JP7391279B2 - レーザレーダ装置 - Google Patents

Description

本開示技術はレーザレーダ装置に関する。

レーザレーダの技術分野において、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）の原理を用いて測距する技術が知られている。またＴＯＦに用いる送信光に、強度変調パルスを用いる方式（以降、「強度変調パルス版ＴＯＦ方式」と称する）も知られている。

例えば非特許文献１には、強度変調パルス版ＴＯＦ方式に係る技術が開示されている。

Ｌ． Ｊ． Ｍｕｌｌｅｎら著、"Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＲＡＤＡＲ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ａｅｒｉａｌ ＬＩＤＡＲ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈａｌｌｏｗ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｔａｒｇｅｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ"、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ， ｖｏｌ． ４３， ｎｏ． ９， ｐｐ． ２３７０－２３７７， Ｓｅｐｔ． １９９５．

強度変調パルス版ＴＯＦ方式を採用するレーザレーダ装置において、測距の目的に応じて、最大測距距離又は距離分解能を自由に外部からの操作により変えたい、という要望がある。本開示技術は、この課題を解決するものであり、測距の目的に応じて最大測距距離又は距離分解能を外部からの操作により変えることができるレーザレーダ装置を提供することを目的とする。

本開示技術に係るレーザレーダ装置は、パルス光を生成する種光源部と、強度変調信号を生成する強度変調信号生成部と、パルス光及び強度変調信号に基づいて、強度変調パルス光を生成する強度変調パルス生成部と、を備える。強度変調信号生成部は、分岐比調整部と、遅延光路調整部と、を有し、強度変調パルス生成部は、ループ状に結合された、光路結合部と、分岐比可変光路分岐部と、遅延光路部と、を有し、分岐比調整部は、分岐比可変光路分岐部における分岐比を決定する分岐比調整信号を出力し、分岐比可変光路分岐部は、分岐比調整信号に基づいて、分岐された一方の光を送信側光学系へ、分岐された残りの光を遅延光路部へ、それぞれ出力する。

本開示技術に係るレーザレーダ装置は、分岐比可変光路分岐部及び分岐比調整部を備える構成であるため、振幅変調の変調周波数、パルス列幅、及び振幅変調の包絡線形状を外部からの操作により変えることができる。振幅変調の変調周波数、パルス列幅、及び振幅変調の包絡線形状を外部からの操作により変えることにより本開示技術に係るレーザレーダ装置は、測距の目的に応じて最大測距距離又は距離分解能を外部からの操作により変えることができる。

図１Ａは、レーザレーダ装置がターゲットに対してレーザ光を照射していることを示す模式図である。図１Ｂは、送信光強度とフィルタ処理後の受信光強度とを示すグラフである。図１Ｃは、送信光強度と強度変調パルスとの関係を示すグラフである。全体として図１は、強度変調方式を表す模式図である。 図２Ａは、パルス列幅δｔ_ｍ、及び強度変調周波数ｆ_ＡＭを変化させたときの効果をまとめた表である。図２Ｂは、信号処理フィルタ関数と包絡線形状との一致度が、最大測距距離にどのような影響を与えるかを示した表である。図２Ｃは、包絡線形状の対称性と最大測距距離との関係を示した表である。図２Ｄは、各制御量と各パラメータとの相関を示した表である。 図３は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の信号処理部８のハードウエア構成を示した模式図である。 図４は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の機能ブロックを示したブロック図である。 図５は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の強度変調パルス生成部２及び強度変調信号生成部１１の機能ブロックを示したブロック図である。 図６は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の信号処理部８の機能ブロックを示したブロック図である。 図７は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の処理工程を示したフローチャートである。 図８Ａは、受光部７から出力された受信電気信号の時間軸グラフの例である。図８Ｂは、積算処理部８０５から出力された受信電気信号の時間軸グラフの例である。図８は、実施の形態１に係る信号処理部８によって、受信電気信号が加工される様子を示したグラフである。 図９は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の信号処理部８が受信電気信号を処理した結果を表しているグラフの例である。 図１０は、実施の形態２に係るレーザレーダ装置の信号処理部８の機能ブロックを示したブロック図である。 図１１は、実施の形態２に係るレーザレーダ装置の処理工程の一部を示したフローチャートである。

一般に、光周波数ｆ_ｃをもつ光電場Ｅの時間変化波形は、以下の数式で表現されることがある。

ここでＥ_０は、光電場Ｅ（ｔ）の振幅を表す。
本開示技術が用いる強度変調周波数ｆ_ＡＭは、式（１）における光周波数ｆ_ｃとは異なるものである。

強度変調周波数ｆ_ＡＭの下添え字のＡＭは、振幅変調を意味するＡｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎの頭文字である。ここでＩ_０は、光強度Ｉ（ｔ）の振幅であって、光電場Ｅ（ｔ）の二乗平均で表される。式（２）における＜＞の記号は、時間を十分長くとったときの平均値を算出する操作を表す。
周波数特性を表示する場合、周波数ｆの代わりに角周波数ωを用いることがある。周波数ｆと角周波数ωとの関係は、以下の式のとおりである。

なお角周波数ωは、角振動数、又は角速度とも称される。

光強度Ｉ（ｔ）の光パルスに対して、或る強度変調周波数ｆ_ＡＭで強度変調が加えられたパルスは、一般に強度変調パルスと称される。また、いくつかの小パルスが並列に並べられたマルチパルス列も、擬似的に強度変調パルスとして利用されることがある。このマルチパルス列も、広義の意味で強度変調パルスだと言えるため、ここではこれも強度変調パルス（実施の形態１においては、「強度変調パルスＴ」）と称する。

実施の形態１．
図１Ａは、レーザレーダ装置がターゲットに対してレーザ光を照射していることを示す模式図である。図１Ａに示されるターゲットの詳細は、後述の説明により明らかとなる。
図１Ｂは、送信光強度とフィルタ処理後の受信光強度とを示すグラフである。図１Ｂの上部にあるグラフは、縦軸を送信光強度とし、横軸を時間としたグラフである。図１Ｂの上部にあるグラフに示されるとおり、１番目強度変調パルスＴ１と２番目強度変調パルスＴ２との時間間隔は、繰返し周期Ｔｒｅｐである。図１Ｂの下部にあるグラフは、縦軸をフィルタ処理後の受信光強度とし、横軸を時間としたグラフである。図１Ｂの上部のグラフと下部のグラフに示されるとおり、１番目強度変調パルスＴ１と１番目受信光Ｒ１との時間間隔は、ΔＴである。１番目強度変調パルスＴ１と１番目受信光Ｒ１との時間間隔であるΔＴは、光が照射されてから、ターゲットで反射され、受信されるまで、の時間である。なお図１Ｂにおいてはスペースの制限から、１番目強度変調パルスＴ１は単にパルスＴ１と、２番目強度変調パルスＴ２は単にパルスＴ２と、省略して記載がなされている。
図１Ｃは、送信光強度と強度変調パルスＴとの関係を示すグラフである。図１Ｃに示されているグラフは、縦軸を送信光強度とし、横軸を時間としたグラフである。図１Ｃに示される例では、パルス列幅δｔ_ｍの１番目強度変調パルスＴ１が、種光パルス幅δｔの４つのパルス（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４）から構成されていることを示している。
全体として図１は、強度変調方式を表す模式図である。レーザレーダは、ライダ（ＬｉＤＡＲ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、又はＬａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、又は（主に軍事領域ではしばしば）ＬＡＤＡＲとも称される。

図２Ａは、パルス列幅δｔ_ｍ、及び強度変調周波数ｆ_ＡＭを変化させたときの効果をまとめた表である。図２Ａに示されるようにレーザレーダ装置は、パルス列幅δｔ_ｍが狭いほど距離分解能が高くなり、パルス列幅δｔ_ｍが広いほど最大測距距離が長くなる、という特性がある。また図２Ａに示されるようにレーザレーダ装置は、強度変調周波数ｆ_ＡＭが高いほど距離分解能が高くなり、強度変調周波数ｆ_ＡＭが低いほど最大測距距離が長くなる、という特性がある。
図２Ｂは、信号処理フィルタ関数と振幅変調の包絡線形状Ａとの一致度が、最大測距距離にどのような影響を与えるかを示した表である。図２の表における振幅変調の包絡線形状Ａは、パルス列全体における時間軸対パワーの関係を示したものである。図２Ｂに示されるようにレーザレーダ装置は、信号処理フィルタの通過周波数帯域と包絡線形状Ａが有する周波数成分とが一致するほど最大測距距離が長くなる、という特性がある。
図２Ｃは、振幅変調の包絡線形状Ａの対称性と最大測距距離との関係を示した表である。図２Ｃに示されるようにレーザレーダ装置は、振幅変調の包絡線形状Ａの対称性が高いほど最大測距距離が長くなる、という特性がある。
図２Ｂ及び図２Ｃは、振幅変調の包絡線形状Ａを外部からの操作により変形可能な本開示技術に係るレーザレーダ装置について、使用者がどのような包絡線形状Ａを採用すればよいかの指針を示したものである、とも言える。
図２Ｄは、各制御量と各パラメータとの相関を示した表である。より具体的に図２Ｄは、遅延光路長Ｌ_Ｄｅｌ、又は種光パルス幅δｔを制御することで強度変調周波数ｆ_ＡＭを変えられることを示している。図２Ｄに示されるようにレーザレーダ装置は、遅延光路長Ｌ_Ｄｅｌ、種光パルス幅δｔ、又はパルスループ回数を制御することでパルス列幅δｔ_ｍ、又は包絡線形状Ａを変えられる、という特性がある。なお図２Ｄに示されるとおり、パルスループ回数は遅延光路数としてもよい。本開示技術に係るレーザレーダ装置は、外部からの操作により、遅延光路長Ｌ_Ｄｅｌ、種光パルス幅δｔ、及びパルスループ回数又は遅延光路数、それぞれの値を変更できるようにしてよい。もちろん使用者は、外部からの操作によって、遅延光路長Ｌ_Ｄｅｌ、種光パルス幅δｔ、及びパルスループ回数又は遅延光路数、の一部について値を変更してもよいし、全部について値を変更してもよい。
全体として図２は、本開示技術に係るレーザレーダ装置について、使用者が設定できるパラメータと、そのパラメータを操作することの作用効果をまとめたもの、とも言える。具体的にパラメータは、図２Ｄに示されるとおり、強度変調周波数ｆ_ＡＭ、パルス列幅δｔ_ｍ、及び包絡線形状Ａ、を含むものである。使用者は、強度変調周波数ｆ_ＡＭ、パルス列幅δｔ_ｍ、及び包絡線形状Ａのうち、いずれか１つのみを設定してもよいし、複数について設定してもよい。

図３は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の信号処理部８（後述する）のハードウエア構成を示した模式図である。レーザレーダ装置における信号処理部８の各機能は、処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウエアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とも言う）であってもよい。

図３の上部は、信号処理部８の各機能が専用のハードウエアである場合を示している。処理回路１００ａは、例えば単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。信号処理部８の各部の機能それぞれが個別の処理回路１００ａで実現されてもよいし、各部の機能がまとめて１台の処理回路１００ａで実現されてもよい。

図３の下部は、信号処理部８の各機能がソフトウエアで実行される場合を示している。処理回路がＣＰＵ、例えばプロセッサ１００ｂの場合、信号処理部８の各機能は、ソフトウエア、ファームウエア、又はソフトウエアとファームウエアとの組合せにより実現される。ソフトウエア及びファームウエアは、プログラムとして記述され、メモリ１００ｃに格納される。処理回路は、メモリ１００ｃに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわちレーザレーダ装置の信号処理部８は、処理回路により実行されるときに、
信号処理部８の各処理工程が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１００ｃを備える。また、これらのプログラムは、信号処理部８の各部の手順及び方法をコンピュータに実行させるものである、とも言える。ここでメモリ１００ｃは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリであってよい。またメモリ１００ｃは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等であってもよい。さらにメモリ１００ｃは、ＨＤＤ又はＳＳＤであってもよい。

なお、レーザレーダ装置の信号処理部８の各機能は、一部が専用のハードウエアで実現され、一部がソフトウエア又はファームウエアで実現されてもよい。このように処理回路は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はこれらの組合せによって、レーザレーダ装置の信号処理部８の各機能を実現することができる。

図４は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の機能ブロックを示したブロック図である。図４に示されるとおりレーザレーダ装置は、種光源部１と、強度変調パルス生成部２と、送信側光学系３と、送受分離部４と、テレスコープ５と、受信側光学系６と、受光部７と、信号処理部８と、トリガ生成回路部９と、パルス信号生成部１０と、強度変調信号生成部１１と、スキャナ１２と、を備える。図４に示される機能ブロックを結ぶ矢印は、送信光を示す態様、受信光Ｒを示す態様、及び電気信号を示す態様、の３つの態様があり、機能ブロック間で受け渡しされる情報の種類と、情報が受け渡しされる方向と、を示している。

送信光は、種光源部１で生成され、強度変調パルス生成部２、送信側光学系３、送受分離部４、テレスコープ５、及びスキャナ１２を経由して外部のターゲットへ向けて照射される。
ターゲットで反射され受信された受信光Ｒは、スキャナ１２、テレスコープ５、送受分離部４、及び受信側光学系６、を経由して受光部７まで導かれる。

図４に示される電気信号は、大きく２つに分けられる。１つは、トリガ生成回路部９で生成されるトリガ信号、及びこのトリガ信号に基づいて生成される信号である。もう１つは受光部７において受信光Ｒが光電変換されて生成される受信電気信号である。

〈 種光源部１ 〉
種光源部１は、パルス光を生成する。より具体的には、種光源部１は、パルス光又はパルスレーザを単一パルス分又は繰り返し生成するための光源を備える。種光源部１は、Ｑスイッチング、モード同期、又はパルス励起によってパルス光を生成してもよい。また種光源部１は、連続波レーザ光を光スイッチでパルス化してパルス光を生成してもよい。生成されるパルス光は、単一波長、単一波長とまでは呼べないある程度の波長の広がりを持っているもの、又は複数波長が同時に存在するもの、のいずれでもよい。種光源部１で生成されたパルス光は、送信光として、強度変調パルス生成部２へ送出される。種光源部１が生成するパルス光は、種光パルス幅が可変である。
なお種光源部１は、後述するパルス信号生成部１０からのパルス信号に基づいて、パルス光を生成する。

〈 トリガ生成回路部９ 〉
トリガ生成回路部９は、パルス光を照射するタイミングを与えるトリガ信号（以降、「パルス照射トリガ信号」と称する）を生成する。トリガ生成回路部９は、例えばパルスジェネレータ、ファンクションジェネレータ、又はＦＰＧＡによって実現されてもよい。トリガ生成回路部９で生成されたパルス照射トリガ信号は、信号処理部８、パルス信号生成部１０、及び強度変調信号生成部１１へ送出される。

〈 パルス信号生成部１０ 〉
パルス信号生成部１０は、送出されたパルス照射トリガ信号に基づいて、パルス信号を生成する。パルス信号生成部１０も、例えばパルスジェネレータ、ファンクションジェネレータ、又はＦＰＧＡによって実現されてもよい。パルス信号生成部１０で生成されたパルス信号は、種光源部１へ送出される。

〈 強度変調信号生成部１１ 〉
強度変調信号生成部１１は、強度変調信号を生成する。より具体的には、強度変調信号生成部１１は、送出されたパルス照射トリガ信号に基づいて、強度変調信号を生成する。強度変調信号生成部１１も、例えばパルスジェネレータ、ファンクションジェネレータ、又はＦＰＧＡによって実現されてもよい。強度変調信号生成部１１で生成された強度変調信号は、強度変調パルス生成部２へ送出される。
強度変調信号生成部１１の機能の詳細は、後述の図５に沿った説明により明らかとなる。

〈 強度変調パルス生成部２ 〉
強度変調パルス生成部２は、送出されたパルス光及び強度変調信号に基づいて、強度変調パルス光を生成する。強度変調パルス生成部２で生成された強度変調パルス光は、送信側光学系３へ送出される。
強度変調パルス生成部２の機能の詳細は、後述の図５に沿った説明により明らかとなる。

〈 送信側光学系３ 〉
送信側光学系３は、強度変調パルス生成部２から送出された強度変調パルス光が連なった列（以降、「強度変調パルス列」と称する）を、設計仕様に合わせたビーム径と広がり角に成形する。送信側光学系３は、凹面レンズ及び凸面レンズを含むレンズ群で構成されるとよい。送信側光学系３は、ミラーを利用した反射型の光学系を含んでもよい。送信側光学系３が強度変調パルス列のビーム径と広がり角とを成形する目的は、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を高めるためである。したがって、強度変調パルス列を成形しなくても強度変調パルス列が設計仕様を満たすＳＮＲを有している場合、送信側光学系３は単に強度変調パルス列の経路であってもよい。

なお図４には明示されていないが、種光源部１と強度変調パルス生成部２との間、強度変調パルス生成部２と送信側光学系３との間には、光増幅、波長変換、及び周波数シフト等のパルス光への操作を行う光学系が配置されていてもよい。

〈 送受分離部４ 〉
送受分離部４は、送信光と受信光Ｒとをそれぞれ用のポートに分離する分離機である。送受分離部４は、偏光ビームスプリッタ、又はサーキュレータにより実現できる。送信光及び受信光Ｒのレーザ光を空間伝搬させる場合、送受分離部４は、送信側光学系３とテレスコープ５との間の光軸上に配置される偏光ビームスプリッタとして実現できる。送信光及び受信光Ｒのレーザ光を光ファイバにより伝搬する場合、送受分離部４は、サーキュレータにより実現できる。
送受分離部４を経由した送信光は、テレスコープ５へ送出される。送受分離部４を経由した受信光Ｒは、受信側光学系６へ送出される。

〈 テレスコープ５ 〉
一般に、用語のテレスコープは、望遠鏡を意味する。
実施の形態１に係るレーザレーダ装置のテレスコープ５は、望遠鏡と同じ構造を有する構成要素である。テレスコープ５は、凹面レンズ及び凸面レンズを含むレンズ群で構成されてよい。またテレスコープ５は、ミラーを利用した反射型の光学系を含んでもよい。
テレスコープ５を経由した送信光は、スキャナ１２へ送出される。テレスコープ５を経由した受信光Ｒは、送受分離部４へ送出される。

〈 スキャナ１２ 〉
スキャナ１２は、例えばガルバノスキャナであり、ガルバノモータにガルバノミラーが付けられたものでよい。ガルバノミラーは、スキャンミラー、又はスキャナミラーとも称される。スキャナ１２は、送信光がターゲットの方向へ向くように制御される。ターゲットに反射し受信した受信光Ｒは、スキャナ１２、テレスコープ５、送受分離部４、及び受信側光学系６を経由して受光部７へ送られる。

〈 受信側光学系６ 〉
受信側光学系６は、送受分離部４を経由して来た受信光Ｒを、設計仕様に合わせたビーム径と広がり角に成形する。受信側光学系６は、凹面レンズ及び凸面レンズからなるレンズ群で構成されるとよい。受信側光学系６は、ミラーを利用した反射型の光学系を含んでもよい。受信側光学系６が受信光Ｒのビーム径と広がり角とを成形する目的は、ＳＮＲを高めるためである。したがって、受信光Ｒを成形しなくても受信光Ｒが設計仕様を満たすＳＮＲを有している場合、受信側光学系６は単に受信光Ｒの経路であってもよい。

〈 受光部７ 〉
受光部７は、受信光Ｒを光電変換して受信電気信号を生成する。生成された受信電気信号は、信号処理部８へ送出される。
図８Ａは、受光部７から出力された受信電気信号の時間軸グラフの例を示している。図８Ａに示されるグラフの縦軸は、受信電気信号の電圧を表し、「受電信号電圧」との軸タイトルが付されている。

図５は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の強度変調パルス生成部２及び強度変調信号生成部１１の機能ブロックを示したブロック図である。強度変調パルス生成部２及び強度変調信号生成部１１は、送信光に強度変調を行う機能ブロックである。
図５に示されるとおり強度変調パルス生成部２は、光路結合部２０１と、分岐比可変光路分岐部２０２と、遅延光路部２０３と、を備える。
図５に示されるとおり強度変調信号生成部１１は、分岐比調整部１１０１と、遅延光路調整部１１０２と、を備える。

強度変調パルス生成部２における光路結合部２０１、分岐比可変光路分岐部２０２、及び遅延光路部２０３は、ループ状に結合されている。光路結合部２０１は、種光源部１からの光と遅延光路部２０３からの光とが入力され、ここで結合した光を分岐比可変光路分岐部２０２へ出力する。光路結合部２０１は、例えばカプラー、又は偏光ビームスプリッタ等により実現されてよい。分岐比可変光路分岐部２０２は、後述する分岐比調整信号に基づいて、分岐された一方の光を送信側光学系３へ、分岐された残りの光を遅延光路部２０３へ、それぞれ出力する。分岐比可変光路分岐部２０２は、光路結合部２０１からの光が入力され、ここで分岐した光を遅延光路部２０３と送信側光学系３途へ出力する。分岐比可変光路分岐部２０２は、位相変調器、ポッケルスセル、光学波長板、及び偏光ビームスプリッタを適宜組み合わせて実現されてよい。分岐比可変光路分岐部２０２は、分岐比調整部１１０１からの分岐比調整信号を取得して、分岐比調整信号に基づいて分岐比を調整する。遅延光路部２０３は、光路結合部２０１で結合される２つの光の位相差を調節するためのものであり、ミラー、及びファイバ等によって実現されてよい。遅延光路部２０３の遅延度合又は遅延光路長Ｌ_Ｄｅｌは、後述する遅延光路調整部１１０２からの制御信号により変化する。

強度変調信号生成部１１における分岐比調整部１１０１は、分岐比可変光路分岐部２０２における分岐比を決定する分岐比調整信号を出力する。より具体的には、分岐比調整部１１０１は、分岐比可変光路分岐部２０２における分岐比を調整するための制御信号である分岐比調整信号を生成し、分岐比可変光路分岐部２０２を制御する。
強度変調信号生成部１１における遅延光路調整部１１０２は、遅延光路部２０３における遅延度合又は遅延光路長Ｌ_Ｄｅｌを調整するための制御信号（以降、「遅延光路制御信号」と称する）を生成し、遅延光路部２０３を制御する。

〈 信号処理部８ 〉
図６は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の信号処理部８の機能ブロックを示したブロック図である。図６に示されるとおり信号処理部８は、フィルタ処理部８０１と、アナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）８０２と、レンジビン分割部８０３と、周波数解析部８０４と、積算処理部８０５と、ＳＮＲ算出部８０６と、距離特性算出部８０７と、からなる機能ブロックを、これらが順番に直列に繋がれた態様で備える。

信号処理部８のフィルタ処理部８０１は、受光部７からの受信電気信号に対してフィルタ処理を施す。フィルタ処理部８０１は、具体的にはバンドパスフィルタである。フィルタ処理部８０１は、強度変調信号生成部１１からの強度変調信号に基づいて、フィルタ処理を実施する。
なお、図４は、強度変調信号生成部１１のブロックから信号処理部８のブロックへの矢印は示していないが、これは単に図全体の見やすさを優先したためである。

信号処理部８のアナログデジタル変換部８０２は、フィルタ処理部８０１からのフィルタ処理後のアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。アナログデジタル変換部８０２は、トリガ生成回路部９からのパルス照射トリガ信号に基づいて、ＡＤ変換処理を実施する。

信号処理部８のレンジビン分割部８０３は、アナログデジタル変換部８０２の出力であるデジタル電気信号を、パルス幅相当の幅で時間方向に分割する。レンジビン分割部８０３は、トリガ生成回路部９からのパルス照射トリガ信号に基づいて、レンジビン分割の処理を実施する。図８においてレンジビンは、横軸である時間軸を等間隔に分割されたそれぞれの区間であって、図８の例では、それぞれのレンジビンにレンジビンラベルｎが１から５まで付されていることを表されている。

信号処理部８の周波数解析部８０４は、レンジビン分割処理後のビンごとの信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を施す。高速フーリエ変換が施されることによりビンごとの信号は、ビンごとのスペクトルに変換される。周波数解析部８０４は、強度変調信号生成部１１からの強度変調信号に基づいて、高速フーリエ変換を実施する。

信号処理部８の積算処理部８０５は、同一周波数の複数ショットのデータから得られる複数のスペクトルを、スペクトル空間で積算する。積算処理は、平均化処理と同様の効果を奏するものであり、ＳＮＲの改善が期待できる。
図８Ｂは、積算処理部８０５から出力された受信電気信号の時間軸グラフの例である。図８Ｂは、図８Ａと比較することによって、実施の形態１に係る信号処理部８において、受信電気信号が加工される様子を示したグラフである。図８Ａに示されるグラフにおいて、レンジビンラベルｎが３の領域において、ターゲットからの散乱光を反映したピークをうっすら確認できる。しかしどのレンジビンにおいても、ノイズに起因した小さなピークが複数存在してＳＮＲが低く、ノイズの中に埋もれた信号を取り出すことが困難である。一方で、図８Ｂに示されるグラフにおいて、レンジビンラベルｎが３の領域において、ターゲットからの散乱孔を反映したピークをはっきりと確認できる。これは周波数解析部８０４及び積算処理部８０５における積算処理の効果によるものである。

信号処理部８のＳＮＲ算出部８０６は、受信電気信号のＳＮＲを算出する。ＳＮＲ算出部８０６は、ＳＮＲをレンジビンごとに算出する。

信号処理部８の距離特性算出部８０７は、強度変調周波数ｆ_ＡＭごとに、距離とＳＮＲとの関係（以降、「距離特性」と称する）を算出する。距離特性は、縦軸に受信信号強度を、横軸に距離を、それぞれ取って波形を表示するＡ－ｓｃｏｐｅと同じように、縦軸にＳＮＲを、横軸に距離を、それぞれ取って表示することができる。図９は、距離特性をＡ－ｓｃｏｐｅの流儀で表したグラフの例である。図９は、信号処理部８によって受信電気信号を処理した結果を表している、とも言える。
図９に示されるグラフの横軸である距離は、ＴＯＦの原理により求めたものにすぎない。図９に示されるΔｔは、１つのレンジビンの開始から終了までの時間間隔を表している。図９に示されるｃは、光速を表している。図９に示される式が２で割られているのは、測距に用いられる光が、レーザレーダ装置からターゲットまでを往復しているからである。

図７は、実施の形態１に係るレーザレーダ装置の処理工程を示したフローチャートである。図７に示されるとおりレーザレーダ装置の処理工程には、ステップＳＴ１からステップＳＴ２０までが含まれる。

ところで本開示技術に係るレーザレーダ装置は、水霧、又は粉塵等の強い散乱性質を有する媒体の中にあるターゲットを測定することが考えられる。このときの、水霧、又は粉塵等の強い散乱性質を有する物質は「ボリュームターゲット」と称し、ボリュームターゲット中の測定対象は「ハードターゲット」と称し、両者を区別する。ボリュームターゲットとハードターゲットとの違いは、散乱光の挙動の違いによって言い表すこともできる。すなわちボリュームターゲットは、ある空間分布内に多数存在し、送信光座標軸における各空間位置での散乱光が重畳されて受光されるターゲットである。またハードターゲットは、受光面で光が拡散あるいは反射され、散乱光が重畳されないターゲットである。図１Ａは、レーザレーダ装置が、ボリュームターゲット中のハードターゲットを測定している様子を示している。図１Ａにおいて、「ターゲット」として示されている略楕円形状の物体がハードターゲットであり、その周辺に示されている略円形状の複数の物体がボリュームターゲットである。
ステップＳＴ１は、使用者が強度変調周波数ｆ_ＡＭを決定することをレーザレーダ装置が支援する工程である。強度変調周波数ｆ_ＡＭは、ボリュームターゲットの特性を考慮して決定するとよい。より具体的には、強度変調周波数ｆ_ＡＭは、ボリュームターゲットの消光係数、及び屈折率を考慮して決定されるとよい。
実施の形態１に係るレーザレーダ装置の強度変調周波数ｆ_ＡＭは、時不変のものであってもよいし、チャープ周波数のように時変のものであってもよい。また強度変調周波数ｆ_ＡＭは、単一のものであってもよいし、複数の周波数を有する混合周波数のものであってもよい。
本開示技術に係るレーザレーダ装置は、図示しないディスプレイを備え、レーザレーダ装置の使用者に対し、強度変調周波数ｆ_ＡＭを決定するための情報を表示する。また本開示技術に係るレーザレーダ装置は、図示しないキーボード、及びマウス等を備え、使用者が決定した強度変調周波数ｆ_ＡＭをレーザレーダ装置へ入力できるようプログラムされている。

ステップＳＴ２は、使用者が種光パルス幅δｔ、包絡線形状Ａ、及びパルス列幅δｔ_ｍを決定することをレーザレーダ装置が支援する工程である。ここで包絡線形状Ａは、パルス列全体における時間軸対パワーの関係を示したものである。種光パルス幅δｔ、包絡線形状Ａ、及びパルス列幅δｔ_ｍは、ステップＳＴ１で決定した強度変調周波数ｆ_ＡＭ、及びフィルタ処理部８０１におけるフィルタ特性、スペクトル幅、距離分解能等の設計仕様に基づいて、決定されればよい。
本開示技術に係るレーザレーダ装置は、ディスプレイに、ステップＳＴ１で決定した強度変調周波数ｆ_ＡＭ、及びフィルタ処理部８０１におけるフィルタ特性、スペクトル幅、距離分解能等の設計仕様、を表示する。また本開示技術に係るレーザレーダ装置は、使用者が決定した種光パルス幅δｔ、包絡線形状Ａ、及びパルス列幅δｔ_ｍをレーザレーダ装置へ入力できるようプログラムされている。

パルス列幅δｔ_ｍは、強度変調パルス生成部２の遅延光路部２０３における遅延光路長Ｌ_Ｄｅｌも考慮に入れて決定されるとよい。強度変調パルス生成部２の遅延光路部２０３における遅延光路長Ｌ_Ｄｅｌは、以下のとおり強度変調信号の周期（１/ｆ_ＡＭ）に光が進む距離と等しい。

ここでｃは光速を表す。このときパルス列幅δｔ_ｍは、以下の関係式を満たすものでよい。

ステップＳＴ３は、レーザレーダ装置がパルスの包絡線形状Ａを離散化し、パルス列を構成する各パルスの光パワーの設計値を算出する工程である。
パルス列を構成するパルスの数は、Ｍであるとする。また分岐比可変光路分岐部２０２をｋ回目（ｋは１からＭまでのいずれかの数）に通過して送信側光学系３へ出力されるパルスは、ｋ番目パルスＰ_ｋと称する。この場合、強度変調パルス生成部２におけるループ回数は、Ｍ－１回である。
すなわちステップＳＴ３は、強度変調パルス生成部２におけるループ時間中に、各パルス（Ｐ_１、Ｐ_２、…Ｐ_Ｍ）のそれぞれについて光パワーの設計値を算出する工程を表す。

ステップＳＴ４は、分岐比調整部１１０１が行う処理工程である。ステップＳＴ４において分岐比調整部１１０１は、分岐比可変光路分岐部２０２における分岐比を算出する。具体的に分岐比調整部１１０１は、分岐比可変光路分岐部２０２におけるループ回数がｋ回目の分岐比を、以下の式に基づいて算出する。

ここで、式（６）におけるスクリプト書体のＰは、光パワーを表す。スクリプト書体のＰに下添え字のｋが付されたものは、ｋ番目パルスＰ_ｋの光パワーを表す。またスクリプト書体のＰに下添え字のｏｕｔが付されたものは、送信側光学系３へ出力される光の光パワーを表す。スクリプト書体のＰに下添え字のｌｏｏｐが付されたものは、遅延光路部２０３へ出力される光の光パワーを表す。
つまり式（６）は、分岐比調整部１１０１が、分岐比可変光路分岐部２０２におけるループ回数がｋ回目の分岐比を、パルス列のうちｋ番目パルスＰ_ｋの光パワーと、パルス列のうちｋ＋１番目から最後までのパルスの光パワーの総和と、に基づいて算出することを表している。
式（６）に示された分岐比を採用することにより、送信側光学系３へ出力される光の光パワーは、ステップＳＴ３において算出された光パワーの設計値に等しくなる。
ステップＳＴ４は、分岐比可変光路分岐部２０２の分岐比が式（６）に示される値となるための分岐比調整信号を生成する工程をも含む。またステップＳＴ４は、遅延光路部２０３を調整するための遅延光路制御信号を生成する工程をも含む。

ステップＳＴ５は、パルス信号生成部１０が行う処理工程である。ステップＳＴ５においてパルス信号生成部１０は、パルス照射トリガ信号に基づいて、種光源部１を制御する。パルス信号生成部１０により制御された種光源部１は、繰返し周期Ｔ_ｒｅｐ、種光パルス幅δ_ｔの光パルスを生成する。図１Ｂの上段は、繰返し周期Ｔ_ｒｅｐごとに、種光パルス幅δ_ｔの光パルスが生成されていることを表している。

ステップＳＴ６は、種光源部１が行う処理工程である。ステップＳＴ６において種光源部１は、生成した光パルスを強度変調パルス生成部２へ出力する。

ステップＳＴ７は、遅延光路調整部１１０２が行う処理工程である。ステップＳＴ７において遅延光路調整部１１０２は、遅延光路部２０３の光路長を制御する。

ステップＳＴ８は、光路結合部２０１が行う処理工程である。ステップＳＴ８において光路結合部２０１は、種光源部１からの光と遅延光路部２０３からの光とを結合する。またステップＳＴ８において光路結合部２０１は、結合した光を分岐比可変光路分岐部２０２へ出力する。

ステップＳＴ９は、分岐比可変光路分岐部２０２が行う処理工程である。ステップＳＴ９において分岐比可変光路分岐部２０２は、分岐比調整信号に基づいて、分岐された一方の光を送信側光学系３へ、分岐された残りの光を遅延光路部２０３へ、それぞれ出力する。なお遅延光路部２０３へ分岐された光は、設計された遅延光路長Ｌ_Ｄｅｌを伝搬した後に光路結合部２０１へ送られる。

ステップＳＴ１０は、ステップＳＴ７からＳＴ９までの処理工程が、Ｍ回繰り返されるループ処理であることを示している。

以上のようにステップＳＴ７からＳＴ９の処理がＭ回繰り返し行われることにより、強度変調パルス生成部２は、種光源部１が生成した光パルスを、強度変調光パルス（あるいは、単に「強度変調パルスＴ」と称する）からなる光パルス列に変換し、送信側光学系３へ出力する。なおここで用いられるアルファベットのＴは、送信機を意味する英語のＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒに由来する。またＴに添えられる下添えの字（例えばｍ番目強度変調パルスＴ_ｍのｍ）は、単に、時系列順に１、２、と変化する通し番号である（図１Ｂを参照）。

ステップＳＴ１１は、テレスコープ５及びスキャナ１２が行う処理工程である。
ステップＳＴ１１においてテレスコープ５は、強度変調パルスＴ（例えばｍ番目強度変調パルスＴ_ｍ）をスキャナ１２へ出力する。
ステップＳＴ１１においてスキャナ１２は、スキャナミラーを回転し、強度変調パルスＴがターゲットに向けて照射されるようにする。照射された強度変調パルスＴは、ボリュームターゲット内に存在するハードターゲットに向けて照射され、反射及び散乱によって受信光Ｒが生じる。なおここで用いられるアルファベットのＲは、受信機を意味する英語のＲｅｃｅｉｖｅｒに由来する。また、Ｒに添えられる下添えの字（例えばｍ番目受信光Ｒ_ｍのｍ）は、同じく時系列順に１、２、と変化する通し番号である（図１Ｂを参照）。

ステップＳＴ１２は、テレスコープ５、及びスキャナ１２、並びに受信側の機能ブロックである送受分離部４、受信側光学系６、及び受光部７、が行う処理工程である。
ステップＳＴ１２においてテレスコープ５は、受信した受信光Ｒ（例えば１番目受信光Ｒ_１）を送受分離部４へ出力する。
ステップＳＴ１２は、送受分離部４が受信光Ｒを受信側光学系６へ出力する工程と、受信側光学系６が受信光Ｒを加工する工程と、受信側光学系６が受信側光学系６を経由した受信光Ｒを受光部７へ出力する工程と、を含む。さらにステップＳＴ１２は、受光部７が受信光Ｒを受信電気信号に変換する工程と、受光部７が受信電気信号を信号処理部８へ出力する工程と、を含む。

ステップＳＴ１３は、ステップＳＴ５からＳＴ１２までの処理工程が、ａ回繰り返されるループ処理であることを示している。ここでａは、パルス積算回数ａである。パルス積算回数ａは、レーザレーダ装置のＳＮＲを決定する設計パラメータである。本開示技術に係るレーザレーダ装置は、ディスプレイに初期設定を行う画面を表示し、使用者が初期設定でパルス積算回数ａを自由に設定できる構成を備えてもよい。

ステップＳＴ１４からＳＴ１７までは、信号処理部８が行う処理工程であるが、レーザレーダ装置は、逐次に処理を行ってもよいし、ステップＳＴ５からＳＴ１２までのａ回繰り返されるループ処理が完了するのを待って一気に処理を行ってもよい。

ステップＳＴ１４は、フィルタ処理部８０１が行う処理工程である。ステップＳＴ１４においてフィルタ処理部８０１は、強度変調信号生成部１１からの強度変調信号に基づいて、受信電気信号に対してフィルタ処理を実施する。なお強度変調信号の周波数は、式（４）で用いられた記号のｆ_ＡＭで表される。

ステップＳＴ１５は、アナログデジタル変換部８０２が行う処理工程である。ステップＳＴ１５においてアナログデジタル変換部８０２は、受信光Ｒに対応するアナログの受信電気信号を、デジタルに変換する。アナログデジタル変換部８０２が行うデジタル変換処理は、トリガ生成回路部９からのパルス照射トリガ信号を開始トリガとする。すなわちアナログデジタル変換部８０２が行うデジタル変換処理の開始時刻は、パルス光が照射されるタイミングと原理的には一致する。アナログデジタル変換部８０２が行うデジタル変換処理は、予め決められた時間、又は次のパルス光が照射されるまで間、続けられる。
デジタル変換が開始されてから、すなわちパルス光が照射されてから、ΔＴ後にデジタル変換される信号は、ＴＯＦの原理から、以下の式に示す距離（Ｌ）だけ離れた場所のターゲットで反射されたものだ、ということがわかる。

なお、受信電気信号をデジタル変換する長さ単位は、１つのパルス分でよい。

ステップＳＴ１６は、レンジビン分割部８０３が行う処理工程である。ステップＳＴ１６においてレンジビン分割部８０３は、デジタルに変換された受信電気信号を、レンジビンごとの信号に分割する。
図８Ａは、１つのパルス、例えばｋ番目パルスＰ_ｋが照射されターゲットで反射しレーザレーダ装置に入力されたｋ番目受信光Ｒ_ｋを時間軸グラフで表したものである。図８Ａに示されたｎは、レンジビンに付されるラベルであり、レンジビンラベルｎが小さいほどターゲットがレーザレーダ装置に近いことを意味する。レンジビンの幅、すなわち１つのレンジビンの開始から終了までの時間間隔のΔｔは、種光パルス幅δｔと等しくしてよい。前述のとおり本開示技術に係るレーザレーダ装置は、使用者が決定した種光パルス幅δｔを含む設計パラメータについて、レーザレーダ装置へ入力できるようプログラムされていてよい。

ステップＳＴ１７は、周波数解析部８０４が行う処理工程である。ステップＳＴ１７において周波数解析部８０４は、レンジビンごとに分割された受信信号を、それぞれフーリエ変換してスペクトルを算出する。またステップＳＴ１７において周波数解析部８０４は、算出したスペクトルを積算処理部８０５へ出力する。
前述のとおりレーザレーダ装置の強度変調周波数ｆ_ＡＭは、時不変のものであってもよいし、チャープ周波数のように時変のものであってもよい。すなわち強度変調周波数ｆ_ＡＭは、パルスごとに異なってもよい。ｍ番目強度変調パルスＴ_ｍの強度変調周波数ｆ_ＡＭは、ｍ番目強度変調周波数ｆ_ＡＭ＿ｍと表し区別する。
ｍ番目受信光Ｒ_ｍのデジタル変換された受信電気信号のフーリエ変換によって得られるスペクトルは、ピーク周波数がｍ番目強度変調周波数ｆ_ＡＭ＿ｍと概ね一致する。厳密にはターゲットの移動に起因して周波数シフトが生じる、等のことがあるが、本開示技術の原理を説明する上では、ピーク周波数がｍ番目強度変調周波数ｆ_ＡＭ＿ｍと一致したと仮定して問題ない。

ステップＳＴ１８は、積算処理部８０５が行う処理工程である。ステップＳＴ１８において積算処理部８０５は、パルス積算回数ａだけ送出されたスペクトルを積算する。

ステップＳＴ１９は、ＳＮＲ算出部８０６が行う処理工程である。ステップＳＴ１９においてＳＮＲ算出部８０６は、ピーク強度と帯域外雑音との比を計算し、これをスペクトルについてのＳＮＲとする。ピーク強度と帯域外雑音との比の計算は、レンジビンごとに行う。ステップＳＴ１９においてＳＮＲ算出部８０６は、積算されたスペクトル及びそのレンジビンごとのＳＮＲを、距離特性算出部８０７へ出力する。

ステップＳＴ２０は、距離特性算出部８０７が行う処理工程である。ステップＳＴ２０において距離特性算出部８０７は、送られたレンジビンごとのＳＮＲの情報を、距離ごとのＳＮＲ情報に変換する。なお図８に示されるとおり本開示技術におけるレンジビンは、時間の物理単位（あるいは「次元」とも称される）を有している。この時間の単位を距離の単位へ変換することは、ＴＯＦの原理に則して行われればよい。

実施の形態１に係るレーザレーダ装置は、分岐比可変光路分岐部２０２及び分岐比調整部１１０１を備える構成であるため、振幅変調の包絡線形状Ａを外部からの操作で変形できる、という作用効果を有する。加えて言えば実施の形態１に係るレーザレーダ装置は、光路結合部２０１、分岐比可変光路分岐部２０２、及び遅延光路部２０３で構成された強度変調パルス生成部２を備える構成であるからこそ、従来技術とは異なり、初めて、いかなる種類の種光源部１に対しても、振幅変調の包絡線形状Ａを外部からの操作で変形できる、という作用効果を有する。
実施の形態１に係るレーザレーダ装置は、光路結合部２０１、分岐比可変光路分岐部２０２、及び遅延光路部２０３で構成された強度変調パルス生成部２を備える構成であるため、強度変調周波数ｆ_ＡＭを可変にできる、という作用効果を有する。
実施の形態１に係るレーザレーダ装置は、上記の作用効果を有するため、測距の目的に応じて、距離分解能、及び最大測距距離を自由に調整可能である、という効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態１に係るレーザレーダ装置は、直接検波方式を採用した装置であったが、本開示技術はこれに限定しない。
実施の形態２は、実施の形態１で述べたレーザレーダ装置のいくつかの変形例について明らかにする。

実施の形態２に係るレーザレーダ装置は、コヒーレントライダ、差分吸収ライダ、又は二重偏光型ライダであってもよい。
レーザレーダ装置がコヒーレントライダである場合、レーザレーダ装置は、ターゲットの位置情報のみならず、ターゲットの速度情報を測定することができる。
レーザレーダ装置が差分吸収ライダである場合、レーザレーダ装置の構成要素は実施の形態１の場合と少し異なる。差分吸収ライダである場合のレーザレーダ装置は、種光源部１が、第１の波長の第１強度変調パルスと、第１の波長とは異なる第２の波長の第２強度変調パルスと、を出力する。また差分吸収ライダである場合のレーザレーダ装置は、信号処理部８において、第１強度変調パルスと第２強度変調パルスとのそれぞれに対応する受信信号の強度比を算出する。この構成により差分吸収ライダである場合のレーザレーダ装置は、ターゲットの位置情報に加え、ターゲットの吸収波長、及び濃度、を測定できる。
レーザレーダ装置が二重偏光型ライダである場合、レーザレーダ装置の構成要素は実施の形態１の場合と少し異なる。二重偏光型ライダである場合のレーザレーダ装置は、種光源部１が、２つの直交する偏光状態である強度変調パルスを出力する。また二重偏光型ライダである場合のレーザレーダ装置は、信号処理部８において、２つの直交する偏光のそれぞれに対応する受信信号の強度比を算出する。この構成により差分吸収ライダである場合のレーザレーダ装置は、ターゲットの位置情報に加え、ターゲットの粒形を測定できる。

実施の形態１に係るレーザレーダ装置は、図４に示されるように、送受分離部４とテレスコープ５との間、及びテレスコープ５とスキャナ１２との間が、送受信の双方向の光学系を備える構成としたが、本開示技術に係るレーザレーダ装置はこれに限定されない。本開示技術に係るレーザレーダ装置は、テレスコープ５を、送信用と受信用と別々に設ける構成であってもよい。

実施の形態２に係るレーザレーダ装置は、実施の形態１で示した構成に加え、レーザレーダ装置が用いるパルス列のパラメータ（以降、「パルス列パラメータ」と称する）を変えながら複数回の測定を行い、測定結果を比較することでパルス列パラメータを適正化するフィードバック機構を備えてもよい。
パルス列パラメータは、例えばハードターゲットからの受信信号のＳＮＲが改善されるように、適正化がなされてもよい。あるいはパルス列パラメータは、ハードターゲットのＳＮＲとボリュームターゲットのＳＮＲとを比べ、その差が大きくなるように、適正化がなされてもよい。

図１０は、実施の形態２に係るレーザレーダ装置の信号処理部８の機能ブロックを示したブロック図である。また図１１は、実施の形態２に係るレーザレーダ装置の処理工程の一部を示したフローチャートである。
図１０に示されるＳＮＲ比較部８０８の機能ブロックは、パルス列パラメータを変えながら行った複数の測定結果について、ＳＮＲを比較する処理工程を実施する。図１０は、ＳＮＲ比較部８０８により得られた適正とみなされたパルス列パラメータの情報が、パルス信号生成部１０と強度変調信号生成部１１とにフィードバックされていることを表している。
図１１に示されるステップＳＴ２１は、ＳＮＲ比較部８０８が行うこの処理工程である。図１１に示されるとおりＳＴ２１の後は、ステップＳＴ１に戻る。すなわちＳＮＲ比較部８０８は、フィードバック機構を実現する機能ブロックである。

以上のとおり実施の形態２に係るレーザレーダ装置は、実施の形態１で述べたレーザレーダ装置のいくつかの変形例である。実施の形態２に係るレーザレーダ装置は、実施の形態１において明らかとなった作用効果を有し、測距の目的に応じて、距離分解能、及び最大測距距離を自由に調整可能である、という効果を奏する。

本開示技術に係るレーザレーダ装置は、ボリュームターゲット中のハードターゲットの測距に応用でき、産業上の利用可能性を有する。

１ 種光源部、２ 強度変調パルス生成部、３ 送信側光学系、４ 送受分離部、５ テレスコープ、６ 受信側光学系、７ 受光部、８ 信号処理部、９ トリガ生成回路部、１０ パルス信号生成部、１１ 強度変調信号生成部、１２ スキャナ、１００ａ 処理回路、１００ｂ プロセッサ、１００ｃ メモリ、２０１ 光路結合部、２０２ 分岐比可変光路分岐部、２０３ 遅延光路部、８０１ フィルタ処理部、８０２ アナログデジタル変換部、８０３ レンジビン分割部、８０４ 周波数解析部、８０５ 積算処理部、８０６ ＳＮＲ算出部、８０７ 距離特性算出部、８０８ ＳＮＲ比較部、１１０１ 分岐比調整部、１１０２ 遅延光路調整部。

Claims (7)

1. パルス光を生成する種光源部と、
   強度変調信号を生成する強度変調信号生成部と、
   前記パルス光及び前記強度変調信号に基づいて、強度変調パルス光を生成する強度変調パルス生成部と、を備え、
   前記強度変調信号生成部は、分岐比調整部と、遅延光路調整部と、を有し、
   前記強度変調パルス生成部は、ループ状に結合された、光路結合部と、分岐比可変光路分岐部と、遅延光路部と、を有し、
   前記分岐比調整部は、前記分岐比可変光路分岐部における分岐比を決定する分岐比調整信号を出力し、
   前記分岐比可変光路分岐部は、前記分岐比調整信号に基づいて、分岐された一方の光を送信側光学系へ、分岐された残りの光を前記遅延光路部へ、それぞれ出力する、
   レーザレーダ装置。
2. 前記遅延光路調整部は、前記遅延光路部における遅延度合又は遅延光路長を調整するための遅延光路制御信号を生成し、
   前記遅延光路部は、前記遅延光路制御信号に基づいて前記遅延度合又は前記遅延光路長が変化する、
   請求項１に記載のレーザレーダ装置。
3. 前記分岐比調整部は、前記分岐比可変光路分岐部におけるループ回数がｋ回目の前記分岐比を、パルス列のうちｋ番目パルスの光パワーと、前記パルス列のうちｋ＋１番目から最後までのパルスの光パワーの総和と、に基づいて算出する、
   請求項１に記載のレーザレーダ装置。
4. 前記種光源部は、
   Ｑスイッチング、モード同期、パルス励起、又は連続波レーザ光を光スイッチでパルス化すること、によって前記パルス光を生成し、
   種光パルス幅が可変である、
   請求項１に記載のレーザレーダ装置。
5. 前記遅延光路長は、外部からの操作により値を変更できる、
   請求項２に記載のレーザレーダ装置。
6. 前記ループ回数の総数は、外部からの操作により値を変更できる、
   請求項３に記載のレーザレーダ装置。
7. 前記分岐比可変光路分岐部における前記ループ回数は、外部からの操作により値を変更できる、
   請求項３に記載のレーザレーダ装置。

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