JP2010107225A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数個のレーダの電波干渉を抑えることのできるレーダ装置を提供する。
【解決手段】レーダ装置１は、レーダ１１、１２、制御装置９を備え、制御装置９は、レーダ１１、１２の波形パターンを制御する。信号処理装置２３は、制御装置９の指示を受けて、波形メモリ２４からＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４のＶＣＯ２５の周波数変調パターンを選択してモード切換２３０を行い、送信アンテナ２１から電波を出力する。そのとき、レーダ１１、１２で出力する連続波の信号の周波数が、互いに同じ周波数になる時間が連続しないよう、制御装置９は、それぞれの上記レーダの周波数変調パターンまたは当該パターンの出力タイミングを信号処理装置２３に指示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のレーダの電波干渉に関する。

従来、前方または後方にレーダを備える車両（移動体）が実用化されている。レーダは、障害物を検知でき、これとの車間距離や相対速度を取得する。これによれば、車両は障害物との衝突を回避するようにしたり、運転者へ警告することができる。このようなレーダが出力する電波の波形として、例えば、周波数を三角波に沿って増減させる周波数変調パターンのＦＭ−ＣＷモード、複数（例えば２つ）の周波数を時分割で切り換えるＣＷモードが知られている（特許文献１〜５参照）。レーダ装置がＣＷモードを使用すれば、障害物との相対速度が０になると、車両を検出できなくなることが知られており、従来、１つのレーダで、ＣＷモードとＦＭ−ＣＷモードを切り換えることがなされていた（特許文献３）。

また、このようなレーダは、他の車両等との間での電波干渉が課題となっている（特許文献１〜５参照）。特許文献１、５には、時分割、または他の車両がレーダを出力していない時間帯に出力する旨の記載がある。特許文献２には、ランダム符号化系列でスペクトル拡散したＦＭ−ＣＷ送信波を送信し、受信側で相関処理を行うことにより、自己が発した符号化系列と異なる場合に、電波干渉を防ぐ旨の記載がある。特許文献４には、電波干渉によりスパイク上のノイズが出力される場合には、隣接する相互の値の平均値を出力する旨の記載がある。
特開２００７−１８７６３２号公報 特開２００２−１４１５９号公報 特開２００４−６９６９３号公報 特開２００６−２４２８１８号公報 特開２００７−１５５５５１号公報

しかしながら、同じ移動体に備えられた複数のレーダについて、或るレーダ（例えば車両の前方右側に設置されたレーダ）から送信された電波と、別のレーダ（例えば車両の前方左側に設置されたレーダ）から送信された電波とが干渉する可能性があるが、このような干渉を防ぐために、特許文献１、５のように時分割でレーダの干渉を防ぐ技術を適用すると、他のレーダが電波を送信している間は、電波を送信しないので、検出周期が長くなり、障害物の検出が遅れる虞があった。

そこで、本発明は、複数個のレーダの電波干渉を効果的に防ぐレーダ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、以下の構成を備えることができる。

（１）本発明は、
少なくとも２つのレーダを用いて周辺の障害物を検出するレーダ装置において、
１つ以上の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信する第１のレーダと、
１つ以上の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信する第２のレーダと、
上記第１のレーダおよび上記第２のレーダを制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記第１のレーダおよび前記第２のレーダから同時に出力される電磁波の周波数が、互いに同じ周波数になる時間が連続しないよう、上記第１のレーダおよび上記第２のレーダを制御することを特徴とするレーダ装置。

この構成では、制御手段は、第１のレーダおよび第２のレーダから同時に出力される電磁波の周波数が、互いに同じ周波数になる時間が連続しない（すなわち、同じ周波数になることが一切無い、もしくは同じ周波数になるとしても一時的である）ように、第１のレーダおよび第２のレーダを制御するので、第１のレーダと第２のレーダの障害物検知範囲が重なっていたとしても、干渉を最小限に抑えることができる。

（２）上記制御手段は、上記第１のレーダにおいて利用される周波数変調パターンと、上記第２のレーダにおいて利用される周波数変調パターンを異ならせてもよい。

この構成では、第１のレーダが利用する周波数変調パターンと第２のレーダが利用する周波数変調パターンが異なるので、干渉を抑えることができる。

（３）上記第１のレーダおよび前記第２のレーダは、いずれも、第１の周波数変調パターンと、当該第１の周波数変調パターンとは異なる第２の周波数変調パターンとを交互に切り替えながら電磁波を送信するものであり、
上記制御手段は、上記第１のレーダおよび上記第２のレーダのうち、一方のレーダが上記第１の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信している間は、他方のレーダは上記第２の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信するように、上記第１のレーダおよび上記第２のレーダを制御してもよい。

この構成では、各レーダにおいて、第１の周波数変調パターンと第２の周波数変調パターンを交互に切り替える場合においても、一方のレーダが第１の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信している間は、他方のレーダは第２の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信するので、干渉を抑えることができる。

（４）上記第１の周波数変調パターンはＣＷモードであり、上記第２の周波数変調パターンはＦＭ−ＣＷモードであってもよい。

この構成では、第１のレーダおよび第２のレーダで利用される周波数変調パターンの一方をＦＭ−ＣＷモード、他方をＣＷモードとすることで、干渉を抑えることができる。また、各レーダにおいてＦＭ−ＣＷモードとＣＷモードを交互に切り替えることで、障害物までの距離および障害物の相対速度を検出することができる。

（５）上記第１の周波数変調パターンであるＣＷモードの送信周波数が、上記第２の周波数変調パターンであるＦＭ−ＣＷモードの送信周波数帯域に含まれないように、上記第１の周波数変調パターンおよび上記第２の周波数変調パターンが設定されていてもよい。

この構成では、第１のレーダおよび第２のレーダから同時に出力される電磁波の周波数が、互いに同じ周波数になることが無いので、干渉を抑えることができる。

（６）上記第１の周波数変調パターンであるＣＷモードの送信周波数が、上記第２の周波数変調パターンであるＦＭ−ＣＷモードの周波数帯域の上限または下限に一致するように、上記第１の周波数変調パターンおよび上記第２の周波数変調パターンが設定されていてもよい。

この構成によれば、第１のレーダおよび第２のレーダから同時に出力される電磁波の周波数が、互いに同じ周波数になる時間が連続しないので、干渉を最小限にすることができる。また、この構成によれば、上記（５）の構成と比較して、必要な周波数帯域を狭くすることができる。また、利用可能な周波数帯域が限られている場合には、その限られた周波数帯域の中で、ＦＭ−ＣＷモードで利用できる周波数帯域を広く確保することができる。ＦＭ−ＣＷモードの周波数帯域を大きくとることができれば、レーダ装置の距離の解像度を高くすることができる。

なお、電磁波の送信開始タイミングと送信終了タイミングにおいては、干渉による悪影響（障害物の検知精度への悪影響）は比較的少ない。したがって、上記構成において、第１のレーダから出力される電磁波の周波数と、第２のレーダから出力される電磁波の周波数とが一致するタイミングを、各レーダからの電磁波の送信開始タイミングまたは送信終了タイミングと一致させるようにすれば、干渉による悪影響を減らすことができるので、好ましい。

（７）上記第１の周波数変調パターンは、２つの送信周波数を交互に使用する２周波ＣＷモードであり、
上記制御手段は、上記第１の周波数変調パターンであるＣＷモードの送信周波数と、上記第２の周波数変調パターンであるＦＭ−ＣＷモードの送信周波数とが一致するタイミングを、上記２周波ＣＷモードの送信周波数の切り替えタイミングに一致させてもよい。

２周波ＣＷモードの送信周波数の切り替えタイミングにおいては、干渉による悪影響（障害物の検知精度への悪影響）は比較的少ない。したがって、この構成では、第１のレーダから出力される電磁波の周波数と、第２のレーダから出力される電磁波の周波数とが一致するタイミングを、２周波ＣＷモードの送信周波数の切り替えタイミングと一致させることにより、干渉による悪影響を減らすことができる。

（８）上記第１の周波数変調パターンであるＣＷモードにおける電磁波の連続送信時間を、上記第２の周波数変調パターンであるＦＭ−ＣＷモードにおける電磁波の連続送信時間よりも短くすることによって、当該ＣＷモードの送信周波数が当該ＦＭ−ＣＷモードの送信周波数と一致することの無いように、上記第１の周波数変調パターンおよび上記第２の周波数変調パターンが設定されていてもよい。

この構成では、上記（６）の構成と同様の効果が得られ、なおかつ、ＣＷモードの送信周波数がＦＭ−ＣＷモードの送信周波数と一致することの無いように、ＣＷモードにおける電磁波の連続送信時間がＦＭ−ＣＷモードにおける電磁波の連続送信時間よりも短く設定されるので、干渉を抑えることができる。

（９）上記第１のレーダにおいて利用される周波数変調パターンと、上記第２のレーダにおいて利用される周波数変調パターンとが、同一の周波数変調パターンであり、
上記制御手段は、上記第１のレーダおよび上記第２のレーダから上記同一の周波数変調パターンにしたがってそれぞれ送信される電磁波の位相を互いに異ならせてもよい。

この構成によれば、第１のレーダが利用する周波数変調パターンと第２のレーダが利用する周波数変調パターンの位相が異なるので、干渉を抑えることができる。

（１０）上記同一の周波数変調パターンがＦＭ−ＣＷモードであってもよい。

この構成によれば、各レーダによって障害物の相対速度を検出することができるとともに、各レーダから送信される電磁波の周波数が、互いに同じ周波数になる時間が連続しないようにすることができ、干渉を抑えることができる。

（１１）上記制御手段は、上記第１のレーダおよび上記第２のレーダのうち、一方のレーダから送信される電磁波の周波数が単調増加している間は、他方のレーダから送信される電磁波の周波数が単調減少するように、上記第１のレーダおよび上記第２のレーダを制御してもよい。

この構成によれば、各レーダから送信される電磁波の周波数が、互いに同じ周波数になる時間が連続しないようにすることができ、干渉を抑えることができる。

本発明によれば、複数個のレーダの電波干渉を抑えることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るレーダ装置の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の１実施形態に係るレーダの外観図を表している。図１（Ａ）は、車両１０１前方から見たレーダの配置を示している。図１（Ｂ）は、車両１０１の上方から見たレーダ１１、１２の検出範囲１１１、１１２を表している。

図１（Ａ）に示すように、車両１０１は、複数のレーダ１１、１２（本願で、単にレーダという時は、レーダ装置全体でなく、レーダ装置が備えるレーダのユニットのことを指す。）を含むレーダ装置（図２のレーダ装置１に相当する。）を備える。レーダ１１、レーダ１２は、前方の物体との距離、相対速度を外部の構成に対し出力する。レーダ１１、１２は、例えば、車両１０１前方の両端に設けられている。レーダ１１、１２が複数設けられていることにより、検出範囲を広くすることができる。

図１（Ｂ）に示すように、レーダ装置１は、車両１０１内部に制御装置９を備え、レーダ１１、１２を統合して制御を行う。ここで、レーダ１１、１２の検出範囲１１１、１１２は、互いに重なっている（重複範囲１３参照）。したがって、レーダ１１、１２の送信アンテナから、重複範囲１３に送信された電波が、互いに逆のレーダ１１、１２の受信アンテナによって受信されるおそれがある。そこで、制御装置９は、レーダ１１、レーダ１２間で干渉が生じにくいようにレーダ１１、１２の周波数、位相等を同時に制御する。

図２は、本発明の１実施形態に係るレーダ装置の構成図である。図２に示すように、レーダ装置１は、レーダ１１、１２、制御装置９を備える。レーダ１１、レーダ１２は、互いに同じ構成とすることができる。以下のレーダ１２の説明において、レーダ１１の構成の符号を参照する。

レーダ１１は、送信アンテナ２１、受信アンテナ２２、信号処理装置２３、波形メモリ２４、ＶＣＯ２５、方向性結合器２６、ミキサ２７、ＬＰＦ２８、ＣＷ用ＬＰＦ２８０、ＡＤ変換器２９を備える。

送信アンテナ２１、受信アンテナ２２は、図１（Ａ）の車両１０１の車両の表面部分に位置している。送信アンテナ２１は、電波を外部に送信する。受信アンテナ２２は、物体に反射して帰ってきた電波を受信する。

信号処理装置２３は、ＶＣＯ２５に入力する駆動信号を生成する（以下、単に駆動信号というときは、ＶＣＯ２５に入力する信号をいうことにする。）。波形メモリ２４は、ＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４の波形（周波数変調パターン）の信号を記憶する。信号処理装置２３は、波形メモリ２４から呼び出した各モード３、４の選択を行い、ＶＣＯ２５に三角波、または矩形波の駆動信号を、図示しないＤＡ変換器を通して、電圧ＶＣＯ２５に出力する。

ＶＣＯ（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２５は、電圧制御発振器であり、ＶＣＯ２５に印加された駆動電圧により、発振周波数を制御する。即ち、駆動電圧によって、ＶＣＯ２５が出力する周波数を変えることができる。ＶＣＯ２５は、ＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４の電圧波形を入力することにより、ＶＣＯ２５は、送信アンテナ２１が電磁波を出力するための連続波の信号を生成する。例えば、ＶＣＯ２５は、ＦＭ−ＣＷモード３の三角波を入力すると、周波数が時間と共に増大、減少するような、変調波の信号を出力する。図２のＦＭ−ＣＷモードにおける縦軸は、そのような変動する周波数を示している。また、ＶＣＯ２５は、ＣＷモード４の矩形波を入力すると、周波数が、複数の周波数のいずれかに、時分割で切り換わる信号を出力する。図２のＣＷモード４における縦軸は、そのような切り換わる２つの周波数の値を示している。

なお、図２では、２つの送信周波数を交互に切り替えて使用する２周波ＣＷモードを表しているが、本発明はこれに限らず、送信周波数が常に一定のＣＷモードであってもよいし、３つ以上の送信周波数を順次切り替えて使用するＣＷモードであってもよい。

信号処理装置２３は、制御装置９の指示に従い、波形メモリ２４から入力するＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４の波形を切り換える。これにより、ＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４のモード切換２３０を行う。

方向性結合器２６は、ＶＣＯ２５、送信アンテナ２１間の伝送線路上に挿入され、この伝送線路上を伝搬する電力の一部をミキサ２７に出力する。

前述のとおり、物体に反射した電波は、受信アンテナ２２に受信される。また、ミキサ２７は、送信アンテナ２１に出力される送信波の信号と受信アンテナ２２で受信した受信波の信号との差分信号（ビート信号）を合成し、出力する。ＬＰＦ２８（ローパスフィルタ）は、ビート信号からノイズを取り除き、ＡＤ変換の精度がよくなるよう、必要帯域だけを抽出する。ＣＷ用ＬＰＦ２８０は、ＦＭ−ＣＷモード３で電波を出力している時に用いるフィルタである。ＣＷ用ＬＰＦ２８０は、必ずしも必要がないが、ＣＷモード４の場合には、複数の周波数帯域しか必要なく狭帯域であることから、ＣＷ用ＬＰＦ２８０を設けるのが好ましい。

ＡＤ変換器２９は、ＬＰＦ２８、ＣＷ用ＬＰＦ２８０から入力されたアナログ形式のビート信号をデジタル形式のビート信号に変換する。

信号処理装置２３は、上記の駆動信号を生成するほかに、ＡＤ変換器２９で変換されたビート信号についてフーリエ変換を行う。信号処理装置２３は、フーリエ変換によってゲインと位相を生成する。信号処理装置２３は、特許文献１〜５等に記載の周知の方法により、このゲインと位相に基づいて、物体の速度と相対距離を制御装置９に出力する。なお、信号処理装置２３がフーリエ変換する時は、窓関数（Ｗｉｎｄｏｗ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を畳み込んでもよい。

制御装置９は、レーダ１１、１２から、どのタイミングで、どのモード（ＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４）を出力するか、また、各モードの周期、周波数を決定し、レーダ１１、１２に指示する。波形メモリ２４内のＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４の波形データは、それぞれ必要に応じて複数備えるか、または、パラメータ化されている。これにより、レーダ１１、１２の各信号処理装置２３は、制御装置９のこのような指示に対応して、必要な駆動信号を生成する。この指示の伝達は、例えば、制御装置９がパラメータを信号処理装置２３に設定してもよい。これにより、レーダ１１、１２が出力する電波の周波数は、制御装置９により制御される。

次に、図３〜図６を用いて、本発明の実施形態に係るレーダ装置の電波の周波数変調パターンの実施例１〜実施例１０について説明する。以下の実施例は、いずれも、連続波の信号の周波数が、互いに同じ周波数になる時間が連続しないようにする例である。図３〜図６に示す波形３１〜４０、４１〜５０は、それぞれ、レーダ１１、レーダ１２で使用する周波数の時間変化を示している。この時間変化は、実装上は、信号処理装置２３がＶＣＯ２５に印加する駆動信号の電圧の時間変化と対応する。

図３（Ａ）は、電波の周波数変調パターンの実施例１を示す。レーダ１１、１２が送信アンテナから出力する電波が同じ周波数になると、重複範囲１３の範囲で電波干渉が生じることになる。そこで、実施例１の波形３１、３２に示すように、そのような電波干渉を最小限にするために、レーダ１１、レーダ１２は、それぞれＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４を用い、互いに周波数帯域を異らせている（ＦＭ−ＣＷモード３の周波数帯域ＦＦＬ、ＦＦＨ＞ＣＷモード４の周波数帯域ＦＣＵ、ＦＣＬ）。これにより、レーダ装置１は、レーダ１１、１２間の干渉を防ぐことができる。ここで、ＶＣＯ２５の出力できる周波数帯域の物理的制限や法律の制限により、ＶＣＯ２５の出力する周波数の帯域に制限がある場合がある。この場合でも、ＣＷモード４に必要な周波数帯域は、ＦＭ−ＣＷモード３の約１／１０で済むことから、周波数帯域を広く取る必要がない。

なお、実施例１において、レーダ１１、１２ともＦＭ−ＣＷモード３を用いたり、また、レーダ１１、１２ともＣＷモード４を用いて、帯域を分離することは可能である。図１（Ａ）において、レーダ１１の周波数帯域をレーダ１２の周波数帯域より上に描いているが、実施例１においては、帯域が分離していればよく、レーダ１１、１２のいずれが高周波帯域であってもよい。また、実施例１では、ＦＭ−ＣＷモード３における、最低周波数ＦＦＬから最大周波数ＦＦＨにいたるまでの時間Ｔｆ１、最大周波数ＦＦＨから最低周波数ＦＦＬにいたるまでの時間Ｔｆ２と、実施例１のＣＷモード４における、各周波数の時間Ｔｃ１、Ｔｃ２は、すべてばらばらでもよい（この点、実施例２、３も同様である）。

図３（Ｂ）は、電波の周波数変調パターンの実施例２を示す。波形３２、４２に示すように、実施例２では、制御装置９は、レーダ１２の周波数帯域（ＦＣＵ〜ＦＣＬ）をレーダ１１の周波数帯域（ＦＦＬ〜ＦＦＨ）に含まれるようにこれらの周波数帯域を調整する。実施例２によれば、レーダ１１、レーダ１２が使用する周波数帯域を完全には分離できないが、ＶＣＯ２５から出力された連続波の信号の周波数が、レーダ間で互いに同じ周波数になる時間が連続しないようにすることができる。したがって、実施例１によれば、レーダ装置１は、干渉を最小限に抑えることができる。また、レーダ装置１は、電波の周波数帯域の増加を抑えることができる。

図３（Ｃ）は、電波の周波数変調パターンの実施例３を示す。実施例３では、制御装置９は、レーダ１１で使用するＦＭ−ＣＷモード３の最小周波数ＦＦＬと、レーダ１２で使用するＣＷモード４の最小周波数ＦＣＬを一致させている。最小周波数において、周波数が瞬間的に一致するものの、フーリエ変換時に上記窓関数を畳み込んだ場合には、ＦＭ−ＣＷモード３の最小周波数、最大周波数においては、干渉の影響があまり生じない。そこで、このようにＣＷモード４のうちいずれかの周波数を、ＦＭ−ＣＷモード３のうち端の周波数（最大周波数または最小周波数）に一致させるのが好ましい。

なお、実施例３と同様に、レーダ１１で使用するＦＭ−ＣＷモード３の最大周波数ＦＦＬと、レーダ１２で使用するＣＷモード４の最大周波数を一致させるようにしてもよい。このようにしても、実施例３と同様の効果を得ることができる。また、レーダ１１で使用するＦＭ−ＣＷモード３、レーダ１２で使用するＣＷモード４について、最大周波数、最小周波数をいずれも一致させるようにしてもよい。

図３（Ｄ）は、電波の周波数変調パターンの実施例４を示す。この実施例４では、実施例３で説明したのと同様の理由から、制御装置９は、実施例１において、レーダ１１、１２で使用するモードの周波数帯域の最小値と、最大値を一致させている。このようにすれば、レーダ装置１が使用する周波数帯域を小さくすることができる。また、ＦＭ−ＣＷモード３を用いる場合には、周波数帯域が大きい方が距離の解像度が高くなる。したがって、許容された周波数帯域内でＦＭ−ＣＷモード３の周波数帯域を、実施例１よりも大きくとることができ、距離の解像度を高くすることができる。

図４（Ａ）は、電波の周波数変調パターンの実施例５を示す。この実施例４では、波形３５、４５に示すように、制御装置９は、ＦＭ−ＣＷモード３とＣＷモード４の周期、位相を一致するようにする。また、同時に制御装置９は、ＣＷモード４での電波の出力を断続的に行わせるようにし、制御装置９は、ＣＷモード４での電波の出力を期間（Ｔｃ１＋Ｔｃ２）をＦＭ−ＣＷモード３（Ｔｆ１＋Ｔｆ２）の周期よりも短く設定する（なお、実施例４でいうＣＷモード４の周期には、電波を出力しない時間を含めるものとする。）。これにより、ＦＭ−ＣＷモード３の三角波の三角形の中にＣＷモード４の周波数帯域を収めることができる。したがって、レーダ装置１は、ＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４で周波数が一致する時間がないようにすることができ、かつ、レーダ１１、１２で使用する周波数帯域の幅を小さくすることができる。

なお、ＦＭ−ＣＷモード３で出力するレーダ１１の方のレーダの出力を断続的にし、ＦＭ−ＣＷモード３での電波の出力を期間（Ｔｆ１＋Ｔｆ２）をＣＷモード４（Ｔｃ１＋Ｔｃ２）の周期よりも短く設定する実施例４’も可能である。この場合には、ＦＭ−ＣＷモード３の周波数帯域が犠牲になるので距離の解像度が落ちる一方、ＣＷモード４の出力時間が長くなるので、レーダ１２の速度の解像度を上げることができる。ここで、距離の解像度、速度の解像度を考えると、距離の解像度を上げる方を優先した方がよい。したがって、実施例４の方が、実施例４’よりも好ましい。

図４（Ｂ）は、電波の周波数変調パターンの実施例６を示す。この実施例では、図４（Ａ）の実施例５と異なり、ＦＭ−ＣＷモード３を使用する。レーダ１２は、常時、電波を送信する。波形３６、４６に示すように、制御装置９は、以下の条件にしたがって、電波を出力する。

レーダ１１がＦＭ−ＣＷモード３で出力する周波数（ＦＦＬ〜ＦＦＵ）が、この周波数の中間の所定の周波数ＦＭより高い時間帯においては、レーダ１２は、ＦＭより低い一定周波数ＦＣＬ（ＦＦＬ〜ＦＭの間）を出力する（これを条件１とする）。

レーダ１１がＦＭ−ＣＷモード３で出力する周波数（ＦＦＬ〜ＦＦＵ）が、周波数ＦＭより低い時間帯においては、レーダ１２は、ＦＭより高い一定周波数ＦＣＨ（ＦＭ〜ＦＣＨの間）を出力する（これを条件２とする）。

このようにすれば、ＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４で周波数が一致する時間がないようにすることができる。即ち、レーダ１１、１２は、同一の周波数の電波を連続して送信することがない。また、レーダ１１、１２で使用する周波数帯域の幅を小さくすることができる。

なお、実施例６では、２周波ＣＷモードについて説明したが、実施例６で示した条件１、条件２に従う限り、制御装置９は、３以上の周波数を設定することができる。また、同様にして、３以上のレーダ（１１、１２に相当）を用いる場合に、１つのＦＭ−ＣＷモード３と、複数のＣＷモード４を併用することができる。

図５（Ａ）は、電波の周波数変調パターンの実施例７を示している。レーダ１１、１２両方とも、ＦＭ−ＣＷモード３を用いる。波形３７、波形４７に示すように、制御装置９は、レーダ１１、１２の周波数変調パターンの周期を一致させ、位相を１８０度ずらす。また、ＦＭ−ＣＷモード３の最大周波数、最小周波数を一致させる。このようにすれば、レーダ１１、１２は、同一の周波数の電波を連続して送信することがなく、レーダ装置１は、レーダ１１の周波数の上昇時に、レーダ１２の周波数を降下させることができ、レーダ１１の周波数の降下時に、レーダ１２の周波数を上昇させることができる。したがって、レーダ１１、１２の干渉を抑えることができる。また、レーダ１１、１２で使用する周波数帯域の幅を小さくすることができる。

図５（Ｂ）は、電波の周波数変調パターンの実施例８を示している。レーダ１１、１２両方とも、ＦＭ−ＣＷモード３を用いる。波形３８、波形４８に示すように、制御装置９は、周波数変調パターンの周期をレーダ１１、１２間で一致させ、互いに位相を１８０度ずらす。このようにすれば、レーダ１１、１２は、同一の周波数の電波を連続して送信することがない。

図５（Ｃ）は、電波の周波数変調パターンの実施例９を示している。レーダ１１、１２両方とも、ＦＭ−ＣＷモード３を用いる。波形３９、波形４９に示すように、制御装置９は、周波数変調パターンの周期をレーダ１１、１２間で一致させる。このようにすれば、レーダ１１、１２は、同一の周波数の電波を連続して送信することがない。

図６は、電波の周波数変調パターンの実施例１０を示している。レーダ１１、１２両方とも、ＣＷモード４を用いる。波形４０、波形５０に示すように、制御装置９は、周波数変調パターンの周期Ｔｃをレーダ１１、１２間で一致させ、互いに位相を１８０度ずらす。即ち、レーダ１１、１２のうち一方のレーダ（１１／１２）が所定の周波数（ＦＣＬ／ＦＣＨ）を出力している時は、制御装置９は、他方のレーダ（１２／１１）が、他方の周波数（ＦＣＨ／ＦＣＬ）を出力するように調整することにより、使用する周波数を交換する。このようにすれば、レーダ１１、１２は、同一の周波数の電波を連続して送信することがなく、かつ、レーダ１１、１２で使用する周波数帯域の幅を小さくすることができる。

なお、実施例１０を応用して、レーダ装置１が、３つ以上の周波数帯域で、交互に周波数を交換すれば、３つ以上のレーダで、干渉が生じないようにすることができる。

以上の実施形態について、以下に補足する。

なお、以上の図１の説明では、機能ごとに分離したブロックで説明したが、実装上は、これらの機能のうち、いずれかが複数の機能が一体として構成してもよいし、一つのブロックを複数に分離して構成してもよい。例えば、制御装置９と複数のレーダ（１１、１２に相当する）の信号処理装置２３を一体としてもよい。

図２で説明したレーダ装置１は例示に過ぎず、レーダ装置１が他の手段により周波数を変調できるのであれば、ＶＣＯ２５を必ずしも用いることを要しない。レーダ装置１が駆動電圧によって、周波数を制御することも必須ではない。

以上の実施例１〜１０において、時間Ｔｆ１、Ｔｆ２、Ｔｃ１、Ｔｃ２、周波数ＦＦＬ、ＦＦＨ、ＦＣＨ等を共通にしているが、それらは、ＦＭ−ＣＷモード３、ＣＷモード４の周波数帯域、周期等の概念を表すだけであり、必ずしも実施例１〜１０間で値を同じにする必要はない。

また、以上の実施例１〜６では、レーダ１１をＦＭ−ＣＷモード３、レーダ１２をＣＷモード４としたが、逆に、レーダ１２をＦＭ−ＣＷモード３、レーダ１１をＣＷモード４としてもよい。また、制御装置９は、レーダ１１、１２で使用するモードを、所定時間ごと、または周期ごとに、ＦＭ−ＣＷモード３とＣＷモード４とで交換してもよい。これにより、レーダ１１、１２のそれぞれにおいて、障害物までの距離と障害物の相対速度を検知することができる。以上の実施例１〜３では、レーダ１１、１２間で変調周波数の周期を一致させる必要がないとしたが、このように周期の交換をする場合には、レーダ１１、１２で出力する周波数パターンの周期、位相を同じにするのが好ましい。周期が同じであれば、上記の周期の交換の時に他方の周期の終了を待つ必要がない。

また、レーダ１１、１２のうち一方について単一のモード、例えば、ＦＭ−ＣＷモード３しか用いないのであれば、波形メモリ２４は、そのモード（例えばＦＭ−ＣＷモード３）のデータのみを記憶すればよく、モード切換２３０は必要がない。

また、実施例１〜６を、１つのＦＭ−ＣＷモード３と、送信周波数が異ならせた複数のＣＷモード４へ容易に拡張できる。また、この拡張において、上記で実施例６の応用として説明したように、３つ以上の周波数帯域で、時分割で、交互に電波の周波数を交換するようにしてもよい。さらに、実施例７〜９を、３つ以上のレーダ（１１、１２に相当）に応用する場合には、周波数帯域を一致しないように重ねてもよいし、周期が同じで、位相を互いにずらして同じ周波数帯域で出力してもよい。このようにすれば、複数のレーダが同じ周波数を連続して出力することがないようにすることができる。

さらに、以上では、連続的に電波を出力する構成を示したが、他の車両との電波干渉がある場合には、それを避けるように、周波数を調整してもよいし、時間をずらすようにしてもよい。また、レーダ装置１は、電波の代わりに、光等の電磁波を送信してもよい。

さらに、本実施形態では、レーダ装置１が車両等の移動体に搭載される例を説明したが、本発明のレーダ装置１は必ずしも移動体に搭載される必要はない。

本発明は、例えば、車両等の移動体に備えるレーダ装置に応用できる。

本発明の実施形態に係るレーダの外観図 本発明の実施形態に係るレーダ装置の構成図 本発明の実施形態に係るレーダ装置の各レーダの電波の周波数変調パターンの実施例 本発明の実施形態に係るレーダ装置の各レーダの電波の周波数変調パターンの実施例 本発明の実施形態に係るレーダ装置の各レーダの電波の周波数変調パターンの実施例 本発明の実施形態に係るレーダ装置の各レーダの電波の周波数変調パターンの実施例

符号の説明

１０１…車両
１１、１２…レーダ
１１１、１１２…検出範囲
１３…重複範囲
２１…送信アンテナ
２２…受信アンテナ
２３…信号処理装置
２３０…モード切換
２４…波形メモリ
２５…ＶＣＯ
２６…方向性結合器
２７…ミキサ
２８…ＬＰＦ
２８０…ＣＷ用ＬＰＦ
２９…ＡＤ変換器
３…ＦＭ−ＣＷモード
３１…波形
４…ＣＷモード
４１…波形
９…制御装置

Claims (11)

1. 少なくとも２つのレーダを用いて周辺の障害物を検出するレーダ装置において、
   １つ以上の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信する第１のレーダと、
   １つ以上の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信する第２のレーダと、
   前記第１のレーダおよび前記第２のレーダを制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１のレーダおよび前記第２のレーダから同時に出力される電磁波の周波数が、互いに同じ周波数になる時間が連続しないよう、前記第１のレーダおよび前記第２のレーダを制御することを特徴とするレーダ装置。
2. 前記制御手段は、前記第１のレーダにおいて利用される周波数変調パターンと、前記第２のレーダにおいて利用される周波数変調パターンを異ならせることを特徴とする、請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記第１のレーダおよび前記第２のレーダは、いずれも、第１の周波数変調パターンと、当該第１の周波数変調パターンとは異なる第２の周波数変調パターンとを交互に切り替えながら電磁波を送信するものであり、
   前記制御手段は、前記第１のレーダおよび前記第２のレーダのうち、一方のレーダが前記第１の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信している間は、他方のレーダは前記第２の周波数変調パターンにしたがって電磁波を送信するように、前記第１のレーダおよび前記第２のレーダを制御することを特徴とする、請求項２に記載のレーダ装置。
4. 前記第１の周波数変調パターンはＣＷモードであり、前記第２の周波数変調パターンはＦＭ−ＣＷモードであることを特徴とする、請求項３に記載のレーダ装置。
5. 前記第１の周波数変調パターンであるＣＷモードの送信周波数が、前記第２の周波数変調パターンであるＦＭ−ＣＷモードの送信周波数帯域に含まれないように、前記第１の周波数変調パターンおよび前記第２の周波数変調パターンが設定されていることを特徴とする、請求項４に記載のレーダ装置。
6. 前記第１の周波数変調パターンであるＣＷモードの送信周波数が、前記第２の周波数変調パターンであるＦＭ−ＣＷモードの周波数帯域の上限または下限に一致するように、前記第１の周波数変調パターンおよび前記第２の周波数変調パターンが設定されていることを特徴とする、請求項４に記載のレーダ装置。
7. 前記第１の周波数変調パターンは、２つの送信周波数を交互に使用する２周波ＣＷモードであり、
   前記制御手段は、前記第１の周波数変調パターンであるＣＷモードの送信周波数と、前記第２の周波数変調パターンであるＦＭ−ＣＷモードの送信周波数とが一致するタイミングを、前記２周波ＣＷモードの送信周波数の切り替えタイミングに一致させることを特徴とする、請求項４乃至６のいずれか１項に記載のレーダ装置。
8. 前記第１の周波数変調パターンであるＣＷモードにおける電磁波の連続送信時間を、前記第２の周波数変調パターンであるＦＭ−ＣＷモードにおける電磁波の連続送信時間よりも短くすることによって、当該ＣＷモードの送信周波数が当該ＦＭ−ＣＷモードの送信周波数と一致することの無いように、前記第１の周波数変調パターンおよび前記第２の周波数変調パターンが設定されていることを特徴とする、請求項６乃至７のいずれか１項に記載のレーダ装置。
9. 前記第１のレーダにおいて利用される周波数変調パターンと、前記第２のレーダにおいて利用される周波数変調パターンとが、同一の周波数変調パターンであり、
   前記制御手段は、前記第１のレーダおよび前記第２のレーダから前記同一の周波数変調パターンにしたがってそれぞれ送信される電磁波の位相を互いに異ならせることを特徴とする、請求項１に記載のレーダ装置。
10. 前記同一の周波数変調パターンがＦＭ−ＣＷモードであることを特徴とする、請求項９に記載のレーダ装置。
11. 前記制御手段は、前記第１のレーダおよび前記第２のレーダのうち、一方のレーダから送信される電磁波の周波数が単調増加している間は、他方のレーダから送信される電磁波の周波数が単調減少するように、前記第１のレーダおよび前記第２のレーダを制御することを特徴とする、請求項１０に記載のレーダ装置。

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