(57)【要約】【課題】パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能を実現するパルス波レーダー装置の提供を課題とする。【解決手段】パルス波レーダー装置は、パルス送信波を放射してから対象物から反射されたパルス受信波を受信する迄の時間を測定し、対象物までの距離を算出する装置である。このパルス送信波を放射してから対象物から反射されたパルス受信波を受信する迄の時間に対応する信号レベルを、信号レベルが低いときには増幅度が大きくなるように、また信号レベルが高いときには増幅度が小さくなるように非線形増幅する。これにより、Ａ／Ｄ変換する際に割り当てる量子化レベルを測定距離の短い値により多く割り当てる。【選択図】図２
2005181147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信パルスで変調された送信波を送出する送信回路と、
該送信回路からの送信波を放射する送信アンテナと、
対象物から反射した受信波を受信する受信アンテナと、
該受信アンテナからの受信波を検波する受信回路と、
該送信回路からの送信波を送出するタイミングと該受信回路からの受信波を検波したタイミングとから、対象物までの伝搬往復時間に対応した信号レベルを出力するレベル変換回路と、
該信号レベルが低いときに増幅度が大きくなり、該信号レベルが高いときに増幅度が小さくなるような増幅度で該レベル変換回路出力を増幅する非線形増幅回路と、
を備えるパルス波レーダー装置。
【請求項２】
前記非線形増幅回路が入力レベルに対して対数増幅特性を有することを特徴とする請求項１に記載のパルス波レーダー装置。
【請求項３】
前記パルス波レーダー装置は、入力レベルに対して線形な増幅度で前記レベル変換回路出力を増幅する線形増幅回路をさらに備え、前記非線形増幅回路又は該線形増幅回路のいずれかを選択して前記レベル変換回路出力を増幅することを特徴とする請求項１又は２に記載のパルス波レーダー装置。
【請求項４】
前記受信回路の出力を、該出力のレベルが低い時に増幅度が大きくなり、該出力のレベルが高い時に増幅度が小さくなるような増幅度で増幅するポスト増幅回路をさらに備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のパルス波レーダー装置。
【請求項５】
前記ポスト増幅回路が入力レベルに対して対数増幅特性を有することを特徴とする請求項４に記載のパルス波レーダー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波、又は準ミリ波帯を用いたパルス波レーダー装置に関する。特に、近距離での対象物からの反射波に対して距離分解能を向上させたパルス波レーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス波レーダー装置は、対象物との距離が１００ｋｍ程度の気象探査や飛行機に搭載する位置・距離の測定装置として利用されてきた。これらの用途では、パルス送信波を放射した地点からの相対的な方位と距離が要求される。このため、レーダー送信装置を中心に放射状に表した画面にレーダー装置に対する方位と距離を点で示すＰＰＩ（Ｐｌａｎ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）スコープによる表示が行われてきた。
【０００３】
パルス波レーダー装置は、パルス送信波を放射してから対象物から反射されたパルス受信波を受信する迄の時間を測定し、対象物までの距離を算出する装置である。ＰＰＩスコープによる表示では、測定した時間に比例した信号レベルをそのまま距離として出力する。このため、測定された距離の分解能は対象物との距離にかかわらず一定であった。
【０００４】
一方、距離分解能を向上する方法として、パルス幅の異なるパルス送信波を一定周期で交互に送信するパルス波レーダー装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この提案では、対象物までの距離を粗設定するための幅の広いパルスと、対象物までの距離を測定する精度を向上するための幅の狭いパルスと、の２種類の送信波を放射する。しかし、この方法では、幅の狭いパルスはノイズに埋もれるので測定の精度が悪いという問題があった。また、パルス幅の異なる２種類の送信波を放射し、対象物から反射した受信波を受信するため、パルス幅に応じて、それぞれ２種類の送信回路と２種類の受信回路とが必要になる。
【０００５】
また従来技術では、測定した時間に比例した信号レベルに対してＡ／Ｄ変換回路で線形的に量子化していた。図１に対象物までの距離に対するＡ／Ｄ変換回路入力信号レベルの例を示す。図１は、測定距離が２０ｃｍから２０ｍまで測定可能なパルスレーダー装置の例である。Ａ／Ｄ変換回路の量子化ビット数は８ｂｉｔとした。横軸は、対象物までの距離である。距離範囲２０ｃｍから２０ｍまでを２５６等分した、０．２、０．２８、０．３６、０．４４・・・、１９．８４、１９．９２、２０．００が等間隔で配列されている。なお、横軸、縦軸とも途中を省略している。縦軸はＡ／Ｄ変換回路に入力される信号レベルであり、信号レベル０から２５５までが等間隔で配列されている。
【０００６】
対象物までの距離に対して線形的に量子化レベルを割り当てると、測定距離を２５６等分した値となる。すなわち、信号レベル１は０．２ｍ、信号レベル２は０．２８ｍ、信号レベル３は０．３６ｍ、信号レベル４は０．４４ｍ、・・・、信号レベル２５３は１９．８４ｍ、信号レベル２５４は１９．９２ｍ、信号レベル２５５は２０．００ｍに対応する。したがって、Ａ／Ｄ変換回路から出力されるデジタル信号の距離分解能は０．０８ｍである。測定距離が２０ｍであれば、８ｃｍの測定誤差は測定距離の１／２５０であり、人間の感覚ではあまり問題にならない。しかし、測定距離が２０ｃｍのとき、８ｃｍの距離分解能は測定距離の４割に達する。また２０ｃｍの測定距離に対して８ｃｍずつ測定距離が変動しては、人間の感覚に合致しない。図１では８ｂｉｔでのＡ／Ｄ変換について説明したが、量子化ビット数が増えても同様のことが言える。このことから、遠距離の対象物を測定するときの分解能より近距離の対象物の距離分解能を高くするほうが、人間の感覚に合致する。
【特許文献１】特開平５−７２３２４号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能を実現するパルス波レーダー装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
図１の例で示したように、測定距離が短いときには測定距離が長いときよりも距離分解能が高いことが望ましい。そこで、本発明に係るパルス波レーダー装置は、測定された距離が短いときには増幅度が大きくなるように、また測定した距離が長いときには増幅度が小さくなるように非線形増幅する。すなわち、信号レベルが低いときには増幅度が大きくなるように、また信号レベルが高いときには増幅度が小さくなるように非線形増幅する。これにより、Ａ／Ｄ変換する際に割り当てる量子化レベルを測定距離の短い値により多く割り当てることができるため、測定距離が短いときには測定距離が長いときよりも距離分解能を高くできる。この結果、パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能を実現するパルス波レーダー装置の提供が可能になる。
【０００９】
具体的には、本発明によるパルス波レーダー装置は、送信パルスで変調された送信波を送出する送信回路と、該送信回路からの送信波を放射する送信アンテナと、対象物から反射した受信波を受信する受信アンテナと、該受信アンテナからの受信波を検波する受信回路と、該送信回路からの送信波を送出するタイミングと該受信回路からの受信波を検波したタイミングとから、対象物までの伝搬往復時間に対応した信号レベルを出力するレベル変換回路と、該信号レベルが低いときに増幅度が大きくなり、該信号レベルが高いときに増幅度が小さくなるような増幅度で該レベル変換回路出力を増幅する非線形増幅回路と、を備える。信号レベルが低い時には大きな増幅度で増幅し、信号レベルが高い時には小さな増幅度で増幅する。したがって、信号レベルの低いとき、すなわち測定距離が短いときに、信号レベルの増幅度を大きくできる。この結果、パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能を実現するパルス波レーダー装置の提供が可能になる。
【００１０】
前記非線形増幅回路は入力レベルに対して対数増幅特性を有することが望ましい。対数増幅特性を有するので、信号レベルが高くなるにつれて、増幅度は対数的に小さくなる。この結果、パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能を実現して、人間の感覚に合致した距離分解能で出力可能なパルス波レーダー装置の提供が可能になる。
【００１１】
本発明に係る他のパルス波レーダー装置は、入力レベルに対して線形な増幅度で前記レベル変換回路出力を増幅する線形増幅回路をさらに備え、前記非線形増幅回路又は該線形増幅回路のいずれかを選択して前記レベル変換回路出力を増幅することが望ましい。線形増幅回路を備えるので、ＰＰＩスコープで対象物の存在する方位と距離を表示したり、対象物までの距離をリニア表示したりできる。この結果、パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能と、対象物までの距離のリニア表示と、を選択できるパルス波レーダー装置の提供が可能になる。
【００１２】
本発明に係る他のパルス波レーダー装置は、前記受信回路の出力を、該出力のレベルが低い時に増幅度が大きくなり、該出力レベルが高い時に増幅度が小さくなるような増幅度で増幅するポスト増幅回路をさらに備えることが望ましい。対象物までの距離が長いときには対象物から反射した受信波のレベルが小さくなり、受信回路から出力されるパルス波形も小さくなる。しかし対象物との距離が短いときには受信波のレベルが大きく、パルス波形も大きい。このパルス波形の大小の違いから、測定される距離に差異が生じることがある。受信回路からの受信パルスを出力レベルが低い時に増幅度が大きくなり、出力レベルが高い時に増幅度が小さくなるような増幅度で増幅するポスト増幅回路で増幅すれば、パルス波形の大小から生じる測定距離の誤差の差異を減少させることができる。この結果、パルス波レーダー装置と短い距離にある対象物に対する距離分解能を上げ、かつ対象物までの距離によって生じる測定距離の誤差の差異を減少させることができるパルス波レーダー装置を提供することが可能になる。
【００１３】
前記ポスト増幅回路は、入力レベルに対して対数増幅特性を有することが望ましい。対数増幅特性を有するので、信号レベルが高くなるにつれて、増幅度は対数的に小さくなる。この結果、対象物まで距離によって生じる測定距離の誤差の差異を減少させることができるパルス波レーダー装置を提供することが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能を実現するパルス波レーダー装置の提供が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
図２は、本発明に係るパルス波レーダー装置の実施形態の一例を説明する図であって、パルス波レーダー装置の構成を説明するブロック図である。図２において、１１はパルス発生回路であって所定の周期の送信パルスを発生する。１２は発振器であって、パルス波レーダー装置の使用する周波数帯の発振周波数で発振する。１３は分配器である。２１は混合回路であって、発振波を送信パルスで変調する。２２は電力増幅回路であって、パルス波レーダー装置の放射する送信波を電力増幅する。パルス発生回路１１、発振器１２、分配器１３、混合回路２１、電力増幅回路２２で送信回路を構成する。２３は送信アンテナであって、送信波を放射する。送信アンテナ２３は複数のアンテナから構成されるものでもよい。３１は受信アンテナであって、対象物から反射した受信波を受信する。受信アンテナ３１も複数のアンテナから構成されるものでもよい。３２は前置増幅回路であって、微弱な受信波を増幅する。３３は混合回路であって、パルス波レーダー装置の使用する周波数帯の発振波で検波して受信波から受信パルスを復調する。前置増幅回路３２、混合回路３３、発振器１２及び分配器１３で受信回路を構成する。４４はＳ−Ｒフリップフロップ回路であって、セットポート７１から入力されたセットパルスとリセットポート７２から入力されたリセットパルスのタイミングの差のパルス幅を有するパルス信号を出力する。４１は低域透過フィルタであって、パルス信号の直流成分を抽出して直流信号に変換する。Ｓ−Ｒフリップフロップ回路４４と低域透過フィルタ４１でレベル変換回路を構成する。４２は非線形増幅回路であって、信号レベルが低いときには大きな増幅度で増幅し、信号レベルが高いときには小さな増幅度で増幅する。４３はＡ／Ｄ変換回路であって、アナログ信号をデジタル信号に変換する。これによって、アナログ信号を量子化レベルに割り当てる。
【００１６】
図２を使用して、本発明に係るパルス波レーダー装置の送信動作を説明する。パルス発生回路１１では、所定の周期で送信パルス１ａを発生し、混合回路２１及びＳ−Ｒフリップフロップ回路４４に同時に出力する。混合回路２１は分配器１３からの発振波をパルス発生回路１１からの送信パルス１ａで変調し、送信波２ａを出力する。電力増幅回路２２は送信波２ａを電力増幅する。送信アンテナ２３は電力増幅回路２２で電力増幅された送信波２ａを対象物に向けて放射する。
【００１７】
次に、図２を使用して、本発明に係るパルス波レーダー装置の受信動作を説明する。受信アンテナ３１は送信波２ａが対象物から反射した受信波３ａを受信し、前置増幅回路３２に出力する。前置増幅回路３２は受信波３ａを増幅し、混合回路３３に出力する。混合回路３３は分配器１３からの発振波で受信波３ａを検波し、受信パルス４ａを復調する。パルス発生回路１１から出力された送信パルス１ａは送信波を送出するタイミングを与えるセットパルスとしてＳ−Ｒフリップフロップ回路４４のセットポート７１に入力される。混合回路３３で復調された受信パルス４ａは受信波を検波したタイミングを与えるリセットパルスとしてＳ−Ｒフリップフロップ回路４４のリセットポート７２に入力される。Ｓ−Ｒフリップフロップ回路４４は送信パルス１ａでＯＮ状態になり、受信パルス４ａでＯＦＦ状態になる。これによって、対象物までの伝搬往復時間に対応したパルス幅をもつパルス信号６ａがＳ−Ｒフリップフロップ回路４４から出力される。低域透過フィルタ４１は、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路４４から出力されたパルス信号６ａのパルス幅に対応する信号レベルを有する直流信号７ａに変換する。レベル変換回路４５は、直流信号７ａを非線形増幅回路４２に出力する。非線形増幅回路４２は、直流信号７ａの信号レベルが低いときには大きな増幅度で増幅し、信号レベルが高いときには小さな増幅度で増幅した信号レベルを有するアナログ信号８ａに変換して出力する。Ａ／Ｄ変換回路４３は非線形増幅回路４２から出力されたアナログ信号８ａをデジタル信号９ａに変換して出力する。
【００１８】
以上が、パルス発生回路１１から送信パルス１ａが送出されたときの本実施形態のパルス波レーダー装置の基本動作である。パルス発生回路１１からは、周期的に１ａ、１ｂ、１ｃ、・・・と送信パルスが送出され、デジタル信号９ａと同様にＡ／Ｄ変換回路４３からデジタル信号９ｂ、９ｃ、・・・が出力される。デジタル信号９ａ、９ｂ、９ｃ、・・・は、デジタル信号処理をすることができる。例えば、伝搬往復時間から対象物までの距離を算出したり、対象物までの距離の変化から対象物との相対速度を算出したりすることができる。
【００１９】
図３にレベル変換回路４５の動作の詳細について説明する。図３（１）は、送信パルス１ａがＳ−Ｒフリップフロップ回路４４のセットポート７１に入力されたタイミングと、受信パルス４ａがリセットポート７２に入力されたタイミングを示す。横軸は時間を示し、縦軸は信号電圧を示す。送信パルス１ａが信号電圧Ａに至ったタイミングｔ１から受信パルス４ａが信号電圧Ａに至ったタイミングｔ４までの時間τがＳ−Ｒフリップフロップ回路４４から出力されるパルス信号６ａの有するパルス幅となる。
【００２０】
図３（２）にＳ−Ｒフリップフロップ回路４４から出力されるパルス信号６ａを示す。Ｓ−Ｒフリップフロップ回路４４から出力されるパルス信号６ａは、信号電圧が一定で、パルス幅のみが対象物までの伝搬往復時間によって変化する。Ｓ−Ｒフリップフロップ回路４４のＯＮ状態とＯＦＦ状態を決める閾値の信号電圧Ａは、混合回路３３から出力される受信パルスの振幅が最小になるときの振幅に相当する信号電圧よりも小さければよい。また、送信パルスに対する閾値と受信パルスに対する閾値を変えてもよい。低域透過フィルタ４１は、図３（３）に示すように、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路４４から出力された電圧一定でパルス幅が異なるパルス信号の直流成分を抽出する。これにより、パルス信号６ａのパルス幅に対応した信号レベルを有する直流信号に変換する。この直流信号の信号電圧は対象物までの伝搬往復時間に対応した信号レベルとなる。
【００２１】
非線形増幅回路４２について図４を用いて説明する。図４は非線形増幅回路４２に入力された信号レベルに対して出力される信号レベルをグラフで表したものである。横軸に入力された信号レベルを表し、縦軸に出力される信号レベルを表す。４６は、線形な増幅特性を有する場合を示す。４８は対数増幅特性を有する場合を示す。４７は線形な増幅特性と対数増幅特性の中間の増幅特性を有する場合を示す。４９は非線形性を大きくした増幅特性を有する場合を示す。
【００２２】
非線形増幅回路４２の増幅特性は、入力された信号レベルが低いときに増幅度が大きくなり、入力された信号レベルが高いときに増幅度が小さくなる。非線形増幅回路４２に入力される信号レベルは対象物までの伝搬往復時間と比例関係にある。したがって信号レベルをこのような非線形増幅を行うことによって対象物までの伝搬往復時間が短い部分に対応する信号レベルをきめ細かく、対象物までの伝搬往復時間が長い部分に対応する信号レベルを粗くすることができる。この結果、パルス波レーダー装置からの距離が短い対象物に対して距離分解能を上げることができる。したがって、Ａ／Ｄ変換する際に割り当てる量子化ビット数を、距離の短い範囲に多く割り当てることが可能になる。
【００２３】
非線形増幅の増幅度は限定しない。図４に示すように、信号レベルが低い時に増幅度が大きく、信号レベルが高い時に増幅度が小さければよい。非線形増幅回路４２から出力されたアナログ信号はＡ／Ｄ変換回路を経ずにアナログ信号のまま出力してもよい。アナログ信号で出力して、距離によって表示目盛りの間隔が異なるメータで表示することもできる。さらにＡ／Ｄ変換回路４３の出力に基づいて対象物までの距離を数値化して表示したり、その数値化された距離に基づいてブレーキシステムやオートクルーズシステムを制御したりする場合には、非線形増幅のため１量子化ステップが示す距離が異なるので、それを考慮して数値化すればよい。
【００２４】
以上説明したように、非線形増幅回路で信号レベルが低い時には大きな増幅度で増幅し、信号レベルが高い時には小さな増幅度で増幅することにより、パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能を実現するパルス波レーダー装置の提供が可能になる。
【００２５】
非線形増幅回路４２は入力レベルに対して対数増幅特性を有することが好ましい。非線形増幅回路４２が対数増幅特性を有するときの増幅例を図５に示す。図５は非線形増幅回路４２に入力された信号レベルに対する出力される信号レベルを表したグラフである。即ち、対象物までの伝搬往復時間に対応した信号を対数増幅するものである。図５では、対象物までの伝搬往復時間を対象物までの距離に換算して表示した。また量子化レベルに対応する信号レベルを表示するため、対象物までの距離が最も短い距離の一部と、対象物までの距離が最も長い距離の一部を拡大した。横軸は、レベル変換回路４５から出力される直流信号７ａの信号レベルである。対象物までの距離は図１と同様、２０ｃｍから２０ｍまでとする。横軸の目盛りは、短い距離については１ｃｍ、長い距離については５０ｃｍとした。縦軸は、入力された信号レベルに対して非線形増幅回路４２で増幅された信号レベルを示す。図１と同様に、８ｂｉｔのＡ／Ｄ変換回路に入力するとして、信号レベルを１、２、３、４、・・・２５３、２５４、２５５と等間隔に配列した。
【００２６】
非線形増幅回路４２の増幅特性は、入力された信号レベルが低いときに増幅度が大きくなり、入力された信号レベルが高いときに増幅度が小さくなる。これにより、低い信号レベルに対応する距離は、信号レベル１が２０．３ｃｍ、信号レベル２が２０．７ｃｍ、信号レベル３が２１．１ｃｍ、信号レベル４が２１．５ｃｍとなる。また、高い信号レベルに対応する距離は、信号レベル２５３が１９．３ｍ、信号レベル２５４が１９．６ｍ、信号レベル２５５が２０．０ｍとなる。すなわち出力される信号レベルは、短い測定距離に対応する信号レベルはきめ細かく、長い測定距離に対応する信号レベルは粗くなる。この結果、Ａ／Ｄ変換する際に割り当てる量子化レベルを、測定距離の短い値に多く割り当てることが可能になる。したがって、パルス波レーダー装置からの距離が短い対象物に対して距離分解能を上げることができる。
【００２７】
以上説明したように、対数増幅特性を有することにより、信号レベルが高くなるにつれて、増幅度は対数的に小さくなる。これにより、パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能を実現し、かつ人間の感覚に合致した測定距離が出力可能なパルス波レーダー装置の提供が可能になる。
【００２８】
本発明に係るパルス波レーダー装置の他の実施形態を図６に示す。図６は、パルス波レーダー装置の構成を説明するブロック図である。図２に示すパルス波レーダー装置との違いは、線形回路５１と選択回路５３の設置である。線形増幅回路５１は、信号レベルを一定の増幅度で線形的に増幅する。図２に示すパルス波レーダー装置ではレベル変換回路４５の後段に非線形回路４２のみを配置しているが、レベル変換回路４５の後段に非線形回路４２と並列に線形回路５１を配置している。基本動作は図１に示すパルス波レーダー装置と同様であるが、図６に示すパルス波レーダー装置では、レベル変換回路４５から出力された信号レベルを非線形回路４２または線形増幅回路５１で増幅し、いずれかの出力信号を選択することができる。選択回路５３によって線形増幅回路５１を選択すれば、ＰＰＩスコープで対象物の存在する方位と距離を表示したり、対象物までの距離をリニア表示したりできる。選択回路５３は低域透過フィルタ４１の後段に配置して、非線形回路４２または線形増幅回路５１の入力段で選択する構成でもよい。
【００２９】
レベル変換回路４５から出力された直流信号の信号レベルの増幅度をパルス波ごと又は一定時間ごとに切り替えて、対象物の位置をＰＰＩスコープのような地図形式で表示し、かつ対象物との距離を数値で表示してもよい。
【００３０】
以上説明したように、線形増幅回路をさらに備えることで、パルス波レーダー装置から対象物までの距離に応じた距離分解能と、対象物までの距離のリニア表示と、を選択できるパルス波レーダー装置の提供が可能になる。
【００３１】
本発明に係るパルス波レーダー装置の他の実施形態を図７に示す。図７は、パルス波レーダー装置の構成を説明するブロック図である。図２に示すパルス波レーダー装置との違いは、ポスト増幅回路５２の設置である。ポスト増幅回路５２は混合回路３３の後段に配置される。ポスト増幅回路５２は、復調した受信パルス４ａを増幅する。基本動作は図２に示すパルス波レーダー装置と同様であるが、図７に示すパルス波レーダー装置では、混合回路３３で復調された受信パルス４ａの信号レベルを、信号レベルが低いときに大きな増幅度で、信号レベルが高いときに小さな増幅度で増幅することができる。
【００３２】
図８、図９を用いてポスト増幅回路５２の詳細な動作を説明する。図８、図９の各図は、ポスト増幅回路５２に入力された受信パルスと、ポスト増幅回路５２から出力される受信パルスを説明する図である。横軸は時間を表し、縦軸は信号電圧を表す。図８（１）はパルス波レーダー装置から短い距離にある対象物に反射したときの受信パルス４ａのパルス波形である。受信パルスが信号電圧Ａに達したタイミングをｔ８、パルス波形の中心でのタイミングをＴ８とする。
【００３３】
図８（２）はパルス波レーダー装置から長い距離にある対象物に反射したときの受信パルス４ａのパルス波形である。受信パルスが信号電圧Ａに達したタイミングをｔ９、パルス波形の中心でのタイミングをＴ９とする。受信パルスのピーク値の半分に達するレベルでタイミングを規定すると測定誤差は少なくなるが、通常は閾値となる信号電圧Ａは一定とせざるを得ないため、パルス高によって異なるタイミング測定誤差が発生してしまう。
【００３４】
図８（３）は、図８（１）に示した受信パルス４ａをポスト増幅回路５２で増幅した後のパルス波形である。受信パルスが信号電圧Ａに達したタイミングをｔ１８、パルス波形の中心でのタイミングをＴ１８とする。図８（４）は、図８（２）に示した受信パルス４ａをポスト増幅回路５２で増幅した後のパルス波形である。受信パルスが信号電圧Ａに達したタイミングをｔ１９、パルス波形の中心でのタイミングをＴ１９とする。
【００３５】
図９（１）は、図８（１）で示したパルス波形の中心でのタイミングＴ１と、図８（２）で示したパルス波形の中心でのタイミングＴ４と、が同時であるときに、図８（１）と図８（２）の各パルス波形を重ねあわせたパルス波形である。図３に示したように、測定される距離は、送信パルス１ａがＳ−Ｒフリップフロップ回路４４に入力されたタイミングｔ１と、受信パルス４ａがＳ−Ｒフリップフロップ回路４４に入力されたタイミングｔ４との時間差τから算出される。受信パルス４ａは対象物との距離が短いときに大きく、レーダー装置と対象物との距離が長いときに小さくなる。このため、図９（１）に示したように、パルス波形の中心でのタイミングＴ１とＴ４とが同時であっても、パルス波形の振幅により、信号電圧Ａに達するタイミングｔ１とｔ４に差が生じる。
このタイミングの差によって測定誤差に差異が生じることがある。
【００３６】
図９（２）はポスト増幅回路で受信パルスを増幅した後のパルス波形である。受信パルス４ａは、ポスト増幅回路５２によって、信号レベルが低いときに大きな増幅度で、信号レベルが高いときに小さな増幅度で増幅されている。これにより、受信パルス４ａのパルス波形の信号レベルを所定の範囲内とすることができる。この結果、受信パルス４ａのパルス波形の大小から生じる測定誤差の差異を減少させることができる。
【００３７】
以上説明したように、受信回路の出力が低いときに増幅度が大きくなり、受信回路の出力が高いときに増幅度が小さくなるポスト増幅回路をさらに備えることで、パルス波形から生じる測定距離の差異を減少させることができる。したがって、パルス波レーダー装置と短い距離にある対象物に対する距離分解能を向上し、かつ受信パルスのパルス波形の大小から発生する測定誤差の差異を減少させることができるパルス波レーダー装置を提供することが可能になる。
【００３８】
ポスト増幅回路５２は入力レベルに対して対数増幅特性を有することが好ましい。対数増幅特性を有する増幅回路は安定して動作させることができ、また、入手も容易である。対数増幅特性を有するので、信号レベルが高くなるにつれて、増幅度は対数的に小さくなる。したがって、パルス波レーダー装置と短い距離にある対象物に対する距離分解能を向上し、かつ受信パルスのパルス波形の大小から発生する測定誤差の差異を減少させることができるパルス波レーダー装置を提供することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のパルス波レーダー装置は、車両の衝突防止やオートクルーズを目的とした車載用装置に適用することができるほか、固定のパルス波レーダー装置としても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来のパルスレーダー装置で対象物までの距離に対するＡ／Ｄ変換回路入力信号レベルの例を説明するグラフである。
【図２】本発明に係るパルス波レーダー装置の実施形態の構成を説明するブロック図である。
【図３】レベル変換回路の動作を説明する図である。
【図４】非線形増幅回路の増幅特性の例である。
【図５】非線形増幅回路での信号レベルの増幅特性を説明する図である。
【図６】本発明に係る線形増幅回路を付加したパルス波レーダー装置の他の実施形態の構成を説明するブロック図である。
【図７】本発明に係るポスト増幅回路を付加したパルス波レーダー装置の他の実施形態の構成を説明するブロック図である。
【図８】ポスト増幅回路での受信パルスの増幅特性を説明する図である。
【図９】ポスト増幅回路での受信パルスの増幅特性を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  パルス発生回路
１２  発振器
１３  分配器
２１、３３  混合回路
２２  電力増幅回路
２３  送信アンテナ
３１  受信アンテナ
３２  前置増幅回路
３４  増幅回路
４１  低域透過フィルタ
４２  非線形増幅回路
４３  Ａ／Ｄ変換回路
４４  Ｓ−Ｒフリップフロップ回路
４６、４７、４８、４９  増幅特性
４５  レベル変換回路
５１  線形増幅回路
５２  ポスト増幅回路
５３  選択回路
ｔ１、ｔ４、ｔ８、ｔ９、ｔ１８、ｔ１９、Ｔ８、Ｔ９、Ｔ１８、Ｔ１９  タイミング
τ  時間幅
Ａ  信号電圧
１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、８ａ、９ａ、１ｂ、１ｃ、９ｂ、９ｃ  信号
【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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