(57)【要約】【課題】所望の対象物の距離を精度良く検出するパルスレーダ装置を提供する。【解決手段】電波を送信する送信部１と、送信部１を制御するパルス制御部２と、反射波を受信する受信部４と、受信信号の波形を蓄積する履歴蓄積部５と、受信信号との差分を求める差分演算部６と、受信信号の平均を求める積算演算部７と、差分信号の波形立ち上がりタイミングを検出する差分信号検出部８と、積算信号の波形立ち上がりタイミングを検出する積算信号検出部９と、移動成分の距離を求める差分信号距離演算部１０と、静止成分の距離を求める積算信号距離演算部１１と、差分信号測距値と積算信号測距値とを比較し、差分信号測距値から積算信号測距値を除去して測距値を求める静止測距値除去部１２と、を設けてなるパルスレーダ装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状の電波を対象物に向けて送信する送信部と、この送信部を間欠送信する際の時間間隔を制御するパルス制御部と、対象物からの反射波を受信アンテナで受信する受信部と、受信部からの受信信号の波形を蓄積する履歴蓄積部と、履歴蓄積部からの履歴信号を用いて受信信号との差分を求める差分演算部と、受信部からの受信信号の平均を求める積算演算部と、差分演算部から得られる差分信号の波形立ち上がりタイミングを検出する差分信号検出部と、積算演算部から得られる積算信号の波形立ち上がりタイミングを検出する積算信号検出部と、パルス制御部からの制御信号と差分信号検出部からの差分信号検出信号とを用いて移動成分の距離を求める差分信号距離演算部と、パルス制御部からの制御信号と積算信号検出部からの積算信号検出信号とを用いて静止成分の距離を求める積算信号距離演算部と、差分信号距離演算部で求めた差分信号測距値と積算信号距離演算部とで求めた積算信号測距値とを比較し、差分信号測距値から積算信号測距値を除去して測距値を求める静止測距値除去部と、を設けてなるパルスレーダ装置。
【請求項２】
静止測距値除去部は、差分信号測距値から積算信号測距値の規定値以内の近傍にあるものを除去して測距値を求めることを特徴とする請求項１記載のパルスレーダ装置。
【請求項３】
静止測距値除去部は、差分信号測距値から差分信号と制御信号の時間幅が異なるものを除去して測距値を求めることを特徴とする請求項１記載のパルスレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、所望の対象物の距離を精度良く検出するパルスレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダ装置が対象物の距離を求める方式として、図５に示す様な、パルスレーダ方式が挙げられる。本方式では、レーダ装置よりパルス状の電磁波、音波、光等の媒体を放射し、対象物からの反射波を受信した際に、放射したタイミングと反射波を受信したタイミングの時間差を用いてレーダから対象物までの距離を求めていた。図６に本方式の波形の概略図を示すと共に、下記に計算式を数式１に示す。
【０００３】
［数１］Ｒ  ＝  Ｃ／２×（ΔＴ−δＴｔ−δＴｒ）
Ｒはレーダから対象物までの距離[ｍ]であり、Ｃは媒体（電磁波や音波等）の伝搬速度[m/s]であり、ΔＴはパルス駆動したタイミングと受信信号を検出したタイミングの時
間差[s]であり、δＴｔはパルス駆動したタイミングと送信波を放射したタイミングの時間差[s]であり、δＴｒは反射波を受信したタイミングと受信信号を検出したタイミングの時間差[s]である。
【０００４】
一方、パルスレーダ方式では、送受信間のアイソレーション不足やアンテナレドームでの不要な反射により近傍相当の時間帯に固定の反射波が生じたり、ビーム広がりによって不要な静止背景からの反射波まで検出したりし、誤検出する恐れがある。この問題を回避するため、特開２００３−２２２６６９号公報（特許文献１）に示される、ＭＴＩ方式が用いられていた。これにより、受信部で取得した反射波の時間差を求めて対象物のドップラー効果による位相変動成分のみを抽出して、不要反射や不要背景による誤検出を除去して所望の対象物の距離を求めることが可能となった。ＭＴＩ方式の構成の概略図を図７に、本方式の波形の概略図を図８に、示す。
【特許文献１】特開２００３−２２２６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の対象物の距離を求める方式を用いたレーダ装置では、実際の回路の変動要因、例えば、パルスを放射するタイミングや反射波を取得するタイミングに揺らぎがあるため、差分する波形間で時間のずれが生じて不要な静止成分を正しく差分できなくなり、不要反射や不要背景によって誤検出するおそれがあった。
【０００６】
本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、差分信号から移動成分の距離を求めると共に、積算信号から静止成分の距離を求め、その比較から静止成分の揺らぎによる不要反射等を除去することで、所望の対象物の距離を精度良く検出するパルスレーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明では、パルス状の電波を対象物に向けて送信する送信部と、この送信部を間欠送信する際の時間間隔を制御するパルス制御部と、対象物からの反射波を受信アンテナで受信する受信部と、受信部からの受信信号の波形を蓄積する履歴蓄積部と、履歴蓄積部からの履歴信号を用いて受信信号との差分を求める差分演算部と、受信部からの受信信号の平均を求める積算演算部と、差分演算部から得られる差分信号の波形立ち上がりタイミングを検出する差分信号検出部と、積算演算部から得られる積算信号の波形立ち上がりタイミングを検出する積算信号検出部と、パルス制御部からの制御信号と差分信号検出部からの差分信号検出信号を用いて移動成分の距離を求める差分信号距離演算部と、パルス制御部からの制御信号と積算信号検出部からの積算信号検出信号とを用いて静止成分の距離を求める積算信号距離演算部と、差分信号距離演算部で求めた差分信号測距値と積算信号距離演算部で求めた積算信号測距値とを比較し、差分信号測距値から積算信号測距値を除去して測距値を求める静止測距値除去部と、を設けている。
【０００８】
又、本願請求項２記載の発明では、上記請求項１記載のパルスレーダ装置において、静止測距値除去部は、差分信号測距値から積算信号測距値の規定値以内の近傍にあるものを除去して測距値を求めることを特徴としている。
【０００９】
又、本願請求項３記載の発明では、上記請求項１記載のパルスレーダ装置において、静止測距値除去部は、差分信号測距値から差分信号と制御信号の時間幅が異なるものを除去して測距値を求めることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本願請求項１記載の発明のパルスレーダ装置においては、差分信号距離演算部が差分信号から移動成分の距離を求めると共に積算信号距離演算部が積算信号から静止成分の距離を求め、静止測距値除去部が差分信号距離演算部で求めた差分信号測距値と積算信号距離演算部で求めた積算信号測距値とを比較し、差分信号測距値から積算信号測距値を除去して測距値を求めるので、静止成分の揺らぎによる不要反射等を除去することができ、所望の対象物の距離を精度良く検出することができる。
【００１１】
本願請求項２記載の発明のパルスレーダ装置においては、特に、静止測距値除去部で、差分信号測距値から、積算信号測距値の規定値以内の近傍にあるものを除去して測距値を求めているため、回路のタイミング揺らぎ時間幅相当の距離範囲内のものを除去することができ、より精度良く不要反射等の誤検出を防ぐことができる。
【００１２】
本願請求項３記載の発明のパルスレーダ装置においては、特に、静止測距値除去部で、差分信号測距値から、差分信号と制御信号の時間幅が異なるものを除去して測距値を求めているため、同程度の時間幅を持つものに関してのみ差分信号検出部以降の距離演算を行うことができ、より精度良く不要反射等の誤検出を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本願発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１、２は、本願請求項１、２に対応した第一の実施形態であるパルスレーダ装置を示している。
【００１５】
このパルスレーダ装置は、図１に示すように、パルス状の電波を対象物に向けて送信する送信部１と、この送信部１を間欠送信する際の時間間隔を制御するパルス制御部２と、対象物からの反射波を受信アンテナ３で受信する受信部４と、受信部４からの受信信号の波形を蓄積する履歴蓄積部５と、履歴蓄積部５からの履歴信号を用いて受信信号との差分を求める差分演算部６と、受信部４からの受信信号の平均を求める積算演算部７と、差分演算部６から得られる差分信号の波形立ち上がりタイミングを検出する差分信号検出部８と、積算演算部７から得られる積算信号の波形立ち上がりタイミングを検出する積算信号検出部９と、パルス制御部２からの制御信号と差分信号検出部８からの差分信号検出信号とを用いて移動成分の距離を求める差分信号距離演算部１０と、パルス制御部２からの制御信号と積算信号検出部９からの積算信号検出信号とを用いて静止成分の距離を求める積算信号距離演算部１１と、差分信号距離演算部１０で求めた差分信号測距値と積算信号距離演算部１１で求めた積算信号測距値とを比較し、差分信号測距値から積算信号測距値を除去して測距値を求める静止測距値除去部１２と、を設けている。
【００１６】
次に、この実施形態の動作について、図２に示す受信信号の波形に基づいて説明する。
【００１７】
受信信号のうち、不要反射や不要背景による静止成分は回路のタイミング揺らぎにより時間軸方向に変動し、対象物による移動性分はドップラー効果による位相回転により振幅軸方向に変動し、結果、受信信号は両信号が加算され、時間軸／振幅軸方向に変動した複合波形となる。差分演算部６にて受信波形を差分すると逆相にて加算された移動成分と共に時間揺らぎの差に相当する静止成分が求められ、差分信号検出部８にて波形立ち上がりタイミングを検出すると静止成分と移動成分との往復時間相当にて検出信号が得られる。このため、数式１で距離演算を行うと、差分信号測距値として所望の対象物と共に不要反射等まで誤検出する恐れがある。一方、積算信号を同相にて積算された静止成分が求められ、積算信号検出部９にて波形立ち上がりタイミングを検出すると、静止成分の往復時間相当にて検出信号が得られ、数式１で距離演算を行うと積算信号測距値として不要反射等を検出できる。
【００１８】
したがって、この実施形態のパルスレーダ装置においては、差分信号測距値から積算信号測距値に合致するもの、あるいは規定値として、例えば回路のタイミング揺らぎ時間幅相当の距離範囲内のものを除去することによって、不要反射等の誤検出を防ぐことができ、所望の対象物の距離を精度良く検出することができる。
【００１９】
図３、４は、本願請求項１、３に対応した第二の実施形態であるパルスレーダ装置を示している。
【００２０】
なお、ここでは、上記第一の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項については、上記第一の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００２１】
このパルスレーダ装置は、図３に示すように、前述した第一の実施形態に、パルス制御部２からの制御信号と差分演算部６からの差分信号とのパルス時間幅を比較する時間幅比較部１３を、付加したものである。
【００２２】
次に、この実施形態の動作について、図４に示す制御信号と受信信号との波形に基づいて説明する。
【００２３】
第一の実施形態においても説明したように、差分信号として、不要反射や不要背景による静止成分によるものと共に対象物による移動成分が求められる。このうち、移動成分によるものは制御信号と同程度の時間幅を持つが、静止成分によるものは回路のタイミング揺らぎ程度の時間幅しかなく、通常は制御信号の時間幅に比べて十分小さい。
【００２４】
したがって、この実施形態のパルスレーダ装置においては、時間幅比較部１３において、差分信号にて得られるパルスの時間幅と制御信号のパルスの時間幅を比較し、同程度の時間幅を持つものに関してのみ差分信号検出部８以降の距離演算を行うので、不要反射等の誤検出を防ぐことができ、所望の対象物の距離を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本願発明の第一の実施形態であるパルスレーダ装置を示すブロック図。
【図２】同パルスレーダ装置における、受信部が検出した受信信号の波形を示す図。
【図３】本願発明の第二の実施形態であるパルスレーダ装置を示すブロック図。
【図４】同パルスレーダ装置における、送信部を制御する制御信号と、受信部が検出した受信信号と、の波形を示す図。
【図５】従来例であるパルスレーダ装置を示すブロック図。
【図６】同パルスレーダ装置のパルスレーダ波形を示す図。
【図７】従来例であるＭＴＩ方式のレーダ装置のブロック図。
【図８】同レーダ装置のＭＴＩレーダ方式の波形を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１  送信部
２  パルス制御部
３  受信アンテナ
４  受信部
５  履歴蓄積部
６  差分演算部
７  積算演算部
８  差分信号検出部
９  積算信号検出部
１０  差分信号距離演算部
１１  積算信号距離演算部
１２  静止測距値除去部
１３  時間幅比較部
【図１】
2007315951.tif 000003
【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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