(57)【要約】【課題】複数の受信パルスを認識して距離検出を行う。【解決手段】受信パルス計数器１２は、受信パルスの立ち上がりをカウントし、そのカウント値に応じて受信パルス選別器１２からの出力先を状態保持回路８−１〜８−Ｎの順に切り換える。各状態保持回路８−１〜８−Ｎは送信パルスでセットされ、受信パルスでリセットされるため、各状態保持回路８−１〜８−Ｎの出力に送信パルスから各受信パルスまでの遅延時間に応じた遅延パルスが得られる。また、遮蔽パルス発生器１４が受信パルスの立ち上がりから一定期間は、ゲート１３からの受信パルスの出力を禁止するため、受信パルスが分割されてもその後の処理に悪影響がない。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定時間間隔で繰り返し発生される送信パルスに基づく送信波を送信する送信手段と、
送信波が対象物で反射されて得られた反射波を受信して受信パルスを発生する受信手段と、
前記送信パルスの発生時間間隔内における複数の受信パルスを分配する分配手段と、
前記送信パルスでセット状態とし、分配されたいずれか１つの受信パルスでリセット状態とする複数の状態保持手段と、
受信パルスの発生から所定時間、前記複数の状態保持手段への受信パルスの入力を禁止する禁止手段と、
を有し、
前記複数の状態保持手段の出力に対象物との距離に応じた遅延パルスをそれぞれ得るパルスレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記分配手段は、受信パルスをカウントする計数手段と、
この計数手段のカウント値に応じ、受信パルスをカウント値に対し割り付けられた状態保持手段に振り分ける選別手段と、
を有するパルスレーダ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置において、
前記禁止手段は、受信パルスの発生から所定期間発生した受信パルスの出力を禁止する出力禁止手段を有するパルスレーダ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、
前記出力禁止手段は、
受信パルスの発生から所定期間遮蔽パルスを発生する遮蔽パルス発生手段と、前記遮蔽パルスに応じて所定期間受信パルスの出力を禁止するゲート手段と、
を有するパルスレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信パルスと受信パルスの比較から対象物までの距離に対応する信号を得るパルスレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、パルス波を送信してから、対象物からの反射波を受信するまでの時間から対象物までの距離を検出するパルスレーダ装置が知られている。このようなパルスレーダ装置では、送信波を発生する送信パルスと、受信波から発生した受信パルスを比較することで、その受信波の原因となった対象物までの距離に対応する検出信号を得、この検出信号に基づいて距離を算出している。
【０００３】
例えば、特開２００１−４２０２９号公報では、送信パルスと受信パルスを乗算して積をとることによって、積パルスを発生し、送信パルス発生時点からその積パルスの立ち上がりまでの時間を計測することによって、受信パルスの原因になった対象物までの距離を算出する。
【０００４】
このレーダ装置によれば、乗算という比較的簡単な手法で得たパルスを利用して距離の計測ができるというメリットがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例では、複数の反射波が存在する場合に、問題が生じる。すなわち、複数の反射波が存在する場合には、反射波間の位相干渉によって、受信パルスの波形が乱れる場合がある。この場合には、受信パルスは複数に分裂する可能性があり、上記手法では必ずしも距離に対応したタイミングで発生する積パルスが得られないという問題がある。
【０００６】
そこで、本出願人は、特願２００２−１０２５３４号において、複数の反射波が存在した場合にも正しく距離に対応したパルスを得ることができるパルスレーダ装置について提案した。
【０００７】
しかし、この特願２００２−１０２５３４号では、複数の対象物を検出する場合に複数の受信パルスからそれぞれの距離を求める構成は示されていなかった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の反射波が存在した場合にも正しく距離に対応したパルスを得ることができ、かつ複数の対象物を検出することができるパルスレーダ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定時間間隔で繰り返し発生される送信パルスに基づく送信波を送信する送信手段と、送信波が対象物で反射されて得られた反射波を受信して受信パルスを発生する受信手段と、前記送信パルスの発生時間間隔内における複数の受信パルスを分配する分配手段と、前記送信パルスでセット状態とし、分配されたいずれか１つの受信パルスでリセット状態とする複数の状態保持手段と、受信パルスの発生から所定時間、前記複数の状態保持手段への受信パルスの入力を禁止する禁止手段と、を有し、前記複数の状態保持手段の出力に対象物との距離に応じた遅延パルスをそれぞれ得ることを特徴とする。
【００１０】
複数の状態保持手段は、送信パルスでセットされ、分配手段から分配された受信パルスによりリセットされる。このため、各情報保持手段の出力に対象物との距離に応じたパルス幅のパルスをそれぞれ得ることができる。そして、禁止手段によって、受信パルスの状態保持手段への入力を禁止するため、受信波が乱れ、受信パルスが複数に分割された場合においても、これを１つの受信パルスとして認識することができる。
【００１１】
また、前記分配手段は、受信パルスをカウントする計数手段と、この計数手段のカウント値に応じ、受信パルスをカウント値に対し割り付けられた複数の状態保持手段に振り分ける選別手段と、を有することが好適である。これによって、受信パルスを個別に情報保持手段に分配できる。
【００１２】
前記禁止手段は、受信パルスの発生から所定期間発生した受信パルスの出力を禁止する出力禁止手段を有することが好適である。
【００１３】
また、前記出力禁止手段は、受信パルスの発生から所定期間遮蔽パルスを発生する遮蔽パルス発生手段と、前記遮蔽パルスに応じて所定期間受信パルスの出力を禁止するゲート手段と、を有することが好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
「基本構成例」
図１は、基本構成例の装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１６】
パルス発生器１は、送信パルスを発生する。この送信パルスは、図３に示すように、一定の周期で繰り返し発生するパルスであり、その周期は検出対象物の最大距離を考慮して決定される。一方、発振器２は、所定周波数、例えば２４ＧＨｚ帯の高周波信号を発生し、これをパルス変調器３に供給する。パルス変調器３は、発振器２からの搬送波をパルス発生器１からの送信パルスを変調信号としてパルス変調して送信波を発生する。
【００１７】
パルス変調器３からの送信波は、送信アンテナ４から送信される。送信波は、送信アンテナ４の前方にある測定対象物で反射され、反射波が受信アンテナ５によって受信される。そして、受信アンテナ５からの受信波は受信器６により増幅・復調され、波形整形器７に供給される。波形整型器７は、受信器６からの受信信号を検波して直流信号である受信パルスを得る。特に、この例では波形整形器７は、受信パルスを「Ｌ」、「Ｈ」のデジタル信号として出力する。受信パルスは、図３に示すように、測定対象物までの距離に応じた時間τ１、τ２だけ送信パルスに遅れた信号になる。
【００１８】
波形整形器７の出力である受信パルスは、正エッジ検出器１５に供給される。この正エッジ検出器１５は、微分回路で構成され、図３に示すように、受信パルスの正エッジに対応する幅の狭いパルスを出力する。この正エッジ検出器１５の出力は受信パルス計数器１１に供給される。この受信パルス計数器１１は、送信パルスの立ち上がりでリセットされ、受信パルスの立ち上がり（正エッジ）でカウントアップする。正エッジ検出器１５の出力である受信パルスの正エッジは受信パルス選別器１２にも供給される。この受信パルス選別器１２は、出力を複数有しており、受信パルス計数器１１の出力であるカウント数に応じて出力先（この場合は、Ｎ個の出力先）を決定する。
【００１９】
受信パルス選別器１２のＮ個の出力は、Ｎ個の状態保持回路８（８−１，８−２、・・・，８−Ｎ）にそれぞれ供給される。すなわち、受信パルス計数機１１の出力であるカウント数に応じて、受信パルス選別器１２に入力されてくる受信パルスの正エッジがＮ個の状態保持回路８−１〜８−Ｎのいずれかに供給される。
【００２０】
状態保持回路８−１〜８−Ｎには、パルス発生器１からの送信パルスも供給されている。そして、この状態保持回路８は、送信パルスの立ち上がりでセットされ、入力されてくる受信パルス選別器１２からの受信パルスの立ち上がり（正エッジ）でリセットされるフリップフロップで構成される。
【００２１】
この状態保持回路８−１〜８−Ｎの出力は、それぞれ低域通過フィルタ９（９−１〜９−Ｎ）に供給され、ここで積分されることで、距離に比例したデューティー比のパルス信号が距離に比例した電圧信号にそれぞれ変換される。
【００２２】
図２には、状態保持回路８（８−１〜８−Ｎ）の具体的構成例が示されている。この例では、状態保持回路は、２つの微分回路８ａ、８ｂと、１つのＲ−Ｓ型フリップフロップ８ｃとから構成されている。微分回路８ａは、送信パルスの立ち上がりエッジを検出して短いパルス信号である送信パルス正エッジを出力する。また、微分回路８ｂは、受信パルスの立ち上がりエッジを検出して短いパルス信号である受信パルス正エッジを出力する。そして、微分回路８ａの出力がＲ−Ｓ型フリップフロップ８ｃのセット入力端子Ｓに入力され、微分回路８ｂの出力がＲ−Ｓ型フリップフロップ８ｃのリセット入力端子Ｒに入力される。従って、Ｒ−Ｓ型フリップフロップ８ｃの出力Ｑには、送信パルスの立ち上がりで「Ｈ」となり、受信パルスの立ち上がりで「Ｌ」となる。従って、Ｒ−Ｓ型フリップフロップ８ｃの出力は、図３における遅延パルスとなる。なお、本実施形態では、正エッジ検出器１５を有しているため、微分回路８ｂを省略することも可能である。
【００２３】
これら各パルスの状態は図３に示してあり、この例では、状態保持回路８は、２つである。送信パルスが立ち上がると、この正エッジにより、受信パルス計数器１１がリセットされ、カウント値が「０」になる。これによって、受信パルス選別器１２は、波形整形器７の出力を状態保持回路８−１に供給するようになる。また、状態保持回路８−１、８−２は、送信パルスの立ち上がりで「Ｈ」にセットされる。
【００２４】
次に、受信パルスが立ち上がると、この正エッジにより状態保持回路８−１がリセットされ「Ｌ」になる。ここで、受信パルス計数器１１がカウントアップするが、状態保持回路８−１の受信パルス立ち上がりの取り込み動作に比べ、受信パルス計数器１１のカウントアップ出力の変化には遅れがあるため、状態保持回路８−１が「Ｌ」にセットされた後、受信パルス選別器１２が波形整形器７の出力を状態保持回路８−２に供給するよう切り換えられる。このようにして、状態保持回路８−１の出力に遅延パルス１が得られる。この遅延パルス１は、送信パルスの立ち上がりから受信パルスの立ち上がりまでの遅延時間τ１に対応したものになる。
【００２５】
次に、２つ目の受信パルスが立ち上がると、状態保持回路８−２がリセットされ「Ｌ」になる。この場合も、受信パルス計数器１１のカウントアップ出力の変化には遅れがあるため、状態保持回路８−２が「Ｌ」にセットされた後、受信パルス選別器１２が波形整形器７の出力を状態保持回路８−３に供給するよう切り換えられる。このようにして、状態保持回路８−２の出力に送信パルスの立ち上がりから２つ目の受信パルスの立ち上がりまでの遅延時間τ２に対応した遅延パルス２が得られる。
【００２６】
なお、状態保持回路８を３以上設けておけば、その数の受信パルスに応じた遅延パルスを得ることができる。これによって、複数の対象物からの受信パルスの遅延時間に応じた遅延パルスを得ることができる。また、受信パルス計数器１１は、状態保持回路８の数以上カウントできればよく、状態保持回路８の数より１つ大きな数までカウント可能としておくことが好適である。これによって、対応する状態保持回路８が存在しないカウント値になった場合には、それ以上カウントアップせず、受信パルス選別器１２が出力をどこにも供給しないことになる。なお、上述のように、状態保持回路８からの遅延パルスは、低域通過フィルタ９において直流電圧に変換することで、対象物までの距離に応じた電圧値に変換される。
【００２７】
「実施形態」
ここで、上述の基本構成例の構成では、受信パルスに乱れが生じた場合に、正しい検出が行えない場合も生じる。すなわち、図４に示すように、受信波が乱れた場合に、波形整形器７の出力において、２つの受信パルスが出力されてしまう可能性がある。受信パルスのパルス幅は、基本的に送信パルスのパルス幅に対応しており、図４のような受信パルスは、本来１つの受信パルスとして認識されるべきである。そして、このような受信パルスが波形整形器７から出力されると、これが正エッジ検出器１５が受信パルスの立ち上がり（正エッジ）を受信パルス計数器１１がカウントすると共に、状態保持回路８−１、８−２が順次リセットされて遅延パルス１、２が状態保持回路８−１、８−２の出力に得られる。
【００２８】
実施形態では、図５に示すように正パルス検出器１５の出力をゲート１３および遮蔽パルス発生器１４に供給する。そして、ゲートの出力が受信パルス計数器１１と、受信パルス選別器１２に供給されるようになっている。
【００２９】
ゲート１３は、波形整形器７からの受信パルスを通過させるか否かを制御し、遮蔽パルス発生器１４は、受信パルスの立ち上がりから、一定時間（送信パルスのパルス幅に対応した時間）だけ「Ｈ」となる遮蔽パルスを発生する。そして、ゲート１３は、遮蔽パルス発生器１４からの遮蔽パルスを受け、遮蔽パルスが「Ｈ」の時に受信パルスの通過を禁止する。すなわち、ゲート１３と、遮蔽パルス発生器１４が受信パルスについての禁止手段となっている。
【００３０】
従って、図６に示すように、遮蔽パルスが「Ｈ」となっている期間は、受信パルスの正エッジは、受信パルス計数器１１および受信パルス選別器１２に供給されることはなくなり、受信波の乱れの影響を排除することができる。
【００３１】
図７（ａ）には、図１、５における状態保持回路８の別の構成例が示されている。この例では、Ｄ型フリップフロップ８ｄを設け、このＤ型フリップフロップ８ｄの入力端子ＤをＨにつり上げ、クロック入力端子ＣＫに送信パルス、クリア入力端子（リセット端子）ＣＬに受信パルスが入力されている。Ｄ型フリップフロップ８ｄの動作を図７（ｂ）に示す。このように、Ｄ型フリップフロップ８ｄでは、クリア入力端子ＣＬにＨが入力されているときには、他の状況によらず出力ＱはＬになる。そして、クリア入力端子ＣＬの入力がＬのときは、クロック入力端子ＣＫへの入力の立ち上がりに応じてそのときの入力端子Ｄの状態を取り込む。この例では、Ｄ型フリップフロップ８ｄの入力端子Ｄは常にＨであり、クロック入力端子ＣＫの入力である送信パルスの立ち上がりで、出力ＱがＨとなり、クリア入力端子ＣＬへのＨの入力で出力ＱがＬになる。
【００３２】
従って、この図７（ａ）の回路においても、図１、５の回路と同一の出力を得ることができる。そして、この図７（ａ）の回路では、微分回路８ａ、８ｂが不要になる。
【００３３】
「その他」
また、実施形態において、受信パルスの正エッジが供給されない状態保持回路８は、「Ｈ」にセットされたままの状態となる。従って、低域通過フィルタ９の出力の電圧値が所定の高レベルであることで、対応する対象物が存在しないことを認識することができる。また、１つも対象物がなかった場合には、すべての状態保持回路８が「Ｈ」に保持されたままとなり、対象物なしの検出が行える。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の状態保持手段は、送信パルスでセットされ、分配手段から分配された受信パルスによりリセットされる。このため、各情報保持手段の出力に対象物との距離に応じたパルス幅のパルスをそれぞれ得ることができる。禁止手段によって、受信パルスの状態保持手段への入力を禁止するため、受信波が乱れ、受信パルスが複数に分割された場合においても、これを１つの受信パルスとして認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本構成例のパルスレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】状態保持回路８の構成例を示す図である。
【図３】各信号の状態を示す図である。
【図４】受信パルスが分割された場合の各信号の状態を示す図である。
【図５】実施形態に係るパルスレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】各信号の状態を示す図である。
【図７】状態保持回路８の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１　パルス発生器、２　発振器、３　パルス変調器、４　送信アンテナ、５　受信アンテナ、６　受信機、７　波形整形器、８　状態保持回路、９　低域通過フィルタ、１１　受信パルス計数器、１２　受信パルス選別器、１３　ゲート、１４　遮蔽パルス発生器。
【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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