JPH06138216A - 速度計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電波を用いて速度計測を行う装置
に関し、近傍反射、妨害信号等の影響を受けることなく
常に正確に速度を計測することを目的とする。 【構成】 変調用の符号ＭＡ１，ＭＢ１を用いて送信用
の信号ｆｏに対し直接拡散変調を行い、該変調された信
号をサーキュレータ１９，２０を介して、目標物に向け
て電波として送信すると共に、該目標物からの反射波を
受信し、該受信された反射波に対応する信号をサーキュ
レータを介した後、前記送信用の信号で復調して中間周
波信号ＩＦ１，ＩＦ２を生成し、前記変調用の符号と同
じ符号であって且つ信号が前記目標物までを往復するの
に要する時間だけ位相が遅れた符号を持つ信号ＭＡ２，
ＭＢ２と前記中間周波信号との間で相関をとり、該相関
出力信号のうち特定の距離範囲から反射した信号に含ま
れるドップラ周波数成分ｆｄのみを抽出し、それに基づ
いて速度情報を生成するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電波を用いて速度計測
を行う技術に係り、特に、移動体（車両、飛翔体等）に
搭載されてその速度を計測し、あるいは車両等が走行す
る場所の近傍に配置されて当該車両の速度（および車両
までの距離）を計測する電波方式の速度計測装置（いわ
ゆる電波速度計）に関する。

【０００２】

【従来の技術】電波を用いて速度計測を行う従来技術の
一般的なものの１つとして、周波数変調（ＦＭ；Freque
ncy Modulation）した連続波（ＣＷ；Continuous wave)
の電波を用いて速度を計測する方式（ＦＭ−ＣＷ方式）
が知られている。この方式を用いた場合、速度計測装置
を設置する場所に応じて２種類の速度を計測することが
できる。

【０００３】第１の形態は、速度計測装置を移動体（車
両、飛翔体等）に搭載して当該移動体の速度を計測する
場合である。この場合には、周波数変調した信号（ＦＭ
−ＣＷ）を例えば地面に向けて電波として送信し、該地
面から反射された信号（受信信号）を上記送信信号と混
合することにより、地面に対する相対速度に基づくドッ
プラ周波数成分を含んだ状態の信号を得て、この信号か
らドップラ周波数成分を検出し、それに基づき当該移動
体の速度を計測する。

【０００４】第２の形態は、速度計測装置を車両等が走
行する場所の近傍に配置して当該車両の速度を計測する
場合である。この場合には、同様にして周波数変調した
連続波（ＦＭ−ＣＷ）を車両等に向けて放射し、その反
射波に含まれるドップラ周波数成分を抽出することによ
り、当該車両の速度を計測する。この形態の代表的な例
として速度違反取締り用のレーダ・スピードメータがあ
るが、これは、連続波の電波を車両等が通過する軌道上
に放射し、その反射波に含まれるドップラ周波数成分を
抽出して速度計測を行うものである。この際、ドップラ
周波数成分から算出された速度が違法速度であればこれ
を記録し、場合によっては車両等を撮影する機能等も付
加される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した第１の形態の
ＦＭ−ＣＷ方式では、放射される電波の伝播の反射面が
極めて近傍にある場合には近傍反射の影響を受け易く、
また妨害信号や送信信号の受信系への回り込み等の影響
を受け易いという課題がある。また、受信信号の周波数
域での電力中心は、電波の伝播の反射面が遠く離れてい
る場合にはアンテナからの電波ビームの広がりの影響が
平均化されるために一義的に（つまり一定に）決定され
るが、伝播の反射面が近傍にある場合には当該反射面
（例えば地面）の状況を無視することができないために
不安定となり、あいまいさが生じてくるといった課題が
ある。

【０００６】一方、上述した第２の形態のＦＭ−ＣＷ方
式では、電波の放射パターンが広がった状態あるいは車
両等の検知距離を遠方に設定した状態では、電波が放射
される領域が広範囲に及ぶために複数の車両が近接して
通過した場合に、どの車両の速度を計測したのかを特定
できず、速度計測の対象があいまいになるといった課題
がある。

【０００７】また、これを回避するために電波の放射領
域を限定しようとすると、車両を検知するまでの距離が
短くなり、例えば速度違反車を撮影する場合には最適な
撮影ができないといった課題がある。本発明の目的は、
かかる従来技術における課題に鑑み、近傍反射、妨害信
号、送信信号の受信系への回り込み等の影響を受けるこ
となく常に正確に速度を計測することができる速度計測
装置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、速度計測の対象とな
る車両等を正確に特定し、該車両等までの距離を計測し
且つ追尾すると共に、計測範囲内において常に高精度に
速度を計測することができる速度計測装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の形態による速度計測装置は、送信用
の搬送波信号を発生する手段と、変調用の符号化された
２位相ランダム信号を発生する符号発生器と、該発生さ
れた符号化２位相ランダム信号を用いて前記送信搬送波
信号に対し直接拡散変調を行う変調器と、該変調された
送信搬送波信号をサーキュレータを介して、目標物に向
けて電波として送信すると共に、該目標物からの反射波
を受信するアンテナ手段と、該受信された反射波に対応
する信号を前記サーキュレータを介した後、前記送信搬
送波信号で復調して中間周波信号を生成する復調器と、
前記変調用の２位相ランダム信号の符号と同じ符号であ
って且つ信号が前記目標物までを往復するのに要する時
間だけ位相が遅れた符号を持つ信号と前記復調器で生成
された中間周波信号との間で相関をとる相関器と、該相
関器の出力信号のうち特定の距離範囲から反射した信号
に含まれるドップラ周波数成分のみを抽出するドップラ
検出手段とを具備し、該抽出されたドップラ周波数成分
に基づいて速度情報を生成することを特徴とする。

【００１０】上記の速度計測装置において、符号発生器
は、種類が同じで且つ位相が異なる２種類の変調用符号
を発生し、アンテナ手段は、該２種類の変調用符号で変
調された信号をそれぞれ送受信すると共にビーム角が互
いに異なるアンテナパターンをそれぞれ有する２つのア
ンテナを有し、ドップラ検出手段は、前記２つのアンテ
ナパターンの重なった部分からの反射波に含まれるドッ
プラ周波数成分のみを抽出するようにしてもよい。

【００１１】また、上記の速度計測装置において、前記
符号発生器から前記変調器および前記相関器にそれぞれ
供給される２位相ランダム信号の位相差の初期設定を適
宜行い、それによって前記目標物までの距離を設定する
ようにしてもよい。本発明の第２の形態によれば、送信
用の搬送波信号を発生する手段と、変調用の符号化され
た２位相ランダム信号を発生する符号発生器と、該発生
された符号化２位相ランダム信号を用いて前記送信搬送
波信号に対し直接拡散変調を行う変調器と、該変調され
た送信搬送波信号をサーキュレータを介して、車両等の
移動体に向けて電波として送信すると共に、該移動体か
らの反射波を受信するアンテナと、該受信された反射波
に対応する信号を前記サーキュレータを介した後、前記
送信搬送波信号で復調して中間周波信号を生成する復調
器と、該復調器で生成された中間周波信号を第１〜第３
の信号に分配する手段と、前記変調用の２位相ランダム
信号の符号と同じ符号であって且つ信号が前記移動体ま
でを往復するのに要する時間だけ位相が遅れた符号を持
つ信号と前記分配された第１の信号との間で相関をとる
第１の相関器と、前記変調用の２位相ランダム信号の符
号と同じ符号であって且つ前記第１の相関器で用いる符
号よりも位相が進んだ符号を持つ信号と前記分配された
第２の信号との間で相関をとる第２の相関器と、前記変
調用の２位相ランダム信号の符号と同じ符号であって且
つ前記第１の相関器で用いる符号よりも位相が遅れた符
号を持つ信号と前記分配された第３の信号との間で相関
をとる第３の相関器と、前記第１の相関器の出力信号の
うち前記移動体と本装置の相対速度差に相当するドップ
ラ周波数成分のみを抽出する手段と、前記第２および第
３の相関器の各出力信号の振幅を検出してそれぞれ検波
信号を出力する手段と、該出力された２つの検波信号の
差を演算する差分器と、該差分器の出力に基づいて前記
符号発生器に対し前記符号化２位相ランダム信号の位相
を制御する位相制御器とを具備し、前記抽出されたドッ
プラ周波数成分に基づいて前記移動体の速度を計測する
と共に、前記符号発生器から発生される符号化２位相ラ
ンダム信号の位相情報に基づいて前記移動体までの距離
を計測することを特徴とする速度計測装置が提供され
る。

【００１２】また、前記送信搬送波信号が変調されて前
記アンテナに入力されるまでの経路に設けられた可変減
衰器と、前記位相制御器の出力に基づいて前記可変減衰
器の減衰量を制御する手段とを更に具備し、該制御され
た減衰量に応じて前記アンテナの送信電力を制御するよ
うにしてもよい。さらに、前記符号発生器から前記変調
器と前記第１〜第３の相関器にそれぞれ供給される２位
相ランダム信号の位相差の初期設定を適宜行い、それに
よって前記移動体の速度の計測範囲を可変とするように
してもよい。

【００１３】さらに、前記符号発生器から発生される符
号化２位相ランダム信号の１ビット長を適宜設定し、そ
れによって前記移動体を検知する特定の領域を設定可能
とするようにしてもよい。さらに、前記符号発生器から
前記変調器と前記第１〜第３の相関器にそれぞれ供給さ
れる２位相ランダム信号の位相差を前記位相制御器から
の位相制御情報に応じて適宜変化させ、それによって前
記移動体までの距離を計測し且つ追尾するようにしても
よい。

【００１４】

【作用】上述した本発明の第１の形態による装置構成に
よれば、電波が放射された目標物（例えば地面等）から
の反射波に含まれる２位相ランダム変調信号は、送信信
号に含まれる２位相ランダム変調信号に対し、信号が地
面等までを往復した伝播距離に相当する時間差を持って
いる。仮に、２位相ランダム変調信号にＭ系列符号を用
いると、２つの符号の相関出力は時間差が０（つまり位
相の差が０）の時にピーク値を呈し、位相差の増大に伴
い相関出力も低下し、１クロック以上ずれると相関出力
は殆ど得られなくなる。この２位相ランダム変調信号の
相関に関する原理については、例えば文献「SPREAD SPE
CTRUM SYSTEMS, R.C.DIXON著」に記述されている。

【００１５】このことにより、反射波信号に含まれる２
位相ランダム変調符号に対し、予め伝播距離分に相当す
る時間だけ遅延させた別の２位相ランダム変調符号との
間で相関をとると、位相差が０となるため、相関出力は
ピーク値を呈する。具体的には、復調器で生成された中
間周波信号を、変調された送信信号の符号と同じ符号で
あって且つ予め伝播距離分に相当する時間だけ位相が遅
れた符号で相関をとると、予め設定した伝播距離を伝播
した信号の相関出力はピークとなるが、それ以外の伝播
距離では相関出力は殆ど得られない（図２参照）。

【００１６】従って、相関器からは、予め設定した伝播
距離以外を伝播する信号（つまり近傍反射や妨害信号
等）の影響を除去した信号が出力され、さらにドップラ
検出手段に入力されてドップラ周波数成分が抽出され、
それに基づき速度情報が生成される。また、ビーム角が
互いに異なるアンテナパターンをそれぞれ有する２つの
アンテナを有する場合には、それぞれのアンテナで受信
された信号を相関器を通して得られる出力波形は、それ
ぞれ異なるドップラ周波数でピーク値を呈する（図３参
照、周波数ｆｄ₁,ｆｄ₂)。

【００１７】ここで、２つのアンテナパターンが重なる
部分（図４参照）を伝播した受信信号に含まれるドップ
ラ周波数成分は、同位相かつ同レベルであることから、
それぞれの相関器出力の重なる部分（図３参照、周波数
ｆｄ）になる。このドップラ周波数成分をドップラ検出
手段にて抽出することにより、特定された唯１つの伝播
経路を伝播した信号に含まれるドップラ周波数成分を抽
出することができ、それに基づいて高精度な速度計測が
可能となる。

【００１８】なおこの場合、２つのアンテナから送信さ
れる２位相ランダム変調信号の符号は位相的に十分に離
れているため、受信時にそれぞれ他方のアンテナに受信
されてもその影響はない。また、本発明の第２の形態に
よる装置構成によれば、車両等からの反射波に含まれる
２位相ランダム変調信号は、送信信号に含まれる２位相
ランダム変調信号に対し、信号が車両等までを往復した
伝播距離に相当する時間差を持っている。ここで第１の
形態と同様、２位相ランダム変調信号にＭ系列符号を用
いると、２つの符号の相関出力は時間差が０、つまり位
相の差が０の時にピーク値を呈し、位相差の増大に伴い
相関出力も低下し、１ビット以上ずれると相関出力は殆
ど得られなくなる（文献「SPREAD SPECTRUM SYSTEMS,
R.C.DIXON著」参照）。

【００１９】このことにより、反射信号に含まれる２位
相ランダム変調符号に対し、予め伝播距離分に相当する
時間だけ遅延させた別の２位相ランダム変調符号との間
で相関をとると、位相差が０となるため、相関出力はピ
ーク値を呈する。但し、このままだと固定された距離に
存在する車両等の速度しか計測できないため、送信用の
符号と相関をとるための符号の位相差を所定時間（つま
り信号が車両等までを往復するのに要する時間）に相当
するように変化させることで、移動する車両等までの距
離を計測追尾し且つ速度を計測できるようにする。

【００２０】具体的には、復調器で生成された中間周波
信号を３分配後、それらのうちの１系統については、変
調用の２位相ランダム信号の符号と同じ符号であって且
つ信号が車両等までを往復するのに要する時間だけ位相
が遅れた符号で相関をとる。仮に相関をとるための符号
が伝播距離をＲとしていた場合、実際の伝播距離と相関
器の出力との関係は図１０の（ａ）に示すようになる。
相関をとるための符号の位相が、車両等までの往復を伝
播した２位相ランダム変調信号の符号の位相と一致した
場合、つまり実際の伝播距離がＲであった場合、相関器
の出力として車両等の速度に相当するドップラ周波数成
分（ｆｄ）が得られる。

【００２１】一方、３分配後の他の２系統については、
上記の１系統で相関をとるために用いた符号に対し、１
ビットまたは１／２ビットの遅れおよび進みの位相の符
号でそれぞれ相関をとり、さらに振幅検波した出力をそ
れぞれ差分することにより、図１０の（ａ）に示すよう
な出力を得る。つまり実際の伝播距離がＲであった場
合、差分器の出力は０となり、またＲより近い場合には
プラス（＋）の電圧、遠い場合にはマイナス（−）の電
圧を出力することになる。

【００２２】この差分器の出力を位相制御器を介して符
号発生器にフィードバックすることで、図１０の（ｂ）
に示されるように、車両等が近接すると、送信時に２位
相ランダム変調をかける符号と３分配後に相関をとるた
めの符号の位相差を少なくすることができる。これによ
って、該車両までの距離を計測し追尾することが可能と
なる。以上の一連の動作により、計測範囲内において車
両等までの距離を計測追尾し、該車両等の速度を常に計
測することができる。

【００２３】また、送信時に２位相ランダム変調をかけ
る符号と３分配後に相関をとるための符号の位相差の初
期設定を適宜行うことにより、速度の計測範囲を可変と
することができる。さらに、符号発生器から発生される
符号化２位相ランダム信号の１ビット長を適宜設定する
ことにより、図１０の（ｃ）に示されるように、車両等
を検知する領域を変更することができる。

【００２４】また、上述したように送信時に２位相ラン
ダム変調をかける符号と３分配後に相関をとるための符
号の位相差が１ビット以上ずれると相関出力は殆ど得ら
れなくなるので、計測された速度の車両等を正確に特定
することができ、その一方では、車両等を検知する領域
外の車両等の速度については分離除去することが可能と
なる。

【００２５】なお、本発明の他の構成上の特徴および作
用の詳細については、添付図面を参照しつつ以下に記述
される実施例を用いて説明する。

【００２６】

【実施例】図１に本発明の一実施例としての速度計測装
置の構成が示される。本実施例では、車両に搭載されて
当該車両の速度を計測する場合について説明する。図１
において、１１は送信用の搬送波信号ｆｏを発生する発
振器、１２は該発振器の出力ｆｏを２つの信号（送信用
の信号と受信信号復調用の信号）に分配する方向性結合
器、１３は該方向性結合器の出力の一部（送信用の信
号）を２系統に分配する分配器、１４は変調用の可変の
符号化された２位相ランダム信号（変調符号）ＭＡ１，
ＭＢ１を発生する符号発生器、１５および１６はそれぞ
れ符号発生器１４の出力（変調符号ＭＡ１およびＭＢ
１）と方向性結合器１２および分配器１３を介して供給
される送信搬送波信号ｆｏとに応答する変調器を示し、
該変調器１５，１６は、それぞれ対応する変調符号ＭＡ
１，ＭＢ１により送信搬送波信号ｆｏに対して直接拡散
変調を行う。

【００２７】また、１７および１８はそれぞれ地面等に
向けて電波ビームを投射し、該ビームに対する地面等か
らの反射波を受信する送受信アンテナ、１９および２０
はそれぞれ対応する変調器１５，１６の出力を対応する
アンテナ１７，１８に導くと共に、該アンテナで受信さ
れた反射波信号をそれぞれ受信するサーキュレータ、２
１および２２はそれぞれ対応するサーキュレータ１９，
２０の出力と方向性結合器１２の出力の一部（受信信号
復調用の信号すなわち局部信号）を混合して中間周波信
号ＩＦ１およびＩＦ２を生成する復調器、２３および２
４はそれぞれ対応する復調器２１，２２の出力ＩＦ１，
ＩＦ２を増幅する増幅器を示す。

【００２８】２５および２６はそれぞれ対応する増幅器
２３，２４の出力（中間周波信号）と符号発生器１４の
出力ＭＡ２，ＭＢ２との間で相関をとる相関器を示す。
この場合、符号発生器１４の出力ＭＡ２，ＭＢ２は、送
信搬送波信号ｆｏに変調を行った２位相ランダム信号
（変調符号）ＭＡ１，ＭＢ１と同じ符号であって且つ信
号が地面等までを往復するのに要する時間だけ位相が遅
れた符号を持つように設定されている。従って、相関器
２５，２６は、或る限られた領域からの反射波に含まれ
るドップラ周波数成分のみを出力する。２７および２８
はそれぞれ対応する相関器２５，２６の出力信号成分の
うち所定周波数成分（すなわち特定の伝播経路を往復し
た信号に含まれるドップラ周波数成分）のみを抽出し、
増幅するドップラ・フィルタおよび増幅器、そして、２
９は抽出された２つのドップラ周波数成分から同位相同
振幅を有する信号をパルス成形してそのパルス周期を計
測し、それに基づき当該車両の速度を検出する周波数検
出器を示す。

【００２９】上記構成において、変調器１５，１６は、
発振器１１から方向性結合器１２および分配器１３を介
して供給される送信信号（送信搬送波信号ｆｏ）に対し
てそれぞれ符号発生器１４からの符号化２位相ランダム
信号（変調符号ＭＡ１，ＭＢ１）により直接拡散変調を
行う。変調された送信信号は、図５に示されるように拡
散された状態で、それぞれサーキュレータ１９，２０を
介してアンテナ１７，１８から地面等に向けて放射され
る。

【００３０】地面等からの反射波は、近傍反射、妨害信
号、送信信号の受信系への回り込み等を含んだ状態でア
ンテナ１７，１８より受信され、サーキュレータ１９，
２０を介して対応する復調器２１，２２に入力される。
復調器２１，２２は、方向性結合器１２の出力の一部を
局部信号として入力し、該局部信号をそれぞれサーキュ
レータ１９，２０からの受信信号と混合し、中間周波信
号ＩＦ１，ＩＦ２を生成する。アンテナ１７，１８で受
信された信号に含まれるドップラ周波数成分をそれぞれ
ｆｄ₁,ｆｄ₂ とすると、該受信された信号は復調器２
１，２２において図６に示されるように復調される。復
調器２１，２２で復調された信号ＩＦ１，ＩＦ２は、そ
れぞれ増幅器２３，２４で増幅された後、相関器２５，
２６に入力される。

【００３１】相関器２５，２６は、近傍反射、妨害信
号、送信信号の受信系への回り込み等を含んだ混合信号
の相関をとるものであり、復調器２１，２２から増幅器
２３，２４を通して供給される受信信号（中間周波信号
ＩＦ１，ＩＦ２）を、送信時に２位相ランダム変調をか
けた符号ＭＡ１，ＭＢ１と同じ符号であって且つ設定さ
れた伝播距離を信号が往復するのに要する時間だけ位相
が遅れた符号ＭＡ２，ＭＢ２で相関をとることで、特定
の領域からの反射波に含まれるドップラ周波数成分（ｆ
ｄ₁,ｆｄ₂)のみを出力する。

【００３２】出力されたドップラ周波数成分は、それぞ
れ対応するドップラ・フィルタおよび増幅器２７，２８
において図７に示されるように出力され、さらに周波数
検出器２９に入力され、ドップラ周波数成分ｆｄ₁,ｆｄ
₂ のうち同位相で且つ同レベルのドップラ周波数成分ｆ
ｄのみが抽出される（図８参照）。これによって当該車
両の速度が計測され、速度情報が生成される。

【００３３】このように本実施例の装置構成によれば、
近傍反射、妨害信号、送信信号の受信系への回り込み等
の影響を受けることなく、本装置を搭載した車両の速度
を高精度に計測することができる。また、符号発生器１
４から変調器１５および１６と相関器２５および２６に
それぞれ供給される信号ＭＡ１およびＭＢ１とＭＡ２お
よびＭＢ２との位相差の初期設定を適宜行うことによ
り、反射面（つまり地面等）までの距離を設定すること
ができる。

【００３４】なお、本実施例では車両の速度計測を行う
場合について説明したが、車両の速度が分かれば、この
速度から加速度および走行距離を正確に求めることがで
きるので、本装置は加速度計および距離計としても応用
可能である。また、本実施例では（車輪を持つ）車両に
搭載して速度計測を行う場合について説明したが、本発
明の要旨からも明らかように、本装置は車輪を持たない
リニアモータ・カー等の移動体に搭載して速度計測を行
うことも可能である。例えば超低空を飛行する飛翔体等
に搭載した場合、設定された伝播距離すなわち反射面ま
での距離を可変とすることで、速度を計測することがで
きる。

【００３５】図９には本発明の他の実施例としての速度
計測装置の構成が示される。本実施例では、速度計測装
置を車両等が走行する軌道付近に配置し、軌道を走行す
る車両を追尾しながら該車両までの距離と速度を計測す
る場合について説明する。図９において、３１は送信用
の搬送波信号ｆｏを発生する発振器、３２は該発振器の
出力ｆｏを２つの信号（送信用の信号と受信信号復調用
の信号）に分配する方向性結合器、３３は送信電力を制
御するための関数発生器、３４は変調用の可変の符号化
２位相ランダム信号（変調符号）ＭＣを発生する符号発
生器、３５は関数発生器３３の出力に基づいて信号減衰
量を調整する可変減衰器、３６は符号発生器３４の出力
（変調符号ＭＣ）により送信搬送波信号ｆｏに対して直
接拡散変調を行う変調器、３７は車両等に向けて電波ビ
ームを投射し、該ビームに対する車両等からの反射波を
受信するアンテナ、３８は変調器３６の出力をアンテナ
３７に導くと共に、該アンテナで受信された反射波信号
を受信するサーキュレータ、３９はサーキュレータ３８
の出力と方向性結合器３２の出力の一部（受信信号復調
用の信号すなわち局部信号）を混合して中間周波信号Ｉ
Ｆを生成する復調器、４０は復調器３９の出力ＩＦを増
幅する増幅器、４１は該増幅器の出力を３分配する分配
器、４２〜４４はそれぞれ分配された受信信号を増幅す
るビデオ増幅器を示す。

【００３６】４５〜４７はそれぞれ対応するビデオ増幅
器４２〜４４の出力信号と符号発生器３４の対応する出
力ＭＣ１〜ＭＣ３との間で相関をとる相関器を示す。こ
の場合、符号発生器３４から相関器４５に供給される信
号ＭＣ１は、送信搬送波信号ｆｏに変調を行った２位相
ランダム信号（変調符号）ＭＣと同じ符号であって且つ
信号が車両等までを往復するのに要する時間だけ位相が
遅れた符号を持つように設定されている。また、符号発
生器３４から相関器４６に供給される信号ＭＣ２は、変
調符号ＭＣと同じ符号であって且つ相関器４５で用いる
符号よりも位相が進んだ符号を持つように設定されてい
る。同様に、符号発生器３４から相関器４７に供給され
る信号ＭＣ３は、変調符号ＭＣと同じ符号であって且つ
相関器４５で用いる符号よりも位相が遅れた符号を持つ
ように設定されている。

【００３７】４８は相関器４５の出力信号のうち車両等
と本装置の相対速度差に相当するドップラ周波数成分
（ｆｄ）のみを抽出および増幅し、それに基づき速度情
報を生成するドップラ・フィルタおよび増幅器を示し、
同様に、４９および５０はそれぞれ対応する相関器４
６，４７の出力信号のうち車両等の速度に相当するドッ
プラ周波数成分を抽出し増幅するドップラ・フィルタお
よび増幅器を示す。また、５１および５２はそれぞれ対
応するドップラ・フィルタおよび増幅器４９，５０の出
力信号の振幅検波を行う振幅検波器、５３は振幅検波器
５１，５２の各出力信号の差を演算する差分器、５４は
該差分器の出力に基づいて符号発生器３４に対し符号化
２位相ランダム信号ＭＣの位相を制御する位相制御器を
示す。この位相制御器５４は、関数発生器３３に対して
可変減衰器３５の減衰量を設定するように制御する機能
も有しており、これによって関数発生器３３は、制御さ
れた減衰量に応じてアンテナ３７の送信電力を制御する
ことができる。

【００３８】本実施例の装置の動作については、前述の
〔作用〕の欄で記述した動作説明と図１の実施例に関し
て記述した動作説明から容易に類推されるので、その説
明は省略する。本実施例の装置構成によれば、速度計測
の対象となる車両等を正確に特定し、該車両等までの距
離を計測し且つ追尾すると共に、計測範囲内において常
に高精度に速度を計測することができる。

【００３９】また、符号発生器３４から変調器３６と相
関器４５〜４７にそれぞれ供給される２位相ランダム信
号ＭＣとＭＣ１〜ＭＣ３との位相差の初期設定を適宜行
うことにより、車両等の速度の計測範囲を設定すること
ができる。さらに、符号発生器３４から発生される符号
化２位相ランダム信号ＭＣの１ビット長を適宜設定する
ことにより、車両等を検知する特定の領域を設定するこ
とができる。

【００４０】また、符号発生器３４から変調器３６と相
関器４５〜４７にそれぞれ供給される２位相ランダム信
号ＭＣとＭＣ１〜ＭＣ３との位相差を位相制御器５４か
らの位相制御情報に基づいて適宜変化させることによ
り、車両等までの距離を計測し且つ追尾することが可能
となる。本実施例の速度計測装置は、上述したように車
両までの距離を計測追尾しながら速度を測定できるの
で、例えば高速道路等で広く使用されている速度取締り
機に応用した場合には、あらゆる速度で通過する車両に
対して最適な撮影を行うことができる。

【００４１】また、一般道で行われている速度取締りに
おいても、車両を検出する領域内の車両のみその速度を
計測するので、車両を検知する領域を狭くすれば多数の
車両が密集して走行している場合でも、計測された速度
で走行している車両を正確に特定することができる。さ
らに、車両の走行試験に応用した場合、車両までの距離
を計測追尾しながら速度を測定できるので、車両の走行
距離と時間、速度、加速度を精度良く関係づけて計測す
ることができる。

【００４２】なお、図９の実施例では可変減衰器３５を
方向性結合器３２と変調器３６の間に設けたが、可変減
衰器３５の設置位置は、方向性結合器３２からの送信搬
送波信号ｆｏが変調されてサーキュレータ３８を介しア
ンテナ３７に入力されるまでの経路であれば、いずれの
箇所に設けてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
定の伝播経路のみを伝播した信号に含まれるドップラ周
波数成分のみを抽出することにより、近傍反射、妨害信
号、送信信号の受信系への回り込み等の影響を受けるこ
となく、常に正確に速度を計測することができる。

【００４４】また、検知領域内の特定された車両等のみ
の速度を計測することができ、さらに計測範囲内におい
て車両等までの距離を計測追尾しながら常に速度を計測
することが可能となる。また、車両等の速度を計測する
目的や環境等に応じて、計測範囲および検知領域を自由
に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての速度計測装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１のアンテナから送信される信号の伝播距離
と相関器の出力との関係を示す図である。

【図３】図１の相関器の出力信号の波形図である。

【図４】図１のアンテナのパターンを示す図である。

【図５】図１のアンテナから送信される信号の波形図で
ある。

【図６】図１の復調器の出力信号の波形図である。

【図７】図１のドップラ・フィルタおよび増幅器の出力
信号の波形図である。

【図８】図１の周波数検出器の出力信号の波形図であ
る。

【図９】本発明の他の実施例としての速度計測装置の構
成を示すブロック図である。

【図１０】図９のアンテナから送信される信号の伝播距
離と相関器および差分器の各出力との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１，３１…発振器 １４，３４…符号発生器 １５，１６，３６…変調器 １７，１８，３７…送受信アンテナ １９，２０，３８…サーキュレータ ２１，２２，３９…復調器 ２５，２６，４５〜４７…相関器 ２７，２８，４８〜５０…ドップラ・フィルタおよび増
幅器 ２９…周波数検出器 ３３…関数発生器 ３５…可変減衰器 ４１…分配器 ５１，５２…振幅検波器 ５３…差分器 ５４…位相制御器 ｆｏ…送信搬送波信号 ｆｄ…ドップラ周波数（成分） ＩＦ，ＩＦ１，ＩＦ２…中間周波信号 ＭＡ１，ＭＢ１，ＭＣ…符号化された２位相ランダム信
号（変調符号） ＭＡ２，ＭＢ２，ＭＣ１…変調符号と同じ符号であって
且つ信号が目標物までを往復するのに要する時間だけ位
相が遅れた符号を持つ信号 ＭＣ２…変調符号と同じ符号であって且つ信号ＭＣ１に
対し位相が進んだ符号を持つ信号 ＭＣ３…変調符号と同じ符号であって且つ信号ＭＣ１に
対し位相が遅れた符号を持つ信号

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信用の搬送波信号（ｆｏ）を発生する
   手段（１１）と、 変調用の符号化された２位相ランダム信号（ＭＡ１，Ｍ
   Ｂ１）を発生する符号発生器（１４）と、 該発生された符号化２位相ランダム信号を用いて前記送
   信搬送波信号に対し直接拡散変調を行う変調器（１５，
   １６）と、 該変調された送信搬送波信号をサーキュレータ（１９，
   ２０）を介して、目標物に向けて電波として送信すると
   共に、該目標物からの反射波を受信するアンテナ手段
   （１７，１８）と、 該受信された反射波に対応する信号を前記サーキュレー
   タを介した後、前記送信搬送波信号で復調して中間周波
   信号（ＩＦ１，ＩＦ２）を生成する復調器（２１，２
   ２）と、 前記変調用の２位相ランダム信号の符号と同じ符号であ
   って且つ信号が前記目標物までを往復するのに要する時
   間だけ位相が遅れた符号を持つ信号（ＭＡ２，ＭＢ２）
   と前記復調器で生成された中間周波信号との間で相関を
   とる相関器（２５，２６）と、 該相関器の出力信号のうち特定の距離範囲から反射した
   信号に含まれるドップラ周波数成分（ｆｄ）のみを抽出
   するドップラ検出手段（２７〜２９）とを具備し、 該抽出されたドップラ周波数成分に基づいて速度情報を
   生成することを特徴とする速度計測装置。
2. 【請求項２】 前記符号発生器は、種類が同じで且つ位
   相が異なる２種類の変調用符号（ＭＡ１，ＭＢ１）を発
   生し、 前記アンテナ手段は、該２種類の変調用符号で変調され
   た信号をそれぞれ送受信すると共にビーム角が互いに異
   なるアンテナパターンをそれぞれ有する２つのアンテナ
   （１７，１８）を有し、 前記ドップラ検出手段は、前記２つのアンテナパターン
   の重なった部分からの反射波に含まれるドップラ周波数
   成分（ｆｄ）のみを抽出することを特徴とする請求項１
   に記載の速度計測装置。
3. 【請求項３】 前記符号発生器から前記変調器および前
   記相関器にそれぞれ供給される２位相ランダム信号（Ｍ
   Ａ１，ＭＢ１；ＭＡ２，ＭＢ２）の位相差の初期設定を
   適宜行い、それによって前記目標物までの距離を設定す
   ることを特徴とする請求項１に記載の速度計測装置。
4. 【請求項４】 前記ドップラ検出手段は、前記目標物が
   移動体の場合には該移動体の速度を指示する速度情報を
   生成し、該目標物が地面等の固定対象物である場合には
   本装置が搭載された移動体の速度を指示する速度情報を
   生成することを特徴とする請求項１に記載の速度計測装
   置。
5. 【請求項５】 送信用の搬送波信号（ｆｏ）を発生する
   手段（３１）と、 変調用の符号化された２位相ランダム信号（ＭＣ）を発
   生する符号発生器（３４）と、 該発生された符号化２位相ランダム信号を用いて前記送
   信搬送波信号に対し直接拡散変調を行う変調器（３６）
   と、 該変調された送信搬送波信号をサーキュレータ（３８）
   を介して、車両等の移動体に向けて電波として送信する
   と共に、該移動体からの反射波を受信するアンテナ（３
   ７）と、 該受信された反射波に対応する信号を前記サーキュレー
   タを介した後、前記送信搬送波信号で復調して中間周波
   信号（ＩＦ）を生成する復調器（３９）と、 該復調器で生成された中間周波信号を第１、第２および
   第３の信号に分配する手段（４１）と、 前記変調用の２位相ランダム信号の符号と同じ符号であ
   って且つ信号が前記移動体までを往復するのに要する時
   間だけ位相が遅れた符号を持つ信号（ＭＣ１）と前記分
   配された第１の信号との間で相関をとる第１の相関器
   （４５）と、 前記変調用の２位相ランダム信号の符号と同じ符号であ
   って且つ前記第１の相関器で用いる符号よりも位相が進
   んだ符号を持つ信号（ＭＣ２）と前記分配された第２の
   信号との間で相関をとる第２の相関器（４６）と、 前記変調用の２位相ランダム信号の符号と同じ符号であ
   って且つ前記第１の相関器で用いる符号よりも位相が遅
   れた符号を持つ信号（ＭＣ３）と前記分配された第３の
   信号との間で相関をとる第３の相関器（４７）と、 前記第１の相関器の出力信号のうち前記移動体と本装置
   の相対速度差に相当するドップラ周波数成分（ｆｄ）の
   みを抽出する手段（４８）と、 前記第２および第３の相関器の各出力信号の振幅を検出
   してそれぞれ検波信号を出力する手段（５１，５２）
   と、 該出力された２つの検波信号の差を演算する差分器（５
   ３）と、 該差分器の出力に基づいて前記符号発生器に対し前記符
   号化２位相ランダム信号の位相を制御する位相制御器
   （５４）とを具備し、 前記抽出されたドップラ周波数成分に基づいて前記移動
   体の速度を計測すると共に、前記符号発生器から発生さ
   れる符号化２位相ランダム信号の位相情報に基づいて前
   記移動体までの距離を計測することを特徴とする速度計
   測装置。
6. 【請求項６】 前記送信搬送波信号が変調されて前記ア
   ンテナに入力されるまでの経路に設けられた可変減衰器
   （３５）と、 前記位相制御器の出力に基づいて前記可変減衰器の減衰
   量を制御する手段（３３）とを更に具備し、 該制御された減衰量に応じて前記アンテナの送信電力を
   制御することを特徴とする請求項５に記載の速度計測装
   置。
7. 【請求項７】 前記符号発生器から前記変調器と前記第
   １、第２および第３の相関器にそれぞれ供給される２位
   相ランダム信号（ＭＣ，ＭＣ１〜ＭＣ３）の位相差の初
   期設定を適宜行い、それによって前記移動体の速度の計
   測範囲を可変とすることを特徴とする請求項６に記載の
   速度計測装置。
8. 【請求項８】 前記符号発生器から発生される符号化２
   位相ランダム信号の１ビット長を適宜設定し、それによ
   って前記移動体を検知する特定の領域を設定可能とする
   ことを特徴とする請求項６に記載の速度計測装置。
9. 【請求項９】 前記符号発生器から前記変調器と前記第
   １、第２および第３の相関器にそれぞれ供給される２位
   相ランダム信号の位相差を前記位相制御器からの位相制
   御情報に応じて適宜変化させ、それによって前記移動体
   までの距離を計測し且つ追尾することを特徴とする請求
   項６に記載の速度計測装置。