JP5535024B2 - レーダ装置 - Google Patents
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Description
ここで、パルス圧縮とは、レーダが、パルス信号をパルス変調又は位相変調してパルス幅の広い信号を用いて送信し、反射波の受信後の信号処理において受信信号を復調してパルス幅の狭い信号に変換する(圧縮する)ことで、受信電力を等価的に高める方法である。パルス圧縮によれば、ターゲットの探知距離を増大することができ、更に、当該探知距離に対する距離推定精度を向上することができる。
第1の実施形態の広域レーダ装置1の構成及び動作について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、第1の実施形態の広域レーダ装置1の内部構成を示すブロック図である。図2は、第1の実施形態の広域レーダ装置1の動作に関するタイミングチャートである。同図(a)は、各送信周期Trにおける第1セクタレーダの第1直交符号OC(1)及び送信符号の説明図である。同図(b)は、各送信周期Trにおける第2セクタレーダの第2直交符号OC(2)及び送信符号の説明図である。同図(c)は、各送信周期Trと離散時刻kとの関係を説明する説明図である。
各セクタレーダには、基準信号発振器Loから信号が同期的に供給され、更に、送信符号制御部CT1から信号が同期的に供給されている。第1セクタレーダ及び第2セクタレーダの各測定エリアは、当該各セクタレーダの測定エリアが近接する場合には一部重複し得るが、基本的にはそれぞれ異なるエリアであるとする。
具体的には、周波数変換部13は、送信信号生成部4により生成された送信信号r(n)を入力し、当該入力されたベースバンドの送信信号r(n)をアップコンバートしてキャリア周波数帯域の高周波送信信号を生成する。周波数変換部13は、当該生成された高周波送信信号を増幅器14に出力する。
なお、上述した第1の実施形態で用いられる符号長Lの相補符号an,bnは、符号長L/2wの相補符号のペアを構成するサブ符号から再帰的に連結することで得られる。このため、符号長L/2wの符号単位en,fnに応じて生成されたサブ分離符号subOC(q)においても、直交性を有する関係が得られる。ここで、wは1以上の整数を表す。
上述した第1の実施形態では、広域レーダ装置1は、図1に示した様に第1セクタレーダ及び第2セクタレーダの2セクタレーダの構成を有する。第1の実施形態の変形例2の広域レーダ装置は、第3セクタレーダを更に有することで、計3セクタレーダの構成を有する。
第1の実施形態の変形例2の広域レーダ装置は、第1の実施形態の変形例2と同様に、第3セクタレーダを更に有することで、計3セクタレーダの構成を有する。第1の実施形態の変形例3の広域レーダ装置は、3つの各セクタレーダのうち、隣接するセクタレーダ間では、第1の実施形態の広域レーダ装置1と同様に、直交する関係の高周波送信信号を送信する。第1セクタレーダの測定エリアと、第2セクタレーダの測定エリアとは隣接している。第2セクタレーダの測定エリアと、第3セクタレーダの測定エリアとは隣接している。
上述した第1の実施形態では、第1サブ分離符号subOC(1)は、符号長Lの相補符号an,bnが符号長L/2の相補符号のペアを構成するcn,dnを数式(18)に示す様に連接することで得られる性質を利用して生成された。
2 第1セクタレーダ送信部
2a 第2セクタレーダ送信部
3 第1セクタレーダ受信部
3a 第2セクタレーダ受信部
4 送信信号生成部
5 第1符号生成部
6 第2符号生成部
7 送信符号切換部
8 直交符号生成部
9 直交符号乗算部
10 変調部
11 LPF
12 送信RF部
13、17 周波数変換部
14、16 増幅器
15 受信RF部
18 直交検波部
19 信号処理部
20、21 A/D変換部
22 第1分離符号生成部
23 第1相関値演算部
24 第1サブ分離符号生成部
25 第2相関値演算部
26 第1分離符号乗算部
27 第1加算処理部
28 第2加算処理部
29 合致判定部
30 到来距離推定部
ANTs1 第1送信アンテナ
ANTs2 第2送信アンテナ
ANTr1 第1受信アンテナ
ANTr2 第2受信アンテナ
CM 送信符号記憶部
CT1、CT2 送信符号制御部
Lo 基準信号発振器
Tr 送信周期
Tw 送信区間
Claims (14)
- 第1符号長の第1符号系列を第1の規則により符号を決定し、変調した第1送信信号を生成し、前記第1符号長の第2符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第2送信信号を生成する第1送信信号生成部と、
前記第1送信信号を高周波送信信号に変換し、第1送信周期において第1送信アンテナから送信し、前記第2送信信号を高周波送信信号に変換し、第2送信周期において前記第1送信アンテナから送信する第1送信RF部と、
前記第2符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第3送信信号を生成し、前記第1符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第4送信信号を生成する第2送信信号生成部と、
前記第3送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第1送信周期において第2送信アンテナから送信し、前記第4送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第2送信周期において前記第2送信アンテナから送信する第2送信RF部と、を備え、
前記第1の規則は、前記第1送信信号、第2送信信号、第3送信信号、第4送信信号のうち、少なくとも1つの送信信号の符号を負とし、
前記各送信周期においては、同じ符号の組み合わせ、異なる符号の組み合わせのいずれかであり、前記第1送信期間と前記第2送信期間とでは、異なる組み合わせを用いる、レーダ装置。 - 請求項1に記載のレーダ装置であって、
前記第1符号系列と前記第2符号系列は、相補符号のペアを構成する符号系列であることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項1に記載のレーダ装置であって、
前記第1送信信号生成部は、更に、
前記第1符号系列を第2の規則により符号を決定し、変調した第5送信信号を生成し、
前記第2符号系列を前記第2の規則により符号を決定し、変調した第6送信信号を生成し、
前記第1送信RF部は、更に、
前記第5送信信号を高周波送信信号に変換し、第3送信周期において前記第1送信アンテナから送信し、
前記第6送信信号を高周波送信信号に変換し、第4送信周期において前記第1送信アンテナから送信し、
前記第2送信信号生成部は、更に、
前記第2符号系列を前記第2の規則により符号を決定し、変調した第7送信信号送信信号を生成し、前記第1符号系列を前記第2の規則により符号を決定し、変調した第8送信信号を生成し、
前記第2送信RF部は、更に、
前記第7送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第3送信周期において前記第2送信アンテナから送信し、前記第8送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第4送信周期において前記第2送信アンテナから送信し、
前記第2の規則は、前記第1送信信号、第2送信信号、第3送信信号、第4送信信号のうち、少なくとも1つの送信信号の符号を負とし、前記第3送信周期及び前期第4送信周期の少なくとも1つの周期において、負の符号及び負の符号の組み合わせ、正の符号及び正の符号の組み合わせのいずれかである、
レーダ装置。 - 請求項1に記載のレーダ装置であって、
前記第1送信信号生成部は、当該第1セクタレーダから送信された高周波送信信号を分離可能な第1直交符号を送信周期に応じて生成する第1直交符号生成部と、を更に備え、
前記第2送信信号生成部は、当該第2セクタレーダから送信された高周波送信信号を分離可能な第2直交符号を送信周期に応じて生成する第2直交符号生成部と、を更に備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項4に記載のレーダ装置であって、
前記第1送信RF部から送信された高周波送信信号がターゲットにより反射された反射波の信号をベースバンドの受信信号に変換する第1受信RF部と、
前記第1受信RF部により変換された受信信号と、前記第1送信信号生成部により生成された第1、第2、第3及び第4送信信号のうちいずれかの送信信号と同一の信号との第1相関値を演算する第1相関値演算部と、
送信周期に応じて前記第1直交符号生成部により生成された第1直交符号と、前記第1相関値演算部により演算された第1相関値とを乗算する第1直交符号乗算部と、
前記第1直交符号乗算部の乗算結果を、前記第1、第2、第3及び第4送信周期にわたって加算する第1加算処理部と、
送信周期に応じて前記第1直交符号生成部により生成された第1直交符号と、前記第1、第2符号系列とに応じて、前記第1、第2符号長を所定数に分割したサブ符号で前記第1送信アンテナから送信された高周波送信信号を分離可能な第1サブ分離符号を生成する第1サブ分離符号生成部と、
前記第1受信RF部により変換された受信信号と、前記第1送信信号生成部により生成された第1、第2、第3及び第4送信信号のうちいずれかの送信信号と同一の信号とに応じて、各送信周期の前半区間毎及び後半区間毎に演算し、当該前半区間における相関値及び後半区間における相関値を前記第1サブ分離符号で乗算して第2相関値を演算する第2相関値演算部と、
前記第2相関値演算部の演算結果を、前記第1及び第2送信周期にわたって加算する第2加算処理部と、
前記第1加算処理部により加算された第1平均相関値と、前記第2加算処理部により加算された第2平均相関値とに応じて、それぞれ異なる所定の判定閾値を超える前記第1平均相関値及び前記第2平均相関値の離散時刻が一致する際の当該第1平均相関値を出力する第1合致判定部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項5に記載のレーダ装置であって、
前記第2送信RF部から送信された高周波送信信号がターゲットにより反射された反射波の信号をベースバンドの受信信号に変換する第2受信RF部と、
前記第2受信RF部により変換された受信信号と、前記第2送信信号生成部により生成された第5、第6、第7及び第8送信信号のうちいずれかの送信信号と同一の信号との第3相関値を演算する第3相関値演算部と、
送信周期に応じて前記第2直交符号生成部により生成された第2直交符号と、前記第3相関値演算部により演算された前記第3相関値とを乗算する第2直交符号乗算部と、
前記第2直交符号乗算部の乗算結果を、前記第1、第2、第3及び第4送信周期にわたって加算する第3加算処理部と、
送信周期に応じて前記第2直交符号生成部により生成された第2直交符号と、前記第1、第2、第3及び第4符号系列とに応じて、前記第1、第2符号長を所定数に分割したサブ符号で前記第2送信アンテナから送信された高周波送信信号を分離可能な第2サブ分離符号を生成する第2サブ分離符号生成部と、
前記第2受信RF部により変換された受信信号と、前記第2送信信号生成部により生成された第5、第6、第7及び第8送信信号のうちいずれかの送信信号と同一の信号とに応じて、各送信周期の前半区間毎及び後半区間毎に演算し、当該前半区間における相関値及び後半区間における相関値を前記第2サブ分離符号で乗算して第4相関値を演算する第4相関値演算部と、
前記第4相関値演算部の演算結果を、前記第1及び第2送信周期にわたって加算する第4加算処理部と、
前記第3加算処理部により加算された第3平均相関値と、前記第4加算処理部により加算された第4平均相関値とに応じて、それぞれ異なる所定の判定閾値を超える前記第3平均相関値及び前記第4平均相関値の離散時刻が一致する際の当該第3平均相関値を出力する第2合致判定部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項5又は6に記載のレーダ装置であって、
前記第1合致判定部又は前記第2合致判定部により出力された第1平均相関値又は第3平均相関値に応じて、前記ターゲットの到来距離を演算する到来距離推定部と、
を更に備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項6に記載のレーダ装置であって、
前記第1合致判定部及び前記第2合致判定部により出力された第1平均相関値及び第3平均相関値に応じて、前記ターゲットの到来距離を演算する到来距離推定部と、
を更に備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項6〜8のうちいずれか一項に記載のレーダ装置であって、
前記第1受信RF部及び前記第2受信RF部によりそれぞれ変換された受信信号をデジタルデータに変換するA/D変換部と、
を更に備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項9に記載のレーダ装置であって、
前記第1直交符号生成部により生成された第1直交符号を、前記第1、第2、第3及び第4送信周期に同期して出力する第1分離符号生成部と、を更に備え、
前記第2直交符号生成部により生成された第2直交符号を、前記第1、第2、第3及び第4送信周期に同期して出力する第2分離符号生成部と、を更に備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項1に記載のレーダ装置であって、更に、
前記第2符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第11送信信号を生成し、前記第1符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第12送信信号を生成する第3送信信号生成部と、
前記第11送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第5送信周期において第3送信アンテナから送信し、前記第12送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第6送信周期において前記第3送信アンテナから送信する第3送信RF部と、
を含み、
前記第2送信信号生成部は、更に、
前記第1符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第9送信信号送信信号を生成し、前記第2符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第10送信信号を生成し、
前記第2送信RF部は、更に、
前記第9送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第5送信周期において前記第2送信アンテナから送信し、前記第10送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第6送信周期において前記第2送信アンテナから送信する、
レーダ装置。 - 請求項5に記載のレーダ装置であって、更に、
前記第2符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第11送信信号を生成し、前記第1符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第12送信信号を生成し、前記第2符号系列を前記第2の規則により符号を決定し、変調した第15送信信号を生成し、前記第1符号系列を前記第2の規則により符号を決定し、変調した第16送信信号を生成する第3送信信号生成部と、
前記第11送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第5送信周期において第3送信アンテナから送信し、前記第12送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第6送信周期において前記第3送信アンテナから送信し、前記第15送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第7送信周期において前記第3送信アンテナから送信し、前記第16送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第8送信周期において前記第3送信アンテナから送信する第3送信RF部と、
を含み、
前記第2送信信号生成部は、更に、
前記第1符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第9送信信号送信信号を生成し、前記第2符号系列を前記第1の規則により符号を決定し、変調した第10送信信号を生成し、前記第1符号系列を前記第2の規則により符号を決定し、変調した第13送信信号送信信号を生成し、前記第2符号系列を前記第2の規則により符号を決定し、変調した第14送信信号を生成し、
前記第2送信RF部は、更に、
前記第9送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第5送信周期において前記第2送信アンテナから送信し、前記第10送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第6送信周期において前記第2送信アンテナから送信し、前記第13送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第7送信周期において前記第2送信アンテナから送信し、前記第14送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第8送信周期において前記第2送信アンテナから送信する、レーダ装置。 - 請求項1に記載のレーダ装置であって、更に、
前記第1符号系列を前記第1送信信号と同じ符号に決定し、変調した第17送信信号を生成し、前記第2符号系列を前記第2送信信号と同じ符号に決定し、変調した第18送信信号を生成する第3送信信号生成部と、
前記第17送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第1送信周期において第3送信アンテナから送信し、前記第18送信信号を高周波送信信号に変換し、前記第2送信周期において前記第3送信アンテナから送信する第3送信RF部と、
を含む、
レーダ装置。 - 請求項13に記載のレーダ装置であって、
前記第3送信信号生成部は、更に、
前記第1符号系列を前記第5送信信号と同じ符号に決定し、変調した第19送信信号を生成し、前記第2符号系列を前記第6送信信号と同じ符号に決定し、変調した第20送信信号を生成し、
前記第3送信RF部は、更に、
前記第19送信信号を高周波送信信号に変換し、第3送信周期において前記第3送信アンテナから送信し、前記第20送信信号を高周波送信信号に変換し、第4送信周期において前記第3送信アンテナから送信する、
レーダ装置。
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