CN112526492A - 测距装置以及测距系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式涉及测距装置以及测距系统。实施方式的测距装置具备：发送处理部；天线部；接收处理部；滤波器部，对从一端输入的发送信号进行频带限制而从另一端输出，并且对从上述另一端输入的来自上述天线部的接收信号进行频带限制而从上述一端输出；距离测定部，进行基于从上述发送处理部发送的上述发送信号与由上述接收处理部接收到的上述接收信号的测距运算，并且求出通过上述滤波器部的信号的延迟，进行上述测距运算的校准；信号切断部，用于切断上述滤波器部的另一端与上述天线部之间的信号传输；以及控制部，对上述信号切断部进行控制，以便在上述校准的期间切断上述天线部与上述滤波器部的另一端之间的信号传输。

Description

测距装置以及测距系统
本申请享受以日本专利申请2019-170828(申请日：2019年9月19日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含该基础申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及测距装置以及测距系统。
背景技术
近年来，较多的车辆采用了使车辆的上锁、开锁容易进行的无钥匙进入系统。该技术利用汽车的钥匙(key)与汽车之间的通信来进行车门的上锁、开锁。并且，近年来，通过智能钥匙而不接触钥匙就能够进行门锁的上锁、开锁或者使发动机起动的智能进入系统也被采用。
但是，经常发生攻击者侵入到钥匙与汽车之间的通信中而盗取车辆的事件。作为上述攻击(所谓中继攻击)的防御措施，研讨出如下的措施：对钥匙与汽车之间的距离进行测定，在判断为距离为规定距离以上时，禁止基于通信对车辆的控制等。
作为进行这种测距的系统，具有采用相位检测方式，通过无线通信来求出装置间的距离的通信式测距系统。
但是，在采用了相位检测方式的测距装置中，有时RF滤波器等装置内的相位延迟的影响较大，存在有时无法准确地进行测距这样的问题。
发明内容
实施方式提供测距装置以及测距系统，能够将装置内的相位延迟的影响除去而进行准确的测距。
实施方式的测距装置具备：发送处理部，输出发送信号；天线部，用于发送上述发送信号并且对接收信号进行接收；接收处理部，接收上述接收信号或者上述发送信号；滤波器部，对从一端输入的上述发送信号进行频带限制而从另一端输出，并且对从上述另一端输入的来自上述天线部的接收信号进行频带限制而从上述一端输出；距离测定部，进行基于从上述发送处理部发送的上述发送信号以及由上述接收处理部接收到的上述接收信号的测距运算，并且求出在上述滤波器部通过的信号的延迟而进行上述测距运算的校准；信号切断部，用于切断上述滤波器部的另一端与上述天线部之间的信号传输；以及控制部，对上述信号切断部进行控制，以便在上述校准的期间切断上述天线部与上述滤波器部的另一端之间的信号传输。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的测距装置的框图。
图2是表示测距装置的关联技术的框图。
图3是表示图1以及图2中的FB部6的具体构成的一例的框图。
图4是表示图1以及图2中的发送部5的具体构成的一例的电路图。
图5是表示图1以及图2中的接收部4的具体构成的一例的电路图。
图6是用于对图2的装置中的该课题进行说明的说明图。
图7是表示图1中的信号切断部11的具体构成的一例的电路图。
图8是用于对第1实施方式的动作进行说明的流程图。
图9是表示本发明的第2实施方式的框图。
图10是用于对校准区间的动作进行说明的时序图。
图11是表示本发明的第3实施方式的框图。
图12是表示本发明的第4实施方式的说明图。
图13是表示本发明的第4实施方式的说明图。
图14是表示本发明的第4实施方式的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的测距装置的框图。此外，图2是表示测距装置的关联技术的框图，用于对日本特开2018-155724号公报(以下，称作文献1)所公开的测距装置进行说明。在本实施方式中，通过在用于将装置内的延迟相位量除去的校准时避免干扰波的影响，由此能够进行准确的测距。在本实施方式中，对采用通信式测距的例子进行说明，该通信式测距采用使用了无调制载波的相位检测方式。
在图1以及图2中对于相同的构成要素标注相同的符号，对于相同构成省略重复的说明。图1以及图2表示实现测距装置的滤波器延迟校准的无线部的构成。
首先，参照图2对文献1所公开的关联技术的校准进行说明。
在文献1所公开的测距装置中，采用如下的相位测距技术：发送规定频率的载波，在接收侧检测与传播距离相应的传播相位延迟，由此测定距离。为了测定两个装置间的距离，在文献1的装置中，以规定的时间间隔更换收发的作用，对多个频率的正弦波进行收发。此时，为了准确地求出两个装置间的距离，需要将各装置所内在的延迟与两个装置间的传播延迟分离。
在文献1中公开的内容为，作为各装置所内在的延迟，在各装置中尤其对延迟较大的RF滤波器的延迟进行测定，并从测定出的相位减去该延迟相位，由此求出两个装置间的传播距离。但是，在文献1所公开的方法中，根据各装置的电波环境的不同而有时无法准确地计测RF滤波器的延迟。以下，对该问题进行详细叙述。
图2的无线部具备对无线部内的各部进行控制的控制部10。控制部10可以由使用了CPU(Central Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等的处理器构成，可以按照存储于未图示的存储器的程序来进行动作而对各部进行控制，也可以通过硬件的电子电路来实现功能的一部分或者全部。
对无线信号进行收发的天线部1与滤波器部2的外侧端子连接，滤波器部2的内侧端子经由切换器3与接收部4以及发送部5连接。滤波器部2是使测距信号的频带通过的RF滤波器。滤波器部2的外侧端子以及内侧端子均与反馈部(FB部)6连接。FB部6具有与滤波器部2的外侧端子连接的FO端子以及与滤波器部2的内侧端子连接的FI端子。FB部6由控制部10控制，对FO端子或者FI端子中的一方进行选择，而将输入至FO端子的信号或者输入至FI端子的信号选择性地输出至接收部4。
图3是表示图1以及图2中的FB部6的具体构成的一例的框图。滤波器部2的外侧端子与FB部6的FO端子连接，内侧端子与FI端子连接。FO端子与定向耦合器(DC：directionalcoupler)61a连接，FI端子与定向耦合器61b连接。定向耦合器61a、61b分别将来自FO端子或者FI端子的信号传递至3端子开关62。开关62按照从控制部10赋予的控制信号CNT_FB，选择定向耦合器61a、61b中的一方的输出而输出至衰减器(ATN)63。衰减器63使所输入的信号衰减而输出至接收部4。
距离测定部9产生相位检测方式中的测距信号。例如，距离测定部9也可以作为测距信号而输出用于产生正弦波的数字数据。距离测定部9被赋予经由天线部1接收到的测距信号的相位检测结果，通过对于所发送的测距信号的相位检测结果以及根据接收信号得到的相位检测结果的测距运算，计算本机与其他机之间的距离。
距离测定部9将用于产生测距信号的信号供给至调制部7。调制部7由控制部10控制，产生测距信号而作为发送信号输出至发送部5。另外，调制部7在测距时输出无调制的发送信号。发送部5具有包括后述的振荡器的合成器部，由控制部10控制，使用本地信号将来自调制部7的发送信号转换成高频信号而输出至切换器3。
图4是表示图1以及图2中的发送部5的具体构成的一例的电路图。发送部5的DAC(数字模拟转换器)51将从调制部7输入的数字发送信号转换成模拟信号而输出至低通滤波器52。低通滤波器52将DAC51的输出中所包含的重叠失真除去而输出至图像抑制混频器53。合成器56产生本地频率的本地信号(LO信号)而输出至移相器57。移相器57使LO信号的相位变化π/2而产生正交的LO信号。移相器57将LO信号赋予给混频器53。虽然在图中用一条线进行记载，但输出错开了π/2的两个LO信号。
混频器53通过低通滤波器52的输出与LO信号的乘法运算，对低通滤波器52的输出进行变频而输出至功率放大器(PA)54。功率放大器54对混频器53的输出进行放大，并赋予匹配电路(MC)55。匹配电路55进行用于将功率放大器54的输出高效地传输至天线部1的功率匹配。
切换器3将来自发送部5的发送信号赋予滤波器部2，并且将来自滤波器部2的接收信号赋予接收部4。从发送部5对接收部4赋予正交的LO信号。接收部4使用LO信号将接收信号转换成基带信号而输出至解调部8。
图5是表示图1以及图2中的接收部4的具体构成的一例的电路图。向接收部4的端子IN输入来自切换器3的接收信号，向端子CAL输入FB部6的输出。匹配电路(MC)41对来自滤波器部2的信号进行功率匹配而赋予低噪声放大器(LNA)42。低噪声放大器42以低噪声对所输入的信号进行放大而输出至加法器43。向加法器43赋予低噪声放大器42的输出以及经由端子CAL输入的校准时的信号。加法器43将两个输入相加而输出至图像抑制混频器44。但是，在理想情况下不会同时输入。
从发送部5向混频器44赋予LO信号，混频器44使用LO信号将来自加法器43的RF(高频)信号变频成基带信号而输出至低通滤波器45。低通滤波器45从混频器44的输出中除去在ADC(模拟数字转换器)46的采样时产生的重叠失真而输出至ADC46。ADC46将所输入的模拟信号转换成数字信号而输出至解调部8。
解调部8对接收信号进行解调而取得包含相位信息的接收信息。解调部8将接收信号的相位信息输出至距离测定部9。距离测定部9基于所发送的测距信号的相位信息与所接收的测距信号的相位信息来进行测距运算。
在距离测定部9的测距运算中使用的相位包含滤波器部2的延迟相位。为了进行准确的测距，需要从测定相位中除去滤波器部2的延迟相位量。在图2的例子中，利用FB部6来计测通过滤波器部2的路径与不通过滤波器部2的路径的延迟，由此求出滤波器部2的延迟而执行校准。
在校准时，距离测定部9产生用于求出滤波器部2的延迟的校准信号，例如产生与测距信号相同的正弦波等。调制部7基于距离测定部9的输出，将发送信号输出至发送部5。发送部5进行变频，并输出频率fL的正弦波。FB部6根据来自控制部10的控制信号CNT_FB来选择FO端子。即，在该情况下，从发送部5输出的频率fL的正弦波在切换器3以及滤波器部2中通过，并经由FB部6的FO端子输入至接收部4。另外，通过切换器3，使来自发送部5的发送信号不会直接在接收部4中被接收。
接收部4将频率fL的正弦波转换成基带信号而赋予解调部8，解调部8将解调后的校准信号(正弦波)的相位信息输出至距离测定部9。例如，解调部8也可以使用正交的本地信号，由此作为解调结果而输出I、Q信号。将这样的从距离测定部9经由调制部7、发送部5、切换器3、滤波器部2、FB部6、接收部4以及解调部8的信号路径设为校准路径A。在距离测定部9输出的信号的收发中使用相同的振荡器，因此能够取得距离测定部9中的发送信号与接收信号的同步，能够在距离测定部9中计测校准路径A整体的延迟相位。
现在，将由于构成发送处理部的调制部7以及发送部5而导致的延迟相位设为θTX，将由于FB部6与构成接收处理部的接收部4以及解调部8而导致的延迟相位设为θRX，将滤波器部2的延迟相位设为θBPF。校准路径A的延迟相位θpathA由下述(1)式表示。
θpathA＝θTX+θBPF+θRX……(1)
其次，FB部6根据控制信号CNT_FB来选择FI端子。在该情况下，从发送部5输出的频率fL的正弦波，从切换器3经由FB部6的FI端子供给至接收部4。接收部4将频率fL的正弦波转换成基带信号而赋予解调部8，解调部8将解调后的校准信号(正弦波)的相位信息输出至距离测定部9。将这样的从距离测定部9经由调制部7、发送部5、切换器3、FB部6、接收部4以及解调部8的信号路径设为校准路径B。距离测定部9经由校准路径B接收所输出的信号，因此，能够取得距离测定部9中的发送信号与接收信号的同步，能够在距离测定部9中计测校准路径B整体的延迟相位。校准路径B的延迟相位θpathB由下述(2)式表示。
θpathB＝θTX+θRX……(2)
取得(1)式与(2)式的差分，得到下述(3)式。根据该(3)式可知，能够检测出滤波器部2的延迟相位。通过从由距离测定部9得到的检测相位减去(3)式的延迟相位，由此能够进行准确的测距。
θpathA-θpathB＝θBPF……(3)
但是，在上述方法中，有时由于经由天线1混入的干扰波(干涉波)的影响，而无法进行准确的测距。
图6是用于对图2的装置中的该课题进行说明的说明图。向天线1混入由粗线所示的干扰波，该干扰波直接输入至FB部6的FO端或者经由滤波器部2输入至FB部6的FI端。在该情况下，当按照上述顺序来执行校准时，在接收部4中会接收到干扰波与作为校准信号的频率fL的正弦波被相加而得到的信号。如果干扰波为滤波器频带内的频率，则经由滤波器部2输入至接收部4的FI端子。
由于接收部4的接收信号被加上干扰波信号，所以由距离测定部9观测到的相位无法由上述(1)式、(2)式表示。例如，当设为在解调部8中通过了的干扰波的频率相对于频率fL偏移了ΔfI的信号，与校准信号的振幅比为AI，没有干扰波的情况下的解调部8的解调结果为(IS,QS)时，接收信号的(I,Q)由下述(4)式表示。
(I,Q)＝(IS+AIcos(-2πΔfI)t,QS+AIsin(-2πΔfI)t)……(4)
此处，IS 2+QS 2＝1。根据该(4)式，检测出的相位θdet_int由下述(5)式表示。
θdet_int＝tan-1(QS+AIsin(-2πΔfI)t)/(IS+AIcos(-2πΔfI)t)……(5)
在没有干扰波的情况下检测到的相位θdet为，
θdet＝tan-1(QS/IS)……(6)
明显θdet_int≠θdet。因而，无法通过校准来求出滤波器部2的延迟相位，结果无法正确地计测距离。
因此，在本实施方式中，设置信号切断部11。在图1中，在天线部1与滤波器部2之间设置有信号切断部11。信号切断部11由控制部10控制，切断天线部1与滤波器部2之间的连接，阻止从天线部1混入的干扰波向滤波器部2侧输出。
图7是表示图1中的信号切断部11的具体构成的一例的电路图。图7的信号切断部11由3个端子开关11a以及终止器11b构成。开关11a的一个端子与天线部1连接，另一个端子经由终止器11b与基准电位点连接，共通端子与滤波器部2连接。另外，终止器11b例如也可以由将天线阻抗考虑在内的50Ω的电阻构成。
开关11a由来自控制部10的控制信号CNT_TERM控制，将共通端子选择性地与天线部1或者终止器11b的一端连接。控制部10通过控制信号CNT_TERM对开关11a进行控制，在通常的接收时选择天线输入而供给至滤波器部2，在校准时选择终止器11b而将滤波器部2的外侧端子终止。
其次，参照图8对如此构成的实施方式的动作进行说明。图8是用于对第1实施方式的动作进行说明的流程图。
控制部10为，在测距时，在规定的定时实施校准。控制部10为，在图8的步骤S1中判定是否是校准期间，在步骤S6中判定是否是测距信号的发送期间。在校准期间，控制部10在步骤S2中，对信号切断部11赋予控制信号CNT_TERM，使开关11a的共通端子与终止器11b连接。由此，滤波器部2由终止器11b终止，在天线部1中接收到的信号(干扰波)不被输入至滤波器部2以及FB部6。
在该状态下，控制部10在步骤S3中，执行使用了校准路径A的相位检测。即，控制部10将控制信号CNT_FB赋予FB部6而使之选择FO端子，并使距离测定部9输出规定的校准信号。该校准信号在从调制部7供给至发送部5而转换成RF信号之后，经由切换器3以及滤波器部2输入至FB部6。FB部6经由FO端子取入从滤波器部2的外侧端子输出的信号而输出至接收部4。被输入至接收部4的接收信号，在使用发送部5使用过的LO信号而被转换成基带信号之后，供给至解调部8。解调部8对接收信号进行解调而将相位信息输出至距离测定部9。距离测定部9以所发送的校准信号的相位为基准对接收信号的相位进行检测。
其次，控制部10在步骤S4中，执行使用了校准路径B的相位检测。即，控制部10将控制信号CNT_FB赋予FB部6，而使其选择FI端子，并使距离测定部9输出校准信号。该校准信号在从调制部7供给至发送部5而转换成RF信号之后，经由切换器3输入至FB部6。FB部6经由与滤波器部2的内侧端子连接的FI端子取入发送信号而输出至接收部4。接收部4在将接收信号转换成基带信号之后赋予解调部8。解调部8将接收信号的相位信息赋予距离测定部9。距离测定部9以所发送的校准信号的相位为基准对接收信号的相位进行检测。
控制部10在步骤S5中，使距离测定部9计算滤波器部2的延迟相位。通过使用了校准路径A的相位检测结果与使用了校准路径B的相位检测结果之差，来求出滤波器部2的延迟相位。在使用了校准路径A的相位检测时与使用了校准路径B的相位检测时，来自天线部1的天线输入由信号切断部11阻止，而不输入至FB部6。
因而，AI＝0，因此，上述(5)式的θdet_int与(6)式的θdet一致。即，能够除去干扰波所造成的影响而准确地求出滤波器部2的延迟相位。
在测距信号的发送期间，控制部10在步骤S7中，对信号切断部11赋予控制信号CNT_TERM，而使开关11a的共通端子与天线部1连接。由此，滤波器部2与天线部1连接。此外，控制部10将控制信号CNT_FB赋予FB部6，使其不选择FO端子以及FI端子而阻止从FB部6向接收部4的天线输入。
在该状态下，控制部10进行测距信号的收发(步骤S8)。来自距离测定部9的测距信号，在从调制部7供给至发送部5而转换成RF信号之后，经由切换器3以及滤波器部2供给至天线部1，而向其他机发送。另一方面，从其他机发送的测距信号由天线部1接收。信号切断部11使来自天线部1的天线输入(接收信号)通过，接收信号经由滤波器部2以及切换器3输入至接收部4。输入至接收部4的接收信号，在使用发送部5使用过的LO信号转换成基带信号之后，输入至解调部8。解调部8对接收信号进行解调而将相位信息输出至距离测定部9。距离测定部9基于所发送的测距信号的相位以及本机与其他机的接收信号的相位，计算本机与其他机之间的距离。在该情况下，距离测定部9进行将在步骤S5中求出的滤波器部2的延迟相位量除去后的测距运算。由此，在距离测定部9中，能够进行不受滤波器部2的延迟相位影响的准确测距。
如此，在本实施方式中，在用于除去滤波器部的延迟相位的影响的校准时，通过信号切断部切断天线部与滤波器部之间的连接，因此，即便在从天线输入了包含校准信号的频带的干扰波的情况下，也能够准确地计测滤波器部的延迟相位。由此，能够进行除去了由于滤波器部的延迟相位而产生的影响的准确的测距运算。
(第2实施方式)
图9是表示本发明的第2实施方式的框图。在图9中，对于与图1相同的构成要素标注相同的符号并省略说明。
本实施方式与第1实施方式的不同点在于，省略信号切断部11而采用了干扰波检测部21。干扰波检测部21由来自控制部10的控制信号CNT_INTDET控制，对从接收部4输出的信号的信号强度进行检测。干扰波检测部21将检测到的信号强度是否为规定的阈值以上的检测结果输出至距离测定部9。
控制部10在实施校准的期间(校准区间)，设定发送校准信号的期间(发送区间)和不发送校准信号的期间(以下，称作无信号区间)，在无信号区间中，输出控制信号CNT_INTDET以便进行信号强度的检测。
距离测定部9为，在干扰波检测部21检测到的信号强度为规定的阈值以上的情况下，视为由于干扰波的影响而无法正常地进行校准，而废弃校准结果或者使校准的实施延期。
其次，参照图10对如此构成的实施方式的动作进行说明。图10是用于对校准区间的动作进行说明的时序图。
图10的上段表示在使用了校准路径A的校准信号的发送之前进行干扰波的检测的例子。在该例子中，控制部10在校准区间的最初，将控制信号CNT_INTDET输出至干扰波检测部21，而进行干扰波的检测(干扰波监视)。控制部10在该干扰波的检测时设为不使距离测定部9输出校准信号的无信号区间。由此，接收部4接收由天线部1接收到的干扰波。干扰波检测部21将干扰波的信号强度是否为规定的阈值以上的检测结果输出至距离测定部9。
其次，控制部10进行使用了校准路径A的相位检测(Cal pathA)，接着，进行使用了校准路径B的相位检测(Cal pathB)。另外，Cal pathA是与图8的步骤S3中的校准相同的处理，Cal pathB是与图8的步骤S4中的校准相同的处理。距离测定部9根据使用了校准路径A、B的相位检测结果，求出滤波器部2的延迟相位(校准结果)。
距离测定部9为，当在无信号区间中示出由干扰波检测部21检测到的信号强度为规定的阈值以上的情况下，视为存在干扰波，而废弃校准结果。另外，控制部10为，在存在干扰波的情况下，可以再次实施校准，此外，也可以省略图10上段的基于校准路径A、B的相位检测，而在规定时间后再次进行图10上段的控制。
在本实施方式中，需要在与校准信号的发送区间为不同期间的无信号区间中进行干扰波监视，无法可靠地判定在发送区间中是否存在干扰波。但是，可以考虑通过充分减小干扰波监视区间与发送区间之间的时间差，由此通过干扰波监视区间中的信号强度的检测，能够以足够的精度来推断发送区间中的干扰波的混入。
图10的中段为在校准区间中，按照干扰波的监视、Cal pathA、干扰波的监视、CalpathB的顺序实施的例子。在该例子中，与图10上段的例子相比，干扰波监视与Cal pathB之间的时间差变小，能够提高Cal pathB的发送区间中的干扰波的混入的推断精度。
进而，图10的下段为在校准区间中，按照干扰波监视、Cal pathA、干扰波监视、CalpathB、干扰波监视的顺序实施的例子。在该例子中，即便在Cal pathB的实施中混入了干扰波的情况下，通过干扰波监视能够检测到干扰波的可能性也变高。即，在图10下段的例子中，通过增加干扰波监视的次数，能够提高在校准中存在干扰波的情况下的干扰波的检测精度。
另外，在图10的哪一个例子中，都期望发送区间与无信号区间之间的时间差尽量小。
在如此构成的实施方式中，在校准区间中，设定不发送校准信号的无信号期间，通过检测该无信号期间中的信号强度，能够判定是否受到干扰波的影响，能够仅采用未受到干扰波的影响的校准结果。如此，在本实施方式中，也能够得到与第1实施方式相同的效果。
另外，在本实施方式中，说明了对接收部4的输出中所包含的干扰波的电平进行检测的例子，但也可以根据解调部8的输出来检测干扰波的电平。
(第3实施方式)
图11是表示本发明的第3实施方式的框图。在图11中，对于与图1以及图9相同的构成要素标注相同的符号并省略说明。
本实施方式组合了第1以及第2实施方式，设置了信号切断部11以及干扰波检测部21的双方。
在如此构成的实施方式中，在校准区间中，进行与图10相同的控制，并且，在CalpathA以及Cal pathB中，通过信号切断部11来切断天线部1与滤波器部2之间。在基于构成信号切断部11的开关11a的隔离不完全的情况下，干扰波从天线部1经由开关11a输入至FB部6而与校准信号合成。在该情况下，如上述(5)式所示，导致延迟相位劣化。即，在干扰波的振幅较小的情况下，可以认为上述(5)式的θdet_int能够近似为(6)式的θdet，但在干扰波的振幅较大的情况下，校准的精度劣化。
在该情况下，在本实施方式中，通过干扰波检测部21来检测干扰波电平，因此也能够判定干扰的电平。如果干扰波的混入电平为规定的阈值以上，则例如废弃校准结果。此外，根据需要再次实施校准。
如此，在本实施方式中，组合第1以及第2实施方式，能够进一步可靠地实施准确的校准。
(第4实施方式)
图12到图14是表示本发明的第4实施方式的说明图。在上述各实施方式的说明中，说明了对滤波器部2的延迟相位进行计测，从收发信号的相位中除去滤波器部2的延迟相位量，由此能够进行准确的测距的情况，但在上述各实施方式中，不尽能够进行滤波器部2的延迟相位的校正，而且能够进行组装到装置中的部件的延迟元件整体的校正。本实施方式对该校正进行说明。
图12到图14表示采用了文献1所公开的测距方法的测距时以及校准时的收发。装置D1以及D2均是与上述各实施方式相同的装置，其构成为，包括天线部1、滤波器部2、切换器3、接收部4、发送部5、FB部6、调制部7、解调部8、距离测定部9以及控制部10，并且包括信号切断部11以及干扰波检测部21中的至少一方。另外，在图12～图14中，用发送器D1a、D2a表示发送侧的构成，用接收器D1b、D2b表示接收侧的构成，用滤波器部D1c、D2c表示滤波器部2的构成，用天线部D1d、D2d表示天线部1的构成。另外，对于FB部6、信号切断部11以及干扰波检测部21省略图示。
从天线部D1d经由滤波器部D1c发送来自装置D1的发送器D1a的测距信号。该测距信号由装置D2的天线部D2d接收，并经由滤波器部D2c在接收器D2b中被接收，而求出相位。此外，从天线部D12经由滤波器部D2c发送来自装置D2的发送器D2a的测距信号。该测距信号由装置D1的天线部D1d接收，并经由滤波器部D1c在接收器D1b中被接收，而求出相位。通过使用了装置D1、D2求出的相位的信息的运算，求出装置D1与装置D2之间的距离。
现在，将从装置D1的FB部6到解调部8为止的延迟相位定义为θRX1，从调制部7到发送部5为止的延迟相位定义为θTX1，从装置D2的FB部6到解调部8为止的延迟相位定义为θRX2，从调制部7到发送部5为止的延迟相位定义为θTX2。此外，将滤波器部D1c、D2c的延迟相位分别设为θBPF1、θBPF2，将由于装置D1、D2之间的测距信号的传播而导致的延迟设为θR。
如图12所示，从装置D1向装置D2的测距信号的延迟相位的合计为θTX1+θBPF1+θR+θBPF2+θRX2。此外，从装置D2向装置D1的测距信号的延迟相位的合计为θTX2+θBPF2+θR+θBPF1+θRX1。
需要将θR以外的延迟相位从测距运算中排除。由于测距信号在装置D1、D2之间往复，因此应当排除的合计的延迟相位θcal由下述(7)式赋予。
θcal＝θTX1+θRX1+2θBPF1+θTX2+θRX2+2θBPF2……(7)
另外，滤波器部D1c、D2c的延迟相位成为2倍的原因在于，在相同装置中，发送时的延迟与接收时的延迟被相加。
其次，参照图13以及图14来说明对式(7)进行计算的方法。
当将在装置1中使用通过滤波器部D1c的校准路径A和不通过滤波器部D1c的校准路径B而检测出的相位分别设为θpathA,1、θpathB,1时，
θpathA,1＝θTX1+θBPF1+θRX1……(8)
θpathB,1＝θTX1+θRX1……(9)
同样，当将在装置2中使用校准路径A、校准路径B而检测出的相位分别设为θpathA,2、θpathB,2时，
θpathA,2＝θTX2+θBPF2+θRX2……(10)
θpathB,2＝θTX2+θRX2……(11)
此处，当从使(8)式成为2倍的结果减去(9)式，从使(10)式成为2倍的结果减去(11)式，并将各个减法结果相加时，得到下述(12)式。
(8)×2-(9)+(10)×2-(11)
＝θTX1+θRX1+2θBPF1+θTX2+θRX2+2θBPF2……(12)
上述(12)式与上述(7)式相等。因而，通过进行上述计算，不仅能够进行滤波器部2(D1c、D2c)的延迟相位的校正，而且能够进行包括收发电路整体的延迟相位在内的延迟相位的校正。
在如此构成的实施方式中，装置D1将测距信号发送至装置D2，并且接收来自装置D2的测距信号。此外，装置D2将测距信号发送至装置D1，并且接收来自装置D1的测距信号。装置D1、D2中的至少一方将接收信号的相位检测结果赋予装置D2、D1。由此，装置D1、D2中的至少一方能够进行装置D1、D2之间的测距运算。
在该测距运算中，在本实施方式中，从测距信号的发送以及接收信号的相位中排除θcal。即，在实施方式中，装置D1、D2中的至少一方将校准路径A的延迟相位以及校准路径B的延迟相位的信息赋予通信对象的装置D2、D1。由此，装置D1、D2中的至少一方通过上述(12)式的运算，计算出从测距运算中排除的延迟相位θcal，并使用该θcal来校正相位信息，由此能够进行准确的测距。
如此，在本实施方式中，使用通过滤波器部的校准路径与不通过滤波器部的校准路径的相位检测结果，对测距信号的发送以及接收信号的相位进行校正，由此能够进行将装置内的各部的延迟抵消了的准确的测距。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于权利要求所记载的发明和与其等同的范围中。

Claims (13)

1.一种测距装置，具备：
发送处理部，输出发送信号；
天线部，用于发送上述发送信号并且对接收信号进行接收；
接收处理部，接收上述接收信号或者上述发送信号；
滤波器部，对从一端输入的上述发送信号进行频带限制而从另一端输出，并且对从上述另一端输入的来自上述天线部的接收信号进行频带限制而从上述一端输出；
距离测定部，进行基于从上述发送处理部发送的上述发送信号与由上述接收处理部接收到的上述接收信号的测距运算，并且求出通过上述滤波器部的信号的延迟而进行上述测距运算的校准；
信号切断部，用于切断上述滤波器部的另一端与上述天线部之间的信号传输；以及
控制部，对上述信号切断部进行控制，以便在上述校准的期间切断上述天线部与上述滤波器部的另一端之间的信号传输。
2.如权利要求1所述的测距装置，其中，
上述测距装置还具备反馈部，该反馈部切换将从上述发送处理部输出的上述发送信号直接供给至上述接收处理部的第1路径与将从上述发送处理部输出的上述发送信号经由上述滤波器部从上述另一端供给至上述接收处理部的第2路径，
上述距离测定部进行上述第1路径上的上述发送信号的第1延迟的计测与上述第2路径上的上述发送信号的第2延迟的计测，求出上述滤波器部的延迟，进行上述测距运算的校准。
3.如权利要求1所述的测距装置，其中，
上述距离测定部求出上述发送处理部以及上述接收处理部中的至少一方的上述发送信号的延迟。
4.如权利要求2所述的测距装置，其中，
上述距离测定部求出上述发送处理部以及上述接收处理部中的至少一方的上述发送信号的延迟。
5.如权利要求1所述的测距装置，其中，
上述测距装置还具备干扰波检测部，该干扰波检测部根据在上述接收处理部中接收到的接收信号的电平来检测是否通过上述天线部接收干扰波，
上述控制部在通过上述干扰波检测部检测到接收干扰波的情况下，不进行上述校准。
6.如权利要求2所述的测距装置，其中，
上述测距装置还具备干扰波检测部，该干扰波检测部根据在上述接收处理部中接收到的接收信号的电平来检测是否通过上述天线部接收干扰波，
上述控制部在通过上述干扰波检测部检测到接收干扰波的情况下，不将上述距离测定部求出的上述第1延迟以及上述第2延迟的计测结果采用于上述校准。
7.如权利要求6所述的测距装置，其中，
上述控制部在通过上述干扰波检测部检测到接收干扰波的情况下，使上述距离测定部再次执行上述第1延迟以及上述第2延迟的计测。
8.如权利要求6所述的测距装置，其中，
上述控制部在上述第1延迟以及上述第2延迟的计测期间以外的期间，检测上述干扰波。
9.如权利要求6所述的测距装置，其中，
上述控制部在上述第1延迟的计测期间与上述第2延迟的计测期间之间的期间以及上述第1延迟与上述第2延迟的计测期间前后的期间中的至少一个期间，检测上述干扰波。
10.如权利要求1所述的测距装置，其中，
上述信号切断部具备：
终止器；以及
开关，由上述控制部控制，将上述天线部与上述终止器中的一方选择性地与上述滤波器部的另一端连接。
11.一种测距系统，具备：
与权利要求2所述的测距装置为相同构成的第1装置；以及
与权利要求2所述的测距装置为相同构成的第2装置，
上述第1装置的上述距离测定部基于对于上述第1装置的上述第1延迟和上述第2延迟的计测结果以及对于上述第2装置的上述第1延迟和上述第2延迟的计测结果，进行上述测距运算的校准。
12.一种测距装置，具备：
发送处理部，输出发送信号；
天线部，用于发送上述发送信号并且对接收信号进行接收；
接收处理部，接收上述接收信号或者上述发送信号；
滤波器部，对从一端输入的上述发送信号进行频带限制而从另一端输出，并且对从上述另一端输入的来自上述天线部的接收信号进行频带限制而从上述一端输出；
距离测定部，进行基于从上述发送处理部发送的上述发送信号与由上述接收处理部接收到的上述接收信号的测距运算，并且求出上述滤波器部的延迟，而进行上述测距运算的校准；
干扰波检测部，根据在上述接收处理部中接收到的接收信号的电平来检测是否通过上述天线部接收干扰波；以及
控制部，在通过上述干扰波检测部未检测到接收干扰波的情况下，进行上述校准。
13.如权利要求12所述的测距装置，其中，
上述测距装置还具备反馈部，该反馈部切换将从上述发送处理部输出的上述发送信号直接供给至上述接收处理部的第1路径与将从上述发送处理部输出的上述发送信号经由上述滤波器部从上述另一端供给至上述接收处理部的第2路径，
上述距离测定部进行上述第1路径上的上述发送信号的第1延迟的计测与上述第2路径上的上述发送信号的第2延迟的计测，求出上述滤波器部的延迟，进行上述测距运算的校准，
上述控制部在通过上述干扰波检测部检测到接收干扰波的情况下，不将上述距离测定部求出的滤波器部的延迟的计测结果采用于上述校准。
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