JP2002062354A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JP2002062354A JP2002062354A JP2000250257A JP2000250257A JP2002062354A JP 2002062354 A JP2002062354 A JP 2002062354A JP 2000250257 A JP2000250257 A JP 2000250257A JP 2000250257 A JP2000250257 A JP 2000250257A JP 2002062354 A JP2002062354 A JP 2002062354A
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- transmission signal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短距離の測距を高精度で行うことができると
ともに、干渉波、妨害波の影響を低減することができ、
しかも秘匿性を高くすることができる測距装置を得るこ
と。 【解決手段】 本発明は、周波数変調された送信信号Ｓ
s0を出力するＶＣＯ２と、送信信号Ｓs0を送信信号Ｓs1
と送信信号Ｓs2とに分配する電力分配器３と、送信信号
Ｓs1とＰＮ符号信号ＳPNと乗算することにより、拡散変
調を行う乗算器５と、拡散変調信号ＳmをビームＢとし
て測距すべき目標物に対して送信するとともに、該目標
物により反射されたビームＢを受信アンテナ８と、ＰＮ
符号信号ＳPN’と受信信号Ｓrとを乗算する乗算器９
と、復調信号Ｓdmと送信信号s2とを乗算して、この乗算
結果を距離信号Ｓdとして出力する乗算器１０と、距離
信号Ｓdから測距装置と目標物との間の距離を求める演
算部１１とを有している。
ともに、干渉波、妨害波の影響を低減することができ、
しかも秘匿性を高くすることができる測距装置を得るこ
と。 【解決手段】 本発明は、周波数変調された送信信号Ｓ
s0を出力するＶＣＯ２と、送信信号Ｓs0を送信信号Ｓs1
と送信信号Ｓs2とに分配する電力分配器３と、送信信号
Ｓs1とＰＮ符号信号ＳPNと乗算することにより、拡散変
調を行う乗算器５と、拡散変調信号ＳmをビームＢとし
て測距すべき目標物に対して送信するとともに、該目標
物により反射されたビームＢを受信アンテナ８と、ＰＮ
符号信号ＳPN’と受信信号Ｓrとを乗算する乗算器９
と、復調信号Ｓdmと送信信号s2とを乗算して、この乗算
結果を距離信号Ｓdとして出力する乗算器１０と、距離
信号Ｓdから測距装置と目標物との間の距離を求める演
算部１１とを有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、信管に装
備され、該信管と目標物との間の距離の測定に用いられ
る測距装置に関する。
備され、該信管と目標物との間の距離の測定に用いられ
る測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】信管等には、信管から目標物までの距離
を測定する、ＦＭ−ＣＷ（FrequencyModulation−Conti
nuous Wave）方式の測距装置が装備されている。この種
の測距装置は、鋸波で周波数変調がかけられた電波を目
標物に対して送信波として送信した後、反射波（受信
波）と上記送信波とのミキシング結果（ビート周波数）
に基づいて、距離を測定している。
を測定する、ＦＭ−ＣＷ（FrequencyModulation−Conti
nuous Wave）方式の測距装置が装備されている。この種
の測距装置は、鋸波で周波数変調がかけられた電波を目
標物に対して送信波として送信した後、反射波（受信
波）と上記送信波とのミキシング結果（ビート周波数）
に基づいて、距離を測定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のＦＭ
−ＣＷ方式の測距装置においては、短距離（例えば、５
ｍ以下）の測距を高精度で行うことができるという利点
を有しているものの、次のような欠点があった。 （１）干渉波、妨害波の影響を受けやすい。 （２）信号のスペクトル密度が高いため、秘匿性が低
い。
−ＣＷ方式の測距装置においては、短距離（例えば、５
ｍ以下）の測距を高精度で行うことができるという利点
を有しているものの、次のような欠点があった。 （１）干渉波、妨害波の影響を受けやすい。 （２）信号のスペクトル密度が高いため、秘匿性が低
い。
【０００４】本発明は、このような背景の下になされた
もので、短距離の測距を高精度で行うことができるとと
もに、干渉波、妨害波の影響を低減することができ、し
かも秘匿性を高くすることができる測距装置を提供する
ことを目的とする。
もので、短距離の測距を高精度で行うことができるとと
もに、干渉波、妨害波の影響を低減することができ、し
かも秘匿性を高くすることができる測距装置を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、周波数変調された送信信号を生成する周波数変調手
段と、自己相関および相互特性が優れた符号系列からな
る疑似雑音符号信号を発生する疑似雑音符号信号発生手
段と、前記疑似雑音符号信号と前記送信信号とを乗算し
て、前記送信信号に対して直接スペクトル拡散変調をか
け、変調結果を拡散変調信号として出力する直接スペク
トル拡散変調手段と、前記拡散変調信号を電波として目
標物に対して送信するとともに、該目標物により反射さ
れた電波を受信信号として受信するアンテナと、前記疑
似雑音信号に基づいて、前記受信信号を復調して、復調
結果を復調信号として出力する復調手段と、前記復調信
号と前記送信信号とのミキシング結果に基づいて、前記
アンテナから前記目標物までの距離を求める演算手段と
を具備することを特徴とする。また、請求項２に記載の
発明は、請求項１に記載の測距装置において、前記周波
数変調手段は、鋸波の変化に応じて周波数が変化する前
記送信信号を生成することを特徴とする。
は、周波数変調された送信信号を生成する周波数変調手
段と、自己相関および相互特性が優れた符号系列からな
る疑似雑音符号信号を発生する疑似雑音符号信号発生手
段と、前記疑似雑音符号信号と前記送信信号とを乗算し
て、前記送信信号に対して直接スペクトル拡散変調をか
け、変調結果を拡散変調信号として出力する直接スペク
トル拡散変調手段と、前記拡散変調信号を電波として目
標物に対して送信するとともに、該目標物により反射さ
れた電波を受信信号として受信するアンテナと、前記疑
似雑音信号に基づいて、前記受信信号を復調して、復調
結果を復調信号として出力する復調手段と、前記復調信
号と前記送信信号とのミキシング結果に基づいて、前記
アンテナから前記目標物までの距離を求める演算手段と
を具備することを特徴とする。また、請求項２に記載の
発明は、請求項１に記載の測距装置において、前記周波
数変調手段は、鋸波の変化に応じて周波数が変化する前
記送信信号を生成することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図１は本発明の第一実施形態
による測距装置の構成を示すブロック図である。以下に
説明する一実施形態による測距装置は、例えば、信管に
装備されている。図１において、１は鋸波発生回路であ
り、図２（ａ）に示す掃引周波数がＦm（＝１／周期
Ｔ）であって、かつ掃引帯域幅がＢwの鋸波信号Ｓｎを
発生する。２はＶＣＯ（電圧制御型発振器）であり、鋸
波信号Ｓnの変化に応じて周波数が変化する送信信号Ｓs
0（図２（ａ）参照）を出力する。この送信信号Ｓs0の
中心周波数はｆcとされている。
施形態について説明する。図１は本発明の第一実施形態
による測距装置の構成を示すブロック図である。以下に
説明する一実施形態による測距装置は、例えば、信管に
装備されている。図１において、１は鋸波発生回路であ
り、図２（ａ）に示す掃引周波数がＦm（＝１／周期
Ｔ）であって、かつ掃引帯域幅がＢwの鋸波信号Ｓｎを
発生する。２はＶＣＯ（電圧制御型発振器）であり、鋸
波信号Ｓnの変化に応じて周波数が変化する送信信号Ｓs
0（図２（ａ）参照）を出力する。この送信信号Ｓs0の
中心周波数はｆcとされている。
【０００７】３は、上記送信信号Ｓs0を送信信号Ｓs1と
送信信号Ss2（図２（ａ）参照）とに分配する電力分配
器である。４は、ＤＳ−ＳＳ（Direct Sequence−Sprea
d Spectrum：直接スペクトル拡散変調）方式に用いられ
るＰＮ（Pseudo Noise：疑似雑音）符号信号ＳPNを発生
する。このＰＮ符号信号ＳPNは、自己相関および相互特
性が優れた符号系列からなる信号であり、送信信号Ｓs1
に比して十分広い帯域を有している。５は、送信信号Ｓ
s1とＰＮ符号信号ＳPNとを乗算することにより、拡散変
調を行う乗算器であり、乗算結果を拡散変調信号Ｓmと
して出力する。この拡散変調信号Ｓmは、送信信号Ｓs1
の帯域幅に比して数倍以上の無線占有周波数帯域を有し
ている。
送信信号Ss2（図２（ａ）参照）とに分配する電力分配
器である。４は、ＤＳ−ＳＳ（Direct Sequence−Sprea
d Spectrum：直接スペクトル拡散変調）方式に用いられ
るＰＮ（Pseudo Noise：疑似雑音）符号信号ＳPNを発生
する。このＰＮ符号信号ＳPNは、自己相関および相互特
性が優れた符号系列からなる信号であり、送信信号Ｓs1
に比して十分広い帯域を有している。５は、送信信号Ｓ
s1とＰＮ符号信号ＳPNとを乗算することにより、拡散変
調を行う乗算器であり、乗算結果を拡散変調信号Ｓmと
して出力する。この拡散変調信号Ｓmは、送信信号Ｓs1
の帯域幅に比して数倍以上の無線占有周波数帯域を有し
ている。
【０００８】６は、ＰＮ符号信号ＳPNに対して所定の遅
延を付与する遅延回路であり、後述する逆拡散時に用い
られるＰＮ符号信号ＳPN’を出力する。７は、サーキュ
レータであり、電力分配器３より入力される送信信号Ｓ
s1をアンテナ８へ出力するとともに、アンテナ８より入
力される受信信号Ｓｒを乗算器９へ出力する。アンテナ
８は、複数の素子アンテナから構成されており、鋭い指
向特性を有するペンシル状のビームＢを測距すべき目標
物に対して送信するとともに、該目標物により反射され
たビームＢを受信する。
延を付与する遅延回路であり、後述する逆拡散時に用い
られるＰＮ符号信号ＳPN’を出力する。７は、サーキュ
レータであり、電力分配器３より入力される送信信号Ｓ
s1をアンテナ８へ出力するとともに、アンテナ８より入
力される受信信号Ｓｒを乗算器９へ出力する。アンテナ
８は、複数の素子アンテナから構成されており、鋭い指
向特性を有するペンシル状のビームＢを測距すべき目標
物に対して送信するとともに、該目標物により反射され
たビームＢを受信する。
【０００９】９は、逆拡散を行う乗算器であり、ＰＮ符
号信号ＳPN’と受信信号Ｓrとを乗算して、乗算結果を
復調信号Ｓdm （図２（ａ）参照）として出力する。１
０は、乗算器であり、復調信号Ｓdmと送信信号Ss2とを
乗算（ミキシング）して、この乗算結果を距離信号Ｓd
（図２（ｂ）参照）として出力する。この距離信号Ｓd
は、測距装置と目標物との間の距離に対応する信号であ
る。１１は、距離信号Ｓdから測距装置と目標物との間
の距離を求めて、演算結果を距離データＤmとして出力
する。この演算部１１の動作の詳細については後述す
る。
号信号ＳPN’と受信信号Ｓrとを乗算して、乗算結果を
復調信号Ｓdm （図２（ａ）参照）として出力する。１
０は、乗算器であり、復調信号Ｓdmと送信信号Ss2とを
乗算（ミキシング）して、この乗算結果を距離信号Ｓd
（図２（ｂ）参照）として出力する。この距離信号Ｓd
は、測距装置と目標物との間の距離に対応する信号であ
る。１１は、距離信号Ｓdから測距装置と目標物との間
の距離を求めて、演算結果を距離データＤmとして出力
する。この演算部１１の動作の詳細については後述す
る。
【００１０】ここで、上述した鋸波発生回路１、ＶＣＯ
２、電力分配器３、乗算器１０および演算部１１は、Ｆ
Ｍ−ＣＷ部１２を構成している。このＦＭ−ＣＷ部１２
は、前述したＦＭ−ＣＷ方式を実現するためのものであ
る。また、ＰＮ符号発生器４、乗算器５、遅延回路６、
サーキュレータ７、アンテナ８および乗算器９はＤＳ−
ＳＳ部１３を構成している。このＤＳ−ＳＳ部１３は、
上述したＤＳ−ＳＳ方式を実現するためのものである。
２、電力分配器３、乗算器１０および演算部１１は、Ｆ
Ｍ−ＣＷ部１２を構成している。このＦＭ−ＣＷ部１２
は、前述したＦＭ−ＣＷ方式を実現するためのものであ
る。また、ＰＮ符号発生器４、乗算器５、遅延回路６、
サーキュレータ７、アンテナ８および乗算器９はＤＳ−
ＳＳ部１３を構成している。このＤＳ−ＳＳ部１３は、
上述したＤＳ−ＳＳ方式を実現するためのものである。
【００１１】次に、上述した一実施形態による測距装置
の動作について説明する。図１において、鋸波発生回路
１から鋸波信号ＳnがＶＣＯ２へ出力されると、ＶＣＯ
２は、入力された鋸波信号Ｓnの変化に対応して、周波
数が変化する送信信号Ｓs0（図２（ａ）参照）を出力す
る。そして、上記送信信号Ｓs0は、電力分配器３により
送信信号Ｓs1と送信信号Ｓs2とに２分配される。
の動作について説明する。図１において、鋸波発生回路
１から鋸波信号ＳnがＶＣＯ２へ出力されると、ＶＣＯ
２は、入力された鋸波信号Ｓnの変化に対応して、周波
数が変化する送信信号Ｓs0（図２（ａ）参照）を出力す
る。そして、上記送信信号Ｓs0は、電力分配器３により
送信信号Ｓs1と送信信号Ｓs2とに２分配される。
【００１２】一方、ＰＮ符号発生器４からは、ＰＮ符号
信号ＳPNが出力され、該ＰＮ符号信号ＳPNは、乗算器５
および遅延回路６へ各々入力される。これにより、一方
のＰＮ符号信号ＳPNは、遅延回路６により遅延がかけら
れる。
信号ＳPNが出力され、該ＰＮ符号信号ＳPNは、乗算器５
および遅延回路６へ各々入力される。これにより、一方
のＰＮ符号信号ＳPNは、遅延回路６により遅延がかけら
れる。
【００１３】そして、乗算器５においては、送信信号Ｓ
s1とＰＮ符号信号ＳPNとが乗算された後、拡散変調信号
Ｓmが生成される。この拡散変調信号Ｓmは、送信信号Ｓ
s0に比して周波数帯域が広いため、スペクトル密度が低
い信号である。そして、上記拡散変調信号Ｓmは、サー
キュレータ７を介してアンテナ８からビームＢとして目
標物（図示略）に対して送信される。ここで、上記ビー
ムＢは、その周波数帯域が広いこと、およびスペクトル
密度が低いことから、干渉波、妨害波の影響を受けにく
く、しかも秘匿性が高い。
s1とＰＮ符号信号ＳPNとが乗算された後、拡散変調信号
Ｓmが生成される。この拡散変調信号Ｓmは、送信信号Ｓ
s0に比して周波数帯域が広いため、スペクトル密度が低
い信号である。そして、上記拡散変調信号Ｓmは、サー
キュレータ７を介してアンテナ８からビームＢとして目
標物（図示略）に対して送信される。ここで、上記ビー
ムＢは、その周波数帯域が広いこと、およびスペクトル
密度が低いことから、干渉波、妨害波の影響を受けにく
く、しかも秘匿性が高い。
【００１４】これにより、ビームＢは、目標物により反
射された後、アンテナ８により受信された後、受信信号
Ｓrとしてサーキュレータ７を介して乗算器９に入力さ
れる。このとき、遅延回路６からは、遅延がかけられた
ＰＮ符号信号ＳPN’が乗算器９へ出力される。この結
果、乗算器９は、ＰＮ符号信号ＳPN’と受信信号Ｓrと
を乗算して、乗算結果を復調信号Ｓdmとして乗算器１０
へ出力する。
射された後、アンテナ８により受信された後、受信信号
Ｓrとしてサーキュレータ７を介して乗算器９に入力さ
れる。このとき、遅延回路６からは、遅延がかけられた
ＰＮ符号信号ＳPN’が乗算器９へ出力される。この結
果、乗算器９は、ＰＮ符号信号ＳPN’と受信信号Ｓrと
を乗算して、乗算結果を復調信号Ｓdmとして乗算器１０
へ出力する。
【００１５】ここで、上記乗算器１０に入力されている
上記復調信号Ｓdmと上述した送信信号Ｓs2の各波形を図
２（ａ）に示す。この図に示すように、復調信号Ｓdm
は、送信信号Ｓs2に対して、時間差△ｔだけ遅延してい
る。この時間差△ｔは、ビームＢがアンテナ８と目標物
との間を往復する時間に等しいので、光速をｃ、アンテ
ナ８と目標物との間の距離をＤとすると、次の（１）式
で表される。
上記復調信号Ｓdmと上述した送信信号Ｓs2の各波形を図
２（ａ）に示す。この図に示すように、復調信号Ｓdm
は、送信信号Ｓs2に対して、時間差△ｔだけ遅延してい
る。この時間差△ｔは、ビームＢがアンテナ８と目標物
との間を往復する時間に等しいので、光速をｃ、アンテ
ナ８と目標物との間の距離をＤとすると、次の（１）式
で表される。
【数１】
【００１６】そして、乗算器１０により復調信号Ｓdmと
送信信号Ｓs2とが乗算（ミキシング）されると、図２
（ｂ）に示すステップ状に変化する２つの周波数状態を
有する距離信号Ｓdが生成される。すなわち、距離信号
Ｓdは、復調信号Ｓdmと送信信号Ｓs2とのビート周波数
に対応している。ここで、距離信号Ｓdにおいて時間幅
の広いビート周波数Ｆを採用する。この場合、このビー
ト周波数Ｆは、掃引周波数をＦm、掃引帯域幅をＢw、時
間差を△ｔとすると、次の（２）式で表される。
送信信号Ｓs2とが乗算（ミキシング）されると、図２
（ｂ）に示すステップ状に変化する２つの周波数状態を
有する距離信号Ｓdが生成される。すなわち、距離信号
Ｓdは、復調信号Ｓdmと送信信号Ｓs2とのビート周波数
に対応している。ここで、距離信号Ｓdにおいて時間幅
の広いビート周波数Ｆを採用する。この場合、このビー
ト周波数Ｆは、掃引周波数をＦm、掃引帯域幅をＢw、時
間差を△ｔとすると、次の（２）式で表される。
【数２】
【００１７】そして、上記距離信号Ｓdは、演算部１１
へ入力される。これにより、演算部１１は、入力された
距離信号Ｓdのビート周波数Ｆ（図２（ｂ）参照）を測
定した後、次の（３）式にいずれも既知である光速ｃ、
ビート周波数Ｆ、掃引周波数Ｆmおよび掃引帯域幅Ｂwを
各々代入して、測距結果である距離Ｄを求めた後、該距
離Ｄに対応する距離データＤmを出力する。
へ入力される。これにより、演算部１１は、入力された
距離信号Ｓdのビート周波数Ｆ（図２（ｂ）参照）を測
定した後、次の（３）式にいずれも既知である光速ｃ、
ビート周波数Ｆ、掃引周波数Ｆmおよび掃引帯域幅Ｂwを
各々代入して、測距結果である距離Ｄを求めた後、該距
離Ｄに対応する距離データＤmを出力する。
【数３】 上記（３）式は、上述した（１）式および（２）式を距
離Ｄについて変形したものである。
離Ｄについて変形したものである。
【００１８】以上説明したように、上述した一実施形態
による測距装置によれば、周波数変調された送信信号Ｓ
s0に対してさらに、直接スペクトル拡散変調がかけられ
るように構成したので、ＦＭ−ＣＷ方式の利点とＤＳ−
ＳＳ方式の利点との双方を兼ね備えることができる。す
なわち、上述した一実施形態による測距装置によれば、
短距離の測距を高精度で行うことができるとともに、干
渉波、妨害波の影響を低減することができ、しかも秘匿
性を高くすることができる。
による測距装置によれば、周波数変調された送信信号Ｓ
s0に対してさらに、直接スペクトル拡散変調がかけられ
るように構成したので、ＦＭ−ＣＷ方式の利点とＤＳ−
ＳＳ方式の利点との双方を兼ね備えることができる。す
なわち、上述した一実施形態による測距装置によれば、
短距離の測距を高精度で行うことができるとともに、干
渉波、妨害波の影響を低減することができ、しかも秘匿
性を高くすることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
周波数変調された送信信号に対して、さらに直接スペク
トル拡散変調をかけているので、短距離の測距を高精度
で行うことができるとともに、干渉波、妨害波の影響を
低減することができ、しかも秘匿性を高くすることがで
きるという効果が得られる。
周波数変調された送信信号に対して、さらに直接スペク
トル拡散変調をかけているので、短距離の測距を高精度
で行うことができるとともに、干渉波、妨害波の影響を
低減することができ、しかも秘匿性を高くすることがで
きるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による測距装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】 同一実施形態による測距装置において用いら
れる各種信号を示す図である。
れる各種信号を示す図である。
１ 鋸波発生回路 ２ ＶＣＯ ３ 電力分配器 ４ ＰＮ符号発生器 ５ 乗算器 ６ 遅延回路 ７ サーキュレータ ８ アンテナ ９ 乗算器 １０ 乗算器 １１ 演算部
Claims (2)
- 【請求項１】 周波数変調された送信信号を生成する周
波数変調手段と、 自己相関および相互特性が優れた符号系列からなる疑似
雑音符号信号を発生する疑似雑音符号信号発生手段と、 前記疑似雑音符号信号と前記送信信号とを乗算して、前
記送信信号に対して直接スペクトル拡散変調をかけ、変
調結果を拡散変調信号として出力する直接スペクトル拡
散変調手段と、 前記拡散変調信号を電波として目標物に対して送信する
とともに、該目標物により反射された電波を受信信号と
して受信するアンテナと、 前記疑似雑音信号に基づいて、前記受信信号を復調し
て、復調結果を復調信号として出力する復調手段と、 前記復調信号と前記送信信号とのミキシング結果に基づ
いて、前記アンテナから前記目標物までの距離を求める
演算手段とを具備することを特徴とする測距装置。 - 【請求項２】 前記周波数変調手段は、鋸波の変化に応
じて周波数が変化する前記送信信号を生成することを特
徴とする請求項１に記載の測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250257A JP2002062354A (ja) | 2000-08-21 | 2000-08-21 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250257A JP2002062354A (ja) | 2000-08-21 | 2000-08-21 | 測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002062354A true JP2002062354A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=18739865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000250257A Pending JP2002062354A (ja) | 2000-08-21 | 2000-08-21 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002062354A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08146126A (ja) * | 1994-11-22 | 1996-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーダ装置 |
-
2000
- 2000-08-21 JP JP2000250257A patent/JP2002062354A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08146126A (ja) * | 1994-11-22 | 1996-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーダ装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040629 |