(57)【要約】【課題】  極めて簡便な構成及び処理のもとに、送信されたパルス波のパルス幅よりも短時間で受信するパルス波を検出することができるパルスレーダ装置を提供する。【解決手段】  パルスレーダ装置は、パルス変調を施した第１のパルス波を成分として含む信号を送信し、この送信された第１のパルス波を成分として含む信号と、当該第１のパルス波を成分として含む信号所定の測定対象物ＯＢによって反射されることによって生成された第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号を受信する。そして、パルスレーダ装置は、第１のパルス波及び第２のパルス波を成分として含む信号に対して微分回路１９によって時間微分を施し、この時間微分が施された信号に基づいて、第１のパルス波と第２のパルス波との時間差を示すパルス幅を有する信号を信号処理部２１によって生成する。【選択図】  図１
2005227157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス変調を施した第１のパルス波を成分として含む信号を送信する送信手段と、
上記送信手段によって送信された上記第１のパルス波を成分として含む信号と、当該第１のパルス波を成分として含む信号が所定の測定対象物によって反射されることによって生成された第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号を受信する受信手段と、
上記受信手段によって受信された上記第１のパルス波及び上記第２のパルス波を成分として含む信号に対して時間微分を施す微分手段と、
上記微分手段によって時間微分が施された信号に基づいて、上記第１のパルス波と上記第２のパルス波との時間差を示すパルス幅を有する信号を生成する信号処理手段とを備えること
を特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
上記受信手段は、上記送信手段によって送信されて上記測定対象物へと到達することなく直接回り込んできた上記第１のパルス波を成分として含む信号と、上記第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号を受信し、
上記微分手段は、上記受信手段によって受信された上記第１のパルス波を成分として含む信号と上記第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号に対して時間微分を施すことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
上記送信手段は、上記第１のパルス波を成分として含む信号を上記受信手段へと分配する分配手段を有し、
上記受信手段は、上記第１のパルス波を成分として含む信号と、上記第２のパルス波を成分として含む信号とを合成する合成手段を有し、
上記微分手段は、上記合成手段によって合成されて得られた上記第１のパルス波を成分として含む信号と上記第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号に対して時間微分を施すことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項４】
上記送信手段は、
搬送波として送信及び受信のそれぞれに供する所定の周波数及び振幅を有する局部発振信号に対してパルス変調を施すために供する所定の周波数及び振幅からなる送信パルス信号を生成するパルス生成手段と、
上記局部発振信号に対して上記パルス生成手段によって生成された上記送信パルス信号によってパルス変調を施す送信スイッチとを有し、
上記受信手段は、上記第１のパルス波を成分として含む信号と上記第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号と、上記局部発振信号とに基づいて、受信パルス信号を復調する復調手段を有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】
上記送信手段、上記受信手段、上記微分手段、及び上記信号処理手段は、一体的なモジュールとして構成されていることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項６】
上記送信手段は、上記第１のパルス波を成分として含む信号を電波として送信する送信アンテナを有し、
上記受信手段は、少なくとも上記第２のパルス波を成分として含む電波としての信号を受信する受信アンテナを有することを特徴とする請求項５記載のレーダ装置。
【請求項７】
パルス変調を施した信号を送受信することによって上記測定対象物までの距離を計測する用途に用いられることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス変調を施した信号を送受信するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば車両等に搭載することを目的とし、所定の正弦波に対してパルス変調を施した信号を送受信することによって所定の測定対象物までの距離を計測するパルスレーダ装置が提案されている。
【０００３】
この種のパルスレーダ装置は、局部発振器によって発振された所定の周波数及び振幅を有する正弦波からなる局部発振信号を、分配器を介して送信スイッチと受信ミキサとに供給する。そして、パルス生成器によって生成された送信パルス信号に基づいて、送信スイッチをオン／オフすることにより、分配器によって電力が分配された局部発振信号に対してパルス変調を施し、得られた送信パルス変調信号を、送信アンテナを介して電波として送信する。このようにして送信アンテナから放射された送信パルス変調信号は、測定対象物によって反射され、受信アンテナによって受信される。
【０００４】
一方、前記パルスレーダ装置では、受信アンテナによって受信信号を受信すると、高周波の受信信号と分配器によって電力が分配された局部発振信号とを受信ミキサによって混合することにより、高周波成分を除去し、受信パルス信号を復調する。そして、パルスレーダ装置は、復調した受信パルス信号が微弱であることから、これを低雑音増幅器によって増幅し、振幅が大きい受信パルス信号を生成する。
【０００５】
ここで、受信信号は、測定対象物によって反射された反射波と、当該測定対象物へと到達することなく受信アンテナへと直接回り込んできた漏洩波とが重畳したものである。したがって、受信パルス信号は、反射波に基づく反射パルス波と、漏洩波に基づく送信パルス波とが重畳したものとなり、測定対象物までの距離に比例して、当該反射パルス波が当該送信パルス波から所定の遅延時間だけずれたものとなる。このように、パルスレーダ装置は、反射パルス波が、送信パルス波に対して測定対象物までの距離に比例して遅延することを利用して、送信パルス波と反射パルス波とを比較してその遅延時間を計測することにより、当該測定対象物までの距離を計測することができる。
【０００６】
ところで、この種のパルスレーダ装置は、測定対象物が近距離に存在し、送信された送信パルス波のパルス幅よりも短時間で反射パルス波を受信するような場合には、これら送信パルス波と反射パルス波とを分離することが困難であり、距離を計測することが不可能となる。
【０００７】
ここで、送信パルス波のパルス幅は、送信パルス信号を生成するパルス生成器のＩＣ（Integrated Circuit）速度による。したがって、送信パルス波のパルス幅よりも短時間で反射パルス波を受信することを想定し、予め短いパルス幅を生成することができれば問題はない。しかしながら、これを実現するには、高価なパルス生成器を用いる必要があり、コストの高騰を招来するという問題がある。
【０００８】
したがって、パルス生成器を汎用のＩＣを用いて作製するのが、コストの観点から望ましい。しかしながら、汎用のＩＣを用いた場合には、パルスの立ち上がり部分のみならず立ち下がり部分も速くすることが困難であり、そのまま用いることは現実的ではない。
【０００９】
このような近距離計測の問題の解決を図る試みとして、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載された技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−１６６０４５号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５３０２号公報
【００１０】
具体的には、特許文献１には、周期的な運動をしながらパルス波を送受信するためのアンテナによって受信した目標物からの反射波のドップラ成分を位相同期検波によって検出し、送信パルスの立ち上がりから検出したドップラ成分の発生までの時間を計測し、この計測した時間に基づいて目標物までの距離を計測するパルス波による距離計測装置が開示されている。これにより、この距離計測装置は、送信パルス波の時間幅内の近距離においても距離計測を行うことができるとしている。
【００１１】
また、特許文献２には、送信された電波が物体に反射した反射波を受信し、その受信信号の複数の立ち上がり部分を抽出し、この抽出結果に基づいて、送信から受信までの時間間隔を測定し、この時間間隔データから物体の存在の有無を判定し、物体が存在する場合には、その物体までの距離を算出するパルスレーダ装置が開示されている。特に、このパルスレーダ装置は、所定周期の繰り返し波形を発生し、受信信号の立ち上がり部分の抽出結果に基づいて繰り返し波形を取り込み、その取り込み結果を時間に変換することにより、送信から受信までの時間間隔を測定するものである。これにより、このパルスレーダ装置は、近距離において、送信及び受信のアイソレーションが悪く、受信信号にいわゆる漏れ込み信号が含まれていても、正確に物体を検出して距離を計測することができるとしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上述した特許文献１及び特許文献２に記載された技術をはじめとする従来のパルスレーダ装置は、送信された送信パルス波のパルス幅よりも短時間で受信する反射パルス波を検出するために、極めて複雑な構成や処理を強いられるという問題がある。
【００１３】
例えば、特許文献１に記載された距離計測装置は、アンテナの電波放射部を所定の半径で回転運動させることにより、目標物からの反射信号にドップラ成分を発生させることから、アンテナ駆動用の特殊な機構が必要となるとともに、ドップラ成分を検出するための処理が必要となっていた。
【００１４】
また、特許文献２に記載されたパルスレーダ装置は、受信信号の立ち上がり部分の抽出には微分回路等の比較的簡便な構成を用いているものの、送信開始から電圧値が線形的に減少する繰り返し波形を発生し、受信信号の立ち上がり部分を抽出した際の当該繰り返し波形の電圧値に基づいて、送信開始からの時間を求める、という極めて複雑な処理を要していた。
【００１５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、極めて簡便な構成及び処理のもとに、送信されたパルス波のパルス幅よりも短時間で受信するパルス波を検出することができるレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した目的を達成するために、本発明に係るレーダ装置は、パルス変調を施した第１のパルス波を成分として含む信号を送信する送信手段と、上記送信手段によって送信された上記第１のパルス波を成分として含む信号と、当該第１のパルス波を成分として含む信号が所定の測定対象物によって反射されることによって生成された第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号を受信する受信手段と、上記受信手段によって受信された上記第１のパルス波及び上記第２のパルス波を成分として含む信号に対して時間微分を施す微分手段と、上記微分手段によって時間微分が施された信号に基づいて、上記第１のパルス波と上記第２のパルス波との時間差を示すパルス幅を有する信号を生成する信号処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るレーダ装置においては、微分手段によって第１のパルス波及び第２のパルス波を成分として含む信号に対して時間微分を施すことにより、当該第１のパルス波及び第２のパルス波を成分として含む信号の立ち上がり部分及び立ち下がり部分が抽出された微分信号を得ることができる。すなわち、本発明に係るレーダ装置においては、微分手段によって時間微分を施すことにより、第１のパルス波及び第２のパルス波のパルス幅を小さくし、当該第１のパルス波と当該第２のパルス波とを確実に分離することができ、何ら特殊な処理を施すことなく、上記第１のパルス波と上記第２のパルス波との時間差を示すパルス幅を有する信号を信号処理手段によって生成することができる。
【００１８】
具体的には、上記受信手段は、上記送信手段によって送信されて上記測定対象物へと到達することなく直接回り込んできた上記第１のパルス波を成分として含む信号と、上記第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号を受信し、上記微分手段は、上記受信手段によって受信された上記第１のパルス波を成分として含む信号と上記第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号に対して時間微分を施す。すなわち、本発明に係るレーダ装置においては、第１のパルス波及び第２のパルス波の双方を成分として含む信号に対して時間微分を施すことにより、第１のパルス波及び第２のパルス波のパルス幅を小さくし、当該第１のパルス波と当該第２のパルス波とを確実に分離することができる。
【００１９】
また、上記送信手段は、上記第１のパルス波を成分として含む信号を上記受信手段へと分配する分配手段を有し、上記受信手段は、上記第１のパルス波を成分として含む信号と、上記第２のパルス波を成分として含む信号とを合成する合成手段を有し、上記微分手段は、上記合成手段によって合成されて得られた上記第１のパルス波を成分として含む信号と上記第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号に対して時間微分を施すようにしてもよい。
【００２０】
これにより、本発明に係るレーダ装置においては、送信と受信とのアイソレーションが十分にとれている場合、すなわち、第１のパルス波のレベルがトリガ信号とするには微弱である場合であっても、当該レーダ装置内部で第１のパルス波を受信手段に積極的に取り込むことができる。そして、本発明に係るレーダ装置においては、取り込んだ第１のパルス波及び第２のパルス波の双方を成分として含む信号に対して時間微分を施すことにより、第１のパルス波及び第２のパルス波のパルス幅を小さくし、当該第１のパルス波と当該第２のパルス波とを確実に分離することができる。
【００２１】
なお、上記送信手段は、搬送波として送信及び受信のそれぞれに供する所定の周波数及び振幅を有する局部発振信号に対してパルス変調を施すために供する所定の周波数及び振幅からなる送信パルス信号を生成するパルス生成手段と、上記局部発振信号に対して上記パルス生成手段によって生成された上記送信パルス信号によってパルス変調を施す送信スイッチとを有するものとして構成することができる。また、上記受信手段は、上記第１のパルス波を成分として含む信号と上記第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号と、上記局部発振信号とに基づいて、受信パルス信号を復調する復調手段を有するものとして構成することができる。
【００２２】
さらにまた、上記送信手段、上記受信手段、上記微分手段、及び上記信号処理手段は、一体的なモジュールとして構成することができる。このとき、上記送信手段は、上記第１のパルス波を成分として含む信号を電波として送信する送信アンテナを有し、上記受信手段は、少なくとも上記第２のパルス波を成分として含む電波としての信号を受信する受信アンテナを有し、本発明に係るレーダ装置は、これら送信アンテナ及び受信アンテナも含んだ一体的なモジュールとして構成することができる。したがって、このモジュール化された本発明に係るレーダ装置を車両等に搭載することが容易となり、また、当該レーダ装置を１つのコントローラによって制御することが可能となることから、ユーザにとって極めて利便の高いシステムの構築を容易に実現することができる。
【００２３】
なお、本発明に係るレーダ装置は、パルス変調を施した信号を送受信することによって上記測定対象物までの距離を計測する用途に用いて好適である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、第１のパルス波と第２のパルス波とを確実に分離することができ、何ら特殊な処理を施すことなく、上記第１のパルス波と上記第２のパルス波との時間差を示すパルス幅を有する信号を信号処理手段によって生成することができることから、極めて簡便な構成及び処理のもとに、第１のパルス波のパルス幅よりも短時間で受信する第２のパルス波を確実に検出することができ、近距離計測を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
この実施の形態は、パルス変調を施した信号を送受信することによって所定の測定対象物までの距離を計測するパルスレーダ装置である。このパルスレーダ装置は、極めて簡便な構成及び処理のもとに、送信アンテナから送信されたパルス波のパルス幅よりも短時間で受信するパルス波を確実に検出することができるものである。
【００２７】
まず、第１の実施の形態として示すパルスレーダ装置について説明する。
【００２８】
第１の実施の形態として示すパルスレーダ装置は、図１に示すように、所定の周波数及び振幅を有する正弦波からなる局部発振信号ＬＯを発振する局部発振器１１と、この局部発振器１１によって発振された局部発振信号ＬＯを２つの信号に分配する分配器１２と、送信パルス信号ＴＰを生成するパルス生成手段であるパルス生成器１３と、分配器１２によって電力が分配された局部発振信号ＬＯに対してパルス生成器１３によって生成された送信パルス信号ＴＰによってパルス変調を施す送信スイッチ１４と、この送信スイッチ１４によってパルス変調が施された送信パルス変調信号ＴＳを電波として送信する送信アンテナ１５とを備える。
【００２９】
また、パルスレーダ装置は、送信アンテナ１５から送信されて測定対象物ＯＢへと到達することなく直接回り込んできた漏洩波ＬＷと測定対象物ＯＢによって反射された反射波ＲＷとが重畳された信号を受信信号ＲＳとして受信する受信アンテナ１６と、この受信アンテナ１６によって受信された高周波の受信信号ＲＳと分配器１２によって電力が分配された局部発振信号ＬＯとを混合する受信ミキサ１７と、この受信ミキサ１７によって混合されて得られた受信パルス信号ＲＰを増幅する低雑音増幅器１８と、この低雑音増幅器１８によって増幅された振幅が大きい受信パルス信号ＲＰ’に対して時間微分を施す微分手段である微分回路１９と、この微分回路１９によって時間微分が施されて得られた微分信号ＤＰの電圧を所定の閾値と比較するコンパレータ２０と、このコンパレータ２０による比較結果に基づいて漏洩波ＬＷに基づく第１のパルス波である送信パルス波と反射波ＲＷに基づく第２のパルス波である反射パルス波との時間差を示す信号を生成する信号処理手段である信号処理部２１とを備える。
【００３０】
なお、これらの各部のうち、少なくとも、パルス生成器１３、送信スイッチ１４、及び送信アンテナ１５は、パルス変調を施した第１のパルス波である送信パルス波を成分として含む信号を送信する送信手段として構成される。また、これらの各部のうち、受信アンテナ１６、受信ミキサ１７、及び低雑音増幅器１８は、送信手段によって送信された第１のパルス波を成分として含む信号と、当該第１のパルス波を成分として含む信号が所定の測定対象物ＯＢによって反射されることによって生成された第２のパルス波である反射パルス波を成分として含む信号とが重畳した信号を受信する受信手段として構成される。また、受信ミキサ１７及び低雑音増幅器１８は、第１のパルス波を成分として含む信号と第２のパルス波を成分として含む信号とが重畳した信号と、局部発振信号ＬＯとに基づいて、受信パルス信号ＲＰを復調する復調手段として構成される。
【００３１】
局部発振器１１は、搬送波として送信及び受信のそれぞれに供する所定の周波数及び振幅を有する正弦波からなる局部発振信号ＬＯを発振する。この局部発振器１１によって発振された局部発振信号ＬＯは、分配器１２に供給される。
【００３２】
分配器１２は、例えばいわゆるウィルキンソン型のものを用いることができ、局部発振器１１によって発振された局部発振信号ＬＯを同位相の２つの信号に分配する。この分配器１２によって電力が分配された２つの信号のうち、一方の局部発振信号ＬＯは、送信スイッチ１４に供給され、他方の局部発振信号ＬＯは、受信ミキサ１７に供給される。
【００３３】
パルス生成器１３は、局部発振信号ＬＯに対してパルス変調を施すために供する所定の周波数及び振幅からなる送信パルス信号ＴＰを生成する。なお、送信パルス信号ＴＰは、局部発振信号ＬＯの周波数よりも低いものである。このパルス生成器１３によって生成された送信パルス信号ＴＰは、送信スイッチ１４に供給される。
【００３４】
送信スイッチ１４は、パルス生成器１３から供給される送信パルス信号ＴＰに基づいてオン／オフされ、分配器１２から供給される局部発振信号ＬＯを間欠的に出力することにより、局部発振信号ＬＯに対してパルス変調を施す。この送信スイッチ１４によってパルス変調が施されて得られた送信パルス変調信号ＴＳは、送信アンテナ１５に供給される。
【００３５】
送信アンテナ１５は、送信スイッチ１４から供給された送信パルス変調信号ＴＳを、電波として送信する。この送信アンテナ１５によって送信された送信パルス変調信号ＴＳは、測定対象物ＯＢに到達すると当該測定対象物ＯＢによって反射される。また、送信パルス変調信号ＴＳは、測定対象物ＯＢへと到達することなく漏洩波ＬＷとして受信アンテナ１６へと直接回り込み、受信信号ＲＳの一部の成分として当該受信アンテナ１６によって受信される。
【００３６】
受信アンテナ１６は、電波としての受信信号ＲＳを受信する。この受信信号ＲＳは、測定対象物ＯＢによって反射された反射波ＲＷと、送信アンテナ１５から送信されて受信アンテナ１６へと回り込んできた漏洩波ＬＷとが重畳したものである。この受信アンテナ１６によって受信された受信信号ＲＳは、受信ミキサ１７に供給される。
【００３７】
受信ミキサ１７は、受信アンテナ１６によって受信された受信信号ＲＳと、分配器１２から供給された局部発振信号ＬＯとを混合することにより、高周波成分が除去された受信パルス信号ＲＰを復調する。この受信ミキサ１７によって復調されてダウンコンバートされた受信パルス信号ＲＰは、低雑音増幅器１８に供給される。
【００３８】
低雑音増幅器１８は、受信ミキサ１７によって復調された受信パルス信号ＲＰを低雑音で増幅する。この低雑音増幅器１８によって増幅されて得られた振幅が大きい受信パルス信号ＲＰ’は、微分回路１９に供給される。
【００３９】
微分回路１９は、低雑音増幅器１８によって増幅された受信パルス信号ＲＰ’に対して時間微分を施す。この微分回路１９は、オペアンプとコンデンサを用いた一般的な構成とすることができる。この微分回路１９によって時間微分が施されて得られた微分信号ＤＰは、コンパレータ２０に供給される。
【００４０】
コンパレータ２０は、微分回路１９によって時間微分が施されて得られた微分信号ＤＰの電圧を所定の閾値として与えられる電圧と比較し、この閾値以上の電圧を比較信号ＣＰとして出力する。このコンパレータ２０によって得られた比較信号ＣＰは、信号処理部２１に供給される。
【００４１】
信号処理部２１は、コンパレータ２０から供給された比較信号ＣＰを入力とする、いわゆるＲＳ（Reset Set）フリップフロップとして構成される。信号処理部２１は、コンパレータ２０から供給された比較信号ＣＰに基づいて、ディジタル信号ＯＰを生成して出力する。
【００４２】
このような各部を備えるパルスレーダ装置においては、漏洩波ＬＷに基づく送信パルス波の立ち上がり部分を第１の起点（トリガ信号）とするとともに、反射波ＲＷに基づく反射パルス波の立ち上がり部分を第２の起点とし、これら送信パルス波及び反射パルス波からなる信号を、ＲＳフリップフロップからなる信号処理部２１に対して時系列に入力することにより、送信パルス波と反射パルス波との時間差を示すパルス幅を有するディジタル信号ＯＰを生成する。
【００４３】
具体的には、パルスレーダ装置の動作は、図２に示すようなタイミングチャートを用いて説明することができる。
【００４４】
すなわち、パルスレーダ装置においては、同図１段目に示すように、パルス変調された漏洩波ＬＷを受信アンテナ１６によって受信するとともに、同図２段目に示すように、漏洩波ＬＷが当該受信アンテナ１６によって受信された時刻より遅延して、パルス変調された反射波ＲＷを当該受信アンテナ１６によって受信したものとすると、受信信号ＲＳは、同図３段目に示すように、漏洩波ＬＷと反射波ＲＷとが重畳したものとなる。パルスレーダ装置は、このような受信信号ＲＳと局部発振信号ＬＯとを受信ミキサ１７によって混合することにより、同図４段目に示すように、高周波成分が除去された受信パルス信号ＲＰを復調する。すなわち、受信パルス信号ＲＰは、漏洩波ＬＷに基づく送信パルス波と反射波ＲＷに基づく反射パルス波とが重畳したものとなる。
【００４５】
そこで、パルスレーダ装置は、このような受信パルス信号ＲＰに基づく受信パルス信号ＲＰ’に対して、微分回路１９によって時間微分を施すことにより、同図５段目に示すように、送信パルス波及び反射パルス波の立ち上がり部分及び立ち下がり部分が抽出された微分信号ＤＰを得る。すなわち、パルスレーダ装置は、微分回路１９によって時間微分を施すことにより、送信パルス波及び反射パルス波のパルス幅を小さくし、これら送信パルス波及び反射パルス波を分離することができる。
【００４６】
そして、パルスレーダ装置は、このように分離された送信パルス波及び反射パルス波のうち、所定の閾値ＴＨ以上の電圧をコンパレータ２０から比較信号ＣＰとして出力し、これをＲＳフリップフロップからなる信号処理部２１に対して時系列に入力することにより、測定対象物ＯＢまでの距離に応じた送信パルス波と反射パルス波との時間差を示すパルス幅Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3を有するディジタル信号ＯＰを生成する。これにより、パルスレーダ装置は、送信パルス変調信号ＴＳが測定対象物ＯＢまで伝搬する往復時間を計測することができる。
【００４７】
このように、パルスレーダ装置は、低雑音増幅器１８とコンパレータ２０及び信号処理部２１との間に微分回路１９を設けることにより、第１の起点を有する送信パルス波と、この送信パルス波のパルス幅よりも短時間で受信する第２の起点を有する反射パルス波とを確実に分離することができる。また、パルスレーダ装置は、従来のパルスレーダ装置とは異なり、微分回路１９によって得られた微分信号ＤＰに対して何ら特殊な処理を施すことなく、送信パルス波及び反射パルス波の立ち上がり部分の時間間隔を求めることができることから、パルス生成器１３として汎用のＩＣ（Integrated Circuit）を用い、極めて簡便な構成及び処理のもとに、近距離計測を行うことが可能となる。
【００４８】
つぎに、第２の実施の形態として示すパルスレーダ装置について説明する。
【００４９】
第２の実施の形態として示すパルスレーダ装置は、送信アンテナと受信アンテナとのアイソレーションが十分にとれている場合、すなわち、送信パルス波のレベルがトリガ信号とするには微弱である場合に適用可能なものである。
【００５０】
この場合、パルスレーダ装置は、受信アンテナへの漏洩波の回り込みがないことに鑑みて、当該パルスレーダ装置内部で第１のパルス波である送信パルス波を取り込むべく、積極的に送信パルス変調信号を受信手段に供給する必要がある。
【００５１】
そこで、このパルスレーダ装置は、図３に示すように、送信スイッチ１４と送信アンテナ１５との間に、当該送信スイッチ１４によってパルス変調が施された送信パルス変調信号ＴＳを２つの信号に分配する分配手段である分配器３１を備えるとともに、受信アンテナ１６と受信ミキサ１７との間に、当該受信アンテナ１６によって受信された高周波の受信信号ＲＳと分配器３１によって電力が分配された送信パルス変調信号ＴＳとを合成する合成手段である合成器３２を備える。
【００５２】
分配器３１は、分配器１２と同様に、例えばいわゆるウィルキンソン型のものを用いることができ、送信スイッチ１４から供給された送信パルス変調信号ＴＳを同位相の２つの信号に分配する。この分配器３１によって電力が分配された２つの信号のうち、一方の送信パルス変調信号ＴＳは、送信アンテナ１５に供給されて測定対象物ＯＢへと電波として送信され、他方の送信パルス変調信号ＴＳは、合成器３２に供給される。
【００５３】
合成器３２は、測定対象物ＯＢによって反射された反射波ＲＷからなる高周波の受信信号ＲＳが受信アンテナ１６から供給されると、この受信信号ＲＳと分配器３１によって電力が分配された送信パルス変調信号ＴＳとを合成する。この合成器３２によって合成された合成受信信号ＲＳ’は、受信ミキサ１７に供給され、高周波成分が除去された受信パルス信号ＲＰが復調される。
【００５４】
このような各部を備えるパルスレーダ装置の動作は、図４に示すようなタイミングチャートを用いて説明することができる。
【００５５】
すなわち、パルスレーダ装置は、同図に示すように、分配器３１によって電力が分配された送信パルス変調信号ＴＳに基づく送信パルス波の立ち上がり部分を第１の起点（トリガ信号）とするとともに、反射波ＲＷに基づく第２のパルス波である反射パルス波の立ち上がり部分を第２の起点とし、これら送信パルス波及び反射パルス波からなる信号を、ＲＳフリップフロップからなる信号処理部２１に対して時系列に入力することにより、送信パルス波と反射パルス波との時間差を示すパルス幅Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3を有するディジタル信号ＯＰを生成する。これにより、パルスレーダ装置は、送信パルス変調信号ＴＳが測定対象物ＯＢまで伝搬する往復時間を計測することができる。
【００５６】
このように、パルスレーダ装置は、送信スイッチ１４と送信アンテナ１５との間に分配器３１を設けるとともに、受信アンテナ１６と受信ミキサ１７との間に合成器３２を設けることにより、送信アンテナと受信アンテナとのアイソレーションが十分にとれている場合であっても、送信パルス波をトリガ信号として用いることができる。そして、パルスレーダ装置は、低雑音増幅器１８とコンパレータ２０及び信号処理部２１との間に微分回路１９を設けることにより、第１の起点を有する送信パルス波と、この送信パルス波のパルス幅よりも短時間で受信する第２の起点を有する反射パルス波とを確実に分離することができ、極めて簡便な構成及び処理のもとに、近距離計測を行うことが可能となる。
【００５７】
以上説明したように、本発明の実施の形態として示すパルスレーダ装置は、送信パルス波及び反射パルス波を成分として含む信号に対して時間微分を施すことにより、送信パルス波のパルス幅よりも短時間で受信する反射パルス波を確実に検出することができることから、極めて簡便な構成及び処理のもとに、近距離計測を行うことが可能となる。
【００５８】
特に、このようなパルスレーダ装置は、自車両から他車両その他任意の障害物までの距離を計測するために、車両に搭載して極めて好適であり、他車両までの距離計測は勿論のこと、例えば１０ｃｍ以下の近距離計測が可能であることから、車両の車庫入れや縦列駐車等の幅寄せを行う際に、極めて有効である。
【００５９】
また、このパルスレーダ装置は、送信アンテナ１５及び受信アンテナ１６を除く全ての回路、又は送信アンテナ１５及び受信アンテナ１６を含む全ての回路を一体的なモジュールとして構成することが可能である。したがって、このモジュール化されたパルスレーダ装置を車両に搭載することにより、障害物に対する当該車両の接触を防止するシステムを極めて容易に構築することが可能である。
【００６０】
具体的には、この種のシステムとしては、例えば図５に示すように、モジュール化された少なくとも１つ以上のパルスレーダ装置５０1，５０2，５０3，・・・を、車両における前方及び／又は後方バンパーや車両側面等に設け、これらパルスレーダ装置５０1，５０2，５０3，・・・のそれぞれと、車両内に搭載される所定のコントローラ６０とを、所定のハーネス等を介して接続するものが考えられる。そして、このシステムにおいては、パルスレーダ装置５０1，５０2，５０3，・・・のそれぞれによって計測された障害物までの距離に基づいて、コントローラ６０によって車両周囲に存在する障害物の位置や大きさを示す情報を求め、これを車両内に搭載される図示しない所定の表示装置に表示したり、所定の警報を出力したりする。
【００６１】
このように、パルスレーダ装置は、モジュールとして構成されることにより、車両に対して搭載しやすく、また、１つのコントローラによる制御が可能となることから、ユーザにとって極めて利便の高いシステムの構築を容易に実現することができる。
【００６２】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態として示すパルスレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すパルスレーダ装置における各信号経路を伝搬する信号波形のタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態として示すパルスレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すパルスレーダ装置における各信号経路を伝搬する信号波形のタイミングチャートである。
【図５】モジュール化されたパルスレーダ装置を車両に搭載したシステムの構成を説明するための車両の斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１１  局部発振器、１２  分配器、１３  パルス生成器、１４  送信スイッチ、１５  送信アンテナ、１６  受信アンテナ、  １７  受信ミキサ、１８  低雑音増幅器、１９  微分回路、２０  コンパレータ、２１  信号処理部、３１  分配器、３２  合成器
【図１】
2005227157.tif 000003
【図２】
2005227157.tif 000004
【図３】
2005227157.tif 000005
【図４】
2005227157.tif 000006
【図５】
2005227157.tif 000007