JP3203600B2 - 多周波自動車レーダシステム - Google Patents

多周波自動車レーダシステム

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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願 本出願は、「自動車の前進制御のためのレーダシステ
ム」と題された、ジミー・アズベリーとジョン・Ｗ・デ
イビスによる1989年７月７日出願の米国特許出願第07/3
76,812号の一部継続出願である。
発明の背景 1.発明の分野 本発明はレーダ装置に関し、さらに詳しくは、以下の
３つのタイプのレーダシステムに関する。
（１）変調された連続波（CW）、もしくはパルスドプラ
ーレーダに使用される特別の回路。この回路は、ひとつ
以上のターゲットから返って来るエコー信号間の位相差
（ドプラー）を識別できるだけではなく、ひとつ以上の
ターゲット間の振幅差も識別可能とし、特定のターゲッ
トがレーダシステムによって特に注意すべきであるとし
て検出された場合に、選択されたエコー信号上へレーダ
のモニタリングをロックして、前記特定のターゲットか
らのエコーを継続的にモニターすることが可能とする。
（２）ドプラー周波スペクトルの選択された一部分を条
件付けるための特別の回路。この回路は、雨や路傍の静
止物体などのレーダシステム環境において、選択された
ターゲットに対応するエコー信号だけを希釈化もしくは
弱化して、路上の危険物を検出する際にこれらの信号を
重要視しないようにする。
（３）上述のレーダシステムのためのターゲット維持お
よび環境フィルタ。このフィルタは、鳥や路傍の物体に
起因する短いターゲットエコーのせいでレーダ装置が誤
った警報を示さないようにするものである。
2.関連技術 本件出願と同一出願人による1987年６月16日発行の米
国特許第4,673,937号（発明者：ジョン・Ｗ・デイビ
ス）には、自動車レーダの技術分野で最先端と思われる
自動車レーダシステムが開示されている。しかしながら
このレーダシステムでは、同じような振幅の複数のター
ゲットエコー信号から個別のターゲット信号を識別する
ことができず、したがって、別の新たなターゲット信号
に置き換えられるまで特定のターゲット信号上にロック
することも不可能である。
高速道路での移動物体あるいは静止物体との衝突を回
避するために自動車操作の安全性はさらに改善される必
要がある。さらに、連続してつながる自動車間の距離、
速度、移動方向をモニターして、現在利用可能な道路を
保持しつつ、路上を走る自動車密度を安全に増加させる
ことも必要とされる。すなわち所定の道路を一定時間に
走る自動車の数を安全に増加させ、これら自動車に乗っ
ている人の安全性を今以上に高めることが望まれる。
本発明は、自動車道路を走行する特定の自動車につい
て起こり得る危険状態をモニターするための、改善され
た自動車レーダシステムに関する。
また、渡辺（外数名）による米国特許第3,952,303号
にも示されるように、時間分割ベースで３つの異なる周
波数で送受信し、その内の２つは距離、接近速度、およ
び衝突の可能性を検出するために使用され、３番目の周
波数は先の２つの周波のひとつと関連して、ターゲット
の方向性を検出するために使用される。しかしながら、
このような３周波システムは、所望の情報を検出するた
めに別の技術を使用してもっと単順化され得るし、ま
た、送受信フレームに含まれる周波数のうち、異なる周
波数の信号が分離されて残りの信号部分は使用されな
い、一部だけを受信に必要とする送受信フレームは、不
経済である。
さらに、一連の複雑な事例から有意義な必要情報を取
り出すためには、自動車衝突回避レーダシステムに戻る
エコー信号を条件付ける必要性もある。このようなシス
テムでは、レーダシステムはアンテナを介してRF信号
（ラジオ周波：高周波）を外に送信し、ターゲットが存
在すれば、送信されたRF信号を反射して、反射された信
号はアンテナに返される。たとえ強反射するターゲット
が存在しても、ターゲットの検出は、非常に良好からタ
ーゲットの存在なしまでの範囲にある。レーダーターゲ
ットの後方散乱現象は、遠方のターゲットやフリースペ
ース（自由空間）においてはかなり理解されるが、路面
付近のターゲットの大きさと形に関しては、自動車回避
システムの演算処理回路に思いがけない問題を引き起こ
す。特に、雨などの環境ターゲットや、高架や標識な
ど、危険はないが強反射を返す路傍のターゲットは実際
に危険なターゲット（対向車など）からの信号情報を曖
昧にしてしまう。それゆえ、自動車にとって実際に危険
なものと比べて危険性のないターゲットを弱めるため
に、受信されたドプラー周波スペクトルを条件付けるこ
とが望ましい。
発明の目的 本発明の目的は、新規の自動車衝突回避システムを提
供することにある。このシステムは、複数の見込み障害
物あるいはターゲットをモニターして、その中で最も顕
著なターゲットを選択してモニターを続ける。この中に
は、選択されたターゲットよりもさらに強いターゲット
が現れるまで、自動車にそのターゲットにロック（固
着）し、別のターゲットが現れた時点で新たなターゲッ
トへ固着を移すシステムも含まれる。また、即座にひと
つのターゲットから別のターゲットにモニタリングを移
行させるシステムも含まれる。
本発明の別の目的は、レーダによって受信されたター
ゲットからの信号のうち、曖昧な信号を消去して、自動
車レーダシステムの正確さを改善することである。
さらに別の目的は、レーダによって受信されたターゲ
ットからの信号のうち、曖昧な信号を弱めて（減じて）
自動車レーダシステムの正確さを改善することである。
また別の目的は、あるターゲットがモニターを続ける
ために選択されたかどうかを運転者に表示する自動車レ
ーダシステムを提供することにある。
さらに、異なる周波数の受信信号が演算処理され、結
合されて、簡略な回路を用いた正確な方法で所望の情報
がもたらされる、２周波以上のレーダ周波数システムを
提供することも、本発明のひとつである。
さらにまた、受信フレームの中で使用されない部分は
識別されて分離され、その部分がレーダシステムのひと
つあるいは複数のサブシステムと結合されて使用される
ような多周波レーダシステムを提供することも、本発明
の目的である。
また別の目的として、自動車衝突回避システムのため
のドプラースペクトルディエンファシス機能の提供があ
る。特に、自動車にとって高い危険性を示すものに比べ
て危険性のないターゲットを弱めるために、選択ベース
で受信されたドプラー周波数スペクトルを条件付けるこ
とが本発明の目的とされる。
さらに別の目的は、鳥などの移動物体や路傍の物体か
らの短いエコーによって誤った警報を与えないように、
ターゲット維持および環境フィルタを有するレーダシス
テムを提供することにある。
発明の開示 本発明は、レーダによる自動車エキスパート警告シス
テムを提供することによって自動車操作の安全性を改善
するためのシステムに使用される。このレーダ警告シス
テムは、運転者が第１ゾーンとして定義される安全な状
況下で通常の安全運転を継続することを可能にし、ま
た、安全状態が前記第１ゾーンから危険性を帯びた第２
ゾーンに移った時に、この移行状態を運転者に警告する
システムである。このシステムは、運転者が第１ゾーン
に戻らないかぎり、他の物体との衝突が起きることを警
告する。
警告は、衝突が起きる前に運転者が減速、停止、ある
いは路線変更などによって危険物やり過ごし、危険な状
態を正すための十分な時間的余裕をもって与えられる。
これは、本発明のシステムを備えた自動車が進行方向を
継続的にモニターし、運転者のノーマル（安全）ゾーン
を越えた場合に警告を発することのできるエキスパート
レーダシステムによって達成される。
本発明は特に、自動車が危険な状態にある運転者に十
分な時間的余裕を持たせて警告を発し、その警告によっ
て他物体との衝突などの危険状況を回避する自動車エキ
スパートレーダシステムに関するものである。このシス
テムは、自動車が危険な状況にないときには作動せず、
運転者に不必要な動揺を与えないように設計されてい
る。このシステムは、選択された距離内での複数のター
ゲットをモニターし、より危険性の高いターゲットが現
れるまで、その中の最も顕著なターゲットにロックし
て、残りのターゲットを切り捨てる。レーダによって生
成された情報を集め、そこから自動車にとって最も顕著
な（危険な）物体を検出してそこにレーダをロックし、
選択された物体の接近速度を検出する。レーダによる情
報は、自動車前進速度、ステアリング角度、加速および
ブレーキなどの運転状態変更因子とともに、レーダ信号
プロセッサで加算される。前進制御のアルゴリズムは、
それらの重要度に応じてあらかじめ選択された規準値に
相互に関連する値で、加算される種々の入力の重要度を
求める。このアルゴリズムは、最低３つの自動車操作ゾ
ーンを仮定する。すなわち、安全ゾーン、通常警告ゾー
ン、危険ゾーンの３つである。
これらのゾーンは運転者の通常の運転態度に応じて決
定される。例えば、穏やかな運転者には、過激な運転者
よりも小さい安全ゾーンが設定される。アルゴリズムの
結果値が、特定の運転者の安全ゾーン内にある加算出力
レベルならば、レーダの作動は継続するが警告は発せら
れない。アルゴリズムの加算出力信号レベルが安全ゾー
ンを越えて危険ゾーンに入った場合は、レーダは運転者
に危険状況を知らせる出力信号を発し、危険度が増すに
つれて（すなわち、アルゴリズム信号が正の方向へ増加
するにつれて）、より激しく警告を発する。穏やかな運
転者は390ユニットの最大安全ゾーンを有し、過激な運
転者は410ユニットの最大安全ゾーンを有するとする。
アルゴリズムによって考慮された結果値が388ユニット
である場合、前者（穏やかな運転者）にとって警告はま
だ発せられず、同様に、後者（過激な運転者）にとって
アルゴリズム結果値が409ユニットであった場合、これ
は安全ゾーンを越えないので、やはり警告は発せられな
い（平均的な警告レベルは400ユニットである）。も
し、アルゴリズム出力がそれぞれ390、400、410ユニッ
トを越えたとすると、レーダはそれぞれの運転者に対し
て、差し迫った危険あるいは他物体との衝突の危険性を
警告する。
最初の警告は、運転者がブレーキをかけるか、検出さ
れた物体との衝突を避けるために進路を変更するだけの
時間的な余裕を有するタイミングで発せられる。最初の
警告が無視された場合、今度は運転者が即座に行動を取
ったならば衝突は回避されるようなタイミングで、再び
警告が発せられる。警告は、運転者の実際の処置によっ
て危険物が回避されたか、あるいは衝突が起こってしま
うまで発せられる。危険度が増すにつれて、レーダによ
って生成された警告の強さと激しさも増加する。これは
より危険な状況を目撃した人が興奮状態を強めるのにも
似ている。すなわち、第１の警告を穏やかな話し言葉に
よる警告とするなら、それに続く警告はそのトーンと音
量をより感情的に増大させ、衝突直前の最終的な警告は
「スクリーム（叫び）信号」ともいえる。
さらにまた本発明によると、多周波送信システムと、
これによって単順化された回路を利用することも可能で
ある。３つの周波数を使用した本発明の第１の実施例で
は、一連の送信時間間隔（もしくは送信時間フレーム）
内で連続して送信されるレーダ信号は、最初に規準周波
数より低い固定周波数で送信され、次いで規準周波数よ
り高い周波数で送信され、最後に規準周波数で送信され
る。レーダシステムの受信部内にあるタイミング回路
は、送信フレームに対応する一連の受信インターバル
（もしくは受信フレーム）を規定する。各受信フレーム
は、ターゲットで反射して前記３つの周波数のうちのど
の周波数で返ってきた信号かを識別し、これをその周波
数に対応する選択されたチャネルに送る。ある周波数で
の受信信号はドプラーチャネルに送られ、残りの２つの
周波数での受信信号は一対のレンジチャネルに送られ
る。ドプラーチャネル内で位相ずれレートが測定され、
ターゲットの接近速度（正あるいは負の）が示され、一
方、一対のレンジチャネルでは、それらの間の位相差が
測定されてターゲットの距離と方向性が示される。ター
ゲットの接近速度、距離、方向性、自動車速度、その他
のパラメータは、複数の反射信号の中での最強の信号に
集中するように条件付けられ、データプロセッサに送ら
れる。このデータプロセッサは、前進制御のアルゴリズ
ムを実行して危険度を検出し、必要な場合は警告を発す
るために使用される。
さらに本発明によれば、送受信フレームは複数の時間
間隔ウィンドウに分割される。送信フレーム内で、送信
された各周波数はフレームを構成するウィンドウの一部
分（サブセット）であるインターバル（間隔）に制限さ
れ、同様に受信フレーム内で、反射された各周波数はフ
レームを構成するウィンドウの一部分であるインターバ
ルに限定される。送受信フレーム内の残りのウィンドウ
は空いており、これらは有意義な情報を供給するため
に、ウェイサイドランスポンダーを使用したサブシステ
ムと組み合わされて送受信に使用されてもよい。
さらに本発明によれば、ターゲットから受信されるエ
コー信号のオーディオ周波ドプラースペクトルのうち、
一部が選択的に条件付けられ、もしくは弱められ（ディ
エンファシス）、雨や強反射する路傍のターゲット（高
架や標識など）からの信号は減衰される。こうして、自
動車道路の危険物の存在を検出する際に、自動車衝突回
避レーダシステムの演算処理回路によってこれらの信号
が重要視されることを回避する。本発明のひとつの実施
例では、このような信号のディエンファシスはローパス
フィルタによって達成される。実施例のローパスフィル
タは、信号維持（ディエンファシスなし）、第１レベル
での信号ディエンファシス、第１レベルより高い第２レ
ベルでの信号ディエンファシスの中で、選択的にスイッ
チ切り替え可能である。第２の実施例では、操縦可能の
ノッチフィルタが設けられ、運転者本人の自動車速度に
近いスピードを持つターゲットからのエコー信号に対し
ては減衰を強化する。第２の実施例での信号ディエンフ
ァシスの度合いは、雨などの特定の条件に応じて減衰を
強められるように、少なくとも２つのレベルで選択可能
である。発明的な機能を達成するために、本発明の実施
例はアナログ回路でもディジタル回路でも使用され得
る。
本発明はまた、ドプラー方向検出回路とリセット可能
の遅延回路とを有するターゲット維持および環境フィル
タをも含む。受信されたエコー信号が、警告を発するだ
けの期間遅延回路にとどまらない場合は、この遅延回路
はリセットされる。つまり、エコー信号は少なくとも遅
延回路内伝達時間の期間はとどまるべきであり、そうで
ない場合は、遠ざかる（それゆえ危険性のない）物体か
らの信号であると考えられる。
上述のような本発明の目的、特性、利点は、添付の図
面とともに以下で述べる実施例の説明からより明確なも
のとなる。
図面の簡単な説明 図１は、米国特許第4,673,937号の図２を示してい
る。
図２は、米国特許第4,673,937号の図2Aを示してい
る。
図３は、米国特許第4,673,937号の図2Bを示してい
る。
図４は、米国特許第4,673,937号の図2Cを示してい
る。
図5A、5B、5Cは、本発明を実施する回路であり、米国
特許第4,673,937号に示される回路に組み込まれる回路
図である。
図６は、図5A、5B、5Cの回路と関連して使用される送
受信フレームを示す図であり、本発明によるレーダ信号
のウィンドウ分割された３周波送受信を示す図である。
図７は、図６のウィンドウ分割３周波フレームを使用
したレーダシステムのフロントエンド回路のブロック図
である。
図８は、図７のフロントエンド回路の一部分の詳細な
ブロック図である。
図９は、図７のフロントエンド回路によって与えられ
る、異なるチャネル内での位相ずれのサンプリングを示
す波形図である。
図10は、接近速度サンプル包絡線内のサンプルのプロ
ットであり、図７のフロントエンド回路によって与えら
れるチャネル内での位相サンプリングを示している。
図11は、図７のフロントエンド回路とともに用いられ
る信号条件付け回路のブロック図である。
図12は、本発明の実施例によるディジタル信号プロセ
ッサのブロック図である。
図12Aは、本発明のターゲット維持および環境フィル
タの実施例を示す概略図である。
図12Bは、図12Aに示される回路への入力波形の第１の
例を示す図である。
図12Cは、図12Aに示される回路への入力波形の第２の
例を示す図である。
図13は、受信されたドプラー周波数の関数としての、
ターゲットエコー信号の減衰量を示すグラフであり、本
発明の一実施例における「通常」状態を示すものであ
る。
図14は、受信されたドプラー周波数の関数としての、
ターゲットエコー信号の減衰量を示すグラフであり、本
発明の一実施例における第１レベル条件（「フリーウェ
イ（高速道路）」条件）を示すものである。
図15は、受信されたドプラー周波数の関数としての、
ターゲットエコー信号の減衰量を示すグラフであり、本
発明の一実施例における第２レベル条件（「雨」条件）
を示すものである。
図16は、本発明の実施例のアナログバージョンの概略
図である。
図17は、受信されたドプラー周波数の関数としての、
ターゲットエコー信号の減衰量を示すグラフであり、本
発明の一実施例における「可変環境」条件を示すもので
ある。
図18は、図17（1257）に示される「可変環境」条件機
能を実行するための回路ブロック図である。
図面中、同じ符号は同一の構成要素を示すものとす
る。
実施例の詳細な説明 図１〜４に関して、これらの図面の説明は本件出願人
と同一出願人の米国特許第4,673,937号に述べられてい
る。
図２の回路は米国特許第4,673,937号の図2Aを示すも
のである。この回路は、システムクロック52とデュアル
ダイプレクサ発生器54を、3.5MHzクロック516、1/7カウ
ンタ514、およびタイミング発生器518に置き換え、ロー
パスフィルタ68と復調スイッチ100とローパスフィルタ1
02Dを削除することによって、図5A〜5Dに示される回路
に改良される。またA6Bは入力Ｂにつながれ、ログ（対
数）−リニア変換器70とドプラー制御チャネルＰに接続
される。
図３は米国特許第4,673,937号の図2Bを示しており、
この回路は、コンプレッサアンプ104Aと104Bの次にステ
アリングバンドパスフィルタ510と512を挿入し、アンプ
106A、106B、コンパレータアンプ104C、104D、アンプ10
6C、106D、スクエアリングアンプ108C、108D、位相検出
器116、遠距離スロープインバータ92、遠距離インテグ
レータ118、遠距離コンパレータ120を削除し、レンジ無
効ポイントK4をBB3に接続することによって、図5A〜5D
のように改良される。
図４は米国特許第4,673,937号の図2Cを示しており、
この回路は変形されずにこのまま残る。
図5A、5B、5Cは新たな回路であり、1/7カウンタ514、
3.5MHzクロック516、タイミング発生器518、第４準位ス
テアリングバンドパスフィルタ510および512、15dbアン
プ520、30dbディエンファシスアンプ522、スクエアリン
グアンプ524、位相ロックループ526、マルチパス／ター
ゲット検出器528、67μｓ単安定オシレータ530、10ms単
安定オシレータ532、1/2フリップフロップ534、100ms第
２順位インテグレータ536、電圧／周波数コンバータ53
8、ブートストラップ回路540を有する。ここに列挙され
た新たな構成要素は、お互いに配線接続され、米国特許
第4,673,937号に示される回路に接続される。
図５および６に示される本発明の操作では、位相およ
び位相変化率（ドプラー）に加えて、複数のターゲット
間の振幅差が、ドプラー制御チャネルもしくは520〜524
（Ｓ〜S2）を有する回路によって求められる。
送信器中心周波数での主要ターゲットの振幅数は、図
６に示される時間シーケンス間隔７において検出され
る。主要ターゲットのドプラーレートは、レンジチャネ
ルＴおよびＵと、ドプラーチャネルＳとの双方で比例周
波数を生成する。レンジチャネルA6〜A17とA6A〜A17A
は、振幅幅の相違を無視して、相似形（シンメトリカル
な）の非常に正確な位相ずれ演算処理を行う。一方、ド
プラー制御チャネルＳは位相ずれを無視するが、振幅幅
の相対的な相違を注意深く保存する。ターゲットの識別
に使用されるのはこれら振幅幅の相違であり、レーダ受
信器は操縦可能の位相ロックループS2〜S9によって最も
危険性のあるターゲットに調整される。
S2のドプラー制御チャネルの出力において、ひとつの
単安定オシレータ530とローパスフィルタ536からなる
（当業者にとって周知の）周波数／電圧コンバータ（FV
C）はドプラー電圧入力をドプター制御チャネルのブー
トストラップ回路540に送る。
ターゲットの接近速度が速ければ早いほど、ドプラー
電圧も高くなる。ドプラー電圧は０〜5VDC（直流）であ
り、ここにおいて５ボルトは、時速200マイルのドプラ
ー速度に匹敵する。ドプラー電圧は位相ロックループ
（PLL）526の位相コンパレータの出力エラー電圧に加算
され（S6）、次いで電圧／周波数コンバータ（VFC）に
送られる（S7）。周波数コンバータ出力はドプラー周波
数を128倍したものであり（S9）、この出力は位相ロッ
クループ526と２つのレンジチャネルＴ、Ｕに送られ、
ステアリングバンドパスフィルタ（SBPFs）510と512の
中心周波数を周波数20Hz〜14.4KHzの範囲内で調整す
る。この周波数範囲はドプラー速度0.3〜200マイル／時
間に匹敵する。ステアリングバンドパスフィルタの調整
されたバンドパス周波数は、電圧／周波数コンバータ53
8の出力周波数を256で除算したものであり（S8）、SBRF
クロックの周波数でもある（S9）。この周波数は、位相
ロックループがドプラーチャネルＳに現れた複数の周波
数（すなわち異なるターゲット）のうちのひとつにロッ
ク（固着）した場合に選択され、レンジチャネルT2,U2
の双方で維持される。上記複数の周波数は、（１）複数
のターゲットからのレーダエコー、（２）マルチパスで
戻ってきた信号エコー、（３）注目すべきターゲットと
なるには遠すぎる物体から反射されたエコー、に起因し
て現れるものである。PLLのロック周波数は、最大振幅
数を有するドプラーチャネルS1での周波数である。この
振幅はターゲットとレーダエコーの強さに応じて変化
し、ターゲットまでの距離が増大すれば振幅は減少す
る。
このようにして、最も顕著なターゲットから得られた
レンジチャネル位相情報は、２つのレンジチャネルT2と
U2においてステアリングバンドパスフィルタによる次の
距離演算のために選択される。S2〜S9でフェイズロック
ループを最も顕著なターゲットに固着するドプラー制御
チャネルがS1で行う振幅の識別によって、前記ターゲッ
ト以外のすべての位相情報は、残りのレンジチャネル条
件付け回路に入る以前に弱められる。このドプラー制御
システムは、システムが複数のターゲットからひとつの
ターゲットを選択して、それを隔離することを可能にす
る。
ドプラー周波数のスパンが20Hz〜14.4KHz（ドプラー
率0.3〜200マイル／時間）の範囲内で（S2）、ステアリ
ング電圧（S7）によってステアリングバンドパスフィル
タの正確な調整がなされ、位相ロックループをロックす
る。この電圧S7はドプラー電圧S4の合計と、位相ロック
検出器の出力エラー電圧S6とから引き出されたものであ
る。ドプラー電圧による位相ロックコンパレータの出力
S6（すなわちエラー電圧）のブートストラップ出力の総
数を増大させるために、周波数／電圧コンバータ（FV
C）S7に送られる前にS2〜S4で周波数／電圧コンバータ
が用いられ、これによって、迅速なターゲット選択固着
のための高電圧旋回速度と素早い周波数シフト（S9）が
可能となる。
位相ロックループエラー電圧S6がゼロになる場合もや
はり、ターゲットロック条件を示している（BB3）。こ
れによって電圧／周波数コンバータヘの入力S7の変更を
中止する。この時点で、周波数出力は最も顕著なターゲ
ットのドプラー周波数S2の128倍に安定され（S9）、ス
テアリングバンドパスフィルタのクロック周波数として
使用される。ステアリングバンドパスフィルタは、選択
されたターゲットの接近速度あるいは遠ざかり速度（T
2、U2）に関するレンジフェイズ情報を通すために調整
されている。レンジチャネルの異なる位相情報は最終的
には方向ドプラー検出器112に送られ（A17,A17A）、タ
ーゲットの方向（E4）と近距離位相検出器110の出力に
おいて第１ターゲットまでの距離を導き出す。レンジ電
圧は、０〜5VDC（直流）であり、5VDC＝100フィートで
ある。追加ターゲットT1、U1を識別するために使用され
る別の位相シフト情報は、第１ターゲットチャネルT2、
U2においてステアリングバンドパスフィルタの出力で減
衰される。第１ターゲット周波数がステアリングバンド
パスフィルタT1、U1でノッチ出力によって除去された
ら、残りの異なる位相情報は前述と同様の処理をされ、
第２のあるいはそれ以上のターゲットの距離、ドプラー
速度、相対的な方向性を求める。
振幅検出器（ドプラー制御）チャネルS2の出力周波数
は、ターゲットの接近／遠ざかり速度を検出するために
使用される。この出力はまず、比例するステアリング電
圧S7に変換され、位相ロックループVFコンバータ538に
送られる。この電圧S7は２つの要素からなる。ひとつは
位相コンパレータS6から得られるエラー電圧であり、こ
れはより高い周波数を有する入力S2のための正の出力電
圧を生成する。第２の要素は、ドプラー制御チャネル周
波数S2から得られる電圧である。このチャネルの周波数
はターゲットの接近速度に対応し、比例するドプラー電
圧S4に変換される。この電圧はすでに存在するステアリ
ング電圧S6に加算され、位相ロックループは低い方の接
近速度から高い方の接近速度で動くターゲットの周波数
に移行する。
ターゲットが絞られると、位相ロックループ526から
の出力エラー電圧はゼロになり（S6）、電圧S4だけを残
して、位相ロックループを位相−コヒーレント周波数ロ
ックにセットする（S9）。このプロセスにおいて、ドプ
ラーチャネルS1の出力は、接近速度に比例する反復速度
を有する矩形波S2となる。この矩形波によって、ワンシ
ョット・マルチバイブレータ530は可変のデューティサ
イクル幅（デューティ比が可変）のパルス列S3を生成
し、このパルス列はDC電圧S4に統合（積分）される。
DC電圧S4の振幅は、別のパルスで充電される前にどの
位の間インテグレータ536を放電状態におくか、すなわ
ちパルスリカレンス周波数（recurrence−frequency）
によって決まる。ゆっくりと移動するターゲット上のDC
電圧は、速く移動する物体のDC電圧より低い。DC電圧は
０〜５ボルトの間で（S4）直線的に変化し、これは時速
200マイルまでのターゲットの相対速度に比例する。
前記米国特許第4,673,937号の回路の残りの部分は、
その特許における説明通りに機能する。
本発明の別の実施例 図６の波形を使用したレーダシステムの別の例では、
図７に示されるフロントエンド回路710を含む。図７〜1
1と関連して以下で述べるように、このような回路は３
つの異なる周波数で受信された信号に応じて、ターゲッ
トの接近速度と距離を含む所望の情報を検出する。さら
に、このシステムの回路は、図６に示されるように、各
送信フレームと受信フレームを複数の異なる時間間隔ウ
ィンドウに分割する。複数のウィンドウのうち、一部だ
けが３つの異なる周波数での送信レーダ信号の受信と関
連して使用される。したがって、タイムスペースを構成
するか、さもなくば浪費されることになる残りのウィン
ドウは、レーダシステムのサブシステムによる別の機能
に使用されることができる。
図６に示されるように、送信フレーム610とこれに対
応する受信フレーム612は、この例ではそれぞれ18μｓ
の長さであり、したがって、毎秒55,555個のフレームが
生じる。送信フレーム620と受信フレーム612は９つのウ
ィンドウ614に分割され、同じ長さの時間間隔を構成す
る。ひとつのウィンドウの長さは２μｓの長さになる。
送信フレーム610と受信フレーム612を、送信されたレー
ダ信号の時間スケールに関して伝達距離に当てはめてみ
るなら、送信フレーム610と受信フレーム612のそれぞれ
は、送信器から9,000フィートの距離に相当し、各ウィ
ンドウ614は1,000フィートに相当する。
図示される実施例では、送信フレーム610は616、61
8、620の３つの異なる周波数間隔からなる。連続して生
成されるレーダ信号は、616、618、620の周波数インタ
ーバル内の３つのそれぞれ異なる周波数で送信される。
このことは、24.125GHzの規準周波数を用いて、時間分
割ベースで周波数のスイッチ切り替えによって達成され
る。第１の周波数インターバル616では、前記規準周波
数より0.000125GHz低い24.124875GHzに固定された第１
の周波数が用いられる。図６に示されるように、第１の
周波数インターバル616は、送受信フレーム610と612に
沿って延びる９つのウィンドウのうちの最初の３つを包
含する。第２の周波インターバル618と第３のインター
バル620はそれぞれ、第４〜第６のウィンドウと第７〜
第９のウィンドウを含む。
第１の周波数で送信されターゲットで反射（あるいは
反響）されたレーダ信号は、図６の受信フレーム612内
の受信インターバルR1において検出される。第２のウィ
ンドウ614の開始時に始まる受信インターバルR1はこの
第２ウィンドウより短く、420フィートの距離に換算さ
れる長さを持つ。第１の周波数は、第２ウィンドウの受
信インターバルR1で受信されるので、第１周波インター
バル616内の第１と第３のウィンドウは空いており、別
のシステムに使用されてもよい。
第２の周波数は、第４〜第６のウィンドウを有する第
２周波数インターバル618の間に送信される。第２の周
波数は規準周波数24.125GHzに0.000125GHzを加算した
値、すなわち24.125125GHzとされる。
第２の周波数は、第５ウィンドウの開始時に始まる受
信フレームR2で検出される。R1と同様に、R2もまた第５
ウィンドウより短い間隔であり、距離にすると420フィ
ートに換算される。R1とR2の実際の間隔は0.86μｓであ
る。第５ウィンドウ内で第２の周波数が受信されるの
で、第４と第６のウィンドウは空いており、他の目的に
使用できる。
第３の周波数は規準周波数24.125GHzであり、第７、
８、９のウィンドウからなる第３の周波数インターバル
620で送信される。第３（あるいは規準）周波数は、第
７のウィンドウ開始時に始まるドプラーチャネル（DC）
受信インターバルで検出される。R1およびR2の受信イン
ターバルと同様に、受信インターバルDCも0.86μｓの長
さをもち、420フィートの地上距離に相当する。第３の
周波数は第７ウィンドウ内で受信されるので、第８と第
９のウィンドウは空いており、他の目的に使用できる。
図７に示されるフロントエンド回路710は、３つの異
なる周波数でレーダ信号を送受信し、図６の送信フレー
ム610と受信フレーム612を規定するために用いられる。
このフロントエンド回路710はとりわけ、ターゲットか
ら返ってきた受信エコー信号をあらかじめ増幅させ、復
調されたターゲットエコー信号の位相ずれサンプルをと
り、復調器／受信機チャネルを選択し、そのターゲット
エコー信号の振幅識別をする機能を果たす。
レーダ送信を規定する信号を供給する変調器711は、
タイミング発生器712によって制御される。タイミング
発生器712は、規準周波数変調信号J1とJ2を介して変調
器711をディジタル的に制御する。この制御は、変調器7
11の周波数シフトを調整し、受信されたエコー信号J3、
J4、J5、J6をそれぞれ３つの異なる受信機／復調チャネ
ルK1、K2、K3に同期順次スイッチ切り替えすることによ
ってなされる。このタイミング発生器712は、後述の方
式で図６の送信フレーム610と受信フレーム612を規定す
る。
フロントエンド回路710はまた、プレアンプ714と、信
号パスK1、K2、K3のためのローパスフィルタを有する。
前記信号パスK1、K2、K3は、各チャネル（図10参照）に
おけるショートサンプリング出力パルスを、レーダアン
テナ716（図９参照）のビーム幅の範囲内にあるすべて
のターゲットにおける連続サイン（正弦）波に統合（積
分）する。レーダアンテナ716は、ガンダイオード送信
器720の形態をとっているレーダ送信器から送信された
信号を受けとるマイクロ波回路718に接続され、このガ
ン送信器は変調器711に接続される。レーダアンテナ716
で受信された信号は、ターゲットで反射されて戻ってき
た信号であり、マイクロは回路718によって、RFミキサ7
22を介してプレアンプ714とローパスフィルタに供給さ
れ、ミキサダイオードバイヤスを供給する。プレアンプ
714は、復調器726を介して、３つの受信機復調信号パス
（広くは信号パス）K1、K2、K3に接続される。復調器72
6は、タイミング発生器712からのタイミング信号J3〜J6
によって制御される。タイミング発生器712には、3.5MH
zクロック728が1/7カウンタ730を介して供給される。3.
5MHzクロック728はまた、各受信復調信号パスK1、K2、K
3内のそれぞれ20KHz第５順位ローパスフィルタ（LPF）7
32に送られる。
連続波（CW）ダイオードタイプのガン送信器720は、
図６の各送信フレーム610内の３つの周波数シフト調整
インターバルの特定のシーケンス内でその周波数を変更
させる。図６に示されるように、１シーケンスは、第１
周波数インターバル616における24.124875GHzの第１の
周波数と、それに続く第２周波数インターバル618での2
4.125125GHzの第２周波数、そして第３の周波数インタ
ーバル620での24.125GHzの規準周波数とからなる。レー
ダアンテナ716によってターゲットから受信され、マイ
クロ波回路718によってRFミキサ722に供給されるエコー
信号は、送信器周波数がシフトされるように同じシーケ
ンスJI〜J6で結合され、ひとつのフレーム内で送受信さ
れる３つの周波数のそれぞれの位相変更を識別する。第
１レンジの信号パスK2と第２レンジの信号パスK3との間
の位相シフトの差は、ターゲットの距離を表し、ドプラ
ー制御信号パスを含む信号パスK1の位相ずれレート（周
波数）は、ターゲットの遠ざかり速度もしくは接近速度
を表す。ドプラー周波数は、およそ20Hz〜14.4Hzオーデ
ィオ周波数スペクトルである。
ドプラー信号パスK1は、20KHz第５順位ローパスフィ
ルタ732に加えて、20KHz第２順位ローパスフィルタ734
も有する。同様に第１レンジ信号パスK2および第２レン
ジ信号パスK3も20KHz第２順位ローパスフィルタ734を有
する。ドプラー信号パスK1内の20KHz第２順位ローパス
フィルタ734の出力は、15dbアンプ736を介して接続され
る。第１および第２のレンジ信号パスK2、K3内の20KHz
第２順位ローパスフィルタ734は、40dbコンプレッショ
ンアンプ738を介して連結される。
図８は、図７のフロントエンド回路710の一部分を詳
細に示した図である。図７と関連して述べられるよう
に、ガン送信器720は、変調器（モジュレータ）711に呼
応して送信フレーム610の３つの異なる周波数を供給す
る。変調器711は、電圧調節器810と周波数制御スイッチ
812を有するものとして図８に示されている。図７のタ
イミング発生器712は、リングカウンタロジック回路814
を有し、このリングカウンタロジック回路はタイミング
制御信号をスイッチ812と復調器726とに供給するように
連結される。リングカウンタロジック回路814はまた、
周波除算器である1/7カウンタ730にも接続され、1/7カ
ウンタ730は図７と関連して述べられるように、3.5MHz
クロック728に連結される。図８に示されるように、3.5
MHzクロック728は3.5MHz発振器を有し、1/7カウンタ730
は7:1周波数除算器を有する。
図８に示され、＋5.0ボルトの安定出力を有する電圧
調節器810は、ガン送信器720のダイオードに連結され
る。ガン送信器720のガンダイオード（ガン発振器）
は、送信発振器として機能し、その周波数はそこに印加
される電圧によって決まる。ガン送信器720によって供
給される周波数を制御するために、ガンダイオードに流
れる電流（通常145ma）は、図７のタイミング信号J1とJ
2の制御の下に漸次（シーケンシャルに）増加する。電
流の増加につれて、その結果電圧の低下が生じ、これに
よってガン送信器720の周波数が変わる。
図８の回路の一部は、位相ずれサンプリング回路とし
て機能し、受信されたターゲットエコー信号をドプラー
信号パスK1と、第１レンジ信号パスK2と第２レンジ信号
パスK3とに振り分ける。この信号振り分けは、信号パス
K1、K2、K3のいずれかに送られる周波数をガン送信器72
0が送信する時間内の一部で行われる。リングカウンタ
ロジック814は、ガン送信器720のダイオードに印加され
る電圧と、これによって送信器720から生成される周波
数とを制御する。周波数除算器730は、発振器728の3.5M
Hz周波数を７で除算して500KHzの周波数を生じ、これは
リングカウンタ814に印加される。この周波数は、リン
グカウンタ814の９つの出力ピンのそれぞれにおいて連
続して（シーケンシャルに）正の出力パルスを生成す
る。この内の３つの出力は信号J2を供給するためにまと
めてオア（論理和）され、信号J1を供給するために別の
３つの出力がまとめてオアされる。リングカウンタロジ
ック814内の別のロジック回路は、図７と関連して述べ
られたように、残りのタイミングゲート信号J3〜J6を供
給する。タイミングゲート信号J3〜J6は、復調器726に
あるアナログスイッチ816、818、820を制御し、これに
よってターゲットエコー信号をK1、K2、K3の中から適切
な信号パスに振り分ける。
リングカウンタロジック814はガン送信器720の周波数
シフトを制御するので、３つの連続する切り替え（シー
ケンシャルにイネーブルにする）ゲートJ4、J5、J6を同
時に生成する。これら３つのゲートは、図６の受信フレ
ームの受信インターバルR1、R2、DCにそれぞれ対応し、
0.86μｓの長さを有する。ガン送信器720の周波数のス
イッチ切り替え後、切り替えゲートJ4、J5、およびJ6
は、それぞれのウィンドウ614の開始時に十分遅延され
て生成されるので、ガン送信器720の周波数の変化によ
って生じるいかなる周波数過度現象も、比較的弱いター
ゲット反射（もしくはエコー）信号の正確な受信を妨げ
ない。切り替えゲートJ4、J5、J6のいずれかが生成され
たなら、プレアンプ714の出力はアナログスイッチ816、
918、820の対応するスイッチによって関連のローパスフ
ィルタ732に接続される。
図９は、送受信信号の３つの異なる周波数を使用して
位相ずれをサンプリングしたグラフを示している。第１
の曲線910は第１の周波数（24.124875GHz）に対応し、
この周波数は第１レンジ信号パスK2と関連して使用され
る。第２の曲線912はドプラー信号パスK1のRF信号（24.
125GHz）に対応する。第３の曲線914は第２レンジ信号
パスK3の第２の周波数（24.125125GHz）に対応する。曲
線910、912、914は、水平時間軸の一部に沿って描かれ
ているそれぞれが18μｓの９つのウィンドウ614に示さ
れる時間と関連する。
送信器周波数が変化した時に、ターゲットで反射され
たエネルギーの位相ずれがサンプリングされる。第２ウ
ィンドウの開始時における受信インターバルR1での反射
エネルギーは、第１レンジ信号パスK2に送られる。24.1
25125GHzで送信された信号の、第５ウィンドウの開始時
における受信インターバルR2での受信エネルギーは、第
２レンジ信号パスK3に送られる。規準周波数24.125GHz
での送信に対応する第７ウィンドウ開始時の受信インタ
ーバルDCでは、反射エネルギーはドプラー信号パスK1に
送られる。第１および第２のレンジ信号パスK2とK3との
間の位相差は、送信器からターゲットまでの距離に直線
的に比例する。
図６と関連してのべたように、送信フレーム610と受
信フレーム612の長さは18μｓである。このような長さ
のフレームは、第１ターゲットに9,000フィート（約２
マイル）の曖昧レンジを有し、フレームが繰り返される
につれ、その後の複数のターゲットも9,000フィートの
範囲をもつ。9,000フィートを越える範囲は、理想的な
道路形状、アンテナビーム幅の中心に向けられる大きな
ターゲット（高層ビルなど）、自動車レーダシステムの
前方420フィート以内に他のターゲットが存在しない、
などの理想条件下でのみ可能となる。このような理想状
態が起こる可能性は、送信される出力の1/2ミリワット
だけで、極めて低い。
図10もまた、３つの異なる信号パスK1、K2、K3の位相
ずれサンプリングを示すものであり、18μｓの間隔で集
められたサンプルを示す時間関連プロットである。これ
は、2.315KHzの接近速度（closing rate）に対応する、
2.315KHzでの包絡線が例として描かれている。
図７の説明で述べたように、第１および第２のレンジ
信号パスK2とK3は、40dbコンプレッサアンプ738を有す
る。このコンプレッサアンプ738は、ターゲットエコー
の強弱差を示すダイナミック振幅レンジ（対応のダイナ
ミック電圧レンジは１〜10,000（80db）である）を低減
させる。ダイナミックレンジを１〜100（40db）にまで
低減させ、信号を歪める事なく信号の完全さを維持す
る。このコンプレッサアンプがないと、システムは弱い
ターゲットを見落とすか、強いターゲットにのみ反応す
る。コンプレッサアンプ738は、フィードバックループ
を有するオペアンプを含む。コンプレッサアンプはドプ
ラー信号パスK1でターゲット間の振幅差を低減する必要
のないときは、この信号パスで使用されない。このよう
な振幅差はあるターゲットを他のターゲットから識別す
る時に使用される。
図11は、図７のフロントエンド回路とともに用いられ
る信号条件付け回路1110を示している。この回路は、フ
ロントエンド回路710のドプラー信号パスK1と、第１お
よび第２レンジ信号パスK2、K3から自動車速度を表す信
号とともにロウ（生の:raw）信号を取り出し、このよう
な信号を距離、接近速度、信号強度、自動車速度に比例
する電圧に演算処理する機能を果たす。これらの電圧
は、同じく信号条件付け回路1110によって生成されるい
くつかの２進法フラッグとともに、データプロセッサに
出力され、さらに演算処理評価される。
信号条件付け回路1110は、反射（もしくは反響）され
たレーダ信号の相対的な強度を測定し、このような信号
の強度に比例するDC出力電圧を対数的に生成する回路要
素を含む。この回路要素は、ロガリズム／リニア変換器
1112、DCオフセットアンプ1114、およびDCアンプ1116を
形成するロガリズムアンプのカスケードを含む。ロガリ
ズム／リニア変換器1112を有する４つのロガリズムアン
プは、信号振幅レンジ10に対応する20dbの変化をする電
流を供給する。それゆえロガリズム／リニア変換器1112
の出力電圧は、信号がファクター10,000で変化する場
合、80dbのファクターで変化する。この電圧は、信号し
きい値制御回路に印加される前に、DCオフセットアンプ
1114でフィルタされ、DCアンプ1116によって増幅され
る。DC電圧は、1volt/20dbの信号増分で増加する（4VDC
＝80db）。DCアンプ1116の出力は信号強度電圧を供給
し、この電圧は後述のデータプロセッサにおいて使用さ
れる。受信信号が弱すぎて演算処理できない場合（シス
テムノイズフロア（system noise floor）のおよそ8db
高）は、論理的には信号しきい値制御回路1118の出力は
高くなる。
図７のフロントエンド回路710のドプラー信号パスK1
の出力は、信号条件付け回路1110のドプラー信号制御パ
スに送られ、このパスでドプラー信号パスのロウ（ra
w）信号を処理して、それを自動車とターゲット間の速
度差に比例するDC電圧1130として出力する。規準周波数
で受信される信号の振幅は、各受信フレームの第７ウィ
ンドウ内で検出される。第１のターゲットのドプラーレ
ートは、レンジ信号パスK2、K3の双方とドプラー信号パ
スK1とにおける比例周波数である。レンジ信号パスK2、
K3は、振幅差を無視して、シンメトリカルで極めて正確
な位相ずれ演算処理を行う。一方、ドプラー信号パスK1
は、位相シフトを無視するが、相対的な振幅差を保持す
る。このような振幅差は、複数のターゲットを識別し、
ステアリング位相ロックループを用いて特定のターゲッ
トに対するレーダ受信器を調整するために使用される。
信号条件付け回路1110は、ドプラー信号パスK1の延長
を含む。ドプラー信号パスK1は30dbディエンファシスア
ンプ1120を含み、このディエンファシスアンプはスクエ
アリングアンプ1122を介して位相ロックループ1124と67
μｓ単安定オシレータ1126とに接続される。単安定オシ
レータ1126は周波数／電圧コンバータとして働き、100m
s第２順位インテグレータ1128へとつながり、第２順位
インテグレータ1128はローパスフィルタとして機能し出
力ターミナル1130でドプラー電圧を生成し、ブートスト
ラップ回路1132へとつながる。ブートストラップ回路11
32は、位相ロックループ1124、電圧／周波数コンバータ
1134、および＋２フリップフロップ1136とともに、位相
ロックループ回路を形成する。
ターゲットまでの自動車の接近／遠ざかり速度が大き
くなればなるほど、ドプラー電圧は高くなる。ドプラー
電圧は０〜5VDCの範囲にあり、５ボルトは時速200マイ
ルの接近／遠ざかり速度を表す。このドプラー電圧は、
ブートストラップ回路1132によって位相ロックループ11
24の出力エラー電圧に加算され、その後電圧／周波数コ
ンバータ1134に印加される。電圧／周波数コンバータ11
34の出力は、ドプラー周波数の256倍の周波数を有し、1
/2フリップフロップ1136を介して、第１および第２レン
ジ信号パスK2、K3内の第４順位ステアリングバンドパス
フィルタ1138に送られる。これは第４順位ステアリング
バンドパスフィルタの規準周波数を、時速0.3〜200マイ
ルの接近速度幅に対応する20Hz〜14.4KHzの範囲内で調
節する。バンドパスフィルタ1138の調整された周波数と
は電圧／周波数コンバータ1134の出力周波数であり、バ
ンドパスフィルタ1138のクロック周波数の128倍の周波
数で除算したものである。この周波数は、位相ロックル
ープ1124がドプラー信号パスK1に現れた複数のターゲッ
トの雑多な周波数のうちのひとつにロック（固着）した
ならば、選択されてレンジ信号パスK2、K3の双方で維持
される。前記雑多な周波数は、複数のターゲットからの
レーダエコーや、複数のパスから返って来る信号エコー
や、遠すぎる問題とならない物体から反射されるエコー
などに起因する。位相ロックループ1124のロック周波数
は、最大振幅数を有するドプラー信号パスK1における周
波数である。この振幅数はターゲットレーダエコーの強
度によって決まり、ターゲットの距離が増加するにつれ
てこのエコーの強度は減少する。
このようにして、ドプラー信号パスK1の最も顕著なタ
ーゲットに対応して選択されたレンジ信号パスの位相情
報は、第４順位ステアリングバンドパスフィルタ1138に
よってその他のターゲット位相情報から分離され、20db
アンプ1142を介してスクエアリングアンプ1140に送られ
てさらに演算処理される。ドプラー信号パスK1は、位相
ロックループ1124を作動させて最強のターゲットを認識
することによって、振幅数の識別機能を提供する。関係
のないターゲットに関するその他のすべての情報は、第
１および第２レンジ信号パスK2、K3の条件付け回路に入
る前に弱められる。ドプラー制御機構はこのようにして
ひとつのターゲットを選択あるいは分離し、その他の複
数のターゲットを排除することを可能にする。
20Hz〜14.4KHzのドプラー周波数スパン（時刻0.3〜20
0マイル）内では、第４順位ステアリングバンドパスフ
ィルタ1138の正確な調整はブートストラップ回路1132か
らのステアリング電圧によって決まり、位相ロックルー
プ1124をロックする。ブートストラップ回路1132によっ
て生成される電圧は、ターミナル1130のドプラー電圧
と、位相ロックループの出力エラー電圧とを加算するこ
とによって求められる。ドプラー電圧による位相ロック
エラー電圧の出力ストラップの総数を増加させるため
に、このドプラー電圧が電圧／周波数コンバータに印加
される前に周波数／電圧コンバータを使用することによ
って、高電圧旋回率が生み出され、迅速なターゲット選
択ロックのために、1/2フリップフロップ1136の出力で
の素早い周波数シフトが可能となる。
ターゲットが絞られたならば、位相ロックループ1124
からのエラー電圧は、ターゲットロック（固着）を示す
値ゼロにまで減少される。これによって電圧／周波数コ
ンバータ1134へのステアリング電圧入力も変化しなくな
る。出力周波数は、最も顕著なターゲットのドプラー周
波数の128倍に安定され、これによって第４順位ステア
リングバンドパスフィルタ1138のクロック周波数を検出
する。バンドパスフィルタ1138は、選択されたターゲッ
トの接近もしくは遠ざかり速度に関するレンジ位相情報
を通過させるために調整されている。レンジ信号パスの
異なる位相情報は、180゜レンジ検出器1144とドプラー
方向検出器1146とによって構成されるコンパレータに送
られ、シフトレジスタ1150の出力のターミナル1148で表
示されるターゲットの相対的な方向を導き、100ms第５
順位インテグレータ1152を介して距離を求める。レンジ
電圧は０〜５ボルト（直流）の範囲で変化し、ここで５
ボルトは1000フィートの距離を表す。前記異なる位相シ
フト情報は、第４順位ステアリングバンドパスフィルタ
1138による信号減衰後のターミナル1154、1156などで、
追加のターゲットを識別するために使用されることも可
能である。この時、第１ターゲットの周波数は、バンド
パスフィルタ1138のノッチ出力によって取り除かれる。
ターミナル1154、1156における残りの異なる位相情報も
上述と同じ方法で処理され、第２の（あるいはそれ以上
の数の）ターゲットの距離と相対的な方向が求められ
る。
場合によっては、位相ロックループ1124はロックしな
い。つまり、ターゲットが存在しない時や、ひとつのタ
ーゲットから複数のエコーが別々のルートで自動車レー
ダシステムに戻ったものを受信した時（マルチパス反
射）にはターゲットロックは行われない。この状態が起
きた時は、位相ロックループ1124の出力はフィルタリン
グされ、マルチパス／ターゲット検出器1158によって求
められるDC平均がしきい値と比較され、10ms単安定オシ
レータ1162の出力のターミナル1160においてマルチター
ゲットフラッグ信号が出される。
ターゲットの方向性、すなわちターゲットが自動車に
接近するのか遠ざかるのかを検出することはとりわけ必
要とされる。通常は、第１レンジ信号パスK2のスクエア
リングアンプ1140の出力における位相シフトは、第２レ
ンジ信号パスK3のスクエアリングアンプ1140の出力に遅
れをとる。これは、第１レンジ信号パスK2で信号がサン
プリングされる場合の方が第２レンジ信号パスK3でサン
プリングされるよりも送信器周波数が低いために生じ
る。20dbアンプ1142の出力の位相シフト正弦波は、スク
エアリングアンプ1140によって２乗され、ドプラー方向
検出器1146内のＤ型フリップフロップに送られる。第１
レンジ信号パスK2におけるスクエアリングアンプ1140の
出力信号は、第２レンジ信号パスK3のスクエアリングア
ンプ1140の信号内で、フリップフロップのＤ入力にクロ
ックするために使用される。第１レンジ信号パスK2の信
号が、第２レンジ信号パスK3の信号に遅延する場合は、
フリップフロップの出力は高く設定され、そうでない場
合は出力は低く設定される。第１レンジ信号パスK2の信
号はまた、フリップフロップの出力を、シフトレジスタ
1150を含む64ビットシフトレジスタ1150へとクロックす
る。フリップフロップが第１レンジ信号パスK2において
65連続サイクル信号にセットされ続ける場合は、第２レ
ンジ信号パスK3に対する第１レンジ信号パスK2の位相遅
れ状況がシフトレジスタ1150を介してターミナル1148に
伝達し、ここでドプラー方向フラッグを発する。第２レ
ンジ信号パスK3における位相が第１レンジ信号パスK2の
信号位相と同じか、それより遅れる場合は、シフトレジ
スタ1150は、ターゲットが後退あるいは遠ざかることを
示して、ターゲット後退なしの状態へリセットされる。
図12Aは、本発明のターゲット維持および環境フィル
タ回路のより詳細な図である。実施例においては、第１
レンジ信号パスK2は、Ｄ型双安定ラッチ（もしくはフリ
ップフロップ）1146のエッジトリガークロック入力に接
続され、一方、第２レンジ信号パスK3は、フリップフロ
ップ1146のデータ入力に接続される。フリップフロップ
1146のＱ出力は64ビットシフトレジスタ1150の入力へと
接続される（もちろん別のサイズのシフトレジスタが使
用されてもよいが、プログラム可能の長さのシフトレジ
スタが使用されるのが好ましい）。フリップフロップ11
46のＱバー（反転Ｑ）出力はシフトレジスタ1150のリセ
ット入力に接続される。ロジカル出力がシフトレジスタ
1150のリセット入力に送られる場合は、このシフトレジ
スタ内のすべてのデータ位置は、ロジカル０（ゼロ）に
クリアされる。シフトレジスタ1150は第１レンジ信号パ
スK2上の信号によってクロックされる。適切なシフトレ
ジスタとして、モトローラ社のMC14557BCPがある。シフ
トレジスタ1150の出力はドプラー方向フラッグ1148とな
る。
上述のように、操作において第１レンジ信号パスK2の
信号が第２レンジ信号パスK3の信号に遅延する場合は、
フリップフロップの1146の出力はロジカル１である。こ
の場合の図は図12Bに示されている。この図には第１レ
ンジ信号パスK2と第２レンジ信号パスK3での矩形正弦波
が描かれており、K2の信号はK3の信号に位相遅れしてい
る。信号パスK2上にクロック信号が生じた時、信号パス
K3からフリップフロップ1146へのデータ入力はロジカル
１であるので、フリップフロップ1146の出力Ｑはロジカ
ル１にセットされる。
図12Cは、逆の状況を示しており、第１レンジ信号パ
スK2の信号の位相は、第２レンジ信号パスK3の信号の位
相に先行する。この場合は、第１レンジ信号パスK2から
のクロック信号がフリップフロップ1146に送られると、
第２信号パスK3からの入力はロジカル０になる。それゆ
え、フリップフロップ1146の出力Ｑもロジカル０にな
る。
第１レンジ信号が第２レンジ信号に65サイクル（65は
フリップフロップ1146とシフトレジスタ1150を通る遅延
を表す）遅れる場合は、ロジカル１はドプラー方向フラ
ッグ1148として、シフトレジスタ1150からの出力とな
る。
ドプラー方向フラッグ1148がロジカル１ならば、その
フラッグは、ターゲットからのエコー信号が十分に固着
してシステムの残部がその存在を認識し、このエコー信
号によって示されたターゲットは自動車に向かって接近
中であるたことを示する。
一方、第１レンジ信号が第２レンジ信号に先行する場
合はいつも、フリップフロップ1146はシフトレジスタ11
50とともにリセットされる。したがってこの時のドプラ
ー方向フラッグはロジカル０であり、ターゲットが後退
もしくは自動車から遠ざかることを示す。
24.125GHzの規準周波数を有する本発明のシステムで
は、シフトレジスタ1150の64ビットはターゲットに向か
う約16インチの移動を表す（この距離は周波数とシフト
レジスタの選択された長さにともなって変化する）。す
なわち、図示される実施例では、ターゲットからのエコ
ーが十分であると認識されるためには、このターゲット
は少なくとも自動車が16インチ進む間維持されねばなら
ない。したがって、レーダシステムを横切る鳥や周辺の
路傍の物体（道路上、あるいは道路沿にある物体）な
ど、瞬間的に遭遇した物体は、自動車が少なくとも16イ
ンチ進む間レーダシステムに捕らえられていないと、こ
のレーダシステムの残部に記録されない。このように本
発明は、レーダシステムが鳥や路傍の物体からの短いエ
コーによって誤った警告を出さないようにすることに関
して極めて効果的である。
図面には特定のターゲット固着（persistence）／環
境フィルタ回路が示されているものの、本発明は、
（１）ターゲットの方向性（接近か後退か）を検出し、
（２）ターゲットの方向性における「接近」状態を一定
時間持続させることを要件とする、ようないかなる均等
の回路も包含するものである。したがって、シフトレジ
スタ1150は、その出力がドプラー方向フラッグ1148を表
すリセット可能のタイマおよびラッチ回路に置き換えら
れてもよい。このようなタイマ回路はドプラー方向フリ
ップフロップ1146の「接近」状態Ｑによってトリガー
（起動）される。タイマがタイムアウトしたなら、その
出力はラッチ回路をセットし、ドプラー方向フラッグは
ロジカル１になる。タイマのタイムアウト前に後退信号
が生じた場合は、タイマとラッチ回路はリセットされド
プラー方向フラッグはロジカル０になる。タイマが使用
されると、タイムアウト時間は自動車速度に比例し、そ
の時間はいかなる自動車速度でも同じターゲット固着距
離を示す。
本発明の別のターゲット固着／環境フィルタの実施例
として、ターゲットの方向性と固着時間はディジタル信
号プロセッサあるいはマイクロプロセッサ内でコンピュ
ータ計算される。
信号条件付け回路1110は、フロントエンド回路の第１
および第２レンジ信号パスK2、K3に呼応する部分を含
み、ターゲットの距離に比例する大きさのDC電圧を供給
する。この電圧は100ms第５順位インテグレータ1152の
出力で現れ、1000フィートの距離に相当する０〜５ボル
トの範囲で直線的に変化する。スクエアリングアンプ11
40の出力における位相シフト矩形波は、180゜レンジ検
出器1144内の排他的ORゲートに送られる。２つのゲート
の位相が同じであれば、０ボルトとなる。180゜の位相
ずれがあれば、出力は５ボルトになる。０゜〜180゜の
間での位相ずれにおいて、排他的ORゲートからの正の出
力パルスの継続時間は、位相差に比例する。このような
出力パルスは、このパルスを積分する100ms第５順位イ
ンテグレータ1152によって、DC平均電圧レベルのみを残
してフィルタリングされる。この電圧は、ターミナル11
66で出力レンジ信号を供給するサンプルアンドホールド
アンプ1164に印加される。
信号条件付け回路1110は、出力ターミナル1168でイン
ターフェレンス（干渉）フラッグを発して外部のレーダ
送信周波数が本物のターゲットエコーと同時にシステム
に受信されたことを示す部分を有する。このような状態
は、レンジ信号パスK2、K3、あるいはドプラー信号パス
K1のいずれかに干渉信号が現れることによって検出さ
れ、どの２つの信号パス間においても振幅数の大きなア
ンバランスを生じさせる。この状況を検出するために、
第１および第２のレンジ信号パスK2、K3内の信号が30db
ディエンファシスアンプ1170に送られる。ここからの信
号はスクエアリングアンプ1172を通過して、67μｓ単安
定オシレータ1174によるDCレベル変換と、100ms第２順
位インテグレータ1176によるローパスフィルタリングが
なされる。インテグレータ1176の出力電圧は、ドプラー
信号パスK1の100ms第２順位インテグレータ1128からのD
Cレベルと比較される。レンジ信号パスK2とK3にはそれ
ぞれ個別のウィンドコンパレータ1178がある。ウィンド
コンパレータ1178の出力は、それらが50ミリボルトのド
プラー信号パス振幅より高いか、あるいは低い場合、ロ
ジカルORスイッチ1180を起動させる。これは、レンジ信
号パスK2、K3、あるいはドプラー信号パスK2のいずれか
ひとつが外部の干渉送信を受信した場合にのみ起こる。
信号条件付け回路1110は、自動車速度を表示する電圧
を供給するための回路要素を含む。タコメータあるいは
光電子（オプト・エレクトロニック）装置から引き出さ
れた信号は、1.2ms単安定オシレータによる1.2ms精密パ
ルス列に変換される前に、スクエアリングアンプ1182を
介して送られ、200ms第２順位インテグレータ1186によ
ってDC電圧に統合（積分）される。インテグレータ1186
の出力電圧は０〜５ボルトの範囲で変化し（ここで５ボ
ルトは時速100マイルを表す）、ターミナル1188に印加
される。
信号条件付け回路1100に因って生成される多様な信号
は、適切な用途のためにデータプロセッサに送られる。
このデータプロセッサは、ターゲットの距離、遠ざかり
／接近速度、方向性、自動車速度に関する情報を使用し
て警告を発し、希望があれば多種の安全機能を果たす。
例えばこのような情報を使用し、特定のドライバーのた
めに設定された危険度レベルと関連して危険度評価アル
ゴリズムが行われ、衝突の危険があれば警告を発する。
上記のような情報はまた、ブレーキキング、自動車走行
制御の設定変更、あるいはエアバッグの膨脹など、緊急
の処置を行うためにも使用される。
図６と関連して述べられたように、フロントエンド回
路710の受信器部分によって設けられる受信フレーム612
内の各受信インターバルR1、R2およびDCは、それぞれ第
２、第５、第７ウィンドウに制限される。これによって
残り第１、第３、第４、第６、第８、第９ウィンドウは
空いており、他の機能に使用できる。例えば、自動車レ
ーダシステムに、ウェイサイドトランスポンダーを用い
るサブシステムがともに使用されることも可能である。
受信フレーム612内の使用可能のウィンドウは、異なる
周波数で信号を送信し、ターゲットの距離と接近／後退
速度を検出するために受信信号をドプラー信号パスK1、
レンジ信号パスK2およびK3に振り分けるという第１の機
能に加えて、信号の送受信やその他の演算処理にも使用
される。ウェエイサイドトランスポンダーシステムは単
なる一例であり、ウィンドウを使用するその他の構成も
ここに組み込まれるものである。
図示される実施例では、３つの異なる周波数と、それ
に対応して本システムで使用される速度と接近速度（正
あるいは負の）情報を生成する３つの信号パスK1、K2、
K3が用いられているが、これ以外の実施例も本発明の範
囲内に含まれる。例えば、ドプラー（後退／接近速度）
と距離情報の両方を生成するのに、２つだけの周波数が
使用されてもよい。また、図７と関連して、第１の周波
数X1をドプラー信号パスK1で、第２の周波数X2を第１レ
ンジ信号パスK2で、第３の周波数X3を第２レンジ信号パ
スK3を介して送らなくても、距離情報の生成に使用され
る２つの周波数のうちのいずれかがドプラー周波数（後
退／接近速度）を検出するためにドプラー信号パスK1へ
と分岐されて使用されてもよい。
このような実施例では、ひとつのフレーム内で３つの
インターバル616、618、620を持つ代わりに、２つのイ
ンターバルだけでよく、これらは相似形（同じ時間幅を
有する）でも非相似でもどちらでもよい。例として、2
4.125125GHzの周波数が第１のタイムインターバルで送
信され、125GHzの第２の周波数が第２のタイムインター
バルで送信され、この２つのインターバルが送信フレー
ム610を構成してもよい。これに対応して受信フレーム6
12も２つの適合するインターバルを有することが可能で
ある。受信フレーム612の第１インターバルで受信され
た信号は、例えば復調器726から第１レンジ信号パスK2
につながれる。受信フレーム612の第２インターバルで
受信された信号は、復調器726を介して第２レンジ信号
パスK3とドプラー信号パスK1につながれる。
この２周波の実施例では、ドプラー信号パスK1と、レ
ンジ信号パスK2かK3のどちらかの双方に送られる受信信
号を、残りのレンジ信号パスに通される受信信号の強度
に近付けるために、増幅する必要がある。これはローパ
スフィルタ732の前におかれる従来のアンプを用いる
か、あるいはコンプレッションアンプ738の圧搾量を調
整することによって成される。
また、２つの周波数だけが使用される場合は、３周波
の場合よりもウィンドウの間隔が長くなる。例えば、ひ
とつのタイムインターバルにつき３つのウィンドウを持
つ２つの周波が使用されるとすると、18μｓのフレーム
長で均一のウィンドウ間隔の場合、ひとつのウィンドウ
間隔は３μｓとなる。ひとつのタイムインターバルにつ
き２つのウィンドウだけの場合は、18μｓのフレーム長
で均一のウィンドウ間隔として、ひとつのウィンドウ間
隔は4.5μｓとなる。もちろんこれ以外のウィンドウ間
隔および全体のフレーム長の組み合わせも可能である。
図12は本発明の別の実施例を示している。ここでは、
ドプラー周波数（後退／接近速度）とレンジ情報を生成
するためのアナログ回路は、A/Dコンバータ1402の出力
に接続されるディジタルプロセッサ1400に置き換えら
れ、ディジタルプロセッサ1400は図７に示されるRFミキ
サ722の出力を受け取る。適当なディジタル信号プロセ
ッサ（DSP）としては、モトローラ社のDSP56001があ
る。DSP1400は、少なくとも第１の周波数と、これとは
異なる第２の周波数との送信に対応する少なくとも２つ
の個別のタイムインターバルの間に、RFミキサ722から
ディジタル化された信号を受信する。DSP1400はこの情
報からターゲットのドプラー周波数（後退／接近速
度）、距離および方向性を検出するようにプログラムさ
れている。ディジタル入力から上記の基本的な情報を生
成するDSPのプログラミング技法とアルゴリズムは、当
業者によって周知である。
図12に示される配置では、物理的な信号パスはひとつ
でもよいが、ディジタル信号プロセッサを介して送信さ
れる少なくとも２つの信号の時間多重送信によって少な
くとも２つのロジカル信号パスが構成されると考えられ
る。
このように本発明の種々の実施例は少なくとも２つの
レーダ周波数を使用し、その各々は、インターバルを規
定する複数のウィンドウのうち少なくともひとつのウィ
ンドウ内で送信される。前記少なくとも２つの周波数の
ためのインターバルは送信フレームを規定し、反射され
た信号は、受信フレームの対応するウィンドウ内で受信
される。受信信号からは、ドプラー周波数（後退／接近
速度）、ターゲット距離、ターゲットの方向性が、アナ
ログ回路、あるいはアナログとディジタルを組み合わせ
た回路によって検出される。送受信フレームを定義する
インターバルの従属部分としてのウィンドウコンセプト
によって、送受信フレームの残りのウィンドウが補足機
能に使用されることが可能となる。
スペクトル条件 本発明の別の態様として、ターゲットから受信された
ドプラーエコー信号のオーディオ周波数のスペクトルの
条件付け回路がある。この回路は上述のマルチウィンド
ウ特性とともに使用されても、単独で使用されてもよ
い。前記ドプラーエコー信号は選択的に条件付け、もし
くはディエンファシスされ、雨や強反射する路傍の物体
（高架、標識など）からのエコー信号が選択されて弱め
られることによって、自動車衝突回避システムが路上の
危険物の存在を検出する際に演算処理回路で重要視され
ないようにする。
図13は、本発明の一実施例による「通常」状態（図11
に示されるディエンファシス回路）における、ターゲッ
トエコー信号の減衰量を示す図であり、この減衰量は受
信されたドプラー周波数の関数である。この図は、20Hz
からカットオフ周波数である14.4KHzまでのオーディオ
周波数ドプラースペクトルを示している。受信信号のダ
イナミックレンジは、8dbのノイズしきい値から一般的
には62dbまで（最大72dbまで）である。受信されたドプ
ラー周波数が高いほど、それはレーダ信号を反射したタ
ーゲットが高速にあることを意味する。スペクトルの下
端20Hzは時速３マイルの速度に相当し、上限の14.4KHz
は時速200マイルに匹敵する。14.4KHzを越える周波数
は、ディエンファシス回路1120につながるローパスフィ
ルタ（図８）によって、12db/octave（オクターブ）の
割合で急激にディエンファシスされる。強反射するター
ゲット（巨大なターゲット、近距離のもの、あるいは強
い反射特性を有するなど）は、弱い反射のターゲットよ
りも大きいエコー信号振幅数を生じる。
図13に示されるように、「通常」条件モードでは、ド
プラー信号スペクトルはまったく弱められない。したが
って、受信されたすべてのターゲット信号は引き続く演
算処理回路において同等のウェイトを有する。このモー
ドは、雨が降っておらず、交通の速度が低く、交通量も
比較的すいている運転状況に適している。このような状
況では、あらゆるターゲットサイズを示すすべてのター
ゲット信号が、危険度を決定する上で同等の重さを有す
ると考えられる。
図14は、受信されたドプラー周波数の関数としての、
ターゲットエコー信号の減衰量を示すグラフであり、本
発明の一実施例である第１レベル条件（「高速道路」条
件）を表している。ローパスフィルタは400Hz（時速６
マイルに相当）の時点で1.5db/octaveの割合で減衰（信
号ディエンファシス）を開始する。減衰のトータルは加
算され、14.4KHzのカットオフ時点では、減衰率は13.5d
b/octaveになる。
高速道路走行条件下では、レーダ搭載の自動車は時速
50〜70マイルで走る。このような条件では、レーダシス
テムは巨大な静止物体（高架、標識など）から複数の高
周波リターン信号を受信する可能性が高い。ところが、
突然危険の対象となる可能性のある（突然の車線変更や
ブレーキなど）同方向へ走る別の自動車からのエコー信
号は、低い周波数を有することが多い（これは相対速度
が低いせいである）。高周波の信号を減衰しないなら
ば、レーダシステムは危険のないターゲットからの強い
エコーにロックし、実際に危険なターゲットからの弱い
低周波の信号を覆い隠すことになる。このような状況で
高周波信号を減衰することによって、その信号を反射し
たターゲットを「より小さな」、したがって危険度の少
ないものとして見せることができる。
図15は、受信されたドプラー周波数の関数としての、
ターゲットエコー信号の減衰量を示すグラフであり、本
発明の一実施例である第２レベル条件（「雨」条件）を
表している。ローパスフィルタは400Hz（時速６マイル
に相当）の時点で6db/octaveの割合で減衰を開始し、1
4.4KHzのカットオフ時点では、減衰率は18db/octaveに
なる。
弱い雨から強い雨までの条件下で、雨の滴のレーダ信
号反響は約400Hzのノイズとして現れる。この信号が危
険物からのものではなく雨によるものであるとわかるよ
うにエコー信号レベルを低減するためには、周波数スペ
クトルは高周波の時点でさらに急激に減衰される。雨の
場合は自動車速度も減じられていることが多いので、こ
のような信号ディエンファシスによって、高周波の（す
なわち相対速度の高い）危険なターゲットがレーダシス
テムに見落とされる可能性はあまりない。
図16は、図13〜15で描かれた信号ディエンファシスモ
ードを実践するための、本発明の一実施例のアナログ概
略図である。第１レジスタ1602、第２レジスタ1604、第
３レジスタ1606、第１コンデンサ1608、第２コンデンサ
1610が図示されるように配置され、ローパスフィルタを
構成する。入力信号K1は入力１（図11）にあてがわれ、
信号ディエンファシス回路の出力はＱでなされる。
３方向スイッチ1612は、通常モード、高速道路モー
ド、雨モードの間でスイッチ切り替えするためのユーザ
ー選択可能の手段である。スイッチ1612が雨モードに対
応するポジション１にある場合は、回路はローパスフィ
ルタリング率を増し、高速道路モードに対応するポジシ
ョン２にある場合は、コンデンサ1608がレジスタ1604に
並列接続され、回路は低いローパスフィルタリング率を
与える。スイッチ1612が通常状態のポジション３にある
場合は、レジスタ1604は回路をシャットアウトし、基本
的にはローパスフィルタリングは行われない。
図示される実施例は約400Hzの遷移周波数であり、こ
の時の各構成要素は以下の値を有する。
レジスタ1602 3KΩ レジスタ1604 51.1KΩ レジスタ1606 2KΩ コンデンサ1608 0.0033pf コンデンサ1610 0.0047pf もちろんこれ以外の遷移点、構成要素値が選択されて
もよく、同様の信号ディエンファシス機能を提供するそ
の他の回路（アナログでもディジタルでもよい）が用い
られてもよい。
図17は、受信されたドプラー周波数の関数としての、
ターゲットエコー信号の減衰量を示すグラフであり、本
発明の一実施例である可変環境条件を表している。選択
されたドプラー周波数はノッチ型フィルタを使用して減
衰される。この実施例では、減衰レベルは２つのレベル
ＡとＢから選択可能である。図17に示される減衰機能を
実践するために使用されるノッチ回路は、自動車速度VS
に対応する周波数FSで最大量の減衰がなされるように
「操舵可能（steerable）」である。運転者の自動車速
度に近い速度を有するターゲットからのエコー信号の減
衰を強めることによって、自動車速度と同じ相対速度を
有する静止ターゲット（高架や道路標識）は、引き続く
レーダエコー信号処理において重要視されない。これ
は、自動車速度より低いあるいは高い相対速度の物体か
らの反射信号には、あまり減衰がなされないこととコン
トラストをなす。例えば、レーダ搭載の自動車が時速50
マイルで走行しており、時速20マイルで走る自動車に急
速に接近する場合、この２台の自動車間の相対的な速度
差は30マイル／時間である。遅い方の自動車からのター
ゲット信号は、レーダ搭載自動車からみて時速50マイル
の相対速度を有する道路標識からのエコー信号ほどには
減衰されない。
図18は、図17の「可変環境」条件付け機能を実践する
本発明の回路のブロック図である。返って来るドプラー
信号は、操だ可能のノッチフィルタ1802（周知）と、可
変減衰回路1804への入力として送られる。制御信号もま
たこの可変減衰回路1804にあてがわれる。自動車速度VS
は、電圧／周波数位相ロックループ1806に入力される。
可変減衰回路1804は、少なくとも第１レベルＡと第２
レベルＢとの間で選択的に減衰を行う。例えば、弱い雨
から強い雨の間は、高い減衰度（レベルＢ）が望まし
く、ユーザーの選択スイッチによって制御信号が与えら
れる。また一方、自動車のフロントガラスワイヤーの動
き（雨の存在を示す）を検出、あるいは雨の存在を示す
レーダエコー信号からの平均ノイズを検出することによ
って、自動的に制御信号が生成されることも可能であ
る。
電圧／周波数位相ロックループは、自動車速度を表す
入力信号VSをステアリング可能ノッチフィルタ1802のた
めのステアリング周波数に変換する。このステアリング
周波数に呼応して、ステアリング可能ノッチフィルタ18
02は、戻りドプラー周波数の信号減衰の「ノッチ（刻み
目）」をつくり、このノッチは自動車速度VSに対応する
周波数FS付近で中心をなす。ステアリング可能ノッチフ
ィルタ1802と可変減衰回路1804の出力は、図17に示され
る型の出力（すなわち、減衰レベルＡおよびＢ、自動車
速度に匹敵する中心周波数FS）を生み出す加算アンプ18
08に送られる。
本発明はその実施例に関連して図示、説明されてきた
が、当業者にとっては、本発明の神髄と範囲から離れず
に上記以外の変形が可能である。例えば、特定の回路図
だけが図示されているが、本発明の機能を実践するため
にアナログ回路を使用してもディジタル回路を使用して
もよいし、図13〜15の実施例ではひとつの遷移点だけが
選択されているが、別の遷移点をさらに設けて、これ以
外の周波数を選択減衰するための別のフィルタが追加さ
れてもよい。すなわち、本発明は図示された特定の実施
例に制限されることなく、クレームの範囲すべてを含む
ことを理解されたい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ７５６，１７６ (32)優先日 平成３年９月６日(1991．9．6) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） 前置審査 (56)参考文献 特開 昭49−107491（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−51786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−50886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−137395（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−54478（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−23440（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3952303（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）複数の異なる周波数で連続してレーダ
    信号を送信するための手段であり、一連の送信時間フレ
    ームを通してレーダ信号を連続的に送信するように作動
    し、各送信時間フレームは、少なくとも、（１）レーダ
    信号が規準周波数で送信される第１の部分と、（２）規
    準周波数と異なる周波数でレーダ信号が送信される第２
    の部分とからなり、前記各部分が複数の送信時間インタ
    ーバルウインドウにさらに分割されているような、連続
    送信手段と、 ｂ）ターゲットに反射してレーダシステムに返ってきた
    送信されたレーダ信号を複数の異なる周波数で受信する
    ための手段であり、反射されたレーダ信号を受信時間イ
    ンターバルウィンドウにおいて受信するように作動し、
    前記各受信時間インターバルウィンドウが前記連続送信
    手段の送信時間フレームの送信時間インターバルウィン
    ドウに対応するような、受信手段と、 ｃ）前記受信手段に接続され、受信時間インターバルウ
    ィンドウの選択された１つの間に受信された受信信号に
    おける位相シフトの変化率に応じて、レーダ信号を反射
    したターゲットの遠ざかり速度あるいは接近速度を検出
    するための手段と、 ｄ）前記受信手段に接続され、第１の送信周波数に関連
    付けられた第１の選択された時間インターバルウィンド
    ウの間に受信された信号と第２の送信周波数に関連付け
    られた第２の選択された時間インターバルウィンドウの
    間に受信された信号との間の位相差に応じて、レーダ信
    号を反射したターゲットの距離を検出するための手段
    と、 ｅ）前記受信手段と前記連続送信手段とに接続され、送
    信されたレーダ信号の受信に関しては使用されていない
    送信及び受信時間インターバルウィンドウを割り出すた
    めの手段と、 を有し、 送信されたレーダ信号の受信に関連しては使用されてい
    ない各受信時間インターバルウィンドウが、レーダ信号
    を反射するターゲットの遠ざかりまたは接近速度の決定
    とレーダ信号を反射するターゲットの距離の決定とを除
    く他の機能の実行のために使用可能である、自動車レー
    ダシステム。
  2. 【請求項２】前記連続送信手段は一連の時間フレームを
    通してレーダ信号を連続的に送信するように作動し、各
    時間フレームは、（１）レーダ信号が規準周波数で送信
    される第１の部分と、（２）前記規準周波数より高い第
    １の周波数でレーダ信号が送信される第２の部分と、
    （３）前記規準周波数より低い第２の周波数でレーダ信
    号が送信される第３の部分と、からなる、請求項１に記
    載の自動車レーダシステム。
  3. 【請求項３】前記各時間インターバルウィンドウは、そ
    の長さが約２μｓから約4.5μｓの範囲で変化する請求
    項１に記載の自動車レーダシステム。
  4. 【請求項４】ａ）一連の時間フレームを通して３つの異
    なる周波数でレーダ信号を連続送信するための手段であ
    って、前記各時間フレームは前記３つの異なる周波数の
    うちの対応する１つが送信される送信周波数インターバ
    ルを有し、前記各送信周波数インターバルが複数の送信
    時間インターバルウィンドウに分割されている手段と、 ｂ）ターゲットで反射されてレーダシステムに返ってき
    た送信されたレーダ信号を３つの異なる周波数で受信す
    るための手段であって、受信信号が、それぞれ異なる１
    つの送信周波数インターバルに対応する複数の受信周波
    数インターバルからなり、各受信周波数インターバルは
    複数の受信時間インターバルウィンドウに分割され、前
    記各受信時間インターバルウィンドウがそれぞれ送信時
    間インターバルウィンドウの異なる１つに対応する手段
    と、 ｃ）各信号パスが特定の受信時間インターバルウィンド
    ウに関連付けられるように、受信されたレーダ信号を前
    記３つの異なる周波数に応じて３つの異なる信号パスに
    振り分けるための手段と、 ｄ）前記３つの異なる信号パスの中の第１のパスに関連
    付けられた所定の受信時間インターバルウィンドウにお
    ける前記第１のパス内の信号の位相シフトの変化率に応
    じて、レーダ信号を反射したターゲットの接近速度を検
    出するための手段と、 ｅ）前記３つの異なる信号パスの中の第２のパスに関連
    付けられた所定の受信時間インターバルウィンドウにお
    ける前記第２のパス内の信号と前記３つの異なる信号パ
    スの中の第３のパスに関連付けられた所定の受信時間イ
    ンターバルウィンドウにおける前記第３のパス内の信号
    との間の位相差に応じて、レーダ信号を反射したターゲ
    ットの距離を検出するための手段と、 ｆ）前記受信手段と前記連続送信手段とに接続され、送
    信されたレーダ信号の受信に関しては使用されていない
    送信及び受信時間インターバルウィンドウを割り出すた
    めの手段と、 の組み合わせからなり、 送信されたレーダ信号の受信に関連しては使用されてい
    ない各受信時間インターバルウィンドウが、レーダ信号
    を反射するターゲットの接近速度の決定とレーダ信号を
    反射するターゲットの距離の決定とを除く他の機能の実
    行のために使用可能である、自動車レーダシステム。
  5. 【請求項５】前記３つの異なる周波数のうちの第１の周
    波数が規準周波数より低く、前記３つの異なる周波数の
    うちの第２の周波数が規準周波数より高く、前記３つの
    異なる周波数のうちの第３の周波数が規準周波数であ
    る、請求項４に記載の自動車レーダシステム。
  6. 【請求項６】ａ）一連の異なる周波数でレーダ信号を継
    続的に送信する送信器であって、異なる周波数ごとにイ
    ンターバルを限定するとともに各周波数インターバル内
    に複数の送信時間インターバルウィンドウを規定するタ
    イミング信号を供給するためのタイミング発生器と、前
    記タイミング信号に応じて所望の周波数を表示する信号
    を供給するモジュールと、前記モジュレータからの信号
    によって決定される周波数でレーダ信号を送信するため
    の送信器出力と、を有する送信器と、 ｂ）ターゲットで反射されてレーダシステムに戻る送信
    されたレーダ信号を受信するための受信器であって、複
    数の信号パスと、前記複数の信号パスに接続された複数
    の処理装置と、前記タイミング発生器から供給されるタ
    イミング信号に応じて、距離及び遠ざかり／接近速度を
    決定するために所定の時間インターバルウィンドウの第
    １の組の間に第１の組の処理装置に対して、受信された
    レーダ信号を送り、かつ、距離及び遠ざかり／接近速度
    の決定とは関係ない機能を実行するために所定の時間イ
    ンターバルウィンドウの第２の組の間に第２の組の処理
    装置に対して、受信された信号を送るための復調器とを
    有する受信器と、 の組み合わせからなる自動車レーダシステム。
  7. 【請求項７】前記モジュレータは、電圧レギュレータ
    と、この電圧レギュレータに接続される複数の周波数制
    御スイッチとを有し、リングカウンタロジック回路から
    のタイミング信号に呼応して所望の周波数を表わす電圧
    を前記送信器に供給するように作動する、請求項６に記
    載の自動車レーダシステム。
  8. 【請求項８】前記復調器は複数のアナログスイッチを有
    し、各アナログスイッチは複数の異なる信号パスのそれ
    ぞれに接続されて受信されたレーダ信号を受け取り、前
    記複数のアナログスイッチは、受信されたレーダ信号を
    リングカウンタロジック回路からのタイミング信号に呼
    応して、複数の異なる信号パスのそれぞれに振り分ける
    ように作動する、請求項６に記載の自動車レーダシステ
    ム。
  9. 【請求項９】前記受信器はさらに、複数の信号パスに接
    続され、一連の異なる周波数のひとつに対応する受信さ
    れた反射信号の位相シフトの変化率に呼応して、レーダ
    信号を反射したターゲットの遠ざかり速度または接近速
    度を検出し、一連の異なる周波数の２つの異なる周波数
    に対応する２つの受信された反射信号間の位相差に呼応
    して、レーダ信号を反射したターゲットの距離を検出す
    る信号処理手段を有する、請求項６に記載の自動車レー
    ダシステム。
  10. 【請求項１０】前記信号処理手段はアナログである請求
    項９に記載の自動車レーダシステム。
  11. 【請求項１１】前記信号処理手段はディジタルである請
    求項９に記載の自動車レーダシステム。
  12. 【請求項１２】レーダ信号受信器は、レーダ信号を反射
    したターゲットの距離と接近速度に応じてアルゴリズム
    にしたがいそのターゲットの危険度を検出するためのデ
    ータ処理装置を有する請求項６に記載の自動車レーダシ
    ステム。
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