JP2017211336A - レーダ装置および起動タイミング決定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】消費電力を低減した状態でパルスレーダによるレーダ処理を行うこと。【解決手段】レーダ装置１０は、複数の回路を含み、複数の回路を用いてレーダ信号を間欠的に送信し、複数の回路は前記レーダ信号が送信されない期間において起動が停止される、レーダ送信部１００と、レーダ送信部１００を構成する半導体のプロセスばらつきを検出するばらつき検出部１０９と、プロセスばらつきに応じて、複数の回路の各々の起動タイミングを決定するタイミング決定部１０８と、を具備する。【選択図】図１

Description

本開示は、レーダ装置および起動タイミング決定方法に関する。
近年、高分解能が得られるマイクロ波又はミリ波を含む波長の短いレーダ信号を用いたレーダ装置の検討が進められている。例えば、レーダ装置として、パルス波を繰り返し発信するパルスレーダが知られている。
パルスレーダが車両に搭載されて衝突防止などのセンサとして用いられる場合など、パルスレーダが多数用いられる場合には、同一周波数のパルス間で混信を起こす恐れがある。これに対して、複数のパルスレーダの各々のレーダ電波信号を識別できるように、レーダ電波信号を符号化（例えば、パルス圧縮処理）した符号化パルスレーダが用いられている。一般的に、符号化パルスには位相変調が用いられ、送信機及び受信機のそれぞれにおいて直交変調、直交復調が用いられる。
従来のパルスレーダの動作として、半導体チップ上の温度センサ出力に応じて、高温では間欠送信動作のＯＮ期間を短くし、低温では間欠送信動作のＯＮ期間を長くする技術がある（例えば、特許文献１を参照）。このように、パルスレーダは、半導体チップの温度に応じて消費電力を変えて、半導体チップの温度変化を低減し、温度変化によるレーダの特性変動を低減することができる。
特開２００６−１１２９１５号公報
Tsukizawa et.al. "A PVT-Variation Tolerant Fully Integrated 60GHz Transceiver for IEEE802.11ad" 2014 Symposium on VLSI Circuits
しかしながら、従来技術では、パルスレーダの消費電力が、半導体の温度のみでなく、半導体のばらつき（プロセスばらつき）に依存するという課題を有している。
本開示は、消費電力を低減した状態でパルスレーダによるレーダ処理を行うことができるレーダ装置および起動タイミング決定方法を提供する。
本開示の一態様に係るレーダ装置は、複数の回路を含み、前記複数の回路を用いてレーダ信号を間欠的に送信し、前記複数の回路は前記レーダ信号が送信されない期間において起動が停止される送信部と、前記送信部を構成する半導体のプロセスばらつきを検出するばらつき検出部と、前記プロセスばらつきに応じて、前記複数の回路の各々の起動タイミングを決定する決定部と、を有する。
本開示の一態様に係る起動タイミング決定方法は、複数の回路を含み、前記複数の回路を用いてレーダ信号を間欠的に送信する送信部を構成する半導体のプロセスばらつきを検出し、前記複数の回路は前記レーダ信号が送信されない期間において起動が停止され、前記プロセスばらつきに応じて、前記複数の回路の各々の起動タイミングを決定する。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示によれば、消費電力を低減した状態でパルスレーダによるレーダ処理を行うことができる。
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
実施の形態１に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１における各構成部の起動タイミングの一例を示す図 実施の形態１における各構成部の起動タイミングの一例を示す図 実施の形態１における各構成部の起動タイミングの一例を示す図 実施の形態１における各構成部の起動タイミングの一例を示す図 実施の形態２におけるレーダ装置の構成例を示すブロック図
以下、本開示の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
＜装置構成＞
まず、本開示に係るレーダ装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係るレーダ装置１０の構成の一例を示すブロック図である。
図１において、レーダ装置１０は、レーダ送信部１００と、レーダ受信部２００と、ローカル信号生成部３００と、を有する。なお、図１は、レーダ装置１０のＲＦ（Radio Frequency）フロントエンドの構成例を示す。
レーダ送信部１００は、ローカル信号生成部３００から入力されるローカル信号に基づいて、信号処理部（図示せず）から入力される符号化パルス（ベースバンド信号（ＩＱ信号））を用いてレーダ信号（例えば、ミリ波帯の高周波信号）を生成する。レーダ送信部１００は、アンテナを用いて、レーダ信号を間欠的に送信（間欠送信）する。レーダ送信部１００では、レーダ信号の送信タイミング間の期間（レーダ信号が送信されない期間）において、レーダ送信部１００を構成する複数の回路に対する電源供給が停止され、当該複数の回路は起動停止する。
レーダ受信部２００は、ターゲット（図示せず）により反射したレーダ信号である反射波信号を、アンテナを用いて受信する。レーダ受信部２００は、ローカル信号生成部３００から入力されるローカル信号を用いて、レーダ送信部１００と同期して、反射波信号の受信処理を行う。例えば、レーダ受信部２００は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）２０１、ミキサ２０２、ローカルバッファアンプ２０３、ベースバンドのＤＣオフセット調整部２０４，２０６、及び、ベースバンド可変利得アンプ２０５，２０７を備える。
ローカル信号生成部（局部発振器）３００は、レーダ送信部１００及びレーダ受信部２００のそれぞれに接続されている。ローカル信号生成部３００は、基準信号としてのローカル信号をレーダ送信部１００及びレーダ受信部２００に供給し、レーダ送信部１００及びレーダ受信部２００の処理を同期させる。ローカル信号生成部３００は、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路、ＬＰＦ（Low Pass Filter）、及び発振器を備える。
＜レーダ送信部１００の構成＞
図１に示すレーダ送信部１００は、ＬＰＦ１０１、ベースバンド移相部１０２、ベースバンドバッファアンプ１０３、ＤＣオフセット調整部１０４、直交変調ミキサ１０５、ローカルバッファアンプ１０６、パワーアンプ１０７、タイミング決定部１０８、及び、ばらつき検出部１０９を備える。
ＬＰＦ１０１は、ベースバンド信号である符号化パルス（ＩＱ信号）のエイリアス高調波を取り除く。
ベースバンド移相部１０２は、所望のビーム指向性を得るために、入力される符号化パルスに対して適切な位相回転を与えることにより、フェーズドアレイ機能を実現する。
ベースバンドバッファアンプ１０３は、ベースバンド移相部１０２からの出力信号（すなわち、ベースバンド信号）を増幅する。
ＤＣオフセット調整部１０４は、ベースバンドバッファアンプ１０３からの出力信号に対してＤＣオフセット値を加えて、ＤＣオフセット補正（レーダ信号の変調誤差の調整）を行う。ＤＣオフセット調整部１０４は、例えば、ＤＡＣ（ＤＡコンバータ）と、ベースバンド信号にＤＣバイアスを加える加算器とで構成されている。
直交変調ミキサ１０５は、ＤＣオフセット調整部１０４からの出力信号に対して直交変調を行い、高周波帯へアップコンバート（周波数変換）する。
ローカルバッファアンプ１０６は、ローカル信号生成部３００から入力されるローカル信号を増幅する。なお、レーダ送信部１００は、Ｎ逓倍回路（図示せず）により所定の周波数（ミリ波帯）に増加させたローカル信号を、ローカルバッファアンプ１０６に入力してもよい。
パワーアンプ１０７は、ＢＬＮ（バラン）を介して直交変調ミキサ１０５からの出力信号（すなわち、高周波信号）を増幅する。増幅された信号は、アンテナを介して送信される。
タイミング決定部１０８は、レーダ送信部１００を構成する、ベースバンド移相部１０２、ベースバンドバッファアンプ１０３、直交変調ミキサ１０５、ローカルバッファアンプ１０６、パワーアンプ１０７の各々の起動タイミングを決定する。例えば、タイミング決定部１０８は、信号処理部（図示せず）から入力される、レーダ送信部１００の起動を制御するための制御用信号（enable信号。以下、ＥＮ１信号と表す）、及び、ばらつき検出部１０９から入力される情報に基づいて、上記各構成部の起動タイミングを決定する。タイミング決定部１０８は、決定した起動タイミングを示す起動指示を各構成部にそれぞれ出力する。これにより、各構成部は、指示された起動タイミングにて起動する。なお、タイミング決定部１０８における起動タイミングの決定方法の詳細については後述する。
なお、ＤＣオフセット調整部１０４の起動タイミングは、信号処理部（図示せず）から入力される、ＤＣオフセット調整部１０４の起動を制御するための制御用信号（enable信号。以下、ＥＮ２信号と表す）に従って決定される。
ばらつき検出部１０９は、レーダ送信部１００内の各構成部（回路）が搭載される半導体チップのプロセスばらつきを検出する。例えば、ばらつき検出部１０９は、プロセスばらつきとして、レーダ送信部１００を構成する集積回路（IC）内のMOSトランジスタの閾値電圧（以下Vthと表す）、抵抗、又は、容量の標準値からのずれを検出する。具体的なばらつきの検出方法は、例えばMOSトランジスタのVth電圧については、非特許文献１のFig.3に示すように、定電流IBGRを被測定素子に流し、被測定素子で発生する電圧を比較する方法がある。また、抵抗についても、基準となる抵抗を外付け個別部品として用意し、当該抵抗で決まる基準電流をIC内部の抵抗に流し、発生する電圧を比較器などで比較することでプロセスばらつきを検知する方法がある。また、容量については、IC内にRC時定数を計測する回路（RC発振器の周波数をカウントする回路）でプロセスばらつきを検出する方法がある。これらの検出方法を用いることで、ばらつき検出部１０９は、プロセスばらつきを検出することができる。
＜レーダ送信部１００の動作＞
次に、上述したレーダ送信部１００における各構成部の起動タイミングの決定方法について詳細に説明する。
図１に示すレーダ送信部１００において、ＬＰＦ１０１、ベースバンド移相部１０２、ベースバンドバッファアンプ１０３、及び、ＤＣオフセット調整部１０４はベースバンド信号に対するベースバンド回路である。一方、レーダ送信部１００において、直交変調ミキサ１０５、ローカルバッファアンプ１０６、及び、パワーアンプ１０７は高周波信号（例えば、ミリ波高周波帯の信号）に対する高周波回路（以下、ミリ波高周波回路と呼ぶこともある）である。
ミリ波帯などに対応する高周波回路は、素子の駆動に必要な充放電電流が大きく、回路電流が大きくなる。このため、配線許容電流を満たすためには、高周波回路を構成する素子のサイズが比較的大きくなる。例えば、動作周波数８０ＧＨｚのソース接地アンプでは、Ｗ／Ｌ＝４０ｕｍ／４０ｎｍのサイズのトランジスタが用いられる。高周波回路では、電流を決める定電流源（数ｕＡ〜数１０ｕＡの電流）から、数ｍＡ〜１０数ｍＡのバイアス電流を作る際、ゲート又はデカップリング容量に充電する時間が長くなる。このため、高周波回路は、ベースバンド回路と比較して、立ち上がりに時間がかかる。
そこで、タイミング決定部１０８は、素子の駆動に必要な電流の大きい高周波回路の起動タイミングを、素子の駆動に必要な電流が小さいベースバンド回路の起動タイミングよりも早くする。
また、タイミング決定部１０８は、ばらつき検出部１０９で検出される半導体チップのプロセスばらつきに応じて、レーダ送信部１００の構成部の各々の起動タイミングを調整する。
例えば、ばらつき検出部１０９は、半導体（例えば、ＭＯＳトランジスタ）の閾値電圧（以下、「Ｖｔｈ」と表す）のばらつきを検出する。
以下では、プロセスばらつきによってＭＯＳトランジスタの閾値電圧Ｖｔｈが低めであり、高速の動作条件を有する状態を「Ｆａｓｔ」と表し、プロセスばらつきによってＭＯＳトランジスタの閾値電圧Ｖｔｈが高めであり、低速の動作条件を有する状態を「Ｓｌｏｗ」と表す。また、ＭＯＳトランジスタの閾値電圧ＶｔｈがＦａｓｔとＳｌｏｗの中間である標準の場合の動作条件を有する状態を「Ｔｙｐ」（Typical）と表す。つまり、プロセスばらつきによってトランジスタの動作条件が「Ｆａｓｔ」となる場合には、プロセスばらつきによってトランジスタの動作条件が「Ｓｌｏｗ」となる場合よりも、半導体の起動に要するゲート電圧が低く、起動開始から実際にＭＯＳトランジスタが起動するまでの時間が短い。
そこで、タイミング決定部１０８は、プロセスばらつきによるレーダ送信部１００の回路の動作条件が「Ｔｙｐ」の場合と比較して、プロセスばらつきによるレーダ送信部１００の回路の動作条件が「Ｆａｓｔ」の場合の起動タイミングをより遅くし、プロセスばらつきによるレーダ送信部１００の回路の動作条件が「Ｓｌｏｗ」の場合の起動タイミングをより早くする。
なお、ベースバンド信号は、ベースバンドのＤＡＣ（図示せず）から図１に示すＬＰＦ１０１の入力端子に印加される。そのため、レーダ送信部１００の入力回路部分、図１ではＬＰＦ１０１は、間欠送信中は常に起動（ＯＮ）し続ける。
また、レーダ送信部１００では直交変調を行っており、ＤＣオフセット調整部１０４において直交変調誤差（ＤＣオフセット）の補正が行われている。ＤＣオフセット調整部１０４でのＤＣオフセット値は、一般的なミキサではｍＶ単位の制御精度が必要である。このため、ＤＣオフセット調整部１０４の回路では、素子の相対精度を取るために半導体上での素子面積が大きくなり、高速動作が難しい。よって、仮に、レーダ送信部１００の間欠送信動作（ＯＮ／ＯＦＦ）に合わせてＤＣオフセット調整部１０４をＯＮ／ＯＦＦした場合、ＤＣオフセット調整部１０４の起動時間が、レーダ送信開始タイミングに間に合わずに、符号化パルスの始めの部分が送信できない可能性がある。
そこで、レーダ送信部１００は、ＥＮ１信号とは別の制御用信号（ＥＮ２信号）を用いて、ＤＣオフセット調整部１０４の起動を制御する。例えば、レーダ送信部１００は、符号化パルスを繰り返し送信し、間欠送信動作を行っている期間において、ＥＮ２信号を常にＯＮとする。つまり、レーダ送信部１００は、間欠送信動作を行っている間、ＤＣオフセット調整部１０４をＯＦＦしないでおく。これにより、ＤＣオフセット調整部１０４は、間欠送信中は常に起動（ＯＮ）し続ける。このように、レーダ送信部１００は、直交変調を間欠動作で行う際、ＤＣオフセット調整部１０４のような起動してＯＮするまでに時間がかかる構成部を常に起動させることで、全ての符号パルスを送信することができる。
また、レーダ受信部２００は、通常、あらゆる方向から反射してくる符号化パルスを受信しなければならないため、レーダ送信部１００の間欠送信時には常時起動（ＯＮ）する。
次に、図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂは、レーダ送信部１００の各構成部の起動タイミング及び間欠送信動作のＯＮ／ＯＦＦ期間の一例を示す。
図２Ａ及び図３Ａは、「Ｔｙｐ」の場合（Ｖｔｈが中間）の起動タイミングを示し、図２Ｂは、「Ｆａｓｔ」の場合（Ｖｔｈが低め）の起動タイミングを示し、図３Ｂは、「Ｓｌｏｗ」の場合（Ｖｔｈが高め）の起動タイミングを示す。
図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂは、最初、レーダ送信部１００の間欠送信動作がＯＮ期間の状態であり、ＥＮ１信号（制御用信号）の値０（起動停止を示す値）が入力されるタイミングtoffにおいて、全ての構成部は起動をＯＦＦにする。
［Ｔｙｐの場合］
図２Ａ及び図３Ａに示すように、タイミングtstartにおいて、ＥＮ１信号（制御用信号）として値１（起動開始を示す値）が入力されると、タイミング決定部１０８は、各構成部の起動タイミングを、tstartから所定時間経過後のタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３に決定する。タイミング決定部１０８は、別途供給されるクロック信号とフリップフロップとを組み合わせたプログラムカウンタを用いて、tstartから、ｔ１、ｔ２、ｔ３までのタイミングを決定してもよい。
具体的には、タイミング決定部１０８は、直交変調ミキサ１０５、ローカルバッファアンプ１０６及びパワーアンプ１０７、つまり、高周波回路に対して、最も早いタイミングｔ１で起動するように起動指示を出力する。また、タイミング決定部１０８は、ベースバンド回路であるベースバンドバッファアンプ１０３に対して２番目に早いタイミングｔ２で起動するように起動指示を出力する。そして、タイミング決定部１０８は、ベースバンド回路であるベースバンド移相部１０２に対して最も遅いタイミングｔ３で起動するように起動指示を出力する。
つまり、タイミング決定部１０８が起動指示を出力する順番は、ｔ１＜ｔ２≦ｔ３の関係を有する。ここで、ベースバンド移相部１０２（起動タイミング：ｔ３）と、ベースバンドバッファアンプ１０３（起動タイミング：ｔ２）は、後段の直交変調ミキサ１０５が起動するまでに両方の回路が安定状態になればよいため、ｔ２≦ｔ３とすることができる。
そして、全ての構成部が起動した後、タイミングｔ４にて、ベースバンド（ＢＢ）信号（ＩＱ信号）がベースバンドＩＣ（図示せず）より供給され、レーダ送信部１００は符号化パルスを送信する。
このように、タイミング決定部１０８は、レーダ送信部１００の構成部毎の起動に要する時間に応じて、符号パルスの出力タイミングｔ４に間に合うように起動タイミングを決定する。例えば、仮に、レーダ送信部１００の全ての構成部の起動を同時に開始した場合には、立ち上がりの遅い構成部（高周波回路）が起動するタイミングまで、他の構成部（ベースバンド回路）は待機する必要があり、電力を無駄に消費してしまう。つまり、この場合、立ち上がりの最も遅い構成部の起動時間により間欠動作のデューティが決定し、低消費電力化が図れない。これに対して、本実施の形態によれば、各構成部の立ち上がりに応じた起動タイミングが設定されるので、各構成部では、他の構成部の起動を待つことにより生じる無駄な電力消費を回避し、低消費電力化を図ることができる。
なお、ｔ１で必ずしも全ての高周波回路が一度に起動する必要はない。本実施の形態では、高周波回路は、ベースバンド回路より早く立ち上げることを特徴とし、各高周波回路の起動時間に応じて起動タイミングを可変としてもよい。
［Ｆａｓｔの場合］
図２Ｂでは、直交変調ミキサ１０５、ローカルバッファアンプ１０６及びパワーアンプ１０７の起動タイミングｔ５、ベースバンドバッファアンプ１０３の起動タイミングｔ６、及び、ベースバンド移相部１０２の起動タイミングｔ７の順序は、「Ｔｙｐ」の場合（図２Ａ）と同様であり、ｔ５＜ｔ６≦ｔ７の関係を有する。
また、図２Ｂでは、レーダ送信部１００から符号化パルスが出力されるタイミングｔ８は、「Ｔｙｐ」の場合のタイミングｔ４と同一である。
ただし、図２Ｂに示すように、タイミング決定部１０８は、起動タイミングｔ５、ｔ６、ｔ７を、「Ｔｙｐ」の場合の各々に対応する起動タイミングｔ１、ｔ２、ｔ３よりも遅く設定する。つまり、ｔ１＜ｔ５、ｔ２＜ｔ６、ｔ３＜ｔ７の関係を有する。
タイミング決定部１０８は、別途供給されるクロック信号とフリップフロップとを組み合わせたプログラムカウンタを用いて、tstartから、ｔ５、ｔ６、ｔ７までのタイミングを決定してもよい。また、タイミング決定部１０８は、上記関係を満たす起動タイミングｔ５、ｔ６、ｔ７を、プロセスばらつきに応じて切り替えてもよい。例えば、タイミング決定部１０８は、プロセスばらつきに応じたカウント値をルックアップテーブル（LUT）に予め記録してもよい。また、タイミング決定部１０８は、ばらつき検出部１０９の出力を用いて、カウント値を算出してもよい。
このように、タイミング決定部１０８は、Ｆａｓｔの場合には、レーダ送信部１００の構成部毎の起動に要する時間が短くなる分、符号パルスの出力タイミングｔ８に間に合うように、起動タイミングをより遅く決定する。これにより、本実施の形態によれば、各構成部の立ち上がりに応じた起動タイミングが設定されるので、各構成部では、無駄な電力消費を回避することができる。
［Ｓｌｏｗの場合］
図３Ｂでは、直交変調ミキサ１０５、ローカルバッファアンプ１０６及びパワーアンプ１０７の起動タイミングｔ９、ベースバンドバッファアンプ１０３の起動タイミングｔ１０、及び、ベースバンド移相部１０２の起動タイミングｔ１１の順序は、「Ｔｙｐ」の場合（図２Ａ）と同様であり、ｔ９＜ｔ１０≦ｔ１１の関係を有する。
また、図３Ｂでは、レーダ送信部１００から符号化パルスが出力されるタイミングｔ１２は、「Ｔｙｐ」の場合のタイミングｔ４と同一である。
ただし、図３Ｂに示すように、タイミング決定部１０８は、起動タイミングｔ９、ｔ１０、ｔ１１を、「Ｔｙｐ」の場合の各々に対応する起動タイミングｔ１、ｔ２、ｔ３よりも早く設定する。つまり、ｔ９＜ｔ１、ｔ１０＜ｔ２、ｔ１１＜ｔ３の関係を有する。
タイミング決定部１０８は、別途供給されるクロック信号とフリップフロップとを組み合わせたプログラムカウンタを用いて、tstartから、ｔ９、ｔ１０、ｔ１１までのタイミングを決定してもよい。また、タイミング決定部１０８は、上記関係を満たす起動タイミングｔ９、ｔ１０、ｔ１１を、プロセスばらつきに応じて切り替えてもよい。例えば、タイミング決定部１０８は、プロセスばらつきに応じたカウント値をルックアップテーブル（LUT）に予め記録してもよい。また、タイミング決定部１０８は、ばらつき検出部１０９の出力を用いて、カウント値を算出してもよい。
このように、タイミング決定部１０８は、Ｓｌｏｗの場合には、レーダ送信部１００の構成部毎の起動に要する時間が長くなる分、符号パルスの出力タイミングｔ１２に間に合うように、起動タイミングをより早く決定する。これにより、本実施の形態によれば、各構成部の立ち上がりに応じた起動タイミングが設定されるので、各構成部では、無駄な電力消費を回避することができる。
以上、レーダ送信部１００における各構成部の起動タイミングの決定方法について説明した。
このように、本実施の形態によれば、レーダ装置１０は、レーダ送信部１００を構成する半導体のプロセスばらつきに応じて構成部の起動タイミングを可変に決定する。こうすることにより、レーダ送信部１００では、プロセスばらつきに起因した起動時間を考慮した起動タイミングで各構成部がそれぞれ起動することができる。これにより、本実施の形態によれば、消費電力を低減した状態でパルスレーダによるレーダ処理を行うことができる。
（実施の形態２）
＜装置の構成＞
まず、本実施の形態に係る無線通信装置の構成について説明する。
図４は、本実施の形態に係るレーダ装置１０の構成の一例を示すブロック図である。
図４に示すレーダ装置１０は、レーダ送信部４００と、レーダ受信部２００と、ローカル信号生成部３００と、を有する。図４において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
レーダ送信部４００は、実施の形態１のレーダ送信部１００の構成に加え、温度検出部４０１及び電源電圧検出部４０２を新たに備える。
温度検出部４０１は、レーダ送信部１００の温度を検出する。また、電源電圧検出部４０２は、電源電圧値を検出する。
タイミング決定部４０３は、ＥＮ１信号、ばらつき検出部１０９から入力される情報、温度検出部４０１から入力される温度情報、及び、電源電圧検出部４０２から入力される電源電圧情報に基づいて、レーダ送信部１００の各構成部の起動タイミングを決定する。
タイミング決定部４０３は、ベースバンド移相部１０２の起動タイミング、ベースバンドバッファアンプ１０３の起動タイミング、直交変調ミキサ１０５とローカルバッファアンプ１０６とパワーアンプ１０７との起動タイミングを、実施の形態１で説明した関係を満たすようにそれぞれ決定する。
例えば、タイミング決定部４０３は、実施の形態１と同様、Ｆａｓｔの場合には起動タイミングを遅くし、Ｓｌｏｗの場合には起動タイミングを早くする。
また、タイミング決定部４０３は、レーダ送信部４００の温度が高い場合には起動タイミングを遅くし、レーダ送信部４００の温度が低い場合には起動タイミングを早くする。これは、高温状態ほど、半導体が動作するまでの時間が短くなり、低温状態ほど、半導体が動作するまでの時間が長くなるためである。
また、タイミング決定部４０３は、レーダ送信部４００の電源電圧が高い場合には起動タイミングを遅くし、レーダ送信部４００の電源電圧が低い場合には起動タイミングを早くする。これは、電源電圧が高いほど、半導体の動作条件を満たすまでの時間が短くなり、電源電圧が低いほど、半導体の動作条件を満たすまでの時間が長くなるためである。
タイミング決定部４０３は、起動タイミングを、プロセスばらつき、温度、電源電圧の組み合わせに応じて切り替えてもよい。例えば、タイミング決定部４０３は、プロセスばらつき、温度、電源電圧の組み合わせに応じたカウント値をルックアップテーブル（LUT）に予め記録してもよい。また、タイミング決定部１０８は、ばらつき検出部１０９、温度検出部４０１、電源電圧検出部４０２の出力を用いて、カウント値を算出してもよい。
なお、起動タイミングの決定に用いるパラメータは、プロセスばらつき、温度、電源電圧の少なくとも１つであってもよく、他の起動タイミングに影響を及ぼすパラメータであってもよい。
このように、本実施の形態によれば、レーダ送信部４００は、プロセスばらつきに加え、レーダ送信部４００の温度及び電源電圧の値に応じて、各構成部の起動タイミングを決定する。こうすることで、レーダ送信部４００は、レーダ送信部１００の構成部毎の起動に要する時間をより精度良く特定し、低消費電力化を図ることができる。
以上、本開示の各実施の形態について説明した。
（各実施の形態の変形例）
なお、上記実施の形態では、レーダ送信部１００，４００において、直交変調ミキサ１０５、ローカルバッファアンプ１０６及びパワーアンプ１０７をミリ波帯高周波回路として区切ったが、ミリ波高周波回路の組み合わせはこれに限定するものではない。
また、例えば、図２Ａにおいて、ミリ波帯高周波回路の起動時間をｔ１としているが、全てのミリ波帯高周波回路がｔ１で起動指示を受け取るのではなく、ベースバンド回路の起動時間ｔ２またはｔ３以前のタイミングで起動指示を受け取れるのであれば、構成部毎にタイミングが異なってもよい。図２Ｂ、３Ａ、３Ｂについても同様である。
また、上記実施の形態では、レーダ送信部１００におけるプロセスばらつきについて、ＭＯＳトランジスタの閾値電圧に基づいて検出する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ばらつき検出部１０９は、レーダ送信部１００を構成する回路における抵抗のばらつきを検出してもよく、レーダ送信部１００を構成する回路における容量のばらつきを検出してもよい。
（本開示のまとめ）
本開示に係るレーダ装置は、複数の回路を含み、前記複数の回路を用いてレーダ信号を間欠的に送信し、前記複数の回路は前記レーダ信号が送信されない期間において起動が停止される、送信部と、前記送信部を構成する半導体のプロセスばらつきを検出するばらつき検出部と、前記プロセスばらつきに応じて、前記複数の回路の各々の起動タイミングを決定する決定部と、を具備する。
本開示に係るレーダ装置において、前記送信部の温度を検出する温度検出部、を更に具備し、前記決定部は、前記プロセスばらつき及び前記温度に応じて、前記起動タイミングを決定する。
本開示に係るレーダ装置において、前記送信部の電源電圧を検出する電源電圧検出部、を更に具備し、前記決定部は、前記プロセスばらつき及び前記電源電圧に応じて、前記起動タイミングを決定する。
本開示に係るレーダ装置において、前記送信部は、ベースバンド回路と高周波回路とから構成され、前記決定部は、前記高周波回路の起動タイミングを、前記ベースバンド回路の起動タイミングよりも早くする。
本開示に係るレーダ装置において、前記決定部は、前記プロセスばらつきによる前記複数の回路の動作条件が高速の場合に前記起動タイミングをより遅くし、前記プロセスばらつきによる前記複数の回路の動作条件が低速の場合に前記起動タイミングをより早くする。
本開示に係るレーダ装置において、前記送信部は、前記レーダ信号の変調誤差を調整する調整部、を備え、前記調整部は、前記レーダ信号の間欠送信中に常に起動し続ける。
本開示に係るレーダ装置において、ローカル信号を生成する局部発振回路と、前記レーダ信号が物体に反射した反射波信号を受信する受信部と、を更に備え、前記局部発振回路、及び、前記受信部は、前記レーダ信号の間欠送信中に常に起動し続ける。
本開示に係るレーダ装置において、前記ばらつき検出部は、前記プロセスばらつきとして、前記送信部を構成する回路における抵抗のばらつきを検出する。
本開示に係るレーダ装置において、前記ばらつき検出部は、前記プロセスばらつきとして、前記送信部を構成するトランジスタの閾値電圧のばらつきを検出する。
本開示に係るレーダ装置において、前記レーダ信号に対して直交変調を施す直交変調部、を更に具備する。
本開示に係る、複数の回路を含み、前記複数の回路を用いてレーダ信号を間欠的に送信する送信部を構成する半導体のプロセスばらつきを検出し、前記複数の回路は前記レーダ信号が送信されない期間において起動が停止され、前記プロセスばらつきに応じて、前記複数の回路の各々の起動タイミングを決定する。
本開示の一態様は、符号化パルスレーダの低消費電力化に有用である。
１０ レーダ装置
１００，４００ レーダ送信部
１０１ ＬＰＦ
１０２ ベースバンド移相部
１０３ ベースバンドバッファアンプ
１０４ ＤＣオフセット調整部
１０５ 直交変調ミキサ
１０６ ローカルバッファアンプ
１０７ パワーアンプ
１０８，４０３ タイミング決定部
１０９ ばらつき検出部
２００ レーダ受信部
２０１ ＬＮＡ
２０２ ミキサ
２０３ ローカルバッファアンプ
２０４，２０６ ＤＣオフセット調整部
２０５，２０７ ベースバンド可変利得アンプ
３００ ローカル信号生成部
４０１ 温度検出部
４０２ 電源電圧検出部

Claims (11)

  1. 複数の回路を含み、前記複数の回路を用いてレーダ信号を間欠的に送信し、前記複数の回路は前記レーダ信号が送信されない期間において起動が停止される、送信部と、
    前記送信部を構成する半導体のプロセスばらつきを検出するばらつき検出部と、
    前記プロセスばらつきに応じて、前記複数の回路の各々の起動タイミングを決定する決定部と、
    を具備するレーダ装置。
  2. 前記送信部の温度を検出する温度検出部、を更に具備し、
    前記決定部は、前記プロセスばらつき及び前記温度に応じて、前記起動タイミングを決定する、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  3. 前記送信部の電源電圧を検出する電源電圧検出部、を更に具備し、
    前記決定部は、前記プロセスばらつき及び前記電源電圧に応じて、前記起動タイミングを決定する、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  4. 前記送信部は、ベースバンド回路と高周波回路とから構成され、
    前記決定部は、前記高周波回路の起動タイミングを、前記ベースバンド回路の起動タイミングよりも早くする、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  5. 前記決定部は、前記プロセスばらつきによる前記複数の回路の動作条件が高速の場合に前記起動タイミングをより遅くし、前記プロセスばらつきによる前記複数の回路の動作条件が低速の場合に前記起動タイミングをより早くする、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  6. 前記送信部は、前記レーダ信号の変調誤差を調整する調整部、を備え、
    前記調整部は、前記レーダ信号の間欠送信中に常に起動し続ける、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  7. ローカル信号を生成する局部発振回路と、前記レーダ信号が物体に反射した反射波信号を受信する受信部と、を更に備え、
    前記局部発振回路、及び、前記受信部は、前記レーダ信号の間欠送信中に常に起動し続ける、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  8. 前記ばらつき検出部は、前記プロセスばらつきとして、前記送信部を構成する回路における抵抗のばらつきを検出する、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  9. 前記ばらつき検出部は、前記プロセスばらつきとして、前記送信部を構成するトランジスタの閾値電圧のばらつきを検出する、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  10. 前記レーダ信号に対して直交変調を施す直交変調部、を更に具備する、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  11. 複数の回路を含み、前記複数の回路を用いてレーダ信号を間欠的に送信する送信部を構成する半導体のプロセスばらつきを検出し、前記複数の回路は前記レーダ信号が送信されない期間において起動が停止され、
    前記プロセスばらつきに応じて、前記複数の回路の各々の起動タイミングを決定する、
    起動タイミング決定方法。
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