(57)【要約】【課題】  直接波を有効に利用して、正常に動作しているか否かを容易に判定可能にする。【解決手段】  アンテナ８２が受信する信号は、アンテナ７２からの直接波とターゲット６２からの反射波との合成波となる。受信判定部６７は、システム制御部６４からの送信タイミングを表す出力と、比較器６６からの受信タイミングを表す出力とを入力する。さらに、比較器６８を設け、直接波受信タイミングを検出する。直接波は、送信用のアンテナ７２と受信用のアンテナ８２との間のアンテナ間距離で規定される時間だけ送信信号の送信開始時刻から遅れた時間から受信開始される。比較器６８は、直接波が規定されるタイミングで受信されるかを確認する。受信判定部６７では、比較器６８からの直接波受信タイミングで、正常な動作の確認を行う。【選択図】      図１
2005017290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の空間に向けて信号を送信する送信手段と、
周囲の空間から信号を受信する受信手段と、
パルス形状の信号を送信させるように送信手段を制御する送信制御手段と、
受信手段が受信する信号のレベルを検出する信号検出手段と、
送信手段と受信手段が正常に動作しているか否かを判定するために、受信した信号のレベルが第１の判定レベルを超えるタイミングが第１の期間内であるか否かを信号検出手段の検出結果および送信制御手段が送信手段にパルス形状の信号を送信するように制御したタイミングに基づいて判定する動作判定手段と
を備える送受信装置。
【請求項２】
前記送信制御手段は、複数回、所定の送信周期で前記パルス形状の信号を複数回送信させるよう前記送信手段を制御し、
前記動作判定手段は、該複数回の送信の検出結果に、統計処理を施す請求項１記載の送受信装置。
【請求項３】
受信信号のレベルが第１の判定レベルを超えるタイミングから第２の期間内、受信信号のレベルが第１の判定レベルと第２の判定レベルの間に留まっている時、前記動作判定手段は、送信手段および受信手段の動作は正常であると判定する
請求項１または２記載の送受信装置。
【請求項４】
受信信号のレベルが第１の判定レベルを超えると送信信号が法的規制外となるように第２の判定レベルは設定され、
第２の期間が経過する前に受信信号のレベルが第２の判定レベルを超える時、前記動作判定手段は、送信手段の送信を停止させる
請求項３記載の送受信装置。
【請求項５】
送信波を送信する送信手段と、
送信手段からの直接波とターゲットが存在する時に生成される反射波を含む波を受信する受信手段と、
パルス形状の送信波を送信するよう送信手段を制御する送信タイミングを生成する制御手段と、
制御手段から送信タイミングを入力され、
第１の期間内に、受信手段による受信波の強度が第１の判定レベルを超えたか否かを判定し、
第１の期間内に、受信波の強度が第１の判定レベルを超えた時、送信手段と受信手段が正常に動作していると判定する
判定手段と、
を備える送受信装置。
【請求項６】
第１の期間が経過するまで受信波の強度が第１の判定レベルより低い時、判定手段は送信手段と受信手段の少なくとも一方が正常に動作していないと判定する
請求項５記載の送受信装置。
【請求項７】
第１の期間の前または後で受信波の強度が第１の判定レベルを超える時、判定手段は送信手段と受信手段の少なくとも一方が正常に動作していないと判定する
請求項５または６記載の送受信装置。
【請求項８】
さらに、メモリーを備え、
制御手段は送信周期で送信タイミングを複数回生成し、
受信波の強度が第１の判定レベルを超える直接波受信タイミングを判定手段はメモリーに記憶し、
記憶した直接波受信タイミングに対して統計処理を行い、統計処理の結果に基づいて判定手段が受信波の強度が第１の期間内に第１の判定レベルを超えたか否か判定する
請求項５〜７のいずれかに記載の送受信装置。
【請求項９】
判定手段は、
受信波の強度が第１の判定レベルを超えたタイミングから受信波の強度が第２の判定レベルを超えたタイミングまでの時間を測定し、
測定した時間と第２の期間を比較し、
測定した時間が第２の期間より長い時、送信手段と受信手段が正常に動作していると判定する
請求項５〜８のいずれかに記載の受信装置。
【請求項１０】
受信波の強度が第１の判定レベルを超える時送信波の強度が法的規制外となるように、第２の判定レベルは設定され、
第２の期間が経過する前に受信波の強度が第２の判定レベルを超える時、判定手段が送信部の送信を停止する
請求項９記載の送受信装置。
【請求項１１】
信号を周囲の空間に送信する送信手段と周囲の空間から信号を受信する受信手段を備える送受信装置が正常に動作しているか否かを判定する動作判定方法であって、
送信手段にパルス形状の信号を送信させ、
受信手段によって受信された信号のレベルを判定レベルと比較し、
比較の結果と送信させたタイミングに基づいて、受信信号のレベルが判定レベルを超えたタイミングが所定の期間内であるか否かを判断し、
判断結果に基づいて送信手段と受信手段が正常に動作しているか否かを判定する
動作判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置など、周囲の空間に信号を送受信する送受信装置およびその動作判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーダ装置では、図１１に示すような基本構成を有する送信装置１から、周囲の空間に電磁波や音波などで信号を送信している。送信装置１は、たとえばアンテナ２からミリ波帯の高周波数で無線電波を送信する。アンテナ２に送信用の電力を与える送信部３は、高周波電力増幅用のＡＭＰ４と、変調器５および基準発振器６とを含む。変調器５は、基準発振器６で発生させる高周波信号を被変調信号として変調し、ＡＭＰ４に入力させる。変調器５に与える変調信号は、変調信号送信タイミング生成部７で発生する。
【０００３】
このような送信装置１を有するレーダ装置では、送信装置１から送信される信号に対する反射信号を受信するときに、送信信号と反射信号との時間差に基づいて反射を生じさせた対象物などまでの距離を算出する。レーダ装置として正常に動作しているか否かを判定するためには、送信装置１および受信装置が正常に動作していることが必要である。特に送信装置１は、送信信号の送信出力であるパワーが電波法などの規定内であることを確認することも必要である。
【０００４】
図１２は、送信パワーを判定可能な送信装置１１の概略的な構成を示す。送信装置１１は、図１１の送信装置１を基本として、送信部３とアンテナ２との間にカップラ１２を設け、送信電力をある決まった比で分岐する。分岐した送信電力は、ＭＩＸ１３で基準発振器６から発生される高周波信号と混合し、図示を省略している復調回路で変調信号に対応する信号が復調される。復調した信号のパワーをＡＤ変換１４によってアナログ／デジタル変換し、判定部１５で信号のパワーを判定する。判定部１５に入力する信号のパワーは、送信電力に対して一定の比となるので、この比に基づいて送信パワーを算出することができる。また、アナログの信号レベルを、比較器などで基準レベルと比較し、アナログ処理で送信パワーを判定することもできる。ただし、アンテナ２に達する前の送信電力をカップラ１２で分岐しているので、カップラ１２からアンテナ２への送信電力の系統に、接続異常などが生じていても判定することはできない。
【０００５】
図１３は、アンテナ２まで含めて動作特性を確認可能な送信装置２１の概略的な構成を示す。図１１の送信装置１と同様な構成に対して、受信用のアンテナ２２および受信部２３を設ける。受信部２３内には、高周波増幅用のＡＭＰ２４と混合用のＭＩＸ２５とを含む。ＭＩＸ２５は、ＡＭＰ２４から出力される高周波信号を、図１２のＭＩＸ１３と同様に基準発振器５からの高周波信号と混合し、取り出される信号は復調されてＡＤ変換１４および判定部１５に与えられる。この構成では、アンテナ２まで含めた正常動作の確認を行うことができるけれども、配置や実装等がより困難になる。たとえば、受信用のアンテナ２２は、送信用のアンテナ２から送信される信号のみを受信し、しかもレーダとして送信波を放射して探査を行う必要のある方向には邪魔にならないように配置する必要がある。レーダ装置としては、さらに受信装置も必要となるので、搭載部品が増え、コストが増加し、構成もより複雑になってしまう。
【０００６】
図１４および図１５は、一般的な送受信装置３１の概略的な構成を示す。前述の各構成に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。図１４は、基準発振器６を送信部３と受信部２３とで共用する送受信一体のシステム構成を有する送受信装置３１の構成を示す。送信部３の変調器５に与える変調信号の発生と、受信部２３のＭＩＸ２５から取り出される出力の判定とは、方式により必要な信号処理部等３２によって行う。図１５は、送受信別体でのシステム構成を有する送受信装置４１の構成を示し、方式により必要な送信信号処理部等４２から送信部３の変調器５に変調信号を与え、受信部４３にも基準発振器４４を設け、ＭＩＸ２５から取り出される出力の判定を方式により必要な受信信号処理部、検波部等４５によって行う。
【０００７】
送受信装置３１，４１では、たとえば周波数変調などで、送信信号を直接受信する周波数と受信信号の周波数が異なる場合など、直接波と反射波とをシステム上切り分け可能な方式をとる場合は、受信部２３，４３を利用して、送信部３を含めた動作の確認を行うことができる。ただし、パルス方式のレーダ装置など、同一の周波数の信号を一定時間にわたって送信し、その間に反射信号を受信する可能性がある場合は、反射波か直接波かを判定するための信号処理部や判定部を設ける必要がある。
【０００８】
図１６は、パルス方式のレーダ装置５１の概略的な構成を示す。レーダ装置５１は、送信用のアンテナ２から送信した信号がターゲット５２で反射するときに、受信用のアンテナ２２へはアンテナ２からの直接波とともに反射波が受信されるので、何らかの方法で切り分ける必要がある。アンテナ２から送信するパルス信号は、送信制御部５３で送信部３の変調器５に与える送信変調信号をパルス状にして生成する。送信制御部５３では、パルス状の変調信号を、システム制御部５４から与えられる送信タイミングに従って生成する。受信部２３のＭＩＸ２５から取り出される信号は、検波部５５による検波で復調し、比較器５６で所定の受信レベルに達する受信タイミングを検出する。受信判定部５７は、システム制御部５４からの送信タイミングを表す出力と、比較器５６からの受信タイミングを表す出力とを入力する。
【０００９】
レーダ装置５１でターゲット５２までの距離を測定する場合、送信動作としては、システム制御部５４で送信タイミングを生成し、送信制御部５３と受信判定部５７とに通知する。送信判定部５３では送信変調信号を生成し、変調器５で基準発振周波数に変調をかけてＡＭＰ４で増幅し、アンテナ２を介して空間に放射する。受信動作としては、アンテナ２２を介して受信した電波に基づく高周波信号をＡＭＰ２４で増幅し、ＭＩＸ２５で基準発振周波数との差周波数成分に分離する。この差周波数成分を検波部５５で受信強度を表す電圧に変換し、比較器５６で一定の電圧レベル以上で受信されたか判定し、受信判定部５７に受信タイミングとして送る。受信判定部５７では、システム制御部５４から送られてくる送信タイミングと、比較器５６から送られてくる受信タイミングとの時間差によって、１つのターゲット５２までの距離を判断する。
【００１０】
図１７は、（ａ）で送信波、（ｂ）で受信する直接波、（ｃ）で受信する反射波の関係を示し、（ｄ）でアンテナ２２以降で直接波と反射波とが合成されている状態を示す。図１７（ａ）に示すように、送信波は、時刻ｔ０から送信を開始し、時刻ｔ１０で送信を終了するようにパルス状に発生される。ただし、時刻ｔ０からｔ１０までの時間は、たとえばミリ波帯の高周波信号の周期に対しては長くなるので、実際の波形はバースト波となり、その包絡波形がパルス状となる。送信波の振幅は、アンテナ２からの送信機出力パワーによって規定される。図１７（ｂ）に示すように、直接波は、時刻ｔ１から受信され時刻ｔ１１に受信を終了する。時刻ｔ１とｔ０との時間差は、アンテナ２，２２間の送受信アンテナ間隔で決まる。受信信号の振幅は、アンテナ２，２２間の送受信アンテナ間隔やアンテナ利得パターン等によって決まる。図１７（ｃ）に示すように反射波が受信される場合、受信開始時刻ｔ２は、ターゲット５２の位置関係によって変動する。反射波の振幅も、ターゲット５２の反射強度や距離によって変動する。
【００１１】
図１７（ｄ）に示すように、合成波は、時刻ｔ１よりも少し遅れる時刻ｔ１ａに立ち上がり、時刻ｔ２よりも少し遅れる時刻ｔ２ｂにさらに立ち上がり、時刻ｔ１２よりも少し遅れる時刻ｔ１２ｂに立ち下がる。通常は、直接波の受信レベルを超えるレベルで受信される反射波を、受信判定レベルを超えるものとして、検波部５５および比較部５６で判定し、受信判定部５７に受信タイミングとして通知する。したがって、直接波は、本来、無いことが好ましい。直接波が無い場合は、直接波よりも受信レベルが低い反射波も利用することができ、ダイナミックレンジを大きく取ることができる。実際問題としては無くすことは不可能であり、判定可能な反射波の最低レベルを規定する要因となる。
【００１２】
図１８は、パルス方式のレーダ装置５１で送受信時間差を求める基本的な考え方を示す。図１８（ａ）は、図１７（ｄ）に示すような合成波を検波部５５で電圧変換した波形を示し、比較器５６では判定レベルを基準に比較を行い、図１８（ｂ）に示すような比較器出力が受信タイミングを表す。図１８（ｃ）は、送信制御部５３による送信タイミングを示す。図１８（ｄ）は、送受信時間差を示し、この送受信時間差からターゲット５２までの距離を算出する。
【００１３】
なお、不要な直接波を、有線で入力する送信出力に基づいて抑圧する技術も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【００１４】
【特許文献１】特開平５−３４１０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
レーダ装置のような送信と受信とを同時に行う送受信装置では、送信波を直接受信してしまうことが避けられない。特許文献１のように直接波を抑圧することは可能であっても、搭載部品やコストが増加して、構成も複雑になってしまう。
【００１６】
本件発明者は、このような直接波の受信を有効に利用し、送受信装置がシステムとして正常に動作しているか判断することができると考えた。
【００１７】
本発明の目的は、直接波を有効に利用して、正常に動作しているか否かを容易に判定可能な送受信装置およびその動作判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の観点によれば、送受信装置は送信手段と、受信手段と、送信制御手段と、信号検出手段と、動作判定手段を備える。送信手段は周囲の空間に向けて信号を送信する。受信手段は周囲の空間から信号を受信する。送信制御手段はパルス形状の信号を送信させるように送信手段を制御する。信号検出手段は受信手段が受信する信号のレベルを検出する。動作判定手段は、送信手段と受信手段が正常に動作しているか否かを判定するために、受信した信号のレベルが第１の判定レベルを超えるタイミングが第１の期間内であるか否かを信号検出手段の検出結果および送信制御手段が送信手段にパルス形状の信号を送信するように制御したタイミングに基づいて判定する。
【００１９】
送信手段から直接送信された信号をターゲットで反射された信号よりも低いレベルで受信手段が受信するように、受信手段が指向性を有していてもよい。この場合、たとえ受信手段が送信手段から直接送信された信号を受信したとしても、直接信号のレベルが反射信号のレベルより低いので、直接信号は反射信号をマスクしない。
【００２０】
また、ターゲットまでの距離より送信手段−受信手段間の距離の方が十分に短いので、受信手段が直接信号を受信する時間と反射信号を受信する時間には時間差が生じる。このため、周囲の空間に送信信号を反射する対象物（ターゲット）が存在しても、直接信号と反射信号を時間差で切り分けることができる。動作判定手段は直接信号を用いて、送受信装置が正常に動作しているか否かを判定することができる。
【００２１】
本発明の第２の観点によれば、前記送信制御手段は、複数回、所定の送信周期で前記パルス形状の信号を複数回送信させるよう前記送信手段を制御する。前記動作判定手段は、該複数回の送信の検出結果に、統計処理を施す。
【００２２】
統計処理が判定精度を高めるため、動作判定手段は送受信装置が正常に動作しているか否かをより確実に判定することができる。
【００２３】
本発明の第３の観点によれば、受信信号のレベルが第１の判定レベルを超えるタイミングから第２の期間内、受信信号のレベルが第１の判定レベルと第２の判定レベルの間に留まっている時、前記動作判定手段は、送信手段および受信手段の動作は正常であると判定する。
【００２４】
なお、送信手段から受信手段に直接入力される信号のレベルは、送信手段での送信出力と対応している。
【００２５】
本発明の第４の観点によれば、受信信号のレベルが第１の判定レベルを超えると送信信号が法的規制外となるように第２の判定レベルは設定されている。第２の期間が経過する前に受信信号のレベルが第２の判定レベルを超える時、前記動作判定手段は、送信手段の送信を停止させる。
【００２６】
ターゲットでの反射信号は第２の期間が経過した後に受信手段に到達すると期待されている。このため、第２の期間が経過する前に受信信号のレベルが第２の判定レベルとを超えると、直接信号のレベル（すなわち送信部の送信出力）が不意に法的規制範囲を超えて増大していることとなる。動作判定手段は送信手段の送信を停止する。このように、第４の観点の送受信装置は法的規制範囲を超えた出力の送信信号の送信を速やかに停止することができる。
【００２７】
本発明の第５の観点によれば、動作判定方法は信号を周囲の空間に送信する送信手段と周囲の空間から信号を受信する受信手段を備える送受信装置が正常に動作しているか否かを判定する。動作判定方法は、送信手段にパルス形状の信号を送信させ、受信手段によって受信された信号のレベルを判定レベルと比較し、比較の結果と送信させたタイミングに基づいて、受信信号のレベルが判定レベルを超えたタイミングが所定の期間内であるか否かを判断し、判断結果に基づいて送信手段と受信手段が正常に動作しているか否かを判定する。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように本発明によれば、周囲の空間に向けて信号を送信する送信部と、周囲の空間から信号を受信する受信部とを備える送受信装置で、送信部から受信部に直接受信される信号は、送信部から送信される信号に対する反射信号が受信されると予想されるタイミングよりも前から受信を開始させることができる。周囲の空間に送信信号を反射する対象物が存在しても、送信されたパルス状の信号が到着して反射され、反射信号として受信されるまでに、送信信号を直接受信する信号と、時間差で切り分けて、直接受信する信号によって、送受信装置が正常に動作していることを判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明の実施の一形態である送受信装置としてのレーダ装置６１の概略的な電気的構成を示す。レーダ装置６１は、周囲の空間に電波を放射し、ターゲット６２で反射する反射波を受信する。送信する信号は、送信制御部６３が生成する送信変調信号に基づいてパルス状となる。レーダ装置６１がパルス方式でターゲット６２の探査を行うのであれば、本来の構成のまま使用することができる。レーダ装置６１がパルス方式ではない他の方式でターゲット６２の探査を行う場合も、動作の確認のみパルス方式に切り換えて、正常な動作を行っているか否かを判定することができる。
【００３０】
送信のタイミングは、システム制御部６４によって決定される。受信のタイミングを決定するために、検波部６５、反射波受信タイミングを検出するための比較器６６、受信判定部６７、および直接波受信タイミングを検出するための比較器６８を設ける。
【００３１】
送信用のアンテナ７２から送信波を送信させるように、送信部７３には、ＡＭＰ７４、変調器７５および基準発振器７６が含まれる。基準発振器７６で生成する基準発振信号を、変調器７５に被変調信号として入力し、送信制御部６３からの送信変調信号によって変調して、ＡＭＰ７４で電力増幅してアンテナ７２に与える。アンテナ７２から送信された信号がターゲット６２で反射するときに、受信用のアンテナ８２へはアンテナ７２からの直接波とともに反射波が受信される。アンテナ７２から送信するパルス状の送信信号は、送信制御部６３で送信部７３の変調器７５に与える送信変調信号に基づいて生成される。送信制御部６３では、パルス状の送信変調信号を、システム制御部６４から与えられる送信タイミングに従って生成する。
【００３２】
アンテナ８２が受信する信号は、受信部８３のＡＭＰ８４で増幅され、ＭＩＸ８５で基準発振信号と混合し、ＭＩＸ８５から取り出される信号を、検波部６５による検波で復調し、比較器６６で所定の受信レベルに達する反射波受信タイミングを検出する。受信判定部６７は、システム制御部６４からの送信タイミングを表す出力と、比較器６６からの受信タイミングを表す出力とを入力する。さらに、比較器６８を設け、直接波受信タイミングを検出する。直接波は、送信用のアンテナ７２と受信用のアンテナ８２との間のアンテナ間距離で規定される時間だけ送信信号の送信開始時刻から遅れた時間から受信開始される。比較器６８は、直接波が規定されるタイミングで受信されるかを確認する。受信判定部６７では、システム制御部６４から送られてくる送信タイミングと、比較器６６から送られてくる反射波受信タイミングとの時間差によって、１つのターゲット６２までの距離を判断する。また、比較器６８からの直接波受信タイミングで、受信判定部６７はレーダ装置６１の動作の確認を行う。
【００３３】
図２は、（ａ）でアンテナ８２以降で直接波と反射波とが合成されている状態を示す。この合成波は、基本的に図１８（ａ）と同等である。ただし、図１８（ａ）の判定レベルに相当する反射波判定レベルを比較器６６に設定するとともに、比較器６８には、反射波判定レベルよりも低い直接波判定レベルを設定する。反射波判定レベルは、正常な動作状態で直接波が到達しないレベルに設定する。図２（ａ）に示すように、合成波は、時刻ｔ２１から立ち上がって、時刻ｔ２２には直接波判定レベルに達し、さらに時刻ｔ２３で反射波判定レベルに達する。反射波の受信が終了している時刻ｔ３１で反射波判定レベルよりも低下し、時刻ｔ３２では直接波判定レベルよりも低下する。
【００３４】
図２（ｂ）は、反射波受信タイミングを示す。時刻ｔ２３からｔ３１までの期間、合成波が反射波判定レベルを超えていると比較器６６が検出する。図２（ｃ）は送信タイミングを示す。時刻ｔ２０から送信を開始し、時刻ｔ３０まで、バースト状に高周波信号を送信する。図２（ｄ）は送信波と反射波との時間差を示し、この時間差がレーダ装置６１からターゲット６２までの距離に対応する。図２（ｅ）は、直接波受信タイミングとして、比較器６８が検出する期間を示す。この期間は、図２（ａ）で合成波が直接波判定レベルを超えている期間となる。図２（ｆ）は直接波に対する送受信時間差を示す。この時間差は、前述のように、送信アンテナ７２、受信アンテナ８２間の距離に対応する。
【００３５】
なお、時刻ｔ２０から時刻ｔ３０までの充分に短い期間発生されるパルス状の信号ではあっても、たとえばミリ波帯の高周波信号の周期に対しては長くなるので、実際の波形はバースト波となることはもちろんである。
【００３６】
図３は、図１のレーダ装置６１の動作が正常であるか否かを判定する概略的な手順を示す。ステップａ０から手順を開始する。アンテナ７２がシステム制御部６４によって生成された送信タイミングに従ってパルス状の信号を送信する。ステップａ１で、受信判定部６７がシステム制御部６４から送信タイミングを受信すると、受信判定部６７はタイマー（図示せず）をオンする。そして、アンテナ８２は信号を受信する。ステップａ２で、受信判定部６７は比較器６６，６８からの出力を受信する。ステップａ３では、受信判定部６７が比較器６８から直接波受信タイミングを受信したか否かを判断する。すなわち、合成波が直接波判定レベルを超えているか否かを判断する。超えていれば、ステップａ４へ進む。超えていなければ、ステップａ６へ進む。
【００３７】
ところで、アンテナ７２とアンテナ８２の距離はわかっている。このため、直接波がアンテナ７２とアンテナ８２の間を伝搬する時間もわかっていることとなる。受信判定部６７がその間に比較器６８から直接波受信タイミングを受信すると期待される所定の期間を受信判定部６７は記憶している。具体的には、受信判定部６７は図２（ｇ）に示される時間ｔａ，ｔｂを記憶している。ここで、図２（ｇ）の時間ｔａ，ｔｂは受信判定部６７が送信タイミングを受信する時間ｔ２０から測定される。
【００３８】
ステップａ４では、受信判定部６７が直接波受信タイミングを時間ｔａと時間ｔｂの間の所定の期間内に受信したか否かを、タイマーに基づいて判断する。所定の期間内に受信した場合にはステップａ５へ進み、レーダ装置６１は正常に動作していると判定する。そうでなければ、レーダ装置６１は異常信号を発信しており、正常に動作していないとステップａ７で判定する。ステップａ５またはステップａ７の後、ステップａ８に進み手続きは終了する。
【００３９】
ステップａ６では、タイマーが時間ｔｂより前の時刻を示しているか否かを判断する。もし時間ｔｂより前であれば、ステップａ２へ戻る。そうでなければアンテナ８２が送信タイミングから時間ｔｂまでに直接波を受信していないので、ステップａ７でレーダ装置６１は正常に動作していないと判定する。
【００４０】
すなわち、本実施形態のレーダ装置６１は、周囲の空間に向けて信号を送信する送信部７３と、周囲の空間から信号を受信する受信部８３とを備える送受信装置である。受信部８３は、送信部７３が正常な動作状態のときに送信される信号を、その信号に対する反射信号を受信するレベルとして期待される反射波判定レベルよりも低い予想レベルで受信するように設定されている。送信部７３からパルス状の信号の送信を行わせるように制御する送信制御手段である送信制御部６３と、受信部８３が受信する信号のレベルを検出する信号検出手段である比較器６８と、信号検出手段による検出結果に応答し、送信制御手段が送信部７３からパルス状の信号を送信するように制御するタイミングに基づき、信号のレベルが判定レベルを超えるとして検出されるタイミングが、送信部７３から送信される信号に対する反射信号が受信されると予想されるタイミングよりも前であれば、その信号は送信部７３から送信される信号を直接受信部８３で受信する信号であって、送信部７３および受信部８３の動作は正常であると判定する動作判定手段である受信判定部６７とを含む。
【００４１】
受信部８３は、アンテナ８２の向きなどを調整して、送信部７３が正常な動作状態のときに送信される信号を、送信信号に対する反射信号を受信するレベルとして期待されるレベルよりも低い予想レベルで受信するように設定されるので、送信信号を直接受信してもその信号レベルである予想レベルは反射信号が受信されると期待されるレベルよりも低く、予想レベルよりも高い反射信号を受信する障害とはならない。周囲の空間に送信信号を反射するターゲット６２などの対象物が存在しても、送信されたパルス状の信号が到着して反射され、反射信号として受信されるまでに、送信信号を直接受信する信号と、時間差で切り分けて、直接受信する信号によって、送受信装置が正常に動作していることを判定することができる。
【００４２】
なお、比較器６６，６８に代えてたとえばＡＤ変換器を用い、受信判定部６７で反射波受信タイミングと直接波受信タイミングを同時に判定することもできる。しかしながらこの場合は受信判定部６７の処理負荷が大きくなってしまう。
【００４３】
第２の実施形態は、複数回パルス状の信号を送信し、受信する信号に統計処理を加えてレーダ装置が正常に動作しているか否か判定する考え方を採用している。図４Ａ（ａ）は送信波、図４Ａ（ｂ）は反射波、図４Ａ（ｃ）は直接波、図４Ａ（ｄ）は合成波を示し、図４Ｂ（ｅ）は図４Ａ（ｄ）の一部の拡大図である。パルス方式のレーダ装置では、一定の周期で送信を繰り返される。具体的には、図４Ａ（ａ）のように送信周期Ｔでパルス送信が繰り返される。ただし、次のパルス状の信号が時刻ｔ４０で開始されてから、前の周期の時刻ｔ２０からｔ３０で送信された信号に対する反射信号が受信される場合もあり得る。このように送信周期を超えて反射波が返って来ると、期待しないタイミングで合成波を判定する必要がある。図４Ａでは、時間ｔ２０からｔ３０の送信波に起因する反射波が直接波の大半をマスクしている。このため、第１の実施形態のレーダ装置６１を用いると、比較器６６は図４Ｂ（ｅ）の点Ａを直接波受信タイミングと判断してしまう。しかし、点Ａは時間ｔａより前なので、図３のステップａ７で第１の実施形態のレーダ装置６１は正常に動作していないと判断される。反射波の予期せぬ遅延は正しくない判断を生じてしまう。このような場合、得られた直接波受信タイミングに対する統計処理は、レーダ装置が正常に動作しているか否か判断するのに効果的である。この統計処理について以下に詳細に述べる。
【００４４】
図５は、本実施形態のレーダ装置９１の概略的な構成を示す。本実施形態で、図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付して示し、重複する説明を省略する。レーダ装置９１では、繰り返して送信するようにシステム制御部９４から送信タイミングを送信制御部６３に与える。ＡＤ変換部９６は所定の間隔Δｔ毎に（図４Ｂ（ｅ）、図１９参照）検波部６５によって復号される受信信号をアナログ電圧からデジタル値に変換する。受信判定部９７は、各送信タイミングのＡＤ変換されたデジタル値を、メモリ９８に記憶してもよい。
【００４５】
図６は、第２の実施形態での概略的な判定手順を示す。ステップｂ０から手順を開始し、ステップｂ１では送信の繰り返し回数ｎが設定される。ステップｂ２では、以下に説明する直接波の受信処理を行う。システム制御部９４から送信タイミングを受信すると、受信判定部９７はＡＤ変換部９６から提供されるデジタル値と直接波判定レベルの比較を始める。デジタル値が直接波判定レベルを超えたと判定すると、受信判定部９７は時間ｉ（ｉ×Δｔ）をメモリ９８に記憶する。図４Ｂ（ｅ）、図１９はそれぞれ図４Ａ（ｄ）、図２（ａ）の拡大図である。たとえば、受信判定部９７は図４Ｂ（ｅ）では時間“２”を、図１９では時間“５”をメモリ９８に記憶する。ステップｂ３では、ステップｂ２がｎ回行われたか判断する。まだ終了していないときには、ステップｂ２に戻る。
【００４６】
ステップｂ３でステップｂ２がｎ回繰り返されたと判断されると、ステップｂ４で統計処理を行う。具体的には、受信判定部９７が図７のような度数分布を作成する。図７の縦軸は回数であり、横軸は時間である。そして、ステップｂ５で度数分布のピーク位置が時間ｔａと時間ｔｂの間の所定の時間内にあるか否かを判断する。図７の場合、度数分布は時間“５”（５×Δｔ）でピークを取っている。ステップｂ５の判断がｙｅｓであれば、受信判定部９７はステップｂ６でレーダ装置９１が正常に動作していると判断する。もしｎｏであれば、受信判定部９７はステップｂ７でレーダ装置９１が正常に動作していないと判断する。そしてステップｂ８で手順を終了する。
【００４７】
すなわち第２の実施形態では、送信制御部６３は、システム制御部９４からの送信タイミングに従って、送信部７３からｎ回、送信周期Ｔでパルス状の信号送信を行わせるように制御する。受信判定部９７は、ｎ回の直接波検出結果に、統計処理を施す。図７では、送信周期Ｔを超えて返ってくる反射波の影響が見られるが（時間“１”〜時間“３”）、時間“５”でのピークは明確に求められる。このため、何らかの理由により１、２回反射波の遅延が生じたとしても（たとえば、車両から遠方にあるビルによる送信波の反射など）、受信判定部９７は高い精度でレーダ装置９１が正常に動作しているか否かを判定できる。
【００４８】
図８は、本発明の第３の実施形態のレーダ装置１０１の概略的な構成を示す。本実施形態で図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付して、重複する説明は省略する。本実施形態では、受信判定部１０７は、直接波判定レベルを上限と下限とに分けて設定する（すなわち、直接波判定レベルＨと直接波判定レベルＬ）。レーダ装置１０１は直接波判定レベルＬ、Ｈと検波部６５により復号された信号をそれぞれ比較する比較器１０８，１０９を備える。
【００４９】
図９は、図８の動作波形を示す。図９（ａ）は、検波部６５で電圧変換された合成波を示す。図９（ｂ）は、比較器６６からの出力を示す。合成波が反射波判定レベルを超えていると、比較器６６はＯＮ信号を出力する。図９（ｃ）は、システム制御部６４による送信タイミングを示す。時刻ｔ４０で送信を開始し、時刻ｔ５０で送信を終了する。図９（ｄ）は、送信タイミングと反射波受信タイミングの時間差を示す。図９（ｅ）は、比較器１０８からの出力を示す。合成波が直接波判定レベルＬを超えていると、比較器１０８はＯＮ信号を出力する。図９（ｆ）は、比較器１０９の出力を示す。合成波が直接波判定レベルＨを超えていると、比較器１０９はＯＮ信号を出力する。図９（ｇ）は、直接波判定レベルＬに基づく送信タイミングと直接波受信タイミングの時間差を示す。図９（ｈ）は、直接波判定レベルＨに基づく送信タイミングと直接波受信タイミングの時間差を示す。
【００５０】
図２０はレーダ装置１０１が正常に動作しているか否かを判定する手順を示している。手順はステップａ０から始まる。ステップａ１で、受信判定部１０７がシステム制御部６４から送信タイミングを受信すると、受信判定部１０７はタイマー（図示せず）をオンする。そして、アンテナ８２は信号を受信する。受信判定部１０７はステップａ２で比較器６６，１０８，１０９からの出力を受信する。ステップａ１１で受信判定部１０７が比較器１０８から直接波受信タイミングを受信したか否かを判定する。すなわち、合成波が直接波判定レベルＬを超えているか否かを判定する。ステップａ１１での判定がＹｅｓであれば、手順はステップａ１２に進む。もしＮｏであれば、手順はステップａ１５に進む。第１の実施形態と同様に、受信判定部１０７はあらかじめ時間ｔａ，ｔｂを記憶している。
【００５１】
ステップａ１２で、タイマーに基づいて受信判定部１０７が時間ｔａと時間ｔｂの間の所定の期間内に直接波受信タイミングを比較器１０８から受信したか否かを判定する。もしＮｏであれば、レーダ装置１０１は異常な信号を発しており、このためステップａ１６で正常に動作していないと判断される。もしステップａ１２でｙｅｓであれば、受信判定部１０７は所定の期間ΔｔＨＬと比較器１０８による直接波受信タイミングと比較器１０９による直接波受信タイミングの時間差αを比較する（ステップａ１３）。すなわち、ΔｔＨＬ＜αであるか否かを判定する。ターゲット６２はアンテナ７２，８２間の距離に比べると十分に車両から遠いので、反射波は直接波に対して少なくともΔｔＨＬは遅れる。しかし、たとえば、図４のように反射波が送信周期Ｔを超えて返ってきて、直接波をマスクする場合、図２２（ａ）のようにαはΔｔＨＬより短くなる。この場合、ステップａ１３での判定はＮｏとなり、手順はステップａ１に戻る。一方、ステップａ１３でｙｅｓであれば、レーダ装置１０１は正常に動作しているとステップａ１４で判断される。
【００５２】
ステップａ１１でＮｏであれば、手順はステップａ１５に進む。ステップａ１５，ａ１６はステップａ６，ａ７と同じである。ステップａ１４またはａ１６の後に、手順はステップａ１７で終了する。
【００５３】
図１０は、反射波を受信しない場合の図８の動作波形を示す。図１０（ａ）は、合成波を検波部６５で電圧変換した結果を示す。直接波判定レベルＬは下限、直接波判定レベルＨは上限となる。図１０（ｂ）は、比較器６６からの出力を示す。図１０（ｃ）は、送信変調信号によって示される送信タイミングを示す。時刻ｔ４０で送信を開始し、時刻ｔ５０で送信を終了する。図１０（ｄ）は、反射波についての送受信時間差を示す。図１０（ｅ）は、直接波判定レベルＬと信号レベルとを比較する比較器１０８からの出力を示す。ｔ４１からｔ５１まで直接波判定レベルＬを超えている期間を示す。図１０（ｆ）は、比較器１０９によって、合成波が直接波判定レベルＨを超えている期間である。図１０（ｇ）は、直接波判定レベルＬに基づく送受信時間差を示す。図１０（ｈ）は、直接波判定レベルＨに基づく送受信時間差を示す。
【００５４】
なお、本実施形態でも、比較器６６，１０８，１０９で判定レベルと比較する代わりにＡＤ変換を行い、受信判定部１０７にデジタル値を入力することもできる。受信判定部１０７は、統計処理を行い判定精度を高めてもよい。変形例では、第２の実施形態のように受信判定部１０７はパルス状信号の送信をｎ回繰り返す。受信判定部１０７はデジタル値から得られる各αをメモリ（図示せず）に記憶する。そして、受信判定部１０７はαの平均値を算出し、αの平均値とΔｔＨＬを比較する。ΔｔＨＬ＜αであれば、レーダ装置１０１は正常に動作していると判定する。一方、ΔｔＨＬ≧αであれば、合成波は図２２（ａ）か図２２（ｂ）の波形を有すると判断される。しかし、図２２（ａ）の波形は反射波が送信周期Ｔを超えて返ってくる時に生じ、ｎ回連続して生じることはない。よって、この場合、合成波は図２２（ｂ）に示される波形をとることとなる。すなわち、直接波が直接波判定レベルＨよりも大きいということになる。直接波判定レベルＨが出力変動の法定上限に設定されている場合、レーダ装置１０１は速やかに送信部７３を停止させる。変形例によれば、レーダ装置１０１は確実に出力変動の法定上限を遵守することができる。
【００５５】
また本発明は、実施の各形態のように、レーダ装置ばかりではなく、無線通信機など、他の送受信装置に同様に適用することができる。また、無線電波を送受信するばかりではなく、光や音波を送受信する場合も、同様に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の一形態であるレーダ装置６１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１のレーダ装置６１の主要部分の動作を示すタイムチャートである。
【図３】図１のレーダ装置６１で動作が正常か否かの判定を行う概略的な手順を示すフローチャートである。
【図４Ａ】本発明の実施の他の形態での動作を示すタイムチャートである。
【図４Ｂ】本発明の実施の他の形態での動作を示すタイムチャートである。
【図５】図４の動作を行うレーダ装置９１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】図５のレーダ装置９１で動作が正常か否かの判定を行う概略的な手順を示すフローチャートである。
【図７】図５のレーダ装置９１での統計処理結果の例を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施のさらに他の形態であるレーダ装置１０１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図９】図８のレーダ装置１０１の主要部分の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】図８のレーダ装置１０１の主要部分の動作を示すタイムチャートである。
【図１１】従来からの送信装置１の概略的な基本構成を示すブロック図である。
【図１２】従来からの送信装置１１での出力確認のための構成を示すブロック図である。
【図１３】従来からの送信装置２１での出力確認のための構成を示すブロック図である。
【図１４】従来からの送受信装置３１の概略的な構成を示すブロック図である。
【図１５】従来からの送受信装置４１の概略的な構成を示すブロック図である。
【図１６】従来からのパルス方式のレーダ装置５１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６で処理する信号を示すタイムチャートである。
【図１８】図１６で処理する信号を示すタイムチャートである。
【図１９】図２（ａ）の拡大図である。
【図２０】第３の実施形態のレーダ装置１０１が正常に動作しているか否かを判定する手順である。
【００５７】
【図２１】図９（ａ）の拡大図である。
【図２２】図２２（ａ）はαがΔｔＨＬより短い例を示している。図２２（ｂ）は合成波が直接波判定レベルＨを超えて線形に増加している例を示している。
【符号の説明】
【００５８】
６１，９１，１０１  レーダ装置
６２  ターゲット
６３  送信制御部
６４，９４  システム制御部
６５  検波部
６６，６８，１０８，１０９  比較器
６７，９７，１０７  受信判定部
７２，８２  アンテナ
７３  送信部
８３  受信部
９６  ＡＤ変換
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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