JP2978409B2 - レーダ信号プロセッサ - Google Patents

レーダ信号プロセッサ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【クロスレファレンス】本発明は、１９９３年９月７日
に出願された米国特許出願第０８／１１７，２６６号の
一部継続出願であり、そして該特許出願は、１９９１年
９月３０日に出願された米国特許出願第０７／７６７，
９５３号の一部継続出願である。
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明はレーダシステムに係り、
より詳細には、レーダシステムのためのレーダ信号プロ
セッサに係る。
【０００３】
【従来の技術】所望のフィールド内の物体を検出するた
めにレーダセンサが一般に使用されている。典型的な感
知システムは、レーダ、レーザ、赤外線（ＩＲ）又は超
音波の原理を使用するものが開発されている。しかしな
がら、これらシステムは、各々欠点がある。現在のレー
ダセンサは、進歩したモノリシックのミリメータ波集積
回路（ＭＭＩＣ）及びコンパクトなパッチアンテナ技術
を組み込むには低過ぎる周波数で動作する。一般に、こ
れらのセンサユニットは、かさばる上に、ホストシステ
ムに一体化することが困難である。更に、現在のレーダ
センサユニットは非常に多数の部品を必要とし、ユニッ
トを高価なものにする。その結果、これらシステムは、
モジュラー性及び融通性が限定され、それ故、用途が限
定される。典型的なレーザセンサは、一般に、潜在的に
健康上危険であるのに加えて、コストが高いという問題
がある。更に、霧や煙といった環境条件によって制限を
受ける。赤外線及び超音波センサは、ノイズに加えて環
境上の障害及び他の同様のソースからの障害に敏感であ
ることを含む制約がある。
【０００４】種々の用途の多数のシステムに容易に組み
込むことのできる効果的で、コンパクトで且つ融通性が
ある一体的レーダセンサが要望されている。特に、自動
車、宇宙及び防衛関連の用途等では、コンパクトで、低
コストで、融通性のあるレーダセンサが要望されてい
る。このような用途は、このようなレーダセンサを自動
車に組み込んで衝突回避の目的でブラインドスポット
（盲点）検出器を形成することを含む。四輪駆動機能を
伴うような進歩した乗物設計では、航行制御目的、正確
な乗物速度測定及び四輪操向のために、乗物の真の地上
速度を決定するスマートなセンサが必要とされる。更
に、進歩した適応サスペンションシステムとして、乗物
の高さを決定すると共に、路面を前方に投影するような
スマートなセンサも必要とされている。更に、軍用とし
て、夜間の運行中や、霧及び戦場の煙のような悪条件の
もとで、装甲車両、重ロボット装置及び全ての形式の輸
送装置に衝突回避のために設けられるコンパクトなモジ
ュール式の低コストセンサが必要とされている。
【０００５】このような用途のためのセンサシステムが
開発され、提供されている。典型的なシステムは、一般
に、レーダ、レーザ、赤外線及び超音波センサを使用し
ている。しかしながら、これらのシステムは、コストが
高い上に、性能が悪く、サイズが大きく、しかも融通性
が限定されているために、広く配備されていない。
【０００６】そこで、効果的で、低コストで、コンパク
トで且つ操作が安全なレーダセンサを得ることが要望さ
れる。更に、種々のシステムに容易に組み込むことので
きるレーダセンサを得ることも要望される。このような
システムは、ブラインドスポット検出器、真の地上速度
測定装置、乗物高さ測定装置及び他の種々の用途を備え
た自動車を含む。
【０００７】レーダセンサを構成する従来の方法は、個
別部品である電子装置とアンテナを使用している。電子
装置は、通常、環境保護及び電磁シールドのためにシー
ルされた導電性ボックス内にパッケージされる。次い
で、電子装置とアンテナが組み立てられる。別の従来の
方法は、電子装置をホーンアンテナ内にパッケージする
ものである。更に別の解決策は、供給組立体を反射器又
はレンズアンテナシステムと組み合わせて使用するもの
である。このような設計は、かさばる上に、高価であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】それ故、電子装置及び
アンテナシステムをコンパクトにパッケージされたレー
ダシステムに一体化するようなレーダシステムが要望さ
れる。
【０００９】従来のデジタルレーダ信号プロセッサは、
一般に、かさばる上に、適度なターゲット報告応答時間
を与えることができず、及び／又は乗物のレーダシステ
ムに使用するにはコストがかかり過ぎる。他の従来の乗
物レーダ信号プロセッサは、ノイズ信号及び高いクラッ
タ、例えば、道路標識やガードレール等によって生じる
クラッタを伴う環境において動作することができない。
【００１０】又、従来のコスト効率のよい乗物レーダ信
号プロセッサは、速度、加速度及びレンジが可変である
乗物を追跡すると共に、他の乗物が存在するときに単一
の乗物を追跡するという顕著な問題に遭遇している。
【００１１】従来の乗物レーダ信号プロセッサは、一般
に、可変ポイント演算のような複雑な数学的ルーチンを
実行し及び／又は除算を用いた多数の演算を実行するた
めに比較的コストが高く且つ複雑なプロセッサを備えて
いる。除算は、他の演算に比して、マイクロプロセッサ
を用いて実行するには比較的時間がかかる。
【００１２】それ故、従来のレーダ信号プロセッサの上
記欠点に向けられた改良されたレーダ信号プロセッサが
要望される。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のレーダシステム
は、送信信号を発生すると共に、ターゲットによって反
射された信号を受信するためのレーダトランシーバを備
えている。このレーダシステムは、送信信号と反射信号
を混合信号へと合成するためのミクサを備えている。レ
ーダ信号プロセッサは、該ミクサに接続されたサンプリ
ング装置であって、上記混合信号をサンプリングしそし
てサンプル混合信号を発生するためのサンプリング装置
を備えている。該サンプリング装置に接続されたスペク
トル推定装置は、ある大きさのスペクトル成分を各々含
む複数のレンジビンを含んだレンジプロファイル信号を
発生する。このスペクトル推定装置に接続されたスレッ
シュホールド装置は、上記レンジプロファイル信号から
ターゲットスペースアレーを発生する。このスレッシュ
ホールド装置に接続されたターゲット判断装置は、上記
ターゲットスペースアレーから最至近ターゲットに対す
る推定レンジ及び速度信号を発生する。
【００１４】本発明の更に別の特徴においては、スペク
トル推定装置は、上記サンプリング装置に接続された時
間窓装置であって、スペクトルの漏れを減少するように
上記サンプル混合信号を時間窓関数で乗算することによ
って窓信号を発生するための時間窓装置を備えている。
時間窓関数は、持ち上げられた(raised)コサイン関数で
ある。スペクトル推定装置は、更に、上記時間窓装置に
接続された発生装置であって、一連のスペクトル成分を
含む周波数スペクトル信号を発生するための発生装置を
備えることができる。この発生装置は、高速フーリエ変
換を使用して、周波数スペクトル信号を発生することが
できる。
【００１５】本発明の更に別の特徴においては、上記ス
ペクトル推定装置は、更に、上記発生装置に接続された
大きさ装置であって、スペクトル成分の大きさを各々含
む複数のレンジビンを含んだ大きさレンジプロファイル
信号を発生するための大きさ装置を備えることができ
る。上記スペクトル推定装置は、更に、この大きさ装置
に接続された等化装置であって、周波数に対して実質的
に一定のノイズフロアを有する複数のレンジビンを含ん
だ等化レンジプロファイル信号を発生するための等化装
置を備えることができる。
【００１６】本発明の更に別の特徴においては、上記ス
ペクトル推定装置は、更に、上記等化装置に接続された
平均化装置であって、上記等化レンジプロファイル信号
を少なくとも１つの手前のレンジプロファイル信号で積
分して、積分レンジプロファイル信号を発生すると共
に、その信号対雑音比を増加するための平均化装置を備
えることができる。
【００１７】本発明の更に別の特徴においては、上記ス
レッシュホールド装置は、複数のレンジビンを含むスレ
ッシュホールドレンジプロファイル信号を発生し、そし
てそのスレッシュホールドレンジプロファイル信号のレ
ンジビンを積分レンジプロファイル信号のレンジビンと
比較するための比較装置を備えている。スレッシュホー
ルド装置は、スレッシュホールドレンジプロファイル信
号の対応するレンジビンより上の大きさを有するレンジ
プロファイル信号のレンジビンに対しターゲットフラグ
を発生する。スレッシュホールドレンジプロファイル信
号のレンジビンの大きさは、レンジプロファイル信号の
複数の隣接するレンジビンの大きさに関連している。ス
レッシュホールド装置は、更に、レンジプロファイル信
号における複数の隣接するレンジビンの大きさを平均化
するための移動窓を有する平均化装置を含むことができ
る。乗算装置は、その平均値をスレッシュホールド定数
で乗算し、スレッシュホールドレンジプロファイル信号
における１つのレンジビンに対する検出スレッシュホー
ルド値を発生することができる。増加装置が移動窓を増
加させる。制御手段は、スレッシュホールドレンジプロ
ファイル信号の各レンジビンに対する検出スレッシュホ
ールド値を発生するために、平均化装置、乗算装置及び
増加装置を繰り返し作動する。
【００１８】スレッシュホールド装置は、更に、隣接レ
ンジビンにおけるターゲットフラグを合成しそして隣接
レンジビンの中央のレンジビンにおいて単一のターゲッ
トフラグを発生するためのセントロイド装置を備えるこ
とができる。
【００１９】本発明の更に別の特徴においては、ターゲ
ット判断装置は、ターゲットスペースアレーを用いて少
なくとも１つのターゲットに対するターゲットレンジ及
び速度を導出するようにハフ変換を行うことにより収集
モードを実行するための第１推定手段を備えている。
【００２０】本発明の更に別の特徴においては、ターゲ
ット判断装置は、ターゲットスペースアレーを用いて少
なくとも１つのターゲットに対するターゲットレンジ、
速度及び加速度を導出するようにハフ変換を行うことに
より追跡モードを実行するための第２推定手段を備えて
いる。
【００２１】本発明の他の目的、特徴及び効果は、容易
に明らかであろう。
【００２２】
【実施例】本発明の種々の効果は、添付図面を参照した
好ましい実施例の以下の詳細な説明から当業者に容易に
明らかとなろう。図１は、本発明によるコンパクトなミ
リメータ波（ＭＭＷ）レーダセンサ１０を示すブロック
回路図である。このレーダセンサ１０は、モノリシック
のミリメータ波集積回路（ＭＭＩＣ）トランシーバ１２
を用いている。トランシーバ１２はＭＭＷ送信及び受信
機能を備えており、これらは、公知の標準的な写真平板
技術を用いて単一のモノリシックチップ１３に一体化さ
れる。トランシーバ１２は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）
２０を備え、これは増幅器２２に接続される。この増幅
器２２は、更に、カプラー２５に接続され、該カプラー
は、送受切換器２４のポートＡに接続される。前置増幅
器２８は、アンテナ１４によって受け取られた反射信号
を増幅するために送受切換器２４のポートＢに接続され
る。バランス型ミクサ２６が設けられていて、その入力
が前置増幅器２８の出力に接続されている。バランス型
ミクサ２６は、更に、電圧制御発振器２０及び送信増幅
器２２によって発生された送信信号に対するカプラー２
５の出力である漏れ信号を受け取るようにも構成され
る。バランス型ミクサ２６は、送信信号と反射信号との
差を与えるように構成される。バランス型ミクサ２６の
出力は、レンジ情報を含むビート周波数として知られて
いる中間周波（ＩＦ）である。別の実施例においては、
送受切換器２４及びカプラー２５を除去して簡単なカプ
ラーに置き換え、更にコストを節減すると共に小型化す
ることができる。
【００２３】アンテナ１４は、送受切換器２４のポート
Ｃに接続される。アンテナ１４は、マイクロストリップ
パッチアンテナでよい。当業者であれば、他のアンテナ
構成も容易に明らかであろう。アンテナ１４は、高周波
変調キャリア信号を監視されるべき所望のフィールド全
体に送信する。この送信信号は、周波数が約３５ないし
９４ＧＨｚである。又、それより高い周波数を使用して
もよい。更に、アンテナ１４は、フィールド内に位置す
る物体から送信信号が反射することにより生じる反射信
号を受信するようにも構成される。
【００２４】ＩＦ前置増幅器３０は、バランス型ミクサ
２６の出力に接続され、そこからのＩＦ出力信号を増幅
する。このＩＦ前置増幅器３０の出力には、高いダイナ
ミックレンジを備えている自動利得制御増幅器３２が接
続される。この自動利得制御増幅器３２の出力にはアナ
ログ／デジタルコンバータ３４が接続されて、そこから
の信号を受け取る。アナログ／デジタルコンバータ３４
は、デジタル信号プロセッサ１６のクロック３７からク
ロック信号を受け取り、デジタル信号プロセッサ１６へ
デジタル出力を与える。アナログ／デジタルコンバータ
３４は、標準在庫の８ビットコンバータであり、ＩＦ信
号を処理して約４８ｄＢのダイナミックレンジを与える
ことができる。更に、デジタル信号プロセッサ１６には
デジタル／アナログコンバータ３６が接続されて、そこ
から入力信号を受け取る。このデジタル／アナログコン
バータ３６は、利得制御信号を自動利得制御増幅器３２
へ与え、該増幅器は約５０ｄＢのダイナミックレンジを
与える。自動利得制御増幅器３２は、アナログ／デジタ
ルコンバータ３４、デジタル信号プロセッサ１６、及び
デジタル／アナログコンバータ３６と組み合わされて、
ダイナミックレンジ調整制御ループ３５を形成する。こ
の制御ループ３５は、ターゲット反射の変動及び所望の
距離の範囲を処理するのに必要なダイナミックレンジを
与える。
【００２５】ＦＭ変調器４０は、デジタル信号プロセッ
サ１６に接続されて、そこから方形波信号を受け取る。
ＦＭ変調器４０は、その方形波形と同じ周期で三角変調
波形信号を与えるように構成される。ＦＭ変調器４０の
出力は、トランシーバ１２の電圧制御発振器２０の入力
に接続され、そこに周波数変調信号を与える。
【００２６】デジタル信号プロセッサ１６は、更に、外
部インターフェイス４２に接続される。この外部インタ
ーフェイス４２は、出力ディスプレイ４４及び入力端子
４６への接続を与える。デジタル信号プロセッサ１６
は、ＡＴ＆Ｔにより製造されたもので、モデル番号ＤＳ
Ｐ１６である。又、モートローラ５６００１及びテキサ
スインスツルーメンツＴＭＳ３２０Ｃ１５のような他の
適当なデジタル信号プロセッサも使用できる。デジタル
信号プロセッサ１６は、必要な処理機能及び埋め込まれ
たインテリジェンス機能を全て実行する。プロセッサ１
６は、デジタルフィルタ作用、積分及び他の種々の処理
機能を行うための処理能力を備えている。本質的に、デ
ジタル信号プロセッサ１６は、制御信号を発生し、監視
されているフィールド内の物体からの反射信号を検出
し、そしてそこから出力応答を与えるように構成され
る。周波数シフト及び他の情報から、デジタル信号プロ
セッサ１６は、距離情報を与える。
【００２７】コンパクトな電圧レギュレータ４７は、１
２ＶのＤＣ電源から＋５ＶのＤＣ供給を与える。別のコ
ンパクトな電圧レギュレータ４８は、１２ＶのＤＣ電源
から＋１０ＶのＤＣ供給を与える。別の実施例では、異
なる電圧レギュレータを用いて、他の電圧源から＋５Ｖ
及び＋１０ＶのＤＣを与えることもできる。
【００２８】図２は、モノリシックのミリメータ波集積
回路（ＭＭＩＣ）トランシーバ１２の一実施例を示すブ
ロック図である。このトランシーバ１２は、ＦＭ変調器
４０からＦＭ変調信号を受け取りそこから周波数変調キ
ャリア信号を発生するための電圧制御発振器（ＶＣＯ）
２０を備えている。この電圧制御発振器２０は、キャリ
ア信号を発生するために単一の高電子移動度トランジス
タ（ＨＥＭＴ）及びそれに関連したタンク回路を備えて
いる。電圧制御発振器２０は、発振器のタンク回路に配
置されたバラクタに電圧を印加することにより変調され
る。電圧制御発振器２０の出力には、第１増幅段２１及
び第２増幅段２３を有する２段増幅器２２が接続され
る。この増幅器２２により増幅された信号は、次いで、
送受切換器２４及びカプラー２５を経てアンテナ１４に
送られる。増幅器２２の出力は、カプラー２５のポート
Ｄに接続される。カプラー２５のポートＥは、送受切換
器２４のポートＡに接続される。アンテナ１４への送信
出力は、送受切換器２４のポートＣを経て与えられる。
電圧制御発振器２０と増幅器２２との組み合わせによっ
て送信器５０が形成される。
【００２９】トランシーバ１２は、更に、第１段２９及
び第２段２７を有する２段前置増幅器２８を備えてい
る。この前置増幅器２８は、アンテナ１４によって収集
された反射信号を受け取って増幅する。バランス型ミク
サ２６が前置増幅器２８の出力に接続されている。この
バランス型ミクサ２６と前置増幅器２８とで受信器５２
を形成する。送受切換器２４及びカプラー２５は、送信
器５０を受信器５２から分離するためのネットワークを
形成する。カプラーは、受信器５２のバランス型ミクサ
２６に対して基準送信信号路を形成すると共に、送受切
換器２４及びアンテナ１４に対して送信路を形成する。
バランス型ミクサ２６は、基準信号と反射信号との間の
差を与え、ビート周波数として知られている中間周波
（ＩＦ）を得る。これにより得られるビート周波数は、
２つの信号間の周波数の差を含む。
【００３０】図３に示す別の実施例のＭＭＩＣトランシ
ーバ１２’においては、図２に示された元の構成の送受
切換器２４及びカプラー２５が単一のカプラー３１に取
り替えられて、ＭＭＩＣトランシーバの更なるコスト節
約とサイズの小型化が図られている。電圧制御発振器２
０と、２段の送信増幅器２１及び２３は、チップのレイ
アウト以外は元の送信器と基本的に同じである。２段増
幅器２７及び２９と、バランス型ミクサ２６も、チップ
のレイアウトと、バランス型ミクサ２６が基準信号とし
て使用される漏れ送信信号を更に受け取ることを除け
ば、元の実施例と同様である。漏れ信号は、電圧制御発
振器２０によって発生された信号が増幅器２３から新た
なカプラー３１を横切り漏れ路３９を経て増幅器２９へ
と伝達されることによるものである。ＭＭＩＣトランシ
ーバのこの別の実施例は、送信器５０と受信器５２との
間の分離を与えながらも、この漏れ信号を効果的に利用
するものである。
【００３１】図４は、ミリメータ波帯域のマイクロスト
リップパッチアンテナとして設計されたアンテナ１４を
示している。複数の放射／受信マイクロストリップパッ
チ５４が４×４のアレーで設けられている。別の実施例
では、４×２及び４×１アレーも使用できる。マイクロ
ストリップパッチ５４は、マイクロストリップフィード
ライン５６によって接続される。アンテナ１４は、プリ
ント回路板上にエッチングされ、複数のこのようなマイ
クロストリップパッチ５４を種々のアレー設計で設ける
ことができる。このアレー設計は、異なる用途に対する
種々のカバー域要求を果たすようなビーム形状を本質的
に決定する。これにより得られるアンテナ１４は、小型
で且つ平らであり、そのパッチパターンは、種々の用途
及び取付要求に適応するように容易に変更することがで
きる。自動車の用途の場合には、この平らなアンテナ
は、レーダセンサを、乗物の尾灯組立体、サイドミラー
組立体又は後部バンパーに組み込めるようにする。一例
として示された特定のアンテナ設計は、その全サイズが
１．５インチ×１．５インチ未満である。しかしなが
ら、特定の用途に基づいて種々の形状及びサイズを使用
することができる。
【００３２】図５は、デジタル信号プロセッサ１６の主
たる機能を示すブロック図である。デジタル信号プロセ
ッサ１６により実行される信号処理機能は、クラッタを
除去し、偽警報を減少しそして感度を高めるためのデジ
タルフィルタ作用及び積分を含む。埋め込まれたインテ
リジェンス機能は、判断ロジック、制御、表示、通知制
御及び自己テストである。デジタル信号プロセッサ１６
は、考えられる最も低い反復コストを達成するために、
これらの機能をファームウェアにおいて実行する。ファ
ームウェアは、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）において
形成されるマシンコードのようなソフトウェアを含む。
デジタル信号プロセッサ１６は、アナログ／デジタルコ
ンバータコンバータ３４からデジタルデータを読み取
り、そして自動利得制御増幅器３２に適用される利得制
御を計算する。
【００３３】動作に際し、デジタル信号プロセッサ１６
のファームウェアは、レーダデータの完全なスイープに
おいて読み取りを行い、約２．５ＭＨｚのサンプリング
レートでデータを捕獲する。デジタル信号プロセッサ１
６は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を計算する。全エネ
ルギーは、ＦＦＴ計算から推定され、そして自動利得制
御増幅器３２に送られる利得制御信号を計算するのに使
用される。変換されたデータは、更に、有効な戻りを検
出するためにレンジビンに分割される。多数のスイープ
が変換され累積されて、受信信号の信号対雑音比で６ｄ
Ｂの処理利得が得られる。デジタル信号プロセッサは、
次いで、クラッタの影響を減少するためにスペクトルの
重み付けを行う。有効な戻りを検出するために、レンジ
ビンにはスレッシュホールド判断関数が適用される。こ
れらの戻りは、以前のスイープからの多数の過去の判断
と比較される。過去の戻りと比較することにより、デジ
タル信号プロセッサ１６は、環境が変化するときに、有
効な戻りの区別性を増大しそして妨害及びスプリアスな
戻りを除去するように判断スレッシュホールド及びクラ
ッタ重み付け関数を適応させる。更に、デジタル信号プ
ロセッサ１６は、最も近くにある有効な戻りを決定す
る。最終的に、周期的に更新される表示が判断を与え
る。
【００３４】図６ないし９は、本発明の特定のレーダセ
ンサ例に対するパッケージング設計を示している。レー
ダセンサモジュール６０は、ハウジングサブ組立体６２
と、レードーム／カバー６４と、電子サブ組立体とを有
するように示されており、この電子サブ組立体は、支持
プレート（図示せず）と、２つのプリント回路板組立体
６６及び６８とを有している。一方のプリント回路板組
立体６８は、支持プレートの上部に積層され、そこにエ
ッチングされたパッチアンテナ組立体と、ＭＭＩＣトラ
ンシーバを、前置増幅回路と共に有している。この組立
体は、柔軟なジャンパケーブルにより、支持プレートの
後部に取り付けられた他方の多層デジタルプリント回路
板組立体６６に接続される。この第２のプリント回路板
組立体６６は、モジュールのサイズを最小にするために
その両面に部品が取り付けられている。レードーム／カ
バー６４は、モジュール６０の上部に接合され、全モジ
ュール６０に対する衝撃保護及び湿気シールを形成す
る。ここに述べる本発明は、この特定のモジュール設計
に限定されるものではなく、異なる用途ではその変更が
必要となる。
【００３５】図１０ないし１４を参照すれば、レーダシ
ステム１００のコンパクトな内蔵パッケージングシステ
ムは、下部の電子装置ハウジング１０４と、一体的なコ
ネクタ１０６とを備えている。図１０の下部ハウジング
１０４は、長方形の形状であるが、他の形状も意図され
る。絶縁基板１０８は、その底面１１２（図１１）に取
り付けられたレーダ回路１１０を備えている。この絶縁
基板１０８の上面１１５にはグランドプレーン１１４が
形成される。グランドプレーン１１４のスロット１１６
及び１１７は、以下に詳細に述べるように、電磁エネル
ギーを送信及び受信する。
【００３６】下部ハウジング１０４は、デジタル信号処
理回路（ＤＳＰＣ）１１８を配置し支持する。このＤＳ
ＰＣ１１８は、図１ないし９に関連して開示したＤＳＰ
Ｃでもよいし、従来のＤＳＰＣを使用することもでき
る。送信及び受信開口１２１及び１２０を含むフレーム
１１９は、絶縁基板１０８の上に配置され、絶縁基板１
０８と以下に述べる周波数選択表面（ＦＳＳ）１２２と
の間に均一な間隔を与える。送信及び受信開口１２５及
び１２４を含むスペーサ１２３は、ＦＳＳ１２２の上面
に配置される。レードーム１２６は、レーダシステム１
００の性能に著しい影響を与えることなく、レーダシス
テム１００が動作される環境条件の有害な影響（例え
ば、雨、埃、どろ、等）からレーダシステム１００を保
護する。
【００３７】レードーム１２６は、種々の材料で作るこ
とができる。レーダシステム１００が送信信号を放射し
そして反射信号を受信するところの多数の材料に対する
透過データをテーブルＡ（以下に示す）に示す。「透
過」とは、材料によって吸収されずに放射される送信信
号の割合を指す。テーブルＡから明らかなように、多数
の異なる材料を効果的に利用することができる。 テーブルＡ 材料 厚み（ミル） 周波数(GHz) 透過率 マイラー 5 35 99.5 140 95.0 テフロン 60 35 92.0 140 95.0 レクサン 55 35 72.0 140 81.0 レクサン（被覆） 55 35 68.0 140 80.0 プレキシガラス 375 35 60.0 140 60.0 プレキシガラス 250 140 70.0 ポリエチレン 5 35 99.0 140 100.0
【００３８】基板１０８の底面に配置されたレーダ回路
１１０は、ＭＭＩＣトランシーバ１３２と、スロット１
１６及び１１７に接続されたマイクロストリップフィー
ドライン１３４及び１３６と、図１ないし９について上
記したＩＦ／変調回路（ＩＦ／ＭＣ）１３８とを含むこ
とができる。基板１０８をＤＳＰＣ１１８に対して配置
するように長方形のスペーサ１３９を使用できるが、他
の間隔どり手段も意図される。固定具１４０は、下部ハ
ウジング１０４、ＤＳＰＣ１１８、絶縁基板１０８、フ
レーム１１９、ＦＳＳ１２２、スペーサ１２３及びレー
ドーム１２６をコンパクトな一体的なユニットに接続す
る。レードーム１２６は、スペーサ１２３に取り付ける
ことができる。或いは又、レードーム１２６は、固定具
１４０を受け入れるための複数の穴を含むこともできる
し、又はスペーサ１２３をレードーム１２６に一体的に
形成することもできる。絶縁基板１０８、フレーム１１
９及び下部ハウジングユニット１０４は、レーダ回路１
１０及びＤＳＰＣ１１８をハーメチックシールされた環
境に包囲する。
【００３９】ＦＳＳ１２２は、メタル又はメタル被覆プ
ラスチックで作られた穴付きプレートである。ＦＳＳ１
２２は、送信孔１４６及び受信孔１４８を含み、その各
々は複数の均一離間された穴１５０を含んでいる。ＦＳ
Ｓ１２２は、基板１０８の上に配置される。マイクロス
トリップフィードライン１３４及び１３６により給電さ
れるスロット１１６及び１１７は、電磁エネルギーを送
信及び受信する。マイクロストリップフィードライン１
３４及び１３６、グランドプレーン１１４に形成された
スロット１１６及び１１７、フレーム１１９、絶縁基板
１０８及びＦＳＳ１２２は、レーダシステム１００の一
体的なアンテナ１４４を形成する一方、レーダシステム
１００の包囲体の一部分も形成する。
【００４０】ＩＦ／ＭＣ１３８と、マイクロストリップ
フィードライン１３４及び１３６の両方は、アルミナ又
は水晶で形成できる基板１０８の底面１１２に形成され
る。グランドプレーン１１４は、例えば、銅又は金のよ
うな金属を用いて基板１０８の上面１１５に形成され
る。
【００４１】図１５ないし２０は、多数の公知アンテナ
放射構成を示している。図１５は、絶縁基板２０８の底
面２０６に形成されたマイクロストリップフィードライ
ン２０４を含むスロット放射アンテナ２００の上面図で
あり、そして図１６は、その側面図である。絶縁基板２
０８の上面２１２に形成されたグランドプレーン２１０
は、スロット２１４を含み、これは、グランドプレーン
２１０の上の上半分のスペース（＋Ｚ方向）及びグラン
ドプレーン２１０の下の下半分のスペース（−Ｚ方向）
へ放射を行う。Ｚ平面内である方向（典型的にはレーダ
電子装置から離れる）に電磁放射を最大にする一方、Ｚ
平面内で逆方向に、例えば、レーダ又は他の回路が配置
されたところでは、電磁放射を最小にすることが所望さ
れる。
【００４２】従来のアンテナ設計では、＋Ｚ平面内であ
る方向に最大放射を得る一方、−Ｚ平面内で逆方向に放
射を最小にするために、図１７、１８に示す反射グラン
ドプレーン構成２３０と、図１９、２０に示すスロット
結合パッチ構成２３２とを含む２つの構成が提供されて
いる。
【００４３】明瞭化のために、参照番号は、図１５から
適宜使用する。図１７及び１８の反射グランドプレーン
構成２３０は、−Ｚ方向に１８０°、換言すれば、＋Ｚ
方向に放射を反射する反射グランドプレーン２３４を備
えている。グランドプレーン２１０がこの反射グランド
プレーン２３４から距離「Ｄ」（ほぼ１／４波長であ
る）だけ離間されている場合には、反射グランドプレー
ン２３４から＋Ｚ方向に反射された電磁放射は、グラン
ドプレーン２１０によって＋Ｚ方向に放射される電磁放
射と同相である。
【００４４】しかしながら、反射グランドプレーン構成
２３０は、本発明の一体的なレーダセンサ１００では効
率的に使用できない。先ず第１に、グランドプレーン２
１０と反射グランドプレーン２３４との間に進行する電
磁界は、それらの間に配置された電子回路、例えば、Ｉ
Ｆ／ＭＣ１３８、ＤＳＰＣ１１８、マイクロストリップ
フィードライン１３４等に悪影響を及ぼす。第２に、反
射グランドプレーン２３４とグランドプレーン２１０と
の間のスペース「Ｄ」は、それらの間に配置される電子
回路を受け入れるには不充分である。
【００４５】図１９及び２０に示す従来のスロット結合
パッチ構成２３２は、第１の絶縁基板２５６の底面２５
４にエッチングされたマイクロストリップフィードライ
ン２５２を備えている。スロット２６０が形成されたグ
ランドプレーン２５８は、第１の絶縁基板２５６の上面
２６２に形成される。第２の絶縁基板２６６の底面２６
４は、グランドプレーン２５８に接触している。パッチ
２６８は、第２の絶縁基板２６６の上面２７０に形成さ
れ、マイクロストリップフィードライン２５２のインピ
ーダンスと＋Ｚ方向にインピーダンスマッチングして最
大の電磁エネルギー伝達を得るように設計される。換言
すれば、パッチ２６８は、＋Ｚ方向に電磁エネルギーを
流し易くする状態を形成する。スロット２６０の長さ
は、通常、−Ｚ方向における電磁放射を更に減少するよ
うに共振長さより短い。
【００４６】しかしながら、スロット結合パッチ構成２
３２は、本発明の一体的なレーダセンサ１００と共に効
果的に使用することができない。先ず第１に、スロット
結合パッチ構成２３２は、マイクロ波周波数における材
料のロスが大きいために効率が低い。第２に、スロット
結合パッチ構成２３２は、第１及び第２の絶縁基板２５
６及び２６６が通常は薄いために堅牢性の低い構造であ
る。
【００４７】図２１及び２２は、本発明の一体的なアン
テナ１４４を詳細に示している。マイクロストリップフ
ィードライン１３４は、絶縁基板１０８の底面１１２に
エッチングされている。グランドプレーン１１４は上面
１１５に形成され、そこにはスロット１１６及び１１７
が形成されている（図２１、２２には示さず）。ＦＳＳ
１２２は、グランドプレーン１１４上に離間され（フレ
ーム１２３により）、それらの間には絶縁体として働く
空気が存在する。
【００４８】本発明によるＦＳＳ１２２は、従来の周波
数選択面とは異なる。慣例的に、周波数選択面は、絶縁
基板上にエッチングされたクロスダイポール（又はジェ
ルサレムクロス、トリポール、ダイポール、長方形、円
形ディスク）アレーを含む。換言すれば、銅のような金
属が絶縁基板上に選択された特定形状で付着されるか又
は印刷される。慣例的な周波数選択面の設計は、広範な
研究の主題であり、例えば１９７９年７月のＩＥＥＥト
ランザクションズ・オン・アンテナズ・アンド・プロパ
ゲーション、第ＡＰ−２７巻、第４号に掲載されたアグ
ローアル及びインブリール著の「ダイクロイックサブリ
フレクタの設計(Design of a DichroicSubreflector)
」；ＩＥＥＥアンテナズ・アンド・プロパゲーション
・シンポジウム、第２巻、第７０８−７１１ページに掲
載されたチェン、インガーソン及びチェン著の「広帯域
先鋭カットオフダイクロイックの設計(The Design of W
ide-band Sharp Cut-off Dichroic)」；及び１９８４年
５月のＩＥＥＥトランザクションズ・オン・アンテナズ
・アンド・プロパゲーション、第ＡＰ−３２巻、第５号
に掲載された「クロスダイポール及びジェルサレムクロ
スの周期的アレーで構成された周波数選択面のスペクト
ルドメイン分析(Spectral-domain Analysis ofFrequenc
y Selective Surfaces Comprised of Periodic Arrays
of Cross Dipoles and Jerusalem Crosses)」を参照さ
れたい。これらは全て参考としてここに取り上げるもの
である。
【００４９】これに対して、本発明のＦＳＳ１２２（図
１２）は、クロス、ジェルサレムクロス、トリポール、
ダイポール、長方形又は円形の形状である穴１５０をも
つメタルプレートを用いて形成される。他の形状も容易
に明らかであろう。各形状に対する放射パターン及びイ
ンピーダンスは公知であり、例えば、絶縁基板上に形成
された従来のクロス及びジェルサレルクロス（図１３）
のインピーダンス及び放射パターンは、上記の参考文献
に説明されている。バビネの原理を用いて、本発明によ
るＦＳＳ１２２の放射パターンを導出することができ
る。バビネの原理は、Ｃバラニスの「アンテナ理論：分
析及び設計(Antenna Theory: Analysis &Design) 」の
第４９７ページ；Ｔコングの「電磁波理論(Electromagn
etic WaveTheory) 」の第３６６ページ；及びＴミリガ
ンの「近代的なアンテナ設計(Modern Antenna Design)
」の第７０ページに述べられている。これらは全て参
考としてここに取り上げる。
【００５０】本発明のＦＳＳ１２２は、従来のクロス及
びジェルサレムのクロス放射器に対して相補的な放射構
造である。ＦＳＳ１２２は、これが従来のクロス（又は
他の形状）と組み合わされたときに、重畳部のないソリ
ッドなスクリーンが形成されるので、相補的な構造であ
る。これらの原理を他の形状に拡張できることが容易に
明らかであろう。
【００５１】ＦＳＳ１２２のインピーダンス、磁界及び
電界は、従来のクロス（又は他の形状）のインピーダン
ス、磁界及び電界からも予想することができる。簡単に
述べると、従来のクロス放射器（又は他の形状）の磁界
は、相補的なＦＳＳ１２２の電界に関連している。同様
に、従来のクロス（又は他の形状の）放射器の電界はＦ
ＳＳ１２２の磁界に関連している。従来のクロス（又は
他の形状の）放射器及びＦＳＳ１２２のインピーダンス
は、従来の放射構造及びＦＳＳ１２２が配置される媒体
の本来のインピーダンスに関連している。又、ＦＳＳ１
２２により与えられるインピーダンスは、ＦＳＳ１２２
とグランドプレーン１１４との間の距離に関連してい
る。
【００５２】ＦＳＳ１２２は、上半分のスペースのイン
ピーダンス（例えば、＋Ｚ方向における）を、パッチア
ンテナ２３２より相当に高い効率で、マイクロストリッ
プフィードライン１３４及び１３６のインピーダンスに
マッチングさせる。ＦＳＳ１２２は金属又は金属被覆プ
ラスチックで作られるので、一体的なアンテナ１４４
は、従来の設計よりも堅牢で耐久性があり、従って、レ
ーダシステム１００のパッケージ性能を改善する。
【００５３】図２３及び２４には、コンパクトなパッケ
ージのレーダシステム１００を組み込んだ乗物３００が
示されている。この乗物３００は、そのサイドドア３０
５又は他の部分に取り付けられたサイドミラー３０４を
備えている。このサイドミラー３０４は、外部ハウジン
グ３０６と、ミラー３０８を支持し位置設定する機構
（図示せず）とを備えている。ミラー３０８から窓が切
られ、この窓にレーダシステム１００が取り付けられ
る。或いは又、適当な電磁特性をもつ材料が使用される
場合には、レーダシステム１００は、ミラー３０８の後
面３１０に取り付けることができる。
【００５４】或いは、レーダシステム１００は、乗物３
００の後部の尾灯組立体３２０に組み込むこともでき
る。この後部の尾灯組立体３２０は、プラスチックで形
成できるカバー３２４を通して照明する電球組立体３２
２を含むことができる。レーダ組立体１００は、後部の
尾灯組立体３２０のカバー３２４の内面３３０に取り付
けることができ、レードーム１２６に取って代わる一体
的なレードームとして働くカバー３２４を経て送信及び
受信信号を放射及び受信することができる。明らかなよ
うに、カバー３２４は、これに電磁放射を通流できるよ
うにする電磁特性を有していなければならない。或いは
又、レーダシステム１００のレードーム１２６に電磁放
射を直接当てられるように、カバー３２４から窓を切る
こともできる。
【００５５】自動車のような乗物３００に取り付けられ
たレーダシステム１００は、インテリジェントな航行制
御システム、衝突回避システム、クラッシュ予想システ
ム、レーン変更システム、バックアップ警報システム、
視覚助成システム、地上速度測定システム、地上高さ測
定システム、等に使用することができる。明らかなよう
に、レーダシステム１００は、自動車のような乗物３０
０に関連して以上に述べたが、他の用途も容易に明らか
であろう。例えば、レーダシステムは、警察のレーダシ
ステムや、周辺監視システムにも使用できる。又、レー
ダシステムは、通信システム及び他のレーダ用途のため
の整相アレーアンテナとしても使用できる。
【００５６】レーダ信号プロセッサ 上記したレーダセンサは著しい量のデータを発生し、こ
れらを信号プロセッサによって分析して、ターゲットデ
ータ信号、例えば、ターゲットの推定レンジ及びレンジ
レート（相対スピード又は速度）信号を形成し、これを
用いて制御信号を発生し、例えば、ブザー及び／又は指
示ライトをトリガーしたり、ブレーキを作動したり、等
々を行えるようにしなければならない。このようなター
ゲットデータ信号は、レーダ信号プロセッサ（ＲＳＰ）
３８０によって迅速に形成しなければならず、さもなく
ば、ターゲットデータ信号（例えば、推定レンジ及び相
対速度信号）は無効の推定値になってしまう。レーダセ
ンサを大量生産される乗物に組み込むべき場合には、レ
ーダ信号プロセッサは比較的安価なものでなければなら
ない。
【００５７】図２６及び２７には、図１のレーダセンサ
１０に接続することのできる本発明によるレーダ信号プ
ロセッサ（ＲＳＰ）３８０が示されている。ＲＳＰ３８
０はレーダセンサ１０に関連して説明するが、従来のレ
ーダセンサにも容易に使用できる。ＲＳＰ３８０は、例
えば、ＲＳ−２３２コネクタのようなインターフェイス
３９０を経て、入力及びディスプレイ装置３８４、コン
トローラ３８６及びメモリ３８８（ＲＡＭ、ＲＯＭ等を
含む）に接続することができる。コントローラ３８６及
びＲＳＰ３８０は、以下に詳細に述べるように、被制御
装置３９４と対話する。
【００５８】ＲＳＰ３８０は、図１のレーダセンサ１０
のバランス型ミクサ２６の出力をサンプリングするデー
タサンプリング装置４０４を備えている。ＲＳＰ３８０
は、レーダの電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０の直線スイ
ープを開始する。図１に示したトランシーバ１２のミク
サ２６は、送信信号を反射信号と合成して、検出される
ターゲットのレンジに関連した混合出力信号を発生す
る。多数のターゲットが検出される場合には、混合出力
信号は、各ターゲットに対応する周波数の和となる。
【００５９】図２６ないし３０を参照すれば、データサ
ンプリング装置４０４は、混合出力信号をサンプリング
し、そして図２８に示すサンプル混合出力信号４０６を
発生する。エネルギー推定装置４１０は、このサンプル
混合出力信号４０６の全エネルギーを推定し、そして利
得制御装置４１１は、図１及び２６のミクサ２６の信号
路にある自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器３２に対する利
得制御信号を発生する。スペクトル推定装置４１４は、
以下に詳細に述べるように、データサンプリング装置４
０４からのサンプル混合出力信号のスペクトルを推定す
る。
【００６０】スペクトルの推定 スペクトル推定装置４１４は、時間ドメイン窓装置４１
８を備え、これは、データサンプリング装置４０４によ
って発生されたサンプル混合出力信号４０６を時間ドメ
イン窓関数４２０で乗算し、窓信号４２４を発生する。
時間ドメイン窓装置４１８は、スペクトルの漏れを減少
し、窓信号４２４を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）装置４
２８へ出力し、該装置は周波数スペクトル信号を発生す
る。この周波数スペクトル信号は、一連のスペクトル成
分を含んでいる。
【００６１】ＦＦＴ装置４２８に接続された大きさ決定
装置４３２は、スペクトル成分の大きさを計算し、そし
て大きさレンジプロファイル信号４３６を発生する。こ
の大きさレンジプロファイル信号４３６は、複数のレン
ジビンを含む（図３０の拡大部分４４０は、多数の隣接
するレンジビンを示している）。各レンジビンは、スペ
クトル成分に関連され、そして関連スペクトル成分の大
きさを含んでいる。換言すれば、図３０の周波数軸は、
複数のレンジビンに分割される。各スペクトル成分の大
きさは、特定の周波数における信号強度に関連してい
る。信号強度は、所与のレンジにおけるターゲットの有
無に関連している。更に、例えば、ピーク４４１のよう
なピークの周波数は、ターゲットまでの距離に関連して
いる。図３０には、スペクトル成分の大きさを各々含む
複数のレンジビンが連続的な曲線として示されている
が、複数のレンジビンは、至近離間されたレンジビンに
対する個別の大きさ（又は振幅）であることが当業者に
明らかであろう。
【００６２】大きさ決定装置４３２は、大きさレンジプ
ロファイル信号４３６をノイズ等化装置４４４へ出力す
る。サンプルされた混合信号４０６は、周波数の低下と
共に増加するノイズ特性を有しているので、大きさレン
ジプロファイル信号４３６はノイズ等化装置４４４によ
って等化されて、周波数に対して一定のノイズフロアを
有する等化されたレンジプロファイル信号４４６が発生
される。この等化されたレンジファイル信号４４６も、
図３１に拡大部分４５２で示されたようなレンジビンを
有することに注意されたい。
【００６３】ノイズ等化装置４４４は、等化されたレン
ジプロファイル信号４４６を平均化即ち積分装置４５６
へ出力し、該装置は、その等化されたレンジプロファイ
ル信号４４６をその手前の等化されたレンジプロファイ
ル信号で積分して、信号対雑音比（ＳＮＲ）を増加し、
これにより、検出の確率を高める（図３１と３２のＳＮ
Ｒを比較されたい）。積分されたレンジプロファイル信
号４６０も、図３２に拡大部分４６６で示されたように
多数のレンジビンを含んでいる。平均化装置４５６は、
積分されたレンジプロファイル信号４６０を発生し、こ
の信号は、以下に述べるように、適応スレッシュホール
ド装置４６４へ出力される。
【００６４】適応スレッシュホールド動作 適応スレッシュホールド装置４６４は、各レンジビンの
信号強度を評価し、そしてターゲットの有無を指示する
ようにレンジビンにおいてターゲットフラグを発生す
る。適応スレッシュホールド装置４６４は、複数のレン
ジビン、例えば、９個のレンジビンを含む移動窓４６８
（図２７に示す窓平均化装置４７０を用いて）を定義す
る。付加的な又はそれより少数のレンジビンを用いても
よいことが明らかであろう。図３３において、「窓１」
は位置１における移動窓を指し、・・・「窓Ｎ」は位置
Ｎにおける移動窓を指し、等々となる。窓平均化装置４
７０は、各窓に対し、積分されたレンジプロファイル信
号４６０のレンジビンの大きさを平均化する。例えば、
図３３において、窓平均化装置４７０は、レンジビン０
−８を平均化し（窓平均化レンジプロファイル信号は、
４７５で示す）、乗算装置４７２は、その平均値を装置
４７３に記憶されたスレッシュホールド定数で乗算し、
そして検出スレッシュホールド値を記憶する（例えば、
中央のレンジビン４に）。明らかなように、移動窓は、
増加され（図２７の増加装置４７４により）、そして適
応スレッシュホールド装置は、全体的にスレッシュホー
ルドレンジプロファイル信号と称する他の検出スレッシ
ュホールド値を発生する。上記の例を続けると、移動窓
は増加され、そしてレンジビン１ないし９は、平均化さ
れ、スレッシュホールド定数で乗算され、そしてスレッ
シュホールドレンジプロファイル信号のレンジビン５に
記憶される。移動窓は増加され、そして付加的な値が他
のレンジビンに対して記憶されるが、これは、積分され
た全レンジプロファイル信号に対してスレッシュホール
ドレンジプロファイル信号が発生されるまで行われる。
或いは又、平均化窓レンジプロファイルに平均値を記憶
しそして後でスレッシュホールド定数を乗算してもよ
い。更に別の変型が容易に明らかであろう。比較装置４
７８は、積分されたレンジプロファイル信号をスレッシ
ュホールドレンジプロファイル信号と比較し、そしてス
レッシュホールドレンジプロファイル信号の関連レンジ
ビンより上の積分レンジプロファイル信号の各レンジビ
ンに対しターゲットフラグを発生する。
【００６５】適応スレッシュホールド装置４６４は、も
し所望ならば、第３の解決策である一致方法を使用する
ことができ、これは、所与のレンジビンに対する積分レ
ンジプロファイル信号を、その同じレンジビンに対して
発生されるその後の積分レンジプロファイル信号と比較
するものである。この一致方法は、同じレンジビンに対
する積分レンジプロファイル信号が、Ｎ個の積分レンジ
プロファイル信号のうちの少なくともＭ個に対して検出
スレッシュホールドより上にあることを必要とする。こ
の一致方法は、次々の積分における同じレンジビンに対
する多数の偽警報のおそれが非常に低くなるので、偽警
報を相当に減少させる。
【００６６】適応スレッシュホールド装置４６４は、積
分レンジプロファイルの隣接レンジビンがそれに関連す
るスレッシュホールドレンジプロファイル信号に対する
レンジビンより上にあるときに多数の隣接レンジビンに
対してフラグを発生できることが明らかであろう。適応
スレッシュホールド装置４６４は、図３４に４８０で示
された隣接フラグが１つのターゲット、例えば、第１タ
ーゲットでトリガーされたと仮定し、セントロイド装置
４８４を用いてセントロイド動作を実行し、隣接レンジ
ビン４８０のフラグを単一レンジ値４９０（図３５）に
減少する。例えば、図３４の４８２のような隣接レンジ
ビンにおける他の一群のターゲットフラグに対して付加
的なセントロイド動作を行って、別の中央レンジビンに
おける単一のレンジ値４９２が形成される。このよう
に、適応スレッシュホールド装置４６４は、セントロイ
ド動作を行って、ターゲットプロファイル信号４９４を
発生する。図３５に示された例示的なターゲットプロフ
ァイル信号４９４は、２つの離間されたターゲットを含
んでいる。
【００６７】セントロイド動作の後に、適応スレッシュ
ホールド装置４６４は、ターゲットプロファイル信号を
過去のターゲットプロファイル信号のスタックに追加
し、図３６に示すターゲットスペースアレーを発生する
と共に、そのターゲットスペースアレーの最も古いター
ゲットプロファイルアレーを破棄する。適応スレッシュ
ホールド装置４６４は、ターゲット判断装置５００に接
続され、該装置は、動作中に収集及び追跡の２つのモー
ドを実行する。
【００６８】ターゲット判断装置−２−Ｄパラメータ推
定 デフォールトにより、ターゲット判断装置５００は、２
−Ｄパラメータ推定装置５０４をトリガーすることによ
り収集モードを実行し、そしてこのパラメータ推定装置
は、適応スレッシュホールド装置４６４により発生され
た２−Ｄターゲットスペースアレーに基づいて計算を行
い、各ターゲットの速度及び各ターゲットまでの距離を
推定する。２−Ｄパラメータ推定装置５０４は、あり得
べき検出されたターゲットの速度及びそのターゲットま
での距離に関する成分を含む２−Ｄ推定信号を発生す
る。
【００６９】２−Ｄパラメータ推定装置５０４に接続さ
れたターゲット判断装置５００は、２−Ｄ推定信号を評
価し、そして有効なターゲットが存在するかどうかを判
断する。スレッシュホールドレンジプロファイル信号よ
り大きなターゲットのみが、ハフ変換を用いて分析さ
れ、そして一定速度の運動であるに充分なほど密接に相
関したターゲット路のみが、２−Ｄハフスペースにおけ
るスレッシュホールド動作にパスする。ターゲットは、
それが充分なスレッシュホールド動作間隔にわたって持
続しそしてその経路が相対的に非加速経路に相関してい
る場合は有効である。ターゲット判断装置５００は、有
効なターゲットが存在すると判断した場合に、収集モー
ドを終了しそして追跡モードを開始する。或いは又、２
−Ｄパラメータ推定装置５０４は、２−Ｄ推定信号をイ
ンターフェイス３９０を経てコントローラ３８６に出力
することができる。コントローラ３８６は、有効なター
ゲットが存在するかどうか判断しそしてターゲット判断
装置５００を追跡モードへトリガーすることができる。
コントローラ３８６は、必要に応じて他の動作を開始す
ることができる。
【００７０】収集モードの間にターゲットの速度及びタ
ーゲットまでの距離を推定するために、適応スレッシュ
ホールド装置４６４は、２−Ｄターゲットスペースアレ
ーを２−Ｄパラメータ推定装置５０４へ出力する。ター
ゲットプロファイルは、タイミング情報と共に、図３６
に示すような２−Ｄターゲットスペースアレー（距離及
び時間）を定める。
【００７１】２−Ｄパラメータ推定装置５０４は、ハフ
変換を用いて、２−Ｄターゲットスペースアレーを、レ
ンジ及び速度データを含む２−Ｄ推定信号に変換し、ヒ
ストグラムを形成する。ハフ変換は、参考としてここに
取り上げる「複雑なパターンを認識するための方法及び
手段(A Method and Means for Recognizing ComplexPat
terns) 」と題するポールＶハフ氏の米国特許第３，０
６９，６５４号に開示されている。
【００７２】ハフ変換により発生されたレンジ及び速度
データは、２−Ｄレンジ−速度ヒストグラム（図３８）
へと定量化される。レンジ−速度ヒストグラムのビンの
サイズは、スペクトル推定装置４１４により発生される
個別のレンジビンのサイズ、次々のレンジプロファイル
間の時間間隔、及び移動時間窓の時間巾に関連してい
る。ハフ変換によって発生されたレンジ及び速度データ
が２−Ｄレンジ−速度ヒストグラムのビンに収集される
ときには、図３８において５１０でターゲットレンジ及
び速度を識別するピークがレンジ−速度ビンに形成され
る。ターゲットが一定速度曲線に沿って移動する場合に
は、ピークを容易に識別できる。ターゲットが一定の速
度曲線に沿って移動しない場合或いはスプリアスなデー
タ点又はクラッタが存在する場合にも、ターゲット速度
及びレンジを、以下に述べるように識別することができ
る。
【００７３】ハフ変換方法は、直線軌道（一定速度）及
び／又はカーブした軌道（加速度）を用いた計算により
ターゲットレンジ及びターゲット速度データを発生す
る。レンジビンに対するレンジプロファイルは、本物の
ターゲットとみなすためには、ハフ変換のほとんどの時
間巾にわたり、スレッシュホールドレンジプロファイル
信号の対応レンジビンより上に保持されねばならない。
レンジプロファイルをスレッシュホールドレンジプロフ
ァイル信号より上に保持する必要があることは、偽警報
を生じ得るスプリアスデータ、クラッタ及びノイズ信号
を更に弁別することになる。この計算された軌道からタ
ーゲット速度を決定することができる。
【００７４】簡単化のために、ハフ変換を非加速ターゲ
ットに適用する場合を以下に説明する。２−Ｄターゲッ
トスペースアレーは、パラメータ推定装置５００又はコ
ントローラ３８６によりハフ変換を用いて分析されて、
直線軌道が検出される。理想的な非加速点ターゲット
は、例えば、図３６に示すように、時間と共に直線を形
成するターゲットフラグを含む２−Ｄターゲットスペー
スアレーを有している。しかしながら、自動車のような
複雑なターゲットは、理想的な点ターゲットよりも大き
く、自動車の多数の異なる部分によってレーダ送信信号
を反射することができる。ハフ変換は、これらの複雑な
ターゲットを受け入れることができる。
【００７５】ハフ変換は、２−Ｄのｘ（レンジ）及びｙ
（時間）スペースにおける点を、２−Ｄの傾斜及び切片
スペースにおける線へとマップする。ｘ−ｙスペースに
おける各点は、傾斜−切片スペースにおける線を発生す
る。速度又はレンジレートは傾斜値から導出することが
でき、レンジは切片値から導出することができる。２−
Ｄレンジ−速度ヒストグラムは、複数の定量化されたビ
ンより成り、これらは各定量化ビン内の値を有するサン
プルの発生を累積又はカウントする。このように累積さ
れたカウントを、以下、定量化ビンに対する「得票(vot
e)」と称する。これらの得票を含む複数の定量化ビンを
備えた２−Ｄレンジ−速度ヒストグラムは、ハフ変換を
用いてｘ−ｙスペースの多数の点から速度及びレンジに
対する確率密度関数を近似する。
【００７６】追跡モードは、加速／減速ターゲットを考
慮するために３−Ｄパラメータ推定を使用するもので、
これは、問題とするターゲットに集中するように減少３
−Ｄハフスペースにおいて実行される。収集モードは、
全ての適度な速度及び位置を含む大きな２−Ｄハフスペ
ースにわたり２−Ｄパラメータ推定を使用する。
【００７７】ターゲット判断装置−３−Ｄパラメータ推
定 追跡モードにおいては、ＲＳＰ３８０は、３−Ｄパラメ
ータ推定装置５３０をトリガーし、該装置は、ターゲッ
トスペースアレーに基づいて計算を行い、ターゲットの
距離、速度及び加速度を推定する。ハフ変換は、ターゲ
ットスペースアレー（レンジ、時間）を、図３９ないし
４２に示した３−Ｄハフスペース（レンジ、速度及び加
速度）へと変換する。
【００７８】３−Ｄパラメータ推定装置５３０は、レン
ジ、速度及び加速度の現在値のまわりの間隔を定める
（又は追跡スレッシュホールド信号を発生する）ことに
よりレンジゲートを使用し、ターゲットが追跡されると
きにターゲットと共に移動する追跡立体を３−Ｄハフス
ペース内に形成する。換言すれば、１つの間隔に対して
ターゲット速度、レンジ及び加速度を推定した後に、そ
の後のサンプルにおけるターゲットのレンジ及び速度
は、比較的一定の加速度を仮定して推定することができ
る。その後のサンプルに対する３−Ｄ追跡立体は、その
後のサンプルに対する推定レンジ及び速度を中心とする
ものである。３−Ｄパラメータ推定装置５３０は、３−
Ｄヒストグラム（レンジ、速度、加速度）を用いて、現
在レンジ、速度及び加速度を識別する。
【００７９】図３９ないし４２は、例示的な３−Ｄヒス
トグラムを示している。図３９は、第１の加速度の値に
対するレンジ及び速度ビンを示している。図４０は、第
２の加速度の値に対するレンジ及び速度ビンを示してい
る。図４１は、第３の加速度の値に対するレンジ及び速
度ビンを示している。図４２は、第４の加速度の値に対
するレンジ及び速度ビンを示している。３−Ｄヒストグ
ラムを用いて、ターゲットに対するレンジ、速度及び加
速度を決定することができる。図３９ないし４２の例に
おいて、図３９のピーク５２０は、ターゲットに対する
最もありそうな速度Ｄ、レンジＲ及び第１加速度値を識
別する。図４０ないし４２における他の加速度値は、低
いピークを有し、従って、レンジ、速度及び加速度のあ
まりあり得ない解を表している。
【００８０】例えば、追跡スレッシュホールドが１つの
ヒストグラムビンにおいて５ボルトにセットされそして
レンジ、速度及び加速度の特定値に対して最も高い現在
確率密度を表す（３−Ｄ追跡立体において）追跡信号が
７ボルトである場合には、追跡カウンタが２ボルト増加
される。追跡信号が４ボルトである場合には、追跡カウ
ンタは１ボルト減少される。このように、３−Ｄパラメ
ータ推定装置は、ヒステリシスを与える。レンジ、速度
又は加速度の測定値が３−Ｄ追跡立体の外側である場合
には、その測定値はスプリアスであるとみなされ、無視
される。有効な追跡が決定される（ハフスペースにおい
て３−Ｄヒストグラムにより）時間間隔のたびに、最大
値に達するまでカウンタが増加される。スレッシュホー
ルド検出及びハフ変換追跡によりターゲットが依然とし
て明確な限りは、カウンタがその最大値に保持される。
ある時間間隔中にターゲットを見失ったときには、カウ
ンタが減少される。カウンタ値が依然正であるときにタ
ーゲットを再び捕えた場合には、それが前記のように再
び増加される。充分に接近した状態で著しい回数の見失
いが生じたためにカウンタがゼロになった場合には、タ
ーゲットが失われたと仮定し、収集モードが開始され
る。
【００８１】加速度パラメータは追跡モードにおいて必
要とされる。というのは、追跡される乗物は、通常、一
定速度で移動しないからである。乗物が２−Ｄハフスペ
ース（レンジ、速度−−２−Ｄ推定信号とも称する）の
みを用いて追跡されそして乗物がブレーキを掛けた場合
には、減速度（負の加速度）により２−Ｄターゲットス
ペースにおいてターゲットは不鮮明なものとなり、ヒス
トグラムを用いた検出は非常に困難となる。加速度パラ
メータがないと、ＲＳＰ３８０はターゲットを見失う。
【００８２】上記したように、ターゲット判断装置５０
０、又は２−Ｄパラメータ推定装置５０４に接続された
コントローラ３８６は、２−Ｄ推定信号を評価し、そし
て有効ターゲットが存在するかどうかを判断する。ター
ゲット判断装置５００又はコントローラ３８６が、有効
ターゲットが存在すると判断した場合には、収集モード
が終了され、そして追跡モードが開始される。収集モー
ドの間に多数の有効ターゲットが識別された場合には、
最も近いターゲット（例えば、最も短いレンジをもつ）
が通常は追跡モードに対して選択され、ターゲット判断
装置５００は、追跡モードに切り換わる。
【００８３】上記したように、ターゲット判断装置５０
０又はコントローラ３８６は、追跡モードが開始された
ときに初期化される追跡カウンタを備えている。この追
跡カウンタは、追跡されているターゲットの現在状態を
監視する。３−Ｄパラメータ推定装置５３０は、３−Ｄ
追跡立体における現在ターゲットの確率密度を表す追跡
信号を発生してターゲット判断装置５００又はコントロ
ーラ３８６へ出力し、これは、追跡信号を各追跡時間間
隔において追跡スレッシュホールド信号と比較する。上
記のように、追跡カウンタは、追跡信号が追跡スレッシ
ュホールド信号を越える場合に各追跡時間間隔で増加さ
れる。追跡カウンタは、追跡信号が追跡スレッシュホー
ルドより低い場合は各追跡時間間隔で減少される。
【００８４】追跡カウンタがゼロより上である限り、タ
ーゲット判断装置５００又はコントローラ３８６は追跡
モードを続ける。追跡カウンタがゼロに下がった場合に
は、ターゲットを見失ったとみなされ、ターゲット判断
装置５００又はコントローラ３８６は収集モードに復帰
する。ターゲットカウンタは、ターゲットを瞬間的に見
失ったときにターゲット判断装置５００が収集モードに
切り換わらないよう防止するヒステリシスを与える。
【００８５】ターゲットレンジ及び速度の報告の遅れを
減少するため、ターゲット判断装置５００又はコントロ
ーラ３８６は、ターゲットレンジ及びターゲット速度の
過去の測定値からターゲットの推定レンジ信号及び推定
速度信号を発生する。ターゲット判断装置５００は、推
定レンジ及び推定速度を発生する場合は、推定レンジ及
び速度信号をコントローラ３８６へ出力する。
【００８６】追跡モードにおけるヒステリシスは適応性
である。というのは、ターゲットが追跡された時間長さ
の関数であると共に、実際のターゲットが追跡されたと
いう確信に関連した追跡信号の関数だからである。追跡
カウンタは、ターゲットが最初に識別されるような収集
モードでは使用されない。
【００８７】レンジ及び速度の過去の推定は、レンジ及
び速度の現在の推定と比較されて、環境上のクラッタ及
びノイズからのターゲットの弁別性を増大し、静止した
物体からの強力な反射戻りを除去し、そして偽警報を防
止する。
【００８８】電力ゲート動作は、レーダサンプルにおい
て計算が行われているときにレーダシステムのアンテナ
への送信電力を遮断することを含む。電力ゲート動作
は、コントローラ３８６、ＤＳＰＣ１８又は別の回路に
よって行うことができる。電力ゲート動作は、平均送信
電力を減少し、比較的接近した状態で動作するレーダユ
ニット間の相互の干渉を減少し、そして環境における累
積的な放射線露出を減少する。
【００８９】ＲＳＰ３８０は、追跡ビームの方位角及び
仰角を変更することによりビーム角の追跡又はディザ作
用を使用する。追跡されている物体からの戻り信号を比
較して最大値（例えば、ハフスペースにおけるピーク）
が位置決めされ、追跡ビームの方位角及び仰角のサーボ
制御のためのエラー信号が発生される。ビーム角追跡と
３−Ｄ追跡（レンジ、速度、加速度）との組み合わせに
より、ノイズ及びクラッタの除去性が増大されると共
に、偽のデータをほとんど発生せずに１つのターゲット
を追跡できるようにする。その結果、ＲＳＰ３８０は、
改良されたターゲット追跡を与える。
【００９０】又、ＲＳＰ３８０は、乗物の操向センサ３
９６により発生される乗物操向信号を使用して、コーナ
ーを回るターゲットの追跡を維持し、追跡されているタ
ーゲットを、ガードレールやフェンスや木のようなクラ
ッタから弁別し、そしてビーム角追跡を用いて発生され
る方位角推定を確認することができる。
【００９１】データサンプリング装置４０４、エネルギ
ー推定装置４１０、利得制御装置４１１、スペクトル推
定装置４１４、時間ドメイン窓装置４１８、ＦＦＴ装置
４２８、大きさ決定装置４３２、ノイズ等化装置４４
４、平均化又は積分装置４５６、適応スレッシュホール
ド装置４６４（装置４７０、４７２、４７３、４７４、
４７８及び４８４を含む）、２−Ｄパラメータ推定装置
５０４、ターゲット判断装置５００、３−Ｄパラメータ
推定装置５３０、及び被制御装置３９４は、「装置」と
して説明したが、これらはファームウェア、ソフトウェ
ア及び／又はハードウェアとして実施することができ
る。
【００９２】ＲＳＰ３８０のコントローラ３８６は、Ｄ
ＳＰＣ１６（図２６に示す付加的な接続が図１のＤＳＰ
Ｃ１８に加えられた）を用いるか又は個別のマイクロプ
ロセッサを用いて実施することができる。他の構成も容
易に明らかであろう。更に、コントローラ３８６、メモ
リ３８８、スペクトル推定装置４１４、適応スレッシュ
ホールド装置４６４、等々の間の接続は、明瞭化のため
に省略されている。スペクトル推定装置４１４、適応ス
レッシュホールド装置４６４、等々は、もし必要であれ
ば、コントローラ及びメモリを各々含むことができる。
【００９３】コントローラ３８６は、推定レンジ及び推
定速度信号を用いて被制御装置３９４を制御することが
できる。例えば、推定レンジ及び推定速度信号は、能動
的な航行制御システムに使用することができる。被制御
装置の速度（能動的航行制御でセットされた）がターゲ
ット乗物の推定速度より大きくそしてレンジがプリセッ
トレンジ（例えば、カー２台分の長さ）より短いときに
は、レンジがプロセットレンジより大きくなるか、ター
ゲット乗物を見失うか、又はターゲット乗物が被制御装
置のレーンから出るまで、能動的な航行制御器は設定速
度を瞬間的に下げることができる。次いで、能動的な航
行制御器は設定速度を元に戻すことができる。
【００９４】ＲＳＰ３８０は、その前のレンジ及び速度
値に基づいてターゲットのレンジ及び速度を予想し、タ
ーゲット報告時間を短縮する。これは、衝突回避及び警
報工程において重要である。現在速度及びレンジの推定
は、手前の測定値及び現在の測定値に基づいて予想値を
リニアに組み合わせることにより行うことができる。こ
の方法は、一時的な変動を制止する。
【００９５】ＲＳＰ３８０は、ノイズのある信号、クラ
ッタの高い環境、及びシンチレーティング（即ち、時間
と共に速度及び加速度が変化する）ターゲットにおいて
も、スペクトル推定、適応スレッシュホールド及びパラ
メータ推定技術を用いて効果的に動作することができ
る。更に、ターゲット乗物を追跡する間に、他の乗物を
無視することもできる。
【００９６】ＲＳＰ３８０によって実行される計算は、
比較的低コストのプロセッサを使用できるように固定小
数点演算を用いて行うことができる。スペクトルの定量
化及びパラメータの推定により、処理時間を減少しなが
ら充分な精度を確保できる。除算は最小限にされ、処理
時間が更に短縮される。
【００９７】以上の説明及び特許請求の範囲から、本発
明の種々の効果が当業者に明らかであろう。以上のこと
から、本発明により、効果的で、コンパクトで、融通性
がある一体的なレーダシステムがユーザに得られること
が明らかであろう。従って、本発明を特定例について説
明したが、これに限定されるものではなく、本発明は特
許請求の範囲のみによって限定されるものとする。当業
者であれば、本発明の精神から逸脱せずに他の種々の変
更がなされ得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンパクトなミリメータ波レーダ
センサを示す概略ブロック図である。
【図２】モノリシックなミリメータ波集積回路（ＭＭＩ
Ｃ）トランシーバを示すブロック図である。
【図３】モノリシックなミリメータ波集積回路（ＭＭＩ
Ｃ）トランシーバの別の実施例を示すブロック図であ
る。
【図４】ミリメータ波帯域マイクロストリップパッチア
ンテナの設計例を示す概略図である。
【図５】本発明によるデジタル信号プロセッサの主たる
機能を示すブロック図である。
【図６】コンパクトなレーダセンサモジュール例を示す
組立図である。
【図７】コンパクトなレーダセンサモジュール例を示す
組立図である。
【図８】コンパクトなレーダセンサモジュール例を示す
組立図である。
【図９】コンパクトなレーダセンサモジュール例を示す
組立図である。
【図１０】本発明によるレーダシステムのためのコンパ
クトなパッケージングシステムの組立図である。
【図１１】絶縁基板の底面に形成されたレーダ回路を示
す図である。
【図１２】組立後の図１０のレーダシステムの上面図
で、クロスダイポールアレーを有する周波数選択面を示
す図である。
【図１３】ジェルサレムのクロスダイポールアレーを有
する別の周波数選択面の拡大図である。
【図１４】図１２及び１３の組み立てられたレーダシス
テムの端面図である。
【図１５】公知のスロット放射器の上面図である。
【図１６】図１５のスロット放射器の側面図である。
【図１７】公知の反射グランドプレーンを含むスロット
放射器の上面図である。
【図１８】図１７の反射グランドプレーンを含むスロッ
ト放射器の側面図である。
【図１９】公知のスロット結合パッチ放射器の上面図で
ある。
【図２０】図１９のスロット結合パッチ放射器の側面図
である。
【図２１】本発明による周波数選択面を組み込んだスロ
ット結合レーダの上面図である。
【図２２】図２１の周波数選択面を組み込んだスロット
結合レーダの側面図である。
【図２３】図１０のレーダシステムをサイドミラー及び
尾灯組立体に組み込んだ乗物を示す斜視図である。
【図２４】図２３のサイドミラーの上面図である。
【図２５】図２３の尾灯組立体の上面図である。
【図２６】本発明によるレーダ信号プロセッサの電気ブ
ロック図である。
【図２７】図２６のスペクトル推定装置及び適応スレッ
シュホールド装置の電気ブロック図である。
【図２８】図２６のデータサンプリング装置によって発
生されたサンプル混合出力信号を示す図である。
【図２９】図２７の時間ドメイン窓装置により発生され
る時間ドメイン窓関数及び窓信号を示す図である。
【図３０】図２７の大きさ決定装置及び高速フーリエ変
換装置によって発生される複数のレンジビンを含む大き
さレンジプロファイル信号を示す図である。
【図３１】図２７のノイズ等化装置により発生される等
化レンジプロファイル信号を示す図である。
【図３２】図２７の平均化装置によって発生される複数
のレンジビンを含む積分レンジプロファイル信号を示す
図である。
【図３３】図２７の適応スレッシュホールド装置により
発生されるスレッシュホールドレンジプロファイル信号
と、積分レンジプロファイル信号を示す図である。
【図３４】積分レンジプロファイル信号が、図２７の適
応スレッシュホールド装置により発生されるスレッシュ
ホールドレンジプロファイル信号を越えたときに発生さ
れるフラグを示す図である。
【図３５】図３４に発生されたフラグに対し、図２７の
適応スレッシュホールド装置により行われるセントロイ
ド動作を示す図である。
【図３６】図２７の適応スレッシュホールド装置により
維持される過去のターゲットプロファイル信号のスタッ
クを含むターゲットスペースアレーを示す図である。
【図３７】適応スレッシュホールド装置により与えられ
たターゲットスペースアレーに対し図２６の２−Ｄパラ
メータ推定装置により行われるハフ変換を示す図であ
る。
【図３８】２−Ｄレンジ−速度ヒストグラムを示す図で
ある。
【図３９】図２６の３−Ｄパラメータ推定装置によって
発生された３−Ｄレンジ−速度加速度ヒストグラムを示
す図である。
【図４０】図２６の３−Ｄパラメータ推定装置によって
発生された３−Ｄレンジ−速度加速度ヒストグラムを示
す図である。
【図４１】図２６の３−Ｄパラメータ推定装置によって
発生された３−Ｄレンジ−速度加速度ヒストグラムを示
す図である。
【図４２】図２６の３−Ｄパラメータ推定装置によって
発生された３−Ｄレンジ−速度加速度ヒストグラムを示
す図である。
【符号の説明】 １０ ミリメータ波（ＭＭＷ）レーダセンサ １２ モノリシックミリメータ波集積回路（ＭＭＩＣ）
トランシーバ １３ モノリシックチップ １４ アンテナ ２０ 電圧制御発振器（ＶＣＯ） ２２ 増幅器 ２４ 送受切換器（デュープレクサ） ２５ カプラー ２６ バランス型ミクサ ２８ 前置増幅器 ３２ 自動利得制御増幅器 ３４ アナログ／デジタルコンバータ ３５ 制御ループ ３６ デジタル／アナログコンバータ ３７ クロック ４０ ＦＭ変調器 ４２ 外部インターフェイス ４４ 出力ディスプレイ ４６ 入力端子 ４７、４８ 電圧レギュレータ ５０ 送信器 ５２ 受信器
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｓ 13/93 Ｇ０１Ｓ 13/93 Ｚ (72)発明者 ジェームズ ジー ハーリソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90630 サイプレス コーシカ ドライ ヴ 4782 (72)発明者 フィリップ ジェイ モファ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90505 トーランス デート アベニュ ー 23027 (72)発明者 グレゴリー エイ シェレーヴェ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90278 レドンド ビーチ ギブソン プレイス 3503 (56)参考文献 特開 平５−142338（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−256937（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開535780（ＥＰ，Ａ １) 米国特許5191337（ＵＳ，Ａ) 西独国特許出願公開3241466（ＤＥ, Ａ１) ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧ ＯＦ ＴＨＥ ＩＥＥＥ，ＪＡＮ．1978，ＵＳＡ，ｖ ｏｌ．66，ｎｏ．１，ｐａｇｅｓ 51− 83，ＨＡＲＲＩＳ Ｆ Ｊ：“Ｏｎ ｔ ｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｗｉｎｄｏｗｓ ｆｏｒ ｈａｒｍｏｎｉｃ ａｎａｌｙ ｓｉｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｉｓｃｒ ｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｎｓ ｆｏｒｍ" (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/32 G01S 13/34 G01S 13/60 G01S 13/66 G01S 13/93

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信信号を発生しそしてターゲットによ
    り反射された信号を受信するためのレーダトランシーバ
    手段と、上記送信信号と反射信号を混合信号へと合成す
    るためのミクサとを備えたレーダシステムにおいて、 上記ミクサに接続され、上記混合信号をサンプリングし
    て、サンプル混合信号を発生するためのサンプリング手
    段と、 上記サンプリング手段に接続され、ある大きさのスペク
    トル成分を各々含む複数のレンジビンを含んだレンジプ
    ロファイル信号を発生するためのスペクトル推定手段
    と、 上記スペクトル推定手段に接続され、上記レンジプロフ
    ァイル信号からターゲットスペースアレーを発生するた
    めのスレッシュホールド手段と、 上記スレッシュホールド手段に接続され、上記ターゲッ
    トスペースアレーから最至近ターゲットに対する推定レ
    ンジ及び速度信号を発生するためのターゲット判断手段
    とを備え、上記ターゲット判断手段は、上記ターゲット
    スペースアレーを用いて少なくとも１つのターゲットに
    対しターゲットレンジ及び速度を導出するようにハフ変
    換を実行することにより収集モードを実行する第１推定
    手段を備えることを特徴とするレーダ信号プロセッサ。
  2. 【請求項２】 上記スペクトル推定手段は、上記サンプ
    リング手段に接続された時間窓手段であって、スペクト
    ルの漏れを減少するように、上記サンプル混合信号を時
    間窓関数で乗算することにより窓信号を発生するための
    時間窓手段を備えている請求項１に記載のレーダ信号プ
    ロセッサ。
  3. 【請求項３】 上記スペクトル推定手段は、更に、上記
    時間窓手段に接続された発生手段であって、一連のスペ
    クトル成分を含む周波数スペクトル信号を発生するため
    の発生手段を備えた請求項２に記載のレーダ信号プロセ
    ッサ。
  4. 【請求項４】 上記スレッシュホールド手段は、複数の
    レンジビンを含むスレッシュホールドレンジプロファイ
    ル信号を発生し、そしてこのスレッシュホールドレンジ
    プロファイル信号の上記レンジビンを上記レンジプロフ
    ァイル信号のレンジビンと比較するための比較手段を備
    え、上記スレッシュホールド手段は、上記スレッシュホ
    ールドレンジプロファイル信号の対応するレンジビンよ
    り上の大きさを有する上記レンジプロファイル信号のレ
    ンジビンに対しターゲットフラグを発生する請求項１に
    記載のレーダ信号プロセッサ。
  5. 【請求項５】 上記ターゲット判断手段は、手前の推定
    ターゲットレンジ及び速度を用いてその後のサンプル周
    期に対するターゲットレンジ及び速度を近似し、そして
    その近似されたターゲットレンジ及び速度を、その後の
    サンプル周期に対する推定レンジ及び速度と比較して、
    クラッタ及びノイズを減少する請求項１に記載のレーダ
    信号プロセッサ。
  6. 【請求項６】 上記レーダ信号プロセッサが上記の推定
    ターゲットレンジ及び速度を計算する間に、環境障害、
    放射に対する環境露出を低減すると供に、平均送信電力
    を減少するように、上記レーダトランシーバに接続され
    たアンテナへの電力を瞬間的に遮断するためのゲート手
    段を更に備えた請求項１に記載のレーダ信号プロセッ
    サ。
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