(57)【要約】【課題】搬送波発振器の位相雑音や通信距離変動の影響を低減させる。【解決手段】レーダ装置１０００では、搬送波発振器１２００によって生成された搬送波を送信信号として送信し、反射波を受信してホモダインミキサ１８００に入力する。搬送波の一部は分岐され、ホモダインミキサ１８００に入力する。変換器１−１（１１２０）、変換器１−２（１１３０）、及び変換器１−３（１１４０）は、いずれか１つが設置され、搬送波の周波数に応じた局部発振器信号を用いて受信信号、搬送波信号あるいは送信信号に搬送波の周波数とは異なる周波数成分を発生させる。ホモダインミキサ１８００に入力する受信信号と搬送波信号の一方が搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つこととなり、これらが混合され、対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号が生成される。この中間周波数信号は、フィルタ１１５０により抽出される。【選択図】　　　　図１
2004077225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信回路にホモダイン検波を利用するレーダ装置において、
搬送波発振器の生成する搬送波を送信信号として送信アンテナを介して送信し、前記送信信号が対象物に反射した反射波を受信アンテナによって受信する受信信号と、前記搬送波発振器の出力から分岐される搬送波信号とを混合するホモダインミキサと、
前記搬送波の周波数に応じて設定される所定の周波数の局部発振器信号を発生させる局部発振器と、
前記受信アンテナと前記ホモダインミキサとを接続する第１の経路上、前記搬送波発振器の出力を分岐させる分岐回路と前記ホモダインミキサとを接続する第２の経路上、あるいは前記搬送波発振器と前記送信アンテナとを接続する第３の経路上のいずれかに設けられ、前記局部発振器の生成する前記局部発振器信号を用いて入力する信号に前記搬送波の周波数とは異なる周波数成分を発生させる周波数変換器と、
前記ホモダインミキサにおける混合によって生成される前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を抽出するフィルタと、
を具備することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記周波数変換器は、前記第１の経路上に設けられ、前記局部発振器信号を用いて前記受信信号に前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させ、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ受信信号を前記ホモダインミキサに出力し、
前記ホモダインミキサは、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ受信信号と前記搬送波信号とを混合して前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を生成することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記周波数変換器は、前記第２の経路上に設けられ、前記局部発振器信号を用いて前記搬送波信号に前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させ、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ搬送波信号を前記ホモダインミキサに出力し、
前記ホモダインミキサは、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ搬送波信号と前記受信信号とを混合して前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を生成することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記周波数変換器は、前記第３の経路上に設けられ、前記局部発振器信号を用いて前記送信信号に前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させ、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ送信信号を前記送信アンテナより送信し、
前記ホモダインミキサは、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ送信信号が対象物に反射した反射波を前記受信アンテナによって受信した受信信号と、前記搬送波信号とを混合して前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を生成することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項５】
受信回路にホモダイン検波を利用するレーダ統合通信装置において、
搬送波発振器の生成する搬送波を送信信号として送信アンテナを介して送信し、前記送信信号が対象物に搭載されたトランスポンダに受信され、所定の情報に基づいて変調された後に送信される反射波を受信アンテナによって受信する受信信号と、前記搬送波発振器の出力から分岐される搬送波信号とを混合するホモダインミキサと、
前記搬送波の周波数に応じて設定される所定の周波数の局部発振器信号を発生させる局部発振器と、
前記受信アンテナと前記ホモダインミキサとを接続する第１の経路上、前記搬送波発振器の出力を分岐させる分岐回路と前記ホモダインミキサとを接続する第２の経路上、あるいは前記搬送波発振器と前記送信アンテナとを接続する第３の経路上のいずれかに設けられ、前記局部発振器の生成する前記局部発振器信号を用いて入力する信号に前記搬送波の周波数とは異なる搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる周波数変換器と、
前記ホモダインミキサにおける混合によって生成される前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を抽出するフィルタと、
前記フィルタにより抽出された中間周波数信号を復調し、前記対象物によって付加された前記所定の情報を復元する復調回路と、
を具備することを特徴とするレーダ統合通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーダ装置及びレーダ統合通信装置に関し、特に受信回路にホモダイン検波を利用するレーダ装置及びレーダ統合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホモダイン検波を利用するレーダ装置、例えばＦＭ変調波を送信して目標からの反射受信波を受信するＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ：周波数変調−連続波）方式のレーダ装置は、低コストで高精度なレーダが実現可能である。このため、例えば、前を走行する車両までの距離や相対速度を計測し、車間距離が短い場合には運転者に通知、あるいは車両を自動的に減速させるような交通安全支援装置等に利用されつつある。
【０００３】
図１５は、従来のホモダイン検波を利用したレーダ装置の構成図である。ホモダイン検波を利用したレーダシステムは、レーダ装置５００とレーダ装置５００の送信波を反射する反射装置６００とから構成される。例えば、レーダ装置５００は車両の前方に、反射装置６００は車両の後方に設置され、後続の車両に搭載されたレーダ装置５００は、先行車両の反射装置６００に送信波を送信し、反射波を受信して車間距離や相対速度を計測する。
【０００４】
レーダ装置５００では、搬送波発振器５１０の生成した搬送波を増幅器５３０によって増幅した後、送信信号として送信アンテナ５４０より送信する。送信信号の一部は、分配器５２０によって受信側のホモダインミキサ５７０へ分岐される。送信信号は、反射装置６００のトランスポンダ６１０によって送り返され、受信アンテナ５５０に入力する。受信した反射波は、増幅器５６０で増幅された後、ホモダインミキサ５７０で送信信号と合成され、出力信号が生成される。反射波は、レーダ装置５００と対象物の反射装置６００との距離及び相対速度に応じて、送信波とのずれが生じており、受信信号に送信信号をミキシングして得られる出力信号の周波数を解析することにより対象物との距離及び相対速度を算出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ホモダイン検波方式を用いるレーダ装置では、搬送波発振器の位相雑音の影響により検波出力に低域周波数の雑音成分が大きく現れるという問題がある。さらに、往復の通信距離に依存して検波出力がなくなる不感帯が発生するという問題もある。
【０００６】
ホモダイン検波方式を用いるレーダ装置では、自装置の搬送波発振器の生成した送信波を対象物で反射させて再び受信する。このため、搬送波発振器に雑音成分が含まれていた場合、元々含まれている雑音成分に反射して戻ってくる経路において混入する雑音成分が重畳され、ホモダインミキサ５７０で合成される出力信号には低域周波数の雑音成分が大きく現れることになる。図１６は、ホモダインミキサ出力信号の周波数分布図である。搬送波発振器５１０の出力信号が増幅されて、送信信号として送信アンテナ５４０から送信され、トランスポンダ６１０で返送されて受信アンテナ５５０に入力される。ホモダインミキサ５７０では、搬送波発振器５１０で分岐された搬送波信号と受信信号とが合成され、周波数ｆＣを中心とした分布を有する搬送波発振器５１０の出力信号成分と対象物との距離と相対速度に応じて周波数がシフトした周波数ｆＲを中心とした分布を有する受信信号とが重なった周波数分布の検波出力信号が得られる。しかしながら、搬送波発振器５１０の搬送波信号の雑音成分が大きい場合、受信信号成分が雑音成分の周波数帯域に埋もれてしまい、受信信号成分を抽出することが難しくなるという問題が発生する。精度の高い発振器を用いることにより、雑音を低減させることは可能であるが、精度の高い発振器は高価であり、レーダ装置のコストが高くなってしまうという問題が生じる。
【０００７】
また、ホモダイン検波方式のレーダ装置では、往復の通信距離に依存して、ホモダイン検波出力が変動し、最悪の場合は検波出力がなくなる、いわゆるヌルポイント（以下、不感帯とする）が発生することも知られている。不感帯は、レーダ装置５００からトランスポンダ６１０を経てレーダ装置５００に至る搬送波（第１経路）と、ホモダイン検波用のホモダインミキサ５７０に入力される搬送波発振器５１０からの搬送波（第２経路）の位相が反転する瞬間に発生し、第１経路と第２経路の位相長差が１／２波長ごとに存在することが知られている。
【０００８】
そこで、ホモダイン検波用のミキサを複数設けることにより、不感帯の発生を防止する手法がある。図１７は、ホモダイン検波用のミキサを複数設けたレーダ装置の回路構成図である。
【０００９】
このレーダ装置では、ホモダイン検波用ミキサ５７２を１個増設する。変調回路５８３は、搬送波発振源５１１によって生成された搬送波信号を送信信号として送信するとともに、一部を変調回路５８２に出力する。また、変調回路５８１は、送信信号が対象物体に反射されて戻ってきた反射波を受信信号として、ミキサ５７１及び増設したミキサ５７２へ出力する。さらに、変調回路５８２は、第２の経路で入力する搬送波信号を、ミキサ５７１にはそのまま、増設したミキサ５７２には１／４波長分の位相をずらして入力する。ミキサ５７１は、受信信号と搬送波発振源５１１と同位相の信号とを合成し、合成回路５７３へ出力する。増設したミキサ５７２は、受信信号と搬送波発振源５１１と１／４波長位相長がずれた入力信号とを合成し、合成回路５７３へ出力する。合成回路５７３は、これらを合成して検波出力とする。このような手法により不感帯の発生を防止することができるが、この方式では搬送波発振器５１１の位相雑音の影響を除去することはできない。また、ミキサを増設しなければならないため、コストが高くなるという問題が生じる。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、搬送波発振器の位相雑音や通信距離変動の影響を低減させることが可能なレーダ装置及びレーダ統合通信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、受信回路にホモダイン検波を利用するレーダ装置において、搬送波発振器の生成する搬送波を送信信号として送信アンテナを介して送信し、前記送信信号が対象物に反射した反射波を受信アンテナによって受信する受信信号と、前記搬送波発振器の出力から分岐される搬送波信号とを混合するホモダインミキサと、前記搬送波の周波数に応じて設定される所定の周波数の局部発振器信号を発生させる局部発振器と、前記受信アンテナと前記ホモダインミキサとを接続する第１の経路上、前記搬送波発振器の出力を分岐させる分岐回路と前記ホモダインミキサとを接続する第２の経路上、あるいは前記搬送波発振器と前記送信アンテナとを接続する第３の経路上のいずれかに設けられ、前記局部発振器の生成する前記局部発振器信号を用いて入力する信号に前記搬送波の周波数とは異なる周波数成分を発生させる周波数変換器と、前記ホモダインミキサにおける混合によって生成される前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を抽出するフィルタと、を具備することを特徴とするレーダ装置、が提供される。
【００１２】
図１に示すように、このような構成のレーダ装置は、搬送波発振器１２００によって生成された搬送波を送信信号として送信アンテナ１５００より対象物に向けて送信する。対象物のトランスポンダ２１００によって送り返された反射波は、受信アンテナ１６００により受信され、ホモダインミキサ１８００に入力する。搬送波発振器１２００によって生成された搬送波の一部は、分配器１３００によって分岐され、ホモダインミキサ１８００に入力する。ここで、受信アンテナ１６００とホモダインミキサ１８００とを接続する経路を第１の経路、搬送波発振器１２００の出力を分岐させる分配器１３００とホモダインミキサ１８００とを接続する経路を第２の経路及び搬送波発振器１２００と送信アンテナ１５００とを接続する経路を第３の経路とする。本発明のレーダ装置では、この３つの経路上のいずれかに周波数変換器が設置される。周波数変換器である変換器１−１（１１２０）は、第１の経路上に設置され、局部発振器１１１０の生成する搬送波の周波数に応じた局部発振器信号を用いて受信信号に搬送波の周波数とは異なる周波数の周波数成分を発生させる。変換器１−２（１１３０）は、第２の経路上に設置され、同様に搬送波信号に搬送波の周波数とは異なる周波数成分を発生させる。変換器１−３（１１４０）は、第３の経路上に設置され、同様に送信信号に搬送波の周波数とは異なる周波数成分を発生させる。このように変換器１−１（１１２０）、変換器１−２（１１３０）あるいは変換器１−３（１１４０）のいずれかを設けることにより、ホモダインミキサ１８００には、受信信号と搬送波信号の一方が周波数変換器により搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ。これらがホモダインミキサ１８００により混合され、対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号が生成される。この中間周波数信号（ＩＦ信号）は、フィルタ１１５０により抽出される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるレーダ装置の原理図である。
【００１４】
本発明に係るレーダ装置１０００は、送信信号を送出する送信系を構成する搬送波発振器１２００、分配器１３００及び送信アンテナ１５００と、対象物のトランスポンダ２１００に反射した反射波を受信する受信系を構成する受信アンテナ１６００及びホモダインミキサ１８００と、受信信号、搬送波信号あるいは送信信号の周波数変換及び生成された中間周波数信号の抽出を行なう局部発振器１１１０、変換器１−１（１１２０）、変換器１−２（１１３０）、あるいは変換器１−３（１１４０）のうちの１つの変換器、及びフィルタ１１５０から構成される。本発明に係るレーダ装置１０００には、変換器１−１（１１２０）、変換器１−２（１１３０）あるいは変換器１−３（１１４０）のうちの任意の１つが設置される。
【００１５】
局部発振器１１１０は、受信信号、搬送波信号あるいは送信信号に周波数変換を施すため、一定周波数の局部発振器信号を発生させる。ここで、搬送波信号、搬送波信号に基づく送信信号、送信信号が対象物に反射された反射信号が受信された受信信号は、いずれも搬送波発振器１２００によって生成された搬送波周波数に基づく信号である。局部発振器１１１０は、搬送波周波数に応じて設定される搬送波周波数とは異なる周波数の局部発振器信号を生成し、レーダ装置１０００に設けられた変換器１−１（１１２０）、変換器１−２（１１３０）あるいは変換器１−３（１１４０）へ出力する。局部発振器信号の周波数は、搬送波発振器１２００によって発生される搬送波周波数において発生する不感帯から抜け出すことが可能な値に設定される。詳細は後述する。
【００１６】
変換器１−１（１１２０）、変換器１−２（１１３０）及び変換器１−３（１１４０）は、局部発振器信号に基づいて、入力する受信信号、搬送波信号あるいは送信信号に搬送波発振器１２００の生成する搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる。例えば、数ＭＨｚ（ｆＬ）の局部発振器信号を用いて、数ＧＨｚ（ｆＣ）の搬送波周波数の信号にｆＣ±ｆＬの周波数成分を発生させる。変換器１−１（１１２０）は、第１の経路である受信アンテナ１６００とホモダインミキサ１８００との間に設置され、受信信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させてホモダインミキサ１８００に出力する。変換器１−２（１１３０）は、第２の経路である分配器１３００とホモダインミキサ１８００との間に設置され、搬送波発振器１２００から分岐された搬送波信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させてホモダインミキサ１８００に出力する。変換器１−３（１１４０）は、第３の経路である分配器１３００と送信アンテナ１５００との間に設置され、送信信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させて送信アンテナ１５００に出力する。このような送信信号が反射されて受信アンテナ１６００に入力された受信信号は、搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ。第１の経路上の変換器１−１（１１２０）、第２の経路上の変換器１−２（１１３０）、あるいは第３の経路上の変換器１−３（１１４０）のうち、いずれか１つが選択されて設置される。
【００１７】
フィルタ１１５０は、ホモダインミキサ１８００の生成した出力信号から中間周波数信号（以下、ＩＦ信号とする）を抽出して出力する。
搬送波発振器１２００は、所定の周波数の搬送波を生成し、分配器１３００へ出力する。分配器１３００は、搬送波発振器１２００の生成した搬送波を送信信号として第３の経路を経て送信アンテナ１５００に出力するとともに、一部を分岐させて第２の経路を経てホモダインミキサ１８００に出力する。ホモダインミキサ１８００は、第１の経路を経て入力する受信信号と、第２の経路を経て入力する搬送波信号とを混合する。第１の経路、第２の経路、あるいは第３の経路のいずれかに変換器１−１（１１２０）、変換器１−２（１１３０）、あるいは変換器１−３（１１４０）が設置されることにより、ホモダインミキサ１８００に入力する受信信号あるいは搬送波信号は、少なくとも一方が搬送波周波数とは異なる周波数成分を持っており、これらを混合することにより、対象物からの受信信号成分を含むＩＦ信号が生成される。
【００１８】
このような構成のレーダ装置の動作について説明する。
搬送波発振器１２００によって所定の周波数の搬送波が生成され、分配器１３００へ出力される。分配器１３００は、搬送波を送信信号として送出する送信アンテナ１５００に出力する第３の経路と、ホモダインミキサ１８００に出力する第２の経路とに、搬送波信号を出力する。送信アンテナ１５００より送信された送信信号は、対象物のトランスポンダ２１００により送り返され、反射波として受信アンテナ１６００によって受信される。この受信信号は、ホモダインミキサ１８００へ入力する第１の経路へ出力される。この経路上に、受信アンテナ１６００が受信した受信信号の周波数変換を行なう変換器１−１（１１２０）、分配器１３００より分岐された送信アンテナ１５００より送出される送信信号の周波数変換を行なう変換器１−２（１１３０）あるいは分配器１３００より分岐されホモダインミキサ１８００に入力する搬送波信号送信信号の周波数変換を行なう変換器１−３（１１４０）が、適宜設置される。
【００１９】
ホモダインミキサ１８００へ入力する受信信号あるいは搬送波信号は、変換器１−１（１１２０）、変換器１−２（１１３０）あるいは変換器１−３（１１４０）によって局部発振器１１１０の生成する局部発振器信号を用いて搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ信号に変換される。受信信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を持たせる場合は、第１の経路上で受信アンテナ１６００の受信した受信信号を変換器１−１（１１２０）によって変換する構成と、第３の経路上で送信信号を変換器１−３（１１４０）によって変換する構成をとることができる。搬送波信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を持たせる場合は、第２の経路上で分配器１３００によって分岐された搬送波信号を変換器１−２（１１３０）によって変換する。
【００２０】
ホモダインミキサ１８００は、第１の経路で入力した受信信号と、第２の経路で入力した搬送波信号とを混合する。受信信号あるいは搬送波信号は、少なくとも一方が搬送波周波数とは異なる周波数成分を持っており、混合することによって対象物からの受信信号成分を含むＩＦ信号が生成される。フィルタ１１５０は、この対象物からの受信信号成分を含むＩＦ信号を抽出する。
【００２１】
このように、局部発振器１１１０、周波数変換器（変換器１−１（１１２０）、変換器１−２（１１３０）、変換器１−３（１１４０））を設けて、局部発振器信号を用いて受信信号、搬送波信号あるいは送信信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させることにより得られる効果について説明する。
【００２２】
上記の説明のように、不感帯はレーダ装置１０００とトランスポンダ２１００間の距離と搬送波周波数の波長の関係で発生位置が決まる。従って、両装置がある搬送波周波数において不感帯の発生位置にあっても、搬送波周波数を変化させれば、不感帯から抜け出すことが可能である。そこで、受信信号、搬送波信号あるいは送信信号を、局部発振器１１１０の生成する一定周波数の局部発振器信号と混合または変調することにより、元の搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させることによって不感帯から抜け出すことが可能となる。図２は、装置間の距離とホモダインミキサ出力との関係図である。実線は、ある搬送波周波数でのホモダインミキサ出力の変化であり、装置間の距離に応じてホモダインミキサ出力が０となる不感帯が発生する。ここで、搬送波周波数と離れた周波数成分（点線）も持つことにより、元の搬送波周波数の不感帯において搬送波周波数とは異なる周波数成分のホモダインミキサ出力を得ることが可能となり、不感帯から脱することができる。
【００２３】
搬送波といかほど離れた周波数成分を持てば不感帯を脱することが可能かについては、下記のように求めることができる。例えば、両無線装置間の距離がｄ［ｍ］であり、波長がλ［ｍ］の搬送波を使用し、搬送波の波長をλ＋Δλ［ｍ］に変化させる場合に、往復の通信距離を経て搬送波の位相が半波長以上変化すれば、確実に不感帯を抜け出すことができる。
【００２４】
【数１】
２ｄ／λ　−　２ｄ／（λ＋Δλ）　＞　１／２　　　　　　　・・・（１）
を解いて、Δλ　＞　λ２／４ｄであり、例えば搬送波周波数に６０ＧＨｚ帯を選択し、両無線装置間の距離が５ｍとした場合にΔλ＞１．２５μｍとなり、周波数に換算すると１５ＭＨｚの周波数変移に相当する。実際には、搬送波波長を半波長ずらさなくても、不感帯から脱することが可能であり、上記条件でも数ＭＨｚの周波数変化が得られれば目的を達する。
【００２５】
また、搬送波発振器の位相雑音による低域雑音の影響を回避することも可能となる。ホモダインミキサ１８００に入力する受信信号あるいは搬送波信号は、局部発振器信号（ｆＬ）を用いて周波数変換されており、ｆＣ±ｆＬの周波数成分を持つ。これと混合されることにより、ｆＬ周波数成分を持つ信号が出力される。これをフィルタ１１５０によって、ｆＬに比べて低いカットオフ周波数で低域を減衰させることにより、搬送波発振源の位相雑音等に起因する低域雑音を低減させることができる。
【００２６】
上記の説明のように、ホモダインミキサ１８００において混合される搬送波信号あるいは受信信号を局部発振器信号により周波数変換を行なうことによって搬送波発振器の低域雑音の低減や通信距離による不感帯の発生を防止することが可能となる。実際のレーダ装置においては、いずれか１つの変換器を設けることにより目的を達することができる。以下、具体的な実施の形態で説明する。
【００２７】
まず、第１の経路上である受信アンテナ１６００とホモダインミキサ１８００の間に設けられ、受信信号の周波数変換を行なう変換器１−１（１１２０）を用いた実施の形態について説明する。図３は、本発明に係る第１の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。図１と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００２８】
本発明の第１の実施の形態のレーダ装置１００１は、送信系が搬送波発振器１２００、分配器１３００、増幅器１４００及び送信アンテナ１５００で構成され、受信系が受信アンテナ１６００、増幅器１７００、局部発振器１１１０、ミキサ１（１１２１）、ホモダインミキサ１８００及び低域減衰フィルタ１１５１によって構成されている。
【００２９】
増幅器１４００は送信信号、増幅器１７００は受信信号の増幅を行なう。ミキサ１（１１２１）は、変換器１−１（１１２０）として機能し、局部発振器１１１０の生成する局部発振器信号と受信信号とを混合することにより、受信信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる。低域減衰フィルタ１１５１は、低域を減衰させることによりホモダインミキサ１８００によって生成されたＩＦ信号を抽出するフィルタである。
【００３０】
このような構成のレーダ装置１００１の動作について説明する。
例えば、９ＭＨｚ程度の一定周波数の局部発振器信号（周波数ｆＬ）を局部発振器１１１０によって生成し、ミキサ１（１１２１）に加える。搬送波発振器１２００は、例えば６０ＧＨｚ程度の周波数の搬送波（周波数ｆＣ）を発生させる。この搬送波信号（周波数ｆＣ）が、分配、増幅を経て送信アンテナ１５００から送出される。対象物のトランスポンダ２１００で変調された後に返送されて受信アンテナ１６００に入力される。受信信号は、増幅器１７００で増幅され、局部発振器信号（周波数ｆＬ）とミキサ１（１１２１）で混合され、ｆＣ±ｆＬの周波数成分が生まれる。この受信信号（ｆＣ±ｆＬ）は、ホモダインミキサ１８００で搬送波信号（周波数ｆＣ）と混合され、ｆＬ周波数成分を持つ信号が生成される。
【００３１】
これを図４と図５で説明する。図４は、第１の実施の形態におけるホモダインミキサへの入力信号を示している。また、図５は、第１の実施の形態におけるホモダインミキサの出力信号を示している。ミキサ１（１１２１）を経て入力する受信信号は、上記の説明のように、ミキサ１（１１２１）により局部発振器信号（周波数ｆＬ）と混合された受信信号は、ｆＣ±ｆＬの周波数成分を持つ。また、発信側である分配器１３００を経て入力する搬送波信号は、ｆＣ周波数成分を持つ。これらがホモダインミキサ１８００で混合されることにより、ｆＣとｆＣ±ｆＬとの差の周波数にダウンコンバートされて、図５のようにｆＬ周波数成分を持つ合成信号を得ることができる。これは、搬送波周波数であるｆＣ周波数成分に由来する雑音成分から離れており、低域減衰フィルタ１１５１によりｆＬ周波数に比べて低いカットオフ周波数で低域を減衰させることができる。これによって、搬送波発振源の位相雑音等に起因する低域雑音の影響を低減させることができる。また、上記の説明のように、ｆＣ周波数成分とｆＬ周波数成分とを持つことにより、不感帯を抜け出すこともできる。
【００３２】
次に、第２の経路上である搬送波発振器１２００によって生成される搬送波信号の一部を分岐する分配器１３００とホモダインミキサ１８００との間に設けられ、搬送波信号の周波数変換を行なう変換器１−２（１１３０）を用いた実施の形態について説明する。図６は、本発明に係る第２の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。図１、図３と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００３３】
本発明の第２の実施の形態のレーダ装置１００２は、送信系が搬送波発振器１２００、分配器１３００、増幅器１４００及び送信アンテナ１５００で構成され、受信系が受信アンテナ１６００、増幅器１７００、ホモダインミキサ１８００及び低域減衰フィルタ１１５１と、局部発振器１１１０及びミキサ１（１１３１）と、によって構成されている。
【００３４】
ミキサ１（１１３１）は、変換器１−２（１１３０）として機能し、局部発振器１１１０の生成する局部発振器信号と分配器１３００によって分岐された搬送波信号とを混合することにより、搬送波信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる。
【００３５】
このような構成のレーダ装置１００２の動作について説明する。
局部発振器１１１０によって一定周波数の局部発振器信号（周波数ｆＬ）が生成され、ミキサ１（１１３１）に加えられる。分配器１３００より分岐され、ミキサ１（１１３１）に入力する搬送波信号（周波数ｆＣ）は、ミキサ１（１１３１）によって局部発振器１１１０によって生成される局部発振器信号（周波数ｆＬ）と混合され、ｆＣ±ｆＬの周波数成分が生まれる。この搬送波信号（周波数ｆＣ±ｆＬ）は、ホモダインミキサ１８００に出力される。一方、搬送波発振器１２００は、搬送波（周波数ｆＣ）を発生させる。この搬送波信号（周波数ｆＣ）が、分配、増幅を経て送信アンテナ１５００から送出され、対象物のトランスポンダ２１００で変調された後に返送されて受信アンテナ１６００に入力される。受信信号は、増幅器１７００で増幅され、ホモダインミキサ１８００に出力される。この受信信号（周波数ｆＣ）は、ホモダインミキサ１８００で搬送波信号（周波数ｆＣ±ｆＬ）と混合され、ｆＬ周波数成分を持つ信号が生成される。
【００３６】
これを図７で説明する。図７は、第２の実施の形態におけるホモダインミキサへの入力信号を示している。ホモダインミキサ１８００に入力する受信信号は、ｆＣ周波数成分を持つ。また、ミキサ１（１１３１）により局部発振器信号（周波数ｆＬ）と混合された搬送波信号は、ｆＣ±ｆＬの周波数成分を持つ。これらがホモダインミキサ１８００で混合されることにより、ｆＣとｆＣ±ｆＬとの差の周波数にダウンコンバートされて、ｆＬ周波数成分を持つ合成信号を得ることができる。すなわち、図５に示した第１の実施の形態と同様の合成信号を得ることができる。これによって、搬送波発振源の位相雑音等に起因する低域雑音の影響を低減させることができるとともに、不感帯を抜け出すこともできる。
【００３７】
次に、第３の経路上である搬送波信号を生成する搬送波発振器１２００と送信信号を送信する送信アンテナ１５００との間に設けられ、送信信号となる搬送波信号の周波数変換を行なう変換器１−３（１１４０）を用いた実施の形態について説明する。図８は、本発明に係る第３の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。図１、図３と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００３８】
本発明の第３の実施の形態のレーダ装置１００３は、送信系が搬送波発振器１２００、分配器１３００、局部発振器１１１０、ミキサ１（１１４１）、増幅器１４００及び送信アンテナ１５００で構成され、受信系が受信アンテナ１６００、増幅器１７００、ホモダインミキサ１８００及び低域減衰フィルタ１１５１によって構成されている。
【００３９】
ミキサ１（１１４１）は、変換器１−３（１１４０）として機能し、局部発振器１１１０の生成する局部発振器信号と送信信号とを混合することにより、送信信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる。
【００４０】
このような構成のレーダ装置１００３の動作について説明する。
一定周波数の局部発振器信号（周波数ｆＬ）を局部発振器１１１０によって生成し、ミキサ１（１１４１）に加える。搬送波発振器１２００は、搬送波（周波数ｆＣ）を発生させ、この搬送波信号（周波数ｆＣ）が、分配器１３００を経てミキサ１（１１４１）に入力する。ミキサ１（１１４１）では、搬送波信号（周波数ｆＣ）と、局部発振器信号（周波数ｆＬ）とを混合し、ｆＣ±ｆＬの周波数成分を発生させる。さらにこの搬送波信号（周波数ｆＣ±ｆＬ）は、増幅器１４００を経て送信アンテナ１５００から送出される。対象物のトランスポンダ２１００で変調された後に返送されて受信アンテナ１６００に入力される。受信信号は、送信信号の反射波であり、ｆＣ±ｆＬの周波数成分を持つ。この受信信号（周波数ｆＣ±ｆＬ）が、ホモダインミキサ１８００で搬送波信号（周波数ｆＣ）と混合され、ｆＬ周波数成分を持つ信号が生成される。
【００４１】
すなわち、この構成におけるホモダインミキサ１８００へ入力する受信信号の波形は、図４で示した第１の実施の形態の構成の場合と同様になる。また、混合された合成信号も図５で示した第１の実施の形態の構成の場合と同様になる。
【００４２】
このように、第３の実施の形態の構成においても、搬送波発振源の位相雑音等に起因する低域雑音の影響を低減させることができるとともに、不感帯を抜け出すこともできる。
【００４３】
上記の実施の形態では、周波数変換器としてミキサを用いて、受信信号、搬送波信号、あるいは送信信号のいずれかと局部発振器信号とを混合して周波数変換を行なう回路について説明したが、周波数変換器として変調回路を用いてもよい。変調回路は、ミキサと比較して安価に構成できるという利点を持つ。
【００４４】
まず、第１の経路上である受信アンテナ１６００とホモダインミキサ１８００の間に設けられ、受信信号の周波数変換を行なう変換器１−１（１１２０）に変調回路を用いた実施の形態について説明する。図９は、本発明に係る第４の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。図１、図３と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。これは、図３に示した第１の実施の形態のミキサ１（１１２１）を変調回路１１２２に置き換えた構成である。
【００４５】
本発明の第４の実施の形態のレーダ装置１００４は、送信系が搬送波発振器１２００、分配器１３００、増幅器１４００及び送信アンテナ１５００で構成され、受信系が受信アンテナ１６００、増幅器１７００、局部発振器１１１０、変調回路１１２２、ホモダインミキサ１８００及び低域減衰フィルタ１１５１によって構成されている。
【００４６】
変調回路１１２２は、変換器１−１（１１２０）として機能し、局部発振器１１１０の生成する局部発振器信号を用いて受信信号を変調することにより、受信信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる。変調回路の一例を示す。図１０は、本発明の第４の実施の形態のレーダ装置における変調回路の一例である。例えば、入力信号を演算増幅器（アンプ）１１２２１に入力し、電源端子の接続を局部発振器信号によってオン、オフすることによって、変調する。
【００４７】
このような構成のレーダ装置１００４の動作を図９に戻って説明する。
局部発振器信号（周波数ｆＬ）を局部発振器１１１０によって生成し、変調回路１１２２に加える。搬送波発振器１２００の搬送波信号（周波数ｆＣ）が、分配、増幅を経て送信アンテナ１５００から送出され、対象物のトランスポンダ２１００で変調された後に返送されて受信アンテナ１６００に入力される。受信信号は、増幅器１７００で増幅され、変調回路１１２２で局部発振器信号（周波数ｆＬ）によって変調され、ｆＣ±ｆＬの周波数成分が生まれる。この受信信号（ｆＣ±ｆＬ）は、ホモダインミキサ１８００で搬送波信号（周波数ｆＣ）と混合され、ｆＬ周波数成分を持つ信号が生成される。すなわち、この構成におけるホモダインミキサ１８００へ入力する受信信号の波形は、図４で示した第１の実施の形態の構成の場合と同様になる。また、混合された合成信号も図５で示した第１の実施の形態の構成の場合と同様になる。
【００４８】
このように、第４の実施の形態の構成においても、搬送波発振源の位相雑音等に起因する低域雑音の影響を低減させることができるとともに、不感帯を抜け出すこともできる。
【００４９】
次に、第２の経路上である搬送波発振器１２００によって生成される搬送波信号の一部を分岐する分配器１３００とホモダインミキサ１８００との間に設けられ、搬送波信号の周波数変換を行なう変換器１−２（１１３０）に変調回路を用いた実施の形態について説明する。図１１は、本発明に係る第５の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。図１、図６と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。これは、図６に示した第２の実施の形態のミキサ１（１１３１）を変調回路１１３２に置き換えた構成である。
【００５０】
本発明の第５の実施の形態のレーダ装置１００５は、送信系が搬送波発振器１２００、分配器１３００、増幅器１４００及び送信アンテナ１５００で構成され、受信系が受信アンテナ１６００、増幅器１７００、ホモダインミキサ１８００及び低域減衰フィルタ１１５１と、局部発振器１１１０及び変調回路１１３２と、によって構成されている。
【００５１】
変調回路１１３２は、変換器１−２（１１３０）として機能し、局部発振器１１１０の生成する局部発振器信号を用いて分配器１３００によって分岐された搬送波信号を変調し、搬送波信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる。変調回路の構成は第４の実施の形態と同様である。
【００５２】
このような構成のレーダ装置１００５の動作について説明する。
局部発振器１１１０によって一定周波数の局部発振器信号（周波数ｆＬ）が生成され、変調回路１１３２に加えられる。搬送波信号（周波数ｆＣ）は、変調回路１１３２によって局部発振器信号（周波数ｆＬ）を用いて変調され、ｆＣ±ｆＬの周波数成分が生まれる。一方、搬送波発振器１２００の生成する搬送波信号（周波数ｆＣ）は、分配、増幅を経て送信アンテナ１５００から送出され、対象物のトランスポンダ２１００で変調された後に返送されて受信アンテナ１６００に入力される。受信信号は、増幅器１７００で増幅され、ホモダインミキサ１８００に出力される。この受信信号（周波数ｆＣ）が、ホモダインミキサ１８００で搬送波信号（周波数ｆＣ±ｆＬ）と混合され、ｆＬ周波数成分を持つ信号が生成される。すなわち、この構成におけるホモダインミキサ１８００へ入力する受信信号の波形は、図７で示した第２の実施の形態の構成の場合と同様になる。また、混合された合成信号は、第２の実施の形態と同様に図５で表される。
【００５３】
このように、第５の実施の形態の構成においても、搬送波発振源の位相雑音等に起因する低域雑音の影響を低減させることができるとともに、不感帯を抜け出すこともできる。
【００５４】
次に、第３の経路上である搬送波信号を生成する搬送波発振器１２００と送信信号を送信する送信アンテナ１５００との間に設けられ、送信信号となる搬送波信号の周波数変換を行なう変換器１−３（１１４０）に変調回路を用いた実施の形態について説明する。図１２は、本発明に係る第６の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。図１、図８と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。これは、図８に示した第３の実施の形態のミキサ１（１１４１）を変調回路１１４２に置き換えた構成である。
【００５５】
本発明の第６の実施の形態のレーダ装置１００６は、送信系が搬送波発振器１２００、分配器１３００、局部発振器１１１０、変調回路１１４２、増幅器１４００及び送信アンテナ１５００で構成され、受信系が受信アンテナ１６００、増幅器１７００、ホモダインミキサ１８００及び低域減衰フィルタ１１５１によって構成されている。
【００５６】
変調回路１１４２は、変換器１−３（１１４０）として機能し、局部発振器１１１０の生成する局部発振器信号によって送信信号を変調し、送信信号に搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる。変調回路の構成は第４の実施の形態と同様である。
【００５７】
このような構成のレーダ装置１００６の動作について説明する。
局部発振器信号（周波数ｆＬ）を局部発振器１１１０によって生成し、変調回路１１４２に加える。搬送波発振器１２００の搬送波信号（周波数ｆＣ）は、分配器１３００を経て変調回路１１４２に入力する。変調回路１１４２では、搬送波信号（周波数ｆＣ）と、局部発振器信号（周波数ｆＬ）とを混合し、ｆＣ±ｆＬの周波数成分を発生させる。さらにこの搬送波信号（周波数ｆＣ±ｆＬ）は、増幅器１４００を経て送信信号として送信アンテナ１５００から送出される。対象物のトランスポンダ２１００で変調された後に返送されて受信アンテナ１６００に入力される。受信信号は、ｆＣ±ｆＬの周波数成分を持つ。この受信信号（周波数ｆＣ±ｆＬ）が、ホモダインミキサ１８００で搬送波信号（周波数ｆＣ）と混合され、ｆＬ周波数成分を持つ信号が生成される。すなわち、この構成におけるホモダインミキサ１８００へ入力する受信信号の波形は、第３の実施の形態と同様に、図４で示した第１の実施の形態の構成の場合と同様になる。また、混合された合成信号も図５で示した第１の実施の形態の構成の場合と同様になる。
【００５８】
このように、第６の実施の形態の構成においても、搬送波発振源の位相雑音等に起因する低域雑音の影響を低減させることができるとともに、不感帯を抜け出すこともできる。
【００５９】
上記の説明では、受信系である第１の経路、搬送波信号を分岐する第２の経路、送信系である第３の経路のいずれかの経路に周波数変換器を設けるとしたが、送信系（第３の経路）と受信系（第１の経路）の各々に周波数変換器を設置することもできる。
【００６０】
図１３は、本発明の第７の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。図９、図１１と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。このレーダ装置１００７は、図９に示した受信信号を変調する第４の形態の構成と、図１２に示した送信信号を変調する第６の形態の構成とを組み合わせたものである。
【００６１】
本発明の第７の実施の形態のレーダ装置１００７は、送信系が搬送波発振器１２００、分配器１３００、変調回路１１４３、増幅器１４００及び送信アンテナ１５００で構成され、受信系が受信アンテナ１６００、増幅器１７００、変調回路１１２３、ホモダインミキサ１８００及び低域減衰フィルタ１１５１によって構成されている。また、変調回路１１２３には、局部発振器１１１０の生成する局部発振器信号が加えられ、変調回路１１４３には、局部発振器信号が反転回路１１１１により反転されて加えられる。
【００６２】
このような構成のレーダ装置１００７の動作について説明する。
一定周波数の局部発振器信号（周波数ｆＬ）が局部発振器１１１０により生成され、送信系の変調回路１１４３と受信系の変調回路１１２３とに加えられる。送信系の変調回路１１４３へ出力する局部発振器信号（周波数ｆＬ）は、反転回路１１１１により反転されて、出力する。搬送波発振器１２００の搬送波信号（周波数ｆＣ）は、分配された後、局部発振器信号（周波数ｆＬ）で変調され、ｆＣ±ｆＬの周波数成分が生まれる。この送信信号は。増幅を経て送信アンテナ１５００から送出される。送信信号は、トランスポンダ２１００でデータ変調された後に返送されて受信アンテナ１６００に入力される。受信信号は、増幅され、局部発振器信号（周波数ｆＬ）で変調され、ホモダインミキサ１８００では、搬送波信号（周波数ｆＣ）と混合され、ｆＬ周波数成分を持つ信号が生成される。これを低域減衰フィルタ１１５１でｆＬに比べて低いカットオフ周波数で低域を減衰させることによって、搬送波発振源の位相雑音等に起因する低域雑音を低減させることができる。
【００６３】
さらに、送信系と受信系の変調回路では逆位相で同じ周波数の局部発振器信号で変調されるため、送信信号がオンのときには受信回路がオフとなり、送信回路がオフのときには受信回路がオンすることができる。これによって、送信信号の回り込みによって受信信号が妨害される現象を避けることができる。
【００６４】
上記の説明のように、本発明のレーダ装置によれば、搬送波発振器の位相雑音や通信距離変動の影響が低減され、対象物からの反射波を確実に捉えることが可能となる。そこで、対象物のトランスポンダから反射波を送り返す際に、反射波信号に情報を付加することによって通信を行なうレーダ統合通信装置における通信誤りを低減させることができる。
【００６５】
ここでは、図３に示した第１の実施の形態のレーダ装置１００１の構成をレーダ統合通信装置に適用した場合について説明する。図１４は、本発明の一実施の形態であるレーダ統合通信装置の構成図である。図３と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００６６】
自動車１は自動車２に続いて走行しており、自動車１には本発明に係るレーダ統合通信装置３０００が搭載され、自動車２には本発明に係る反射装置４０００が搭載されている。
【００６７】
本発明に係るレーダ統合通信装置３０００は、ホモダイン検波信号を送信し反射波を受信するレーダ部を構成する搬送波発振器１２００、分配器１３００、増幅器１４００、送信アンテナ１５００、受信アンテナ１６００、増幅器１７００、局部発振機１１１０、ミキサ１（１１２１）、ホモダインミキサ１８００及び低域減衰フィルタ１１５１と、受信信号に含まれる所定の情報を取り出し運転者に伝達する通信部を構成する復調回路３１００及び警報装置３２００と、から構成される。一方、反射装置４０００には、トランスポンダ２１００に加えて、反射信号に付加する情報を生成する危険判定装置４１００と、付加情報に応じてレーダ統合通信装置３０００への送信波を変調する変調回路４２００と、を具備する。
【００６８】
反射装置４０００の危険判定装置４１００は、他の車両に連絡すべき情報を生成する装置で、例えば、自動車２に急ブレーキが踏まれたこと検出する急ブレーキ判定装置等である。緊急ブレーキや、減速度等が発生したことを検出し、その検出情報を変調回路４２００へ通知する。変調回路４２００は、危険判定装置４１００が検出した情報を取得し、その情報に応じた変調信号を生成し、トランスポンダ２１００に送る。
【００６９】
レーダ統合通信装置３０００の復調回路４１００は、反射装置４０００からの送信信号に含まれる反射装置４０００において検出された情報を元のディジタルデータに復調し、警報装置４２００に送る。警報装置４２００は、取得した情報を警報として運転者に通知する通知手段で、例えば警報表示パネルである。
【００７０】
このような構成のレーダ統合通信装置３０００と反射装置４０００の動作について説明する。
自動車１に搭載されたレーダ統合通信装置３０００では、搬送波発振器１２００は、レーダ機能及び通信機能に必要な無線周波数の搬送波信号を生成する。搬送波信号は、分配器１３００で分配され、増幅器１４００で所定の振幅に増幅された後、送信信号として送信アンテナ１５００から空間に放射される。
【００７１】
自動車２に搭載された反射装置４０００では、自動車１から送信された送信信号を受信する。また、反射装置４０００の危険判定装置４１００は、他車両に連絡すべき情報の有無を判定しており、判定結果は変調回路４２００へ送られる。例えば、緊急ブレーキや減速度等の後続の車両に通知すべき情報が危険判定装置４１００より入力されると、変調回路４２００では、その情報によりトランスポンダ２１００に変調信号を送る。トランスポンダ２１００では、情報により変調された搬送波を反射波としてレーダ統合通信装置３０００に向けて返送する。
【００７２】
情報が付加された反射波は、受信アンテナ１６００を経てレーダ統合通信装置３０００に入力する。受信信号は、増幅器１７００で増幅された後、ミキサ１（１１２１）に入力される。ミキサ１（１１２１）で、局部発振器１１１０によって生成された一定周波数の局部発振器信号と混合した後、ホモダインミキサ１８００で分配器１３００により分配された搬送波信号と混合され、ホモダイン検波信号が生成される。ホモダイン検波信号は、低域減衰フィルタ１１５１で低域雑音が低減された後に、復調回路３１００でディジタルデータに復元される。ディジタルデータは、警報装置３２００に出力され、運転者への警告等に作用する。
【００７３】
上記の説明のレーダ装置と同様に、本発明のレーダ統合通信装置３０００では、局部発振器信号を用いて受信信号あるいは搬送波信号に周波数変換を施すことにより、搬送波発振器１２００の位相雑音や通信距離変動に起因する通信誤りを軽減することができる。このため、自動車２が検出した危険情報を車間距離等のレーダ情報とともに確実に自動車１に伝えることが可能となる。後続の自動車１に搭載されたレーダ統合通信装置３０００では、先行する自動車１との距離や相対速度のレーダ情報に加えて、自動車１の状態や運転者の意思を取得することができるため、ブレーキ操作等の判断が素早く的確に行なえるようになる。例えば、従来前車がブレーキ等により減速すると、減速により前車との距離が縮まったことをレーダ機能により検知し、これに合わせてブレーキ操作を行なっていた。一方、本発明によれば、前車の運転者がブレーキを操作した時点で、ブレーキ操作により減速が始まることを知ることができるようになり、従来よりも早い時点で交通状況の変化に対応することが可能となる。
【００７４】
また、レーダ統合通信装置３０００では、レーダ動作と通信動作を時分割して処理する形態をとることもできる。この場合には、レーダ動作と通信動作のそれぞれに好適な局部発振器の周波数を予め選んでおき、時分割のタイミングに合わせて局部発振器の周波数を２種類から切換えることもある。
【００７５】
また、上記の説明では、先行する自動車に対して送信信号を送り、情報が付加された反射波を受信するとしたが、送信先は先行する自動車に限定されない。例えば、道路脇に設置された道路標識等に本発明に係る反射装置４０００を搭載し、交通状況等の交通安全に関する情報を付加した反射波を送信するようにしておけば、レーダ統合通信装置３０００は道路標識等から情報を取得することができる。
【００７６】
なお、これらの実施の形態では、送信アンテナと受信アンテナとを個別に有していたが、送受信アンテナを１本にすることもできる。
（付記１）　受信回路にホモダイン検波を利用するレーダ装置において、
搬送波発振器の生成する搬送波を送信信号として送信アンテナを介して送信し、前記送信信号が対象物に反射した反射波を受信アンテナによって受信する受信信号と、前記搬送波発振器の出力から分岐される搬送波信号とを混合するホモダインミキサと、
前記搬送波の周波数に応じて設定される所定の周波数の局部発振器信号を発生させる局部発振器と、
前記受信アンテナと前記ホモダインミキサとを接続する第１の経路上、前記搬送波発振器の出力を分岐させる分岐回路と前記ホモダインミキサとを接続する第２の経路上、あるいは前記搬送波発振器と前記送信アンテナとを接続する第３の経路上のいずれかに設けられ、前記局部発振器の生成する前記局部発振器信号を用いて入力する信号に前記搬送波の周波数とは異なる周波数成分を発生させる周波数変換器と、
前記ホモダインミキサにおける混合によって生成される前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を抽出するフィルタと、
を具備することを特徴とするレーダ装置。
【００７７】
（付記２）　前記周波数変換器は、前記第１の経路上に設けられ、前記局部発振器信号を用いて前記受信信号に前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させ、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ受信信号を前記ホモダインミキサに出力し、
前記ホモダインミキサは、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ受信信号と前記搬送波信号とを混合して前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を生成することを特徴とする付記１記載のレーダ装置。
【００７８】
（付記３）　前記周波数変換器は、前記第２の経路上に設けられ、前記局部発振器信号を用いて前記搬送波信号に前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させ、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ搬送波信号を前記ホモダインミキサに出力し、
前記ホモダインミキサは、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ搬送波信号と前記受信信号とを混合して前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を生成することを特徴とする付記１記載のレーダ装置。
【００７９】
（付記４）　前記周波数変換器は、前記第３の経路上に設けられ、前記局部発振器信号を用いて前記送信信号に前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させ、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ送信信号を前記送信アンテナより送信し、
前記ホモダインミキサは、前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を持つ送信信号が対象物に反射した反射波を前記受信アンテナによって受信した受信信号と、前記搬送波信号とを混合して前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を生成することを特徴とする付記１記載のレーダ装置。
【００８０】
（付記５）　前記周波数変換器は、前記送信信号、前記受信信号あるいは前記搬送波信号と前記局部発振器信号を混合して前記送信信号、前記受信信号あるいは前記搬送波信号に前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させるミキサであることを特徴とする付記１記載のレーダ装置。
【００８１】
（付記６）　前記周波数変換器は、前記送信信号、前記受信信号あるいは前記搬送波信号を前記局部発振器信号に基づいて変調して前記送信信号、前記受信信号あるいは前記搬送波信号に前記搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる変調回路であることを特徴とする付記１記載のレーダ装置。
【００８２】
（付記７）　前記レーダ装置は、さらに、前記局部発振器が生成する局部発振器信号の位相を反転させる反転回路を具備し、
前記周波数変換器は、前記第３の経路上と、前記第１の経路上に設けられ、前記周波数変換器の一方には前記局部発振器が生成する局部発振器信号がそのまま、他方には前記反転回路により逆位相に反転された逆位相の局部発振器信号が入力されることを特徴とする付記１記載のレーダ装置。
【００８３】
（付記８）　受信回路にホモダイン検波を利用するレーダ統合通信装置において、
搬送波発振器の生成する搬送波を送信信号として送信アンテナを介して送信し、前記送信信号が対象物に搭載されたトランスポンダに受信され、所定の情報に基づいて変調された後に送信される反射波を受信アンテナによって受信する受信信号と、前記搬送波発振器の出力から分岐される搬送波信号とを混合するホモダインミキサと、
前記搬送波の周波数に応じて設定される所定の周波数の局部発振器信号を発生させる局部発振器と、
前記受信アンテナと前記ホモダインミキサとを接続する第１の経路上、前記搬送波発振器の出力を分岐させる分岐回路と前記ホモダインミキサとを接続する第２の経路上、あるいは前記搬送波発振器と前記送信アンテナとを接続する第３の経路上のいずれかに設けられ、前記局部発振器の生成する前記局部発振器信号を用いて入力する信号に前記搬送波の周波数とは異なる搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる周波数変換器と、
前記ホモダインミキサにおける混合によって生成される前記対象物からの受信信号成分を含む中間周波数信号を抽出するフィルタと、
前記フィルタにより抽出された中間周波数信号を復調し、前記対象物によって付加された前記所定の情報を復元する復調回路と、
を具備することを特徴とするレーダ統合通信装置。
【００８４】
（付記９）　前記対象物によって前記所定の情報に基づいて変調された後に送信される反射波は、前記対象物が交通状況の変化を含む前記レータ統合通信装置に通知すべき情報が発生したことを検出した場合に前記通知すべき情報に基づいて変調され、
前記レーダ統合通信装置は、さらに、前記復調回路により復元された前記通知すべき情報の通知を行なう通知手段を具備することを特徴とする付記８記載のレーダ統合通信装置。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、ホモダイン検波を利用するレーダ装置において、ホモダインミキサに入力する受信信号あるいは搬送波信号に局部発振器信号を用いて周波数変換を施し、元の搬送波周波数とは異なる周波数成分を発生させる。これによって、搬送波発振器の位相雑音や通信距離変動の影響を軽減させることが可能となる。
【００８６】
また、本発明のホモダイン検波を利用したレーダ統合通信装置では、上記の説明のレーダ装置と同様にして、搬送波発振器の位相雑音や通信距離の変動の影響を軽減させることが可能である。これによって、対象物によってデータが付加された反射波も確実に捕らえることが可能となり、通信誤りを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の原理図である。
【図２】装置間の距離とホモダインミキサ出力との関係図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。
【図４】第１の実施の形態におけるホモダインミキサへの入力信号を示している。
【図５】第１の実施の形態におけるホモダインミキサの出力信号を示している。
【図６】本発明に係る第２の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。
【図７】第２の実施の形態におけるホモダインミキサへの入力信号を示している。
【図８】本発明に係る第３の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。
【図９】本発明に係る第４の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態のレーダ装置における変調回路の一例である。
【図１１】本発明に係る第５の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。
【図１２】本発明に係る第６の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。
【図１３】本発明に係る第７の実施の形態のレーダ装置のブロック図である。
【図１４】本発明の一実施の形態であるレーダ統合通信装置の構成図である。
【図１５】従来のホモダイン検波を利用したレーダ装置の構成図である。
【図１６】ホモダインミキサ出力信号の周波数分布図である。
【図１７】ホモダイン検波用のミキサを複数設けたレーダ装置の回路構成図である。
【符号の説明】
１０００　レーダ装置
１１１０　局部発振器
１１２０　変換器１−１
１１３０　変換器１−２
１１４０　変換器１−３
１１５０　フィルタ
１２００　搬送波発振器
１３００　分配器
１５００　送信アンテナ
１６００　受信アンテナ
１８００　ホモダインミキサ
２１００　トランスポンダ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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