JP2000321351A - 目標検出方法及びレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＮ比を向上させるとともに、距離の測定可
能レンジと、ドップラ遷移観測範囲の拡大を可能にす
る。 【解決手段】 変調及び逆拡散を拡散符号器１又は２か
らの拡散符号の種類別に行うことにより、信号の回り込
み等、相対速度がゼロの物体に対する圧縮能力とその他
の相対速度の物体に対する圧縮能力を変えるとともに、
復調手段であるミキサ２０の後段にドップラフィルタバ
ンク装置２３を設けることにより、ＣＷの検出を観測す
る帯域を狭帯域にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続波（ＣＷ）レ
ーダの送信信号に拡散符号による位相変調を施し、同時
に移動物体からの反射信号を受信して距離や相対速度を
測定する目標検出方法及びレーダ装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】従来、この種のレーダ装置には、
例えば特開平９−２７４０７９号公報に示されるよう
に、連続波（ＣＷ）レーダの送信信号にスペクトラム拡
散変調を施して、目標からの受信信号をＣＷと同一の局
部基準信号で復調し、復調信号とスペクトラム拡散信号
との相関をとり、自己相関関数を最大にする時間遅れに
基づいて目標までの距離を計測するものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＣＷを
利用するレーダ装置では、探知したい目標が遠方、かつ
小散乱断面積の場合には、例えば高速フーリェ変換（Ｆ
ＦＴ）等の狭帯域化手段によるＳＮ改善を行ったとして
も、回路内の回り込み、アンテナのカップリング、近傍
の大型目標等による近傍からの非希望波による干渉によ
り、上記遠方の目標からの反射波がマスクされてしまう
という問題点があった。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、ＳＮ比を向上させるとともに、変調及び逆拡散を複
数の拡散符号の種類別に行うことにより、信号の回り込
み等、相対速度がゼロの物体に対する圧縮能力とその他
の相対速度の物体に対する圧縮能力を変えることによ
り、距離の測定可能レンジと、ドップラ遷移観測範囲の
拡大を可能にするレーダ装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、符号長の異なる拡散符号の中から所定
の拡散符号を順次選択して出力する出力手段と、レーダ
送信信号に前記選択された拡散符号による位相変調を施
して送信する送信手段と、物体からの受信信号に前記選
択された拡散符号による逆拡散を行って復調する復調手
段と、ドップラ遷移がゼロに代表される第１の周波数帯
域の場合、又は前記第１の周波数帯域以外の第２の周波
数帯域の場合での前記復調された信号を検出して、前記
物体の距離及び相対速度を測定する測定手段とを備えた
レーダ装置が提供される。

【０００６】また、前記測定手段は、前記逆拡散された
受信信号の周波数帯域を含む評価帯域を周波数解析する
解析部と、前記選択された拡散符号の遅延時間に基づい
て、前記物体との距離を検出するとともに、前記周波数
解析された周波数に基づいて、前記物体との相対速度を
検出する距離・相対速度検出部とを有し、前記解析部が
周波数解析する評価帯域は、前記ドップラ遷移がゼロに
代表される第１の周波数帯域と、前記第１の周波数帯域
以外の第２の周波数帯域からなり、前記距離・相対速度
検出部は、前記周波数解析された第１の周波数帯域の周
波数に基づいて、前記物体との相対速度を検出するとと
もに、前記周波数解析された第２の周波数帯域の周波数
に基づいて、前記物体との相対速度を検出する。

【０００７】すなわち、符号長の異なる拡散符号の中か
ら長い符号長の拡散符号を選択し、レーダ送信信号に前
記選択された拡散符号による位相変調を施して送信し、
物体から反射された信号を受信して、前記選択された拡
散符号で逆拡散による復調を行ってドップラ遷移がゼロ
付近の物体の距離及び相対速度を測定し、また短い符号
長を有する拡散符号を選択し、レーダ送信信号に前記選
択された拡散符号による位相変調を施して送信し、物体
から反射された信号を受信して、前記選択された拡散符
号で逆拡散による復調を行って前記ドップラ遷移が前記
ゼロ付近以外の物体の距離及び相対速度を測定する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係るスペクトラム拡散の
レーダ装置の一実施形態を図１乃至図１０の図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明に係るレーダ装置の構成
の第１実施例を示すブロック図である。図において、送
信側では、スイッチ制御装置１０によるスイッチ１１の
Ａ側又はＢ側の切り替え制御で、ＰＮ符号を発生させる
拡散符号器１，２を選択している。中間周波数回路１２
において、拡散符号器１又は２から発生させたＰＮ符号
によって、中間周波数発振器１３から発振された中間周
波数ｆｉの信号を拡散して変調し、さらに高周波数回路
１４で高周波数発振器１５からの高周波数ｆｈの搬送波
によってアップコンバートを行い、電波としてアンテナ
１６から送信する。なお、拡散符号器１，２、スイッチ
制御装置１０及びスイッチ１１は、本発明の出力手段を
構成し、中間周波数回路１２、中間周波数発振器１３、
高周波数回路１４及び高周波数発振器１５は、本発明の
送信手段を構成している。

【０００９】また、受信側では、アンテナ１７で受信さ
れた反射波を、高周波数回路１８において高周波数発振
器１５からの上記搬送波によってダウンコンバートした
後に、ミキサ２０で遅延回路１９からのＰＮ符号により
逆拡散を行ってＣＷを再生し、さらに中間周波数回路２
１において上記ＣＷを中間周波数発振器２２からの中間
周波数（ｆｉ−ｆｂ）によって中間周波数帯域の信号に
ダウンコンバートしている。なお、高周波数発振器１
５、高周波数回路１８、遅延回路１９、ミキサ２０、中
間周波数回路２１及び中間周波数発振器２２は、本発明
の復調手段を構成している。

【００１０】本実施例では、複数（例えば１５個）のド
ップラフィルタ２３ａ〜２３ｏを有し、このダウンコン
バートされた信号を通過させてＳＮの改善を行う本発明
の通過帯域設定部を構成するドップラフィルタバンク装
置２３と、通過した信号の振幅を検出する本発明の信号
検出部を構成する振幅検出回路２４ａ〜２４ｏと、その
中の最大振幅値を検出する最大振幅検出装置２５と、上
記最大振幅を示すドップラフィルタの通過帯域に代表さ
れる値と拡散符号の位相差を検出して、目標の距離及び
相対速度を計測する本発明の距離・相対速度検出部を構
成する距離・相対速度検出装置２６と、レーダ装置で用
いる各パラメータのデータや上記検出された各ターゲッ
ト情報のうち、過去一定時間内のデータを保持する記憶
装置２７と、記憶装置２７のデータを外部に出力する出
力装置２８とを備えている。なお、各ドップラフィルタ
２３ａ〜２３ｏにおける通過帯域の周波数の一部は、隣
り合うドップラフィルタの通過帯域の一部と重なるよう
に設定されており、ドップラフィルタバンク装置２３、
振幅検出回路２４ａ〜２４ｏ、最大振幅検出装置２５及
び距離・相対速度検出装置２６は、本発明の測定手段を
構成している。

【００１１】また、スイッチ制御装置１０、遅延回路１
９、最大振幅検出装置２５、距離・相対速度検出装置２
６、記憶装置２７及び出力装置２８は、通信路２９を介
して相互に接続されている。記憶装置２７が記憶する上
記パラメータのデータには、例えばＰＮ符号の各ディレ
イ値、データ補完回数の上限値、距離スキャン周期等が
あり、上記ターゲット情報には、例えば各距離情報、各
相対速度情報、各フラグ、スキャン回数等がある。

【００１２】ところで、ＰＮ符号のスペクトルは、図２
に示すような構成になっている。ここで、Ｔｃはチップ
レート（ＰＮ符号のチップ長）、ＮはＰＮ符号のエポッ
ク長である。このＰＮ符号で、連続波（ＣＷ）を変調す
ると、図３に示すような「０」にピークが立つスペクト
ルとなる。スペクトル拡散のレーダ装置で目標が相対速
度を有する場合は、このスペクトルにドップラ遷移が生
じる。すなわち、電波が移動目標から反射されてくる時
に、その反射波の周波数ｆｄは、ドップラ効果によっ
て、 ｆｄ＝［（ｃ＋ｖ）／（ｃ−ｖ）−１］ｆ≒２ｖｆ／ｃ …（１） だけ遷移する。ここで、ｃは光速度（３×１０⁸［ｍ／
ｓ］）、ｖは目標との相対速度、ｆは電波の周波数を表
す。

【００１３】例えば、ＣＷの周波数ｆがミリ波帯（７６
［ＧＨｚ］）の場合、この遷移量（反射波の周波数ｆ
ｄ）は、相対速度ｖが１［ｋｍ／ｈ］＝１／３．６［ｍ
／ｓ］で、およそ１４０［Ｈｚ］であるため、相対速度
±２００［ｋｍ／ｈ］を観測するためには、１４０［ｈ
・Ｈｚ／ｋｍ］×（±２００［ｋｍ／ｈ］）＝±２８
［ｋＨｚ］のドップラ遷移が生じることが分かる。

【００１４】逆拡散の操作で、ＰＮ符号の位相差が同期
した場合、受信信号はＣＷとなるが、上記のドップラ遷
移分だけ周波数がずれている。この受信信号を、ＰＮ符
号の位相差が一致していない非希望目標（以下、「クラ
ッタ」という）の信号と区別するためには、以下の
（ａ），（ｂ）いずれかが、測定範囲内で満たされてい
なければならない。 （ａ）メインローブの第一線スペクトル（図２のＡ，
Ｂ）がドップラ遷移範囲外に生じていること。 （ｂ）ドップラ遷移範囲内にＡ，Ｂがある場合は、いず
れの測定範囲内の目標からの反射信号の逆拡散結果よ
り、Ａ，Ｂが低いこと。

【００１５】このうち、狭帯域化によりＳＮが改善され
る形態となるのは、（ａ）が満たされている場合であ
る。しかし、この条件を成立させるためには、ＰＮ符号
の周期をあまり長くすることができず、上述したような
逆拡散時の干渉圧縮効果を十分に得られない。例えば、
７６［ＧＨｚ］帯で±２００［ｋｍ／ｈ］の範囲で相対
速度の物体を検出したい場合は、４０［ＭＨｚ］のチッ
プレートで、エポック長が２５５チップが限界値とな
る。

【００１６】また（ｂ）は、干渉の低減効果があるが、
Ａ，Ｂのレベルを落とすために相当の符号長が必要とな
る。しかも、ドップラフィルタバンク等の狭帯域化手段
によるＳＮ改善ができない。一方、回り込み等のクラッ
タからの信号の多くは、相対速度がほぼゼロとなってい
る。

【００１７】従って、本実施例では、上述した特徴をふ
まえて相対速度を持つ目標に対しては、短いＰＮ符号を
逆拡散に用いることでドップラ遷移観測範囲を広げ、さ
らにその後段にＡ，Ｂ間を異なる中心周波数に設定され
た複数の狭帯域フィルタ（ドップラフィルタ）を有する
ドップラフィルタバンクを用いてＳＮを改善する。例え
ば、周波数帯域１０分割ほどでほぼ１０［ｄＢ］の改善
となる。例えば、本実施例では、相対速度分解能を３０
［ｋｍ／ｈ］毎に設定するとして、１５に周波数帯域を
分割する。本実施例では、１［ｄＢ］帯域幅のフィルタ
バンク通過帯域を設定し、例えばドップラフィルタ２３
ａを通過帯域３８［ｋＨｚ］〜４２［ｋＨｚ］に設定し
て本発明の第１の通過帯域設定部を構成し、ドップラフ
ィルタ２３ｂ〜２３ｏを帯域３８［ｋＨｚ］〜４２［ｋ
Ｈｚ］を除いた帯域１０［ｋＨｚ］〜６８［ｋＨｚ］の
間で、各々４［ｋＨｚ］の通過帯域に順次設定して本発
明の第２の通過帯域設定部を構成する。このとき、狭帯
域化によるＳＮの改善量は、約１１［ｄＢ］となる。

【００１８】また、相対速度が小さい目標に対しては、
ＰＮ符号による十分な圧縮効果を得るために、長い符号
により拡散・逆拡散を行うものとする。本実施例のレー
ダ装置の送信側では、条件（ａ），（ｂ）を満足させる
ために、図１に示すように、短いＰＮ符号（エポック長
Ｎ１）を発生させる拡散符号器１と、長いＰＮ符号（エ
ポック長Ｎ２）を発生させる拡散符号器２とを設ける。
すなわち、ＲＦ周波数ｆｃ＝ｆｈ＋ｆｉ＝７６［ＧＨ
ｚ］、ＩＦオフセット周波数ｆｂ＝４０［ｋＨｚ］、Ｐ
Ｎ符号クロック速度（チップレート）Ｒｃ＝１／Ｔｃ＝
４０［ＭＨｚ］、検出相対速度±２００［ｋｍ／ｈ］で
評価帯域幅±２８［ｋＨｚ］とすると、図２のＡ，Ｂ間
隔は、（４０［ｋＨｚ］＋２８［ｋＨｚ］）×２［Ｈ
ｚ］＝１３６［ｋＨｚ］以上あればよい。ここで、エポ
ック長Ｎ１の短いＰＮ符号では、スペクトル間隔１／
（Ｎ１×Ｔｃ）＞１３６［ｋＨｚ］であり、エポック長
Ｎ１＜２９４チップとなる。このエポック長Ｎ１は、こ
の条件を満たすＭ系列の系列を選択する。

【００１９】また、エポック長Ｎ２の長いＰＮ符号は、
回り込みの信号レベルに基づいて設定する。すなわち、
Ｎ１＝２５５で拡散した場合に、回り込みの信号レベル
をさらに２０［ｄＢ］圧縮しないと希望信号が検出でき
ない場合を考えると、（回り込みの信号レベル）２０
［ｄＢ］≦（符号化利得の改善量）１０ｌｏｇ（Ｎ２²
／Ｎ１²）となり、これによりＮ２≧２５５０チップと
なる。この２０［ｄＢ］の回り込みを圧縮するために必
要な最小の符号長を有するＭ系列を選択すれば良い。

【００２０】また、本実施例では、周波数の測定範囲の
境界値ｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ３を設定する。長いＰＮ符
号Ｎ２を用いた場合には、目標の検出相対速度範囲を±
１０［ｋｍ／ｈ］に設定すると、評価帯域幅ｆｄは式
（１）により±１．４［ｋＨｚ］となり、上記境界値ｆ
１、ｆ２は、 ｆ１＝（４０−１．４）［ｋＨｚ］＝３８．６［ｋＨ
ｚ］ ｆ２＝（４０＋１．４）［ｋＨｚ］＝４１．４［ｋＨ
ｚ］ となる。さらに、短いＰＮ符号Ｎ１を用いた場合には、
上記以外の目標の所定の相対速度範囲を−２００［ｋｍ
／ｈ］〜−１０［ｋｍ／ｈ］ ２００［ｋｍ／ｈ］〜１０［ｋｍ／ｈ］ に設定し、評価帯域幅ｆｄは式（１）により±２８［ｋ
Ｈｚ］となり、４［ｋＨｚ］の通過帯域で上記ｆｄを中
心周波数として設定すると、境界値はｆｄ±２［ｋＨ
ｚ］となる。従って、上記境界値ｆ０、ｆ３は、 ｆ０＝（４０−２８−２）［ｋＨｚ］＝１０［ｋＨｚ］ ｆ３＝（４０＋２８＋２）［ｋＨｚ］＝７０［ｋＨｚ］ となる。なお、これらの値は、予め設定されている。

【００２１】本実施例では、図４の送信側フローチャー
トに示すように、電源が入ると、送信動作のための初期
設定を行った後（ステップ１０１）、拡散符号器１，２
からＰＮ符号を発生させる（ステップ１０２）。次に、
スイッチ制御装置１０によって選択された上記ＰＮ符号
により、中間周波数発振器１３からの中間周波数ｆｉを
拡散する（ステップ１０３）。なお、このステップ１０
２では、相対速度がゼロ付近の測定を行う場合には、長
いエポック長Ｎ２を有するＰＮ符号を選択し、相対速度
が非ゼロの目標を測定する場合には、短いエポック長Ｎ
１を有するＰＮ符号を選択する。

【００２２】さらに、本実施例の送信側では、拡散され
た信号を高周波数発振器１５からの高周波数ｆｈの搬送
波によってアップコンバートし（ステップ１０４）、電
波としてアンテナ１６から送信している（ステップ１０
５）。これに対して、本実施例のレーダ装置の受信側
は、図５〜図７の受信側フローチャートに示すような動
作を行う。すなわち、図５において、レーダ装置は初期
設定された後に動作を開始する（ステップ２０１）。ま
ず、スイッチ制御装置１０では、フラグＧのデータを記
憶装置２７から読み出して（ステップ２０２）、Ｇが
「０」かどうか判断することで、距離検出用のＰＮ符号
を、拡散符号器１のＰＮ符号に設定するか、拡散符号器
２のＰＮ符号に設定するか判断する（ステップ２０
３）。

【００２３】ここで、フラグＧが「０」の場合には、ス
イッチ１１をＡ端子側に接続させて拡散符号器１を選択
し（ステップ２０４）、またフラグＧが「０」でない場
合には、スイッチ１１をＢ端子側に接続させて拡散符号
器２を選択して（ステップ２０５）、距離検出用のＰＮ
符号のディレイ値Ｔｄを記憶装置２７から読み出して
（ステップ２０６）、遅延回路１８のディレイ値を上記
Ｔｄに設定して逆拡散用ＰＮ符号を遅延させる（ステッ
プ２０７）。

【００２４】そして、目標又はクラッタからの反射波
は、アンテナ１７で受信され、高周波回路１８で高周波
数発振器１５からの搬送波によってダウンコンバートさ
れ（ステップ２０８）、この受信信号と遅延回路１８に
よって所定時間Ｔｄだけ遅延されたＰＮ符号とをミキサ
２０で積算して逆拡散を行い、ＣＷを再生する（ステッ
プ２０９）。さらに、中間周波数回路２１によって上記
ＣＷを中間周波数発振器２２からの中間周波数（ｆｉ−
ｆｂ）で中間周波数帯域の信号にダウンコンバートする
（ステップ２１０）。この操作により、ＣＷはｆｂを中
心（ドップラ遷移なしの状態）としたＣＷ信号となる。
なお、本実施例では、ｆｂの周波数は４０［ｋＨｚ］と
する。

【００２５】中間周波数回路２１には、複数（例えば１
５個）のドップラフィルタ２３ａ〜２３ｏを有するドッ
プラフィルタバンク２３が接続されており、図６に示す
ように再生された上記ＣＷは、各ドップラフィルタ２３
ａ〜２３ｏへ入力され（ステップ２１１）、各ドップラ
フィルタの出力毎に各振幅検出回路２４ａ〜２４ｏが振
幅値を得て、上記各振幅値を最大振幅検出装置２５に出
力する（ステップ２１２）。

【００２６】最大振幅検出装置２５では、記憶装置２７
からフラグＧを読み出し（ステップ２１３）、上記Ｇが
「０」かどうか判断する（ステップ２１４）。ここで、
最大振幅検出装置２５は、フラグＧが「０」の場合に
は、上記ドップラフィルタのうち、フィルタ番号が♯２
〜♯１５のドップラフィルタ２３ｂ〜２３ｏの振幅情報
を得て（ステップ２１５）、各振幅値の中から最大値、
例えばＡ（ｍ）を選択し（ステップ２１７）、またフラ
グＧが「０」でない場合には、フィルタ番号が♯１のド
ップラフィルタ２３ａの振幅情報を得て（ステップ２１
６）、その最大値を得て（ステップ２１７）、上記最大
値を距離・相対速度検出回路２６に出力する。ここで、
ｍは、上記最大値を出力したドップラフィルタの番号で
ある。

【００２７】距離・相対速度検出装置２６では、図７に
示すように、距離検出用のＰＮ符号のディレイ値Ｔｄを
記憶装置２７から読み出して（ステップ２１８）、入力
した上記振幅の最大値Ａ（ｍ）が予め設定された閾値Ｔ
Ｈより大きいかどうか判断する（ステップ２１９）。こ
こで、最大値Ａ（ｍ）が閾値ＴＨより大きい場合には、
上記最大値が検出された時の遅延時間Ｔｄから目標まで
の距離情報Ｌと、その最大値を出力した番号ｍのドップ
ラフィルタの中心周波数Ｆｍから目標との相対速度情報
Ｖとを求めるを、 Ｌ＝Ｔｄ×ｃ／２ ［ｍ］ Ｖ＝（ｃ／２ｆｈ）（Ｆｍ−ｆｂ） ［ｍ／ｓ］ で算出し（ステップ２２０）、さらに上記求めたＬ、Ｖ
を記憶装置２７に記憶させる（ステップ２２１）。ま
た、最大値Ａ（ｍ）が閾値ＴＨより小さい場合には、フ
ラグＧが「１」かどうか判断し（ステップ２２２）、上
記Ｇが「１」でない場合には、Ｇを「１」にセットし
（ステップ２２３）、そのＧを記憶装置２７に記憶させ
て（ステップ２２４）、ステップ２０２に戻ってＣＷ再
生の上記動作を繰り返し、また上記Ｇが「１」の場合に
は、Ｇを「０」にセットし（ステップ２２５）、そのＧ
を記憶装置２７に記憶させる（ステップ２２６）。

【００２８】そして、ディレイ値Ｔｄが設定可能な遅延
時間の最大値Ｔｍより小さいかどうか判断し（ステップ
２２７）、最大値Ｔｍより小さい場合には、Ｔｄ＝Ｔｄ
＋Ｔｓ（Ｔｓ：チップレートＴｃの任意の整数倍）を演
算して（ステップ２２８）、上記演算結果であるＴｄを
記憶装置２７に記憶させ（ステップ２２９）、またＴｄ
が最大値Ｔｍより大きい場合には、上記Ｔｄを「０」に
して（ステップ２３０）、記憶装置２７に記憶させた後
に（ステップ２３１）、ステップ２０２に戻ってＣＷの
再生を行う。

【００２９】すなわち、本実施例では、フラグＧが
「０」の場合には、拡散符号器１からの短いエポック長
のＰＮ符号を用いて、拡散・逆拡散を行って相対速度が
非ゼロの目標測定を行い、逆拡散後、１０［ｋＨｚ］〜
３８［ｋＨｚ］、４２［ｋＨｚ］〜７０［ｋＨｚ］を通
す１４種類の通過帯域からなるドップラフィルタを用い
て、希望波を通過させてＳＮ比が高く、広いドップラ遷
移観測範囲の受信波を得る。また、フラグＧが「１」の
場合には、拡散符号器２からの長いエポック長のＰＮ符
号を用いて、拡散・逆拡散を行って相対速度がゼロ付近
（±１０［ｋｍ／ｈ］）の目標測定を行い、逆拡散後、
ドップラ遷移がゼロを代表する周波数ｆｃ付近（本実施
例では３８［ｋＨｚ］〜４２［ｋＨｚ］）のみを通すド
ップラフィルタを用いて、非希望波を圧縮し、ＳＮを向
上させた受信波を得る。

【００３０】このように、本実施例では、ドップラ遷移
観測範囲に応じた２種類のＰＮ符号のいずれかを選択し
て位相変調を施すことで、スペクトラム拡散変調した送
信信号によるドップラ遷移が作用したエコー、非希望
波、回り込み等、相対速度がゼロの物体に対する圧縮能
力とその他の相対速度の物体に対する圧縮能力を変える
ことにより、距離の測定可能レンジと、ドップラ遷移観
測範囲の拡大を可能にできる。

【００３１】ところで、上記第１実施例では、最大振幅
値を出力したドップラフィルタの中心周波数に基づいて
目標との相対速度を検出するので、検出された相対速度
は正確さが欠ける場合がある。そこで、本発明では、こ
れを改善したレーダ装置の構成の第２実施例を図８のブ
ロック図に示す。図８において、図１の第１実施例と同
様の構成部分に関しては、説明の都合上、同一符号を付
記する。送信側は、第１実施例と同様であり、拡散した
信号を電波としてアンテナ１６から送信している。ま
た、受信側でも、第１実施例と同様に、逆拡散を行って
再生されたＣＷを中間周波数帯域の信号にダウンコンバ
ートしている。

【００３２】本実施例では、上記ダウンコンバートされ
た信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３０
と、上記デジタル信号を高速フーリェー変換して周波数
解析を行う本発明の解析部を構成するＦＦＴ装置３１
と、目標の距離及び相対速度を計測する本発明の距離・
相対速度検出部を構成する距離・相対速度検出装置２６
と、レーダ装置で用いる各パラメータのデータや上記検
出された各ターゲット情報のうち、過去一定時間内のデ
ータを保持する本発明の記憶手段を構成する記憶装置２
７と、記憶装置２７のデータを外部に出力する出力装置
２８とを備えている。なお、Ａ／Ｄコンバータ３０、Ｆ
ＦＴ装置３１及び距離・相対速度検出装置２６は、本発
明の測定手段を構成している。

【００３３】次に、本実施例の動作について、図９、図
１０のフローチャート説明する。なお、本実施例では、
送信動作及び受信動作の始めの一部は、図４の送信側フ
ローチャート及び図５の受信側フローチャートに示した
動作と同様で、送信側では、拡散変調された信号をアッ
プコンバートして、アンテナ１６から送信しており、受
信側では、アンテナ１７から受信した信号をダウンコン
バートして、遅延された拡散符号器からのＰＮ符号で逆
拡散している。

【００３４】図９において、Ａ／Ｄコンバータ３０は、
入力するＣＷ信号に対してサンプリングを所定回数行っ
て、その信号点を記憶装置２７に記憶させる（ステップ
３０１）。ＦＦＴ装置３１は、記憶装置２７に上記信号
点が記憶されると、その信号点を読み出し（ステップ３
０２）、ＣＷ信号を含む評価帯域（ｆ０≦ｆ≦ｆ３）の
評価帯域ｆを周波数解析する（ステップ３０３）。な
お、本実施例では、ｆ０＝１２［ｋＨｚ］、ｆ３＝６８
［ｋＨｚ］である。そして、上記周波数帯の周波数、振
幅情報を記憶装置２７に記憶させる（ステップ３０
４）。

【００３５】距離・相対速度検出回路２６では、フラグ
Ｇのデータを記憶装置２７から読み出して（ステップ３
０５）、Ｇが「０」かどうか判断することで、距離検出
用のＰＮ符号が、拡散符号器１のＰＮ符号に設定されて
いるか、拡散符号器２のＰＮ符号に設定されているか判
断する（ステップ３０６）。ここで、フラグＧが「０」
の場合には、短いエポック長のＰＮ符号を発生させる拡
散符号器１が選択されていると判断し、ｆ０≦ｆ≦ｆ
１、ｆ２≦ｆ≦ｆ３からなる周波数帯の周波数と振幅情
報を記憶装置２７から読み出し（ステップ３０７）、ま
たフラグＧが「０」の場合には、長いエポック長のＰＮ
符号を発生させる拡散符号器２が選択されていると判断
し、ｆ１≦ｆ≦ｆ２からなる周波数帯の周波数と振幅情
報を記憶装置２７から読み出す（ステップ３０８）。そ
して、上記振幅情報から最大振幅を示す周波数ｆｍとそ
の振幅値Ａ（ｆｍ）を選択する（ステップ３０９）。な
お、本実施例では、ｆ１＝３８．６［ｋＨｚ］、ｆ２＝
４１．４［ｋＨｚ］である。

【００３６】次に、距離・相対速度検出回路２６では、
図１０のフローチャートに示すように、距離検出用のＰ
Ｎ符号のディレイ値Ｔｄを記憶装置２７から読み出して
（ステップ３１０）、選択した最大振幅値Ａ（ｆｍ）が
予め設定された閾値ＴＨより大きいかどうか判断する
（ステップ３１１）。ここで、最大振幅値Ａ（ｆｍ）が
閾値ＴＨより大きい場合には、上記最大振幅値が検出さ
れた時の遅延時間Ｔｄから目標までの距離情報Ｌ及び相
対速度Ｖを、 Ｌ＝Ｔｄ×ｃ／２ ［ｍ］ Ｖ＝（ｃ／２ｆｈ）（ｆｍ−ｆｂ） ［ｍ／ｓ］ で算出し（ステップ３１２）、さらに上記求めたＬを記
憶装置２７に記憶させる（ステップ３１３）。また、最
大振幅値Ａ（ｆｍ）が閾値ＴＨより小さい場合には、フ
ラグＧが「１」かどうか判断し（ステップ３１４）、上
記Ｇが「１」でない場合には、Ｇを「１」にセットし
（ステップ３１５）、そのＧを記憶装置２７に記憶させ
て（ステップ３１６）、図５のステップ２０２に戻って
ＣＷ再生の上記動作を繰り返し、また上記Ｇが「１」の
場合には、Ｇを「０」にセットし（ステップ３１７）、
そのＧを記憶装置２７に記憶させる（ステップ３１
８）。

【００３７】そして、ディレイ値Ｔｄが設定可能な遅延
時間の最大値Ｔｍより小さいかどうか判断し（ステップ
３１９）、最大値Ｔｍより小さい場合には、Ｔｄ＝Ｔｄ
＋Ｔｓ（Ｔｓ：チップレートＴｃの任意の整数倍）を演
算して（ステップ３２０）、上記演算結果であるＴｄを
記憶装置２７に記憶させ（ステップ３２１）、またＴｄ
が最大値Ｔｍより大きい場合には、上記Ｔｄを「０」に
して（ステップ３２２）、記憶装置２７に記憶させた後
に（ステップ３２３）、ステップ２０２に戻ってＣＷの
再生を行う。

【００３８】すなわち、本実施例では、フラグＧが
「０」の場合には、拡散符号器１からの短いエポック長
のＰＮ符号を用いて、拡散・逆拡散を行って相対速度が
非ゼロの目標測定を行い、逆拡散後、周波数帯１２［ｋ
Ｈｚ］〜３８．６［ｋＨｚ］、４１．４［ｋＨｚ］〜６
８［ｋＨｚ］の周波数解析された周波数及び振幅情報を
用いて、希望波を検出してＳＮ比が高く、広いドップラ
遷移観測範囲の受信波を得る。また、フラグＧが「１」
の場合には、拡散符号器２からの長いエポック長のＰＮ
符号を用いて、拡散・逆拡散を行って相対速度がゼロ付
近（±１０［ｋｍ／ｈ］）の目標測定を行い、逆拡散
後、ドップラ遷移がゼロを代表する周波数ｆｃ付近（本
実施例では３８．６［ｋＨｚ］〜４１．４［ｋＨｚ］）
の周波数解析された周波数及び振幅情報を用いて、非希
望波を圧縮し、ＳＮを向上させた受信波を得る。

【００３９】このように、本実施例でも、相対速度がゼ
ロの物体に対する圧縮能力とその他の相対速度の物体に
対する圧縮能力を変えることにより、距離の測定可能レ
ンジと、ドップラ遷移観測範囲の拡大を可能にできる。
また、本実施例では、最大振幅を示す周波数に基づいて
目標との相対速度を検出するので、正確な相対速度を求
めることができる。

【００４０】本発明は、これら実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
実施が可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、符号
長の異なる拡散符号の中から所定の拡散符号を順次選択
して出力する出力手段と、レーダ送信信号に前記選択さ
れた拡散符号による位相変調を施して送信する送信手段
と、物体からの受信信号に前記選択された拡散符号によ
る逆拡散を行って復調する復調手段と、ドップラ遷移が
ゼロに代表される第１の周波数帯域の場合、又は前記第
１の周波数帯域以外の第２の周波数帯域の場合での前記
復調された信号を検出して、前記物体の距離及び相対速
度を測定する測定手段とを備え、前記測定手段は、前記
逆拡散された受信信号の周波数帯域を含む評価帯域を周
波数解析する解析部と、前記選択された拡散符号の遅延
時間に基づいて、前記物体との距離を検出するととも
に、前記周波数解析された周波数に基づいて、前記物体
との相対速度を検出する距離・相対速度検出部とを有
し、前記解析部が周波数解析する評価帯域は、前記ドッ
プラ遷移がゼロに代表される第１の周波数帯域と、前記
第１の周波数帯域以外の第２の周波数帯域からなり、前
記距離・相対速度検出部は、前記周波数解析された第１
の周波数帯域の周波数に基づいて、前記物体との相対速
度を検出するとともに、前記周波数解析された第２の周
波数帯域の周波数に基づいて、前記物体との相対速度を
検出するので、ＳＮ比を向上させるとともに、変調及び
逆拡散を複数の拡散符号の種類別に行うことにより、信
号の回り込み等、相対速度がゼロの物体に対する圧縮能
力とその他の相対速度の物体に対する圧縮能力を変える
ことにより、距離の測定可能レンジと、ドップラ遷移観
測範囲の拡大を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーダ装置の構成の第１実施例を
示すブロック図である。

【図２】ＰＮ符号のスペクトルを示す波形図である。

【図３】図２に示したＰＮ符号でＣＷを変調した場合の
スペクトルを示す波形図である。

【図４】図１に示したレーダ装置の送信側の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図５】同じく、受信側の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図６】同じく、受信側の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図７】同じく、受信側の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図８】本発明に係るレーダ装置の構成の第２実施例を
示すブロック図である。

【図９】図８に示した受信側の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図１０】同じく、受信側の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１，２ 拡散符号器 １０ スイッチ制御装置 １１ スイッチ １２，２１ 中間周波数回路 １３，２２ 中間周波数発振器 １４，１８ 高周波数回路 １５ 高周波数発振器 １６，１７ アンテナ １９ 遅延回路 ２０ ミキサ ２３ ドップラフィルタバンク装置 ２３ａ〜２３ｏ ドップラフィルタ ２４ａ〜２４ｏ 振幅検出回路 ２５ 最大振幅検出装置 ２６ 距離・相対速度検出装置 ２７ 記憶装置 ２８ 出力装置 ２９ 通信路 ３０ Ａ／Ｄコンバータ ３１ ＦＦＴ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J070 AB10 AB24 AC02 AC06 AD02 AH04 AH14 AH19 AH26 AH31 AH33 AH35 AJ13 AK01 AK03 AK21 AK28 AK35

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号長の異なる拡散符号の中から所定の
   拡散符号を順次選択し、レーダ送信信号に前記選択され
   た拡散符号による位相変調を施して送信し、物体からの
   信号を受信して、前記選択された拡散符号で逆拡散によ
   る復調を行って前記物体の距離及び相対速度を測定する
   ことを特徴とする目標検出方法。
2. 【請求項２】 前記目標検出方法では、前記符号長の異
   なる拡散符号の中から長い符号長を有する拡散符号を選
   択して、ドップラ遷移がゼロ付近の物体の測定を行い、
   また前記符号長の異なる拡散符号の中から短い符号長を
   有する拡散符号を選択して、前記ドップラ遷移が前記ゼ
   ロ付近以外の物体の測定を行うことを特徴とする請求項
   １に記載の目標検出方法。
3. 【請求項３】 符号長の異なる拡散符号の中から所定の
   拡散符号を順次選択して出力する出力手段と、 レーダ送信信号に前記選択された拡散符号による位相変
   調を施して送信する送信手段と、 物体からの受信信号に前記選択された拡散符号による逆
   拡散を行って復調する復調手段と、 ドップラ遷移がゼロに代表される第１の周波数帯域の場
   合、又は前記第１の周波数帯域以外の第２の周波数帯域
   の場合での前記復調された信号を検出して、前記物体の
   距離及び相対速度を測定する測定手段とを備えたことを
   特徴とするレーダ装置。
4. 【請求項４】 前記測定手段は、異なる中心周波数に設
   定され、前記逆拡散された受信信号が入力する複数の通
   過帯域設定部と、 前記各通過帯域設定部を通過した信号のレベルを検出す
   る信号検出部と、 前記選択された拡散符号の遅延時間に基づいて、前記物
   体との距離を検出するとともに、前記検出された信号を
   通過させた通過帯域設定部の通過帯域に代表される値に
   基づいて、前記物体との相対速度を検出する距離・相対
   速度検出部とを有することを特徴とする請求項３に記載
   のレーダ装置。
5. 【請求項５】 前記測定手段は、前記ドップラ遷移がゼ
   ロに代表される第１の周波数帯域と、前記第１の周波数
   帯域以外の第２の周波数帯域とを有し、 前記距離・相対速度検出部は、前記信号を通過させた第
   １、第２の通過帯域に代表される値に基づいて、前記物
   体との相対速度を検出することを特徴とする請求項３又
   は４に記載のレーダ装置。
6. 【請求項６】 前記測定手段は、前記逆拡散された受信
   信号の周波数帯域を含む評価帯域を周波数解析する解析
   部と、 前記選択された拡散符号の遅延時間に基づいて、前記物
   体との距離を検出するとともに、前記周波数解析された
   周波数に基づいて、前記物体との相対速度を検出する距
   離・相対速度検出部とを有することを特徴とする請求項
   ３に記載のレーダ装置。
7. 【請求項７】 前記解析部が周波数解析する評価帯域
   は、前記ドップラ遷移がゼロに代表される第１の周波数
   帯域と、前記第１の周波数帯域以外の第２の周波数帯域
   からなり、 前記距離・相対速度検出部は、前記周波数解析された第
   １の周波数帯域の周波数に基づいて、前記物体との相対
   速度を検出し、前記周波数解析された第２の周波数帯域
   の周波数に基づいて、前記物体との相対速度を検出する
   ことを特徴とする請求項３又は６に記載のレーダ装置。