(57)【要約】【課題】  狭帯域信号の漏洩を抑制し、物体探知性能の高い高性能なスペクトル拡散型レーダ装置を提供する。【解決手段】  スペクトル拡散型レーダ装置１００は、タイミング信号に基づいて、互いに異なる２つ以上の送信用擬似雑音符号、および互いに異なる２つ以上の受信用擬似雑音符号を生成する擬似雑音符号発生部１０２と、所定の周波数の信号に対して、２つ以上の送信用擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して拡散信号を生成する拡散変調部１０４と、拡散信号を探知用電波として放射する送信部１０５と、物体に反射されて戻ってきた探知用電波を受信信号として受信する受信部１０８と、受信信号に対して、２つ以上の受信用擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して逆拡散信号を生成する逆拡散変調部１０９と、逆拡散信号に基づいて、すくなくとも特定の周波数成分の信号強度を用いて前記物体の存在を探知する信号処理部１１０とを備える。【選択図】  図２
2007003305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトル拡散された探知用電波を用いて物体を探知するスペクトル拡散型レーダ装置であって、
タイミング信号に基づいて、互いに異なる２つ以上の擬似雑音符号を生成する擬似雑音符号発生手段と、
所定の周波数の信号に対して、前記２つ以上の擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して拡散信号を生成する拡散変調手段と、
前記拡散信号を前記探知用電波として放射する送信手段と
を備えることを特徴とするスペクトル拡散型レーダ装置。
【請求項２】
スペクトル拡散された探知用電波を用いて物体を探知するスペクトル拡散型レーダ装置であって、
タイミング信号に基づいて、互いに異なる２つ以上の擬似雑音符号を生成する擬似雑音符号発生手段と、
前記物体に反射されて戻ってきた探知用電波を受信信号として受信する受信手段と、
前記受信信号に対して、前記２つ以上の擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して逆拡散信号を生成する逆拡散変調手段と、
前記逆拡散信号に基づいて、すくなくとも特定の周波数成分の信号強度を用いて前記物体の存在を探知する信号処理手段と
を備えることを特徴とするスペクトル拡散型レーダ装置。
【請求項３】
前記擬似雑音符号発生手段は、前記２つ以上の擬似雑音符号として、Ｍ系列符号を生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスペクトル拡散型レーダ装置。
【請求項４】
前記擬似雑音符号発生手段は、前記２つ以上の擬似雑音符号として、互いに遅延量が異なり、同一の生成多項式に基づく１種類のＭ系列符号を生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスペクトル拡散型レーダ装置。
【請求項５】
前記擬似雑音符号発生手段は、前記２つ以上の擬似雑音符号として、互いに異なる生成多項式に基づく多種類のＭ系列符号を生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスペクトル拡散型レーダ装置。
【請求項６】
スペクトル拡散された探知用電波を用いて物体を探知するスペクトル拡散型レーダ装置であって、
タイミング信号に基づいて、互いに異なる２つ以上の送信用擬似雑音符号、および互いに異なる２つ以上の受信用擬似雑音符号を生成する擬似雑音符号発生手段と、
所定の周波数の信号に対して、前記２つ以上の送信用擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して拡散信号を生成する拡散変調手段と、
前記拡散信号を前記探知用電波として放射する送信手段と、
前記物体に反射されて戻ってきた前記探知用電波を受信信号として受信する受信手段と、
前記受信信号に対して、前記２つ以上の受信用擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して逆拡散信号を生成する逆拡散変調手段と、
前記逆拡散信号に基づいて、すくなくとも特定の周波数成分の信号強度を用いて前記物体の存在を探知する信号処理手段と
を備えることを特徴とするスペクトル拡散型レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトル拡散方式を利用したレーダ装置に関し、特に物体探知性能の高い高性能なスペクトル拡散型レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車に搭載されるレーダ装置（以下、車載レーダ装置と呼称する。）に関する技術開発が活発化している。その一例として、スペクトル拡散方式を利用したレーダ装置（以下、スペクトル拡散型レーダ装置と呼称する。）等が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
車載レーダ装置は、衝突回避などの安全性向上、後退発車支援に代表される運転利便性向上などを目的とし、先行車両、後方障害物などの検出に利用される。このような目的において、自車以外の車両に搭載された同種のレーダ装置が発する電磁波による干渉など、不要電波の影響を抑える必要がある。
【０００４】
これに対して、スペクトル拡散型レーダ装置では、拡散に用いる擬似雑音符号（以下、ＰＮ符号と呼称する。）により送信電波が変調されるため、異なる符号で変調された電波は受信機内で抑圧され、不要電波の影響を抑えることができる。同様に、符号変調のない他方式のレーダ装置から放射される不要な電波は受信機内で抑圧される。また、送信電波は、ＰＮ符号により周波数拡散されるため、単位周波数あたりの電力を小さくすることができ、他の無線システムに与える影響を低くすることができる。そして、ＰＮ符号のチップ・レートと符号周期とを調整することで、距離分解能と最大探知距離との関係を自由に設定することができる。また、電磁波を連続的に送信することが出来るため、ピーク電力を小さくすることができる。これにより、法令などで単位周波数あたりの電力が低く設定された帯域においても、利用することができる。
【０００５】
図６は、上記のような優れた特徴を有するスペクトル拡散型レーダ装置の一般的な構成を表したものである。
【０００６】
図６に示されるように、スペクトル拡散型レーダ装置３００は、タイミング発生部３０１、ＰＮ符号発生部３０２、信号源３０３、送信用拡散変調部３０４、送信部３０５、送信アンテナ３０６、受信アンテナ３０７、受信部３０８、受信用拡散変調部３０９、信号処理部３１０、距離測定用符号遅延部３１１などを備える。
【０００７】
次に、従来のスペクトル拡散型レーダ装置３００の動作について説明する。送信側では信号源３０３が発生する狭帯域の信号とＰＮ符号発生部３０２が生成するＰＮ符号とにより、送信用拡散変調部３０４によって広帯域にスペクトル拡散され、周波数変換や増幅などの機能を有する送信部３０５を経て送信アンテナ３０６から物体探知用電波として放射される。ここで、送信用拡散変調部３０４は一般にバランス型ミキサなどの２相の位相変調器（ＢＰＳＫ変調器）により構成され、ＰＮ符号により入力信号の位相を０度または１８０度の２相で位相変調することにより、入力信号の周波数帯域をＰＮ符号のビットレートの２倍の周波数帯域に拡散する。この拡散変調により、送信アンテナ３０６より放射する探知用電波の単位周波数あたりの電力を小さくすることができる。
【０００８】
次に受信側では物体により反射された探知用電波を受信アンテナ３０７により受信し、低雑音増幅器や周波数変換器などで構成される受信部３０８を経て、送信用拡散変調部３０４へ供給されるＰＮ符号ｅを距離測定用符号遅延部３１１で時間遅延させたＰＮ符号ｆを用いて受信用拡散変調部３０９で逆拡散される。このとき、反射物体までの距離による探知電波の往復伝搬遅延に相当する遅延時間と距離測定用符号遅延部３１１による遅延時間が一致していれば、受信部３０８から出力される信号ｃに含まれる符号の位相は距離測定用符号遅延部３１１より出力されるＰＮ符号ｆの位相と一致するので、受信用拡散変調部３０９から出力される信号ｄには信号源３０３から出力される信号ａと同じ信号が復元され、信号の周波数成分は信号ａと同じ狭帯域信号となる。一方、距離測定用符号遅延部３１１による遅延時間が探知電波の往復伝搬遅延時間と異なる場合には、信号ｄに現れる信号は逆拡散されずに広帯域に周波数拡散された状態となる。信号処理部３１０は入力される信号ｄの周波数成分のうち信号源３０３から出力される信号ａの周波数と同じ成分を選択的に検出することにより、距離測定用符号遅延部３１１に設定した遅延時間に相当する距離に反射物体が存在するかどうかを検出することが出来る。ここで、他のレーダ装置や、同じ周波数帯を利用する無線装置などから放射される不要な電波が存在する場合においても、受信用拡散変調部３０９において距離測定用符号遅延部３１１から出力されるＰＮ符号ｆと位相も含め同じ符号により拡散変調された信号以外の信号は狭帯域信号に変換されることがないので、レーダ装置の物体探知動作において大きな障害となることがないという好ましい特徴をスペクトル拡散型レーダ装置は有している。
【特許文献１】特開平７−１２９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の技術においては、送信用拡散変調部３０４、および受信用拡散変調部３０９において、入力信号が出力に漏洩することにより、レーダ装置の動作特性が劣化するという課題がある。図７（ａ）−（ｄ）は図６において各部の信号の周波数成分を示したものである。
【００１０】
ここで、送信用拡散変調部３０４から出力される信号ｂには現実には拡散された信号３５２の他に送信用拡散変調部３０４に入力される狭帯域信号３５１が漏洩した成分が含まれている（狭帯域信号３５３）。そして、狭帯域信号３５３のピーク電力が法令などで定められた単位周波数あたりの電波の放射強度の制限を満たす必要があり、その為には、送信アンテナ３０６と送信部３０５の間に減衰器を挿入するなどして、狭帯域信号３５３のピーク電力を抑制することが必要となる。結果、狭帯域信号３５３のピーク電力を抑えるとともに、広帯域に拡散された物体探知動作に必要な信号成分も含めた送信電力全体までも抑制することが必要となり、物体の探知能力が劣化する。すなわち、この漏洩した狭帯域信号３５３により、探知用電波に含まれる単位周波数あたりの電力を小さく出来るという本来の利点が大きく損なわれることになる。また、受信側においても送信側から拡散変調されることなく漏洩した狭帯域信号が受信され、受信用拡散変調部３０９の出力に僅かではあるが、そのまま漏洩する（狭帯域信号３５６）。この漏洩した狭帯域信号３５６はＰＮ符号による拡散変調の影響を受けておらず、特定の遅延量だけ伝搬遅延を受けた探知電波のみを選択的に受信するという本来の動作とは無関係に出力され、物体の探知性能を劣化させる。
【００１１】
図８は図６において受信用拡散変調部３０９から出力される信号ｄのうち、信号源３０３から出力される信号ａと同じ周波数成分の信号強度を距離測定用符号遅延部３１１の遅延量に対して示したものである。遅延量が探知電波の伝搬遅延時間と等しいときには探知電波として広帯域に拡散された信号が逆拡散され、狭帯域信号が復元されるので、信号強度が大きくなる（信号３６１）が、遅延量が探知電波の伝搬遅延時間と一致しなくても、送信用拡散変調部３０４、受信用拡散変調部３０９における信号漏洩に起因した信号が観測される（信号３６２、３６３）。
【００１２】
ここで、複数の反射物体が存在する場合、反射能の強い物体からの大きな反射信号に含まれる狭帯域の漏洩信号により、反射能の弱い物体からの信号が妨害され、検出が不可能になるという問題が発生する。
【００１３】
このような動作特性による問題は、遠方の大型車両などによる強い信号によって、近距離の歩行者など、電波の反射能が小さい物体の検出が不可能になるものであり、安全性を損なう致命的な欠陥となる。
【００１４】
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、狭帯域信号の漏洩を抑制し、物体探知性能の高い高性能なスペクトル拡散型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】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明に係るスペクトル拡散型レーダ装置は、スペクトル拡散された探知用電波を用いて物体を探知するスペクトル拡散型レーダ装置であって、タイミング信号に基づいて、互いに異なる２つ以上の擬似雑音符号を生成する擬似雑音符号発生手段と、所定の周波数の信号に対して、前記２つ以上の擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して拡散信号を生成する拡散変調手段と、前記拡散信号を前記探知用電波として放射する送信手段とを備えることとする。
【００１６】
これによって、探知用電波に漏洩する狭帯域信号を抑制することができるので、漏洩した狭帯域信号により、探知用電波に含まれる単位周波数あたりの電力を小さく出来るというスペクトル拡散型レーダ装置の本来の利点が大きく損なわれ、法令などで定められた単位周波数あたりの電波の放射強度の制限を満たす為に、物体探知動作に必要な信号成分も含めた送信電力全体を抑制することが必要となり、物体の探知能力が制限されるという従来のスペクトル拡散型レーダ装置における課題を克服することができる。
【００１７】
また、前記目的を達成するために、本発明に係るスペクトル拡散型レーダ装置は、スペクトル拡散された探知用電波を用いて物体を探知するスペクトル拡散型レーダ装置であって、タイミング信号に基づいて、互いに異なる２つ以上の擬似雑音符号を生成する擬似雑音符号発生手段と、前記物体に反射されて戻ってきた探知用電波を受信信号として受信する受信手段と、前記受信信号に対して、前記２つ以上の擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して逆拡散信号を生成する逆拡散変調手段と、前記逆拡散信号に基づいて、すくなくとも特定の周波数成分の信号強度を用いて前記物体を探知する信号処理手段とを備えることとする。
【００１８】
これによって、スペクトル拡散された探知用電波に狭帯域信号が漏洩していたとしても、受信側における複数回の逆拡散処理によって、探知電波に漏洩した狭帯域信号の成分が抑圧されるので、受信側において特定の遅延量だけ伝搬遅延を受けた電波のみを選択的に受信するという本来のレーダ動作とは無関係に出力される信号が抑圧され、反射能の強い物体からの大きな反射信号に含まれる狭帯域の漏洩信号により、反射能の弱い物体からの信号が妨害され、検出が不可能になるという従来のスペクトル拡散型レーダ装置における問題を克服することができる。
【００１９】
なお、本発明は、スペクトル拡散型レーダ装置として実現されるだけではなく、スペクトル拡散された電波を使用した探知方法（以下、スペクトル拡散型探知方法と呼称する。）等として実現されるとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上、本発明に係るスペクトル拡散型レーダ装置によれば、送信側において、探知電波にレーダ探知動作と無関係な狭帯域信号が漏洩することを抑制し、受信側において、特定の遅延量だけ伝搬遅延を受けた電波のみを選択的に受信するという本来のレーダ動作とは無関係に出力される漏洩信号を抑圧することで、優れた物体探知性能を有するスペクトル拡散型レーダ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態）
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
本発明に係る実施の形態におけるスペクトル拡散型レーダ装置は、（ａ）スペクトル拡散された探知用電波を用いて物体を探知するスペクトル拡散型レーダ装置であって、（ｂ）タイミング信号に基づいて、互いに異なる２つ以上の送信用擬似雑音符号、および互いに異なる２つ以上の受信用擬似雑音符号を生成し、（ｃ）所定の周波数の信号に対して、２つ以上の送信用擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して拡散信号を生成し、（ｄ）その拡散信号を探知用電波として放射し、（ｅ）物体に反射されて戻ってきた探知用電波を受信信号として受信し、（ｆ）その受信信号に対して、２つ以上の受信用擬似雑音符号を個別に用いて段階的に変調して逆拡散信号を生成し、（ｇ）その逆拡散信号に基づいて、すくなくとも特定の周波数成分の信号強度を用いて前記物体の存在を探知することを特徴とする。
【００２３】
例えば、図１に示されるように、スペクトル拡散型レーダ装置は、車両１１のフロントとテールとに備え、先行車両１２、障害物１３等の物体に対して、探知用電波を放射し、物体に反射された探知用電波を受信し、受信した探知用電波に基づいて、障害物の有無、距離、相対速度を算出する。
【００２４】
以上の点を踏まえて実施の形態におけるスペクトル拡散型レーダ装置について説明する。
【００２５】
先ず、実施の形態におけるスペクトル拡散型レーダ装置の構成について説明する。
【００２６】
図２に示されるように、スペクトル拡散型レーダ装置１００は、タイミング発生部１０１、擬似雑音符号発生部１０２、信号源１０３、拡散変調部１０４、送信部１０５、送信アンテナ１０６、受信アンテナ１０７、受信部１０８、逆拡散変調部１０９、信号処理部１１０などを備える。
【００２７】
さらに、擬似雑音符号発生部１０２は、ＰＮ符号発生部１２１、送信用符号遅延部１２２、距離測定用符号遅延部１２３、受信用符号遅延部１２４などを備える。
【００２８】
ＰＮ符号発生部１２１は、タイミング発生部１０１で生成されるタイミング信号に基づいて、擬似雑音符号（以下、ＰＮ符号とも呼称する。）ｅを生成する。
【００２９】
送信用符号遅延部１２２は、ＰＮ符号発生部１２１で生成されたＰＮ符号ｅを遅延させて、ＰＮ符号ｅとは異なるＰＮ符号ｅ´を出力する。
【００３０】
距離測定用符号遅延部１２３は、ＰＮ符号発生部１２１で生成されたＰＮ符号ｅを遅延させて、ＰＮ符号ｅとは異なるＰＮ符号ｆを出力する。
【００３１】
受信用符号遅延部１２４は、距離測定用符号遅延部１２３から出力されるＰＮ符号ｆを遅延させて、ＰＮ符号ｆとは異なるＰＮ符号ｆ´を出力する。
【００３２】
送信側では信号源１０３が発生する狭帯域の信号を、擬似雑音符号発生部１０２により発生させた擬似雑音符号を用い、拡散変調部１０４によって、スペクトル拡散変調処理を施し、広帯域信号に変換した後、送信部１０５によって、必要に応じて周波数変換や増幅などの信号処理を施し、送信アンテナ１０６から物体探知用電波として放射する。受信側では、物体に反射された探知用電波を受信アンテナ１０７で受信し、受信部１０８により、必要に応じて低雑音増幅や周波数変換などの処理を施し、ＰＮ符号発生部１０２で生成される擬似雑音符号を距離測定用符号遅延部１２３により遅延させた符号を用いて逆拡散変調部１０９により逆拡散変調処理を施す。信号処理部１１０は、逆拡散変調部１０９から出力される信号ｄ´に含まれる周波数成分から、送信側の信号源１０３が生成する信号の周波数成分に含まれる成分を選択し、その強度を測定することにより、物体の有無を検出する。
【００３３】
ここで、拡散変調部１０４は、第１の送信用拡散変調部１４１、第２の送信用拡散変調部１４２などを備える。そして、従来技術におけるスペクトル拡散型レーダ装置３００の送信用拡散変調部３０４と同程度に入力信号が第１の送信用拡散変調部１４１の出力側に漏洩したとしても、２段目の第２の送信用拡散変調部１４２における拡散変調処理により、拡散変調部１０４全体を通して狭帯域の入力信号ａが出力信号ｂ´に漏洩する量を飛躍的に改善することができる。例えば、第１の送信用拡散変調部１４１、および第２の送信用拡散変調部１４２に、一般的なダブルバランス型ミキサを用いた場合、１つだと、入出力間のアイソレーションは２０ｄＢ程度となるが、２つのダブルバランス型ミキサを直列に接続すれば、全体のアイソレーションは４０ｄＢとなり、出力への漏洩電力を従来の１００分の１にすることができる。
【００３４】
また、逆拡散変調部１０９は、第１の受信用拡散変調部１９１、第２の受信用拡散変調部１９２などを備える。そして、拡散変調部１０４における動作原理と同様の原理によって、逆拡散変調部１０９全体として、入力側から出力側へ漏洩する信号成分を飛躍的に抑制することが可能となる。例えば、第１の受信用拡散変調部１９１、および第２の受信用拡散変調部１９２に、一般的なダブルバランス型ミキサを用いた場合、１つだと、入出力間のアイソレーションは２０ｄＢ程度となるが、２つのダブルバランス型ミキサを直列接続すれば、全体のアイソレーションは４０ｄＢとなり、出力への漏洩電力を従来の１００分の１にすることができる。
【００３５】
ここで、本発明のスペクトル拡散型レーダ装置における距離の測定原理について説明する。
【００３６】
スペクトル拡散型レーダ装置１００では、拡散変調部１０４のように、第１の送信用拡散変調部１４１、および第２の送信用拡散変調部１４２、すなわち、複数の拡散変調部をそれぞれ直列に接続し、それぞれの拡散変調部に異なった擬似雑音符号を供給して、多段階に拡散変調処理を行っている。また、逆拡散変調部１０９のように、第１の受信用拡散変調部１９１、および第２の受信用拡散変調部１９２についても同様である。
【００３７】
このような構成により、それぞれの拡散変調部における入出力間の信号漏洩などを除いた理想的な処理結果を得ることができる。そして、実質的には、それぞれの拡散変調部に供給される拡散符号を排他的論理和演算した１つの符号により、入力信号を１段階で拡散処理した結果と同様の結果が得られる。
【００３８】
送信側においては、拡散変調に用いる符号は１つのＰＮ符号発生部１２１が発生するＰＮ符号ｅを用いて第１の送信用拡散変調部１４１において拡散変調した後、同じＰＮ符号ｅを送信用符号遅延部１２２により遅延させたＰＮ符号ｅ´を用いて、第２の送信用拡散変調部１４２により拡散変調させている。この結果、実質的にはＰＮ符号ｅと、ＰＮ符号ｅを遅延させたＰＮ符号ｅ´の排他的論理和による符号で入力信号ａを拡散した出力信号ｂ´として得られる。
【００３９】
具体的には、図３（ａ）に示されるように、第１の送信用拡散変調部１４１は、信号源１０３から信号ａ、すなわち、狭帯域信号１５１が供給されると、ＰＮ符号発生部１２１から供給されるＰＮ符号ｅを用いて、狭帯域信号１５１を拡散させて信号ｂを出力する。
【００４０】
このとき、図３（ｂ）に示されるように、第１の送信用拡散変調部１４１から出力される信号ｂには、現実に拡散された拡散信号１５２の他に、信号源１０３から供給された狭帯域信号１５１によって漏洩した狭帯域信号１５３が含まれている。
【００４１】
さらに、第２の送信用拡散変調部１４２は、第１の送信用拡散変調部１４１から出力された信号ｂ、すなわち、拡散信号１５２および狭帯域信号１５３が入力されると、送信用符号遅延部１２２から出力されるＰＮ符号ｅ´を用いて、拡散信号１５２および狭帯域信号１５３を拡散させて出力信号ｂ´を出力する。
【００４２】
このとき、図３（ｃ）に示されるように、第２の送信用拡散変調部１４２から出力される出力信号ｂ´には、現実に拡散された拡散信号１５４の他に、第１の送信用拡散変調部１４１から出力された狭帯域信号１５３によってわずかながら漏洩した狭帯域信号１５５が含まれている。
【００４３】
ここで、ＰＮ符号ｅとしてＭ系列符号を用いた場合、実質的にはもとのＰＮ符号ｅを遅延させた符号で入力信号ａを１段で拡散変調した結果が出力信号ｂ´として得られる。このため、Ｍ系列符号が有する優れた自己相関特性など、レーダ装置として動作上好ましい特性を、そのまま受け継ぐことができる。
【００４４】
このような特徴は、ある生成多項式から生成されるＭ系列符号と、同じ生成多項式を用いて生成されたＭ系列符号で位相の異なる符号との排他的論理和は、もとのＭ系列符号を時間遅延させたものになるという性質に基づいている。すなわち、もとのＭ系列符号と、もとのＭ系列符号を遅延させた符号との排他的論理和は、もとのＭ系列符号を時間遅延させたものになるという性質に基づいている。このようなＭ系列符号の数学的特性を利用することによって、多段階の拡散変調処理を施しても、符号の位相のみが異なるＭ系列符号で１段階の拡散変調を行った結果が得られることになり、Ｍ系列符号の優れた特徴を受け継ぐことができる。
【００４５】
また、第１の送信用拡散変調部１４１、および第２の送信用拡散変調部１４２の各アイソレーションを２０ｄＢ程度とすると、狭帯域信号１５５の電力を狭帯域信号１５１と比べて１００分の１程度に抑圧することができ、拡散されずに漏洩する成分の影響を小さくすることができる。
【００４６】
受信側においても、同様の原理で、第１の受信用拡散変調部１９１、第２の受信用拡散変調部１９２により、２段階の逆拡散変調を行い、逆拡散変調部１０９全体としての入出力間の信号漏洩を抑制しつつ、実質的にはＰＮ符号ｆを遅延させた符号で１段階の逆拡散変調を行った場合と同じ結果が得られる。
【００４７】
具体的には、図３（ｄ）に示されるように、第２の受信用拡散変調部１９２は、第１の受信用拡散変調部１９１から出力された信号ｄ、すなわち、拡散信号１５６および狭帯域信号１５７が入力されると、受信用符号遅延部１２４から出力されるＰＮ符号ｆ´を用いて、拡散信号１５６および狭帯域信号１５７を逆拡散させて出力信号ｄ´を出力する。
【００４８】
このとき、距離測定用符号遅延部１２３によって遅延量を変化させながら、自己相関が得られれば、図３（ｅ）に示されるように、狭帯域信号１５８が復元される。自己相関が得られなければ、図３（ｆ）に示されるように、拡散信号１５９および狭帯域信号１６０を含む信号が得られる。
【００４９】
以上の原理により、送信側において多段階の拡散変調、または受信側において多段階の逆拡散変調を行っているにもかかわらず、実質的には従来のスペクトル拡散型レーダ装置と同様の信号処理となるため、実質的な送信用拡散符号に対する実質的な受信用拡散符号の遅延量が物体探知用電波の伝搬遅延量に等しい場合、広帯域に拡散された物体探知用電波が逆拡散され、逆拡散変調部１０９から出力される信号ｄ´には送信側の信号源１０３の生成する狭帯域信号が再生される。信号処理部１１０は、逆拡散変調部１０９から出力される信号ｄ´に含まれる周波数成分のうち、信号源１０３が発生する周波数成分に含まれる周波数成分を選択的に検出することにより、物体の存在を検出できる。
【００５０】
例えば、図４に示されるように、遅延量が探知電波の伝搬遅延時間と等しいときには探知電波として広帯域に拡散された信号が逆拡散され、狭帯域信号が復元されるので、信号強度が大きくなる（信号１６１）。また、従来だと漏洩信号で隠れていた信号が、漏洩信号の抑圧に伴い観測され（信号１６２）、物体探知性能が向上する。
【００５１】
ここで、送信側に供給されるＰＮ符号ｅと拡散変調部１０４による実質的な１段階の拡散処理に対応する送信用拡散符号との時間遅延は送信用符号遅延部１２２による遅延量によって、一意に決定され、距離測定用符号遅延部１２３を経て受信側に供給されるＰＮ符号ｆと、逆拡散変調部１０９による実質的な１段階の逆拡散処理に対応する実質的な受信用拡散符号との時間遅延は受信用符号遅延部１２４による遅延量によって一意に決定されるので、これらの遅延量を前もって考慮すれば、距離測定用符号遅延部１２３に設定した遅延時間に対応する物体探知用電波の伝搬遅延時間を決定することができる。
【００５２】
特に、送信用符号遅延部１２２による遅延量と受信用符号遅延部１２４による遅延量を同一にすれば、拡散変調部１０４におけるＰＮ符号ｅと実質的な送信用拡散符号との時間差と、逆拡散変調部１０９におけるＰＮ符号ｆと実質的な受信用拡散符号との時間差を同じにすることができるので、物体探知用電波の往復遅延時間を距離測定用符号遅延部１２３に設定する遅延時間と直接対応させることができる。
【００５３】
以上、本実施の形態におけるスペクトル拡散型レーダ装置によれば、送信側において、探知電波にレーダ探知動作と無関係な狭帯域信号が漏洩することを抑制し、受信側において、特定の遅延量だけ伝搬遅延を受けた電波のみを選択的に受信するという本来のレーダ動作とは無関係に出力される漏洩信号を抑圧することができ、レーダ装置として優れた物体探知性能を有する。
【００５４】
（その他）
なお、多段階の拡散変調において、それぞれの拡散変調部に異なった生成多項式により発生させたＭ系列符号を供給してもよい。この場合、実質的には、それぞれのＭ系列符号を線形結合させることにより生成される符号で１段階の拡散変調を施した結果が得られる。このような、異なる生成多項式から発生される複数のＭ系列符号の線形結合により生成される符号はゴールド符号と呼ばれ、互いに独立した系列を多数発生させることが可能であり、互いに干渉しない多数のレーダ装置を実現することが可能という好ましい特徴を具備させることができる。
【００５５】
さらに、多段階の拡散変調において、その他の符号を用いてもよい。この場合、多段階の拡散変調部のそれぞれに供給する符号の排他的論理和により生成される、実質的な拡散符号の自己相関特性がレーダ動作に相応しいものであれば、どのような符号であっても使用することができ、本発明の本質的な特徴となる、入出力間の信号漏洩を抑制するという利点を享受することが出来る。
【００５６】
また、本発明に係る実施の形態では、送信側、受信側ともに２段階の拡散変調を行う場合についての例を示したが、送信側、または受信側の少なくともどちらかで、多段階の拡散変調部で構成されていれば、レーダ装置全体としての性能を向上させることが可能であり、たとえば、送信側のみ２段階の拡散変調部で構成され、受信側は１段の拡散変調部で構成されているとしてもよい。
【００５７】
また、それぞれの拡散変調部は、周波数変換処理と一体化されているとしてもよい。例えば、図５に示されるように、送信側に局部発振器２４４を設けて、第３の送信用拡散変調部２４３で拡散符号Ｅ´を用いて局部発振信号Ｇを拡散させた信号Ｅ´´を生成し、この信号Ｅ´´を用いて第２の拡散変調部２４２で入力信号Ｂを拡散変調し、出力信号Ｂ´を生成してもよい。この場合、拡散符号Ｅ´による拡散処理と、局部発振信号Ｇによる周波数変換が複合的に施されることになるが、本質的には入力信号Ｂを拡散符号Ｅ´で拡散変調することになるため、本発明における拡散変調部の１つとして用いることができる。
【００５８】
同様に、図５に示されるように、受信側にも局部発振器２９４を設けて、第３の受信用拡散変調部２９３で拡散符号Ｆを用いて局部発振信号Ｈを拡散させた拡散信号Ｆ´´を生成し、この拡散信号Ｆ´´を用いて第１の受信用拡散変調部２９１で入力信号Ｃを拡散変調し、出力信号Ｄを生成してもよい。この場合、拡散符号Ｆによる拡散処理と、局部発振信号Ｈによる周波数変換が複合的に施されることになるが、本質的には入力信号Ｃを拡散符号Ｆで拡散変調することになるため、本発明における拡散変調部の１つとして用いることができる。
【００５９】
なお、スペクトル拡散型レーダ装置として実現されるだけではなく、スペクトル拡散された電波を使用した探知方法等として実現されるとしてもよい。
【００６０】
なお、本発明はスペクトル拡散型レータ装置として実現されるだけではなく、スペクトル拡散型レーダ装置の送信側の機能、または受信側の機能が、それぞれが単独で実現されるとしてもよい。
【００６１】
なお、拡散変調部１０４が２つ以上の拡散変調部を備え、それぞれの拡散変調部が直列に接続されていれば、逆拡散変調部１０９は、少なくとも１つの拡散変調部を備えるとしてもよい。すなわち、送信側において複数回の拡散処理を施して出力信号ｂ´が生成されるならば、受信側において複数回の逆拡散処理を施さずとも１回の逆拡散処理で出力信号ｄ´が生成されるとしてもよい。これによって、送信側で、漏洩した狭帯域信号に対して複数回の拡散処理が施され、探知用電波として放射される前に、その狭帯域信号が抑圧される。
【００６２】
同様に、逆拡散変調部１０９が２つ以上の拡散変調部を備え、それぞれの拡散変調部が直列に接続されていれば、拡散変調部１０４は、少なくとも１つの拡散変調部を備えるとしてもよい。すなわち、受信側において複数回の逆拡散処理を施して出力信号ｄ´が生成されるならば、送信側において複数回の拡散処理を施さずとも１回の拡散処理で出力信号ｂ´が生成されるとしてもよい。これによって、受信側で、漏洩して拡散されずに放射された狭帯域信号に対して複数回の逆拡散処理が施され、信号処理部１１０に入力される前に、その狭帯域信号が抑圧される。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、物体探知性能に優れた高性能なレーダ装置等として、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る実施の形態におけるスペクトル拡散型レーダ装置を車載レーダ装置とした場合を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態におけるスペクトル拡散型レーダ装置の構成を示す図である。
【図３】（ａ）本発明に係る実施の形態におけるスペクトル拡散型レーダ装置の信号源の周波数スペクトル、（ｂ）第１の送信用拡散変調部１４１の出力信号の周波数スペクトル、（ｃ）第２の送信用拡散変調部１４２の出力信号の周波数スペクトル、（ｄ）逆拡散変調部１０９の入力信号の周波数スペクトル、（ｅ）拡散符号の位相が同期した場合の、逆拡散変調部１０９の出力信号の周波数スペクトル、（ｆ）拡散符号の位相が同期しない場合の、逆拡散変調部１０９の出力信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態におけるスペクトル拡散型レーダ装置の逆拡散変調部１０９の出力信号のうち、信号源の周波数と同じ成分の強度を距離測定用符号遅延部１２３の遅延量に対して示す図である。
【図５】本発明に係るその他の実施の形態におけるスペクトル拡散型レーダ装置の構成を示す図である。
【図６】従来の技術におけるスペクトル拡散型レーダ装置の構成を示す図である。
【図７】（ａ）従来の技術におけるスペクトル拡散型レーダ装置の信号源の周波数スペクトル、（ｂ）送信用拡散変調部の出力信号の周波数スペクトル、（ｃ）拡散符号の位相が同期した場合の、受信用拡散変調部の出力信号の周波数スペクトル、（ｄ）拡散符号の位相が同期しない場合の、受信用拡散変調部の出力信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図８】従来の技術におけるスペクトル拡散型レーダ装置の受信用拡散変調部の出力信号のうち、信号源の周波数と同じ成分の強度を符号遅延部の遅延量に対して示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１１  車両
１２  先行車両
１３  障害物
１００  スペクトル拡散型レーダ装置
１０１  タイミング発生部
１０２  擬似雑音符号発生部
１０３  信号源
１０４，２０４  拡散変調部
１０５  送信部
１０６  送信アンテナ
１０７  受信アンテナ
１０８  受信部
１０９，２０９  逆拡散変調部
１１０  信号処理部
１２１  ＰＮ符号発生部
１２２  送信用符号遅延部
１２３  距離測定用符号遅延部
１２４  受信用符号遅延部
１４１  第１の送信用拡散変調部
１４２  第２の送信用拡散変調部
１９１  第１の受信用拡散変調部
１９２  第２の受信用拡散変調部
２４１  第１の送信用拡散変調部
２４２  第２の送信用拡散変調部
２４３  第３の送信用拡散変調部
２４４  送信用局部発振器
２９１  第１の受信用拡散変調部
２９２  第２の受信用拡散変調部
２９３  第３の受信用拡散変調部
２９４  受信用局部発振器
３００  スペクトル拡散型レーダ装置
３０１  タイミング発生部
３０２  ＰＮ符号発生部
３０３  信号源
３０４  送信用拡散変調部
３０５  送信部
３０６  送信アンテナ
３０７  受信アンテナ
３０８  受信部
３０９  受信用拡散変調部
３１０  信号処理部
３１１  距離測定用符号遅延部
【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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