鋸歯状に周波数変調された前記第１の送信信号を生成し、
前記第２電圧制御発振器は、前記送信期間が前記戻り期間よりも長くなるよう鋸歯状に周波数変調された前記第２の送信信号を生成するＦＭＣＷレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＭＣＷレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の自動運転や運転支援システムにおいて利用するために、車両周囲の障害物等を検出するレーダ装置が知られている。自動運転や運転支援システムの普及に伴ってレーダ装置を搭載した車両が増加すると、他の車両のレーダ装置から送信されたレーダ信号が干渉信号として受信されることで、障害物等を正確に検出できない危険性が高まる。そのため、こうしたレーダ装置では、干渉が生じているときにはこれを検出して適切な対処を行うことが求められる。特許文献１には、送信信号と受信信号を混合することにより得られるビート信号の振幅密度を演算し、この振幅密度に基づいてビート信号の許容上限値および許容下限値を設定することで、突発性ノイズを検出して除去するＦＭＣＷレーダの信号処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１１０３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の信号処理装置では、基準となるビート信号の振幅が変動しないことを前提として、ビート信号の許容上限値および許容下限値を設定している。しかしながら、たとえばミリ波レーダ等のように発信器の位相雑音が比較的大きなレーダ装置では、干渉がなくてもビート信号の振幅が変動する場合がある。また、車両のレーダ装置における受信信号のレベルは、車両の周囲環境の変化に応じて変動し、これに応じてビート信号の振幅も変動する。そのため、特許文献１に記載の手法では、レベルが小さい干渉信号を正確に検出するのが困難であり、干渉検出性能に改善の余地がある。特に、干渉信号によるビート信号の周波数が広帯域に渡って変化する広帯域干渉が発生した場合には、これを効果的に抑制できないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるＦＭＣＷレーダ装置は、周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号を送信し、前記送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して前記対象物との距離を測定するものであって、前記送信信号は、所定の送信開始周波数から所定の送信終了周波数まで上りまたは下り方向で前記周波数が連続的に時間変化し、前記送信終了周波数から前記送信開始周波数まで前記周波数を戻すときには前記送信信号を送信しない。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ＦＭＣＷレーダ装置における広帯域干渉の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一般的なＦＭＣＷレーダ装置の構成を示す図である。
【図２】従来のレーダ装置において干渉信号がある場合の動作を説明するための図である。
【図３】従来のレーダ装置において干渉信号がある場合の受信ビート信号の時間波形の例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置において干渉信号がある場合の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置における電圧制御発振器の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置において干渉信号がある場合の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（ＦＭＣＷレーダ装置）
レーダ装置の一つに、周波数を掃引したチャープ信号を送信信号として送信するＦＭＣＷレーダ装置がある。この送信信号が対象物で反射されると、対象物との距離に応じた時間だけ遅延した信号が受信されるため、送信信号と受信信号を乗算して得られるビート信号の周波数から、対象物との距離を測定することができる。ＦＭＣＷレーダ装置は、自動車の自動運転において周囲環境を認識する手段の一つとして有望である。
【０００９】
図１は、一般的なＦＭＣＷレーダ装置の構成を示す図である。図１のレーダ装置は、波形発生器１０１、電圧制御発振器１０２、増幅器１０３、低雑音増幅器１０４、ミキサ１０５、低域通過フィルタ１０６、ＡＤ変換器１０７、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１０８、送信アンテナ１０９、および受信アンテナ１１０を備える。
【００１０】
波形発生器１０１は、ＤＳＰ１０８の制御により、所定の周期で電圧が連続的に変化する電圧波形を発生して電圧制御発振器１０２に出力する。電圧制御発振器１０２は、波形発生器１０１から入力した電圧波形に応じて制御された発振周波数の送信信号を生成し、増幅器１０３およびミキサ１０５に出力する。増幅器１０３は、電圧制御発振器１０２から入力した送信信号を増幅して送信アンテナ１０９に出力する。送信アンテナ１０９は、増幅器１０３から入力した送信信号を空間に放出する。これにより、連続波が周波数変調されたＦＭＣＷ信号がレーダ装置から送信される。
【００１１】
受信アンテナ１１０は、送信信号が対象物で反射された受信信号を受信し、低雑音増幅器１０４に出力する。低雑音増幅器１０４は、受信アンテナ１１０から入力した受信信号を増幅してミキサ１０５に出力する。ミキサ１０５は、乗算器で構成されており、電圧制御発振器１０２から入力した送信信号と、低雑音増幅器１０４から入力した受信信号との乗算を行うことで、これらの信号の周波数差に応じたビート信号を生成し、低域通過フィルタ１０６に出力する。低域通過フィルタ１０６は、ミキサ１０５から入力したビート信号の低周波成分を取り出し、ＡＤ変換器１０７に出力する。ＡＤ変換器１０７は、低域通過フィルタ１０６から入力したビート信号を所定のサンプリング周期ごとにディジタル信号に変換することで、ビート信号のディジタル値を生成し、ＤＳＰ１０８に出力する。ＤＳＰ１０８は、ＡＤ変換器１０７で得られたビート信号のディジタル値に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことで、ビート信号を周波数成分に分解した信号波形を求める。そして、この信号波形において予め設定された閾値を上回るピークを検出することで、対象物までの距離に応じたビート信号の周波数を求め、対象物までの距離を算出する。
【００１２】
図１のＦＭＣＷレーダ装置は、たとえば三角波やのこぎり波の電圧波形を波形発生器１０１で生成し、これを電圧制御発振器１０２に出力することで、連続波を周波数変調した送信信号を送信する。この送信信号が対象物で反射された反射波は、対象物との距離dに比例した遅延時間の後、ミキサ１０５に受信信号として入力される。そのため、遅延時間に比例した周波数のビート信号が得られる。
【００１３】
近年、自動運転や運転者支援システムの普及に伴い、車両へのレーダ装置の搭載が進められている。こうした車載レーダ装置は、車両の周囲に存在する人、障害物、他車両等を対象物として、対象物との距離や対象物の位置などを車両の周囲環境として検出するために利用されている。レーダ装置を搭載した車両が増加すると、近距離の他車両から送信されるレーダ信号が干渉信号として受信される場合がある。
【００１４】
ここで、同一周波数帯の送信信号を用いるＦＭＣＷレーダ装置が近距離内に２つ存在する場合を考える。この場合、一方のＦＭＣＷレーダ装置の送信信号は、他方のＦＭＣＷレーダ装置に対する干渉信号となって干渉が生じる。なお、干渉信号となるレーダ信号はＦＭＣＷレーダ方式に限らず、他のレーダ方式、たとえばパルスレーダ方式やＣＷレーダ方式のレーダ信号であっても、同一周波数帯であれば干渉信号となり得る。
【００１５】
図２は、従来のレーダ装置において干渉信号がある場合の動作を説明するための図である。図２では、上記のようにＦＭＣＷレーダ装置が近距離内に２つある場合の一方のＦＭＣＷレーダ装置における広帯域干渉での干渉動作の例を示している。図２上段には、一方のＦＭＣＷレーダ装置の送信信号および受信信号と、当該ＦＭＣＷレーダ装置において干渉信号として検出される他方のＦＭＣＷレーダ装置の送信信号とについて、それぞれの周波数の時間変化の様子を示している。図２下段には、受信信号と干渉信号によってそれぞれ得られるビート信号における周波数の時間変化の様子を示している。
【００１６】
図２上段において、二重線で示した送信信号は、所定の送信開始周波数ｆｓから所定の送信終了周波数ｆｅまでの周波数幅Δｆの範囲内で周波数が上り方向に連続的に時間変化する期間（以下「送信期間」と称する）と、送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数ｆｓまで周波数が下り方向に連続的に時間変化する期間（以下「戻り期間」と称する）とを繰り返すように、その周波数が鋸歯状に変化している。また、実線で示した受信信号は、送信信号に少し遅れたタイミングで、送信信号と同様に周波数が変化している。一方、破線で示した干渉信号は、送信信号および受信信号とは異なるタイミングで、これらと同様に周波数が変化している。
【００１７】
上記のように各信号がそれぞれ異なるタイミングで周波数変調されている場合、受信信号によるビート周波数と、干渉信号によるビート周波数とは、図２下段において実線と破線でそれぞれ示すように変化する。すなわち、受信信号によるビート周波数は、送信信号と受信信号の周波数がともに上り方向に変化している期間では、低域通過フィルタ１０６の通過帯域内で一定となる。一方、干渉信号によるビート周波数は、送信信号と干渉信号の周波数がともに上り方向に変化している期間では、低域通過フィルタ１０６の通過帯域外となるが、送信信号の戻り期間である時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間、および干渉信号の戻り期間である時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では、送信信号と干渉信号の周波数差に応じて、広帯域に渡ってＶ字型に変化する。その結果、送信信号の送信期間と重なる時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、干渉信号によるビート周波数が低域通過フィルタ１０６の通過帯域内となることがあり、このときには、たとえば図３の波形例で示すように、干渉信号が受信信号と干渉するインパルス状の信号として受信される。こうして受信された干渉信号はインパルス状の信号であるため、その周波数スペクトルは、白色雑音と同様なスペクトルとなる。その結果、受信信号におけるノイズレベルが増加して信号対雑音比（ＳＮＲ）が低下し、遠方のターゲットの検出が困難になる。
【００１８】
車両に搭載されるＦＭＣＷレーダ装置では、以上説明したような干渉を低減し、ターゲットの誤検出や不検出が発生しないようにすることが求められている。特に、レーダ装置を用いた自動運転等の場面では、ターゲットの誤検出や不検出が交通事故につながることになる。また、自動運転の普及が進んでレーダ装置を搭載した車両の数が増加するにつれて、自車両と同一周波数帯の送信信号を用いるレーダ装置を搭載した車両が付近に存在する可能性が高くなるため、広帯域干渉が発生する確率が増大する。したがって、広帯域干渉を回避、除去することが極めて重要である。以下では、図面を用いて、ＦＭＣＷレーダ装置における広帯域干渉の発生を回避するための本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図４は、本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置の構成を示す図である。図４に示すレーダ装置１は、ＦＭＣＷレーダ装置であり、図１と同様のハードウェア構成にスイッチ１１１が追加されている。すなわち、レーダ装置１は、図１でそれぞれ説明した波形発生器１０１、電圧制御発振器１０２、増幅器１０３、低雑音増幅器１０４、ミキサ１０５、低域通過フィルタ１０６、ＡＤ変換器１０７、ＤＳＰ１０８、送信アンテナ１０９、および受信アンテナ１１０を備えるとともに、電圧制御発振器１０２と増幅器１０３の間にスイッチ１１１を備える。
【００２０】
ＤＳＰ１０８は、図１で説明したように、ＡＤ変換器１０７から入力したビート信号のディジタル値に基づき、対象物までの距離を算出する処理を行う。また、波形発生器１０１の制御を行うと共に、レーダ装置１の動作タイミング等の制御を行う。
【００２１】
レーダ装置１は、上記の各機能を、ＤＳＰ１０８が実行するソフトウェア処理により実現することができる。なお、ＤＳＰ１０８の代わりに、論理回路等を組み合わせたハードウェアにより実現してもよい。
【００２２】
波形発生器１０１は、図１で説明したように、所定の周期で電圧が連続的に変化する電圧波形を発生し、電圧制御発振器１０２およびスイッチ１１１に出力する。電圧制御発振器１０２は、波形発生器１０１から入力した電圧波形に基づき、図２で説明したように送信期間と戻り期間とを交互に繰り返して送信信号を生成し、スイッチ１１１およびミキサ１０５に出力する。
【００２３】
スイッチ１１１は、波形発生器１０１から入力した電圧波形に基づき、電圧制御発振器１０２と増幅器１０３の間の接続状態をオンからオフに、またはオフからオンに切り替える。これにより、電圧制御発振器１０２から増幅器１０３への送信信号の出力を許可または禁止する。増幅器１０３は、電圧制御発振器１０２から出力された送信信号がスイッチ１１１を介して入力されると、入力した送信信号を増幅して送信アンテナ１０９に出力する。送信アンテナ１０９は、増幅器１０３から入力した送信信号を空間に放出する。これにより、スイッチ１１１がオンである期間にのみ、連続波が周波数変調されたＦＭＣＷ信号がレーダ装置１から送信され、スイッチ１１１がオフである期間にはＦＭＣＷ信号の送信が停止される。
【００２４】
本実施形態では、電圧制御発振器１０２から出力される送信信号の周波数の変化方向が切り替わるタイミングに合わせて、スイッチ１１１の切り替えタイミングを制御する。具体的には、波形発生器１０１から入力した電圧波形の変化に基づき、送信信号が図２で説明した送信期間から戻り期間に切り替わるタイミングで、スイッチ１１１をオンからオフに切り替える。また、送信信号が戻り期間から送信期間に切り替わるタイミングで、スイッチ１１１をオフからオンに切り替える。これにより、送信期間において電圧制御発振器１０２からの送信信号の出力を許可し、戻り期間において電圧制御発振器１０２からの送信信号の出力を禁止するように、スイッチ１１１の動作を制御する。
【００２５】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置１において干渉信号がある場合の動作を説明するための図である。図５では、本実施形態のレーダ装置１が近距離内に２つある場合の一方のレーダ装置１における動作の例を示しており、前述の図２に対応している。すなわち、図５上段には、一方のレーダ装置１の送信信号と受信信号における周波数の時間変化の様子を、二重線と実線でそれぞれ示している。また、当該レーダ装置１に対する干渉信号として作用する他方のレーダ装置１の送信信号における周波数の時間変化の様子を、破線で示している。また、図５下段には、受信信号と干渉信号によってそれぞれ得られるビート信号における周波数の時間変化の様子を示している。
【００２６】
本実施形態では、前述のようなスイッチ１１１の切り替え動作が２つのレーダ装置１でそれぞれ行われることにより、送信信号、干渉信号ともに、戻り期間での送信が行われない。そのため、図５と図２を比較すると、図５上段では、送信信号および干渉信号について、図２上段では存在していた戻り期間に相当する部分がそれぞれ消失している。その結果、図５下段において破線で示すように、干渉信号によるビート周波数では、送信信号の戻り期間である時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間、および干渉信号の戻り期間である時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間にそれぞれ相当する部分が消失している。そのため、図２で説明したように、干渉信号によるビート周波数が低域通過フィルタ１０６の通過帯域内となることがなく、広帯域干渉が生じるのを回避することができる。
【００２７】
なお、送信信号がターゲットで反射されることにより生じる受信信号についても、送信信号および干渉信号と同様に、図２上段では存在していた戻り期間に相当する部分が、図５上段では消失している。その結果、図５下段において実線で示すように、受信信号によるビート周波数についても、送信信号の戻り期間および受信信号の戻り期間にそれぞれ相当する部分が消失している。
【００２８】
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
【００２９】
（１）ＦＭＣＷレーダ装置であるレーダ装置１は、周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号を送信し、送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して対象物との距離を測定する。このレーダ装置１において、送信信号は、所定の送信開始周波数ｆｓから所定の送信終了周波数ｆｅまで上り方向で周波数が連続的に時間変化する。レーダ装置１は、送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数ｆｓまで周波数を戻すときには、送信信号を送信しない。このようにしたので、ＦＭＣＷレーダ装置における広帯域干渉の発生を回避することができる。
【００３０】
（２）レーダ装置１は、電圧が連続的に時間変化する電圧波形を発生する波形発生器１０１と、電圧波形に基づいて送信信号を生成する電圧制御発振器１０２と、電圧制御発振器１０２からの送信信号の出力を許可または禁止するスイッチ１１１とを備える。電圧制御発振器１０２は、送信開始周波数ｆｓから送信終了周波数ｆｅまで周波数が連続的に時間変化する送信期間と、送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数ｆｓまで周波数が連続的に時間変化する戻り期間と、を交互に繰り返して、送信信号を生成する。スイッチ１１１は、送信期間において送信信号の出力を許可し、戻り期間において送信信号の出力を禁止する。このようにしたので、送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数ｆｓまで周波数を戻すときに、簡易な構成で送信信号を確実に送信しないようにすることができる。
【００３１】
（３）図２、５で示したように、電圧制御発振器１０２は、送信期間が戻り期間よりも長くなるよう鋸歯状に周波数変調された送信信号を生成する。このようにしたので、送信信号を送信できずにターゲットの検出を実施できない期間をなるべく短縮することが可能となる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置の構成を示す図である。図６に示すレーダ装置１Ａは、ＦＭＣＷレーダ装置であり、図５の電圧制御発振器１０２が２つの電圧制御発振器、すなわち第１電圧制御発振器１０２Ａおよび第２電圧制御発振器１０２Ｂに置き換えられている。それ以外の点は、第１の実施形態で説明したレーダ装置１と同様の構成を有している。
【００３３】
波形発生器１０１は、図１で説明したように、所定の周期で電圧が連続的に変化する電圧波形を発生し、第１電圧制御発振器１０２Ａ、第２電圧制御発振器１０２Ｂおよびスイッチ１１１に出力する。このとき波形発生器１０１は、第１電圧制御発振器１０２Ａが生成する送信信号の周波数が変化するタイミングと、第２電圧制御発振器１０２Ｂが生成する送信信号の周波数が変化するタイミングとが互いにずれるように、第１電圧制御発振器１０２Ａに出力する電圧波形と第２電圧制御発振器１０２Ｂに出力する電圧波形との間に位相差を設ける。なお、スイッチ１１１には、これら両方の電圧波形を出力してもよいし、一方のみを出力してもよい。
【００３４】
第１電圧制御発振器１０２Ａは、波形発生器１０１から入力した電圧波形に基づき、図２で説明したように送信期間と戻り期間とを交互に繰り返して送信信号を生成し、スイッチ１１１およびミキサ１０５に出力する。同様に、第２電圧制御発振器１０２Ｂは、波形発生器１０１から入力した電圧波形に基づき、第１電圧制御発振器１０２Ａが生成する送信信号とは異なるタイミングで、送信期間と戻り期間とを交互に繰り返して送信信号を生成し、スイッチ１１１およびミキサ１０５に出力する。ただし、図６では図示の都合上、第２電圧制御発振器１０２Ｂからミキサ１０５に出力される送信信号を示す矢印の図示を省略している。なお、以下では第１電圧制御発振器１０２Ａと第２電圧制御発振器１０２Ｂがそれぞれ生成する送信信号を互いに区別するため、前者を「第１の送信信号」、後者を「第２の送信信号」と称する。
【００３５】
スイッチ１１１は、波形発生器１０１から入力した電圧波形に基づき、第１電圧制御発振器１０２Ａから出力される第１の送信信号、または第２電圧制御発振器１０２Ｂから出力される第２の送信信号を選択する。そして、選択した一方の送信信号を増幅器１０３に出力する。増幅器１０３は、スイッチ１１１で選択された一方の送信信号が入力されると、入力した送信信号を増幅して送信アンテナ１０９に出力する。送信アンテナ１０９は、増幅器１０３から入力した送信信号を空間に放出する。これにより、スイッチ１１１が選択した一方の送信信号を用いて、連続波が周波数変調されたＦＭＣＷ信号がレーダ装置１Ａから送信される。
【００３６】
本実施形態では、第１電圧制御発振器１０２Ａから出力される第１の送信信号の送信期間と、第２電圧制御発振器１０２Ｂから出力される第２の送信信号の送信期間とが交互に繰り返されるように、波形発生器１０１から第１電圧制御発振器１０２Ａと第２電圧制御発振器１０２Ｂにそれぞれ出力する電圧波形間の位相差を設定する。そして、これらの送信期間に合わせたタイミングで、第１の送信信号と第２の送信信号とを交互に選択するように、スイッチ１１１の切り替えタイミングを制御する。具体的には、波形発生器１０１から入力した電圧波形の変化に基づき、第１の送信信号の送信期間では、第１の送信信号が選択されるようにスイッチ１１１を切り替える。また、第２の送信信号の送信期間では、第２の送信信号が選択されるようにスイッチ１１１を切り替える。これにより、第１の送信信号の戻り期間では、第１の送信信号が送信されずに第２の送信信号が送信され、第２の送信信号の戻り期間では、第２の送信信号が送信されずに第１の送信信号が送信されるように、スイッチ１１１の動作を制御する。
【００３７】
図７は、本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置１Ａにおける第１電圧制御発振器１０２Ａおよび第２電圧制御発振器１０２Ｂの動作を説明するための図である。図７上段には、第１電圧制御発振器１０２Ａから出力される第１の送信信号の変化の様子を示しており、図７中段には、第２電圧制御発振器１０２Ｂから出力される第２の送信信号の変化の様子を示している。また、図７下段には、スイッチ１１１から出力される送信信号の変化の様子を示している。
【００３８】
本実施形態では前述のように、第１電圧制御発振器１０２Ａから出力される第１の送信信号の送信期間と、第２電圧制御発振器１０２Ｂから出力される第２の送信信号の送信期間とが交互に繰り返される。具体的には、図７上段で示すように、第１の送信信号が送信期間から戻り期間に切り替わるタイミングに同期して、図７中段で示すように、第２の送信信号の送信期間が開始される。同様に、第２の送信信号が送信期間から戻り期間に切り替わるタイミングに同期して、第１の送信信号の送信期間が開始される。なお、図７上段および中段でそれぞれ示すように、第１電圧制御発振器１０２Ａおよび第２電圧制御発振器１０２Ｂは、戻り期間を終えてから次の送信期間を開始するまでの間には、第１の送信信号および第２の送信信号の生成をそれぞれ実施しない期間を有する。以下ではこれらの期間を「非生成期間」と称する。
【００３９】
本実施形態では、上記のようなタイミングで周波数がそれぞれ変化する第１の送信信号および第２の送信信号に合わせて、前述のようなスイッチ１１１の切り替え動作が行われる。その結果、図７下段で示すように、戻り期間を挟まずに送信期間を繰り返して送信信号がスイッチ１１１から出力され、レーダ装置１Ａから送信される。したがって、切れ目なく送信信号を送信することができる。
【００４０】
図８は、本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置１Ａにおいて干渉信号がある場合の動作を説明するための図である。図８では、図５と同様に、本実施形態のレーダ装置１Ａが近距離内に２つある場合の一方のレーダ装置１Ａにおける動作の例を示しており、前述の図２に対応している。すなわち、図８上段には、一方のレーダ装置１Ａの送信信号と受信信号における周波数の時間変化の様子を、二重線と実線でそれぞれ示している。また、当該レーダ装置１Ａに対する干渉信号として作用する他方のレーダ装置１Ａの送信信号における周波数の時間変化の様子を、破線で示している。また、図８下段には、受信信号と干渉信号によってそれぞれ得られるビート信号における周波数の時間変化の様子を示している。
【００４１】
本実施形態では、前述のような第１送信信号および第２送信信号の生成とスイッチ１１１の切り替え動作とが２つのレーダ装置１Ａでそれぞれ行われることにより、図８上段で示すように、送信信号、干渉信号ともに戻り期間が０となる。その結果、図８下段において破線で示すように、干渉信号によるビート周波数が低域通過フィルタ１０６の通過帯域内となることがない。そのため、広帯域干渉が生じるのを回避することができる。
【００４２】
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
【００４３】
（４）ＦＭＣＷレーダ装置であるレーダ装置１Ａは、周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号を送信し、送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して対象物との距離を測定する。このレーダ装置１Ａにおいて、送信信号は、所定の送信開始周波数ｆｓから所定の送信終了周波数ｆｅまで上り方向で周波数が連続的に時間変化する。レーダ装置１Ａは、送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数ｆｓまで周波数を戻すときには、送信信号を送信しない。このようにしたので、第１の実施形態と同様に、ＦＭＣＷレーダ装置における広帯域干渉の発生を回避することができる。
【００４４】
（５）レーダ装置１Ａは、電圧が連続的に時間変化する電圧波形を発生する波形発生器１０１と、電圧波形に基づいて第１の送信信号を生成する第１電圧制御発振器１０２Ａと、電圧波形に基づいて第２の送信信号を生成する第２電圧制御発振器１０２Ｂと、第１の送信信号または第２の送信信号を選択し送信信号として出力するスイッチ１１１とを備える。第１電圧制御発振器１０２Ａは、送信開始周波数ｆｓから送信終了周波数ｆｅまで周波数が連続的に時間変化する送信期間と、送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数まで前記周波数が連続的に時間変化する戻り期間と、信号生成を行わない非生成期間と、を交互に繰り返して、第１の送信信号を生成する。第２電圧制御発振器１０２Ｂは、第１の送信信号とは異なるタイミングで、送信期間、戻り期間および非生成期間を交互に繰り返して、第２の送信信号を生成する。スイッチ１１１は、第１の送信信号の送信期間において第１の送信信号を選択し、第２の送信信号の送信期間において第２の送信信号を選択する。このようにしたので、第１の送信信号または第２の送信信号の一方の周波数を送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数ｆｓまで戻すときには、これを送信せずに他方の送信信号を確実に送信することができる。
【００４５】
（６）図７で示したように、第２電圧制御発振器１０２Ｂは、第１の送信信号が送信期間から戻り期間に変化するタイミングに同期して、第２の送信信号の送信期間を開始する。また、第１電圧制御発振器１０２Ａは、第２の送信信号が送信期間から戻り期間に変化するタイミングに同期して、第１の送信信号の送信期間を開始する。このようにしたので、スイッチ１１１から出力される送信信号において、送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数ｆｓまで周波数を戻すための戻り期間を０とすることができる。したがって、送信信号の変調周期Ｔを短縮して測定精度の向上を図ることができる。
【００４６】
（７）図７で示したように、第１電圧制御発振器１０２Ａは、送信期間が戻り期間よりも長くなるよう鋸歯状に周波数変調された第１の送信信号を生成する。また、第２電圧制御発振器１０２Ｂは、送信期間が戻り期間よりも長くなるよう鋸歯状に周波数変調された第２の送信信号を生成する。このようにしたので、一方の送信信号の送信期間中に、他方の送信信号の周波数を、送信終了周波数ｆｅから送信開始周波数ｆｓまで確実に戻すことができる。
【００４７】
なお、以上説明した実施形態では、送信期間において送信信号の周波数が上り方向に連続的に時間変化し、戻り期間において送信信号の周波数が下り方向に連続的に時間変化する例を説明したが、上り方向と下り方向を互いに入れ替えても本発明を適用可能である。すなわち、送信期間においては、送信信号の周波数が所定の送信開始周波数から所定の送信終了周波数まで下り方向に連続的に時間変化し、戻り期間においては、送信信号の周波数が送信終了周波数から送信開始周波数まで上り方向に時間変化することで周波数を戻すような場合についても、本発明の適用範囲に含まれる。
【００４８】
以上説明した実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１，１Ａ  レーダ装置
１０１  波形発生器
１０２  電圧制御発振器
１０２Ａ  第１電圧制御発振器
１０２Ｂ  第２電圧制御発振器
１０３  増幅器
１０４  低雑音増幅器
１０５  ミキサ
１０６  低域通過フィルタ
１０７  ＡＤ変換器
１０８  ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）
１０９  送信アンテナ
１１０  受信アンテナ
１１１  スイッチ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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