JP3020150B2 - 拡散スペクトルレーダー装置 - Google Patents
拡散スペクトルレーダー装置Info
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- JP3020150B2 JP3020150B2 JP9352322A JP35232297A JP3020150B2 JP 3020150 B2 JP3020150 B2 JP 3020150B2 JP 9352322 A JP9352322 A JP 9352322A JP 35232297 A JP35232297 A JP 35232297A JP 3020150 B2 JP3020150 B2 JP 3020150B2
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- Japan
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- random
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- code sequence
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
- G01S13/26—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave
- G01S13/28—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses
- G01S13/284—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses using coded pulses
- G01S13/288—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses using coded pulses phase modulated
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種レーダー装置など
に利用される拡散スペクトルレーダー装置に関するもの
である。
に利用される拡散スペクトルレーダー装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】現在の一般的なレーダーでは、数ＧＨｚ
の周波数帯の電波を、数μｓｅｃの短時間、数ＭＷの電
力でパルス状に送信するパルスレーダー方式が普及して
いる。この方式では、平均的な電力は低くてもピーク電
力が非常に大きいため、公衆安全の見地からも取り扱い
には専門の知識が必要とされ、その利用には専用の免許
が不可欠である。
の周波数帯の電波を、数μｓｅｃの短時間、数ＭＷの電
力でパルス状に送信するパルスレーダー方式が普及して
いる。この方式では、平均的な電力は低くてもピーク電
力が非常に大きいため、公衆安全の見地からも取り扱い
には専門の知識が必要とされ、その利用には専用の免許
が不可欠である。
【０００３】位置測定用のレーダーに主としてパルス状
の電波が利用される理由は、ひとえに物標からの反射電
波に発射時刻を示す正確な時間基準をマーキングするた
めであり、この目的が達成されるなら、電波の形態がパ
ルス形式である必要性は必ずしも無い。
の電波が利用される理由は、ひとえに物標からの反射電
波に発射時刻を示す正確な時間基準をマーキングするた
めであり、この目的が達成されるなら、電波の形態がパ
ルス形式である必要性は必ずしも無い。
【０００４】このため、比較的に長時間のパルスに対し
てパルスの持続時間中に、位相変調や周波数変調を加え
て、発射電波により正確な時間基準をマーキングするパ
ルス圧縮レーダーも近年は広く用いられている。しかし
ながら、パルスの持続時間の延長は至近距離の観測を困
難にする弊害もあり、ピーク電力の削減には自ずから限
界がある。
てパルスの持続時間中に、位相変調や周波数変調を加え
て、発射電波により正確な時間基準をマーキングするパ
ルス圧縮レーダーも近年は広く用いられている。しかし
ながら、パルスの持続時間の延長は至近距離の観測を困
難にする弊害もあり、ピーク電力の削減には自ずから限
界がある。
【０００５】また、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）を
用いる場合、有限のビット数で特に優れた自己相関特性
を示すバーカーコードが用いられるのが一般的である
が、未だに限られた数のコードしか発見されていないた
め、コードの選択の面からも限界がある。
用いる場合、有限のビット数で特に優れた自己相関特性
を示すバーカーコードが用いられるのが一般的である
が、未だに限られた数のコードしか発見されていないた
め、コードの選択の面からも限界がある。
【０００６】他方、位置測定を目的としないドップラー
レーダーは主として対象物の動きを検知する用途に用い
られるが、連続的に電波を出力する形式であるため、安
全上の問題も少なく、一般にドアの自動開閉装置などに
広く用いられている。
レーダーは主として対象物の動きを検知する用途に用い
られるが、連続的に電波を出力する形式であるため、安
全上の問題も少なく、一般にドアの自動開閉装置などに
広く用いられている。
【０００７】しかしながら、準連続的に電波を出力しな
がら反射波の観測ができる形式のレーダーはピーク電力
の大幅な削減によって取り扱いの安全性が高まるのみな
らず装置を経済的に製造できるため、プレジャーボート
など従来レーダーを利用しにくかった利用者への普及が
推進される意味において、その実現は社会的に見て意義
が大きい。
がら反射波の観測ができる形式のレーダーはピーク電力
の大幅な削減によって取り扱いの安全性が高まるのみな
らず装置を経済的に製造できるため、プレジャーボート
など従来レーダーを利用しにくかった利用者への普及が
推進される意味において、その実現は社会的に見て意義
が大きい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、同一の発明
者及び出願人の出願に係る特許第２９４２９２３号「ラ
ンダムパルス型レーダー装置」を基本として、送信休止
期間の設定方法を単純化し、送信に用いる変調コードを
自由に設計できる拡散スペクトルレーダー装置を得よう
とするものである。
者及び出願人の出願に係る特許第２９４２９２３号「ラ
ンダムパルス型レーダー装置」を基本として、送信休止
期間の設定方法を単純化し、送信に用いる変調コードを
自由に設計できる拡散スペクトルレーダー装置を得よう
とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の如き観点
に鑑みてなされたものであって、その主たる構成は、循
環周期をＰｒとする２進疑似ランダム循環符号系列を
Ｒ、循環周期をＰｑとする疑似ランダム符号系列をＱと
し、正弦波信号をもとにして２進疑似ランダム循環符号
系列Ｒに従って各時点の出力信号の位相条件が、また疑
似ランダム符号系列Ｑに従って各時点の出力信号の振幅
条件すなわち出力の有無が、それぞれ順次的に周期Ｔ
ｒ，Ｔｑをもって決定される構成を有する信号発生器
と；上記信号発生器が発生する出力信号を電磁波として
発射するアンテナ装置と；該電磁波が、外界の物体に反
射して戻ってくる反射信号を捕捉する、上記と同一のま
たは別個のアンテナ装置と；該反射信号を受信する受信
装置とからなり、Ｔｒ＞Ｔｑの関係を有する拡散スペク
トルレーダー装置を提供しようとするものである。
に鑑みてなされたものであって、その主たる構成は、循
環周期をＰｒとする２進疑似ランダム循環符号系列を
Ｒ、循環周期をＰｑとする疑似ランダム符号系列をＱと
し、正弦波信号をもとにして２進疑似ランダム循環符号
系列Ｒに従って各時点の出力信号の位相条件が、また疑
似ランダム符号系列Ｑに従って各時点の出力信号の振幅
条件すなわち出力の有無が、それぞれ順次的に周期Ｔ
ｒ，Ｔｑをもって決定される構成を有する信号発生器
と；上記信号発生器が発生する出力信号を電磁波として
発射するアンテナ装置と；該電磁波が、外界の物体に反
射して戻ってくる反射信号を捕捉する、上記と同一のま
たは別個のアンテナ装置と；該反射信号を受信する受信
装置とからなり、Ｔｒ＞Ｔｑの関係を有する拡散スペク
トルレーダー装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【発明の実施の態様】以下、本発明の一実施例の構成を
図１乃至図２を参照しながら作用と共に説明する。図１
はレーダー装置の全体構成を示しており、変調制御装置
は送信機の出力の位相を２進疑似ランダム循環符号系列
Ｒにしたがって制御すると同時に、出力の振幅を２進循
環符号系列Ｑで制御して断続的に出力の休止期間を設定
する。
図１乃至図２を参照しながら作用と共に説明する。図１
はレーダー装置の全体構成を示しており、変調制御装置
は送信機の出力の位相を２進疑似ランダム循環符号系列
Ｒにしたがって制御すると同時に、出力の振幅を２進循
環符号系列Ｑで制御して断続的に出力の休止期間を設定
する。
【００１１】この出力は送信アンテナから外部に放射さ
れるが、その一部は物標によって反射され、受信アンテ
ナによって捕捉されて受信機に入力される。この際、受
信アンテナと送信アンテナの間の距離（同一のアンテナ
を共用する場合は距離は当然ゼロである）が一定であれ
ば、送信電波が受信アンテナによって捕捉される時点は
上記の系列Ｑのタイミングから定まるので、受信機は変
調制御装置が発するＱの状態によって受信機能の休止を
決定する。このため、断続的ではあるが、物標からの反
射波は常時監視されることとなる。
れるが、その一部は物標によって反射され、受信アンテ
ナによって捕捉されて受信機に入力される。この際、受
信アンテナと送信アンテナの間の距離（同一のアンテナ
を共用する場合は距離は当然ゼロである）が一定であれ
ば、送信電波が受信アンテナによって捕捉される時点は
上記の系列Ｑのタイミングから定まるので、受信機は変
調制御装置が発するＱの状態によって受信機能の休止を
決定する。このため、断続的ではあるが、物標からの反
射波は常時監視されることとなる。
【００１２】図２（Ａ）は図１に示されている送信に用
いる２種類の符号系列Ｒ，Ｑの例を示しており、系列Ｒ
としてＬビットのＭ系列疑似ランダムコードを用い、系
列Ｑとして２０％をデューティーとする単純な等間隔パ
ルス列を用いている。
いる２種類の符号系列Ｒ，Ｑの例を示しており、系列Ｒ
としてＬビットのＭ系列疑似ランダムコードを用い、系
列Ｑとして２０％をデューティーとする単純な等間隔パ
ルス列を用いている。
【００１３】図２（Ａ）に示されているＭ系列符号はＬ
＝７としているが、このＬは測定精度要求に従って自由
に選択でき、よく知られるごとく、Ｍ系列符号を用いた
循環符号の自己相関特性は非常にすぐれているため、Ｌ
が大であればバーカーコードを用いる場合よりも雑音成
分の発生が抑制される。
＝７としているが、このＬは測定精度要求に従って自由
に選択でき、よく知られるごとく、Ｍ系列符号を用いた
循環符号の自己相関特性は非常にすぐれているため、Ｌ
が大であればバーカーコードを用いる場合よりも雑音成
分の発生が抑制される。
【００１４】図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示されている
符号を用いたレーダーの作動を、特定の物標からの反射
波に着目して示した時間経過である。図２（Ｂ）におい
て、Ｘはレーダーからの送信電波とその位相状態を表し
ている。また、Ｗは送信の休止期間（以下窓期間とい
う）を示している。他方、距離Ｄに存在する物標から反
射してきた電波とその位相状態はＹで示されている。
符号を用いたレーダーの作動を、特定の物標からの反射
波に着目して示した時間経過である。図２（Ｂ）におい
て、Ｘはレーダーからの送信電波とその位相状態を表し
ている。また、Ｗは送信の休止期間（以下窓期間とい
う）を示している。他方、距離Ｄに存在する物標から反
射してきた電波とその位相状態はＹで示されている。
【００１５】図２（Ｂ）に示されている状態では、反射
波は常に窓期間に受信されるため、反射エネルギーのす
べてを受信することができ、例えば、受信機にマッチド
フィルターを利用すれば、受信信号に含まれたコードと
送信コードとが一致するタイミングで卓越したパルス出
力が検出されて物標の存在位置を明確に示すことができ
る。
波は常に窓期間に受信されるため、反射エネルギーのす
べてを受信することができ、例えば、受信機にマッチド
フィルターを利用すれば、受信信号に含まれたコードと
送信コードとが一致するタイミングで卓越したパルス出
力が検出されて物標の存在位置を明確に示すことができ
る。
【００１６】この方式では、物標の位置によっては２０
％の確率で反射波エネルギーのすべてが窓期間外で受信
され、理論的には受信不可能なる場合があるが、現実の
利用においては、実用上は反射波の時間的な広がりによ
って窓期間内で観測されるエネルギーがあるため、窓の
間隔Ｔｑが十分に短い時間に設定される限り重大な問題
とはならない。
％の確率で反射波エネルギーのすべてが窓期間外で受信
され、理論的には受信不可能なる場合があるが、現実の
利用においては、実用上は反射波の時間的な広がりによ
って窓期間内で観測されるエネルギーがあるため、窓の
間隔Ｔｑが十分に短い時間に設定される限り重大な問題
とはならない。
【００１７】図２（Ｃ）は、図２（Ａ）とは異なり、系
列Ｑに疑似ランダム符号を用いた例である。この例で
は、図２（Ａ）に示されている系列Ｑのパルス位置に疑
似ランダムな位相変調を与えており、特定の物標位置で
観測感度が低下する問題を解決するためのものである。
この場合、物標位置にかかわらず、ほぼ一定量の反射波
エネルギーが受信可能であるため、局部的な感度低下の
問題が解消されるが、自己相関特性には悪影響を与える
ためコード長とコードの選択は設計上の配慮が必要であ
る。
列Ｑに疑似ランダム符号を用いた例である。この例で
は、図２（Ａ）に示されている系列Ｑのパルス位置に疑
似ランダムな位相変調を与えており、特定の物標位置で
観測感度が低下する問題を解決するためのものである。
この場合、物標位置にかかわらず、ほぼ一定量の反射波
エネルギーが受信可能であるため、局部的な感度低下の
問題が解消されるが、自己相関特性には悪影響を与える
ためコード長とコードの選択は設計上の配慮が必要であ
る。
【００１８】
【発明の効果】例えば、１チップ時間の間の一部だけの
信号を出力し、それ以外の時間は送信を停止する特殊な
拡散スペクトル信号をレーダーに用いて、ピーク電力を
従来に比して大幅に低減した、取り扱いがより安全で経
済的なレーダー装置ができる。
信号を出力し、それ以外の時間は送信を停止する特殊な
拡散スペクトル信号をレーダーに用いて、ピーク電力を
従来に比して大幅に低減した、取り扱いがより安全で経
済的なレーダー装置ができる。
【図１】本発明一実施例の構成を示す全体構成図であ
る。
る。
【図２】（Ａ）は図１に示される送信に用いる２種類の
符号系列Ｒ，Ｑを示すパルス列である。（Ｂ）は（Ａ）
に示されている符号を用いたレーダーの作動を特定の物
標からの反射波に着目して示した時間経過のパルス列で
ある。（Ｃ）は（Ａ）に示されている系列Ｑのパルス位
置に疑似ランダムな位相変調を与えたパルス列である。
符号系列Ｒ，Ｑを示すパルス列である。（Ｂ）は（Ａ）
に示されている符号を用いたレーダーの作動を特定の物
標からの反射波に着目して示した時間経過のパルス列で
ある。（Ｃ）は（Ａ）に示されている系列Ｑのパルス位
置に疑似ランダムな位相変調を与えたパルス列である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95
Claims (2)
- 【請求項１】 循環周期をＰｒとする２進疑似ランダム
循環符号系列をＲ、循環周期をＰｑとする疑似ランダム
符号系列をＱとし、正弦波信号をもとにして２進疑似ラ
ンダム循環符号系列Ｒに従って各時点の出力信号の位相
条件が、また疑似ランダム符号系列Ｑに従って各時点の
出力信号の振幅条件すなわち出力の有無が、それぞれ順
次的に周期Ｔｒ，Ｔｑをもって決定される構成を有する
信号発生器と； 上記信号発生器が発生する出力信号を電磁波として発射
するアンテナ装置と； 該電磁波が、外界の物体に反射して戻ってくる反射信号
を捕捉する、上記と同一のまたは別個のアンテナ装置
と； 該反射信号を受信する受信装置とからなり、Ｔｒ＞Ｔｑ
の関係を有する拡散スペクトルレーダー装置。 - 【請求項２】 Ｔｒ＝Ｎ・Ｔｑ（但しＮは２以上の自然
数）の関係を有し、２進疑似ランダム循環符号系列Ｒに
よって指定される位相が一定である期間内に設定された
Ｎ個のタイムスロットの内、疑似ランダムに指定された
ひとつの期間にだけ出力信号を発生する請求項１記載の
拡散スペクトルレーダー装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9352322A JP3020150B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 拡散スペクトルレーダー装置 |
| EP98309874A EP0921413A3 (en) | 1997-12-05 | 1998-12-02 | Spread spectrum radar apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9352322A JP3020150B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 拡散スペクトルレーダー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11166970A JPH11166970A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3020150B2 true JP3020150B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=18423275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9352322A Expired - Fee Related JP3020150B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 拡散スペクトルレーダー装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0921413A3 (ja) |
| JP (1) | JP3020150B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3780346B2 (ja) * | 2003-08-05 | 2006-05-31 | 独立行政法人情報通信研究機構 | モノスタティックレーダのためのパルス圧縮方法及び装置 |
| EP2730942B1 (de) * | 2012-11-13 | 2015-03-18 | Sick Ag | Optoelektronischer Scanner |
| CN117148284B (zh) * | 2023-10-30 | 2024-01-26 | 烟台初心航空科技有限公司 | 基于频率步进的防撞雷达调制信号产生方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3811283A1 (de) * | 1988-04-02 | 1989-10-12 | Licentia Gmbh | Pulsdopplerradar |
| US5724041A (en) * | 1994-11-24 | 1998-03-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Spread spectrum radar device using pseudorandom noise signal for detection of an object |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP9352322A patent/JP3020150B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-12-02 EP EP98309874A patent/EP0921413A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0921413A3 (en) | 1999-11-17 |
| EP0921413A2 (en) | 1999-06-09 |
| JPH11166970A (ja) | 1999-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |