(57)【要約】  レーダ装置（１００）は、タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する送信モジュール（１）、及び送信モジュール（１）から放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号をタイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする受信モジュール（２，３）を備える。レーダ装置（１００）は、受信モジュール（２，３）がミキシングしたビート信号に基づいて物標（５０）を検出する信号処理部（４）を備える。信号処理部（４）は、送信モジュール（１）から受信モジュール（２，３）への直接波を受信することで生成されたビート信号のレベルを検出し、検出したレベルを予め、反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することでレーダ装置（１００）の故障を判定する。
2019234946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物標の検出を行うレーダ装置であって、
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、
前記送信モジュールから放射される前記送信チャープ信号の物標からの反射波及び前記物標を介さずに直接結合する直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、
前記受信モジュールがミキシングしたビート信号に基づいて物標を検出する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、前記ビート信号に含まれる前記送信モジュールから前記受信モジュールへの直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルと、予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで前記レーダ装置の故障を判定する機能を備えた
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記受信チャープ信号は、それぞれの前記受信モジュールで個別に生成されることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記送信モジュールから分配された送信チャープ信号が前記受信チャープ信号として用いられることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記送信チャープ信号と前記受信チャープ信号とは、互いにチャープ開始タイミングをずらして出力されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記ビート信号から相対速度を検出し、検出した相対速度がゼロの成分から前記直接波を抽出することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
故障検出時における送信チャープ信号および受信チャープ信号の傾きは、物標検出時における送信チャープ信号および受信チャープ信号の傾きよりも大きな値に設定されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記受信モジュールは、前記ビート信号をフィルタリングする高域通過フィルタを備え、前記高域通過フィルタのカットオフ周波数は、物標検出時と故障検出時とで切り替えられることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
物標の検出を行うレーダ装置であって、
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、
前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、
前記受信モジュールがミキシングしたビート信号に基づいて物標を検出する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、送信チャープ信号が放射されるときのビート信号における直接波成分のレベルと、送信チャープ信号が放射されないときのビート信号における直接波成分のレベルとの差分から設定した閾値を元に、前記レーダ装置の故障の有無を判定する
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項９】
物標の検出を行うレーダ装置であって、
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、
前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、
前記受信モジュールがミキシングしたビート信号に基づいて物標を検出する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、周波数変調されていない無変調時のビート信号における直接波成分のレベルと、周波数変調されている変調時のビート信号における直接波成分のレベルとの差分から設定した閾値を元に、前記レーダ装置の故障の有無を判定する
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記送信モジュールと、少なくとも２つの前記受信モジュールとによって形成される複数の送受信パスの直接波に対して、
前記信号処理部は、複数の前記送受信パスの直接波のレベルを検出して、それぞれの送受信パスに対して設定した閾値を比較することにより、各送受信パス毎に故障判定を行う
ことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、を備え、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号に基づいて物標を検出するレーダ装置の故障検出方法であって、
前記送信モジュールから前記送信チャープ信号を放射する第１ステップと、
前記送信チャープ信号の直接波を受信して、前記ビート信号のレベルにおける直接波成分のレベルを検出する第２ステップと、
前記直接波成分のレベルと、予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値との比較結果に基づいて、前記レーダ装置の故障を判定する第３ステップと、
を含むことを特徴とするレーダ装置の故障検出方法。
【請求項１２】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号を解析する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号の反射波成分から物標を検出すると共に、前記ビート信号の直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルを予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで装置の故障を判定するレーダ装置の運用方法であって、
前記レーダ装置の動作周期内において、送受信される同一のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記物標の検出、および前記レーダ装置の故障を判定する
ことを特徴とするレーダ装置の運用方法。
【請求項１３】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号を解析する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号の反射波成分から物標を検出すると共に、前記ビート信号の直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルを予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで装置の故障を判定するレーダ装置の運用方法であって、
前記送信チャープ信号及び前記受信チャープ信号は、
物標検出用の第１のチャープ信号と、故障検出用の第２のチャープ信号とを含むと共に、
前記レーダ装置の動作周期内に、前記第１のチャープ信号を送受信し、前記第１のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記物標を検出する第１のレーダ動作時間と、前記第２のチャープ信号を送受信し、前記第２のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記レーダ装置の故障を判定する第２のレーダ動作時間と、を含む
ことを特徴とするレーダ装置の運用方法。
【請求項１４】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号を解析する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号の反射波成分から物標を検出すると共に、前記ビート信号の直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルを予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで装置の故障を判定するレーダ装置の運用方法であって、
前記送信チャープ信号及び前記受信チャープ信号は、
物標検出用の第１のチャープ信号と、故障検出用の第２のチャープ信号とを含むと共に、
前記第１のチャープ信号を送受信し、前記第１のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記物標を検出する第１のレーダ動作周期と、前記第２のチャープ信号を送受信し、前記第２のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記レーダ装置の故障を判定する第２のレーダ動作周期とを有し、
前記第２のレーダ動作周期は、前記信号処理部から出力されるタイミング信号に基づいて制御され、前記第１のレーダ動作の複数周期内に少なくとも１回含むことを特徴とするレーダ装置の運用方法。
【請求項１５】
前記閾値は、前記レーダ装置の周囲温度毎に設定され、
少なくとも１つの前記送信モジュールと、少なくとも２つの前記受信モジュールとによって形成される複数の送受信パスの直接波に対して設定された温度テーブル値として前記信号処理部のメモリに保存され、
前記信号処理部は、複数の前記送受信パス毎に、それぞれのビート信号における直接波成分のレベルに基づいて、それぞれの前記温度テーブル値を補間又は参照して対応する閾値を設定し、レーダ装置の故障判定を行うことを特徴とする請求項１２から１４の何れか１項に記載のレーダ装置の運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物標の検出を行うレーダ装置、レーダ装置の故障検出方法、及びレーダ装置の運用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、前方の車両からの反射波のレベル及び車両前方の路面の反射波のレベルを検出し、車両反射波のレベルと、路面反射波のレベルとに基づいて、レーダ装置の故障を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５０７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１を含む従来のレーダ装置では、レーダ装置の故障を判定する際に、前方の車両、路面、レドームなどからの反射波が利用される。しかしながら、これらの反射波による信号は、車両の距離、車両の速度、路面又はレドームの状態、路面又はレドームからの反射量によって、常にレベル変動が発生するため、条件又は状態によっては、定常的に安定した反射波が得られない可能性が高い。従って、従来のレーダ装置では、運用中に故障検出を行うには、誤判定をしないようにしたり、反射波の条件を限定したりする必要があり、機能の制約が大きく、また万能的に機能しないという課題がある。このため、反射波を利用することなく、運用中に安定に故障検出を行うことが望まれている。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、反射波を利用することなく、運用中に安定に故障検出を行うことができるレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るレーダ装置は、タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールを備える。また、レーダ装置は、少なくとも１つの送信モジュールから放射される送信チャープ信号の物標からの反射波及び物標を介さずに直接結合する直接波を受信し、受信した信号をタイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールを備える。更に、レーダ装置は、受信モジュールがミキシングしたビート信号に基づいて物標を検出する信号処理部を備える。信号処理部は、ビート信号に含まれる、送信モジュールから受信モジュールへの直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルと、予め反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することでレーダ装置の故障を判定する機能を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るレーダ装置によれば、反射波を利用することなく、運用中に安定に故障検出を行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係るレーダ装置の一例を示すブロック図
【図２】実施の形態１における送信チャープ信号及び受信チャープ信号の周波数−時間波形を示す図
【図３】実施の形態１における故障判定の動作フローを示すフローチャート
【図４】実施の形態１における故障判定閾値テーブルを作成するとき（出荷検査時）の測定環境を説明する図
【図５】実施の形態１における故障判定の原理の説明に供する第１の図
【図６】実施の形態１における故障判定の原理の説明に供する第２の図
【図７】実施の形態１における故障判定に使用する閾値テーブルの一例を示す図
【図８】実施の形態２における送信チャープ信号及び受信チャープ信号の周波数変化を示すタイムチャート
【図９】実施の形態２におけるレーダ装置の効果の説明に供する図
【図１０】実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態４に係るレーダ装置の構成を示すブロック図
【図１２】実施の形態５における故障判定の原理の説明に供する第１の図
【図１３】実施の形態５における故障判定の原理の説明に供する第２の図
【図１４】実施の形態６における物標検出用のチャープ信号の周波数変化を示すタイムチャート
【図１５】実施の形態６における故障検出用のチャープ信号の周波数変化を示すタイムチャート
【図１６】実施の形態６における物標検出用のチャープ信号を送受信した場合のビート信号の時間波形を示す図
【図１７】実施の形態６における故障検出用のチャープ信号を送受信した場合のビート信号の時間波形を示す図
【図１８】実施の形態７に係るレーダ装置の要部の構成を示すブロック図
【図１９】実施の形態７における物標検出用の構成におけるビート信号の時間波形を示す図
【図２０】実施の形態７における故障検出用の構成におけるビート信号の時間波形を示す図
【図２１】実施の形態８に係るレーダ装置の送信部のＯＮ／ＯＦＦ制御の態様を示すブロック図
【図２２】実施の形態８における送信部のＯＦＦ制御によって観測される直接波の時間波形を示す第１の図
【図２３】実施の形態８における送信部のＯＮ制御によって観測される直接波の時間波形を示す第２の図
【図２４】実施の形態９における故障検出用のチャープ信号（変調信号）の周波数変化を示すタイムチャート
【図２５】実施の形態９における故障検出用のチャープ信号（無変調信号）の周波数変化を示すタイムチャート
【図２６】図２５に示される無変調信号によって観測される直接波の時間波形を示す図
【図２７】図２４に示される変調信号によって観測される直接波の時間波形を示す図
【図２８】実施の形態１０におけるビート信号の時間波形を示す図
【図２９】実施の形態１１に係るレーダ装置の運用方法の説明に供する第１の図
【図３０】実施の形態１１に係るレーダ装置の運用方法の説明に供する第２の図
【図３１】実施の形態１から１１における信号処理部の機能を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図３２】実施の形態１から１１における信号処理部の機能を実現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係るレーダ装置、レーダ装置の故障検出方法、及びレーダ装置の運用方法について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るレーダ装置の一例を示すブロック図である。図２は、実施の形態１における送信チャープ信号及び受信チャープ信号の周波数−時間波形を示す図である。実施の形態１に係るレーダ装置１００は、図１に示されるように、１つの送信モジュール１と、２つの受信モジュール２，３と、信号処理部４とを備える。なお、１という送信モジュールの数は例示であり、複数の送信モジュールが備えられていてもよい。また、２という受信モジュールの数は例示であり、１つ又は３以上の受信モジュールが備えられていてもよい。
【００１１】
送信モジュール１は、図２の上段部に示される送信チャープ信号を空間に放射するモジュールである。送信モジュール１は、第１の信号源である高周波（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）信号源１１と、増幅器１２と、送信アンテナ１３とを備える。ＲＦ信号源１１は、信号処理部４から出力されるタイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する。増幅器１２は、ＲＦ信号源１１で生成された送信チャープ信号を増幅する。送信アンテナ１３は、増幅器１２で増幅された送信チャープ信号６０を空間に放射する。ＲＦ信号源１１に入力されるタイミング信号は、タイミング制御部４２によって生成される。タイミング制御部４２は、信号処理部４に設けられる。
【００１２】
ＲＦ信号源１１は、チャープ発生回路１１ａと、発振器１１ｂと、増幅器１１ｃとを備える。チャープ発生回路１１ａは、チャープデータに基づいて発振器１１ｂの発振周波数を制御する制御信号を生成する。発振器１１ｂは、チャープ発生回路１１ａによって生成された制御信号に従い、周波数が時間に対して変化する送信チャープ信号を発生する。増幅器１１ｃは、発振器１１ｂによって生成された送信チャープ信号を増幅する。なお、増幅器１１ｃで十分な出力が得られる場合は、増幅器１２は送信モジュール１の構成から除いても構わない。チャープ発生回路１１ａに入力されるチャープパラメータは、チャープデータ生成部４１によって生成される。チャープデータ生成部４１は、信号処理部４に設けられる。
【００１３】
受信モジュール２，３は、空間に放射された送信チャープ信号６０の物標５０からの反射波６４を受信するモジュールである。また、図１に示されるように、送信モジュール１から受信モジュール２，３に対しては、直接結合する直接波６２が存在し、受信モジュール２，３は、当該直接波６２も受信して、下述の処理を行う。
【００１４】
受信モジュール２は、受信アンテナ２１と、第２の信号源であるＲＦ信号源２２と、受信部２３と、を備える。受信アンテナ２１は、送信モジュール１からの直接波６２及び物標５０からの反射波６４を受信する。ＲＦ信号源２２は、タイミング制御部４２から出力されるタイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を生成する。受信チャープ信号は、後述するミキサに対して受信ローカル（ＬＯｃａｌ：ＬＯ）信号として機能する。受信チャープ信号は、図２に示されるように、送信チャープ信号と同様に周波数が時間変化するチャープ信号である。受信部２３は、受信アンテナ２１を介して受信された受信信号をダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号をデジタル信号に変換する。受信部２３は、ダウンコンバートした信号を受信データとして信号処理部４に出力する。
【００１５】
ＲＦ信号源２２は、チャープ発生回路２２ａと、発振器２２ｂと、増幅器２２ｃとを備える。チャープ発生回路２２ａは、チャープデータ生成部４１から出力されるチャープデータに基づいて発振器２２ｂの発振周波数を制御する制御信号を生成する。発振器２２ｂは、チャープ発生回路２２ａによって生成された制御信号に従う信号を発生する。増幅器２２ｃは、発振器２２ｂによって生成された信号を増幅する。増幅器２２ｃから出力される信号が、前述した受信チャープ信号である。
【００１６】
受信部２３は、ミキサ２３ａと、高域通過フィルタ（Ｈｉｇｈ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ：ＨＰＦ）２３ｂと、増幅器２３ｃと、アナログデジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＡＤＣ）２３ｄとを備える。ミキサ２３ａは、受信アンテナ２１を介して受信した受信信号を受信ＬＯ信号である受信チャープ信号を用いてミキシングし、受信信号と受信チャープ信号との周波数差分信号（＝ビート信号）を生成する。ＨＰＦ２３ｂは、ミキサ２３ａの出力、即ちビート信号をフィルタリングする。物標５０を検出する際、ビート信号に含まれる直流及び所定の低周波成分は、ＨＰＦ２３ｂによって抑圧される。増幅器２３ｃは、ＨＰＦ２３ｂから出力される信号を増幅する。ＡＤＣ２３ｄは、増幅器２３ｃの出力をデジタル信号へ変換する。なお、図示はしていないが、ＡＤＣ２３ｄのサンプリングはチャープ発生回路１１ａ，２２ａ，３２ａと同様に信号処理部４により制御され、各チャープ信号発生タイミングに同期して、実施される。
【００１７】
受信モジュール３も、受信モジュール２と同様に構成される。受信モジュール３は、受信アンテナ３１と、ＲＦ信号源３２と、受信部３３と、を備える。ＲＦ信号源３２は、チャープ発生回路３２ａと、発振器３２ｂと、増幅器３２ｃと、を備える。受信部３３は、ミキサ３３ａと、ＨＰＦ３３ｂと、増幅器３３ｃと、ＡＤＣ３３ｄと、を備える。ＲＦ信号源３２及び受信部３３の機能は、受信モジュール２のＲＦ信号源２２及び受信部２３のそれぞれと同様であり、ここでの説明は割愛する。なお、図示の例では、増幅器１２がＲＦ信号源１１で生成された送信チャープ信号を増幅する構成となっているが、受信モジュール２，３のミキサ２３ａ，３３ａを高調波ミキサとして構成する場合は、増幅器１２をＮ逓倍器と増幅器とを組合せた構成としても良い。この場合は、チャープ発生回路１１ａ，２２ａ，３２ａで生成される送信チャープ信号および受信チャープ信号の周波数は、送信アンテナ１３、受信アンテナ２１，３１の送受信周波数の１／Ｎに設定される。当該構成を用いることにより、ＲＦ信号源１１，２２，３２を安価にかつ高出力に実現することが可能となり、より多くの送信、受信モジュールを構成して送受ｃｈ数の多い高性能なレーダ装置を得ることができる。
【００１８】
信号処理部４は、ＲＦ信号源１１，２２，３２が生成するチャープ信号のパラメータであるチャープパラメータ、及びタイミングを制御し、ＡＤＣ２３ｄ，３３ｄでデジタル変換される信号の信号処理を行う。チャープパラメータには、チャープ動作が開始されるときの周波数、位相、基準時刻からの遅延時間、チャープ信号の形状（傾き、変調幅）、時間や周波数の刻み、チャープ数などが含まれる。また、複数の異なるチャープ信号を組合せて生成することも可能である。
【００１９】
信号処理部４は、前述したチャープデータ生成部４１及びタイミング制御部４２に加え、検出部４３及び故障判定部４４を備える。検出部４３は、距離検出部４３ａ、速度検出部４３ｂ及び振幅検出部４３ｃを備え、故障判定部４４は、故障判定閾値テーブル４４ａを備える。故障判定閾値テーブル４４ａには、閾値が格納されている。
【００２０】
検出部４３において、距離検出部４３ａは、受信部２３，３３から出力される受信データに基づいて、レーダ装置１００から物標５０までの距離を検出する。速度検出部４３ｂは、当該受信データに基づいて、レーダ装置１００と物標５０との間の相対速度を検出する。振幅検出部４３ｃは、当該受信データのレベルを検出する。故障判定部４４は、検出部４３の検出値に基づいて、レーダ装置１００の故障を判定する。レーダ装置１００の故障判定には、故障判定閾値テーブル４４ａが用いられる。
【００２１】
次に、実施の形態１に係るレーダ装置１００における故障判定の手法及び原理について、図１から図７の図面を参照して説明する。図３は、実施の形態１における故障判定の動作フローを示すフローチャートである。図４は、実施の形態１における故障判定閾値テーブル４４ａを作成するとき（出荷検査時）の測定環境を説明する図である。図５は、実施の形態１における故障判定の原理の説明に供する第１の図である。図６は、実施の形態１における故障判定の原理の説明に供する第２の図である。図７は、実施の形態１における故障判定に使用する閾値テーブルの一例を示す図である。
【００２２】
実施の形態１では、後述する直接波成分のレベルを閾値と比較することでレーダ装置１００の故障の有無を判定する。具体的には、図３のフローチャートに示される処理フローが用いられる。図３の処理フローは、運用時において送受信を行う所定の周期毎に実施される。なお、故障判定は、送信モジュールごとに、１つの送信モジュールと１つの受信モジュールとの間で行う。１つの送信モジュールと１つの受信モジュールとの組合せで決まる送受信結合経路を、便宜的に「送受信パス」と呼ぶ。以下では、送信モジュール１と受信モジュール２との組合せによる送受信パスを一例として説明する。
【００２３】
図３において、レーダ装置１００は、送信モジュール１から送信チャープ信号６０を放射する（ステップＳ１０１）。送信チャープ信号６０の大半は、物標５０へ照射され、その反射波６４が受信アンテナ２１を介して受信モジュール２で受信される。また送信チャープ信号６０の一部は直接波６２として、直接受信モジュール２で受信される。受信モジュール２から出力される受信データは信号処理部４に送られる。信号処理部４は、直接波成分のレベルを検出する（ステップＳ１０２）。信号処理部４の故障判定部４４は、直接波成分のレベルと閾値とを比較する（ステップＳ１０３）。直接波成分のレベルが閾値よりも大きい場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、故障判定部４４は、レーダ装置１００は正常であると判定して（ステップＳ１０４）、図３のフローを終了する。一方、直接波成分のレベルが閾値以下である場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、送信モジュール１と受信モジュール２との間の送受信パスにおいて異常があると判断して、レーダ装置１００は故障の判定を行い（ステップＳ１０５）、図３のフローを終了する。
【００２４】
なお、上記のステップＳ１０３では、直接波成分のレベルと閾値とが等しい場合を“Ｎｏ”で判定しているが、“Ｙｅｓ”で判定してもよい。即ち、直接波成分のレベルと閾値とが等しい場合に、レーダ装置１００は正常であると判定してもよい。
【００２５】
図３のフローチャートに示される閾値は、図４の測定環境での測定値を用いて設定する。図１は運用時の測定環境を示す図であるのに対し、図４は出荷検査時の測定環境を示す図である。出荷検査時の測定環境では、図４に示されるように、レーダ装置１００の前方及び周囲に電波吸収帯５２が配置されている。レーダ装置１００の前方に電波吸収帯５２を配置するのは、前方及び周囲から受信モジュール２，３側に戻ろうとする送信チャープ信号６０の反射波６４のレベルを抑制するためである。一方、送信モジュール１から受信モジュール２，３に対しては、モジュール間、アンテナ間で所定レベルの直接波６２が結合する。このように、出荷検査時においては、受信アンテナ２１，３１で受信される反射波６４を抑制した測定環境が構築されて、直接波６２のみが計測される。また、直接波６２の受信解析を通じて、閾値の設定が行われる。なお、以下の説明において、図４もしくは図４と等価の測定環境を「反射波無入力状態」と呼ぶ場合がある。
【００２６】
図５には、出荷検査時のビート信号のスペクトルが実線で示され、運用時のビート信号のスペクトルが破線で示されている。図５の横軸は周波数であり、縦軸は周波数成分のレベルを表している。運用時のスペクトル波形では、直接波成分に加え、物標５０からの反射波成分が含まれている。図５において、周波数が“０”のところに現れる成分は直流（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ：ＤＣ）成分であり、ＤＣ成分の右隣りに現れる成分は直接波成分である。
【００２７】
前述の通り、出荷検査時の測定環境である反射波無入力状態においては、物標５０からの反射波が抑制される。このため、直接波６２の周波数成分のみを抽出した直接波成分のレベルの測定結果に基づいて、容易に閾値を設定することが可能となる。なお、図５には直接波成分に対して設定する閾値の設定例が破線で示されている。
【００２８】
なお、図５に示されるように、直接波成分とＤＣ成分とは、周波数領域で接近している。このため、直接波成分とＤＣ成分とを周波数領域で分離できる機能が必要になる。なお、直接波成分とＤＣ成分とを周波数領域で分離する機能の実現方法については、後述する。
【００２９】
図５に示される閾値を用いる場合、図３のステップＳ１０２では、直接波の周波数成分のレベルが検出される。また、図３のステップＳ１０３では、直接波の周波数成分のレベルと閾値との比較処理が行われる。
【００３０】
図５は、直接波の周波数成分のレベルに基づいて閾値を設定する例について示したが、直接波の振幅のレベルに基づいて閾値を設定してもよい。図６には、出荷検査時のビート信号の時間波形と、運用時のビート信号の時間波形とが示されている。図６の横軸は時間であり、縦軸はビート信号のレベルを表している。
【００３１】
図６には、出荷検査時のビート信号の時間波形が太実線で示され、運用時のビート信号の時間波形が細実線で示されている。運用時のビート信号の時間波形は、図６に示されるように、低周波のうねり成分に物標５０からの反射波の成分が重畳した波形となり、ビート信号の振幅が変動する。このため、運用時のビート信号を用いて、精度の良い閾値を設定することは難しい。これに対し、出荷検査時のビート信号の時間波形では、直接波による低周波のうねり成分のみが観測されるので、精度の良い閾値を設定することが可能となる。なお、図６には閾値の設定例が破線で示されている。また、直接波成分を抽出した周波数解析結果から逆フーリエ変換等により時間（振幅）波形に戻して、閾値と比較することも可能である。
【００３２】
図６に示される閾値を用いる場合、図３のステップＳ１０２では、信号処理部４の振幅検出部４３ｃによって、直接波の振幅のレベルが検出される。また、図３のステップＳ１０３では、故障判定部４４によって、直接波の振幅のレベルと閾値との比較処理が行われる。
【００３３】
図７には、実施の形態１における閾値テーブルの一例が示されている。図７に示される例では、閾値は複数の送信部（＃１，＃２，…）、及びそれぞれの送信部に対応する受信部（＃１１，＃１２，…，＃２１，＃２２，…）ごと、且つレーダ装置１００が動作する周囲温度ごとに、振幅及び周波数のそれぞれに対応する閾値が設定されている。
【００３４】
図７において、Ｔ１，Ｔ２は、周囲温度を示し、Ｔｍｉｎは想定される周囲温度の最小値であり、Ｔｍａｘは想定される周囲温度の最大値である。なお、閾値テーブル内の周囲温度は、レーダ装置内に設けられたサーミスタ等の温度検出値を実際の周囲温度と対応させて、設定、参照しても良い。
【００３５】
各周囲温度に対する閾値は、上述した出荷検査時に複数の周囲温度で閾値を計測して設定する他、送信モジュール１、受信モジュール２，３の送信出力及び受信利得の温度特性から予測、及び設定することが可能である。求めた閾値の値は、図７のテーブルに格納される。
【００３６】
また、周囲温度Ｔ１，Ｔ２間の閾値は、線形近似等で補完することができる。例えば、周囲温度がＴ（Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２）のときの閾値は、周囲温度がＴ１のときの閾値と、周囲温度がＴ２のときの閾値とを用いて内挿計算で求めることができる。また、周囲温度Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘのときの閾値は、実環境下で測定してもよいし、上述のように予測や、外挿計算によって求めてもよい。
【００３７】
実施の形態１によれば、レーダ装置の運用中において、送信モジュールから受信モジュールへの直接波のレベルを検出し、検出したレベルを閾値と比較することで故障を判定する。これにより、運用中において、反射波を利用することなく、レーダ装置の故障判定を行うことができる。
【００３８】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係るレーダ装置について、図８及び図９の図面を参照して説明する。図８は、実施の形態２における送信チャープ信号及び受信チャープ信号の周波数変化を示すタイムチャートである。図９は、実施の形態２におけるレーダ装置の効果の説明に供する図である。なお、実施の形態２に係るレーダ装置の機能は、図１に示される実施の形態１のものと同一又は同等の構成で実現できる。
【００３９】
図８の上段部には、送信モジュール１から出力される送信チャープ信号の周波数−時間波形が実線で示されている。また、図８の中段部には、ＲＦ信号源２２，３２から出力される物標検出時の受信チャープ信号の周波数−時間波形が破線で示されている。また、図８の下段部には、ＲＦ信号源２２，３２から出力される故障検出時の受信チャープ信号の周波数−時間波形が破線で示されている。
【００４０】
図８の中段部及び下段部に示されるように、実施の形態２における受信チャープ信号の波形は、物標検出時と故障検出時とで信号波形が異なっている。具体的には、故障検出時の受信チャープ信号は、物標検出時の受信チャープ信号に対して時間τだけ遅延するように、出力のタイミングがずらされている。この出力のタイミングのずらしは、信号処理部４のタイミング制御部４２によって制御される。なお、物標検出時の受信チャープ信号と送信チャープ信号とは、出力タイミングが一致している。従って、故障検出時の受信チャープ信号は、送信チャープ信号に対しても時間τだけ遅延している。
【００４１】
図９の左側には、受信チャープ信号の出力タイミングが送信チャープ信号と同一である場合の受信信号のスペクトルが示されている。また、図９の右側には、受信チャープ信号の出力タイミングを送信信号からずらして出力した場合の受信信号のスペクトルが示されている。これらの図において、実線は直接波成分及び物標５０からの反射波成分であり、破線はＤＣ成分をそれぞれ模擬的に示している。
【００４２】
直接波成分は、図９に示されるように、ＤＣ成分に近い低周波成分となり、周波数的に分離が困難である。一方、実施の形態２のように、受信チャープ信号の出力タイミングを送信チャープ信号からずらした場合、直接波成分の周波数が高くなる。その結果、相対的に周波数分離がしやすくなるため、故障検出の検出精度を向上させる効果が得られる。
【００４３】
実施の形態３．
次に、実施の形態３に係るレーダ装置について、図１０を参照して説明する。図１０は、実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係るレーダ装置１００は、受信チャープ信号を生成する信号源を受信モジュールごと個別に有する構成であるのに対し、実施の形態３に係るレーダ装置１００Ａは、送信モジュールから分配された送信チャープ信号を受信チャープ信号として用いる構成である。
【００４４】
図１０に示される実施の形態３に係るレーダ装置１００Ａにおいては、図１に示される実施の形態１の構成において、受信モジュール２，３がそれぞれ受信モジュール２Ａ，３Ａに置き替えられ、送信モジュール１と受信モジュール２Ａ，３Ａとの間に遅延回路５が設けられている。受信モジュール２Ａでは、ＲＦ信号源２２が省略され、代わりに遅延回路５の出力が受信チャープ信号としてミキサ２３ａに入力される。また、受信モジュール３Ａでは、ＲＦ信号源３２が省略され、代わりに遅延回路５の出力が受信チャープ信号としてミキサ３３ａに入力される。なお、その他の構成については、実施の形態１の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する構成の説明は割愛する。
【００４５】
実施の形態３の構成において、遅延回路５の遅延時間は、信号処理部４のタイミング制御部４２によって制御される。従って、タイミング制御部４２から遅延回路５に出力されるタイミング信号によって、図８の下段部に示されるような遅延時間τを送信チャープ信号に付与することで、故障検出用の受信チャープ信号とすることができる。なお、送信チャープ信号に遅延時間τを付与する際には、送信モジュール１と受信モジュール２Ａ，３Ａとの間の電気配線による伝送時間を考慮することは言うまでもない。
【００４６】
また、送信モジュール１と受信モジュール２Ａ，３Ａとの間の電気配線による伝送時間が存在する。このため、タイミング制御部４２からチャープ発生回路１１ａ及び遅延回路５のそれぞれに出力されるタイミング信号を、当該電気配線による伝送時間を考慮したタイミングで出力する。このようにすれば、図８の上段部及び中段部に示されるように、遅延回路５から出力される信号が送信チャープ信号と同期するので、遅延回路５の出力を物標検出用の受信チャープ信号として用いることができる。
【００４７】
なお、送信モジュール１と受信モジュール２Ａ，３Ａとの間の電気配線による伝送時間の考慮が不要であるほどの小さい値である場合には、タイミング制御部４２からの制御信号によって、遅延回路５の機能の有効又は無効が切り替えられる構成としてもよい。例えば、タイミング制御部４２からの制御信号によって、遅延回路５の機能が有効とされる場合、遅延回路５から出力される信号は、図８の下段部に示されるように故障検出用の受信チャープ信号として用いることができる。また、遅延回路５の機能が無効とされる場合、遅延回路５から出力される信号は、図８の中段部に示されるように物標検出用の受信チャープ信号として用いることができる。
【００４８】
実施の形態３の構成によれば、受信チャープ信号を生成する信号源を受信モジュールに設けることなく、実施の形態１と同等の機能を具備させることができる。これにより、構成の簡素化と製造コストの削減を図ることができる。また、部品点数の削減により、装置の信頼性を高めることができる。
【００４９】
実施の形態４．
次に、実施の形態４に係るレーダ装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、実施の形態４に係るレーダ装置１００Ｂの構成を示すブロック図である。実施の形態３では、送信チャープ信号と受信チャープ信号との間に時間差を設けるため、図１０に示されるように、送信モジュール１と受信モジュール２Ａ，３Ａとの間に遅延回路５を設ける構成としていた。一方、実施の形態１のように、送信チャープ信号と受信チャープ信号との間に時間差を設ける必要がない場合には、図１１に示されるように、遅延回路５を設けない構成とすることができる。実施の形態４の構成によっても、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００５０】
なお、図１１では、１つの送信モジュール１から２つの受信モジュール２Ａ，３Ａに送信チャープ信号が分配される構成を示したが、送信モジュール１が複数の場合にも適用可能である。送信モジュール１が複数の場合、複数の送信モジュール１のそれぞれから、対応する複数の受信モジュール２のそれぞれに送信チャープ信号が分配される構成でもよい。或いは、複数の送信モジュール１の１つから、全ての受信モジュール２のそれぞれに送信チャープ信号が分配される構成でもよい。また、送信モジュール１の数をＮ（Ｎは２以上の整数）とするとき、Ｎ−Ｍ（Ｍは、Ｎ−１以下の整数）の送信モジュール１から、対応する複数の受信モジュール２のそれぞれに送信チャープ信号が分配される構成でもよい。なお、この概念は、実施の形態３のレーダ装置にも適用可能である。
【００５１】
実施の形態５．
次に、実施の形態５に係るレーダ装置について、図１２及び図１３の図面を参照して説明する。図１２は、実施の形態５における故障判定の原理の説明に供する第１の図である。図１３は、実施の形態５における故障判定の原理の説明に供する第２の図である。なお、実施の形態５に係るレーダ装置の機能は、図１、図１０又は図１１の何れの構成でも実現可能である。
【００５２】
図１２には、信号処理部４の距離検出部４３ａ及び速度検出部４３ｂで得られた検出結果を基に作成された距離速度マップが示されている。距離速度マップにおいて、横軸は速度周波数、縦軸は距離周波数を表している。なお、図１２には図示していないが、通常は紙面垂直方向に相当するｚ軸方向に、各受信信号の強度が表される。図１２において、矢印で示されている部位Ｋ１は、速度を有さない直接波成分を表している。また、矢印で示されている部位Ｋ２，Ｋ３は、速度を有する物標５０からの反射波成分を表している。
【００５３】
図１３には、図１２に示される距離速度マップにおける相対速度＝０における距離周波数軸方向の高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＦＦＴ）の解析結果が示されている。図１３には、ＤＣ成分及び直接波の成分が抽出されているが、物標からの反射波の成分は現れていない。物標からの反射波の成分が現れていないのは、相対速度＝０の成分のみを抽出したためである。
【００５４】
図１３に示される解析結果が得られたならば、実施の形態１と同様に、得られた直接波成分のレベルを閾値と比較する。得られた直接波成分のレベルが閾値よりも大きければ、レーダ装置は正常と判定する。また、得られた直接波成分のレベルが閾値以下の場合には、レーダ装置は故障していると判定する。
【００５５】
実施の形態５によれば、レーダ装置の運用中であっても、主にレーダ装置に対して相対速度を有する物標からの反射波成分を分離して、送信モジュールから受信モジュールへの直接波の成分を検出することができる。これにより、レーダ装置周囲に複数存在する物標からの反射波成分に影響されない直接波成分が得られるので、レーダ装置における故障判定の精度を高めることができる。
【００５６】
実施の形態６．
次に、実施の形態６に係るレーダ装置について、図１４から図１７の図面を参照して説明する。図１４は、実施の形態６における物標検出用のチャープ信号の周波数変化を示すタイムチャートである。図１５は、実施の形態６における故障検出用のチャープ信号の周波数変化を示すタイムチャートである。図１６は、実施の形態６における物標検出用のチャープ信号を送受信した場合のビート信号の時間波形を示す図である。図１７は、実施の形態６における故障検出用のチャープ信号を送受信した場合のビート信号の時間波形を示す図である。なお、実施の形態６に係るレーダ装置の機能は、図１、図１０又は図１１の何れの構成でも実現可能である。
【００５７】
図１４には、実施の形態６における物標検出用のチャープ信号の波形が示されている。また、図１５には、実施の形態６における故障検出用のチャープ信号の波形が示されている。なお、送信側と受信側とでは、同じ周波数変調波形のチャープ信号が用いられる。
【００５８】
図１４及び図１５において、横軸のスケールは同じであり、故障検出用のチャープ信号の波形は、物標検出用のチャープ信号の波形に対して、チャープ１周期の時間が短く、逆に周波数の変調幅は大きく設定されている。即ち、実施の形態６では、故障検出用のチャープ信号は、物標検出用のチャープ信号に対して、チャープ信号の傾きが大きくなるように設定されている。
【００５９】
図１６には、物標検出用のチャープ信号を送受信した場合のビート信号の時間波形が示されている。図１６において、実線で示される曲線は実運用で受信アンテナ、及び受信モジュールで受信され、ビート信号として出力される時間波形を示しており、物標からの反射波、及び送信モジュール、或いは送信アンテナから結合する直接波とが合成された時間波形となっている。また、破線で示される曲線は直接波の成分のみを模擬的に表している。図１６に示されるように、直接波は低周波のうねりの成分を有しており、物標からの反射波よりも周期が大きくなっている。
【００６０】
図１７には、故障検出用のチャープ信号を送受信した場合のビート信号の時間波形が示されている。なお、図１６と図１７とは、縦軸と横軸のスケールは同じである。波形の特徴は同じであるが、故障検出用のチャープ信号を用いたときの方が、信号波形の振幅が大きくなっている。これにより、故障検出用のチャープ信号を用いれば、直接波の振幅と物標からの反射波の振幅との区別が容易となり、閾値判定の精度を高めることができる。また、故障検出用のチャープ信号を用いたときの方が、うねりの周期が短くなっている。これにより、直接波の１周期分を捉えることが容易になるので、物標からの反射波が多数存在する受信環境下においても、故障判定の確実な実施を図ることができる。
【００６１】
以上説明したように、実施の形態６によれば、物標検出用のチャープ信号に比して、傾きが大きくなるように設定された故障検出用のチャープ信号を用いてレーダ装置の故障を判定するので、故障判定の判定精度を高めつつ、故障判定の確実な実施を図ることができる。また、実施の形態６では、物標検出用と故障検出用のチャープ信号を個別に割り当てる運用としているが、レーダ装置の運用条件に合わせて、傾きを大きく設定した故障検出用のチャープ信号を物標検出用として利用する運用でも構わない。
【００６２】
実施の形態７．
次に、実施の形態７に係るレーダ装置について、図１８から図２０の図面を参照して説明する。図１８は、実施の形態７に係るレーダ装置の受信部の要部の構成を示すブロック図である。図１９は、実施の形態７における物標検出用の構成におけるビート信号の時間波形を示す図である。図２０は、実施の形態７における故障検出用の構成におけるビート信号の時間波形を示す図である。
【００６３】
実施の形態７に係るレーダ装置は、図１、図１０又は図１１における受信部２３を、図１８に示される受信部２３Ａに置き替えたものである。受信部２３Ａは、例えば図１に示される受信部２３の構成において、ＨＰＦ２３ｂが、ＨＰＦ２３ｂ１と、ＨＰＦ２３ｂ２とに置き替えられている。ＨＰＦ２３ｂ１は、物標検出用のＨＰＦであり、ＨＰＦ２３ｂ２は、故障検出用のＨＰＦである。なお、故障検出用のＨＰＦ２３ｂ２は、物標検出用のＨＰＦ２３ｂ１に比して、カットオフ周波数ｆｃが低く設定されている。このように、実施の形態７では、物標検出時には、受信部２３ＡのＨＰＦは、カットオフ周波数ｆｃが相対的に高いＨＰＦ２３ｂ１に切り替えられ、故障検出時には、カットオフ周波数ｆｃが相対的に低いＨＰＦ２３ｂ２に切り替えられて運用される。
【００６４】
図１９には、物標検出用のＨＰＦ２３ｂ１を用いたときのビート信号の時間波形が示され、図２０には、故障検出用のＨＰＦ２３ｂ２を用いたときのビート信号の時間波形が示されている。図１９及び図２０において、破線で示される曲線は直接波成分を表し、実線で示される曲線は実際のビート信号波形を示しており、物標からの反射波成分および直接波成分の合成波となっている。
【００６５】
物標検出用のＨＰＦ２３ｂ１を用いた場合、図１９に示されるように、直接波を表す低周波のうねり成分は、ＨＰＦ２３ｂ１で遮断され、そのレベルは低下するため、検出することは困難である。一方、低周波のうねり成分が小さいので、物標の検出は容易である。これに対し、故障検出用のＨＰＦ２３ｂ２を用いた場合、直接波を表す低周波のうねり成分は、ＨＰＦ２３ｂ２では遮断されないため、そのレベルは高くなる。従って、故障検出時には、故障検出用のＨＰＦ２３ｂ２を用いて、ビート信号のレベルを検出し、検出したレベルを閾値と比較することで、レーダ装置の故障の有無を判定することができる。
【００６６】
以上説明したように、実施の形態７によれば、物標検出用のＨＰＦと、物標検出用のＨＰＦに比してカットオフ周波数ｆｃが低く設定されている故障検出用のＨＰＦとを用意し、故障検出時には故障検出用のＨＰＦを用いてレーダ装置の故障を判定するので、物標検出の検出精度の低下を抑制しつつ、故障判定の確実な実施を図ることができる。
【００６７】
実施の形態８．
次に、実施の形態８に係るレーダ装置について、図２１から図２３の図面を参照して説明する。図２１は、実施の形態８に係るレーダ装置の送信部のＯＮ／ＯＦＦ制御の態様を示すブロック図である。図２２は、実施の形態８における送信部のＯＦＦ制御によって観測される直接波の時間波形を示す第１の図である。図２３は、実施の形態８における送信部のＯＮ制御によって観測される直接波の時間波形を示す第２の図である。図２２及び図２３は何れも、便宜的に反射波無入力状態におけるビート信号を示しており、物標からの反射波は含まれていない。なお、実施の形態８に係るレーダ装置の機能は、図１、図１０又は図１１の何れの構成でも実現可能である。
【００６８】
実施の形態８では、信号処理部４によって、送信モジュール１の増幅器１２のオンオフ制御、即ち送信チャープ信号の出力制御が行われる。図２２には、増幅器１２がオフに制御されるときのビート信号の時間波形が示され、図２３には、増幅器１２がオンに制御されるときのビート信号の時間波形が示されている。なお、図２２及び図２３の何れも、反射波無入力状態におけるビート信号の波形、すなわち直接波の波形を示すものである。
【００６９】
増幅器１２がオフに制御されるとき、送信モジュール１からは送信チャープ信号が放射されないので、図２２に示されるように、ビート信号の直接波成分の振幅は殆ど０であり、直接波成分は観測されない。一方、増幅器１２がオンに制御されると、レーダ装置が故障していなければ、送信モジュール１からは送信チャープ信号が放射される。このとき、送信モジュール１から受信モジュールに向かう直接波によるビート信号は、図２３に示されるように振幅値が大きくなる。一方、レーダ装置が故障している場合、図２３に示される振幅値から所定のレベル低下が観測される。
【００７０】
そこで、実施の形態８では、増幅器１２がオンに制御されるときのビート信号における直接波成分の振幅値と、増幅器１２がオフに制御されるときのビート信号における直接波成分の振幅値との差分を閾値として定義して、実運用時の振幅も同様の差分を求めて比較する。差分が閾値よりも大きければ、レーダ装置は正常であると判定する。一方、差分が閾値以下であれば、レーダ装置は故障していると判定する。なお、閾値は、実施の形態１と同様に、反射波無入力状態での測定結果に基づいて設定する。
【００７１】
実施の形態８によれば、送信チャープ信号が放射されるときのビート信号における直接波成分の振幅値と、送信チャープ信号が放射されないときのビート信号における直接波成分の振幅値との差分を閾値として定義して、実運用時の振幅も同様の差分を求めて比較することでレーダ装置の故障の有無を判定する。これにより、より高精度なレーダ装置の故障判定を行うことができる。
【００７２】
なお、上記の説明では、反射波無入力状態での信号波形を示したが、物標からの反射波が存在する運用時においても同様の手法で、レーダ装置の故障判定を行うことができる。
【００７３】
実施の形態９．
次に、実施の形態９に係るレーダ装置について、図２４から図２７の図面を参照して説明する。図２４及び図２５は、実施の形態９における故障検出用のチャープ信号（変調信号）の周波数変化を示すタイムチャートである。図２４には、故障検出用のチャープ信号の１つである変調時のチャープ信号（変調チャープ信号）が示され、図２５には、故障検出用のチャープ信号の他の１つである無変調時の信号（無変調信号）が示されている。図２６は、図２５に示される無変調信号によって観測される直接波の時間波形を示す図である。図２７は、図２４に示される変調信号によって観測される直接波の時間波形を示す図である。図２６及び図２７は、便宜的に何れも反射波無入力状態におけるビート信号を示しており、物標からの反射波は含まれていない。なお、実施の形態９に係るレーダ装置の機能は、図１、図１０又は図１１の何れの構成でも実現可能である。
【００７４】
図２４に示されている故障検出用のチャープ信号（変調信号）は、図１５に示したものと同一である。ここで、故障検出用のチャープ信号が時間に対して周波数変化する状態を「変調時」と定義するとき、実施の形態９では、「無変調時」という状態が定義される。無変調時においては、図２５に示されるように、周波数変調を行わない特定の周波数の信号が出力される。実施の形態９では、信号処理部４によって、無変調時の状態と、変調時の状態とを切り替える制御、即ち無変調信号と変調チャープ信号とを切り替える制御が行われる。
【００７５】
図２６には、図２５に示される無変調信号が出力されるときのビート信号の波形が示されている。また、図２７には、図２４に示される変調チャープ信号が出力されるときのビート信号の波形が示されている。なお、図２６及び図２７の何れも、反射波無入力状態におけるビート信号の波形を示すものである。図２６と図２７とは、縦軸と横軸のスケールは同じである。
【００７６】
前述の通り、実施の形態９では、故障検出時において、無変調信号が出力される無変調時の状態と、周波数変調された変調チャープ信号が出力される変調時の状態とが切り替えられる。無変調時においては、図２６に示されるように、ビート信号における直接波の低周波のうねり成分の振幅は殆ど０であり、ビート信号における直接波成分のレベルは低くなる。一方、変調時においては、レーダ装置が故障していなければ、送信モジュール１から図２４に示される変調チャープ信号が放射される。このとき、送信モジュール１から受信モジュールに向かう直接波によるビート信号は、図２７に示されるように振幅値が大きくなる。一方、レーダ装置が故障している場合、図２７に示される振幅値から所定のレベル低下が観測される。
【００７７】
そこで、実施の形態９では、変調チャープ信号が放射されるときのビート信号における直接波成分の振幅値と、無変調信号が放射されるときのビート信号における直接波成分の振幅値との差分を閾値として定義して、実運用時の振幅も同様の差分を求めて比較する。差分が閾値よりも大きければ、レーダ装置は正常であると判定する。一方、差分が閾値以下であれば、レーダ装置は故障していると判定する。なお、閾値は、実施の形態１と同様に、反射波無入力状態での測定結果に基づいて設定する。
【００７８】
実施の形態９によれば、周波数変調されていない無変調時のビート信号における直接波成分の振幅値と、周波数変調されている変調時のビート信号における直接波成分の振幅値との差分を閾値として定義して、実運用時の振幅も同様の差分を求めて比較することでレーダ装置の故障の有無を判定する。これにより、より高精度なレーダ装置の故障判定を行うことができる。
【００７９】
なお、上記の説明では、反射波無入力状態での信号波形を示したが、レーダ装置の故障判定については、物標からの反射波が存在する運用時においても同様の手法で、実施することができる。
【００８０】
実施の形態１０．
次に、実施の形態１０に係るレーダ装置について、図２８を参照して説明する。図２８は、実施の形態１０におけるビート信号の時間波形を示す図である。実施の形態１から９では、１つの受信部におけるビート信号に着目した説明を行ってきた。実施の形態１０では、複数の受信チャネルに対して実施するレーダ装置の故障判定について説明する。
【００８１】
図２８には、一例として、７つの送受信パス（ｃｈ１〜ｃｈ７）におけるビート信号の波形が示されている。１つの送信モジュールと、１つの受信モジュールとの組合せによって、１つの送受信パスが構成される。従って、例えば２つの送信モジュールと、６つの受信モジュールとを有する場合、１２個の送受信パスが構成される。
【００８２】
レーダ装置の規模が大きくなると、送受信パスの数も増加する。複数の送信モジュールを有する場合、レーダ装置の故障判定は、送信モジュールを切り替えて行う。ビート信号の表示制御は、実施の形態６から９で説明した何れかの手法を用いて行うことができる。
【００８３】
実施の形態１０によれば、複数の送受信パスの故障判定を行い、何れの送受信パスに異常があるか否かを判定することで、何れの送受信モジュールに故障が発生したかを特定することができる。また、複数の各送受信パスの故障結果の組合せにおいて、特定の送信モジュールや受信モジュールに依存して故障が認められる場合は、送受信パスから更に送信モジュール、受信モジュールのどちらで故障が発生しているか特定することもできる。
【００８４】
実施の形態１１．
次に、実施の形態１１に係るレーダ装置の運用方法について、図２９及び図３０を参照して説明する。図２９は、実施の形態１１に係るレーダ装置の運用方法の説明に供する第１の図である。図３０は、実施の形態１１に係るレーダ装置の運用方法の説明に供する第２の図である。なお、実施の形態１１は、図１、図１０又は図１１の何れの構成でも実施可能である。
【００８５】
図２９は、実施の形態１１における送信チャープ信号及び受信チャープ信号の基本形を示すものであり、レーダ装置の１動作周期である１フレーム内において、同一波形のチャープ信号を物標検出と故障検出とで共用する形態である。また、図３０は、実施の形態１１における送信チャープ信号及び受信チャープ信号の他の運用例を示すものであり、レーダ装置の１動作周期である１フレーム内に、波形が異なる物標検出用のチャープ信号と、故障検出用のチャープ信号とが、時分割で送受信される形態である。
【００８６】
ここで、物標検出用のチャープ信号を「第１のチャープ信号」と呼び、故障検出用のチャープ信号を「第２のチャープ信号」と呼ぶと、図３０の波形によるレーダ装置の運用方法は、レーダ装置の動作周期内に、第１のチャープ信号によるビート信号に基づいて物標を検出する第１のレーダ動作時間と、第２のチャープ信号を送受信し、第２のチャープ信号によるビート信号に基づいてレーダ装置の故障を判定する第２のレーダ動作時間とが、含まれる運用形態であると言える。
【００８７】
なお、図２９に示される基本形と、図３０に示される時分割形とに代わる形態として、１動作周期のＰ（Ｐは２以上の整数）倍であるＰフレームにおいて、１回を故障検出のフレームとして運用し、残りのＰ−１回を物標検出のフレームとして運用してもよい。この運用の際、故障検出用のチャープ信号として、図３０の右側に示されるチャープ信号を用いてもよいし、図３０の左側に示される通常変調のチャープ信号を用いてもよい。なお、物標検出のフレームと故障検出のフレームの切り替えは、信号処理部４の制御によって行うことができる。
【００８８】
最後に、実施の形態１から１１における信号処理部４の機能を実現するためのハードウェア構成について、図３１及び図３２の図面を参照して説明する。図３１は、実施の形態１から１１における信号処理部４の機能を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図３２は、実施の形態１から１１における信号処理部４の機能を実現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図である。
【００８９】
実施の形態１から１１における信号処理部４の機能をソフトウェアで実現する場合には、図３１に示されるように、演算を行うプロセッサ２００、プロセッサ２００によって読みとられるプログラム、閾値及び温度テーブル値が保存され、読み出しされるメモリ２０２、信号の入出力を行うインタフェース２０４、及び検出結果を表示する表示器２０６を含む構成とすることができる。
【００９０】
プロセッサ２００は、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）といった演算手段であってもよい。また、メモリ２０２には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ）といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）を例示することができる。
【００９１】
メモリ２０２には、信号処理部４の機能を実行するプログラムや、閾値及び温度テーブル値等が格納（保存）されている。プロセッサ２００は、インタフェース２０４を介して必要な情報を授受し、メモリ２０２に格納されたプログラムをプロセッサ２００が実行し、また、メモリ２０２に格納された閾値及び温度テーブル値をプロセッサ２００が参照することにより、上述した故障判定処理及び物標５０の検出処理を行うことができる。プロセッサ２００による演算結果は、メモリ２０２に記憶することができる。また、プロセッサ２００の処理結果を表示器２０６に表示することもできる。なお、表示器２０６は、信号処理部４の外部に備えられていてもよい。
【００９２】
また、図３１に示すプロセッサ２００及びメモリ２０２は、図３２のように処理回路２０３に置き換えてもよい。処理回路２０３は、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
【００９３】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１  送信モジュール、２，２Ａ，３，３Ａ  受信モジュール、４  信号処理部、５  遅延回路、１１，２２，３２  ＲＦ信号源、１１ａ，２２ａ，３２ａ  チャープ発生回路、１１ｂ，２２ｂ，３２ｂ  発振器、１１ｃ，１２，２２ｃ，２３ｃ，３２ｃ，３３ｃ  増幅器、１３  送信アンテナ、２１，３１  受信アンテナ、２３，２３Ａ，３３  受信部、２３ａ，３３ａ  ミキサ、２３ｂ，２３ｂ１，２３ｂ２，３３ｂ  ＨＰＦ、２３ｄ，３３ｄ  ＡＤＣ、４１  チャープデータ生成部、４２  タイミング制御部、４３  検出部、４３ａ  距離検出部、４３ｂ  速度検出部、４３ｃ  振幅検出部、４４  故障判定部、４４ａ  故障判定閾値テーブル、５０  物標、５２  電波吸収帯、６０  送信チャープ信号、６２  直接波、６４  反射波、１００，１００Ａ，１００Ｂ  レーダ装置、２００  プロセッサ、２０２  メモリ、２０３  処理回路、２０４  インタフェース、２０６  表示器。
【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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【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年11月26日(2020.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物標の検出を行うレーダ装置であって、
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、
前記送信モジュールから放射される前記送信チャープ信号の物標からの反射波及び前記物標を介さずに直接結合する直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を生成し、生成した当該受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、
前記受信モジュールがミキシングしたビート信号に基づいて物標を検出する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、前記ビート信号に含まれる前記送信モジュールから前記受信モジュールへの直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルと、予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで前記レーダ装置の故障を判定する機能を備えた
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記受信チャープ信号は、それぞれの前記受信モジュールで個別に生成されることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記送信チャープ信号と前記受信チャープ信号とは、互いにチャープ開始タイミングをずらして出力されることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、前記ビート信号から相対速度を検出し、検出した相対速度がゼロの成分から前記直接波を抽出することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
故障検出時における送信チャープ信号および受信チャープ信号の傾きは、物標検出時における送信チャープ信号および受信チャープ信号の傾きよりも大きな値に設定されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記受信モジュールは、前記ビート信号をフィルタリングする高域通過フィルタを備え、前記高域通過フィルタのカットオフ周波数は、物標検出時と故障検出時とで切り替えられることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
物標の検出を行うレーダ装置であって、
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、
前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を生成し、生成した当該受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、
前記受信モジュールがミキシングしたビート信号に基づいて物標を検出する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、送信チャープ信号が放射されるときのビート信号における直接波成分のレベルと、送信チャープ信号が放射されないときのビート信号における直接波成分のレベルとの差分から設定した閾値を元に、前記レーダ装置の故障の有無を判定する
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項８】
物標の検出を行うレーダ装置であって、
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、
前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、
前記受信モジュールがミキシングしたビート信号に基づいて物標を検出する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、周波数変調されていない無変調時のビート信号における直接波成分のレベルと、周波数変調されている変調時のビート信号における直接波成分のレベルとの差分から設定した閾値を元に、前記レーダ装置の故障の有無を判定する
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項９】
少なくとも１つの前記送信モジュールと、少なくとも２つの前記受信モジュールとによって形成される複数の送受信パスの直接波に対して、
前記信号処理部は、複数の前記送受信パスの直接波のレベルを検出して、それぞれの送受信パスに対して設定した閾値を比較することにより、各送受信パス毎に故障判定を行う
ことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を生成し、生成した当該受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、を備え、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号に基づいて物標を検出するレーダ装置の故障検出方法であって、
前記送信モジュールから前記送信チャープ信号を放射する第１ステップと、
前記送信チャープ信号の直接波を受信して、前記ビート信号のレベルにおける直接波成分のレベルを検出する第２ステップと、
前記直接波成分のレベルと、予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値との比較結果に基づいて、前記レーダ装置の故障を判定する第３ステップと、
を含むことを特徴とするレーダ装置の故障検出方法。
【請求項１１】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を生成し、生成した当該受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号を解析する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号の反射波成分から物標を検出すると共に、前記ビート信号の直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルを予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで装置の故障を判定するレーダ装置の運用方法であって、
前記レーダ装置の動作周期内において、送受信される同一のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記物標の検出、および前記レーダ装置の故障を判定する
ことを特徴とするレーダ装置の運用方法。
【請求項１２】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を生成し、生成した当該受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号を解析する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号の反射波成分から物標を検出すると共に、前記ビート信号の直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルを予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで装置の故障を判定するレーダ装置の運用方法であって、
前記送信チャープ信号及び前記受信チャープ信号は、
物標検出用の第１のチャープ信号と、故障検出用の第２のチャープ信号とを含むと共に、
前記レーダ装置の動作周期内に、前記第１のチャープ信号を送受信し、前記第１のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記物標を検出する第１のレーダ動作時間と、前記第２のチャープ信号を送受信し、前記第２のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記レーダ装置の故障を判定する第２のレーダ動作時間と、を含む
ことを特徴とするレーダ装置の運用方法。
【請求項１３】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を生成し、生成した当該受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号を解析する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号の反射波成分から物標を検出すると共に、前記ビート信号の直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルを予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで装置の故障を判定するレーダ装置の運用方法であって、
前記送信チャープ信号及び前記受信チャープ信号は、
物標検出用の第１のチャープ信号と、故障検出用の第２のチャープ信号とを含むと共に、
前記第１のチャープ信号を送受信し、前記第１のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記物標を検出する第１のレーダ動作周期と、前記第２のチャープ信号を送受信し、前記第２のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記レーダ装置の故障を判定する第２のレーダ動作周期とを有し、
前記第２のレーダ動作周期は、前記信号処理部から出力されるタイミング信号に基づいて制御され、前記第１のレーダ動作の複数周期内に少なくとも１回含むことを特徴とするレーダ装置の運用方法。
【請求項１４】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号を解析する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号の反射波成分から物標を検出すると共に、前記ビート信号の直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルを予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで装置の故障を判定するレーダ装置の運用方法であって、
前記レーダ装置の動作周期内において、送受信される同一のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記物標の検出、および前記レーダ装置の故障を判定し、
前記閾値は、前記レーダ装置の周囲温度毎に設定され、
少なくとも１つの前記送信モジュールと、少なくとも２つの前記受信モジュールとによって形成される複数の送受信パスの直接波に対して設定された温度テーブル値として前記信号処理部のメモリに保存され、
前記信号処理部は、複数の前記送受信パス毎に、それぞれのビート信号における直接波成分のレベルに基づいて、それぞれの前記温度テーブル値を補間又は参照して対応する閾値を設定し、レーダ装置の故障判定を行う
ことを特徴とするレーダ装置の運用方法。
【請求項１５】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号を解析する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号の反射波成分から物標を検出すると共に、前記ビート信号の直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルを予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで装置の故障を判定するレーダ装置の運用方法であって、
前記送信チャープ信号及び前記受信チャープ信号は、
物標検出用の第１のチャープ信号と、故障検出用の第２のチャープ信号とを含むと共に、
前記レーダ装置の動作周期内に、前記第１のチャープ信号を送受信し、前記第１のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記物標を検出する第１のレーダ動作時間と、前記第２のチャープ信号を送受信し、前記第２のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記レーダ装置の故障を判定する第２のレーダ動作時間と、を含み、
前記閾値は、前記レーダ装置の周囲温度毎に設定され、
少なくとも１つの前記送信モジュールと、少なくとも２つの前記受信モジュールとによって形成される複数の送受信パスの直接波に対して設定された温度テーブル値として前記信号処理部のメモリに保存され、
前記信号処理部は、複数の前記送受信パス毎に、それぞれのビート信号における直接波成分のレベルに基づいて、それぞれの前記温度テーブル値を補間又は参照して対応する閾値を設定し、レーダ装置の故障判定を行う
ことを特徴とするレーダ装置の運用方法。
【請求項１６】
タイミング信号に同期した送信チャープ信号を生成する少なくとも１つの送信モジュールと、前記送信モジュールから放射される送信チャープ信号の反射波及び直接波を受信し、受信した信号を前記タイミング信号に同期し、かつ送信チャープ信号と同じ傾きを有する受信チャープ信号を用いてミキシングする少なくとも２つの受信モジュールと、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号を解析する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記受信モジュールがミキシングしたビート信号の反射波成分から物標を検出すると共に、前記ビート信号の直接波成分のレベルを検出し、検出したレベルを予め前記反射波を抑制した環境下でのビート信号レベル計測値に基づいて設定された閾値と比較することで装置の故障を判定するレーダ装置の運用方法であって、
前記送信チャープ信号及び前記受信チャープ信号は、
物標検出用の第１のチャープ信号と、故障検出用の第２のチャープ信号とを含むと共に、
前記第１のチャープ信号を送受信し、前記第１のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記物標を検出する第１のレーダ動作周期と、前記第２のチャープ信号を送受信し、前記第２のチャープ信号によるビート信号に基づいて前記レーダ装置の故障を判定する第２のレーダ動作周期とを有し、
前記第２のレーダ動作周期は、前記信号処理部から出力されるタイミング信号に基づいて制御され、前記第１のレーダ動作の複数周期内に少なくとも１回含み、
前記閾値は、前記レーダ装置の周囲温度毎に設定され、
少なくとも１つの前記送信モジュールと、少なくとも２つの前記受信モジュールとによって形成される複数の送受信パスの直接波に対して設定された温度テーブル値として前記信号処理部のメモリに保存され、
前記信号処理部は、複数の前記送受信パス毎に、それぞれのビート信号における直接波成分のレベルに基づいて、それぞれの前記温度テーブル値を補間又は参照して対応する閾値を設定し、レーダ装置の故障判定を行う
ことを特徴とするレーダ装置の運用方法。
【国際調査報告】
2019234946.tif 000035
2019234946.tif 000036
2019234946.tif 000037
2019234946.tif 000038