(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスまたはインパルス電波を所定タイミングで送波する送波手段と、
物体からの反射波を受波して受波信号を生成する受波手段と、
前記送波タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、前記反射波による受波信号をデジタル受波データに変換する変換手段と、
前記周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分（Ｍは任意の正整数）のデジタル受波データを保持する記憶手段を第１段から第Ｎ＋１段（Ｎは任意の正整数）までＮ＋１個備えたデータ記憶手段と、
前記周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分のデジタル受波データを前記第１段の記憶手段に保持させた後、前記送波タイミングに同期して、前記第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する制御手段と、を具備するレーダにおいて、
前記第１サンプリングクロックは、前記送波タイミングに同期した周期時間間隔をＬ区間に分割したときの１区間内でＭ個のサンプリングタイミングを刻むように設定されており、
前記制御手段は、前記Ｌ区間分割を規定するタイミングに同期して、前記第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納するように構成され、さらに
前記分割されたＬ区間の任意の区間を選択指定する選択手段を具備し、
前記変換手段又は前記制御手段は、前記選択手段で選択指定された検出範囲上限の区間について優先的に処理する、ことを特徴とするレーダ。
【請求項２】
前記送波タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成する時間軸拡大サンプリングクロック生成手段と、
前記反射波による受波信号を前記第２サンプリングクロックでサンプリングするサンプリング手段と、を具備し、
前記変換手段は、前記サンプリングされた信号を前記第１サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することを特徴とする請求項１に記載のレーダ。
【請求項３】
前記送波タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成する時間軸拡大サンプリングクロック生成手段を具備し、
前記変換手段は、前記反射波による受波信号を前記第２サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することを特徴とする請求項１に記載のレーダ。
【請求項４】
パルスまたはインパルス電波を所定タイミングで送波する送波ステップと、
物体からの反射波を受波して受波信号を生成する受波ステップと、
前記送波タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、前記反射波による受波信号をデジタル受波データに変換する変換ステップと、
前記周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分（Ｍは任意の正整数）のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持する記憶ステップと、
前記送波タイミングに同期して、第１段から第Ｎ段（Ｎは任意の正整数）までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する加算ステップと、を具備するレーダの信号処理方法において、
前記第１サンプリングクロックは、前記送波タイミングに同期した周期時間間隔をＬ区間に分割したときの１区間内でＭ個のサンプリングタイミングを刻むように設定されており、
前記加算ステップは、前記Ｌ区間分割を規定するタイミングに同期して、前記第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納するように構成され、さらに
前記分割されたＬ区間の任意の区間を選択指定する選択ステップを具備し、
前記変換ステップ又は前記加算ステップは、前記選択ステップで選択指定された検出範囲上限の区間について優先的に処理する、ことを特徴とするレーダの信号処理方法。
【請求項５】
前記送波タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成する時間軸拡大サンプリングクロック生成ステップと、
前記反射波による受波信号を前記第２サンプリングクロックでサンプリングするサンプリングステップと、を具備し、
前記変換ステップは、前記サンプリングされた信号を前記第１サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することを特徴とする請求項４に記載のレーダの信号処理方法。
【請求項６】
前記送波タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成する時間軸拡大サンプリングクロック生成ステップを具備し、
前記変換ステップは、前記反射波による受波信号を前記第２サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することを特徴とする請求項４に記載のレーダの信号処理方法。
【請求項７】
第ｊ区間（ｊ＝１〜Ｌ）について処理した結果、検出対象の物体が第ｊ区間から第ｊ−１区間または第ｊ＋１区間に移動していることを検出した際に、  第ｊ区間から第ｊ−１区間への移動時には前記第ｊ区間を第ｊ−１区間方向に、第ｊ区間から第ｊ＋１区間への移動時には第ｊ＋１区間方向にそれぞれ１／２区間シフトする区間シフトステップと、
前記第１段から第Ｎ段までの記憶手段をそれぞれ前半および後半に２分割した場合に、第ｊ区間から第ｊ−１区間への移動時には、第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｉ段の記憶手段の後半に、第ｋ段（ｋ＝１〜Ｎ−２）の記憶手段の後半の内容を第ｋ＋１段の記憶手段の前半にそれぞれシフトした後、第１段の記憶手段の前半の内容をクリアし、第ｊ区間から第ｊ＋１区間への移動時には、第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の後半の内容を第ｉ段の記憶手段の前半に、第ｋ段（ｋ＝２〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｋ−１段の記憶手段の後半にそれぞれシフトした後、第Ｎ−１段の記憶手段の後半の内容をクリアし、その後第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する記憶シフトステップと、
を実行した後に、前記シフト後の第ｊ区間について、前記変換ステップ、前記記憶ステップおよび前記加算ステップを実行することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のレーダの信号処理方法。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれかに記載のレーダの信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして記憶したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ、レーダの信号処理方法およびレーダの通信方法、並びに、これら信号処理方法および通信方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体に係り、特に、レーダとしての検出可能距離を伸ばし、また距離一定の場合の正確な物体の検出を可能として距離分解能を向上させたレーダ、レーダの信号処理方法、レーダの通信方法および記録媒体、並びに、レーダのセンサ波を利用して物体検出と共に無線通信を行い得るレーダ、レーダの信号処理方法、レーダの通信方法および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーダ（radar）はアンテナあるいはトランスジューサ等から電波、光、超音波等を放射し、照射された物体からの反射波、または場合によっては物体から再発射された電波を受けて、物体の存在を検知すると共に、その位置を測定するための装置である。すなわち、レーダによる物体検出は、アンテナあるいはトランスジューサ等から電波、光、超音波等を発射し、物体から反射されて戻ってくる反射波を検出することにより行われる。以下では、パルス形状に区切った電波等を連続的に放射するパルスレーダ（またはインパルスレーダ）を採り上げて説明する。ここで、「パルスレーダ」は、１つの周波数の電波（キャリア）を用いてそのキャリアをパルス信号で断続的にアンテナから放射するものであり、「インパルスレーダ」は、そのパルス幅が時間間隔に比べて極端に狭いため非常に高い周波数域にまでスペクトルが無数に拡がっており、それをアンテナから放射するために、パルスレーダのような特定のキャリアが必要ないといった点で異なる。
【０００３】
ところで、物体間隔が至近距離である場合には、距離分解能が重要である。インパルス発射間隔を１周期として、これを通常の等間隔サンプリングすることは超高速サンプリングとなって、技術的にも不可能で実用性が薄い。
【０００４】
例えば、最大計測距離を５０ｃｍとすると、最大距離から反射波が戻ってくるのに要する時間は３．３ｎｓであり、この５０ｃｍの距離を０．５ｃｍの距離分解能で測定しようとすると、１６．６ｐｓ毎に（サンプリング周波数を６０ＧＨｚとして）サンプリングすることになる。この時のインパルス発射間隔の周波数は最大３００ＭＨｚ以下の任意の周波数である。
【０００５】
一方で、インパルス発射間隔の周波数を３ＭＨｚとすると、１周期に１回だけサンプリングする公知の時間軸拡大サンプリング技法を用いた場合には、同一の３ＭＨｚをサンプリング周波数としたサンプリングで済み、２００回のサンプリングにより２００倍に時間軸が拡大された受信信号波形が得られる。この時の距離分解能は０．５ｃｍが確保されている。なお、この場合、反射波は減衰して小さくなっており、かつ周囲ノイズもあることから、Ｓ／Ｎ向上のための信号処理が必要である。
【０００６】
このように、パルスレーダ（またはインパルスレーダ）のパルス（インパルス）発射周期は測定上限距離に関係しており、往復に要する時間よりも大きく採り、パルス（インパルス）幅は測定下限距離に関係しており、往復に要する時間より小さくするのが一般的である。
【０００７】
また、従来の一般的なレーダでは、受信した反射波を処理し易くするために、上記のように時間軸を拡大する時間軸拡大サンプリング技法を用いている。この時間軸拡大サンプリングは計測分野でよく使用される技法であって、ＰＣＭ通信、オーディオ信号等のデジタル化の際に用いられているサンプリングとは異なるものである。すなわち、「サンプリング」が一定間隔で行われ、サンプリング対象のアナログ信号が該サンプリングに対して繰り返さない性質のものであるのに対し、「時間軸拡大サンプリング」はサンプリングタイミングを少しずつ遅らせて行われ、サンプリング対象のアナログ信号が該サンプリングに対して繰り返す性質のものである点である。つまり、時間軸拡大サンプリングはアナログ信号の繰り返す性質を利用してサンプリングタイミングを工夫して、波形の時間軸拡大、換言すれば低周波数化を可能としたものである。
【０００８】
図１９には、時間軸拡大サンプリング技法を用いた従来のレーダの送波部および受波部の構成図を示す。同図において従来のレーダは、送波部としてクロック生成部５０１，送波部５０２および送波アンテナ５０３を備え、受波部として受波アンテナ５０６，制御信号インタフェース５０４，サンプリング制御部５０５，増幅器５０７および５０８，サンプリング部５０９，ホールド部５１０並びにＡ／Ｄ変換部５１１を備えた構成である。なお、本従来例は文献「"SURFACE-PENETRATING RADAR（表面浸透レーダ）"イギリス電気技術者学会出版」の「第３章"Modulation techniques"pp103-115」において開示されているものを引用した。
【０００９】
また図２１は、本従来例のレーダの受波部における信号処理を説明するタイミングチャートである。まず、送波部５０２はクロック生成部５０１が生成する基準クロックＣＬＫ（図２１（ａ）参照）に基づいて送波信号を送波アンテナ５０３から発射する。
【００１０】
受波部では、受波アンテナ５０６を介して反射波を受波し、受波信号ＲＦＩ（図２１（ｃ）参照）をサンプリング制御部５０５で生成されたサンプリングパルスＳＰ（図２１（ｂ）参照）に基づいてサンプリング部５０９でサンプリングする。その結果、サンプリング部５０９でサンプリングされた受波信号は図２１（ｄ）に示すような波形となる。この信号はホールド部５１０でホールドされて図２１（ｅ）に示すような信号となり、これがＡ／Ｄ変換部５１１によってデジタル信号に変換されて（図２１（ｆ）参照）受波部の出力データとなる。
【００１１】
ここで、サンプリングパルスＳＰは時間軸拡大サンプリングを行うための信号であり、サンプリング制御部５０５において、図２０に示すような回路構成で生成される。つまり、クロック生成部５２１，高速ランプ信号生成部５２２，低速ランプ信号生成部５２３および比較器５２４による構成である。また、この回路構成でサンプリングパルスＳＰが生成される様子を図２２のタイミングチャートに示す。すなわち、図２２（ａ）に示すように、クロック生成部５２１からクロックＣＬＫが出力されると、これに基づいて高速ランプ信号生成部５２２により図２２（ｂ）に示すような高周波（短周期）の高速ランプ信号ＲＰＦが、また低速ランプ信号生成部５２３により図２２（ｃ）に示すような低周波（長周期）の低速ランプ信号ＲＰＳがそれぞれ生成される。比較器５２４ではこれら２つの信号ＲＰＦ，ＲＰＳが比較されて、図２２（ｅ）の点線に示すように、両者の電圧レベルが一致したタイミングでサンプリングパルスが生成される。
【００１２】
このように、時間軸拡大のためのサンプリングは、反射して戻ってきたパルス（またはインパルス）の幅を十分に含むように、少しずつ時間位置を遅らせながら行う。またこれは距離の分解能に関係している。ずらしながらサンプリングをして元のタイミング位置に戻る時間は、検出時間遅延となる。
【００１３】
インパルスレーダの事例として、インパルス幅１００ｐｓ、インパルス間隔周波数２ＭＨｚ（周期５００ｎｓ）の場合には、時間軸拡大率は１０万倍程度である。この時、受信インパルス幅は１０μｓ、インパルス周期時間は５０ｍｓに拡大される。なお、この拡大された受信波形は、インパルス１周期の間に受信した波形を１０万倍に拡大したものとほとんど同一である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、パルスレーダ（またはインパルスレーダ）では、基本的に一定間隔でパルス（またはインパルス）の電波・超音波を発射すると、該パルス（またはインパルス）が物体に当たって反射波となって一定間隔で一定時間後に戻ってくる。この反射波の電力の大きさは、送信電力、物体の反射断面積、相互の距離およびアンテナの利得の関数として与えられ、また反射波に熱雑音や周囲のノイズ等が加わったものが受波信号として受信されることとなる。
【００１５】
しかしながら、従来のレーダにおいては、物体までの距離が送波アンテナから離れていくと、反射波の受信電力は相互距離の４乗に反比例するため、受波アンテナから得られる受波信号電圧振幅（Ｓ）が急激に低下してノイズ（Ｎ）に埋もれてしまい、正確な距離測定が行えない、若しくは検出可能距離を伸ばすことができないという問題点がある。
【００１６】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、レーダとしての検出可能距離を伸ばし、また距離一定の場合の正確な物体の検出を可能とし、距離分解能を向上させたレーダ、レーダの信号処理方法、レーダの通信方法および記録媒体を提供することにある。
【００１７】
また本発明の他の目的は、レーダのセンサ波を利用して物体検出と共に無線通信を行い得るレーダ、レーダの信号処理方法、レーダの通信方法および記録媒体を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本出願の第１の発明は、パルスまたはインパルス電波を所定タイミングで発射して、物体からの反射波を受波して処理するレーダにおいて、前記発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、前記反射波による受波信号をデジタル受波データに変換する変換手段と、前記周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分（Ｍは任意の正整数）のデジタル受波データを保持する記憶手段を第１段から第Ｎ＋１段（Ｎは任意の正整数）までＮ＋１個備えたデータ記憶手段と、前記周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分のデジタル受波データを前記第１段の記憶手段に保持させた後、前記発射タイミングに同期して、前記第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する制御手段とを具備することを特徴とするレーダにある。
【００１９】
また、本出願の第２の発明は、他のレーダから所定タイミングで発射され、キャリアがパルス変調または周波数変調された電波を受波して通信するレーダにおいて、所定周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、前記受波信号をデジタル受波データに変換する変換手段と、前記周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分（Ｍは任意の正整数）のデジタル受波データを保持する記憶手段を第１段から第Ｎ＋１段（Ｎは任意の正整数）までＮ＋１個備えたデータ記憶手段と、前記周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分のデジタル受波データを前記第１段の記憶手段に保持させた後、前記発射タイミングに同期して、前記第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する制御手段と、前記第Ｎ＋１段の記憶手段の内容に基づき、前記他のレーダからの通信データの内容を判定する判定手段とを具備することを特徴とするレーダにある。
【００２０】
また、本出願の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成する時間軸拡大サンプリングクロック生成手段と、前記反射波による受波信号を前記第２サンプリングクロックでサンプリングするサンプリング手段とを具備し、前記変換手段は、前記サンプリングされた信号を前記第１サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することを特徴とするものである。
【００２１】
また、本出願の第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成する時間軸拡大サンプリングクロック生成手段を具備し、前記変換手段は、前記反射波による受波信号を前記第２サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することを特徴とするものである。
【００２２】
また、本出願の第５の発明は、第１、３または４の発明において、前記第１サンプリングクロックまたは前記第２サンプリングクロックが、前記発射タイミングに同期した周期時間間隔をＬ区間に分割したときの１区間内でＭ個のサンプリングタイミングを刻むとき、前記制御手段は、前記Ｌ区間分割を規定するタイミングに同期して、前記第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納することを特徴とするものである。
【００２３】
また、本出願の第６の発明は、第５の発明において、前記分割されたＬ区間の任意の区間を選択指定する選択手段を具備し、前記サンプリング手段、前記変換手段または前記制御手段は、前記選択手段で選択指示された区間について処理することを特徴とするものである。
【００２４】
また、本出願の第７の発明は、パルスまたはインパルス電波を所定タイミングで発射して、物体からの反射波を受波して処理するレーダの信号処理方法において、前記発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、前記反射波による受波信号をデジタル受波データに変換する変換ステップと、前記周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分（Ｍは任意の正整数）のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持する記憶ステップと、前記発射タイミングに同期して、第１段から第Ｎ段（Ｎは任意の正整数）までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する加算ステップとを具備することを特徴とするレーダの信号処理方法にある。
【００２５】
また、本出願の第８の発明は、他のレーダから所定タイミングで発射され、キャリアがパルス変調または周波数変調された電波を受波して通信するレーダの信号処理方法において、所定周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、前記受波信号をデジタル受波データに変換する変換ステップと、前記周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分（Ｍは任意の正整数）のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持する記憶ステップと、前記発射タイミングに同期して、第１段から第Ｎ段（Ｎは任意の正整数）までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する加算ステップと、前記第Ｎ＋１段の記憶手段の内容に基づき、前記他のレーダからの通信データの内容を判定する判定ステップとを具備することを特徴とするレーダの信号処理方法にある。
【００２６】
また、本出願の第９の発明は、第７又は第８の発明において、前記発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成する時間軸拡大サンプリングクロック生成ステップと、前記反射波による受波信号を前記第２サンプリングクロックでサンプリングするサンプリングステップとを具備し、前記変換ステップは、前記サンプリングされた信号を前記第１サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することを特徴とするものである。
【００２７】
また、本出願の第１０の発明は、第７又は第８の発明において、前記発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成する時間軸拡大サンプリングクロック生成ステップを具備し、前記変換ステップは、前記反射波による受波信号を前記第２サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することを特徴とするものである。
【００２８】
また、本出願の第１１の発明は、第７、９または１０の発明において、前記第１サンプリングクロックまたは前記第２サンプリングクロックが、前記発射タイミングに同期した周期時間間隔をＬ区間に分割したときの１区間内でＭ個のサンプリングタイミングを刻むとき、前記加算ステップは、前記Ｌ区間分割を規定するタイミングに同期して、前記第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納することを特徴とするものである。
【００２９】
また、本出願の第１２の発明は、第１１の発明において、前記分割されたＬ区間の任意の区間を選択指定する選択ステップを具備し、前記サンプリングステップ、前記変換ステップまたは前記制御ステップは、前記選択ステップで選択指示された区間について処理することを特徴とするものである。
【００３０】
また、本出願の第１３の発明は、第１１又は第１２の発明において、第ｊ区間（ｊ＝１〜Ｌ）について処理した結果、検出対象の物体が第ｊ区間から第ｊ−１区間または第ｊ＋１区間に移動していることを検出した際に、第ｊ区間から第ｊ−１区間への移動時には前記第ｊ区間を第ｊ−１区間方向に、第ｊ区間から第ｊ＋１区間への移動時には第ｊ＋１区間方向にそれぞれ１／２区間シフトする区間シフトステップと、前記第１段から第Ｎ段までの記憶手段をそれぞれ前半および後半に２分割した場合に、第ｊ区間から第ｊ−１区間への移動時には、第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｉ段の記憶手段の後半に、第ｋ段（ｋ＝１〜Ｎ−２）の記憶手段の後半の内容を第ｋ＋１段の記憶手段の前半にそれぞれシフトした後、第１段の記憶手段の前半の内容をクリアし、第ｊ区間から第ｊ＋１区間への移動時には、第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の後半の内容を第ｉ段の記憶手段の前半に、第ｋ段（ｋ＝２〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｋ−１段の記憶手段の後半にそれぞれシフトした後、第Ｎ−１段の記憶手段の後半の内容をクリアし、その後第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する記憶シフトステップとを実行した後に、前記シフト後の第ｊ区間について、前記変換ステップ、前記記憶ステップおよび前記加算ステップを実行することを特徴とするものである。
【００３１】
さらに、本出願の第１４の発明は、第７、８、９、１０、１１、１２または１３の発明であるレーダの信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして記憶したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体にある。
【００３２】
そして、この第１、第７または第１４の発明によれば、変換手段（変換ステップ）により、パルスまたはインパルス電波の発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、物体からの反射波による受波信号をデジタル受波データに変換し、制御手段（記憶ステップ）により、周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分（Ｍは任意の正整数）のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持し、制御手段（加算ステップ）により、発射タイミングに同期して、第１段から第Ｎ段（Ｎは任意の正整数）までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する。
【００３３】
このように、パルスまたはインパルス電波の送波から次の送波までを１セットとしてデータ記憶手段にＮセット記憶し、時間位置の等しい受波データを順次加算した結果に基づいて物体検出または物体までの距離検出を行うので、熱雑音や周囲でランダムに発生するノイズは加算処理によって打ち消されることとなり、ノイズが増大することなく、また物体までの距離が送波アンテナから離れていっても、従来のように受波アンテナから得られる受波信号電圧振幅（Ｓ）が急激に低下してノイズ（Ｎ）に埋もれてしまってしきい値に達せずに検出不能となるようなことがなく、信号対雑音比Ｓ／Ｎを向上させることができ、受波信号電圧振幅（Ｓ）が増大してノイズ（Ｎ）が抑制されるので、レーダとしての検出可能距離を大幅に伸ばすことができ、また距離一定の場合の正確な物体の検出を可能とし、検出精度（距離分解能）を向上させることができる。
【００３４】
また、第２、第８または第１４の発明によれば、変換手段（変換ステップ）により、所定周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、他のレーダから所定タイミングで発射され、キャリアがパルス変調または周波数変調された電波を受波した受波信号をデジタル受波データに変換し、制御手段（記憶ステップ）により、周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分（Ｍは任意の正整数）のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持し、制御手段（加算ステップ）により、発射タイミングに同期して、第１段から第Ｎ段（Ｎは任意の正整数）までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納し、判定手段（判定ステップ）により、第Ｎ＋１段の記憶手段の内容に基づき他のレーダからの通信データの内容を判定する。これにより、レーダのセンサ波を利用して物体検出と共に無線通信を行うことができ、しかもレーダセンシングにおいては検出可能距離を大幅に伸ばし、また距離一定の場合の正確な物体の検出を可能とし、検出精度（距離分解能）を向上させることができる。
【００３５】
また、第３、第９または第１４の発明によれば、時間軸拡大サンプリングクロック生成手段（時間軸拡大サンプリングクロック生成ステップ）により、発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成し、サンプリング手段（サンプリングステップ）により、反射波による受波信号を第２サンプリングクロックでサンプリングし、変換ステップにおいて、サンプリングされた信号を第１サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換する。これにより、時間軸拡大サンプリングクロックによる時間軸拡大サンプリングを行った信号についてデジタル信号への変換を行うこととなり、信号処理を行う変換手段、データ記憶手段および加算等を行う演算手段について動作周波数を低速化することができ、回路設計の実現性を高めると共に、回路コストを低減させることができる。
【００３６】
また、第４、第１０または第１４の発明によれば、時間軸拡大サンプリングクロック生成手段（時間軸拡大サンプリングクロック生成ステップ）により、発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成し、変換手段（変換ステップ）において、反射波による受波信号を第２サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換する。これにより、変換手段を除くデータ記憶手段および加算等を行う演算手段について動作周波数を低速化することができ、回路設計の実現性を高めると共に、回路コストを低減させることができる。
【００３７】
また、第５、第１１または第１４の発明によれば、第１サンプリングクロックまたは第２サンプリングクロックが、発射タイミングに同期した周期時間間隔をＬ区間に分割したときの１区間内でＭ個のサンプリングタイミングを刻むとき、制御手段（加算ステップ）において、Ｌ区間分割を規定するタイミングに同期して、第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する。検出物体までの距離が長い場合に距離精度の仕様を確保しようとすれば、データ記憶手段の各段の記憶手段の容量が大きな値となって実現性が難しくなるが、物体が進行方向から侵入する場合には近距離部分についての検出は不要であることから、検出範囲の上限から検出処理を行うようにして記憶手段の容量を抑制するものである。また、これにより距離精度を確保しつつ物体検出の処理時間の遅れも低減することができる。
【００３８】
また、第６、第１２または第１４の発明によれば、選択手段（選択ステップ）により、分割されたＬ区間の任意の区間を選択指定し、サンプリング手段（サンプリングステップ）、変換手段（変換ステップ）または制御手段（制御ステップ）において、選択手段（選択ステップ）で選択指示された区間について処理するのが望ましい。
【００３９】
さらに、本出願の第１３または第１４の発明によれば、区間シフトステップにより、第ｊ区間（ｊ＝１〜Ｌ）について処理した結果、検出対象の物体が第ｊ区間から第ｊ−１区間または第ｊ＋１区間に移動していることを検出した際に、第ｊ区間から第ｊ−１区間への移動時には第ｊ区間を第ｊ−１区間方向に、第ｊ区間から第ｊ＋１区間への移動時には第ｊ＋１区間方向にそれぞれ１／２区間シフトし、記憶シフトステップにより、第１段から第Ｎ段までの記憶手段をそれぞれ前半および後半に２分割した場合に、第ｊ区間から第ｊ−１区間への移動時には、第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｉ段の記憶手段の後半に、第ｋ段（ｋ＝１〜Ｎ−２）の記憶手段の後半の内容を第ｋ＋１段の記憶手段の前半にそれぞれシフトした後、第１段の記憶手段の前半の内容をクリアし、第ｊ区間から第ｊ＋１区間への移動時には、第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の後半の内容を第ｉ段の記憶手段の前半に、第ｋ段（ｋ＝２〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｋ−１段の記憶手段の後半にそれぞれシフトした後、第Ｎ−１段の記憶手段の後半の内容をクリアし、その後第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納し、その後、シフト後の第ｊ区間について、変換ステップ、記憶ステップおよび加算ステップを実行する。これにより、周期時間間隔を区間分割して処理する際の物体の移動に合わせた追従機能を実現することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーダ、レーダの信号処理方法、レーダの通信方法および記録媒体の実施の形態について、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕、〔第３の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
〔第１の実施形態〕
図１は本発明の第１の実施形態に係るレーダの構成図である。図１（ａ）は実施形態のレーダの全体構成図、図１（ｂ）は実施形態のレーダの信号処理部の構成図である。
【００４２】
図１（ａ）において、本実施形態のレーダは、クロック生成部１０１，インパルス発生部１０２，送波アンテナ１０３，受波アンテナ１０５，信号処理部１０６および判定・画像処理部１０７を備えて構成されている。
【００４３】
クロック生成部１０１では基準クロックＣＬＫを生成して、インパルス発生部１０２では、該基準クロックＣＬＫに基づく一定間隔でインパルス電波を送波アンテナ１０３を介して発射する。ここで、インパルス電波は、そのパルス幅が時間間隔に比べて極端に狭く非常に高い周波数域にまでスペクトルが無数に拡がったものである。なお本実施形態ではインパルスレーダについて例示しているが、パルスレーダとする場合には、インパルス発生部をパルス発生部に置き換えて、該パルス発生部において、１つの周波数の電波（キャリア）を用いて該キャリアを基準クロックＣＬＫに基づくパルス信号で断続的にアンテナから放射することとなる。
【００４４】
また受波アンテナ１０５では、検出対象の物体からの反射波を受波して信号処理部１０６に受波信号ＲＦＩを供給する。信号処理部１０６は、受波信号ＲＦＩについてサンプリングしてデジタル受波データに変換し、データ処理を施す。図１（ｂ）にこの信号処理部１０６の構成図を示す。
【００４５】
図１（ｂ）において、信号処理部１０６は、Ａ／Ｄ変換部１１１，制御部１１２，データ記憶部１１３および演算部１１４を備えて構成され、これら構成要素がバス１５１を介して接続された構成である。なお、バス１５１は判定・画像処理部１０７とも接続され、信号処理部１０６からの出力データを供給する。
【００４６】
さらに、図２には、信号処理部１０６のより具体的な第１，第２および第３の実施例について構成図を例示している。すなわち、図２（ａ），（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ信号処理部１０６の第１，第２および第３の実施例の構成図である。
【００４７】
図２（ａ）に示す信号処理部１０６の第１の実施例は、図１（ｂ）の構成をより具体的に示したもので、制御部１１２内に、発射タイミングを刻む基準クロックＣＬＫに同期したＡ／Ｄ変換処理用のサンプリングクロックＳＣＫ（請求の範囲にいう第１サンプリングクロック）を生成するクロック生成部１１５を備えている。つまり、信号処理部１０６の第１の実施例では、Ａ／Ｄ変換部１１１において、発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻むサンプリングクロックＳＣＫに基づき受波信号ＲＦＩをデジタル受波データに変換する。
【００４８】
また、データ記憶部１１３の構成図を図３に示す。図３において、データ記憶部１１３は、周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分（Ｍは任意の正整数）のデジタル受波データを保持する記憶手段を第１段から第Ｎ＋１段（Ｎは任意の正整数）までＮ＋１個備えた構成である。つまり、第１段から第Ｎ＋１段までの各段の記憶手段は周期時間間隔内のサンプリング回数分の容量を持ち、アドレスＡ0からＡM-1までが割り当てられて、各アドレスに１個のサンプリングデータが記憶されることになる。
【００４９】
また制御部１１２では、まず、周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分のデジタル受波データを第１段の記憶手段に順次記憶させ、発射タイミングに同期したタイミングで、第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を次段である第ｉ＋１段の記憶手段にシフトさせる。つまり、第１段の記憶手段の内容を第２段の記憶手段に、第２段の記憶手段の内容を第３段の記憶手段に、…、第Ｎ−１段の記憶手段の内容を第Ｎ段の記憶手段にそれぞれ移動させる。その直後に、さらに演算部１１４を使用して、第１段から第Ｎ段までの記憶手段のそれぞれの内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する。つまりアドレスｊ（ｊ＝Ａ0〜ＡM-1）について、第１段から第Ｎ段までのデータを加算して第Ｎ＋１段の記憶手段のアドレスｊに記憶する。
【００５０】
図４には、データ記憶部１１３の各段の記憶手段に記憶されるデータの内容を例示する説明図を示す。すなわち、図４（ａ）は第１段の記憶手段に記憶されている（送波から次の送波の直前までの）データであり、図４（ｂ）は第２段の記憶手段に記憶されている（次の送波からその次の送波の直前までの）データであり、図４（ｃ）は第Ｎ＋１段の記憶手段に記憶されているデータであって第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容が加算されたものである。なお、図４では受波アンテナ１０５で受信された受波信号ＲＦＩの信号波形を示しており、反射波のみでなく送波信号も含んでいる（図中の最初の大きな部分が送波信号に相当し、それ以降の部分が反射波に相当する）。また、図中の縦の破線はＡ／Ｄ変換におけるサンプリングタイミングで（実際にはもっと密にサンプリングされる）、正確には、データ記憶部１１３の各段の記憶手段にはそのサンプリングタイミングでのサンプリング（Ａ／Ｄ変換）データ（デジタル値）が記憶されることとなる。
【００５１】
さらに、判定・画像処理部１０７では、データ記憶部１１３の第Ｎ＋１段の記憶手段の内容を出力データ（バス１５１）を介して順次読み出し、所定のしきい値で識別することにより物体の検出を行う。つまり、最初に現れる送波部分が該しきい値を越えて検出されるが、その後順次しきい値との比較が行われて、物体からの反射波のところでもしきい値を越えて検出されることになる。したがって、この送波部分から反射波までの時間差に光速を掛けることによって物体までの実距離が検出できることになる。判定処理をより簡単にするには、送波部分の時点でカウントを開始し、反射波の部分でカウント動作をストップさせ、カウント動作のためのクロックを高速を考慮した周波数に選べば、カウントされた値を距離として直読することができる。
【００５２】
以上、第１の実施形態のレーダ（信号処理部１０６については第１の実施例）の構成について詳細に説明したが、このレーダにおける信号処理方法についてまとめて説明する。すなわち、まず変換ステップにおいて、Ａ／Ｄ変換部１１１によりパルスまたはインパルス電波の発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻むサンプリングクロックＣＬＫに基づき、物体からの反射波による受波信号ＲＦＩをデジタル受波データに変換し、次に記憶ステップにおいて、制御部１１２により周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持し、さらに加算ステップにおいて、制御手段１１２により、発射タイミングに同期して第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納し、さらに判定・画像処理部１０７によって物体までの距離を検出する。
【００５３】
このように、本実施形態のレーダでは、インパルス送波から次のインパルス送波までを１セットとしてデータ記憶部１１３にＮセット記憶し、時間位置の等しい（同一アドレス）の受波データを順次加算した結果に基づいて物体検出または物体までの距離検出を行うので、熱雑音や周囲でランダムに発生するノイズは加算処理によって打ち消されることとなり、ノイズが増大することなく、また物体までの距離が送波アンテナから離れていっても、従来のように受波アンテナから得られる受波信号電圧振幅（Ｓ）が急激に低下してノイズ（Ｎ）に埋もれてしまってしきい値に達せずに検出不能となるようなことがなく、信号対雑音比Ｓ／Ｎを向上させることができ、受波信号電圧振幅（Ｓ）が増大してノイズ（Ｎ）が抑制されるので、レーダとしての検出可能距離を大幅に伸ばすことができ、また距離一定の場合の正確な物体の検出を可能とし、検出精度（距離分解能）を向上させることができる。
【００５４】
次に、信号処理部を第２の実施例すなわち図２（ｂ）に示す構成で実現した場合の第１の実施形態のレーダについて説明する。
【００５５】
図２（ｂ）において、信号処理部１０６ｂは、サンプリング部１１７ｂ，Ａ／Ｄ変換部１１１ｂ，制御部１１２ｂ，データ記憶部１１３ｂおよび演算部１１４ｂを備えて構成され、これら構成要素がバス１５１ｂを介して接続された構成である。また制御部１１２ｂには、クロック生成部１１５ｂと時間軸拡大サンプリングクロック生成部１１６ｂとを備えている。
【００５６】
制御部１１２ｂにおいて、クロック生成部１１５は発射タイミングを刻む基準クロックＣＬＫに同期したＡ／Ｄ変換処理用のサンプリングクロックＳＣＫ（第１サンプリングクロック）を生成し、時間軸拡大サンプリングクロック生成部１１６ｂはサンプリングクロックＳＣＫを低周波で位相変調した時間軸拡大サンプリングクロックＳＰ（第２サンプリングクロック）を生成する。
【００５７】
つまり、信号処理部１０６の第２の実施例では、サンプリング部１１７ｂにおいて時間軸拡大サンプリングクロックＳＰのタイミングで受波信号ＲＦＩを時間軸拡大サンプリングし、そしてＡ／Ｄ変換部１１１ｂにおいて、サンプリングクロックＳＣＫに基づきサンプリングされた信号をデジタル受波データに変換する。
【００５８】
従来例においても説明したように、時間軸拡大サンプリングクロックＳＰは、時間軸を拡大したい範囲（例えば１０００パルス分の時間）で直線的に上昇する電圧波形（のランプ信号、すなわち三角波）を作成し、別途１パルス分の三角波の繰り返しとなる電圧を作成し、これら２つの電圧を比較し一致したところでサンプリングパルスを生成したものである。この時間軸拡大サンプリングクロックＳＰは、長周期の三角波によって位相がだんだんずらされていくので、（１パルスで１サンプリングするとすれば）サンプリングタイミングがサンプリング毎にだんだんずれていき、送波から次の送波までの間のデータを（例えば１０００回の送波で）全て集めたことになる。こうして送波から次の送波までの時間（例えば１μｓ，５００ｎｓ）を、結果的に（例えば１０００倍に）拡大して（１ｍｓ，５００μｓ）、かつ送波パルスまたはインパルス自体の幅も（例えば１ｎｓが１μｓに）拡大されて低周波化されたことになる。
【００５９】
上記第１の実施例の信号処理部１０６を使用した構成では、送波パルスまたはインパルスの発射間隔が高速になると、サンプリング周波数ＳＣＫが超高周波となり、Ａ／Ｄ変換部１１１，制御部１１２，データ記憶部１１３および演算部１１４の回路設計に超高速性が要求され、回路の実現性やコスト等に課題が生じてしまうが、時間軸拡大サンプリングを行った後にＡ／Ｄ変換を行う第２実施例の信号処理部１０６ｂを使用した場合には、信号処理部全体（Ａ／Ｄ変換部１１１ｂ，制御部１１２ｂ，データ記憶部１１３ｂおよび演算部１１４ｂ）について低速化することができ、回路設計の実現性を高めると共に、回路コストを低減させることができる。
【００６０】
例えば、送波インパルスの幅がナノ秒以下である時には、受信する反射波も同程度の幅となるが、これを見逃さずにサンプリングするためには、最小でもその幅の半分の時間を逆数にした（ＧＨｚ台の）周波数を持つサンプリングクロックＳＣＫが必要となり、商用ベースのＡ／Ｄ変換用ＩＣが数十から数百ｋＨｚのクロックを、またＴＶ信号処理用の高価なＡ／Ｄ変換用ＩＣでも数十ＭＨｚのクロックを使用している現在のデバイス技術から鑑みて、現実には実現不可能である。これに対して、時間軸拡大サンプリングを行うことにより周波数をｋＨｚ台まで低周波化できるので、デバイスの入手が容易であり、回路の実現は可能となる。
【００６１】
また、信号処理部の動作周波数は、発射電波の媒体が電磁波か音波かによって異なるし、それぞれの要求仕様としても測距できる最短距離にもよる。具体的な数値を上げて検討してみれば、例えば電波で１ｍが最短距離の時にはパルス幅は６．６ｎｓ以下であり、電波でも１０ｍまでであれば６６ｎｓである。したがって、第１の実施例の信号処理部では、６．６ｎｓの反射波を３回はサンプリングしたいとすれば２．２ｎｓ間隔となり、Ａ／Ｄ変換部１１１のクロックＳＣＫの周波数は４５０ＭＨｚとなって、最短距離１ｍの仕様に対して回路実現が難しいものとなり、第２の実施例の如く時間軸拡大サンプリング技術を導入する必要がある。
【００６２】
次に、信号処理部を第３の実施例すなわち図２（ｃ）に示す構成で実現した場合の第１の実施形態のレーダについて説明する。
【００６３】
図２（ｃ）において、信号処理部１０６ｃは、Ａ／Ｄ変換部１１１ｃ，制御部１１２ｃ，データ記憶部１１３ｃおよび演算部１１４ｃを備えて構成され、これら構成要素がバス１５１ｃを介して接続された構成である。また制御部１１２ｃには、時間軸拡大サンプリングクロック生成部１１６ｃを備えている。
【００６４】
制御部１１２ｃにおいて、時間軸拡大サンプリングクロック生成部１１６ｃは発射タイミングを刻む基準クロックＣＬＫに同期した信号を低周波で位相変調した時間軸拡大サンプリングクロックＳＰ（第２サンプリングクロック）を生成する。つまり、信号処理部１０６の第３の実施例では、Ａ／Ｄ変換部１１１ｃにおいて、時間軸拡大サンプリングクロックＳＰに基づき受波信号ＲＦＩをデジタル受波データに変換する。
【００６５】
この第３実施例の信号処理部１０６ｃによっても、第２の実施例と同様に、Ａ／Ｄ変換部１１１ｃを除く信号処理部（制御部１１２ｃ，データ記憶部１１３ｃおよび演算部１１４ｃ）について低速化することができ、回路設計の実現性を高めると共に、回路コストを低減させることができる。
【００６６】
次に、第１の実施形態のレーダにおける信号処理方法の幾つかの変形について説明する。
【００６７】
まず第１の変形例では、信号処理部１０６のサンプリングクロックＳＣＫまたは時間軸拡大サンプリングクロックＳＰを、発射タイミングに同期した周期時間間隔をＬ区間に分割したときの１区間内でＭ個のサンプリングタイミングを刻むように生成するものである。この場合、制御部１１２（加算ステップ）においては、Ｌ区間分割を規定するタイミングに同期して、第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を演算部１１４により加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納することになる。
【００６８】
検出物体までの距離が長い場合に、距離精度の仕様を確保しようとすれば、データ記憶部１１３の各段の記憶手段の容量（Ｍ）が大きな値となってくるが、物体が進行方向から侵入する場合には近い距離の部分は不要であるから検出範囲の上限から処理を行うようにすれば記憶手段の容量（Ｍ）は少なくて済むことになる。また、距離精度を確保しつつ物体検出の処理時間の遅れも低減することができる。
【００６９】
元々、サンプリングはパルスまたは拡大されたインパルスを確実にサンプリングする必要があり、この幅は検出できる最短距離と関係し、また（発射電力が十分であると仮定して）最長検出距離はパルス間隔が関係している。例えば、最短距離１ｍ、最長距離１００ｍであれば、各段の記憶手段は、１パルスで３回サンプリングする場合に３００アドレス分の容量がそれぞれ必要になる。全体では３００×（Ｎ＋１）アドレス分の容量が必要となる。また、これを処理する演算時間も１パルス毎に処理を終わらせるために超高速クロックが必要となり実現不可能なことになる。
【００７０】
ところで、レーダを考えたとき、何も物体を検出していない状態から始めると、いきなり近距離に物体が入ってくることは有り得ず、最大検出距離に入ってきた時点から検出を始めればよい。そこで、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、周期時間間隔を第１から第ＬまでのＬ区間に分割した場合、図５（ｃ）および（ｄ）に示すように、まず最大検出距離付近の第Ｌ区間から見ていけばよいことになるから、各段の記憶手段の容量は３００／Ｌアドレス分あればよいことになる。一般化した表現では、Ｍ／Ｌアドレス分の容量で良い。
【００７１】
或いは、サンプリング間隔（上記例では、３回）は、実際には距離精度を左右するものでもあるから、Ｌ分割によってデータ記憶部１１３の記憶手段の容量を全て割り当てれば距離分解能が上がることになる。何れにしても演算部１１４等の動作クロックも低速化することができる。
【００７２】
次に、第２の変形例は、図６（ａ）に示すようなＬ区間分割において、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、第ｊ区間（ｊ＝１〜Ｌ）についてサンプリングした結果から検出対象の物体が第ｊ区間から第ｊ−１区間に移動していることを検出した際には、図６（ｄ）に示すように、第ｊ区間を第ｊ−１区間方向に１／２区間シフトし（区間シフトステップ）、第１段から第Ｎ段までの記憶手段をそれぞれ前半および後半に２分割したときの第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｉ段の記憶手段の後半に、第ｋ段（ｋ＝１〜Ｎ−２）の記憶手段の後半の内容を第ｋ＋１段の記憶手段の前半にそれぞれシフトした後、第１段の記憶手段の前半の内容をクリアし、その後第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納し（記憶シフトステップ）、その後、シフト後の第ｊ区間について、変換ステップ、記憶ステップおよび加算ステップを実行するものである。
【００７３】
第１の変形例のようにＬ区間に分割して処理を行うと、全測距・検知領域の１／Ｌの区間（領域）しか見ていないことになるので、物体が移動していくとそれに追従していく機能が必要となる。第２の変形例はこの追従機能を実現したものである。
【００７４】
つまり、現在最遠方の区間である第Ｌ区間に物体が侵入してくる場合に、その後だんだん物体は移動して第Ｌ−１区間に入り始める。物体が接近しつつあることは測定距離の変化から判る。そこで、この接近しつつあるという情報に基づきサンプリング区間を移すようにすればよい。しかし、１度に１区間分移動させたのでは境目が分かりにくいので、上記のように１／２区間だけサンプリング区間をシフトさせるようにしたものである。また、この区間シフトに合わせてデータ記憶部１１３の保持内容も、図７に示すように、サンプリング区間のシフトに合わせてシフトさせれば、変更後のサンプリング位置とデータ記憶部１１３の内容が一致して、物体の移動に合わせた追従機能を実現することができる。
【００７５】
データ記憶部１１３における記憶シフト操作は、各段の記憶手段のアドレスＡ0〜ＡM-1の内容をＭ／２だけシフトするものである。つまり、アドレスＡ0の内容をアドレスＡ0+M/2に移し、アドレスＡ1の内容をアドレスＡ1+M/2に移し、…、アドレスＡM/2-1の内容をアドレスＡM-1に移すというように、第１段から第Ｎ段の記憶手段を並べたとして全てのアドレスの内容をＭ／２アドレス分だけ右にシフトする。その後、第１段のアドレスＡ0，Ａ1，…，ＡM/2-1の内容を"０"にクリアしておく。
【００７６】
なお、このような場合のサンプリングクロックは、信号処理部１０６を第１の実施例で構成した場合には、図７に示すように、サンプリング発生開始時点および終了時点が分割された時点或いはＭ／２ずらしたタイミング時点に一致していればよい。
【００７７】
また、信号処理部１０６を第２の実施例で構成した場合には、図８に示すように、（パルスまたはインパルス発射間隔に合わせた）長周期の低速ランプ波形（三角波）の開始時点が区間分割された時点或いは上記Ｍ／２ずらしたタイミング時点に一致していて、終了時点が１区間分の時間経過後になっていればよい。
【００７８】
以上、近づく場合について説明したが、物体が遠ざかる場合には、以下のようになる。すなわち、第ｊ区間（ｊ＝１〜Ｌ）について処理した結果から検出対象の物体が第ｊ区間から第ｊ＋１区間に移動していることを検出した際には第ｊ区間を第ｊ＋１区間方向に１／２区間シフトし（区間シフトステップ）、第１段から第Ｎ段までの記憶手段をそれぞれ前半および後半に２分割したときの第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の後半の内容を第ｉ段の記憶手段の前半に、第ｋ段（ｋ＝２〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｋ−１段の記憶手段の後半にそれぞれシフトした後、第Ｎ−１段の記憶手段の後半の内容をクリアし、その後第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納し（記憶シフトステップ）、その後、シフト後の第ｊ区間について、変換ステップ、記憶ステップおよび加算ステップを実行する。
【００７９】
また、物体の移動に伴って、データ記憶部１１３において物体が検出される時点でのアドレス（Ａ0〜ＡM-1）がどう移動しているか、並びに、記憶シフト操作の方向（右シフトか左シフトか）の２つの観点から、物体が近づいているかまたは遠ざかっているかの方向判別を行うことができ、また、サンプリング間隔は時間であり、かつ距離に変換できるから単位時間での変化量は速度になることから、その変化の速さを単位時間で測定するようにすればその速さが判別でき、方向、距離および相対速度を判断することができる。したがってこの場合、判定・画像処理部１０７において、検出物体の移動方向、距離、速度を画像表示できることになる。
【００８０】
〔第２の実施形態〕
次に、第２および第３の実施形態を説明する前に、「通信センシング」について簡単に説明しておく。従来のレーダおよび第１の実施形態のレーダはレーダセンサとしてのみ使用されていて、物体を検出した検出信号或いは該検出信号に基づく制御信号は有線、無線を問わず別途の通信系で伝送されるのが常であり、そのために通信線を敷設するか、別途周波数の異なる無線機を必要としていた。
【００８１】
例えば、見通しの悪い道路等で車両の存在をレーダで検出し、対向車がある場合には、対向車があることを車両搭載機器によって運転者に警告するシステムや、或いは、道路が広くてスピードが出すぎてカーブを曲がりきれない事故多発地点等で、車両の存在と速度をレーダによって検出して危険速度であれば車両搭載機器により運転者に警告するシステム等がある。このようなシステムでは、別途手段の無線通信機を用いて警告信号を伝達することが行われている。
【００８２】
本発明の第２および第３の実施形態のレーダは、レーダのセンサ波を利用して物体検出と共に無線通信を行い得るものである。すなわち、第２の実施形態では通常パルスレーダと呼ばれる方式においてセンスしながら通信を行うものを、第３の実施形態では、ＦＭ−ＣＷレーダと呼ばれる方式においてセンスしながら通信を行うものをそれぞれ提案している。なお、ＦＭ−ＣＷレーダが本質的に速度、距離を測定でき構成がやや複雑であるのに対して、パルスレーダは本質的に距離を測定でき、やや簡単な構成であり、速度について距離の単位時間の変化を計算した結果として２次的に得るといった特徴がある。また、方角については、アンテナの工夫（放射ビームを細かくしたりビームを振らせたりすること）によって組み合わせて得ることができる。
【００８３】
図９は、第２および第３の実施形態のレーダが適用されるＩＴＳ（Intelligent Transport(ation) System；高度道路交通システム）分野の具体例を例示する説明図である。なお、ＩＴＳは現在よりもはるかに安全、迅速、快適な交通システムを情報通信技術で高度化実現する自動車交通運輸等システムである、
図９において、自車２０１および後方車両２０２はそれぞれ前方レーダおよび後方レーダを搭載していて、車間を測定している状況を想定している。すなわち、自車２０１は、後方を電波ｆ１で測距しつつ同一電波ｆ１で後方車両２０２に通信信号を送っており、後方車両２０２は、前方を電波ｆ２で測距しつつ同一電波ｆ２で通信信号を自車２０１に送っている。図中、自車２０１と後方車両２０２間を斜めに渡っている線が反射波を表している。この場合に、後方車両２０２が危険な程までに接近してきたことを自車２０１が検出したら、該後方車両２０２に対して車間を広げるように通信する様なことが考えられる。
【００８４】
次に、第２の実施形態が適用される「パルスレーダ方式」について、図１０および図１１を参照して簡単に説明しておく。
【００８５】
パルスレーダは、通常、キャリアを一定幅・一定間隔のパルスでオン／オフキーイング（パルス変調）して発射する。すなわち、通信すべきデータがない状態では図１０（ａ）に示すような一定間隔のパルスとし、通信すべきデータがあって、通信データが「０」のときは図１０（ｂ）に示すように通信すべきデータがない場合と同一のパルス間隔とし、また通信データが「１」のときは図１０（ｃ）に示すように、通信データ「０」の場合の１．５倍のパルス間隔とされる。このようにして、センシング動作を継続しつつ通信データを送ることが可能となる。なお、１．５倍の数値は例示であって変化されていればよく、特に意味はない。
【００８６】
一方、受信機側では、パルス波を受信復調して、パルス間隔の検定を行うことにより、データ「０」，「１」を判定して受信データを再現する。すなわち受波パルスが図１１（ａ）に示されるパルス間隔であれば通信データは「０」と判定され、図１１（ｂ）に示されるパルス間隔であれば通信データは「１」と判定される。なお、センシング動作は図１１（ｃ）に示される反射波によって行われる。
【００８７】
図１２および図１３は本発明の第２の実施形態に係るレーダの構成図である。図１２においてはレーダ送波部２１１およびレーダ受信部２１２の構成を示し、図１３においては情報を含むレーダ波受信通信機の構成を示す。すなわち、本実施形態のレーダは、少なくともレーダ送波部２１１、レーダ受信部２１２および情報を含むレーダ波受信通信機を備えて構成されるものである。
【００８８】
まずレーダ送波部２１１は、パルス発生部３１１，パルス変調部３１２，パルス位置制御部３１３，キャリア発生部３１４およびアンテナ２１３を備えて構成されている。すなわち、１つの周波数のキャリアを用いてそのキャリアをパルス信号で断続的にアンテナから放射するものである。各構成要素の機能および動作については周知のものであるので、ここでの説明は省略する。
【００８９】
次に、レーダ受信部２１２は、アンテナ２１３，フロントエンド３２１，検波回路３２２，時間軸拡大部３２３，ＡＤ変換部３２４，記憶部・処理部３２５，距離判定部３２６，制御部３２７およびクロック生成部（ＳＧＣ）３２８を備えて構成されている。
【００９０】
アンテナ２１３，フロントエンド３２１および検波回路３２２は、通常のレーダや無線機の受波または受信系で使用されているものと同等である。またその他の構成要素については、第１の実施形態のレーダにおいて信号処理部を第３の実施例で構成したもの（図２（ｃ）参照）と対応させることで、その説明を簡略にする。すなわち、時間軸拡大部３２３は図２（ｃ）における時間軸拡大サンプリングクロック生成部１１６ｃに相当し、ＡＤ変換部３２４は図２（ｃ）におけるＡ／Ｄ変換部１１１ｃに相当し、記憶部・処理部３２５はデータ記憶部１１３ｃおよび演算部１１４ｃに相当し，距離判定部３２６は図１（ａ）における判定・画像処理部１０７に相当し、制御部３２７は図２（ｃ）における制御部１１２ｃに相当し、クロック生成部（ＳＧＣ）３２８は図２（ｃ）における制御部１１２ｃ内に構成されるものである。
【００９１】
なお、本実施形態のレーダ受波部２１２では、第１の実施形態とは信号処理のためのサンプリング範囲が異なる。つまり、第１の実施形態では送波パルスから次の送波パルスまでの範囲であったが、本実施形態では、送波間隔が通信データ「０」，「１」によって変化するため、何れの場合も送波から最大距離に相当する時間位置までをサンプリング範囲（対象）とされることになる。
【００９２】
さらに、図１３において、レーダ波受信通信機は、アンテナ２１３，フロントエンド３３１，検波回路３３２，時間軸拡大部３３３，ＡＤ変換部３３４，記憶部・処理部３３５，１，０判定部３３６，制御部３３７およびクロック生成部（ＳＧＣ）３３８を備えて構成されている。
【００９３】
アンテナ２１３，フロントエンド３２１および検波回路３２２は、通常の無線機の受信系で使用されているものと同等である。またその他の構成要素については、第１の実施形態のレーダにおいて信号処理部を第３の実施例で構成したもの（図２（ｃ）参照）と対応させることで、その説明を簡略にする。すなわち、時間軸拡大部３３３は図２（ｃ）における時間軸拡大サンプリングクロック生成部１１６ｃに相当し、ＡＤ変換部３３４は図２（ｃ）におけるＡ／Ｄ変換部１１１ｃに相当し、記憶部・処理部３３５はデータ記憶部１１３ｃおよび演算部１１４ｃに相当し，１，０判定部３３６は図１（ａ）における判定・画像処理部１０７に相当し、制御部３３７は図２（ｃ）における制御部１１２ｃに相当し、クロック生成部（ＳＧＣ）３３８は図２（ｃ）における制御部１１２ｃ内に構成されるものである。
【００９４】
なお、レーダ受波部２１２がレーダセンサとして反射波処理を行うのに対して、レーダ波受信通信機では相手が送波したレーダ（センサ）波を直接波として受信して直接波処理を行う点で異なる。したがって、レーダ波受信通信機では、上記レーダ受波部２１２が送波パルスから最大距離に相当する時間までを見るのとは異なり、他者が送波したものを受信しかつ送られて来る信号が「０」か「１」かを判定するので、サンプリングは連続して切れ目無く、かつ「０」，「１」を表すパルス間隔の内の何れか長い送波間隔以上の時間分だけ記憶部における記憶手段のメモリ長が必要となる。
【００９５】
次に、本実施形態のレーダのレーダ受波部２１２における信号処理方法を説明する。第１の実施形態のレーダと同様に、まず変換ステップにおいて、ＡＤ変換部３２４によりパルス電波の発射タイミングに同期して生成された時間軸拡大サンプリングクロックＳＰに基づき、物体からの反射波による受波信号をデジタル受波データに変換し、次に記憶ステップにおいて、制御部３２７によりサンプリング回数のＭ個分のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持し、さらに加算ステップにおいて、制御手段３２７により、発射タイミングに同期して第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納し、さらに距離判定部３２７によって物体までの距離、速度および方向を検出するための距離速度方向データを求める。
【００９６】
また、本実施形態のレーダのレーダ波受信通信機における信号処理方法を説明する。まず変換ステップにおいて、ＡＤ変換部３３４によりパルス電波の発射タイミングに同期して生成された時間軸拡大サンプリングクロックＳＰに基づき、直接波の受波信号をデジタル受波データに変換し、次に記憶ステップにおいて、制御部３３７によりサンプリング回数のＱ個分のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持し、さらに加算ステップにおいて、制御手段３３７により、発射タイミングに同期して第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納する。
【００９７】
図１４には、各段の記憶手段に記憶されるデータの内容を例示する説明図を示す。ここで各段の記憶手段は所定のサンプリング回数分のデータ量を格納し得る容量を持っており、アドレスＡ0〜ＡQ-1が割り当てられている。すなわち、図１４（ａ）は第１段の記憶手段に記憶されている（送波から次の送波を少し過ぎた辺りまでの）データであり、図１４（ｂ）は第２段の記憶手段に記憶されている（次の送波からその次の送波を少し過ぎた辺りまでの）データであり、図１４（ｃ）は第Ｎ＋１段の記憶手段に記憶されているデータであって第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容が加算されたものである。なお、図１４では受波アンテナ２１３で受信された受波信号の信号波形を示しており、他者からの直接波のみ含んでいる。また、図中の縦の破線はＡ／Ｄ変換におけるサンプリングタイミングで（実際にはもっと密にサンプリングされる）、正確には、各段の記憶手段にはそのサンプリングタイミングでのサンプリング（Ａ／Ｄ変換）データ（デジタル値）が記憶されることとなる。
【００９８】
次に、判定ステップにおいては、１，０判定部３３６により、第Ｎ＋１段の記憶手段の内容に基づき他のレーダからの通信データの内容を判定する。すなわち、図１５（ａ）に示すように、第Ｎ＋１段の記憶手段のアドレスＡ0〜ＡQ-1の何れか２個所において所定のしきい値を越えれば通信データは「０」であると判定され、図１６（ａ）に示すように、第Ｎ＋１段の記憶手段のアドレスＡ0〜ＡQ-1の何れか１個所において所定のしきい値を越えれば通信データは「１」であると判定される。
【００９９】
さらに１，０判定部３３６における判定処理を改良するならば、上記処理において信号がしきい値を越えたアドレスＡ（２個所ある場合は小さいほうのアドレス）をアドレスＡ0とするために、現在のアドレスポインタの値からＡだけ差し引くと同時に、第Ｎ段の記憶手段のデータを（Ａ−Ａ0）だけ左シフトさせる。このようにすれば、通信データが「０」の時には図１５（ｂ）に示すように、アドレスＡ0とアドレスＢ−Ａにしきい値を越える個所が現れ、通信データが「１」の時には図１６（ｂ）に示すように、アドレスＡ0とアドレスＡQ-1にしきい値を越える個所が現れることとなる。したがって、途中のアドレスのデータについては除外してアドレスＡ0とアドレスＡQ-1のデータについてのみ処理をすれば判定を行うことができるので、確実性が向上すると共に処理時間を短縮することができる。
【０１００】
以上のように、本実施形態のレーダでは、レーダのセンサ波を利用して物体検出と共に無線通信を行うことができ、しかもレーダセンシングにおいては検出可能距離を大幅に伸ばし、また距離一定の場合の正確な物体の検出を可能とし、検出精度（距離分解能）を向上させることができる。なお、本実施形態のレーダにおいても、第１の実施形態のレーダの信号処理部に対して説明した第１，第２および第３の実施例の適用が可能であり、上述したのと同等の効果を奏することができる。
【０１０１】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係るレーダ、すなわちＦＭ−ＣＷレーダ方式においてセンシングしながら通信を行う実施形態について説明する。
【０１０２】
図１７は、本実施形態が適用される「ＦＭ−ＣＷレーダ方式」を簡単に説明する説明図である。ＦＭ−ＣＷレーダ方式では、通常三角波でＦＭ変調を行っている。すなわち、送信側では図１７（ａ）に示すように、この三角波の繰り返し周期を通信すべきデータの「０」，「１」で変化させ、受信側では図１７（ｂ）に示すように、ＦＭ復調することにより元の三角波を得て該三角波の周期から通信データの「０」，「１」判定を行うこととして、通信を可能とするものである。
【０１０３】
本実施形態のレーダについても、その構成は第２の実施形態と同様に図１２および図１３の構成で実現できる。但し、レーダ送波部２１１ではＦＭ変調を行うものとし、レーダ受波部２１２およびレーダ波受信通信機においてはＦＭ復調がなされる点が異る。
【０１０４】
図１８には、各段の記憶手段に記憶されるデータの内容を例示する説明図を示す。ここで各段の記憶手段は所定のサンプリング回数分のデータ量を格納し得る容量を持っている。すなわち、図１８（ａ）は第１段の記憶手段に記憶されているデータであり、図１８（ｂ）は第２段の記憶手段に記憶されているデータであり、図１８（ｃ）は第Ｎ＋１段の記憶手段に記憶されているデータであって第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容が加算されたものである。なお、図１４では受波アンテナ２１３で受信された受波信号の信号波形を示しており、他者からの直接波のみ含んでいる。また、図中の縦の破線はＡ／Ｄ変換におけるサンプリングタイミングで（実際にはもっと密にサンプリングされる）、正確には、各段の記憶手段にはそのサンプリングタイミングでのサンプリング（Ａ／Ｄ変換）データ（デジタル値）が記憶されることとなる。
【０１０５】
以上のように、本実施形態のレーダでは、レーダのセンサ波を利用して物体検出と共に無線通信を行うことができ、しかもレーダセンシングにおいては検出可能距離を大幅に伸ばし、また距離一定の場合の正確な物体の検出を可能とし、検出精度（距離分解能）を向上させることができる。なお、本実施形態のレーダにおいても、第１の実施形態のレーダの信号処理部に対して説明した第１，第２および第３の実施例の適用が可能であり、上述したのと同等の効果を奏することができる。
【０１０６】
さらに、以上説明したパルスレーダ、ＦＭ−ＣＷレーダまたはインパルスレーダ等の何れにおいても、送信データの「０」，「１」をＰＮ符号で２次変調し、ＰＮ符号速度をレーダ発射周期と合わせて発射し、受信側で上述の各処理を行って得た信号を同一のＰＮ符号と相関をとる、いわゆる「スペクトラム拡散通信」とすることにより、さらに高品質の通信を実現することが可能である。
【０１０７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、変換手段（変換ステップ）により、パルスまたはインパルス電波の発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、物体からの反射波による受波信号をデジタル受波データに変換し、制御手段（記憶ステップ）により、周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持し、制御手段（加算ステップ）により、発射タイミングに同期して、第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納することとしたので、熱雑音や周囲でランダムに発生するノイズは加算処理によって打ち消されることとなり、ノイズが増大することなく、また信号対雑音比Ｓ／Ｎを向上させることができ、受波信号電圧振幅（Ｓ）が増大してノイズ（Ｎ）が抑制されるので、レーダとしての検出可能距離を大幅に伸ばすことができ、また距離一定の場合の正確な物体の検出を可能とし、検出精度（距離分解能）を向上させることができる。
【０１０８】
また、本発明によれば、変換手段（変換ステップ）により、所定周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックに基づき、他のレーダから所定タイミングで発射され、キャリアがパルス変調または周波数変調された電波を受波した受波信号をデジタル受波データに変換し、制御手段（記憶ステップ）により、周期時間間隔内のサンプリング回数のＭ個分のデジタル受波データを第１段の記憶手段に保持し、制御手段（加算ステップ）により、発射タイミングに同期して、第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納し、判定手段（判定ステップ）により、第Ｎ＋１段の記憶手段の内容に基づき他のレーダからの通信データの内容を判定することとしたので、レーダのセンサ波を利用して物体検出と共に無線通信を行うことができ、しかもレーダセンシングにおいては検出可能距離を大幅に伸ばし、また距離一定の場合の正確な物体の検出を可能とし、検出精度（距離分解能）を向上させることができる。
【０１０９】
また、本発明によれば、時間軸拡大サンプリングクロック生成手段（時間軸拡大サンプリングクロック生成ステップ）により、発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成し、サンプリング手段（サンプリングステップ）により、反射波による受波信号を第２サンプリングクロックでサンプリングし、変換ステップにおいて、サンプリングされた信号を第１サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することとして、時間軸拡大サンプリングクロックによる時間軸拡大サンプリングを行った信号についてデジタル信号への変換を行うので、信号処理を行う変換手段、データ記憶手段および加算等を行う演算手段について動作周波数を低速化することができ、回路設計の実現性を高めると共に、回路コストを低減させることができる。
【０１１０】
また、本発明によれば、時間軸拡大サンプリングクロック生成手段（時間軸拡大サンプリングクロック生成ステップ）により、発射タイミングに同期した周期時間間隔内で一定時間間隔を刻む第１サンプリングクロックを低周波で位相変調した第２サンプリングクロックを生成し、変換手段（変換ステップ）において、反射波による受波信号を第２サンプリングクロックに基づくタイミングでデジタル受波データに変換することとしたので、変換手段を除くデータ記憶手段および加算等を行う演算手段について動作周波数を低速化することができ、回路設計の実現性を高めると共に、回路コストを低減させることができる。
【０１１１】
また、本発明によれば、第１サンプリングクロックまたは第２サンプリングクロックが、発射タイミングに同期した周期時間間隔をＬ区間に分割したときの１区間内でＭ個のサンプリングタイミングを刻むとき、制御手段（加算ステップ）において、Ｌ区間分割を規定するタイミングに同期して、第１段から第Ｎ段までの記憶手段において第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の内容を第ｉ＋１段の記憶手段に移動させた後、第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納することとして、検出範囲の上限から検出処理を行うので、記憶手段の容量を抑制し、また距離精度を確保しつつ物体検出の処理時間の遅れも低減することができる。
【０１１２】
さらに、本発明によれば、区間シフトステップにより、第ｊ区間（ｊ＝１〜Ｌ）について処理した結果、検出対象の物体が第ｊ区間から第ｊ−１区間または第ｊ＋１区間に移動していることを検出した際に、第ｊ区間から第ｊ−１区間への移動時には第ｊ区間を第ｊ−１区間方向に、第ｊ区間から第ｊ＋１区間への移動時には第ｊ＋１区間方向にそれぞれ１／２区間シフトし、記憶シフトステップにより、第１段から第Ｎ段までの記憶手段をそれぞれ前半および後半に２分割した場合に、第ｊ区間から第ｊ−１区間への移動時には、第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｉ段の記憶手段の後半に、第ｋ段（ｋ＝１〜Ｎ−２）の記憶手段の後半の内容を第ｋ＋１段の記憶手段の前半にそれぞれシフトした後、第１段の記憶手段の前半の内容をクリアし、第ｊ区間から第ｊ＋１区間への移動時には、第ｉ段（ｉ＝１〜Ｎ−１）の記憶手段の後半の内容を第ｉ段の記憶手段の前半に、第ｋ段（ｋ＝２〜Ｎ−１）の記憶手段の前半の内容を第ｋ−１段の記憶手段の後半にそれぞれシフトした後、第Ｎ−１段の記憶手段の後半の内容をクリアし、その後第１段から第Ｎ段までの記憶手段の内容を加算して第Ｎ＋１段の記憶手段に格納し、その後、シフト後の第ｊ区間について、変換ステップ、記憶ステップおよび加算ステップを実行することとしたので、周期時間間隔を区間分割して処理する際の物体の移動に合わせた追従機能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態に係るレーダの構成図であり、図１（ａ）は実施形態のレーダの全体構成図、図１（ｂ）は実施形態のレーダの信号処理部の構成図である。
【図２】  図２（ａ），（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ信号処理部の第１，第２および第３の実施例の構成図である。
【図３】  データ記憶部の構成図である。
【図４】  データ記憶部の各段の記憶手段に記憶されるデータの内容を例示する説明図である。
【図５】  第１の変形例（発射タイミングに同期した周期時間間隔をＬ区間分割）の説明図である。
【図６】  第２の変形例（追従機能）の説明図である。
【図７】  サンプリングクロックと記憶手段のアドレスの関係を説明する説明図である。
【図８】  時間軸拡大サンプリングクロック発生と区間移動の関係を説明する説明図である。
【図９】  第２および第３の実施形態のレーダが適用されるＩＴＳ分野の具体例を例示する説明図である。
【図１０】  パルスレーダ方式（発信側）を説明する説明図である。
【図１１】  パルスレーダ方式（受信側）を説明する説明図である。
【図１２】  本発明の第２の実施形態に係るレーダ（レーダ送波部およびレーダ受信部）の構成図である。
【図１３】  第２の実施形態に係るレーダ（レーダ波受信通信機）の構成図である。
【図１４】  第２の実施形態の各段の記憶手段に記憶されるデータの内容を例示する説明図である。
【図１５】  １，０判定部（判定ステップ）における通信データ「０」判定の説明図である。
【図１６】  １，０判定部（判定ステップ）における通信データ「１」判定の説明図である。
【図１７】  ＦＭ−ＣＷレーダ方式を説明する説明図である。
【図１８】  第３の実施形態の各段の記憶手段に記憶されるデータの内容を例示する説明図である。
【図１９】  時間軸拡大サンプリング技法を用いた従来のレーダの送波部および受波部の構成図である。
【図２０】  従来例の時間軸拡大サンプリングパルスを生成する回路の構成図である。
【図２１】  従来例のレーダの受波部における信号処理を説明するタイミングチャートである。
【図２２】  時間軸拡大サンプリングパルスの生成を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０１    クロック生成部
１０２    インパルス発生部
１０３    送波アンテナ
１０５    受波アンテナ
１０６    信号処理部
１０７    判定・画像処理部
ＣＬＫ    基準クロック
ＲＦＩ    受波信号
１１１，１１１ｂ，１１１ｃ    Ａ／Ｄ変換部
１１２，１１２ｂ，１１２ｃ    制御部
１１３，１１３ｂ，１１３ｃ    データ記憶部
１１４，１１４ｂ，１１４ｃ    演算部
１１５，１１５ｂ    クロック生成部
１１６ｂ，１１６ｃ    時間軸拡大サンプリングクロック生成部
１５１，１５１ｂ，１５１ｃ    バス
ＳＣＫ    サンプリングクロック（第１サンプリングクロック）
ＳＰ    時間軸拡大サンプリングクロック（第２サンプリングクロック）
２０１    自車
２０２    後方車両
２１１    レーダ送波部
２１２    レーダ受信部
２１３    アンテナ
３１１    パルス発生部
３１２    パルス変調部
３１３    パルス位置制御部
３１４    キャリア発生部
３２１，３３１    フロントエンド
３２２，３２３    検波回路
３２３，３３３    時間軸拡大部
３２４，３３４    ＡＤ変換部
３２５，３３５    記憶部・処理部
３２６，３３６    距離判定部
３２７，３３７    制御部
３２８，３３８    クロック生成部（ＳＧＣ）
【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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